DE19528175A1 - Schlammsammler-Räumflügel - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Schlammsammler zum Entfernen von Schlamm aus rechteckigen Setztanks und insbesondere auf einen Schlammsammler-Räumflügel.

Schlammsammler werden gewöhnlich in Abwasserbehandlungsanlagen verwendet, um den abgesetzten Schlamm vom Boden des Setztanks zu schaben und auch um schwimmenden Abfall von der Oberfläche des Abwassers vorabzuräumen. Diese Schlammsammler weisen typischerweise eine Vielzahl von Schlamm-Räumflügeln auf, die gewöhnlich längliche Elemente sind, die sich über die Breite des Tanks erstrecken. Die Enden der Räumflügel sind mit Förderketten verbunden, welche die Räumflügel in einem Kreis in Längsrichtung entlang des Bodens des Tankes und zurück über die Oberfläche des Wassers tragen, um die Schabe- und Vorräumfunktionen auszuführen. Die Enden der Räumflü­ gel sind an der Oberfläche des Wassers durch Tragschienenanordnungen oder Führungsschienen abgestützt, welche an den Längsseitenwänden des Setztankes befestigt sind. Die Länge der Räumflügel zwischen den Ketten ist ungestützt, und bei typischen Setztanks mit Breiten von 6,1 m (20 Fuß) oder mehr sind die Räumflügel beträchtlichen Biegekräften ausgesetzt, welche von den Schabe- und Vorräumoperationen herrühren.

Der Setztank selbst ist gewöhnlich aus Beton hergestellt, während Schie­ nen im Boden des Setztankes eingebettet sind, um eine Führungsschiene vorzusehen, entlang der die Räumflügel während des Schabevorganges transportiert werden. Die Abschnitte der Räumflügel, welche die Schie­ nen während des Räumvorganges ergreifen, und auch die Abschnitte der Schienen, die die Tragschienenanordnungen während der Vorräumopera­ tionen ergreifen, sind Verschleiß ausgesetzt. Deshalb werden Verschleiß­ schuhe typischerweise an den Räumflügeln an diesen Abschnitten ange­ bracht, um die Flügel zu schützen. Verschleißschuhe des Standes der Technik sind aus Metall oder Kunststoff aufgebaut und sind mit den Räumflügeln über mehrere Befestigungselemente verbunden. Die Befesti­ gungselemente unterliegen jedoch Korrosion, da sie dem Abwasser ausge­ setzt sind, was ein Entfernen der Verschleißschuhe schwierig macht. Die Befestigungselemente müssen oft zerschnitten werden. Das macht ein Ersetzen der Verschleißschuhe zeit- und arbeitsintensiv.

Deshalb ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen hochfesten Räumflügel zu schaffen, der beträchtlichen Biegekräften widerstehen kann. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen Räumflügel und einen Verschleißschuh zu schaffen, wobei der Verschleißschuh leicht mit dem Räumflügel ohne Verwendung von Befestigungselementen verbunden werden kann.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden diese und weitere Ziele und Vorteile durch Vorsehen eines Räumflügels mit einem H-förmigen Quer­ schnitt und einwärts vorstehenden Lippen an der Oberseite und der Unterseite jedes Räumflügels erzielt. Der Querschnitt des Räumflügels weist ein hohes Trägheitsmoment auf, welches ermöglicht, daß der Räumflügel beträchtlichen Biegekräften widerstehen kann. Ein Ver­ schleißschuh mit einem im allgemeinen flachen Profil, welcher außerdem nach außen vorstehende Lippen aufweist, ist ebenfalls vorgesehen. Der Verschleißschuh ist mit dem Räumflügel durch einfaches Einschnappen der Klemmen des Verschleißschuhs über die Lippen des Räumflügels ver­ bunden. Es werden keine Befestigungselemente benötigt. Während der Hauptzweck des Verschleißschuhs das Schaffen einer verschleißenden Oberfläche für den Räumflügel ist, wenn der Räumflügel entlang des Bodens des Tanks und der Tragschienenanordnung transportiert bzw. befördert wird, schafft der Verschleißschuh des weiteren eine zusätzliche Stütze für den Räumflügel in der Fortbewegungsrichtung. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine Verlängerungsplatte des Räumflügels mit einer länglichen Schneide vorgesehen, welche an einem Unterteil mit zwei nach außen vorstehenden Klemmen angebracht ist. Die Verlängerungsplatte ist in einer Art an dem Räumflügel ange­ bracht, der ähnlich der des Verschleißschuhs ist. Die Verlängerungsplatte ermöglicht es, daß die Räumflügel bei Tiefschlamm-Anwendungen effektiv arbeiten.

Diese und weitere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen deutlich. Es zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittansicht des Räumflügels der vorliegenden Erfin­ dung;

Fig. 1A eine vergrößerte Ansicht eines Abschnittes des in Fig. 1 darge­ stellten Räumflügels;

Fig. 2 eine Schnittansicht des Verschleißschuhs der vorliegenden Erfin­ dung;

Fig. 3 eine Vorderaufrißansicht des Räumflügels mit daran angebrach­ ten mehreren Verschleißschuhen;

Fig. 4 eine Schnittansicht des Räumflügels entlang der Linie A-A ge­ mäß Fig. 3;

Fig. 5 eine Vorderaufrißansicht des Abstandsstabelementes gemäß der Erfindung;

Fig. 6 eine Seitenschnittansicht des Abstandsstabes, welcher in Fig. 5 dargestellt ist;

Fig. 7 eine Querschnittansicht der Verlängerungsplatte des Räumflügels gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7A eine vergrößerte Ansicht eines Abschnittes der Verlängerungs­ platte des Räumflügels, welcher in Fig. 7 dargestellt ist; und

Fig. 8 eine Querschnittansicht eines Räumflügels, welcher mit der Ver­ längerungsplatte verbunden ist.

Bezugnehmend auf die Fig. 1 und 1A ist der Schlammsammler-Räumflü­ gel der vorliegenden Erfindung, welcher im allgemeinen durch Bezugs­ ziffer 10 gekennzeichnet ist, als einen H-förmigen Querschnitt aufweisend mit einer im wesentlichen flachen Vorder- oder Schlammkontaktfläche 12 und einer im wesentlichen flachen Rückfläche 14 dargestellt, welche durch einen Querarm 16 verbunden sind. Der Räumflügel 10 weist des weiteren Lippen 18 auf, welche nach innen von der Nähe des Oberteils und des Unterteils der Vorder- und der Rückfläche 12, 14 vorstehen. Jede Lippe weist eine nach außen verlaufende, gebogene Kurvenfläche 18a und eine nach innen verlaufende Quereingriffsfläche 18b auf. Außerdem weist der Räumflügel 10 einen Finger 20 auf, der sich längs von der Unterseite der Vorderfläche 12 erstreckt. Wie es später deutli­ cher werden wird, erstreckt sich der Finger 20 auf dasselbe Niveau wie die Verschleißschuhe, um einen effektiven Eingriff des Räumflügels 10 mit dem Boden des Setztanks zu schaffen. Wenn der Räumflügel 10 durch die Ketten (nicht gezeigt) entlang des Bodens des Tanks trans­ portiert wird, schaben die Vorderfläche bzw. Stirnfläche 12 und die Finger 20 den Schlamm vom Boden des Setztanks bei minimaler Boden­ freiheit. Wenn der Räumflügel 10 zurück über das Abwasser entlang der Tragschienenanordnungen (nicht gezeigt) transportiert wird, führt die Vorderfläche 12 ein Vorräumen des schwimmenden Abfalls von der Oberseite des Abwassers aus.

Die Länge des Räumflügels 10 hängt von der Breite des Setztanks ab, in welchem er angewendet wird. Längen von 6,1 m (20 Fuß) oder mehr sind nicht ungewöhnlich. Der H-förmige Querschnitt weist ein relativ hohes Trägheitsmoment in der Bewegungsrichtung (der Y-Richtung) auf, weshalb der Räumflügel 10 den beträchtlichen Biegekräften widerstehen kann, welche durch das Schaben und Vorräumen des Schlammes ver­ ursacht werden. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung weist der Querschnitt die in den Fig. 1 und 1A angegebenen Abmessungen mit einer Fläche von 2,46023 Inch² und einem Trägheits­ moment in Y-Richtung (IY-Y) von 2,98317 auf. Der Räumflügel 10 ist vorzugsweise ein Zieh-Strangpreßteil, welches aus isopthalischem Polyester, welches mit 55 Gew.-% Glasfaser verstärkt ist, hergestellt und weist die folgenden Eigenschaften auf: eine Längszugspannung von 47500 psi, eine Querzugfestigkeit von 7000 psi und einen Elastizitätsmodul von 4,8×106 psi. Die vorliegende Erfindung soll jedoch auch andere im all­ gemeinen H-förmige Querschnitte mit unterschiedlichen Abmessungen und Trägheitsmomenten sowie Räumflügel umfassen, welche aus anderen Materialien einschließlich metallischen Materialien aufgebaut sind.

Querschnitteigenschaften bezüglich der Achsen durch den Schwerpunkt gemäß Fig. 1 sind wie folgt:

Fläche = 2,46023
XBar = 1,19368
YBAR = 4,22583
I X-X = 10,2968
I Y-Y = 2,58317
I X-Y = 0,522897
R X-X = 2,04580
R Y-Y = 1,10116
Zeta = -4,06886
IP X-X = 10,3340
IP Y-Y = 2,94598
RP X-X = 2,04949
RP Y-Y = 1,09428.

Bezugnehmend auf Fig. 2 ist ein Verschleißschuh 22 in einer kopfstehen­ den Ausrichtung dargestellt, welcher eine Unterseite 24 mit einer im wesentlichen flachen Verschleißfläche 26 und einem sich quer von der Unterseite 24 erstreckender Schaft 28 aufweist. Der Verschleißschuh 22 weist des weiteren eine Klemme 30 auf, die sich nach außen von jeder Seite des Schaftes 28 erstreckt. Jede Klemme weist eine nach außen verlaufende gekrümmte Kurvenoberfläche 30a und eine nach innen verlaufende Quereingriffsfläche 30b auf. Der Verschleißschuh 22 weist eine Länge auf, die ausreichend ist, um eine akzeptable Verschleißober­ fläche für den Räumflügel 10 zu schaffen, während ein Verschleißschuh, welcher mit der Unterseite des Räumflügels 10 zum Ergreifen der Schie­ nen des Setztanks verbunden ist, eine Breite aufweisen kann, die ver­ schieden von der eines Verschleißschuhs ist, welcher mit der Oberseite des Räumflügels 10 zum Ergreifen der Tragschienenanordnung verbunden ist. Des weiteren kann die Höhe oder Dicke eines Verschleißschuhs 22 in Abhängigkeit von der speziellen Anwendung, in welcher er verwendet wird, variieren. Der Verschleißschuh 22 ist vorzugsweise als ein einziges Stück aus einem nichtmetallischen Material wie z. B. Polyurethan oder UHMW gegossen. Der Verschleißschuh 22 kann jedoch auch spanend bearbeitet sein oder aus einem metallischen Material gegossen sein, insbesondere wenn er in Verbindung mit einem metallischen Räumflügel verwendet wird.

Bezugnehmend nun auf die Fig. 3 und 4 ist der Verschleißschuh 22 mit der Oberseite oder der Unterseite eines Räumflügels 10 durch Ein­ schnappen von Klemmen 30 über Lippen 18 verbunden. Kurvenober­ flächen 30a des Verschleißschuhs 22 greifen an Kurvenoberflächen 18a des Räumflügels 10 an und biegen die Enden der Vorder- und Rück­ flächen 12, 14 leicht nach außen, während sie zur gleichen Zeit leicht zusammengedrückt werden, bis die Klemmen 30 an den Lippen 18 vorbei eingefügt werden, woraufhin die Enden der Vorder- und Rückflächen 12, 14 in ihre ursprüngliche Position zurückkehren, um die Eingriffsflächen 30b und 18b fest miteinander zu arretieren und dadurch den Verschleiß­ schuh 22 mit dem Räumflügel 10 verbinden. Ein Kettenverbindungsglied 32 verbindet jeden Räumflügel 10 mit den Antriebsketten nahe jedem Ende des Räumflügels (nicht gezeigt), während ein Verschleißschuh 22 vorzugsweise mit der Unterseite des Räumflügels 10 in der Nähe jedes Kettenverbindungsgliedes 32 verbunden ist, oder wo immer eine beson­ dere Anwendung es erfordert, um an den Schienen am Boden des Setztanks anzugreifen. Zusätzlich ist ein Verschleißschuh 22 vorzugsweise mit der Oberseite des Räumflügels 10 außerhalb jedes Kettenverbindungs­ gliedes 32 zum Angreifen an den an den Seiten des Setztanks montierten Stützschienenanordnungen verbunden. Wie es aus der Fig. 3 ersichtlich ist, ist der Finger 20 mit Ausschnitten 20a zur Aufnahme der Verschleiß­ schuhe 22 versehen. Außerdem ist die Höhe jedes Verschleißschuhs 22, welcher mit der Unterseite des Räumflügels 10 verbunden ist, vorzugs­ weise genauso groß wie die Länge des Fingers 20. Bei gewissen Anwen­ dungen, wie z. B. dort, wo die Schienen am Boden des Setztanks sehr dick sind, ist jedoch die Höhe des Verschleißschuhs 22 geringer als die Länge des Fingers 20, so daß der Finger 20 sich im wesentlichen bis zum Boden des Setztanks erstreckt.

Die Räumflügel 10 sind mit den Kettenverbindungsgliedern 32 mit Bolzen oder irgendeinem anderen geeigneten Befestigungselement 34 verbunden. Bolzen 34 erstrecken sich durch Bohrungen 36 in dem Räumflügel 10 (Fig. 1) und durch entsprechende Bohrungen in den Kettenverbindungsgliedern 32. Um eine seitliche Abstutzung für die Vorder- und Rückflächen 12, 14 in der Nähe der Bohrungen 36 zu schaffen, können Abstandsstäbe 38 angewendet werden. Bezugnehmend auf die Fig. 5 und 6 weist jeder Abstandsstab 38 zwei zylindrische Abschnitte 40 auf, welche durch einen Querschaft 42 verbunden sind. Der Abstand zwischen den Mittellinien der zylindrischen Abschnitte 40 entspricht dem Abstand zwischen benachbarten Bohrungen 36. Bezug­ nehmend auf Fig. 4 ist ein Abstandsstab 38 zwischen die oberen Ab­ schnitte der Vorder- und Rückflächen 12, 14 eingefügt, wobei die zylin­ drischen Abschnitte 40 mit den Bohrungen 36 ausgerichtet sind. Ein weiterer Abstandsstab 38 ist in ähnlicher Weise zwischen die unteren Abschnitte der Vorder- und Rückflächen 12, 14 eingeführt. Bolzen 34 werden dann durch das Kettenverbindungsglied 32, die Bohrungen 36 und den zylindrischen Abschnitt 40 eingeführt, um dadurch den Räumflügel 10 mit dem Kettenverbindungsglied 32 zu verbinden. Abstandsstäbe 38 sind vorzugsweise aus einem nichtmetallischen Material aufgebaut.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung kann eine Ver­ längerungsplatte 44 des Räumflügels in Verbindung mit dem Räumflügel 10 angewendet werden, um in effektiver Weise Tiefschlammschichtanwen­ dungen handzuhaben. Bezugnehmend auf Fig. 7 ist die Räumflügel- Verlängerungsplatte 44 so dargestellt, daß sie ein im wesentlichen flaches Unterteil bzw. eine Basis 46, ein längliches Flachteil bzw. eine Längs­ lammelle 48, das bzw. die sich quer von einer Seite des Unterteils erstreckt, sowie zwei Klemmen 50 aufweist, welche sich von der gegen­ überliegenden Seite des Unterteils erstrecken. Jede Klemme 50 weist eine nach außen verlaufende, im allgemeinen flache Kurvenoberfläche 50a, eine Quereingriffsoberfläche 50b und eine nach außen verlaufende, gebogene Arretieroberfläche 50c auf. Bezugnehmend auf Fig. 8 ist die Räumflügel-Verlängerungsplatte mit der Oberseite des Räumflügels 10 durch Schieben der Klemmen 20 über die Lippen 18 von einem Ende des Räumflügels 10 verbunden, so daß jede Lippe 18 fest zwischen die Eingriffsfläche 50b und die Arretierfläche 50c verriegelt bzw. arretiert ist, um dadurch die Räumflügel-Verlängerungsplatte 44 mit dem Räumflü­ gel 10 zu befestigen. Die Länge der Räumflügel-Verlängerungsplatte 44 ist vorzugsweise so gewählt, daß sie dem Abstand zwischen den Ketten­ verbindungsgliedern 32 entspricht, während die Räumflügel-Verlängerungs­ platte 44 dementsprechend an dem Räumflügel 10 zwischen den Ketten­ verbindungsgliedern 32 angebracht ist, wobei das Flachteil 48 sich von der Vorderfläche 12 aus erstreckt. Die Höhe des Flachteiles 48 ist in Abhängigkeit von der Anwendung gewählt, in welcher der Räumflügel 10 verwendet werden soll. Zum Beispiel kann die Höhe des Flachelemen­ tes 48 203,2 mm (8 Inch) oder mehr betragen, wodurch ein Räum­ flügel mit einer effektiven Tiefe von 381 mm (15 Inch) geschaffen wird. Außerdem kann das freie Ende des Flachteiles 48 leicht nach vorn abgewinkelt sein, um effektiver die Schlammschicht zu fördern. Die Räumflügel-Verlängerungsplatte 44 kann entweder aus einem metallischen oder einem nichtmetallischen Material in einer Art aufgebaut sein, die ähnlich der für den Räumflügel 10 ist, und kann zerteilt werden, um verschiedenen Anwendungen, Tiefen und mechanischen Ausrüstungskom­ binationen gerecht zu werden.

Querschnitteigenschaften bezüglich der Achsen durch den Schwerpunkt gemäß Fig. 7 sind wie folgt:

Fläche = 2,43252
XBAR = 0,251456
YBAR = 3,05533
I X-X = 9,26465
I Y-Y = 0,863585
I X-Y = -1,90049
R X-X = 2,54310
R Y-Y = 0,776430
Zeta = 12,1720
IP X-X = 9,67458
IP Y-Y = 0,453658
RP X-X = 2,59876
RP Y-Y = 0,562748.

Es soll festgestellt werden, daß die vorliegende Erfindung in bezug auf deren bevorzugte Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist. Fachleute können jedoch eine breite Variation struktureller Details entwickeln, ohne von den Prinzipien der Erfindung abzuweichen. Deshalb sollen die beigefügten Ansprüche alle Äquivalente abdecken, die innerhalb des wahren Schutzumfangs und Geistes der Erfindung fallen.

Claims (9)

1. Schlammsammler-Mechanismus zum Abschaben abgesetzten Schlam­ mes vom Boden eines Setztanks, wobei der Schlammsammler-Mecha­ nismus einen Schlammsammler-Räumflügel aufweist, gekennzeichnet durch
einen H-förmigen Querschnitt mit einer im wesentlichen flachen Vorderfläche einer im wesentlichen flachen Rückfläche und einem Quersteg, welcher die Vorderfläche und die Rückfläche verbindet,
eine erste Lippe, welche sich quer nahe von einem Ende der Vorderfläche erstreckt; und
eine zweite Lippe, welche sich quer nahe von einem entsprechenden Ende der Rückfläche erstreckt.

2. Schlammsammler-Mechanismus nach Anspruch 1, des weiteren ge­ kennzeichnet durch einen Verschleißschuh mit zwei Klemmen zum Ergreifen der ersten und der zweiten Lippe, wodurch der Verschleiß­ schuh mit dem Schlammsammler-Räumflügel durch Eingriff der Klemmen mit den ersten und zweiten Lippen verbunden ist.

3. Schlammsammler-Mechanismus nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste und die zweite Lippe sich nach innen in Richtung aufeinander nahe von den Enden der jeweiligen Vorder- und Rückflächen erstrecken und sich die Klemmen jeweils nach außen erstrecken.

4. Schlammsammler-Mechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schlammsammler-Räumflügel des weiteren einen Finger aufweist, der sich längs nach unten von der Vorderfläche um einen Betrag erstreckt, der im wesentlichen gleich der Tiefe des Verschleißschuhes ist.

5. Schlammsammler-Mechanismus nach Anspruch 1, des weiteren ge­ kennzeichnet durch eine Räumflügel-Verlängerungsplatte mit einem Unterteil, einem länglichen Flachteil, das sich im allgemeinen quer von einer Seite des Unterteils erstreckt, und zwei Klemmen, die sich quer von der anderen Seite des Unterteils zum Ergreifen der ersten und der zweiten Lippe erstrecken, wodurch die Räumflügel-Verlänge­ rungsplatte mit dem Schlammsammler-Räumflügel durch Eingriff der Klemmen mit der ersten und der zweiten Lippe verbunden ist.

6. Schlammsammler-Mechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schlammsammler-Räumflügel aus einem nichtmetal­ lischen Material aufgebaut ist.

7. Schlammsammler-Mechanismus zum Abschaben abgesetzten Schlam­ mes vom Boden eines Setztanks, wobei der Schlammsammler-Mecha­ nismus gekennzeichnet ist durch:
einen Schlammsammler-Räumflügel, welcher einen H-förmigen Quer­ schnitt mit einer im wesentlichen flachen Vorderfläche, einer im wesentlichen flachen Rückfläche, einer ersten Lippe, die sich quer nahe von einem Ende der Vorderfläche in Richtung auf die Rück­ fläche erstreckt, und einer zweiten Lippe, die sich quer nahe von einem entsprechenden Ende der Rückfläche in Richtung auf die Vorderfläche erstreckt, aufweist;
einen Verschleißschuh, welcher ein Unterteil mit einer im wesentli­ chen flachen verschleißenden Oberfläche, einen Stumpf, der sich quer von dem Unterteil erstreckt, eine erste Klemme, die sich quer nach außen von der ersten Seite des Stumpfes erstreckt, und eine zweite Klemme aufweist, die sich quer nach außen von einer zwei­ ten Seite des Stumpfes erstreckt;
wobei die erste und die zweite Klemme in Eingriff bringbar mit den ersten und den zweiten Lippen ist, um dadurch den Verschleißschuh an dem Schlammsammler-Räumflügel zu befestigen.

8. Schlammsammler-Mechanismus nach Anspruch 7, des weiteren ge­ kennzeichnet durch eine längliche Räumflügel-Verlängerungsplatte mit einem Unterteil, einem Flachteil, das sich im allgemeinen quer von dem Unterteil erstreckt, und zwei nach außen verlaufenden Klem­ men, die sich von dem Unterteil gegenüber dem Flachteil erstrecken; wobei die Klemmen in Eingriff bringbar mit den ersten und zweiten Lippen sind, um dadurch die Räumflügel-Verlängerungsplatte an dem Schlammsammler-Räumflügel zu befestigen.

9. Schlammsammler-Mechanismus nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schlammsammler-Räumflügel aus einem nichtmetal­ lischen Material aufgebaut ist.