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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden von Gegenständen aus einem Flüssigkeitsstrom sowie ein Verfahren zum Abscheiden von Gegenständen aus einem Flüssigkeitsstrom
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Das Abscheiden von Gegenständen aus Flüssigkeitsströmen ist bekannt. Es wird insbesondere bei der Aufbereitung von Abwässern eingesetzt, um größere Gegenstände aus dem Abwasser abzuscheiden, bevor die Abwässer weiter behandelt werden. Zum Abscheiden von Gegenständen werden regelmäßig Abscheidungsfelder eingesetzt, die eine Rückhaltestruktur mit Öffnungen aufweisen. Die Abscheidungsfelder können in bekannter Weise insbesondere als Rechen oder Siebe ausgebildet sein.
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Dabei tritt jedoch das Problem auf, dass die Rückhaltestrukturen mit Öffnungen nur solche Gegenstände zuverlässig aus dem Flüssigkeitsstrom entfernen können, die Mindestabmessungen aufweisen, die größer sind als die Öffnungen. Dabei gelingt es regelmäßig nicht, dünne oder langgestreckte Gegenstände, wie insbesondere Haare und andere Fasern, aus dem Flüssigkeitsstrom zu entfernen. Das ist in der Praxis ein relevantes Problem, da beispielsweise in dem Abwasserstrom Haare in erheblicher Menge enthalten sind. Die Haare und andere Fasern lagern sich, da sie von den bekannten Rückhaltestrukturen nicht in ausreichendem Maß zurückgehalten werden können, an unerwünschten Stellen an. Dort entstehen dann Ansammlungen dieser Gegenstände, die zu sogenannten Verzopfungen führen. Diese können die Funktion von Bestandteilen der Anlage erheblich stören. So kann es beispielsweise zu dem Ausfall von Pumpen, zur Blockierung von beweglichen Teilen bis hin zum Ausfall ganzer Faultürme kommen. Insbesondere kann es zu einer Beeinträchtigung von Beckeneinbauten, wie auch Belüftungsvorrichtungen, kommen. Durch die angelagerten Fasern können verschiedene für die Abwasserbehandlung vorgesehene Anlagenteile in ihrer Wirksamkeit erheblich beeinträchtigt werden. Zudem kann es zu einem steigenden Energieverbrauch von Antrieben kommen.
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Daher stellt sich die Erfindung die Aufgabe, eine Vorrichtung zum Abscheiden von Gegenständen aus Flüssigkeitsströmen anzugeben, mit der auch dünne Gegenstände und insbesondere Haare und andere Fasern verbessert aus einem Flüssigkeitsstrom abgeschieden werden können.
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Die Aufgabe wird bei einer Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Demnach ist vorgesehen, dass die Vorrichtung zum Abscheiden von Gegenständen, insbesondere von Haaren und anderen Fasern, aus einem Flüssigkeitsstrom eine Fangeinrichtung mit an wenigstens einem Halter angeordneten Fangkörpern zum Eintauchen in den Flüssigkeitsstrom aufweist, wobei die Fangkörper länglich ausgebildet sind und gegenüber dem Halter vorstehen.
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Mit der beanspruchten Vorrichtung ist es möglich, längliche flexible Gegenstände in verbesserter Weise aus einem Flüssigkeitsstrom abzuscheiden. Insbesondere können Haare, aber auch andere Fasern und faserige Gegenstände, wie Fäden, in effektiver Weise abgeschieden werden. Auf diese Weise werden Verzopfungen, die zu Störungen der Anlage führen können, ganz oder teilweise vermieden. Daher kann die Störanfälligkeit einer Wasseraufbereitungsanlage erheblich reduziert werden. Zudem kann eine erhebliche Kostenersparnis erreicht werden, da der Aufwand für die Entfernung von Verzopfungen reduziert wird.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Fangkörper jeweils länglich ausgebildet sind und in Längsrichtung ein erstes Ende sowie ein dem ersten Ende gegenüberliegendes zweites Ende aufweisen, wobei die Fangkörper einen Verbindungsabschnitt aufweisen, über den sie mit dem Halter verbunden sind, und wobei das erste Ende als freies Ende ausgebildet ist. Auf diese Weise können faserige Gegenstände, wie Haare, besonders effektiv aus der Flüssigkeit entfernt werden. Vorzugsweise kann dabei vorgesehen sein, dass der Verbindungsabschnitt das zweite Ende umfasst.
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Die Abscheidung von Gegenständen wird dadurch weiter verbessert, dass an dem Halter eine Vielzahl der Fangkörper vorgesehen ist.
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Eine weitere Verbesserung sieht vor, dass die Fangkörper in einem Fangkörperfeld angeordnet sind, in dem die Fangkörper nebeneinander angeordnet sind. Dabei kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass die Fangkörper in mehreren Reihen an dem Halter angeordnet sind. Vorzugsweise sind die Fangkörper einer ersten Reihe versetzt zu den Fangkörpern einer daneben angeordneten zweiten Reihe angeordnet.
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Weiterhin kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass mehrere der Halter vorgesehen sind, die jeweils eine Vielzahl der Fangkörper aufweisen.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die an einem Halter angeordneten länglichen Fangkörper parallel zueinander angeordnet sind.
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Erfindungsgemäß ist bevorzugt, dass die Fangkörper als Fangstifte ausgebildet sind. Die Fangstifte können einen runden oder eckigen Querschnitt aufweisen. Der runde Querschnitt kann vorzugsweise kreisrund oder oval ausgebildet sein. Der eckige Querschnitt kann vorzugsweise zwei, drei, vier, fünf oder sechs Ecken aufweisen.
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Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass die Fangkörper einen eckigen Querschnitt aufweisen und wenigstens eine Kante einen spitzen Winkel bildet. Ein spitzer Winkel bezeichnet dabei einen Winkel von weniger als 90°. Vorzugsweise liegt der spitze Winkel der Kante bei weniger als 45°.
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Eine gute Entfernung von Fasern und ähnlichen Gegenständen wird vorzugsweise dann erreicht, wenn ein kleinster Durchmesser der Fangkörper weniger als ein Fünftel der Länge des jeweiligen Fangkörpers beträgt. Vorzugsweise beträgt der kleinste Durchmesser der Fangkörper weniger als ein Zehntel der Länge des jeweiligen Fangkörpers.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass die Fangkörper einen Durchmesser aufweisen, der zwischen 1 mm und 20 mm liegt. Vorzugweise liegt der Durchmesser zwischen 5 mm und 10 mm.
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Weiterhin ist bevorzugt, dass die Fangkörper in ihrer Längsrichtung eine Länge aufweisen, die zwischen 50 mm und 500 mm beträgt. Vorzugweise liegt die Länge zwischen 100 mm und 300 mm.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass die Fangkörper stachelförmig ausgebildet sind.
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Eine weitere Verbesserung sieht vor, dass der Fangkörper eine Längsrichtung aufweist, wobei der Fangkörper in der Längsrichtung einen gleichbleibenden Querschnitt aufweist. Bei einer kreisrunden Querschnittsform kann der Fangkörper demnach zylindrisch ausgebildet sein.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass der Halter als Halteplatte ausgebildet ist. Vorzugsweise kann die Halteplatte eben ausgebildet sein.
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Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass die Fangeinrichtung einen Abstreifkörper aufweist, der relativ zu den Fangkörpern zwischen einer Fangposition und einer Reinigungsposition bewegbar ist. Auf diese Weise können Gegenstände, die an den Fangkörpern anhaften, abgestreift werden. Da die an der Fangeinrichtung gefangenen Haare und anderen Fasern sich untereinander verbinden, werden mit dem Abstreifen in der Regel nicht die einzelnen Fasern freigesetzt. Vielmehr kann der entstandene zusammenhängende Verbund aus Fasern von dem Fangkörpern abgestreift und dann aus dem Flüssigkeitsstrom entfernt werden. Vorzugsweise wird der Abstreifkörper in Längsrichtung der Fangkörper bewegt.
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Hierbei kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass der Abstreifkörper Öffnungen aufweist, durch die sich die Fangkörper erstrecken. Vorzugsweise ist für jeden Fangkörper eine separate Öffnung vorgesehen. Das ermöglicht eine effektive Reinigung der Fangkörper und trägt somit zu einer wirksamen Abscheidung von Gegenständen aus dem Flüssigkeitsstrom bei.
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Weiterhin ist bevorzugt, dass die Fangeinrichtung einen Antrieb zum Bewegen des Abstreifkörpers relativ zu den Fangkörpern aufweist.
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Hierbei kann vorgesehen sein, dass der Antrieb einen Hydraulikzylinder umfasst. Vorzugsweise ist der Hydraulikzylinder als doppeltwirkender Zylinder ausgebildet, um den Abstreifkörper aus der Fangposition in die Reinigungsposition und wieder zurück in die Fangposition zu bewegen. Vorzugsweise ist ein Ende des Hydraulikzylinders mit dem Abstreifkörper und das andere Ende mit dem Halter verbunden.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass der Halter einen Verbindungsabschnitt zur Befestigung an einem Gerinne aufweist.
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Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Halter als Schwimmkörper ausgebildet ist. Auf diese Weise kann der Schwimmkörper an der Oberfläche des Flüssigkeitsstroms angeordnet sein bzw. einem wechselnden Pegelstand folgen. Dabei können Haare und andere Fasern, die sich im oberen Bereich des Flüssigkeitsstroms befinden, besonders wirkungsvoll abgeschieden werden. Vorzugsweise weist der Schwimmkörper mit Gas gefüllte Kammern auf. Der Halter kann dabei beispielsweise ein geschlossenzelliges Schaummaterial aufweisen, in dem die mit Gas gefüllten Kammern ausgebildet sind. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der Schwimmkörper über eine Führung z. B. an einer Gerinnewand befestigt ist. Die Führung kann dem Schwimmkörper eine Bewegung in vertikaler Richtung ermöglichen, sodass der Schwimmkörper einem wechselnden Pegelstand im Gerinne schwimmend folgen kann.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung dieses Erfindungsgedankens kann vorgesehen sein, dass sich die Fangkörper von dem Schwimmkörper nach unten erstrecken, um in den Flüssigkeitsstrom einzutauchen.
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In bevorzugter Weise kann der Schwimmkörper plattenförmig ausgebildet sein und sich in horizontaler Richtung erstrecken.
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In vorteilhafter Weise kann vorgesehen sein, dass der Abstreifkörper relativ zu dem Halter translatorisch verschiebbar ist. Hierzu kann der Abstreifkörper mit einer Führung an dem Halter angeordnet sein.
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Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass der Abstreifkörper relativ zu dem Halter schwenkbar ist. Hierzu können der Abstreifkörper und der Halter über wenigstens einen Drehpunkt verbunden sein. Dabei kann vorgesehen sein, dass zwischen dem Abstreifkörper und dem Halter eine Drehachse ausgebildet ist. In vorteilhafter Weise kann sich diese in horizontaler oder vertikaler Richtung erstrecken.
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Erfindungsgemäß ist weiterhin von Vorteil, wenn die Fangeinrichtung einen Hebel aufweist, der einen Lastarm und einen Kraftarm aufweist, wobei der Abstreifkörper an dem Lastarm angeordnet ist. Durch Bewegen des Kraftarms kann der Abstreifkörper entlang der Fangkörper bewegt werden, um Gegenstände von den Fangkörpern abzustreifen.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass die Öffnungen in dem Abstreifkörper länglich ausgebildet sind. Das ermöglicht insbesondere bei einer schwenkbaren Anordnung des Abstreifkörpers zu dem Halter eine zuverlässige Reinigung der Fangkörper in deren Längsrichtung.
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Weiterhin ist bevorzugt, dass wenigstens einer der Fangkörper mit einem Winkel von weniger als 90° schräg an dem Halter angeordnet ist. Das trägt zu einer wirksamen Reinigung der Fangkörper bei.
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Vorzugsweise weisen Fangkörper, die weiter von dem Drehpunkt entfernt angeordnet sind, eine größere Fangkörperlänge auf als Fangkörper, die näher an dem Drehpunkt angeordnet sind. Das trägt ebenfalls zu einer wirksamen Reinigung der Fangkörper bei, insbesondere wenn der Abstreifkörper schwenkbar angeordnet ist.
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Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass ein volumenveränderliches Kissen vorgesehen ist, das über einen Anschluss mit einem Fluid befüllbar ist und beim Befüllen eine Druckkraft auf den Abstreifkörper aufbringt, um diesen aus der Fangposition in die Reinigungsposition zu bewegen. Das Fluid kann ein Gas oder eine Flüssigkeit sein, wobei ein Gas bevorzugt ist.
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Weiterhin kann in vorteilhafter Weise eine Zugfeder vorgesehen sein, welche den Abstreifkörper aus der Reinigungsposition in die Fangposition bewegt. Dabei ist bevorzugt, wenn die Zugfeder in dem Kissen angeordnet ist.
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Zwischen dem Abstreifkörper und dem Kissen kann eine Betätigungsstange vorgesehen sein, welche die aus einer Volumenveränderung des Kissens resultierende Bewegung auf den Abstreifkörper überträgt.
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Nach einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass an der Oberfläche des Kissens eine Halteplatte vorgesehen ist, die mit der Betätigungsstange verbunden ist.
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Weiterhin ist bevorzugt, dass der Abstreifkörper im Querschnitt U-förmig ausgebildet ist. Auf diese Weise kann eine wirksame Reinigung der Fangkörper sowie eine zuverlässige Führung des Abstreifkörpers erreicht werden.
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Nach einer bevorzugten Ausgestaltung sind zwei U-förmig ausgebildete Abstreifkörper vorgesehen, die jeweils Schenkel aufweisen und derart angeordnet sind, dass die Schenkel der zwei Abstreifkörper mit Überlappung angeordnet sind. Vorzugsweise sind die Abstreifkörper so ausgebildet, dass die Überlappung in der Reinigungsposition und der Fangposition vorliegt. Auf diese Weise kann das Eindringen von Verschmutzungen in den von den Abstreifkörpern umschlossenen Raum weitgehend vermieden werden. Dabei ist wichtig zu verhindern, dass Ansammlungen von Gegenständen entstehen können, die nicht von den Abstreifkörpern entfernt werden können.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass wenigstens eine Säule zur Anordnung in einem Gerinne vorgesehen ist, wobei die Säule den Halter mit den Fangkörpern aufweist. Vorzugsweise ist die wenigstens eine Säule auf dem Gerinneboden angeordnet und erstreckt sich von diesem nach oben.
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Dabei kann vorgesehen sein, dass in der Säule das Kissen angeordnet ist.
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In bevorzugter Weise kann vorgesehen sein, dass ein Gerinne umfassend zwei Gerinnewände und einen dazwischen angeordneten Gerinneboden vorgesehen ist, wobei das Gerinne einen Strömungskanal bildet und wobei die Fangeinrichtung in dem Gerinne angeordnet ist.
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Dabei kann vorgesehen sein, dass der Halter über einen Verbindungsabschnitt an einer der Gerinnewände und/oder an dem Gerinneboden angeordnet ist, wobei die Fangkörper jeweils ein freies Ende aufweisen, das in den Strömungskanal ragt.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass zwei Halter mit Fangkörpern vorgesehen sind, von denen der eine an einer ersten der Gerinnewände und der andere an der zweiten der Gerinnewände angeordnet ist. Vorzugsweise sind die zwei Halter gegenüberliegend in dem Gerinne angeordnet.
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Erfindungsgemäß ist bevorzugt, dass die länglichen Fangkörper eine Längsrichtung aufweisen, die sich quer zu der Strömungsrichtung im Strömungskanal erstreckt. Vorzugsweise sind die Fangkörper rechtwinklig zu der Strömungsrichtung im Strömungskanal angeordnet.
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Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass zwischen der Fangeinrichtung und dem Gerinneboden ein Durchlass für einen Teil des Flüssigkeitsstroms ausgebildet ist. Auf diese Weise kann der Ablagerung von Stoffen, wie Sand und Steinen, vor der Fangeinrichtung entgegengewirkt werden.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass an dem Abstreifkörper eine Leitvorrichtung beweglich angeordnet ist. Vorzugsweise ist die Leitvorrichtung schwenkbar mit dem Abstreifkörper verbunden. Die Leitvorrichtung kann weiterhin einen Befestigungsabschnitt zur Verbindung mit dem Gerinne, insbesondere einer Gerinnewand, aufweisen. Die Leitvorrichtung verringert das Risiko, dass Gegenstände zwischen den Abstreifkörper und den Halter gelangen, welche eine Bewegung des Abstreifkörpers blockieren könnten.
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Eine erfindungsgemäß besonders bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass der Vorrichtung ein Abscheidungsfeld zugeordnet ist, das eine Rückhaltestruktur mit Öffnungen aufweist, durch die der Flüssigkeitsstrom das Abscheidungsfeld durchtreten kann. Mit dem Abscheidungsfeld können die Gegenstände, die zunächst an den Fangkörpern festgehalten und dann z. B. mit der Abstreifkörper von den Fangkörpern gelöst wurden, anschließend aufgefangen werden. Das gelingt auch deshalb, da sich die durch die Fangkörper gefangenen Gegenstände, wie einzelne Haare und andere Fasern, miteinander zu Ansammlungen von Gegenständen verbinden. Diese Ansammlungen, die z. B. als Verzopfungen vorliegen können, haben Abmessungen, welche größer sind als die Öffnungen der Rückhaltestruktur.
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Weiterhin ist bevorzugt, dass die Rückhaltestruktur als Sieb und/oder als Rechen ausgebildet ist. Bei der Ausgestaltung als Sieb kann die Rückhaltestruktur eine Platte aufweisen, in der die Öffnungen angeordnet sind. Bei der Ausgestaltung als Rechen kann die Rückhaltestruktur nebeneinander angeordnete Stäbe aufweisen, zwischen denen die Öffnungen ausgebildet sind. Hierbei können die Öffnungen insbesondere schlitzartig ausgebildet sein.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass das Abscheidungsfeld in Strömungsrichtung des Flüssigkeitsstroms stromabwärts von der Fangeinrichtung angeordnet ist. Damit können Ansammlungen von Gegenständen nach dem Entfernen von den Fangkörpern ohne Weiteres durch das Abscheidungsfeld aufgefangen werden.
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Weiterhin ist bevorzugt, dass dem Abscheidungsfeld eine Reinigungseinrichtung zugeordnet ist, mit der von der Rückhaltestruktur zurückgehaltene Gegenstände entfernt werden können. Die Reinigungseinrichtung kann dabei auch solche Gegenstände entfernen, die zunächst von der Fangeinrichtung zurückgehalten wurden. Nach dem Abstreifen dieser Gegenstände von den Fangkörpern können diese von dem Abscheidungsfeld zurückgehalten und mit der Reinigungseinrichtung des Abscheidungsfelds aus dem Gerinne entfernt werden. Die Reinigungseinrichtung kann in bekannter Weise Förderelemente zum Entfernen der Gegenstände, wie beispielsweise Greifer oder umlaufende Harken, umfassen.
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Die Erfindung betrifft weiterhin eine Kläranlage mit einer Vorrichtung der beschriebenen Art.
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Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Abscheiden von Gegenständen aus einem Flüssigkeitsstrom, wobei Gegenstände mit einer Vorrichtung der beschriebenen Art aus dem Flüssigkeitsstrom abgeschieden werden.
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Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung, auch unabhängig von der Zusammenfassung in einzelnen Ansprüchen oder deren Rückbeziehungen.
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Es zeigen:
- 1: eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Fangeinrichtung von der Seite, teilweise im Schnitt;
- 2a: eine Schnittdarstellung der Fangeinrichtung aus 1 mit dem Abstreifkörper in der Fangposition;
- 2b: eine Schnittdarstellung der Fangeinrichtung aus 2a mit dem Abstreifkörper in der Reinigungsposition;
- 2c: eine Unteransicht der Fangeinrichtung aus 2a;
- 3a: eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Fangeinrichtung von der Seite, teilweise im Schnitt;
- 3b: die Vorrichtung aus 3a von vorne;
- 3c: die Vorrichtung aus 3a mit dem Abstreifkörper in der Reinigungsposition;
- 3d: die Vorrichtung aus 3c von vorne;
- 3e: die Vorrichtung aus 3a mit einer aus dem Gerinne ausgefahrenen Fangvorrichtung;
- 3f: die Vorrichtung aus 3e von vorne;
- 4a: eine Seitenansicht der Fangeinrichtung aus 3a mit dem Abstreifkörper in der Fangposition;
- 4b: eine Draufsicht auf die Fangeinrichtung aus 4a;
- 4c: eine Seitenansicht der Fangeinrichtung aus 3a mit dem Abstreifkörper in der Reinigungsposition;
- 4d: eine Draufsicht auf die Fangeinrichtung aus 4c
- 5a: eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Fangeinrichtung von der Seite, teilweise im Schnitt;
- 5b: die Vorrichtung aus 5a von vorne;
- 5c: eine Draufsicht auf die Vorrichtung aus 5a;
- 5d: eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung aus 5a;
- 5e: die Vorrichtung aus 5a mit dem Abstreifkörper in der Reinigungsposition;
- 5f: die Vorrichtung aus 5e von vorne;
- 5g: eine Draufsicht auf die Vorrichtung aus 5e;
- 5h: eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung aus 5e;
- 6a: eine vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Fangeinrichtung von der Seite, teilweise im Schnitt;
- 6b: die Vorrichtung aus 6a von vorne;
- 6c: eine Draufsicht auf die Vorrichtung aus 6a;
- 6d: eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung aus 6a;
- 6e: die Vorrichtung aus 6a mit einer Fangeinrichtung, in der Reinigungsposition;
- 6f: die Vorrichtung aus 6e von vorne;
- 6g: eine Draufsicht auf die Vorrichtung aus 6e;
- 6h: eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung aus 6e;
- 7a: eine fünfte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Fangeinrichtung von der Seite, teilweise im Schnitt;
- 7b: die Vorrichtung aus 7a von vorne;
- 7c: eine Draufsicht auf die Vorrichtung aus 7a;
- 8a: einen schematischen Querschnitt durch einer der Fangeinrichtungen aus 7a;
- 8b: die Fangeinrichtung aus 8a, in der Reinigungsposition;
- 9: verschiedene Querschnittsformen der Fangkörper.
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1 zeigt eine Vorrichtung zum Abscheiden von Gegenständen, insbesondere von Haaren und anderen Fasern, aus einem Flüssigkeitsstrom. Die Vorrichtung weist eine Fangeinrichtung 1 auf. Diese umfasst einen Halter 2, an den Fangkörper 3 zum Eintauchen in einen Flüssigkeitsstrom angeordnet sind.
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Die Fangeinrichtung 1 ist in einem Gerinne 4 angeordnet, das zwei Gerinnewände 5 sowie einen dazwischen angeordneten Gerinneboden 6 umfasst. Das Gerinne 4 bildet einen Strömungskanal 7 für den Flüssigkeitsstrom. In 1 ist der Gerinneboden 6 im Schnitt dargestellt. Mit den Angaben Wsp min und Wsp max ist die vorgesehene minimale und maximale Höhe des Wasserstands in dem Gerinne angedeutet.
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1 zeigt weiterhin, dass der Fangeinrichtung 1 ein Abscheidungsfeld 8 zugeordnet ist. Das Abscheidungsfeld 8 ist ebenfalls in dem Strömungskanal 7 angeordnet. Das Abscheidungsfeld 8 weist eine Rückhaltestruktur mit Öffnungen auf, durch die der Flüssigkeitsstrom das Abscheidungsfeld 8 durchtreten kann. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Rückhaltestruktur als Rechen ausgebildet, bei dem die Rückhaltestruktur nebeneinander angeordnete Stäbe aufweist, zwischen denen die schlitzförmigen Öffnungen ausgebildet sind.
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Das Abscheidungsfeld 8 ist in Strömungsrichtung des Flüssigkeitsstrom stromabwärts von der Fangeinrichtung 1 angeordnet. Die Strömungsrichtung ist durch die horizontalen Pfeile angegeben.
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Dem Abscheidungsfeld 8 ist zudem eine Reinigungseinrichtung 9 zugeordnet, die an dem Abscheidungsfeld 8 zurückgehaltene Gegenstände aus dem Gerinne 4 entfernen kann. Die Reinigungseinrichtung 9 weist einen Motor 10 auf, um die Reinigungseinrichtung 9 anzutreiben. Die Reinigungseinrichtung 9 weist umlaufende Harken auf.
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Die 2a bis 2c zeigen genauer die Ausgestaltung der Fangeinrichtung 1 aus 1. 2a stellt dabei eine Schnittdarstellung entlang der Linie A-A in 2c dar. Die Figuren lassen erkennen, dass die Fangkörper 3 jeweils länglich ausgebildet sind und gegenüber dem Halter 2 vorstehen. Die Fangkörper 3 weisen dabei in Längsrichtung ein erstes Ende sowie ein dem ersten Ende gegenüberliegendes zweites Ende auf. Über jeweils einen Verbindungsabschnitt 12 sind die Fangkörper 3 an dem Halter 2 befestigt. Das erste Ende der Fangkörper 3 ist jeweils als freies Ende ausgebildet, während der Verbindungsabschnitt 12 das zweite Ende umfasst. Bei der in den 1 bis 2c dargestellten Ausführungsformen weisen die freien Enden der Fangkörper 3 nach unten.
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2c zeigt deutlich, dass an dem Halter 2 eine Vielzahl der Fangkörper 3 vorgesehen ist. Die Fangkörper 3 sind in einem Fangkörperfeld angeordnet, auf dem die Fangkörper 3 nebeneinander angeordnet sind. 2c zeigt dabei eine Anordnung, bei der die Fangkörper 3 in mehreren Reihen an dem Halter 2 angeordnet sind. Benachbarte Reihen sind dabei jeweils versetzt angeordnet.
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2a und 2b lassen weiterhin erkennen, dass die Fangkörper 3 parallel zueinander angeordnet sind.
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Die Fangkörper 3 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel als Fangstifte ausgebildet. Wie in 2c dargestellt, können die Fangkörper 3 einen kreisrunden Querschnitt aufweisen.
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2a und 2b zeigen weiterhin, dass die Fangkörper 3 einen kleinsten Durchmesser aufweisen, der weniger als ein Zehntel der Länge des Fangkörper 3 beträgt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die Fangkörper 3 in ihrer Längsrichtung einen gleichbleibenden Querschnitt auf.
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Die 1, 2a und 2b zeigen weiterhin einen Halter 2, der als Schwimmkörper ausgebildet ist. Der Halter 2 kann auf diese Weise selbsttätig an der Oberfläche des Flüssigkeitsstroms verbleiben. Dies ist schematisch in 1 dargestellt, die die obere Position des Halters 2 bei dem maximalen Wasserspiegel Wsp max und die untere Position bei dem minimalen Wasserspiegel Wsp min darstellt. Die obere Position ist dabei gestrichelt dargestellt. Der Hubweg 13 des Halters 2 ist durch den vertikalen Pfeil angegeben. Der Halter 2 kann dadurch als Schwimmkörper ausgebildet sein, dass er gasgefüllte Hohlräume aufweist. Die gasgefüllten Hohlräume können beispielsweise durch ein Schaummaterial gebildet sein.
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Um Gegenstände, die sich an dem Fangkörper 3 anlagern, wieder entfernen zu können, weist die Fangeinrichtung 1 einen Abstreifkörper 14 auf. Dieser ist relativ zu den Fangkörpern 3 zwischen einer Fangposition und einer Reinigungsposition bewegbar. 2a zeigt dabei die Fangposition. In dieser befindet sich der Abstreifkörper 14 nahe bei dem Halter 2, während die Fangkörper 3 über einen größeren Teil ihrer Länge nach außen ragen. In dieser Position können Haare, Fasern und ähnliche Gegenstände effektiv aus dem Flüssigkeitsstrom abgeschieden werden. Um die an den Fangkörpern 3 angelagerten Gegenstände wieder zu entfernen, kann der Abstreifkörper 14 in einer Richtung von dem Halter 2 wegbewegt werden, in der sich die Fangkörper 3 erstrecken. Auf diese Weise gelangt der Abstreifkörper 14 in die in 2b dargestellte Reinigungsposition. Das Abstreifen erfolgt dabei dadurch, dass der Abstreifkörper 14 Ausnehmungen für die Fangkörper 3 aufweist. Diese sind nur wenig größer als die Fangkörper 3 und können damit an den Fangkörpern 3 anhaftende Gegenstände wirksam abstreifen.
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Die Fangeinrichtung 1 weist einen Antrieb 15 zum Bewegen des Abstreifkörpers 14 relativ zu den Fangkörpern 3 auf. Bei der in den 2a und 2b dargestellten Ausführungsform umfasst der Antrieb 15 einen Hydraulikzylinder 16. Ein Ende des Hydraulikzylinders 16 ist mit dem Abstreifkörper 14 und das andere Ende mit dem Halter 2 verbunden. Die Hydraulikzylinder 16 können als doppeltwirkende Zylinder ausgebildet sein und damit eine Bewegung des Abstreifkörpers 14 in beide Richtungen, also vom Halter 2 weg und wieder zurück, ermöglichen.
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Der Halter 2 ist, wie 1 zeigt, über eine Führung 17 an einer Gerinnewand 5 befestigt. Die Führung 17 fixiert den Halter 2 in horizontaler Richtung, erlaubt jedoch eine Bewegung in vertikaler Richtung. Auf diese Weise kann der als Schwimmkörper ausgebildete Halter 2 dem Wasserspiegel in dem Strömungskanal 7 selbsttätig folgen.
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Die 3a bis 9 zeigen weitere Ausführungsbeispiele, die wesentliche Übereinstimmungen mit der in den 1 bis 2c dargestellten Ausführungsform aufweisen. Insofern wird auf die Beschreibung zu den 1 bis 2c verwiesen, die entsprechend für die weiteren Figuren gilt, soweit Übereinstimmungen vorliegen. Für Elemente mit derselben Funktion werden dabei dieselben Bezugszeichen verwendet wie in den 1 bis 2c, auch wenn das Element im Einzelfall unterschiedlich ausgebildet ist. Die wesentlichen Unterschiede werden nachfolgend genauer erläutert.
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Bei der in den 3a bis 3f dargestellten zweiten Ausführungsform ist wiederum eine Fangeinrichtung 1 in einem Gerinne 4 angeordnet.
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Der Fangeinrichtung 1 ist stromabwärts ein Abscheidungsfeld 8 zugeordnet, das wie in 1 ausgebildet ist. Zudem weist die Fangeinrichtung 1 vorstehende Fangkörper 3 auf, die in den Strömungskanal ragen. Die Fangeinrichtung 1 mit dem Halter 2 und dem Abstreifkörper 14 ist hingegen, wie nachfolgend erläutert, im Detail abweichend ausgebildet.
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Die Fangeinrichtung 1 des dargestellten Ausführungsbeispiels umfasst zwei Halter 2, von denen einer an einer Gerinnewand 5 und der andere gegenüberliegend an der anderen Gerinnewand 5 angeordnet ist. Die Halter 2 sind jeweils mit einer Vielzahl von Fangkörpern 3 versehen. Die Fangkörper 3 erstrecken sich von den Haltern 2 jeweils nach innen in den Strömungskanal 7.
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Die 3a, 3c und 3e zeigen die Vorrichtung jeweils in einer Seitenansicht, während die Vorrichtung in den 3b, 3d und 3f in Vorderansicht dargestellt ist.
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Bei der in den 3a bis 3f dargestellten Ausführungsform ist der Abstreifkörper 14 relativ zu dem Halter 2 schwenkbar angeordnet. Hierzu sind der Abstreifkörper 14 und der Halter 2 über jeweils einen Drehpunkt 18 verbunden. Die 3a und 3b zeigen die Fangeinrichtung 1 mit dem Abstreifkörper 14 in der Fangposition, während in den 3c und 3d der Abstreifkörper 14 in die Reinigungsposition bewegt worden ist, um Gegenstände, die an den Fangkörpern 3 anhaften, von diesen abzustreifen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die durch den Drehpunkt 18 verlaufende Drehachse horizontal angeordnet.
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Die Fangeinrichtung 1 weist bei dem in den 3a bis 3f dargestellten Ausführungsbeispiel einen Hebel 19 auf, der einen Lastarm 20 und einen Kraftarm 21 aufweist. Durch Bewegen des Kraftarms 21 nach außen kann der Lastarm 20 nach innen bewegt werden. Hierbei bewegt sich der Abstreifkörper 14 relativ zu den Fangkörpern 3. Nachdem der Abstreifkörper 14 wieder in die in den 3a und 3b dargestellte Position zurückbewegt wurde, kann die Reinigung des Flüssigkeitsstroms fortgesetzt werden.
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Die Fangeinrichtung 1 kann aus dem Gerinne 4 entlang der Führungen 17 nach oben herausbewegt werden. Dies ist in den 3e und 3f dargestellt. Auf diese Weise kann für den Fall großer Wassermengen, zum Beispiel nach starken Regenfällen, der volle Strömungsquerschnitt des Gerinnes 4 erhalten bleiben. In dieser Position erfolgt keine Reinigung des Flüssigkeitsstroms durch Fangkörper 3.
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Die 4a bis 4d zeigen die Ausgestaltung der Fangeinrichtung 1 aus den 3a bis 3f genauer. Hier ist deutlich zu erkennen, wie der Abstreifkörper 14 relativ zu dem Halter 2 verschwenkt werden kann, um die Fangkörper 3 zu reinigen.
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Die 4b und 4d lassen weiter erkennen, dass die Fangkörper 3 bei der dargestellten Ausführungsform als Fangstäbe mit im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt ausgebildet sind.
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Die Öffnungen 22 in dem Abstreifkörper 14 sind länglich ausgebildet. Die 4a und 4c zeigen weiterhin, dass die Fangkörper 3 mit einem Winkel von weniger als 90° schräg an dem Halter 2 angeordnet sind. Dabei weisen Fangkörper 3, die weiter von dem Drehpunkt 18 entfernt angeordnet sind, eine größere Fangkörperlänge auf als Fangkörper 3, die näher an dem Drehpunkt 18 angeordnet sind. Das trägt zu einem zuverlässigen Abstreifen entlang des Abstreifweges von Gegenständen, die an den Fangkörpern 3 angelagert wurden, bei.
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Die 5a bis 5h zeigen eine dritte Ausführungsform der Erfindung. Diese entspricht weitgehend der in den 3a bis 4d dargestellten Ausführungsform. Dabei sind in den 5a und 5e Seitenansichten dargestellt. Die 5c und 5g zeigen jeweils eine Draufsicht. In den 5b und 5f ist eine Vorderansicht dargestellt. Die 5d und 5h zeigen perspektivische Darstellungen. Im Unterschied zu der in den 3a bis 3f dargestellten Ausführungsform sind an dem Abstreifkörper 14 Leitvorrichtungen 23 vorgesehen. Die Leitvorrichtungen 23 sind dabei jeweils schwenkbar mit dem Abstreifkörper 14 verbunden. Weiterhin sind die Leitvorrichtungen 23 mit einem Befestigungsabschnitt zur Verbindung mit dem Gerinne 4 versehen. Die Leitvorrichtungen 23 verhindern, dass in unerwünschter Weise Gegenstände zwischen den Abstreifkörper 14 und das Gerinne 4 gelangen, wenn der Abstreifkörper 14 in die Reinigungsposition bewegt wird. Dies ist gut in den 5e bis 5h zu erkennen, die den Abstreifkörper 14 in der Reinigungsposition zeigen. Wenn der Abstreifkörper 14 in der Fangposition ist (vgl. 5a bis 5d), befinden sich die Leitvorrichtungen 23 im Wesentlichen parallel zu den Gerinnewänden 5. Die Leitvorrichtungen 23 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel als Leitbleche ausgebildet. Die Leitvorrichtungen 23 sind auf der stromaufwärts gelegenen Seite des Abstreifkörpers 14 angeordnet.
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Die 5a bis 5h zeigen weiterhin, dass zwischen der Fangeinrichtung und dem Gerinneboden 6 ein Durchlass für einen Teil des Flüssigkeitsstroms ausgebildet ist, um Ablagerungen von Stoffen, wie z. B. Sand, vor der Fangeinrichtung entgegenzuwirken.
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Die 6a bis 6h zeigen die vierte Ausführungsform. Die Fangeinrichtung 1 ist wiederum in einem Gerinne 4 angeordnet. Dabei ist der Fangeinrichtung 1 wiederum ein Abscheidungsfeld 8 zugeordnet.
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Die Fangeinrichtung 1 des dargestellten Ausführungsbeispiels umfasst zwei Halter 2, von denen einer an einer Gerinnewand 5 und der andere gegenüberliegend an der anderen Gerinnewand 5 angeordnet ist. Die Halter 2 sind jeweils mit einer Vielzahl an Fangkörpern 3 versehen. Die Fangkörper 3 erstrecken sich von den Haltern 2 jeweils nach innen in den Strömungskanal 7.
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Der Abstreifkörper 14 ist wiederum schwenkbar zu dem zugehörigen Halter 2 angeordnet. Während bei den 3a bis 5h die Dreh- beziehungsweise Schwenkachse an dem Drehpunkt 18 horizontal angeordnet ist, ist diese bei den 6a bis 6h vertikal angeordnet. Das ist besonders gut in den 6c und 6g zu erkennen. 6a bis 6d zeigen dabei die Fangposition. Der Abstreifkörper 14 befindet sich nahe der Gerinnewand 5. 6e bis 6h zeigen die Reinigungsposition, in der der Abstreifkörper 14 entlang der Fangkörper 3 in Richtung der Pfeile bewegt wurde, um Gegenstände (nicht dargestellt) von den Fangkörpern 3 abzustreifen.
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Damit auch während der Reinigung der Fangkörper ein großer Fließquerschnitt vorhanden ist, kann die Abreinigung der Fangkörper 3 nacheinander erfolgen. Hierzu kann eine Steuerung vorgesehen sein, welche den Abstreifkörper 14 auf der einen Seite des Gerinnes erst dann in die Reinigungsposition bewegt, wenn der Abstreifkörper 14 auf der anderen Seite des Gerinnes in die Fangposition bewegt worden ist.
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Die 7a bis 7c zeigen eine fünfte Ausführungsform. Bei dieser weist die Fangeinrichtung 1 mehrere Säulen 24 auf. Die Säulen 24 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel auf dem Gerinneboden 6 angeordnet und erstrecken sich von diesem nach oben. Dabei sind Abstände zwischen den Säulen 24 und den Gerinnewänden 5 ausgebildet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind mehrere Säulen 24 seitlich versetzt zueinander in dem Gerinne 4 angeordnet. Das Ausführungsbeispiel zeigt eine Ausgestaltung mit vier Säulen 24. Der Fangeinrichtung 1 ist wiederum stromabwärts ein Abscheidungsfeld 8 zugeordnet, das wie bei den vorhergehenden Figuren ausgebildet ist.
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7b lässt erkennen, dass die Säulen 24 jeweils Halter 2 aufweisen, an denen die Fangkörper 3 angeordnet sind. Die Fangkörper 3 sind dabei an zwei gegenüberliegenden Seiten der Säulen 24 angeordnet. Die Säulen 24 haben im dargestellten Ausführungsbeispiel eine im Querschnitt rechteckige Form. Dabei erstrecken sich die Fangkörper 3 von den Säulen 24 in Richtung auf die Gerinnewände 5.
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Die 8a und 8b zeigen den Aufbau einer der Säulen 24 im Detail. Hier sind die Fangkörper 3 zu erkennen, die zu beiden Seiten der Säule 24 vorstehen. Die Fangeinrichtung 1 weist wiederum Abstreifkörper 14 auf, die entlang der Fangkörper 3 bewegt werden können. Dabei ist in 8a die Fangposition dargestellt, während 8b die Reinigungsposition zeigt.
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Die 8a und 8b zeigen weiterhin, dass zwei U-förmig ausgebildete Abstreifkörper kombiniert sind, die jeweils Schenkel aufweisen und derart angeordnet sind, dass die Schenkel der zwei Abstreifkörper mit Überlappung angeordnet sind. Die Abstreifkörper sind so ausgebildet, dass die Überlappung in der Reinigungsposition (8b) und der Fangposition (8a) vorliegt. Auf diese Weise kann das Eindringen von Verschmutzungen in den von den Abstreifkörpern umschlossenen Raum weitgehend vermieden werden.
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Als Antrieb 15 für die Abstreifkörper 14 ist ein Kissen 25 vorgesehen. Dieses kann über einen nicht dargestellten Anschluss mit einem Fluid, insbesondere Gas, wie zum Beispiel Luft, befüllt werden. Beim Befüllen ergibt sich eine Druckkraft auf den Abstreifkörper 14, um diesen aus der Fangposition (8a) in die Reinigungsposition (8b) zu bewegen. An dem Kissen 25 sind dabei Halteplatten 26 vorgesehen, welche mit Betätigungsstangen 27 in Verbindung stehen. Durch diese kann eine Volumenausdehnung des Kissens 25 auf die Abstreifkörper 14 übertragen werden.
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In dem Kissen 25 ist eine Zugfeder 28 angeordnet. Diese wird gespannt, wenn die Abstreifkörper 14 in die Reinigungsposition bewegt werden. Indem der Anschluss des Kissens 25 geöffnet wird, kann das in dem Kissen 25 enthaltene Fluid entweichen und unter Wirkung der Zugfeder 28 verringert sich das Volumen des Kissens 25. Dabei werden die Halteplatten 26 wieder nach innen bewegt. Diese Bewegung überträgt sich durch die Betätigungsstangen 27 auf die Abstreifkörper 14.
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Das Kissen 25 kann durch Verwendung einer elastischen Membran und/oder eines Faltenbalgs volumenveränderlich ausgebildet sein.
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8a und 8b zeigen weiterhin, dass die Abstreifkörper 14 im Querschnitt U-förmig ausgebildet sein können. Dadurch wird eine gute Führung und ein zuverlässiger Betrieb erreicht.
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9 zeigt beispielhaft verschiedene sinnvolle Ausgestaltungen der Fangkörper 3 im Querschnitt. Die beiden links dargestellten Querschnitte der Fangkörper 3 sind quadratisch ausgebildet. Rechts daneben ist ein rechteckiger Fangkörper 3 dargestellt. Rechts davon ist ein beidseitig spitz zulaufender Fangkörper dargestellt. Rechts daneben finden sich zwei Ausgestaltungen von Fangkörpern, die jeweils zu einer Seite verjüngt sind. Daneben findet sich ein kreisförmiger Querschnitt. Weiter rechts sind dann noch drei dreieckige Fangkörper dargestellt.
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Die vorstehend beschriebenen Figuren illustrieren auch ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Abscheiden von Gegenständen aus einem Flüssigkeitsstrom. In der erläuterten Weise können mit den Fangkörpern 3 Haare, Fasern und andere langgestreckte Gegenstände mit einem dünnen Querschnitt aus einem Flüssigkeitsstrom abgeschieden werden. Die abgeschiedenen Gegenstände sammeln sich an den Fangkörpern 3 und verbinden sich dort zu größeren Einheiten. Mit dem Abstreifkörper 14 können diese von Zeit zu Zeit von den Fangkörpern 3 gelöst werden. Durch die Strömung in dem Gerinne 4 werden die Gegenstände dann zu dem Abscheidungsfeld 8 transportiert, das die Gegenstände zurückhält. Mit der Reinigungseinrichtung 9 des Abscheidungsfeld 8 können die Gegenstände nach oben aus dem Gerinne 4 herausbewegt werden.
