DE19524028A1 - Schlammstab-Stützschienenanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Schlammsammler zum Entfernen von Schlamm aus rechteckigen Absetztanks und insbesondere eine Stützschienenanordnung für den Schlammsammlerstab bzw. -flügel.

Schlammsammler werden normalerweise in Abwasserbehandlungsanlagen eingesetzt, um den abgesetzten Schlamm vom Boden des Absetztanks zu schaben und auch um schwimmenden Abfall von der Oberfläche des Abwassers abzustreichen. Diese Schlammsammler umfassen normalerweise eine Anzahl von Schlammstäben, die allgemein längliche Bauteile sind und sich über die Breite des Tanks erstrecken. Die Enden der Stäbe sind mit Antriebsketten verbunden, welche die Stäbe in einer Bahn längs des Bodens des Tanks und zurück über die Oberfläche des Wassers tragen, um das Abschaben und Abstreifen auszuführen. Zusätzlich werden die Enden der Stäbe an der Oberfläche des Wassers durch Stützschie­ nenanordnungen oder Gleisen abgestützt, die an den Längsseitenwänden des Absetztanks befestigt sind.

Bekannte Stützschienenanordnungen werden normalerweise im Feld aus Längen von Winkelstahl oder U-Stahl zusammengebaut, die miteinander mittels Übergangslaschen verbunden sind und mit Stahlhalteträgern an den Seitenwänden des Tanks angeordnet werden, wobei ein Sortiment von Montageteilen verwendet wird. Diese Stützschienenanordnungen sind oft mit darüberliegenden austauschbaren Verschleißflächen wie beispiels­ weise Kunststoff- oder Stahl-Verschleißstäben versehen. Diese Stahlstütz­ schienenanordnungen sind schwer; so daß deren Handhabung und das Zusammenbauen beschwerlich werden. Zusätzlich ist der Stahl durch Berührung mit dem Abwasser einer Korrosion ausgesetzt, so daß ent­ sprechend ein Sandblasen oder ein Anstreichen oder der Einsatz von teuren nichtrostendem Stahl erforderlich ist.

Um die bei Stahlstützschienenanordnungen auftretenden Probleme zu überbrücken, sind manche Hersteller dazu übergegangen, kommerziell verfügbare, nicht-metallische extrudierte oder geformte Bauteile beispiels­ weise als die Winkelprofile, Verschleißstäbe und Montageträger zu ver­ wenden. Wenn jedoch eine Kombination von metallischen und nicht­ metallischen Bauteilen, wie beispielsweise ein Stahlwinkelprofil mit nicht­ metallischen Verschleißstäben verwendet wird, kann ein Verbiegen und Trennen zwischen benachbarten Teilen auf Grund der Unterschiede der linearen Ausdehnungskoeffizienten eintreten.

Hierdurch kann ein Blockieren der Stäbe und folglich ein Brechen der Ketten verursacht werden. Zusätzlich sind auf Grund struktureller Begren­ zungen bekannte nicht-metallische Stützschienenanordnungen auf die Verwendung mit nicht-metallischen Stäben und Ketten begrenzt.

Demzufolge ist ein Gegenstand der Erfindung eine hochfeste nicht-metal­ lische Stützschienenanordnung, die relativ leicht vor Ort montiert werden und innerhalb annehmbarer Ablenkgrenzen entweder Kunststoff- oder metallische Stäbe bzw. Flügel und Ketten abstützen kann.

Gemäß der Erfindung werden dieses und andere Probleme gelöst und Vorteile erreicht durch Schaffen einer Stützschienenanordnung mit einem Gleis, einem Träger zum Montieren des Gleises an der Seite des Ab­ setztanks und einem Verschleißstreifen, der mit der Oberseite des Gleises verbunden ist. Das Gleis, der Montageträger und der Verschleißstreifen sind aus leichtgewichtigen, nicht-metallischen Materialien hergestellt und demzufolge leicht zu handhaben und zusammenzubauen. Das Gleis umfaßt einen J-förmigen Querschnitt, der eine horizontale Schiene, einen Quersteg, der sich von dem Boden der Schiene erstreckt und in einem aufwärts gebogenen Haken endet, einen an dem Ende des Hakens angeformten unteren Finger und einen oberen Finger einschließt, der sich quer zum Boden der Schiene in der allgemeinen Richtung des unteren Fingers erstreckt. Die Form und Zusammensetzung des Gleises sind derart, daß das Gleis ausreichend stabil ist, um Metallketten und Stäbe abzustützen, ohne über annehmbare Werte hinaus abzulenken. Der Montageträger umfaßt eine Montageplatte, über welche der Träger mit der Wand des Absetztanks verbunden ist, einen Montagekopf mit zwei gegenüberliegenden Ausnehmungen, in welchen die Finger des Gleises gleitbar aufgenommen sind, um das Gleis mit dem Träger zu verbinden, und einen geneigten Arm, der sich zwischen dem Montagekopf und der Montageplatte erstreckt, um den Montagekopf von der Montageplatte in Abstand zu halten. Der Verschleißstreifen umfaßt einen C-förmigen Querschnitt, in welchem die horizontale Schiene des Gleises gleitbar aufgenommen ist.

Während des Zusammenbaus der Stützschienenanordnung gemäß Erfin­ dung werden die Montage- bzw. Halteträger mit der Wand des Absetz­ tanks verbolzt, Gleislängen an den Trägern angeordnet, indem das Gleis auf den Montageköpfen gleitet, und Verschleißstreifenlängen werden mit dem Gleis verbunden, indem sie über die Horizontalschiene geschoben werden. Alternativ kann das Gleis an den Trägern angeordnet werden, bevor die Träger mit der Wand verbolzt werden. Jeder Verschleißstreifen ist mit dem Gleis mit einem einzigen Befestiger verbunden, so daß ein Ersetzen des Verschleißstreifens schnell und leicht wird, und benachbarte Gleislängen werden mit Hilfe eines einzigen nicht-metallischen Spleiß- bzw. Übergangsstabes verbunden, wobei lediglich vier Klemmbolzen verwendet werden. Schließlich wird das Gleis sicher und dauernd mit Hilfe eines einzigen Schienenanschlages an jedem Ende des Gleises positioniert, welcher von dem Ende des Gleises neben dem Endmontage­ träger gleitet und in seiner Stelle fixiert wird. Somit ist die Stützschie­ nenanordnung gemäß Erfindung vollständig korrosionsbeständig, erfordert eine minimale Anzahl von Bauteilen und Befestigern, ist leicht und vielseitig und folglich leicht vor Ort zusammenzubauen.

Diese und andere Gegenstände und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Erläuterung an Ausführungsbeispielen an Hand der beigefügten Zeichnung.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Frontansicht der Stützschienenanordnung gemäß Erfindung;

Fig. 2 eine Schnittansicht der Stützschienenanordnung längs der Linie A-A in Fig. 1;

Fig. 3 eine Schnittansicht durch die Stützschienenanordnung längs der Linie B-B in Fig. 1;

Fig. 4 eine Seitenansicht des Montageträgers;

Fig. 5 eine Vorderansicht des Montageträgers nach Fig. 4;

Fig. 6 eine Schnittansicht des Gleises;

Fig. 7 eine Schnittansicht des Verschleißstreifens;

Fig. 8 eine Vorderansicht des Verbindungsstabes;

Fig. 9 eine Vorderansicht des Schienenanschlages und

Fig. 10 eine Schnittansicht des Verbindungsstabes bzw. der Lasche nach Fig. 8 und des Schienenanschlages nach Fig. 9, gemäß der Linie C-C in diesen Figuren.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 2 ist eine Stützschienenanordnung 10 gezeigt, welche eine Vielzahl von Montageträgern 12, ein Gleis 14 und einen Verschleißstreifen 16 umfaßt. Die Montageträger 12 verbinden das Gleis 14 mit einer longitudinalen Seitenwand W des Absetztanks, und das Gleis 14 schafft seinerseits eine seitliche Abstützung für die ent­ sprechenden Enden von (nicht gezeigten) Stäben bzw. Abstreifblättern. Bei einem typischen Absetztank werden vorzugsweise zwei Stützschienen­ anordnungen 10 verwendet, und zwar eine an jeder longitudinalen Seiten­ wand des Absetztanks, so daß beide Enden eines jeden Stabes abgestützt sind. Der Verschleißstreifen 16 schafft eine Opferfläche, auf welcher die Enden der Stäbe gleiten können. Die Länge des Gleises 14 und des Verschleißstreifens 16 hängen von der Länge des Absetztanks ab, in dem die Stützschienenanordnung 10 installiert ist. Längen von bis zu hundert Meter sind nicht unüblich (up to three hundred feet). Demzufolge ist das Gleis in Standardlängen von beispielsweise zwanzig Fuß (610 cm) vor­ gesehen, die miteinander verbunden werden, wie dies nachfolgend erläu­ tert ist. Der Verschleißstreifen 16 liegt ähnlicherweise in Standardlängen wie beispielsweise zehn Fuß (ca. 300 cm) vor.

Unter Bezugnahme auf Fig. 4 und 5 umfaßt der Montageträger 12 eine Montageplatte 18, einen Montagekopf 20 und einen schrägen Arm 22, der dazu dient, um den Montagekopf 20 von der Montageplatte 18 in Abstand zu halten. Der Montageträger 12 ist vorzugsweise als eine Einheit aus Polypropylen oder einem ähnlichen nicht-metallischen Materi­ al geformt. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Propylen folgende Eigenschaften auf: Zugfestigkeit bei 500 psi (3515 kg/m²), Dehnung von 10-20%, Zugmodul von 1,6 × 10⁵ psi (1,12 × 10⁶ kg/m²), Rockwell-Härte von 80-110, Biegemodul von 1,7-2,5 × 10⁵ psi (1,2-1,76 × 106 kg/m²), spezifisches Gewicht von 0,905 und ein spezifi­ sches Volumen von 30,8/30,4 in³/Lb (1,11/1,10 cm³/g) und eine Wasserabsorption von 0,01-0,03% in 24 Stunden auf der Grundlage eines Materials mit einer Dicke von 1/8′′ (3,2 mm). Die Montageplatte 18 umfaßt zwei Löcher 24, durch welche sich Bolzen oder ähnliche Befestiger erstrecken können, um den Montageträger 12 an der Wand W des Absetztanks zu befestigen. Die Ober- und Unterflächen des Montage­ kopfes 20 weisen gegenüberliegende Ausnehmungen 26 auf, deren Zweck nachfolgend erläutert wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, bei welcher das Gleis 14 in Längen von zwanzig Fuß (ca. 6 m) vorgesehen ist, werden Montageträger 12 verwendet, um jede Gleislänge 14 anzuordnen.

Unter Bezugnahme auf Fig. 6 umfaßt das Gleis 14 einen J-förmigen Querschnitt, der in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Abmessungen und Eigenschaften aufweist, die in Fig. 6 angegeben sind. Der Querschnitt des Gleises 14 umfaßt eine horizontale Schiene 28, einen Quersteg 30, der sich vom Boden der Schiene 28 erstreckt und in einem aufwärts gewölbten Haken 32 endet, einen unteren Finger 34 an dem Ende des Hakens 32 und einen oberen Finger 36, der sich von dem Boden der Schiene 28 in der allgemeinen Richtung des unteren Fingers 34 erstreckt. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, sind der untere und der obere Finger 34, 36 gleitbar in gegenüberliegenden Ausnehmungen 26 des Montagekopfes 20 aufgenommen, um somit das Gleis 14 mit dem Montageträger 12 zu verbinden. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist die Breite der Finger 34, 36 lediglich etwas geringer als die Breite der Ausnehmun­ gen 26, und die Breite des Abschnittes des Montagekopfes 20 zwischen den Fingern 34, 36 und des Steges 30 ist lediglich etwas geringer als der Abstand zwischen den Fingern 34, 36 und dem Steg 30, um somit eine seitliche Bewegung des Gleises 14 in bezug auf den Montageträger 12 auf ein Minimum herabzusetzen. Das Gleis 14 ist vorzugsweise ein Ziehstrangpreßprofil aus einem isopthalen Polyester, verstärkt mit 55 Gew.-% Glasfaser mit den folgenden Eigenschaften: Längszugfestigkeit 47,500 psi (3,34 × 10⁵kg/m²), Querzugfestigkeit 7,000 psi (4,92 × kg/m²) und ein Elastizitätsmodul von 4,8 × 10⁶ psi (3,37 × 10⁷ kg/m²). Wie in Fig. 6 gezeigt ist, weist das Gleis 14 vorzugsweise einen Quer­ schnittsbereich von 2,03179 in² (13,11 cm²) und ein Trägheitsmoment in Längsrichtung (l_x-x) von 4,99533 auf. Somit ist das Gleis 14 in Längs­ richtung ausreichend steif, um das Gewicht der metallischen Ketten und Stäbe abzustützen, ohne über akzeptable Grenzen hinaus abzubiegen.

Der in Fig. 7 gezeigte Verschleißstreifen 16 umfaßt einen im allgemeinen C-förmigen Querschnitt mit einer oberen Verschleißfläche 38 und Lippen 40, die sich von gegenüberliegenden Seiten des Verschleißstreifens 16 einwärts erstrecken, um somit einen Kanal 42 zu bilden. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist die Schiene 28 gleitbar innerhalb des Kanales 42 aufge­ nommen, um somit den Verschleißstreifen 16 mit dem Gleis 14 zu verbinden. Jede Länge des Verschleißstreifens 16 ist an dem Gleis 14 mit einem einzigen Befestiger 44 befestigt. Demzufolge kann jede Länge eines Verschleißstreifens 16 leicht und schnell ersetzt werden, wenn dies erforderlich ist, indem einfach der Befestiger 44 entfernt wird. Der Verschleißstreifen 16 ist vorzugsweise extrudiertes UHMW Polyethylen, das in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein Grundmaterial gemäß der ASTM Spezifikation D-4020-81 mit einem Molekulargewicht von 4,0 Millionen oder größer, einer relativen Abriebbeständigkeit von 12, einer spezifischen Viskosität von 24 oder größer und einer Wasser­ absorption von 0 ist.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1, 3, 8 und 10 sind individuelle Gleislängen miteinander unter Verwendung eines Spleißstabes bzw. einer Lasche 46 verbunden. Wie in Fig. 3 und 10 gezeigt ist, umfaßt der Verbindungsstab 46 einen Querschnitt, der im allgemeinen der Ausnehmung entspricht, die durch den Steg 30 und den unteren und oberen Fingern 34, 36 des Gleises 14 geformt ist. Zusätzlich umfaßt der Verbindungsstab 46 bzw. die Lasche vorteilhaft eine Vielzahl von Löchern 48, die mit entspre­ chenden Löchern im Gleis 14 fluchten, wenn benachbarte Enden der beiden Gleislängen mit dem Verbindungsstab 46 zusammengebaut sind. Alternativ können die entsprechenden Löcher im Gleis 14 während des Zusammenbaus bzw. Montage der Stützschienenanordnung 10 gebohrt werden. Das Gleis 14 ist mit dem Verbindungsstab bzw. Lasche 46 mit zweckmäßigen Befestigern 50 verbunden, die sich durch Löcher 48 und den entsprechenden Löchern in dem Gleis 14 erstrecken. Der Verbin­ dungsstab 46 bzw. Lasche ist vorzugsweise aus Polypropylen geformt.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1, 9 und 10 ist das Gleis 14 gegen Längs­ bewegung in bezug auf die Montageträger 12 mit Hilfe eines Schienen­ anschlages 52 gesichert, der an jedem Ende des Gleises 14 befestigt ist. Jeder Schienenanschlag 52 ist mit dem Gleis 14 neben dem außenseiti­ gen Rand des Montageträgers 12 nahe den Enden des Gleises 14 ver­ bunden. Die Schienenanschläge 52 umfassen einen Querschnitt ähnlich dem des Verbindungsstabes 46, wie dies in Fig. 10 gezeigt ist, und sie sind an dem Gleis 14 mit zweckmäßigen Befestigern befestigt, die sich durch entsprechende Löcher im Schienenanschlag 52 und Gleis 14 er­ strecken. Diese Löcher werden vorzugsweise vor Ort gebohrt, obwohl eines oder beide vorgebohrt sein können. Die Schienenanschläge 52 sind vorzugsweise aus Polypropylen geformt.

Während der Montage der Stützschienenanordnung 10 werden die Monta­ geträger 12 mit der Wand W an geeigneten Stellen verbunden, das Gleis 14 wird auf die Montageköpfe 20 geschoben, einzelne Längen des Glei­ ses 14 werden miteinander mit Verbindungsstäben 46 verbunden, das Gleis 14 wird an den Montageträgern 12 mit Schienenanschlägen 52 festgelegt, und die Verschleißstreifen 16 werden auf das Gleis 14 gescho­ ben. Alternativ können eines oder mehrere Bauteile der Stützschienen­ anordnung 10 zusammengebaut werden, bevor die Montageträger 12 mit der Wand W verbunden werden.

Es ist erkennbar; daß die Stützschienenanordnung 10 lediglich einige wenige Bauteile umfaßt, die leicht zusammengebaut bzw. montiert sind, sie ist relativ leicht im Gewicht auf Grund der Bauteile, die nicht-metal­ lisch sind, sie ist relativ fest auf Grund der Konstruktion des Gleises 14 und folglich leicht vor Ort zusammenzubauen und zu montieren und für die Verwendung mit allen bekannten Kombinationen von Ketten und Stäben geeignet, einschließlich metallischer Ketten und metallischer Stäbe.

Es lassen sich zweckmäßige Modifikationen bei der beschriebenen Aus­ führungsform durchführen, ohne sich jedoch dabei vom Kern der Erfin­ dung zu entfernen.

Claims (5)

1. Schlammsammlereinrichtung mit einem Schlammstab, der sich zwischen den longitudinalen Seitenwänden eines Absetztanks erstreckt, um von dem Boden des Absetztanks abgesetzten Schlamm abzuschaben und schwimmenden Abfall von der Oberfläche des Wassers abzustreifen, welches in dem Absetztank enthalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stützschienenanordnung (10) vorgesehen ist, welche ein Ende des Stabes auf einem Niveau hält, das im allgemeinen gleich der Oberfläche des Wassers ist, wobei die Stützschienenanordnung (10) ein längliches Gleis (14), an welchem das Ende des Stabes gleitbar abgestützt ist, und wenigstens einen Montageträger (12) umfaßt, um das Gleis (14) an der Seitenwand (W) des Absetztanks zu befestigen, daß das Gleis (14) einen Querschnitt mit einem im wesentlichen horizontalen Schienenabschnitt (28), einem Quersteg (30), der sich von der Unterseite des Schienenabschnitts (28) abwärts erstreckt, und mit zwei gegenüberliegenden Fingern (34, 36) aufweist, wobei sich ein Finger (34) vom Boden des Steges (30) aufwärts erstreckt und der andere Finger (36) sich von der Unterseite des Schienenabschnittes (28) abwärts erstreckt, daß der Montageträger (12) eine Montageplatte (18), über welche der Montageträger mit der Seitenwand (W) verbolzt werden kann, und einen Montagekopf (20) umfaßt, welcher zwei abgewandte Ausnehmungen (26) aufweist, in welchen die beiden gegenüberliegenden Finger (34, 36) gleitbar aufgenommen sind, um somit das Gleis (14) mit dem Montageträger (12) zu verbinden, und daß das Gleis (14) und der Montageträger (12) aus nicht-metallischen Materialien hergestellt sind.

2. Schlammsammlereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verschleißstreifen (16) mit einem im allgemeinen C-förmigen Querschnitt vorgesehen ist, welcher einen Kanal (42) bildet, in welchem der Schienenabschnitt (28) gleitbar aufgenommen ist, um somit den Verschleißstreifen (16) mit dem Gleis (14) zu verbinden.

3. Schlammsammlereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschleißstreifen (16) aus Abschnitten mit bestimmter Länge besteht und daß die Schlammsammlereinrichtung einen einzigen Befestiger (44) zum Befestigen eines jeden Verschleißstreifenabschnittes an dem Gleis (14) umfaßt.

4. Schlammsammlereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleis (14) aus Gleissektionen mit einer vorbestimmten Länge besteht und daß die Stützschienenanordnung (10) weiterhin einen Verbindungsstab bzw. eine Verbindungslasche (46) umfaßt, um benachbarte Enden aufeinanderfolgender Gleisabschnitte miteinander zu verbinden.

5. Schlammsammlereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsstab bzw. die Verbindungslasche aus einem nicht-metallischen Material besteht.