DE102020002749A1

DE102020002749A1 - Filterkorbrechen mit neuem Filterkorbverbund und neuer Sohlabdichtung

Info

Publication number: DE102020002749A1
Application number: DE102020002749.0A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-05-08
Filing date: 2020-05-08
Publication date: 2021-11-11

Abstract

Filterkorbrechen dienen zur Abscheidung von Grobstoffen aus Flüssigkeitsströmen, wie sie in Einlaufbauwerken von Kläranlagen oder Brauchwassergewinnungsanlagen vorkommen. Bei dem hier neu vorgestellten Filterkorbrechen werden die Filterkörbe(2) nicht durch eine Förderkette stabilisiert und angetrieben sondern, durch Kuppelbolzen(30), die in die Filterkorbkopfplatten(29) eingearbeitet sind, und durch Kuppelplatten(31) verbunden. Der Filterbandantrieb erfolgt über das Schubklinkenantriebsaggregat(19) und ermöglicht die Vergrößerung der Filterfläche in ihrer Breite, da die Filterkorbkopfdichtleiste(45) direkt am Rechenseitenteil(24) montiert werden kann. Die Sohlabdichtung neu(36) (in Fließrichtung hinter dem Rechen) verlängert die Filterbandlänge um die reinigungswirksame Filterbandlänge(28). Die schwenkbaren Dichtsegmente(37) der Sohlabdichtung neu(36) passen sich wegen ihrer geringen Blechdicke und den Andruckkräften aus Kippmoment oder Federkraft(44)) den Filterkorbsiebblechen(32) und den daran befestigten Rechengutmitnahmeleisten(8) an. Sie unterliegen nicht dem Reibverschleiß, wie das bei der Gummiplatte(12) der Sohlabdichtung mit Gummiplatte(11) (Kettenrechen) der Fall ist. Generell ist die Förderkette wegen der Zugkrafteinleitung in der Auslenkphase zweier benachbarter Filterkörbe sehr verschleißanfällig. Beim kettenlosen Rechen erfolgt die Zugkrafteinleitung ohne kurvenbedingte Filterkorbauslenkung. Darüber hinaus können die Kuppelbolzen(30) mit einer Verschleißschutzschicht aufgeläsert und die Kuppelplatten(31) mit Verschleißschutzbuchsen versehen werden, um so den Gelenkverschleiß zu minimieren.

Description

Die Erfindung beschreibt eine Maschine, die zur Abscheidung von Grobstoffen in Flüssigkeitsströmen dient, wie sie unter anderem in Einlaufbauwerken von Kläranlagen und Brauchwassergewinnungsanlagen vorkommt.
Filterbandrechen werden heute mit Förderketten(1) als Zug- und Stützelement für die Filterkörbe(2) gebaut (1). Hierbei werden die Filterkörbe(2), die in ihrer Breite mit der Teilung der Förderkette(1) übereinstimmen, mit der Förderkette(1) verschraubt und bilden so das um die Antriebs- und Umlenkräder umlaufende Filterband(3). Die Förderkette(1) wird hierbei als Zugelement eingesetzt und erfordert wegen des Kettenverschleißes einen entsprechenden mechanischen Aufwand für den Erhalt der Kettenspannung an den Antriebskettenrädern. Die Breite der Förderkette(1) und der Platzbedarf für die Lagerung der unteren Kettenumlenkräder(4,10) verringern die wirksame Breite (Länge der Filterkörbe) des Filterbandes(3) und damit der erzielbaren Filterfläche im Abwasserkanal. Die in Anströmrichtung vor dem Filterband eingebaute Sohlabdichtung(11) besteht aus einer Gummiplatte(12), die sich auf einer Stützbürstenleiste(13) und auf dem Filterband(3) abstützt. Am Filterband(3) sind gezackte Rechengutmitnehmerleisten(8) befestigt, die gegen die Fließrichtung vorstehen und somit die Gummiplatte(12) verschleißen. Durch diesen Reibverschleiß entstehen verhältnismäßig große Öffnungen (entsprechend dem Profil Rechengutmitnehmerleiste(8)) in der Gummiplatte(12), die eine Fehlströmung unterhalb des Filterbandes(3) ermöglichen und so die Reinigungsleistung des Filterbandrechens herabsetzen. Die angedachte Filterwirkung der Stützbürstenleiste(13) ist wegen der Versandung der Borsten (begünstigt durch die klebrigen Fettbestandteile des Abwassers) nach einer gewissen Betriebszeit ebenfalls außer Kraft gesetzt.
Bei dem hier als Neuentwicklung beschriebenen Filterkorbrechen (2) mit neuem Filterkorbverbund, der den Einsatz des Schubklinkenantriebaggregats(19) ermöglicht, entfällt der Platzbedarf für die Förderkette(1), die Kettenräder(9,10) und für die Lagerung(4) der unteren Kettenumlenkräder(9). Durch den Kettenwegfall können die Filterkörbe(2), bei gegebener Gesamtbreite, in Richtung Rechenseitenteil(24) verlängert werden, so dass die Abdichtung des Filterbandes direkt am Rechenseitenteil(24) erfolgen kann. Dies ist deshalb möglich, weil die den Filterkorbvorschub erzeugenden Klinkenräder(21) mit den Vor- und Rückwärtsklinken(22) hier innerhalb der Filterkorbkopfplatten(29) angeordnet sind, so dass die Vor- und Rückwärtsklinken(22) direkt auf die zur Filterkorbmitte hin verlängerten Kuppelbolzen(30) drücken können. Der dadurch entstandene seitliche Längengewinn des Filterkorbes(27) ist im Vergleich der beiden Halbschnitte (Rechen mit Kette und Rechen ohne Kette) in 3 dargestellt. Das Antriebsprinzip der Klinkenräder ist in der Patentanmeldung 10 2016 010 652.2 (dort ohne Rückwärtsantriebsmöglichkeit) dargestellt. Die Verbindung der Filterkörbe bestehend, aus den mit den Filterkorbkopfplatten(29) verbundenen Kuppelbolzen(30) und den Kuppelplatten(31), ist in 4 dargestellt. Die Kuppelplatten(31) werden auf die Kuppelbolzen(30) der benachbarten Filterkörbe geschoben und stellen dadurch die Verbindung zwischen den Filterkörben(2) her und führen diese in den Bereichen zwischen den Umlenkungen durch die Kuppelplattenführungsleisten(26). Durch die vorgegebenen Einbautoleranzen ist eine axiale Fixierung der Kuppelplatten(31) auf den Kuppelbolzen(30) nicht erforderlich. Durch die Verwendung der Kuppelplatten(31) kann das Filterband, wie beim Kettenrechen, vor- und rückwärts betrieben werden, dies ist bei Störungen im Bereich des Filterbandes vorteilhaft. Im Vorwärtsbetrieb (Normalbetrieb) werden die Filterkörbe um die untere innere Umlenkkurvenleiste(33) gezogen, hierbei stützen sich die Filterkörbe über die Filterkorbkopfplatte(29) und die Filterkorbkopfplattendichtleiste(25) auf der unteren, inneren Umlenkkurvenleiste(33) ab. Beim kurzzeitigen Rückwärtsbetrieb stützt sich die Filterkorbkopfplatte(29) mit ihrer Außenseite an der unteren, äußeren Umlenkkurvenleiste(34) ab. Die obere, äußere Umlenkkurvenleiste ist unterbrochen, um dem Filterband eine Ausweichmöglichkeit zu geben. Der Verschleiß in den Filterkorbverbindungen ohne Kette ist geringer, da der Umlenkradius der Filterkörbe bei gleicher Abwicklungslänge der tragenden Rechenseitenteile(24) größer als der Kettenteilkreis ist. Durch die verwendete Zähnezahl z= 5 kommt man beim kettengestützten Rechen auf einen Auslenkwinkel zweier benachbarter Filterkörbe(2) von 360°/5= 72°, während sich beim kettenlosen Rechen bei der Umlenkung ein Auslenkwinkel von nur 51° ergibt. Zudem schwankt die Kettengeschwindigkeit zwischen dem Minimum beim Auflaufen der Kette auf das Antriebskettenrad(9) und dem Maximum nach weiteren 360/5*2= 36°. Die Geschwindigkeitsdifferenz Vmax- Vmin beträgt Vmax=1- cos/2*z =1- 0,809 ~0.2. Daraus folgt, dass das kettengezogene Filterband die erste 36° nachdem Auflauf der Kette auf das Kettenrad von Vmin auf Vmax beschleunigt wird. In der zweiten Hälfte des Teilungswinkels wird das Filterband wieder auf Vmin verzögert. Diese Beschleunigungen führen zu schwellenden Spannungen während des Auslenkens in der Kette. Es lässt sich nachweisen, dass der Geschwindigkeitsverlauf beim Antrieb mit dem Klinkenrad wesentlich gleichförmiger erfolgt. Zudem erfolgt die Krafteinleitung in einem Bereich ohne Filterkorbauslenkung. Dies sind Fakten, die einen geringeren Verschleiß in den Filterkorbverbindungen erwarten lassen. Zudem können bei großen Zugkräften in den Filterbändern die Kuppelbolzen aus verschleißfest aufgeläsertem Rundmaterial hergestellt werden, während sich die Verbindungsbohrungen in den Kuppelplatten(31) verschleißfest ausbuchsen lassen (z B mit Keramik), um so die Standzeit wesentlich zu erhöhen.
Wie oben dargelegt, unterliegt die Sohlabdichtung mit Gummiplatte(11) bei den förderkettengestützten Filterbandrechen einem Verschleiß. Bei dem hier vorgestellten Filterbandrechen ist die Sohlabdichtung neu(36) in Strömungsrichtung hinter dem Rechen angeordnet. Dabei entsteht zwischen dem gerundeten Rechenbodenblech(35) und dem Schwenkkreis des Filterkorbsiebbleches(32) ein Ringkanal, der zur Rohwasserseite kontinuierlich aufgeweitet werden muss, um Verklemmungen von Feststoffen vor der umlaufenden Rechengutmitnehmerleiste(8) zu vermeiden. Außerdem muss vor dem Filterbandrechen die Gerinnesohle so gestaltet werden, dass schwere Abwasserbestandteile (Sand, Kies) in den Ringkanal gespült werden können, wo sie von der Rechengutmitnehmerleiste(8) mitgenommen werden und mit dem Rechengut von der Filterbandreinigungsbürste(6) in den Entsorgungsbereich(7) übergeben werden können. 2 zeigt die Anordnung der beiden Sohlabdichtungsvarianten und den Filterflächengewinn durch die zusätzliche, im Rohwasserbereich befindliche, reinigungswirksame Filterbandlänge(28). Die Sohlabdichtung neu(36) besteht aus schmalen schwenkbaren Dichtsegmenten(37), die durch ihre Breite (Blechdicke) und die Dicke der spaltbildenden Zwischensegmente(38) an die erforderliche Reinigungsleistung des Filterbandrechens angepasst werden können. Da die Dichtsegmente einzeln um die Schwenkachse(40) schwenken können, können sie sich fächerförmig an das jeweils gewählte Profil der Rechengutmitnehmerleiste(8) anpassen. Für das Andrücken der schwenkbaren Dichtsegmente(37) sind zwei Varianten denkbar, zum einen die Variante mit schwenkbaren Dichtsegmente(37) ohne fremde Krafteinwirkungen und zum anderen die Variante mit äußerer Krafteinwirkung für das Andrücken der schwenkbaren Dichtsegmente(37) an die Filterkorbsiebbleche(32). Bei der Variante ohne Fremdkrafteinwirkung werden die schwenkbaren Dichtsegmente(37), wie auch die spaltbildenden Zwischensegmente(38), durch ihr Eigengewicht auf der Schwenkachse für Dichtsegmente(40) gehalten. Durch die Gewichtsverteilung ihres Eigengewichts werden die schwenkbaren Dichtsegmente(37) gegen die Filterkorbsiebbleche(32) geschwenkt. Hierbei ist der äußere Segmentanteil schwerer als die abdichtende innere Seite des schwenkbaren Dichtsegments(37), so dass ein Schwenkmoment um die Schwenkachse für Dichtsegmente(40) entsteht. Die Schwenkachse für Dichtsegmente(40) ist mit dem Tragprofil für Sohlabdichtung(42) fest verbunden. Am Tragprofil für Sohlabdichtung(42) sind feste Führungssegmente(39) befestigt durch, die die Sicherheitsleiste(41) geschoben werden kann mit der das unkontrollierte Abheben der schwenkbaren Dichtsegmente(37) und der spaltbildenden Zwischensegmente(38) verhindert wird. Zum anderen können die schwenkbaren Dichtsegmente(37) durch krafterzeugende Elemente, hier als aufgereihte Schenkelfedern(44) dargestellt, gegen die Filterkörbe(2) gedrückt werden. Beide Varianten können über die abgewinkelten Kopfplatten(43) der Tragprofile für Sohlabdichtung(42) an den Rechenseitenteilen(24) angeflanscht werden.
In den 1-6 sind die technischen Einzelheiten dargestellt, die nachfolgend erläutert werden.

1 zeigt die Filterbandrechen, die mit einer Förderkette(1) die an ihr befestigten Filterkörbe(2) durch das zu reinigende Abwasser zieht. Die Ketten(1) werden im Hochpunkt des Rechens (Kettengliedauslenkung unter voller Zugkraft) mit Kettenrädern angetrieben und im Tiefpunkt mit Kettenrädern umgelenkt. An den Antriebsrädern(9) ist eine Spannvorrichtung erforderlich, die die verschleißbedingte Verlängerung der Kette(1) ausgleicht. Wie man erkennen kann stellt die in Fließrichtung vor dem Rechen angebaute Sohlabdichtung mit Gummiplatte(11) für die Sohlströmung im Gerinne ein Hindernis für schwere abzuscheidende Abwasserinhaltsstoffe (Steine) dar, dass nur durch einen Gerinnesohlsprung vermieden werden kann.
2 zeigt den Filterbandrechen ohne Förderkette. Unter dem Bezugszeichen(28) ist der Filterflächengewinn durch die Sohldichtung neu(36) im Vergleich mit der Sohldichtung mit Gummiplatte(11) des Kettenrechens dargestellt. Der Filterbandantrieb erfolgt mit dem Schubklinkenantriebsaggregat(19) in einem Bereich in dem keine Gelenkauswinkelung zwischen den Filterkörben auftritt (Verschleißminderung).
3 zeigt mit dem Bezugszeichen(27) den Filterflächengewinn (durch die mögliche Filterkorbverlängerung), der durch den Wegfall der Förderkette(1) und der Lagerung der unteren Umlenkräder(4,10) entsteht.
4 zeigt wie zwei benachbarte Filterkörbe (bestehend aus den Einzelteilen Filterkorbsiebblech (32), Filterkorbkopfplatte(29), Filterkorbkopfplattendichtleiste(25) und Kuppelbolzen(30)) durch die aufsteckbare Kuppelplatte(31) verbunden werden. Ebenso erkennt man, wie die gerundeten Stirnflächen der Kuppelplatte(31) mit den gerundeten Stirnflächen der Filterkorbkopfplattendichtleiste(25) einen Stirnflächendichtspalt(51) bilden, der auch in den Umlenkbereichen wirksam bleibt und mit der Filterkorbkopfdichtleiste(45) die Trennung von ungereinigtem und gereinigtem Abwasser sicherstellt.
5 zeigt in der Einzelheit X die Filterkorbführung in der unteren Umlenkung. In den Einzelheiten Y und Z wird die Sohldichtung neu(36) in der Variante mit schwenkbaren Dichtsegmenten(37) (nicht angefedert) dargestellt. In der Einzelheit Z sieht man auch die Wirksamkeit des Stirnflächenspalts(51) im Umlenkbereich. Die Dichtfunktion zwischen der äußeren Filterkorbdichtleiste(45) und der Stirnfläche der Filterkorbkopfplattendichtleiste(25) sowie der Stirnfläche der Kuppelplatte(31) ist in der Einzelheit Y zu erkennen.
6 zeigt die Einzelheiten der Sohldichtung neu(36) in der Variante mit gefederten Dichtsegmenten(49).

Bezugszeichenliste

1: Förderkette
2: Filterkorb
3: Filterband
4: Lagerung der unteren Umlenkkettenräder
5: Antriebswelle für Kettenräder
6: Filterbandreinigungsbürste
7: Entsorgungsbereich
8: Rechengutmitnehmerleiste
9: Antriebskettenräder
10: Umlenkkettenräder
11: Sohlabdichtung mit Gummiplatte (Kettenrechen)
12: Gummiplatte
13: Stützbürstenleiste
14: Kettenauflage
15: Filterkorbdicht- und Führungsleiste für Kettenrechen
16: Filterkorbkopfplatte für Kettenrechen
17: Filterkorbkopfdichtplatte für Kettenrechen
18: Kettenführungsauflage
19: Schubklinkenantriebsaggregat
20: Antriebswelle für Klinkenräder
21: Klinkenrad mit Vor- und Rückwärtsklinken
22: Vor- und Rückwärtsklinken
23: Seitenteilverstärkungswinkel
24: Rechenseitenteil
25: Filterkorbkopfplattendichtleiste
26: Kuppelplattenführungsleiste
27: Seitlicher Längengewinn des Filterkorbes
28: reinigungswirksame Filterbandlänge
29: Filterkorbkopfplatte
30: Kuppelbolzen
31: Kuppelplatte
32: Filterkorbsiebblech
33: innere Umlenkkurvenleiste
34: äußere Umlenkkurvenleiste
35: Rechenbodenblech
36: Sohlabdichtung neu
37: Schwenkbare Dichtsegmente
38: Spaltbildende Zwischensegmente
39: Festes Führungssegment
40: Schwenkachse für Dichtsegmente
41: Sicherheitsleiste
42: Tragprofil für Sohlabdichtung
43: Abgewinkelte Kopfplatte
44: Schenkelfeder
45: Filterkorbkopfdichtleiste
46: Schenkelfederachse
47: Schwenkachse für gefederte Dichtsegmente
48: Klemmbare Achsenstützlasche
49: Gefedertes Dichtsegment
50: Schenkelfederführungs- und Spaltlasche
51: Stirnflächendichtspalt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 102016010652 [0003]

Claims

Filterkorbrechen mit neuem Filterkorbverbund und neuer Sohlabdichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterkörbe(2) des Filterbandes(3) nicht durch die Förderkette(1) zusammengehalten werden, sondern durch die Kuppelplatte(31) verbunden werden, die auf an den Filterkörben(2) angebrachten Kuppelbolzen(30) aufgesteckt werden.
Filterkorbrechen mit neuem Filterkorbverbund und neuer Sohlabdichtung, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Einsatz verschleißreduzierender Buchsen (Hartverchromung, Keramik) in den Kuppelplatten(31) und das Aufläsern verschleißreduzierender Schichten auf den Kuppelbolzen(30) die Standzeiten im Vergleich zur Förderkette(1) erheblich gesteigert werden können.
Filterkorbrechen mit neuem Filterkorbverbund und neuer Sohlabdichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Kuppelbolzen(30) soweit zur Filterkorbmitte verlängert werden, dass die Transportklinken (Vor- und Rückwärtsklinken(22) des Klinkenrades(21) zum Vor- und Rückwärtsantrieb des Filterbandes in die Kuppelbolzen(30) eingreifen können.
Filterkorbrechen mit neuem Filterkorbverbund und neuer Sohlabdichtung, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Entfall des Förderkettenantriebs das Filterband maximal im vorgegebenem Gerinne verbreitert werden kann, da durch neue Filterkorbverbindung die Filterkorbabdichtleiste(45) direkt ans Rechenseitenteil(24) verschoben werden kann.
Filterkorbrechen mit neuem Filterkorbverbund und neuer Sohlabdichtung, dadurch gekennzeichnet, dass der Filterbandantrieb durch den Einsatz des Schubklinkenaggregats(19) wesentlich vereinfacht wird, da das Nachspannen der Förderkette(1) und die Lagerung der unteren Umlenkkettenräder(4) entfällt.
Filterkorbrechen mit neuem Filterkorbverbund und neuer Sohlabdichtung, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Anbringung der Sohlabdichtung(36) in Fließrichtung hinter dem Filterband(3) die Filterfläche um die reinigungswirksame Filterbandlänge(28) vergrößert wird.
Filterkorbrechen mit neuem Filterkorbverbund und neuer Sohlabdichtung, dadurch gekennzeichnet, dass sich die schwenkbaren Dichtsegmente(37) an das Profil der auf die Filterkorbsiebbleche(32) aufgesetzten Rechengutmitnehmerleiste(8) anpassen können.
Filterkorbrechen mit neuem Filterkorbverbund und neuer Sohlabdichtung, dadurch gekennzeichnet, dass sich die schwenkbaren Dichtsegmente(37) durch ihre Eigengewichtsverteilung (Kippmoment um die Schwenkachse für Dichtsegmente(40)) oder durch Federkraft gegen die Filterkorbsiebbleche(32) gedrückt werden.
Filterkorbrechen mit neuem Filterkorbverbund und neuer Sohlabdichtung, dadurch gekennzeichnet, dass sich im unteren Umlenkbereich des Filterbandes der Ringspalt aus dem umlaufenden Profil des Filterkorbsiebbleches(32) und dem Rechenbodenblech(35) in Richtung Rohwasserseite (in Fließrichtung vor dem Rechen) kontinuierlich erweitert.
Filterkorbrechen mit neuem Filterkorbverbund und neuer Sohlabdichtung, dadurch gekennzeichnet, dass gesamte Sohlabdichtung neu(36) auf der Rechenrückseite voll funktionsfähig angeflanscht werden kann.
Filterkorbrechen mit neuem Filterkorbverbund und neuer Sohlabdichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Sohlabdichtung neu(36) auch an Filterbandrechen mit Förderkettenführung der Filterkörbe(2) verwendet werden kann.