DE19826038C2 - Vorrichtung zur Schwimmschlamm-Räumung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Schwimmschlamm- Räumung, insbesondere in einem Becken, die wenigstens aufweist

• - eine Räumeinrichtung mit wenigstens einer Schlammrinne, die wenigstens mit einem Pumpenkasten verbunden ist, zum Abräumen einer Schlammschicht, die eine Flüssigkeit wenigstens teilweise bedeckt, und
• - wenigstens eine Antriebseinrichtung zum wenigstes teilweisen Betreiben der Räumeinrichtung.

Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist aus der DE 34 43 309 A1 bekannt. Hierbei wird mit einer durch einen Antrieb über einem Becken verfahrbaren Brücke eine Sammelrinne in den Flüssigkeitsspiegel für den Schwimm­ schlamm eingetaucht. Zur Grobeinstellung der Eintauchtiefe ist die Sammelrinne höhenverstellbar angeordnet. Sie ist darüberhinaus mit einem Pumpenkasten mit einer Pumpe zum Wegbefördern des von der Sammelrinne eingesammelten Klärschlamms und Wasser verbunden. Die Vorderkante der Sammelrinne ist als heb- und absenkbare Überfallkante ausgebildet. An ihr ist ein Schwimmer drehbar angeordnet. Der Schwimmer schwimmt auf der Flüssigkeit und steuert in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsspiegel die Überfallkante.

Nachteilig ist, daß die Brücke ständig rund um die Uhr, Tag um Tag, über dem Becken bewegt wird, unabhängig davon, ob Schwimmschlamm auf dem Wasser vorhanden ist oder nicht. Nachteilig ist darüber hinaus, daß durch die vom Schwimmer ausgelöste Heb- und Senkbewegung nur erreicht wird, daß sich die Überfallkante dem Flüssigkeitsspiegel im Becken anpaßt. Unberücksichtigt bleibt dabei die in den Pumpenkasten abgeführte Menge an Klärschlamm und Abwasser. Sammelt die so eingestellte Schlammrinne mehr Klärschlamm und Abwasser ein, als die Pumpe im Pumpenkasten in der Lage ist abzufördern, hat das zur Folge, daß der Pumpenkasten überläuft und der Klärschlamm wieder freigegeben wird.

Aus der DE 40 23 557 C2 ist ein Verfahren zum Räumen von Schwimmschlamm und Vorrichtung hierzu mittels einer Abtastung des Wasser/Schlamm-Spiegels und ein Räumschild bekannt. Steuergröße für die Einstellung des Räumschilds ist hier nur das Niveau des Abwasserspiegels im Absetzbecken mit allen seinen Nachteilen.

Weiterhin ist aus der DE 36 00 788 A1 eine Schwimmschlamm- Räumvorrichtung für Abwasserbecken mit einer Fangrinne und einer Höhen-Einstellvorrichtung für die Fangrinne bekannt, wobei die Höhen-Einstellvorrichtung eine Antriebseinrichtung und eine Steuereinrichtung dafür aufweist und selbsttätig auf eine vorgegebene Folge von wechselnden Höhenlagen zwischen unteren und oberen Werten gesteuert wird. Diese Steuerung wird so vorgenommen, daß die Oberkante der Vorder­ wand der Fangrinne mit dem unteren Wert der Höhenlage unter der Schwimmschlammschicht und bei dem oberen Wert der Höhen lage oberhalb der Schwimmschlammschicht liegt. Diese Werte werden allerdings nur durch Nocken der Exzenter-Höhen-Ein­ stellung eingestellt. Sie bewirken, daß eine volle Periode des Absenkens und Anhebens etwa 3 Minuten beträgt, wovon auf das Anheben 12 Sekunden, auf das Abpumpen des Schlammes 32 Sekunden und auf das Absenken 12 Sekunden entfallen. Die Zeitdauer des abgesenkten Zustandes, in welchem der Schwimm­ schlamm aufgesammelt wird, kann bei entsprechend geringem Anfall von Schwimmschlamm bis zu etwa 2 Stunden ausgedehnt werden.

Aus der DE 36 27 119 A1 ist eine Schwimmstoffabzugsrinne für Abwasserklärbecken bekannt. Die Rinne weist eine Schwenk­ lagerung um die Längsachse auf und ist mit einem Schwimmer über einen Hebel verbunden. Stellgröße für die Schwimmer­ position ist die Abwasseroberfläche. Allerdings kann der Schwimmer mit dieser Steuergröße nur eine ausreichend große Kraft erzeugen, um die Reibwiderstände in den Lagern der Rinne zu überwinden und die Überfallkante so stabil zu halten, daß ein gleichmäßiger Schlammabzug möglich ist. Die Räumeinrichtung arbeitet auch hier ständig, unabhängig, ob Schwimmschlamm vorhanden ist oder nicht. Sie arbeitet damit, wie auch die anderen bekannten Vorrichtungen, uneffektiv.

Aus der DE 43 33 666 C1 ist eine Vorrichtung zur Bestimmung von optisch sichtbaren Phasengrenzen eines Schlammspiegels in Abwasseranlagen bekannt. Hierbei wird in dem Bereich, in dem der Schlammspiegel zu erwarten ist, ein lichtemittieren­ der Meßstab angeordnet, der unter einem vorgebbaren Winkel gegenüber der Horizontalen geneigt ist. Gegenüber der Oberfläche des Meßstabes ist eine Aufnahmekamera angeordnet, mit der der Bereich des Meßstabes aufgenommen wird. An die Aufnahmekamera ist eine Auswerteeinheit angeschlossen, die aus dem aufgenommenen Bilde die Höhe der Phasengrenze bestimmt.

Nachteilig ist, daß bei dieser Vorrichtung nur die Grenze zwischen dem auf dem Absatzklärboden befindlichen Sinkschlamm und der darüber liegenden Wasserschicht bestimmt wird, um eine Betriebsschlammschicht auf einer prozeßvor­ gegebenen Höhe zu halten. Ein Einsatz dieser Vorrichtung für eine Schwimmschlamm-Räumung ist nicht möglich.

Aus der DE 195 00 974 A1 ist ein Klärbecken mit einer Schwimmschlammabzugsrinne bekannt, die eine verstellbare Überlaufkante aufweist. Mit einem Fühler wird das Niveau einer Wasseroberfläche außerhalb oder innerhalb der Rinne festgestellt und in Abhängigkeit dieses Niveaus die Überlaufkante abgesenkt oder angehoben.

Nachteilig ist, daß die Rinne durch diese Verstellsteuerung zu viel Wasser aufnehmen muß, bevor Schwimmschlamm abge­ fördert wird. Hierdurch wird die Abförderpumpe unnötig belastet. Ein weiterer Nachteil ist, daß auch diese Vorrichtung dann arbeitet, wenn kein Schwimmschlamm auf dem Klärwasser schwimmt.

In dem Prospekt der Firma Sintron Sparkuhle GmbH:
Reflexions-Lichttaster, 5-1.2//96, S. 1 bis 2, werden Lichtschranken-Systeme angeboten, die gepulstes Infrarot- bzw. Rotlicht senden, das im Erfassungsbereich von einem Objekt diffus reflektiert und dann von einem Empfänger auf­ genommen wird. Eine Tastweite ermöglicht eine Reflexion auch von unebenen Oberflächen. Sie ist abhängig von der Größe, Farbe sowie der Oberflächenbeschaffenheit des Objektes. Allerdings wird für eine Abtastung der Reflexions-Licht­ taster nur senkrecht zur Oberfläche positioniert.

Es stellt sich deshalb die Aufgabe, eine Vorrichtung zur Schwimmschlamm-Räumung der eingangs genannten Art so weiterzuentwickeln, daß die Abräumung des Schlammes effektiver vorgenommen wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbeson­ dere darin, daß die Antriebseinrichtung nur dann eingeschal­ tet wird und/oder die Schlammrinne nur dann in Betrieb genom­ men wird, wenn wirklich Schwimmschlamm vorhanden ist. Im Ergebnis einer Vielzahl von Versuchen wurde überraschender Weise gefunden, daß ein Sensorwinkel von 10° den vorhandenen Schwimmschlamm auf der Flüssigkeit am genauesten und sichersten abtastet. Der Wasserspiegelvertikalwinkel ist dabei ein rechter Winkel, d. h., er beträgt 90°.

Dadurch, daß die Sensoreinheit ständig Strahlen aussendet, tastet sie sowohl den Flüssigkeitsspiegel der Flüssigkeit als auch die Schlammschicht ab. Der Sondenwinkel und die Tastweite ermöglichen es dabei, daß nur die Schlammschicht die ausgesendeten Strahlen reflektiert und damit ihr Vorhandensein festgestellt wird. Die hieraus erzeugten Sensorsteuersignale schalten erst nach der Feststellung von Schlamm die Antriebseinrichtung und/oder die Schlammrinne ein, so daß sich dadurch der Energieverbrauch wesentlich reduziert und die Schlammrinne nur zum Abfördern vorhandenen Schwimmschlamms eingesetzt wird.

Gesichert wird darüber hinaus, daß es zu keiner Verschmut­ zung der bereits abgeräumten Flüssigkeit kommen kann.

Ein Pumpenkastenwasserspiegel eines von der Schlammrinne gesammelten und an dem Pumpenkasten abgeführten Flüssig­ keits-Schlamm-Gemisches kann eine Steuergröße für eine heb- und senkbare Überfallkante der Schlammrinne sein. Die Schlammrinne kann über eine Einstellsteuereinrichtung mit einem in dem Flüssigkeits-Schlamm-Gemisch schwimmenden Schwimmerelement derart verbunden sein, daß mit steigendem Pumpenkastenwasserspiegel die Überfallkante angehoben und mit fallendem Pumpenkastenwasserspiegel abgesenkt werden kann. Durch die Verwendung des Pumpenkastenspiegels als Steuergröße wird gesichert, daß die Stellung der Überfall­ kante der Schlammrinne in Abhängigkeit vom Niveau des Pumpen­ kastenwasserspiegels gesteuert wird. Damit wird wirksam eine Überförderung des Pumpenkastens und damit eine Verschmutzung des bereits der bereits gesäuberten Flüssigkeit vermieden. Die Stellung der Überfallkante kann darüberhinaus als Steuersignal für die Vorwärtsbewegung einer der Räumeinrichtung genutzt werden. Muß zum Beispiel die Überfallkante wegen zuviel anfallenden Schlamms angehoben werden, wird die Vorwärtsbewegung der Räumeinrichtung verringert. Fällt hingegen wenig Klärschlamm an, wird die Bewegung der Räumeinrichtung beschleunigt, so daß immer eine gleichmäßige Ausnutzung gewährleistet wird.

Die Beckeneinheit kann eine Brückenkonstruktion als einen weiteren Bestandteil der Räumeinrichtung aufweisen, die über einem Becken angeordnet sein kann und von der wenigstens die Schlammrinne, der Pumpenkasten und/oder wenigstens eine Sen­ soreinrichtung gehalten sind. Die Brückenkonstruktion überspannt dabei wenigstens teilweise das Becken. Durch das gemeinsame Befestigen der Schlammrinne, der Pumpenkasten bzw. der Sensoreinrichtungen werden zusätzliche Haltemittel eingespart.

Die Sensoreinheit kann mit einem Zeitglied verbunden sein. Hierdurch können Fehlmessungen vermieden werden; denn die Sensoreinheit stellt jeden auf der Flüssigkeit schwimmenden Gegenstand, sei es ein Korken, ein größeres Blatt, oder dergleichen, fest.

Die Zeitglieder der Sensoreinheiten der Sensoreinrichtungen können mit wenigstens einer Steuereinrichtung verbunden sein. Hierdurch können die vom Zeitglied abgehenden Ausgangs­ signale gezielt weiterverarbeitet werden.

Die Sensoreinrichtung kann mit einem Lichtschirm wenigstens teilweise abgeschirmt sein. Der Lichtschirm ist so ausgebil­ det, daß er störende Strahlen von der Sensoreinrichtung abschirmt. Störfelder bzw. störende Strahlungen können da­ durch die von der Sensoreinheit gezielt gesendeten und nach einer Reflektion wieder empfangenen Strahlen nicht beein­ flussen. Hierdurch wird eine genaue Messung gewährleistet.

Die Einstellsteuereinrichtung kann in drei Ausführungsvarian­ ten ausgebildet sein.

Kommt als mechanische Ausführungsvariante ein Hebel-System zum Einsatz, kann dieses ein Waagebalkenelement aufweisen,

• - an dessen einem Ende über ein Schwimmerhaltegestänge das Schwimmerelement,
• - an dessen gegenüberliegendem Ende ein L-förmiges Rinnenhaltegestänge, dessen einer L-Schenkel mit der Schlammrinne verbunden ist, und
• - in dessen zwischen beiden Enden liegendem Drehpunkt eine Voreinstelleinheit höhenverstellbar angeordnet ist.

Der Einsatz eines Waagebalkenelements ermöglicht eine hohe Anpassungsfähigkeit an die jeweiligen Einsatzbedingungen. Es ist bedienungsfreundlich, verschleißarm und erfordert geringe Personalkosten.

In einer zweiten mechanischen Ausführungsvariante kann ein Steuerstangenelement mit der Schlammrinne direkt und dem Schwimmerelement gelenkig verbunden sein. Hierbei kann über die zweite Voreinstelleinheit der Pumpenkasten und die Schlammrinne voreingestellt werden. Durch die direkte Verbindung der Schlammrinne mit dem Schwimmerelement ist eine unverfälschte Übertragung des steigenden bzw. des fallenden Pumpenkastenwasserspiegels auf die Schlammrinne so übertragbar, daß die Überfallkante unverzögert angehoben bzw. abgesenkt wird.

Die wenigstens teilweise elektrisch arbeitende Ausführungs­ variante der Einstellsteuereinrichtung kann einen am Schwimmerelement angeordneten Pegelsensor, eine erste Antriebseinrichtung, die mit der Schlammrinne über ein Stellglied verbunden und die vom Pegelsensor angesteuert werden kann und die Voreinstelleinheit, mit der die Schlammrinne und der Pumpenkasten voreingestellt werden können, aufweisen.

Durch den Einsatz des Pegelsensors ist eine Umwandlung des sich verändernden Pumpenkastenwasserspiegels in ein Steuer­ signal möglich. Die Überfallkante der Schlammrinne kann damit angehoben oder abgesenkt werden. Das Anheben bzw. das Absenken wird dabei unabhängig von störenden Bewegungen des Flüssigkeits-Schlamm-Gemisches beeinflußt.

Die Voreinstelleinheit kann eine Schraubenspindel aufweisen, die mit einem Stellrad in einem Spindelgewindekörper verdrehbar ist. Hierdurch wird eine genaue Voreinstellung möglich.

Das Schwimmerhaltegestänge kann eine Schwimmerstange aufweisen,

• - die mit einem Ende mit dem Schwimmerelement verbunden sein kann, das auf seiner freien Länge eine Stangen­ lenkstange trägt, die an zwei sich gegenüberliegenden Lenkstangen-Führungselementen zu führen ist, und
• - mit der zwischen dem Schwimmerelement und der Stangen­ lenkstange das Waagebalkenelement in einem Schwimmerdreh­ gelenk an dem einen Ende des Waagebalkenelementes angeordnet ist.

Hierdurch ist eine sichere Führung und genaue Übertragungen der Bewegungen des Schwimmerelementes auf die Teile der Einstellsteuereinrichtung möglich.

Die Lenkstangenführungselemente können dabei vertikal am Pumpenkasten angeordnet sein. Dadurch, daß der Pumpenkasten und die Lenkstangenführungselemente eine Einheit bilden, werden mechanische Stellgrößen unterdrückt.

Die Schlammrinne kann an ihren Enden jeweils in einem Rinnen­ drehlager gehalten sein. Hierdurch wird eine schnelle und genaue Einstellung der Überfallkante der Schlammrinne gewähr­ leistet.

Die Flüssigkeit kann jedes Medium sein, das eine flüssige bzw. flüssigkeitsähnliche Konsistenz aufweist. Derartige Flüssigkeiten können chemische Flüssigkeiten, Meerwasser oder ein Abwasser sein. Je nach der Konsistenz der Flüssig­ keit und deren Zusammensetzung kann der Flüssigkeitsspiegel unterschiedlich ausgebildet sein. Bei einem Abwasser kann der Flüssigkeitsspiegel ein Wasserspiegel sein, der sich durch seine im wesentlichen spiegelglatte Oberfläche auszeichnet. Der Wasserspiegel kann aber auch teileweise Wellen aufweisen.

Die unterschiedlichen Flüssigkeiten sind mit unterschied­ lichen Schlammschichten bedeckt, die teilweise durch deren Bewegung und andere Einflüsse auf der Oberfläche schwimmen. Die Schlammschicht kann eine Klärschlammschicht sein. Diese schwimmt auf dem Wasserspiegel von Abwässern. Charakteri­ stisch für die Klärschlammschicht ist deren Schlammober­ flächenrelief. Die Untermischung mit hohen Luftanteilen bildet bizarre Oberflächenreliefe aus.

Die Strahlen können ein gepulstes Rot- oder Infrarotlicht sein.

Die Sensoreinheit kann ein Reflexions-Lichttaster ist sein. Mit dessen Sendediode kann das gepulste Infrarotlicht ausgesendet und bei Reflexionen an dem Schlammoberflächenrelief mit dessen Empfänger empfangen und hieraus wenigstens ein Sensorimpuls erzeugt werden. Mit den Sensorimpulsen kann durch das Zeitglied nach einer Verzögerungszeit zwischen 10 und 400 sec. wenigstens ein Klärschlammsignal als Sensor­ steuersignal erzeugt werden. Der Reflexions-Lichttaster wird durch seine im Sensorwinkel geneigte Anordnung einer voll­ kommen neuen, bislang selbst vom Hersteller nicht erwarteten Verwendung, nämlich der Klärschlammdetektierung, zugeführt. Im Ergebnis umfangreicher Versuche wurde eine Verzögerungs­ zeit von 30 sec. ermittelt. Das von der Sendediode ausge­ sendete gepluste Rot- oder Infrarotlicht reflektiert sich an dem Klärschlammrelief. Eine Reflexion an dem im wesentlichen glatten Wasserspiegel erfolgt nicht. Starke Wellen mit einer Gischt hingegen können als Klärschlammrelief angesehen werden. Sie führen, wie auch das Klärschlammrelief, zu einer Reflexion und damit zu einem Empfang durch den Empfänger in dem Reflexions-Lichttaster. Die eingestellte Verzögerungs­ zeit von 30 sec. unterdrückt derartige Fehlmessungen. Auch kleine und kleinste Schlammhaufen, die an dem Reflexions- Lichttaster innerhalb der Verzögerungszeit von 30 sec. vorüberziehen, erzeugen kein Klärschlammsignal. Hierdurch wird gesichert, daß nur großflächige Klärschlammschichten als vorhanden festgestellt werden.

Das Klärschlammsignal kann auf unterschiedlichste Art und Weise verarbeitet werden. Aus ihm können mit der Steuerein­ richtung Ein- und Ausstellsignale gebildet werden, mit denen eine Gestell-Antriebseinheit, mit der die Brückenkonstruk­ tion verstellbar ist, eine Wasser-Klärschlammpumpe, die im Pumpenkasten zum Abpumpen des Wasser-Klärschlamm-Gemisches angeordnet ist und/oder der Stellmotor für die Verstellung der Schlammrinne als Antriebseinrichtungen ein- und ausge­ schaltet werden. Zusätzlich kann der Pegelsensor mit der Steuereinrichtung verbunden sein. Darüber hinaus kann - wie bereits eingangs erwähnt - die Stellung der Überfall­ kante der Schlammrinne der Steuereinrichtung als Steuersignal zugeführt werden. Das Klärschlammsignal, das Signal des Pegelsenors bzw. das Steuersignal, das von der Überfall­ kante erzeugt wird, können so die Geschwindigkeit des Stell­ motors, der die Brückenkonstruktion über dem Klärbecken be­ wegt, beeinflussen. Ist die Klärschlammschicht sehr hoch, kann das zu einer langsamen Räumgeschwindigkeit der Schlamm­ rinne führen. Bei dieser langsamen Räumgeschwindigkeit wird der Klärschlamm gründlich von dem Wasserspiegel des Abwassers abgeräumt. Darüber hinaus wird dem Pumpenkasten nur soviel Wasser-Klärschlamm-Gemisch zugeführt, wie die Wasser-Klärschlammpumpe optimal abführen kann. Kommt die wenigstens teilweise elektrisch arbeitende Einstellsteuer­ einrichtung zum Einsatz, kann deren Stellmotor von der Steuereinrichtung ganz gezielt angesteuert werden. Die Steuereinrichtung kann darüber hinaus eine Meldeeinrichtung ansteuern. Diese Meldeeinrichtung kann den Betrieb einzelner Komponenten bzw. der gesamten Vorrichtung anzeigen und ent­ sprechend aufzeichnen.

Ist die Klärschlammschicht vollständig von dem Abwasser abge­ räumt, kann die Steuereinrichtung nacheinander zuerst die Gestell-Antriebseinheit, die Klärschlammpumpe bzw. den Stell­ motor, usw. abschalten. Welche Reihenfolge für das Aus­ schalten der einzelnen Antriebsaggregate gewählt wird, hängt von dem gewählten Steuerprogramm und von den jeweiligen Ein­ satzbedingungen ab.

Um ein derartiges Steuerprogramm realisieren zu können, kann die Steuereinrichtung wenigstens einen Mikrorechner, eine herkömmliche Hardwareschaltung oder dergleichen zur Verarbei­ tung der Klärschlammsignale für die Erzeugung der Ein- und Ausschaltsignale aufweisen. Hierbei können, wie bereits erwähnt, weitere Signale von anderen Meßeinrichtungen und dergleichen mitverwendet werden.

Die Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und wird anhand nachfolgender Beschreibung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorrichtung zur Schlamm-Räumung in einer teilweise geschnittenen Teil-Vorderansicht mit einer mechanischen Ausführungsform einer Schlammrinnensteuerung;

Fig. 2a eine Vorrichtung zur Schlamm-Räumung gemäß Fig. 1 in einer schematischen, perspektivischen Teildar­ stellung mit Blick auf eine Sensoreinrichtung;

Fig. 2b eine Beckeneinheit mit Sensoreinrichtungen für eine Vorrichtung zur Schlamm-Räumung gemäß Fig. 1;

Fig. 3a eine gegenüber einer Klärschlammschicht positionierte Sensoreinheit einer Sensoreinrichtung gemäß Fig. 1, 2a und 2b;

Fig. 3b eine Sensoreinheit gemäß Fig. 3a als Blockschalt­ bild mit angeschlossener Auswerte- und Steuerein­ richtung;

Fig. 4 eine Seitenansicht auf eine elektrische arbeitende Ausführungsform einer Schlammrinnensteuerung für eine Vorrichtung zur Schlamm-Räumung;

Fig. 5 ein Diagramm einer Hysterese einer Reflexionsbreite in Abhängigkeit von einer Tastweite und

Fig. 6 eine Sensoreinheit gemäß Fig. 3a und 3b in einer vergrößert dargestellten Seitenansicht.

In Fig. 1 ist eine Beckeneinheit 9 für eine Vorrichtung zur Schlamm-Räumung dargestellt. Mit 91 ist eine Brückenkon­ struktion, mit 92 eine Oberkante-Brücke und mit 93 ein Brückenkranz einer Beckeneinfassungsmauer 95 bezeichnet. Auf dem Brückenkranz 93 rollt ein Brückenlaufrad 94 ab, das von einer Gestell-Antriebseinheit 5 angetrieben wird und die Brückenkonstruktion 91 gegenüber einem darunter liegenden Becken 97 bewegt. Im Becken 97 befindet sich Abwasser 14, auf dem eine Klärschlammschicht 16 schwimmt (vgl. auch Fig. 2a und 2b).

Die Vorrichtung zur Schlammräumung ist durch folgende Hauptbestandteile gekennzeichnet:

• - eine Einrichtung zum Detektieren einer Klärschlammschicht 16 und
• - eine Einrichtung zum Räumen der Klärschlammschicht 16.

Der Räumeinrichtung

ist die bereits die von der Antriebsheit

5

und mit dem Brückenlaufrad

93

verfahrbare Brückenkonstruktion zuzurechnen. Weiterhin sind unterhalb des Brückenkranzes

93

ein Schwimmstoffschild

8

und dem gegenüberliegend ein Pumpenkasten

2

angeordnet. Im Rinnendrehlagern

18

ist eine verstellbare Schwimmrinne

1

mit einer Überlaufkante

11

, einer Haltekante

12

und einer Aufnahmeöffnung

13

gehalten (vgl.

Fig.

1 und 2). Sie ist mit dem Pumpenkasten

2

, in dem sich eine Wasser-Klärschlammpumpe

23

befindet, verbunden. Die Schlammrinne

1

fördert eingesammelten Klärschlamm

24

und Abwasser

14

in den Pumpenkasten

2

, in dem sich ein Schwimmer­ element

7

befindet. Das Schwimmerelement

7

schwimmt auf einem sich aus beiden gebildeten Wasser-Klärschlamm-Gemisch

21

mit einem Pumpenkastenwasserspiegel

22

(vgl. auch

Fig.

4).

Die Schlammrinne 1 ist über eine mechanische Einstellsteuer­ einrichtung 4, 6 mit dem Schwimmerelement 7 derart verbun­ den, daß mit steigendem Pumpenkastenwasserspiegel 22 die Überfallkante 11 angehoben und mit fallendem Pumpenkasten­ wasserspiegel abgesenkt wird.

Die Überfallkante 11 kann dabei als eine Vorderkante der Schlammrinne 1 ausgebildet sein, die der Haltekante 12, wie in Fig. 2a dargestellt, gegenüberliegt. Sie kann aber auch durch ein separates Blech ausgebildet sein, das um eine horizontale Achse mittels einer flexiblen Scharnierleiste schwenkbar ist und einer feststehenden Sammelrinne gegenüber­ steht. Ebenso wie diese Sammelrinne hat auch die Schlamm­ rinne 1 ein derartiges Gefälle, daß der Klärschlamm mit dem Abwasser in Richtung Pumpenkasten 2 abfließen kann.

Anhand der Fig. 1 und 2a wird im folgenden die mechanische Einstellsteuereinrichtung näher beschrieben.

Das im Pumpenkasten 2 auf dem Pumpenkastenwasserspiegel 22 schwimmende Schwimmerelement 7 steht mit einem Schwimmer­ haltegestänge 6 in Verbindung. Hierbei ist auf dem Schwimmer­ element 7 eine Schwimmerstange 61 angeordnet, die an ihrem freien, über das Schwimmerelement 7 hinausragenden Ende eine Stangenlenkstange 62 trägt. Die Stangenlenkstange wird in zwei sich gegenüberliegenden Lenkstangenführungsschienen 63 geführt. Hierdurch wird gesichert, daß die Auf- und Abwärts­ bewegungen des Schwimmerelementes 7 in lineare Bewegungen der Schwimmerstange 61 umgesetzt werden. Schlinger- und sonstige Querbewegungen des Schwimmerelements 7 werden so wirksam unterdrückt.

An der Schlammrinne 1 ist ein L-förmiges Rinnenhaltegestänge 46 angeordnet. Es besteht aus einem Anlegerstangenelement, an das im rechten Winkel ein Haltestangenelement angeordnet ist. Das Anlegerstangenelement ist über ein Rinnendrehgelenk mit der Schlammrinne 1 verbunden.

Ein Waagebalkenelement 44 ist in seinem Haltegestängedreh­ gelenk mit dem Haltestangenelement und mit seinem Schwimmer­ drehgelenk 64 zwischen dem Schwimmerelement 7 und der Stangenlenkstange 62 an der Schwimmerstange 61 angeordnet.

Im Einstellhebeldrehpunkt des Waagebalkenelements 44 ist mit einem Einstellhebeldrehgelenk eine Schraubenspindel 42 einer Vorstelleinheit 4 angeordnet. Die Schraubenspindel 42 wird in einem Spindelkörper 43, der mit der Beckeneinheit 9 fest verbunden ist, gehalten. Mit Hilfe eines Stellrads 41 ist die Schraubenspindel 42 drehbar.

Das Schwimmerelement 7 ist aus Edelstahl gefertigt. Die sich gegenüberliegenden Lenkstangenführungsschienen 63 können aus Edelstahl hergestellt sein oder als verschleißfeste Poly­ amid-Gleitschiene realisiert werden.

Eine elektrische Ausführungsform einer Schlammrinnen­ steuerung ist in Fig. 4 dargestellt.

Hier wird die Schlammrinne 1 über die Einstellsteuereinrich­ tung 41, 42, 47, 48, 49 und 96 mit dem Schwimmerelement 7 derart verbunden ist, daß mit steigendem Pumpenkasten­ wasserspiegel 22 die Überfallkante 11 angehoben und mit fallendem Pumpenkastenwasserspiegel abgesenkt wird.

Die Einstellsteuereinrichtung, die das realisiert, weist einen Pegelsensor 48 auf, der über eine Sensorhaltestange mit dem Schwimmerelement 7 mechanisch verbunden ist. Die Schlammrinne 1 ist über eine Stellspindel 49 mit einem Stellmotor 47 verbunden. Mit angesteuert wird der Stellmotor 47 durch den Pegelsensor 48. Der Pegelsensor 48 wandelt den sich verändernden Pumpenkastenwasserspiegel 22 in ein Stellungssignal um, mit dessen Hilfe der Stellmotor 47 so angesteuert wird, daß die Überfallkante 11 angehoben bzw. abgesenkt wird.

Einstellgestänge 96 sind mit ihrem einen Ende am Pumpen­ kasten 2 und mit ihrem anderen Ende an der bereits beschrie­ benen Vorstelleinheit aus Schraubenspindeln 42, 43 und Stellrad 41 angeordnet. Durch ein Verstellen des Stellrades 41 kann der Pumpenkasten 2 und damit die Schlammrinne 1 gegenüber dem sich verändernden Wasserspiegel 15 eingestellt werden.

Der Schlammdetektiereinrichtung ist, wie Fig. 1 zeigt, eine Sensoreinrichtung 3 zugeordnet. Die Sensoreinrichtung 3 ist an der Brückenkonstruktion 91 abgehängt. Sie in Fig. 2a aus einer anderen Sicht auf das Becken 97 deutlicher zu erkennen.

Die Sensoreinrichtung 3 weist als wesentliches Element eine Sensoreinheit 31 auf. Diese wird in einem Lichtschirm 32 gehalten. Der Lichtschirm 32 schirmt die Sensoreinheit 31 gegen äußere Einflüsse ab und hat die Form eines Leuchten­ schirm eines Tiefstrahlers. Wie Fig. 2a zeigt, hat er eine rechteckige Konfiguration. Der Lichtschirm 32 kann aber auch rund oder in einer anderen beliebigen geometrischen Form ausgebildet sein. Gehalten wird der Lichtschirm 32 durch ein Sensorhalteelement 36, der an der Brückenkonstruktion 91 befestigt ist. Das Sensorhalteelement kann ein Gestänge, eine Kette oder dergleichen sein.

Wie Fig. 2a deutlich macht, ist das Abwasser 14 nicht voll­ ständig mit einer Klärschlammschicht 16 bedeckt. Vielmehr hält sich der Klärschlamm gemäß Zeichnung einseitig am Beckenrand der durch mit 93 bezeichneten Beckenkranz optisch begrenzt ist. Das Abwasser 14 hat einen Wasserspiegel 15, der in der Regel "spiegelglatt" ist. Wind und sonstige Ein­ wirkungen können aber bewirken, daß sich der Wasserspiegel wenigstens teileweise wellt. Derartige Wellen sind in Fig. 3a zeichnerisch angedeutet.

Der Klärschlamm 24 der Klärschlammschicht 16, die auf dem Wasserspiegel 15 des Abwassers 14 schwimmt, hat im Gegensatz zu Wasser eine schaumähnliche bis geflockte Konfiguration. Dadurch weist die Klärschlammschicht 16 ein Schlamm­ oberflächenrelief mit bizarren Spitzen und Tälern wie ein Gebirge in Kleinformat auf.

Herz der Sensoreinrichtung 3 ist die Sensoreinheit 31, wie sie in den Fig. 2a, 3a und. Fig. 6 gezeigt ist. Die Sensoreinheit 31 weist ein Gehäuse 313 auf, das sowohl eine Sendediode 311 als auch einen Empfänger 312 umfaßt. Auf dem Gehäuse 313 sind zwei Lumineszenzdioden 314 angeordnet. Die Lumineszenzdioden (LED) dienen der Funktionsanzeige und können dementsprechend farbig ausgebildet sein. Aus dem Gehäuse 313 geht ein Anschlußkabel 315 ab.

Bei der Sensoreinheit 31 handelt es sich um einen Refle­ xions-Lichttaster. Er ist, wie Fig. 5 zeigt, in einer Tastweite zwischen 0 und 0,5 m einstellbar. Die Sendediode 311 gibt gepulstes Infrarotlicht I bzw. Rotlicht R, das von einem Objekt diffus reflektiert und von dem Empfänger 312 aufgenommen wird, so daß eine Tastbreite B beschrieben wird.

Weiter heißt es in dem Prospekt der Firm SINTRON: "Bei genü­ gender Empfangssignalstärke schaltet der Transistor bzw. der Thyristerausgang. Die erzielbare Tastweite hängt von der Größe, Farbe sowie der Oberflächenbeschaffenheit des Objek­ tes ab. Der Öffnungwinkel garantiert aber eine Reflexion selbst von seh unebenen Oberflächen sowie Materialien mit großer Rauhtiefe. Die Tastweite ist mittels Potentiometer (Poti) einstellbar. Ein Umschalter für Hell-/Dunkelfunktion steht ebenfalls zur Verfügung. Die Elektronik ist in dem Gehäuse vollvergossen. Die dadurch erzielte Erschütterungs­ unempfindlichkeit, Stoßfestigkeit und die hohe Schutzart IP 67 erlauben den Einsatz auch dort, wo robuste Geräte für anspruchsvolle Anwendungen gefordert werden. Ein herausragen­ des Merkmal ist eine kleine Hysterese bei einer Tastweite < 10 cm."

Angegeben werden für den als Sensoreinheit 31 eingesetzten Reflexions-Lichttaster folgende technische Daten:
Tastweite: 0 bis 0,5 m, einstellbar (mit Kodak-Testkarte: R27)
Betriebsspannung: 10-30 VDC, verpolsicher
Restwelligkeit < 15%
Ruhestromaufnahme: 5 mA
Betriebsspannungs­ anzeige: LED (grün)
Lichtsender: Infrarotlicht oder Rotlicht-pulsierend
Öffnungswinkel/­ Empfindlichkeit: Infrarotlicht 8°/50%-Rotlicht 5°/50%, Empfindlichkeit, einstellbar
Hysterese: 10-30%
Signalausgang Thyristor PNP: max. 120 mA/30 VDC, Kurzschlußschutz
NPN: gleichfalls einsetzbar
Ausgangsfunktion: Hell-/Dunkelschaltung, umschaltbar Hellschaltung-Ausgang aktiv, wenn IR- Lichtstrahl nicht unterbrochen Dunkelschaltung-Ausgang aktiv, wenn IR-Lichtstrahl unterbrochen
kapazitive Belastung: max. 5 µF
Spannungsabfall: 1,5 V
Signalkontrolle: gelb strahlende LED
Ansprechzeit: 2 ms
Schaltfrequenz: 250 Hz
Fremdlichtunempfind­ lichkeit: 10000 Lux/10°
Umgebungstemperatur: -25°C bis +55°C nach IEC 68-2-14
Lagertemperatur: -40°C bis +80°C nach IEC 68-2-14
Schutzart: IP 67 nach IEC 529
Vibrationsfestigkeit: 10 bis 55 Hz bei 1,5 mm Amplitude nach IEC 68-2-6
Stoßfestigkeit: 30 g nach IEC 68-2-27
Gehäusematerial: Polycarbonat oder korrosionsfester Stahl
Anschluß: Leitung: 2,5 mm o 4 mm, 3adrig, PVC
Stecker: M8-Type T; 3polig
Stecker: M12x1-Type J, 4polig
Abmessung: Kabeltype: M18x1x77
Steckertype: T: M18x1x75
Steckertype; J: M18x1x78
Elektromagnetische Verträglicheit: EN 50081-2-EN 50082-2

Die technischen Daten können je Hersteller im Bereich von ± 20% abweichen.

Ausgeführt ist der Reflexions-Lichttaster als Kabel- und als zwei Steckertypen.

Eingesetzt wird als Sensoreinheit 31 die Kabeltype des Reflexions-Lichttasters mit den aufgeführten Angaben. Verwendet wird eine Sendediode, die mit Infrarotlicht arbeitet.

Erfindungswesentlich ist die Positionierung der Sensorein­ heit 31 gegenüber der Klärschlammschicht 16. Eine Positio­ nierung der Sensoreinheit 31 in der mit V bezeichneten Vertikallinie, die sich im rechten Winkel, d. h. β = 90° gegenüber dem in diesem Fall glatten Wasserspiegel 15, führt, obwohl der Hersteller eine Meßmöglichkeit für unebene Oberflächen angegibt, bei Klärschlamm 24 zu keinen befriedigenden Meßergebnissen. Durch eine Vielzahl von Versuchen wurde überraschender Weise gefunden, die Sensoreinheit 31 gegenüber der Vertiallinie V in einem Sensorwinkel α geneigt anzuordnen (vgl. Fig. 3a). Der Sensorwinkel α öffnet sich zwischen der Vertikallinie V und die durch die Sensoreinheit 31 gezogene Linie der Tastweite T (vgl. auch hierzu Fig. 5).

Der Sensorwinkel α kann zwischen 5° bis 40° schwanken. Bei einem Sensorwinkel von 10° wurden aber die besten Meßergeb­ nisse erzielt.

Durch die Schrägstellung der Sensoreinheit 31 um den Sensor­ winkel α findet das von der Sendediode 311 ausgehende Infrarotlicht I immer einen Reflexions-Punkt oder -Fläche inner­ halb des Schlammoberflächenreliefs 17, um vom Empfänger 312 empfangen zu werden. Der mit A bezeichnete Sondenabstand, gemessen von der konvexgebogenen Außenfläche, an der die Bezugszahlen 311, 312 in Fig. 6 gezeichnet sind, bis zum Wasserspiegel 15 beläuft sich zwischen 50 und 500 mm. Ausschlaggebend ist die Tastweite T, die zwischen 0 und 0,5 m, d. h. 0 und 500 mm einstellbar ist. Für die Einstellung der Tastweite T ist die Höhe der Klärschlammschicht 16 maßgebend. Da aber die Klärschlammschicht 16 über das bereits beschriebene Schlammoberflächenrelief 17 mit bizar­ ren Spitzen und Tälern verfügt, läßt sich an ihr eine genaue Einstellung nur schwer vornehmen, so daß die Einstellung gegenüber dem Wasserspiegel 15 genauer und exakter ist.

Der als Sensoreinheit 31 eingesetzte Reflexions-Lichttaster ist außerordentlich meßempfindlich und stellt so kleinste Unregelmäßigkeiten, wie zum Beispiel einen schwimmenden Korken, ein schwimmendes Blatt, oder dergleichen fest und erzeugt daraus sofort ein entsprechendes Ausgangssignal. Um aber eine auf dem Wasserspiegel schwimmende Klärschlamm­ schicht feststellen zu können, wurde gefunden, daß Meßsig­ nale 30 sec. lang auftreten müssen, um den Klärschlamm 24 zu ertasten. Die angegebene Zeit von 30 sec. kann je nach Bedarfsfall zwischen 0,5 sec. und 120 sec. festgelegt werden. Aus diesem Grund ist, wie Fig. 3a zeigt, der Sensoreinheit 31 ein Zeitglied 33 nachgeschaltet, das die genannte Verzögerungszeit τ, hier τ = 30 sec., realisiert. Erst dann, wenn die Verzögerungszeit τ von 30 sec. überschrit­ ten wird, gibt das Zeitglied 33 über ein Signalübertragungs­ kabel 316 (vgl. Fig. 3b) ein Klärschlammsignal M an eine Steuereinrichtung 34 weiter. Die Steuereinrichtung 34 verarbeitet das Signal entsprechend und steuert gezielt Einheiten der Räumeinrichtung an.

Diese sind

• - die Getriebs-Antriebseinheit 5,
• - die Wasser-Klärschlammpumpe 23 bzw.
• - den Stellmotor 47 und
• - weitere Antriebseinheiten, wie Zähler bzw. mit 35 bezeichnete Meldeeinrichtungen.

Aus rein darstellungstechnischen Gründen ist das Anschluß­ kabel 315 zwischen der Sensoreinheit 31 und dem Zeitglied 33 nicht so gezeichnet, wie es an sich Fig. 6 konkret vorgibt. Auch das Signalübertragungskabel 316 ist rein schematisch gezeichnet, ebenso die Verbindungen zu den anzusteuernden Einheiten 5, . . . . Die detaillierte Ausgestaltung der Steuereinrichtung 34 liegt im fachmännischen Ermessen und kann je nach Einsatzort und Einsatzfall so konzipiert werden, daß das ankommende Ausgangssignal entsprechend vielseitig verarbeitet werden kann.

Der bereits erwähnte Lichtschirm 32 hat die Aufgabe, das reflektierende Sonnenlicht oder von anderen Erzeugern ausge­ sandten Infrarotstrahlen zu zufälligen Meßimpulsen führt und ein Falschsignal ausgibt. Darüber hinaus schattet der Licht­ schirm 32 das Schlammoberflächenrelief 17 so ab, daß Zusatzspiegelungen vermieden werden und die Meßgenauigkeit des als Sensoreinheit 31 fungierenden Reflexions-Licht­ tasters nicht beeinflußt wird. An dieser Stelle sei aus­ drücklich darauf hingewiesen, daß Sensoreinheiten, die auf einem ähnlichen Prinzip beruhen, gleichfalls eingesetzt werden können.

In Fig. 2a ist die Sensoreinrichtung 3, wie bereits beschrie­ ben, in dem Bereich angeordnet, in dem sich in dem Becken 97 auf dem Abwasser 14 eine entsprechend große Klärschlamm­ schicht 16 in entsprechender Breite vom Beckenrand ausbildet.

Fig. 2b zeigt, daß über die Beckeneinheit 9 Sensoreinrichtungen 3.1, . . ., 3.n positioniert. Die Sensoreinrichtung 3.n nimmt dabei die Position der Sensoreinrichtung 3 gemäß Fig. 2a ein. Die Sensoreinrichtungen 3.1, . . ., 3.n sind ebenso aufgebaut wie die ausführlich beschriebene Sensoreinrichtung 3. Jede Sensoreinrichtung 3.1, . . ., 3.n verfügt über ein separates Zeitglied 33, die dann mit der Steuereinrichtung 34 verbunden sind. Die Sensoreinrichtungen 3.1, . . ., 3.n können rasterförmig über dem Becken 97 der Beckeneinheit 9 positioniert werden. Eine weitere Lösungsmöglichkeit ist, daß mehrere, zum Beispiel eins bis zehn untereinander beab­ standete Sensoreinrichtungen 3.1, . . ., 3.n sich kreisförmig über dem Becken bewegen und die kleinste Bildung von Klär­ schlamm 24 aufspüren. Der Aufwand für die Feststellung des Klärschlammes 24 und dessen Abräumen muß dabei unter technischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten minimiert werden.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung zur Schlamm-Räumung, wie sich aus dem dargestellten Ausführungsbeispiel ergibt, sei erläutert:
Die über dem Becken 97 positionierte Brückenkonstruktion 31, an der die Schlammrinnen-Einstellung 4 befestigt ist, steht still oder bewegt sich.

Die Sendediode 311 der Sensoreinheit 31, die gemäß Fig. 2a gegenüber dem Wasserspiegel 15 positioniert ist, sendet ständig Infrarotlicht I aus. Durch die Schrägstellung der Sensoreinheit 31 um den den Sensorwinkel α = 10° gegenüber der Vertikallinie V empfängt der Empfänger 312 vom Wasser­ spiegel kein reflektiertes Infrarotlicht I. Erst dann, wenn die Klärschlammschicht 16 sich soweit auf dem Abwasser 14 ausgebreitet hat, daß das Schlammoberflächenrelief 17 des Klärschlammes 24 eine Reflexion des Infrarotlichtes I ermög­ licht, empfängt der Empfänger 312 das von der Sendediode 311 ausgesandte Infrarotlicht I. Für die Reflexion ist dabei die eingestellte Tastweite T mit entscheidend. Am Signalausgang der Sensoreinrichtung 31 stehen jetzt Sensorimpulse S an, die über das Anschlußkabel 315 auf das Zeitglied 33 übertragen werden. Das Zeitglied 33 ist mit der bereits erwähnten Verzögerungszeit = 30 sec. eingestellt. Wird die Verzögerungszeit erreicht und im folgenden überschritten, gibt das Zeitglied 33 ein Klärschlammsignal M über das Signalübertragungskabel 316 an die Steuereinrichtung 34 ab. Die Steuereinrichtung 34 schaltet die Gestell-Antriebsein­ heit 5, die als ein Drehstrommotor oder dergleichen ausgebildet ist, an. Gleichzeitig wird die Wasser-Klär­ schlammpumpe 23 eingeschaltet. Die Gestell-Antriebseiheit 5 bewirkt, daß das Beckenlaufrad 94 auf dem Beckenkranz 93 abläuft und sich so die gesamte Brückenkonstruktion kreisförmig über dem Becken 97 bewegt.

Vorher ist die Schlammrinne 1 mit dem Stellrad 41 soweit abgesenkt worden, daß sie sich in ihrer "Nullstellung" mit der Überfallkante 11 in gleicher Höhe wie der Wasserspiegel 15 befindet. Durch eine Relativbewegung der Schlammrinne 1 gegenüber dem Wasserspiegel 15 des Abwassers 14 tritt über die Überfallkante 11 Klärschlamm 16 und Abwasser 14 in die Schlammrinne 1 ein und wird zum Pumpenkasten 2 weiter­ befördert. Dort saugt die Pumpe 23 das anfallende Wasser-Klärschlamm-Gemisch 21 ab. Je nach der Menge des anfallenden Wasser-Klärschlamm-Gemisches 21 befindet sich in Abhängigkeit vom Pumpenkastenwasserspiegel 22 das Schwimmer­ element 7 in einer unteren Schwimmerstellung 71 oder einer oberen Schwimmerstellung 72.

Nimmt das Schwimmerelement 7 die unter Schwimmerstellung 71 ein, tastet es einen niedrigen Pumpenkastenwasserspiegel 22 ab. In diesem Fall wird das Waagebalkenelement 44 in seinem Schwimmdrehpunktgelenk nach unten gezogen. Die damit verbundene Höherstellung am gegenüberliegenden Ende führt dazu, daß im Haltestangendrehgelenk das Haltestangenelement nach oben gezogen wird. Diese Aufwärtsbewegung wird durch das L-förmige Rinnenhaltegestänge 46 in eine Abwärtsbewegung der Überfallkante 11 durch das Haltestangenelement umgesetzt. Das hat zur Folge, daß in die Schlammrinne 1 mehr Klärschlamm 24 und mehr Abwasser 14 einfließen kann.

Hat hingegen das Schwimmerelement 7 die obere Schwimmerstel­ lung 72 eingenommen, wird durch das Waagebalkenelement 3 die Überfallkante 11 in umgekehrter Richtung, d. h. höher verstellt. Die Aufnahme von Klärschlamm und Abwasser wird hierzu so weit gedrosselt, daß die Pumpe 23 entlastet wird.

Dadurch, daß sich das Schwimmerelement 7 im Pumpenkasten frei bewegen kann, ermöglicht es eine Feineinstellung des Pumpenkastenwasserspiegels 22 in der Form, daß die Schlammrinne 1 und der Pumpenkasten 2 optimal ausgenutzt werden können. Die Steuergröße Pumpenkastenwasserspiegel 22 kann darüberhinaus zur Steuerung der Relativbewegung der Schlammrinne 1 gegenüber dem Abwasser 14 benutzt und zur Verarbeitung in die Steuereinrichtung 34 eingegeben werden. Hierdurch wird gesichert, daß die Schlammrinne 1 und der Pumpenkasten 2 optimal ausgelastet werden und ein Überfließen des Klärschlamms vermieden wird.

Kommt anstelle der mechanischen die elektrische Ausführungs­ form der Schlammrinnen-Steuerung gemäß Fig. 4 zum Einsatz, wird die Schlammrinne 1 ebenso eingestellt, wie bereits bei der mechanischen Schlammrinnen-Steuerung beschrieben.

Die Steuereinrichtung 34 hingegen steuert in diesem Fall sowohl die Gestell-Antriebseinheit 5, die Wasser-Klärschlamm­ pumpe 23 und den Stellmotor 47 an. Der Pegelsensor kann dabei über eine separate Steuereinheit den Stellmotor 47 speziell ein- und ausschalten. Vorteilhafter ist es aber, wenn der Pegelsensor 48 ebenfalls mit der Steuereinheit 34 durch eine Verbindung (nicht dargestellt) verbunden ist. Der Pegelsensor 48 steuert dabei den Stellmotor 47 so an, daß die Überfallkante 11 der Schlammrinne 1 abgesenkt bzw. ange­ hoben und deren Relativbewegung gegenüber dem Abwasser 14 eingestellt wird. Wie bei der mechanischen Steuerung bewirkt auch hier das Absenken bzw. Anheben der Überfallkante das Abschöpfen des Klärschlammes 24 von dem Abwasser 14.

Ist mit Hilfe der elektrisch bzw. mechanisch angesteuerten Schlammrinne 1 der gesamte Klärschlamm 24 vom Abwasser 14 abgeschöpft, kommt es nicht mehr zu einer Reflexion des von der Sendediode 311 ausgesandten Infrarotlichtes. Der Empfänger 312 empfängt deshalb auch kein Infrarotlicht I, so daß keine Sensorimpulse S mehr erzeugt werden. Das Ausbleiben der Sensorimpulse S bewirkt, daß das Zeitglied 33 abgeschaltet wird. Das Ausbleiben des Klärschlammsignals M wird entsprechend in der Steuereinrichtung 34 quittiert und verarbeitet. Nacheinander werden die angesteuerten Elemente abgeschaltet, nämlich die Gestell-Antriebseinheit 5, die Wasser-Klärschlammpumpe 23, der Stellmotor 47. Ist eine Meldeeinrichtung 35 vorgesehen, zeigt diese das Ende der Klärschlammräumung an. Es ist aber auch möglich, mit Hilfe der Meldeeinrichtung die Taktzeiten der einzelnen Schlamm­ räumungen zu erfassen. Wesentlich ist, daß durch den Einsatz der Sensoreinrichtung 3 die einzelnen Aggregate 5, 23, 47 nur für eine aktive Schlammräumung eingeschaltet werden. Ein ständiges Umlaufen der Brückenkonstruktion 91 und ein uneffektives Abfördern lediglich nur von Abwässer 14 wird vermieden. Hierdurch wird der Energieverbrauch drastisch reduziert. Darüber hinaus erhöht das taktweise Einschalten die Lebensdauer der einzelne Elemente der Vorrichtung zur Schlamm-Räumung. Selbst die Auswahl der Sensoreinrichtung 31 hinsichtlich ihres Schutzgrades und so weiter, sichert einen dauerhaften Betrieb der Vorrichtung unter den insbesondere materialaggressiven Bedingungen der Klärschlamm-Räumung.

Bezugszeichenliste

1

Schlammrinne

2

Pumpenkasten

3

Sensoreinrichtung
3.1, . . ., 3.n Sensoreinrichtung

4

Vorstelleinheit

5

Gestell-Antriebseinheit

6

Schwimmerhaltegestänge

7

Schwimmerelement

8

Schwimmstoffschild

9

Beckeneinheit

11

Überfallkante

12

Haltekante

13

Aufnahmeöffnung

14

Abwasser

15

Wasserspiegel

16

Klärschlammschicht

17

Schlammoberflächenrelief

18

Rinnendrehlager

21

Wasser-Klärschlamm-Gemisch

22

Pumpenkastenwasserspiegel

23

Wasser-Klärschlammpumpe

24

Klärschlamm

31

Sensoreinheit

32

Lichtschirm

33

Zeitglied

34

Steuereinrichtung

35

Meldeeinrichtung

36

Sensorhaltelement

41

Stellrad

42

Schraubenspindel

43

Spindelkörper

44

Waagebalkenelement

45

Schwimmerhaltegestänge

46

L-förmiges Rinnenhaltegestänge

47

Stellmotor

48

Pegelsensor

49

Stellspindel

61

Schwimmstange

62

Stangenlenkstange

63

Lenkstangenführungsschiene

64

Schwimmerdrehgelenk

71

untere Schwimmerstellung

72

obere Schwimmerstellung

91

Brückenkonstruktion

92

Oberkante Brücke

93

Brückenkranz

94

Brückenlaufrad

95

Brückenumfassungsmauer

96

Einstellungsgestänge

97

Becken

311

Sendediode

312

Empfänger

313

Gehäuse

314

Lumineszenzdiode (LED)

315

Anschlußkabel

316

Signalübertragungskabel
α Sensorwinkel
β Wasserspiegelvertikalwinkel
τ Verzögerungszeit
V Vertikallinie
T Tastweite
A Sensorabstand
B Reflexionsbreite
R Rotlicht
I Infrarotlicht
S Sensorimpuls
M Klärschlammsignal

Claims (19)

1. Vorrichtung zur Schwimmschlamm-Räumung, insbesondere in einem Becken (9), die wenigstens aufweist
eine Räumeinrichtung (91) mit wenigstens einer Schlammrinne (1), die wenigstens mit einem Pumpen­ kasten (2) verbunden ist, zum Abräumen einer Schlammschicht (16), die eine Flüssigkeit (14) wenigstens teilweise bedeckt, und
wenigstens eine Antriebseinrichtung (5; 23; 47) zum we­ nigstens teilweisen Betreiben der Räumeinrichtung (91),
dadurch gekennzeichnet,
daß in einem Sondenabstand (A) zu einem Flüssigkeits­ spiegel (15) der Flüssigkeit (14) und in einem Sensor­ winkel (α) zwischen 5° und 40° gegenüber einer Verti­ kallinie (V), die mit dem Flüssigkeitsspiegel (15) ei­ nen Wasserspiegelvertikalwinkel (β) zwischen 80° und 100° einschließt, eine Sensoreinheit (31), mit der Strahlen (I; R) wenigstens zu senden sind, wenigstens einer Sensoreinrichtung (3; 3.1, . . . ., 3.n) angeordnet ist und mit der Sensoreinheit (31) wenigstens ein Strahl (I; R) zu empfangen ist, der in einer Tastweite (T) zu senden und von der Schlammschicht (16) zu reflektieren ist und hiermit wenigstens ein Sensor­ steuersignal (S; M) wenigstens zum Einschalten der Antriebseinrichtung (5; 23; 47) und/oder Inbetrieb­ nahme wenigstens der Schlammrinne (1) zu erzeugen ist und/oder
daß ein Pumpenkastenwasserspiegel (22) eines von der Schlammrinne (1) gesammelten und an den Pumpenkasten (2) abgeführten Flüssigkeits-Schlamm-Gemisches (21) ei­ ne Steuergröße für eine heb- und senkbare Überfallkante (11) der Schlammrinne (1) ist und die Schlammrinne (1) über eine Einstellsteuereinrichtung (4, 6, 47, 49) mit einem in dem Flüssigkeits-Schlamm-Gemisch (21) schwimmenden Schwimmerelement (7) derart verbunden ist, daß mit steigendem Pumpenkastenwasserspiegel (22) die Überfallkante (11) angehoben und mit fallendem Pumpenkastenwasserspiegel (22) abgesenkt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beckeneinheit (9) eine Brückenkonstruktion (91) als einen weiteren Bestandteil der Räumeinrichtung aufweist, die über einem Becken (97) angeordnet ist und von der wenigstens die Schlammrinne (1) der Pumpenkasten (2) und/oder wenigstens eine Sensoreinrichtung (3; 3.1, . . . ., 3.n) gehalten sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinheit (31) mit einem Zeitglied (33) verbunden ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitglieder (33) der Sensoreinhei­ ten (31) der Sensoreinrichtungen (3; 3.1, . . . ., 3.n) mit wenigstens einer Steuereinrichtung (34) verbunden sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (31) mit einem Lichtschirm (32) wenigstens teilweise abgeschirmt ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine mechanische Einstellsteuer­ einrichtung ein Waagebalkenelement (44) aufweist,
an dessen einem Ende über ein Schwimmerhaltegestänge (6) das Schwimmerelement (7),
an dessen gegenüberliegenden Ende ein L-förmiges Rinnenhaltegestänge (46), dessen einer L-Schenkel mit der Schlammrinne (1) verbunden ist, und
in dessen zwischen beiden Enden liegenden Drehpunkt eine Voreinstelleinheit (4) höhenverstellbar angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere mechanische Einstellsteu­ ereinrichtung aufweist
ein mit der Schlammrinne (1) direkt und dem Schwimmer­ element (7) gelenkig verbundenes Steuerstangenelement und
die Vorstelleinheit (4), mit der die Schlammrinne (1) und der Pumpenkasten (2) voreinstellbar ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine wenigstens teilweise elektrisch arbeitende Einstellsteuereinrichtung aufweist
einen am Schwimmerelement (7) angeordneten Pegelsensor (48),
eine erste Antriebseinrichtung (47), die mit der Schlammrinne (1) über ein Stellglied (Stellspindel 49) verbunden und der vom Pegelsensor (49) angesteuert ist, und
die Voreinstelleinheit (4), mit der die Schlammrinne (1) und der Pumpenkasten (2) voreinzustellen ist.

9. Vorichtung nach Anspruch 6, 7 und 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verstelleinrichtung (4) eine Schraubenspindel (42) aufweist, die mit einem Stellrad (41) in einen Spindelgewindekörper (43) verdrehbar ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwimmerhaltegestänge (6) eine Schwimmerstange (61) aufweist,
die mit einem Ende mit dem Schwimmerelement (7) verbunden ist, das auf seiner freien Länge eine Stangenlenkstange (62) trägt, die in zwei sich gegen­ überliegenden Lenkstangen-Führungselementen (63) zu führen ist, und
mit der zwischen dem Schwimmerelement (7) und der Stangenlenkstange (62) das Waagebalkenelement (3) in einem Schwimmerdrehgelenk (64) an dem einen Ende des Waagebalkenelementes (44) angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkstangenführungselemente (63) vertikal am Pumpenkasten (2) angeordnet sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlammrinne (1) an ihren Enden jeweils in einem Rinnendrehlager (17, 18) gehalten ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit ein Abwasser (14) mit einem Wasserspiegel (15) als Flüssigkeitsspiegel ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlammschicht eine Klärschlamm­ schicht (16) mit einem Schlammoberflächenrelief (17) und das Flüssigkeit-Schlamm-Gemisch ein Wasser-Klärschlammge­ misch (21) ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlen ein gepulstes Rot- oder Infrarotlicht (R; I) ist

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinheit (31) ein Reflexi­ ons-Lichttaster ist,
daß mit dessen Sendediode (311) ein gepulstes In­ frarotlicht (I) aus zu senden und bei Reflexionen an dem Schlammoberflächenrelief (17) mit dessen Empfänger (312) zu empfangen ist und hieraus wenigstens ein Sensorimpuls (S) zu erzeugen ist und
daß mit den Sensorimpulsen (S) durch das Zeitglied (33) nach einer Verzögerungszeit (τ) zwischen 10 und 40 sec. wenigstens ein Klärschlammsignal (M) als Sensorsteuersignal zu erzeugen ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß aus den Klärschlammsignalen (M) mit der Steuereinrichtung (34) Ein- und Ausschaltsgnale zu bilden sind, mit denen eine Gestell-Antriebseinheit (5), mit der die Brückenkronstruktion (91) verstellbar ist, eine Wasser-Klärschlammpumpe (23), die im Pumpenkasten (2) zum Abpumpen des Wasser-Klärschlamm-Gemisches (21) angeordnet ist und/oder der Stellmotor (47) für die Verstellung der Schlammrinne (1) als Antriebseinrich­ tungen ein- und auszuschalten sind.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Pegelsensor (48) mit der Steuer­ einrichtung (34) verbunden ist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (34) wenig­ stens einen Mikrorechner, eine herkömmliche Hardware­ schaltung oder dgl. zur Verarbeitung der Klärschlamm­ signale (M) für die Erzeugung der Ein- und Ausschalt­ signale aufweist.