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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Filter für ein Gestänge und eine Anordnung zur Wasseraufbereitung offener Gewässer mit einem solchen Filter.
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Nur ein kleiner Teil von Fremdstoffen, wie Kunststoffpartikel, die offene Gewässer verschmutzen, setzt sich an der Wasseroberfläche ab. Der Großteil der Fremdstoffe hingegen sammelt sich in Bereichen unterhalb der Wasseroberfläche bis in große Tiefen an. Die Fremdstoffe weisen dabei unterschiedliche Abmaße auf, die beispielsweise von Mikroplastik mit einer Größe von weniger als 5 mm bis zu denen einer Plastiktüte reichen können. Bekannte Beispiele derartiger Verunreinigungen durch Kunststoffe sind sogenannte Müllstrudel im Nordpazifik, im Südpazifik, im indischen Ozean, im Nordatlantik und im Südatlantik. Wasserlebewesen nehmen die Kunststoffe auf und über die Nahrungskette gelangen diese auch in den menschlichen Organismus. Zur Reduktion dieses Effekts müssen neben der Vermeidung von zusätzlichen Verunreinigungen in offenen Gewässern, insbesondere in den Weltmeeren, die bisher eingebrachten Fremdstoffe aus den offenen Gewässern gefiltert werden.
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Hierzu ist aus der
NL 2019839 B1 ein Sammelsystem zum Sammeln von Objekten, die auf oder in der Nähe einer Wasseroberfläche schwimmen, bekannt. Das Sammelsystem kann sich frei entlang der Wasseroberfläche bewegen. Für das Einsammeln der Objekte umfasst das Sammelsystem eine schwimmende Barriere, an der ein erster Abschnitt, der in das Wasser eingetaucht ist, und ein zweiter Abschnitt der oberhalb der Wasseroberfläche angeordnet ist, befestigt wird. Auf den ersten Abschnitt wirkt die Meeresströmungen ein und auf den zweiten Abschnitt wirkt Wind ein, sodass sich die schwimmende Barriere mit einer Relativgeschwindigkeit zu der Wasseroberfläche bewegt und die wasseroberflächennahen Objekte aufgesammelt werden können.
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Aus der
DE 295 14 086 U1 ist ein Gehäuse für Tauchmotorpumpen bekannt. Zwei Halbschalen mit Lamellenabschnitten bilden ein Filtergehäuse. Die beiden Halbschalen sind im Bereich eines Randes entlang der Längserstreckung des Filtergehäuses miteinander klappbar verbunden und mit einer Klammer fixierbar.
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Aus der
DE 24 07 409 A ist eine auf einer Wasseroberfläche schwimmfähige Vorrichtung zur Beseitigung von Stoffen, wie Öl oder Schaum, welche auf der Wasseroberfläche von Flüssen, Seen, dem Meer, Wasserbehältern und Absetzbehältern schwimmen, bekannt. In die Vorrichtung eingedrungene Stoffe werden von einem außenliegenden, ringförmigen Filter absorbiert und werden an einen die Stoffe verarbeitenden Mechanismus an Land weitergegeben.
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Aus der
CN 111744249 A ist eine Vorrichtung zur Beseitigung von Mikroplastikteilchen in Wasser bekannt, bei der Rundrohre Öffnungen aufweisen, in die Filterelemente einsetzbar sind.
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Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Filter für ein Gestänge bereitzustellen, der großteilige und kleinteilige Verunreinigungen ausfiltern kann und eine einfache Abgabe des Filterguts ermöglicht. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin begründet, eine Anordnung zur Wasseraufbereitung offener Gewässer mit einem solchen Filter bereitzustellen.
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Die Aufgabe wird durch einen Filter für ein Gestänge gelöst, umfassend: einen Träger mit einem Gestängeanschluss; Rückhalteelemente, die schwenkbar mit der Träger verbunden sind, wobei zumindest zwischen zwei aneinander angrenzenden Rückhalteelementen eine Öffnung gebildet ist; und ein Filterelement, das zumindest teilweise von den Rückhalteelementen umgeben ist.
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Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Filters liegt darin, dass dieser mit den Rückhalteelementen großteilige Fremdstoffe und gleichzeitig mit dem Filterelement kleinteilige Fremdstoffe ausfiltern und festhalten kann.
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Das Filterelement kann derart ausgestaltet sein, dass ein durch die Rückhalteelemente und den Träger umgebener Filterbereich mit dem Gestängeanschluss fluidisch verbunden ist.
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Das Filterelement kann als ein Zylinder mit einer Grundfläche in Form eines konkaven Polygons, insbesondere in Form eines regelmäßigen konkaven Polygon, ausgebildet sein.
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Der Träger kann einen Deckelabschnitt umfassen, der insbesondere den Gestängeanschluss aufweist.
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Die Rückhalteelemente können mit dem Deckelabschnitt schwenkbar verbunden sein, jeweils um eine Schwenkachse, die sich insbesondere quer, im Speziellen orthogonal, zu einer Längsachse des Filterelementes erstreckt. Die schwenkbare Verbindung kann durch ein Scharnier, das zwischen einem der Rückhalteelemente und dem Deckelabschnitt angeordnet ist, hergestellt sein. Das Scharnier kann beispielsweise als gerolltes Scharnier, als Stangenscharnier, als Topfscharnier oder Mehrgelenksscharnier ausgebildet sein. Das Scharnier kann eine Dämpfungs- und/oder Feststelleinrichtung umfassen.
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Die Längsachse des Filterelements kann parallel zu einer Längsachse des Gestängeanschlusses sein. Die Längsachse des Gestängeanschlusses fluchtet insbesondere mit einem an den Gestängeanschluss befestigten Gestänge. Der Gestängeanschluss kann ein komplementäres Gewinde zu einem Verbindungsgewinde des Gestänges aufweisen. Mit anderen Worten kann der Gestängeanschluss ein Außengewinde aufweisen, wenn das Gestänge ein Verbindungsgewinde in Form eines Innengewindes umfasst oder der Gestängeanschluss kann ein Innengewinde aufweisen, wenn das Gestänge ein Verbindungsgewinde in Form eines Außengewindes umfasst.
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Der Deckelabschnitt kann eine durchgehende Öffnung umfassen, die von dem Gestängeanschluss umgeben ist. Somit erstreckt sich die durchgehende Öffnung durch den Gestängeanschluss. Es ist somit möglich, den Filterbereich respektive das Filterelement fluidisch mit einem angeschraubten Gestänge zu verbinden.
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Der Träger kann einen Bodenabschnitt umfassen, der über einen Zwischenabschnitt mit dem Deckelabschnitt verbunden ist. Der Bodenabschnitt kann derart mit dem Zwischenabschnitt verbunden sein, dass der Bodenabschnitt in zumindest zwei Teile klappbar und die zumindest zwei Teile in einer Ebene fixierbar sind. Der Bodenabschnitt kann in einem außenliegenden Bereich ein Fangelement aufweisen. Es kann vorgesehen sein, dass zwischen den Rückhalteelementen und dem Bodenabschnitt eine Verbindungsanordnung vorgesehen ist, durch die der Bodenabschnitt, insbesondere die zumindest zwei Teile des Bodenabschnittes, mit den Rückhalteelemente lösbar verbunden werden kann.
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Die Rückhalteelemente können auf einer Innenseite, die dem Filterelement gegenüberliegt, verzahnt ausgestaltet sein. Die Verzahnung kann dabei in Form von Widerhaken ausgeführt sein.
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Die Rückhalteelemente können aus Blickrichtung des Filterelements konkav ausgebildet sein. Die Rückhalteelemente können in einem Querschnitt, insbesondere in einem Querschnitt orthogonal zu der Längsachse des Filterelementes, eine Kreisbogenform aufweisen. Alternativ können die Rückhalteelemente einen Mittelabschnitt umfassen, von dem sich zumindest ein Fangabschnitt in Richtung des Filterelements erstreckt. Darüber hinaus können die zumindest zwei Rückhaltelemente unterschiedliche Querschnitte aufweisen.
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Die von den zumindest zwei aneinander angrenzenden Rückhalteelementen gebildete Öffnung kann als gerader Schlitz ausgebildet sein oder aber eine von gerade abweichende Form annehmen, wie beispielsweise S-fömig, wellenförmig oder zahnförmig. Die Öffnung kann sich zumindest teilweise zwischen dem Deckelabschnitt und dem Bodenabschnitt erstrecken.
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Der Filter kann zumindest zwei Öffnungen umfassen, die jeweils von zwei aneinander angrenzenden Rückhalteelementen gebildet werden. In diesem Fall können die zumindest zwei Öffnungen unterschiedlich ausgestaltet sein.
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Zur Lösung der der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird darüber hinaus eine Anordnung zur Wasseraufbereitung offener Gewässer vorgeschlagen, umfassend: eine schwimmfähige Plattform, eine Pumpenanordnung, die mit der schwimmfähigen Plattform verbunden ist, ein an der schwimmfähigen Plattform aufgehängtes hohles Gestänge, das mit der Pumpenanordnung fluidisch verbunden ist, und ein Filter nach einer zuvor beschriebenen Ausführungsform, der über den Gestängeanschluss mit dem Gestänge verbunden ist, sodass der Filter mit der Pumpenanordnung über das Gestänge fluidisch verbunden ist.
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Die Anordnung zur Wasseraufbereitung kann in einer möglichen Ausführungsform eine Kranaufhängung aufweisen, mittels derer die Anordnung anhebbar ist.
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Nachfolgend wird anhand der Figurenzeichnungen eine mögliche Ausführungsform erläutert.
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Hierin zeigt
- 1 eine Seitenansicht einer Anordnung zur Wasseraufbereitung in einem offenen Gewässer in einem geschlossenen Zustand;
- 2 eine Schnittdarstellung des Filters der Anordnung zur Wasseraufbereitung aus 1 entlang des Schnittes II-II in 1; und
- 3 eine Schnittdarstellung der Anordnung zur Wasseraufbereitung aus 1 entlang des Schnittes III-III in 2.
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Die 1 bis 3, die nachfolgend gemeinsam beschrieben werden, zeigen eine erfindungsgemäße Wasseraufbereitungsanordnung 1 in einem offenen Gewässer. Die Wasseraufbereitungsanordnung 1 ist in den 1 und 2 in einem geschlossenen Zustand dargestellt, in dem Verunreinigung aus dem offenen Gewässer ausgefiltert werden können.
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Die Wasseraufbereitungsanordnung 1 umfasst eine schwimmfähige Plattform 2, an der ein Gestänge 3 aufgehängt ist. Die Aufhängung des Gestänges 3 an der schwimmfähigen Plattform 2 erfolgt mittels nicht dargestellter Zugelemente.
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Die schwimmfähige Plattform 2 ist vorliegend in Form eines Pontons ausgestaltet. Es ist allerdings auch denkbar, dass die schwimmfähige Plattform ein Schiff ist. Die schwimmfähige Plattform 2 umfasst eine Kranaufhängung 11, mittels derer die schwimmfähige Plattform 2 respektive die Wasseraufbereitungsanordnung 1 aus dem offenen Gewässer herausgehoben werden kann.
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Das Gestänge 3 ist hohl ausgeführt, sodass ein erstes offenes Ende über einen Kanal mit einem zweiten offenen Ende verbunden ist. Das Gestänge 3 umfasst vorliegend zwei identisch ausgeführte Gestängeelemente 4, 4'. Es versteht sich, dass die Anzahl der Gestängeelemente 4 je nach gewünschter Länge das Gestänge 3 gewählt werden kann. Die beiden Gestängeelemente 4, 4' sind über eine Gestängeverbindung 5 wasserdicht miteinander verbunden. Im vorliegenden Fall wird die Gestängeverbindung 5 durch ein Außengewinde 6 des ersten Gestängeelementes 4 und durch ein Innengewinde 7 des zweiten Gestängeelementes 4' gebildet. Alternativ ist auch denkbar, dass zwischen den beiden Gestängeelementen 4, 4' ein Verbindungsadapter angeordnet ist.
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Das erste Gestängeelement 4 ist an seinem offenen Ende mit einer Pumpenanordnung 9 fluidisch verbunden. Die Pumpenanordnung 9 umfasst vorliegend zwei Pumpen 10, 10'. Es versteht sich, dass die Anzahl der Pumpen entsprechend der benötigten Pumpleistung frei gewählt werden kann. Im vorliegenden Fall wird die Pumpenanordnung 9 über ein Kabel 12 mit Strom versorgt. Der Strom kann dabei beispielsweise von einer Energiequelle an Land oder auf einem Schiff bereitgestellt werden. Darüber hinaus ist auch denkbar, dass der Strom auf der schwimmfähigen Plattform 2 selbst hergestellt wird, beispielsweise durch eine Fotovoltaikanlage oder Windkraftanlagen.
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Das zweite Gestängeelement 4' ist mit einem Außengewinde 6' mit einem Filter 13 verbunden. Hierzu greift das Außengewinde 6', das auch als Verbindungsgewinde bezeichnet werden kann, in einen als Außengewinde ausgestalteten Gestängeanschluss 8 ein. Der Gestängeanschluss 8 ist dabei Teil eines Trägers 14. Das Außengewinde des Gestängeanschlusses 8 umgibt dabei eine durchgehende Öffnung in dem Träger 14, die in den Figuren nicht dargestellt ist.
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Der Träger 14 umfasst einen Deckelabschnitt 15, der den Gestängeanschluss 8 aufweist, und einen Bodenabschnitt 17, der über einen Zwischenabschnitt 16 mit dem Deckelabschnitt 15 verbunden ist. Der Deckelabschnitt 15 ist eine geschlossene Platte, die vorliegend kreisförmig ausgeführt ist. Es ist allerdings auch denkbar, dass der Deckelabschnitt 15 als geschlossene Platte in Form eines Vielecks ausgestaltet ist.
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Der Bodenabschnitt 17 ist ebenfalls als kreisförmige geschlossene Platte ausgeführt. Der größte umschriebene Kreis des Bodenabschnitts 17 ist dabei größer als der größte umschriebene Kreis des Deckelabschnitts 15. Der Bodenabschnitt 17 umfasst zudem ein Fangenelement 18, das in Form eines umlaufenden Saums ausgestaltet ist. Der Bodenabschnitt 17 umfasst zwei Hälften 19, 19', die jeweils als identische halbkreisförmige Elemente ausgeführt sind.
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Der Zwischenabschnitt 16 ist in Form einer Stange ausgeführt. Der Zwischenabschnitt 16 weist an einem dem Deckelabschnitt 15 gegenüberliegenden Ende eine Klappvorrichtung 20 auf, an dem der Bodenabschnitt 17 befestigt ist. Die Klappvorrichtung 20 ist derart ausgestaltet, dass die beiden Hälften 19, 19' des Bodenabschnitts 17 um eine Klappachse, die quer zu einer Längsachse des Zwischenabschnitts 16 angeordnet ist, klappbar sind. Die Klappvorrichtung 20 kann die beiden Hälften 19, 19' des Bodenabschnitt 17 zudem in einer Ebene fixieren, sodass die beiden Hälften 19, 19' die oben genannte Platte bilden.
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Um den Zwischenabschnitt 16 ist ein Filterelement 21 angeordnet. Das Filterelement 21 weist die Form eines allgemeinen Zylinders mit einer sternförmigen Grundfläche auf. Durch die konkav-polygone Form der Grundfläche wird die Anströmfläche des Filterelements 21 erhöht und somit die Filterwirkung maximiert. Mittig verläuft in den Filterelement 21 eine durchgehende Öffnung 22. Die durchgehende Öffnung 22 des Filterelements 21 weist dabei einen komplementären Querschnitt zu dem des Zwischenabschnitts 16 auf. Das Filterelement 21 kann bei demontiertem Bodenabschnitt 17 auf den Zwischenabschnitt 16 aufgeschoben und somit ausgewechselt werden. Die Längsachse des Filterelements 21 fluchtet somit mit der Längsachse des Zwischenabschnitts 16.
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Die Wasseraufbereitungsanordnung 1 umfasst zudem fünf Rückhalteelemente 23, die jeweils über Scharniere 24 mit dem Deckelabschnitt 15 des Trägers 14 schwenkbar verbunden sind und das Filterelement 21 umgeben. Die Scharniere 24 sind in den 1 bis 3 nur schematisch dargestellt. Die jeweilige Schwenkachse der Scharniere 24 ist quer, insbesondere orthogonal, zur Längsachse des Filterelementes 21 ausgerichtet.
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Die Rückhalteelemente 23 sind aus Sicht des Filterelements 21 konkav ausgebildet. Die Rückhalteelemente 23 umfassen vorliegend ein Mittelabschnitt 25, von dem sich zwei Fangabschnitte 26, 26' in Richtung des Filterelements 21 erstrecken. Alternativ können die Rückhalteelemente 23 in einem Querschnitt eine Kreisbogenform aufweisen. Die Rückhalteelemente 23 weisen an ihrer Innenseite 27, die dem Filterelement 21 gegenüberliegt, eine Verzahnung 28 auf. Die Verzahnung 28 ist in Form von Widerhaken ausgeführt, sodass sich großteilige Verunreinigungen hierin verfangen können.
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Die Rückhalteelemente 23 umschließen das Filterelement 21. Zwischen dem Deckelabschnitt 15, dem Bodenabschnitt 17 und den Rückhalteelemente 23 ist somit ein Filterbereich 29 gebildet, in dem das Filterelement 21 angeordnet ist.
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Jeweils zwischen zwei Rückhalteelementen ist eine Öffnung 30 gebildet, durch die Wasser in den Filterbereich 29 einströmen kann, sodass Verunreinigungen von dem Filterelement 21 aufgenommen werden können. Kleinteilige Verunreinigungen setzen sich dabei in dem Filterelement 21 ab, da die Pumpenanordnung 9 über das Gestänge 3 einen Sog von dem Filterbereich 29 durch das Filterelement 21 erzeugt. Großteilige Verunreinigungen Werden durch den von der Pumpenanordnung 9 erzeugten Sog in den Filterbereich 29 hineingezogen und verfangen sich an den Rückhalteelementen 23, insbesondere an der Verzahnung 28.
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Die Öffnungen 30 sind vorliegend als Spalt ausgebildet, der sich zwischen dem Deckelabschnitt 15 und dem Bodenabschnitt 17 des Trägers 14 linear erstreckt. Die Öffnungen 30 können dabei eine Breite von wenigen Millimetern bis zu einigen Zentimetern aufweisen.
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Zwischen den Rückhalteelementen 23 und dem Bodenabschnitt 17 ist eine nicht dargestellte Verbindungsanordnung vorgesehen, durch die der Bodenabschnitt 17 mit den Rückhalteelementen 23 lösbar verbindbar ist.
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3 zweigt die Wasseraufbereitungsanordnung 1 in einem geöffneten Zustand, in dem die ausgefilterten Verunreinigungen entfernt werden können. Hierbei werden die Rückhalt 23 um die Schwenkachse des Scharniers 24 ausgeschwenkt und die beiden Hälften 19, 19' des Bodenabschnitts 17 werden mittels der Klappvorrichtung 20 abgeklappt, sodass die ausgefilterten Verunreinigungen auf eine Sammelanordnung 31 fallen können. Darüber hinaus kann das Filterelement 21 gespült werden, indem Wasser von der Pumpenanordnung 9 über das Gestänge 3 durch das Filterelement 21 hindurchgepumpt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wasseraufbereitungsanordnung
- 2
- Plattform
- 3
- Gestänge
- 4 , 4'
- Gestängeelement
- 5
- Gestängeverbindung
- 6 6'
- Außengewinde
- 7
- Innengewinde
- 8
- Gestängeanschluss
- 9
- Pumpenanordnung
- 10 10'
- Pumpe
- 11
- Kranaufhängung
- 12
- Kabel
- 13
- Filter
- 14
- Träger
- 15
- Deckelabschnitt
- 16
- Zwischenabschnitt
- 17
- Bodenabschnitt
- 18
- Fangelement
- 19, 19'
- Hälfte des Bodenabschnitts
- 20
- Klappvorrichtung
- 21
- Filterelement
- 22
- Öffnung
- 23
- Rückhalteelement
- 24
- Scharnier
- 25
- Mittelabschnitt
- 26 , 26'
- Fangabschnitt
- 27
- Innenseite
- 28
- Verzahnung
- 29
- Filterbereich
- 30
- Öffnung
- 31
- Sammelanordnung
