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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Klärbehälter zur Reinigung einer mit
Schwebstoffen angereicherten Flüssigkeit
mit einem Flüssigkeitszulauf,
einem Schlammtrichter, einer Abscheidezone mit schrägen Abscheideflächen und
einem Ablauf.
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Ein
gattungsgemäßer Klärbehälter ist
als Lamellenabscheider in der Schrift
DE 203 19 681.3 offenbart. Der Klärbehälter weist
einen annähernd trichterförmigen Querschnitt
auf. Die Zuführung
der mit Schwebstoffen angereicherten Flüssigkeit erfolgt von einer
Seite des Klärbehälters, die
Lamellen sind im gegenüberliegenden
Bereich des Klärbehälters angeordnet.
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Als
mit Schwebstoffen angereicherte Flüssigkeit kommt beispielsweise
Wasser in Betracht, das mit Partikeln verunreinigt ist. So können im
Wasser beispielsweise Sand, Reststoffe biologischen Ursprungs, Späne, Schleifstaub
und dergleichen enthalten sein, die aus dem Wasser abzuscheiden
sind. Auch andere Flüssigkeiten
oder Schwebstoffe können
mit dem erfindungsgemäßen Klärbehälter behandelt
werden, bei den sich die Schwebstoffe während des Durchflusses durch
die Abscheidezone und insbesondere einen Schrägklärer mit entsprechenden Abscheideflächen von
der Flüssigkeit
entmischen.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die bekannten Klärbehälter zu
verbessern, indem diese in dem verfügbaren Bauraum eine größere Abscheideleistung
bei weiterhin kompakter Bauform aufweisen und der Klärbehälter eine
gute Statik mit einer guten Balance aufweist.
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Die
Aufgabe wird gelöst,
indem der Flüssigkeitszulauf
im mittleren Drittel des Klärbehälters mündet und
die stromabwärts
angeordnete Abscheidezone Teilzonen aufweist, die so angeordnet
sind, dass der Zulauf der Flüssigkeit
von der Mündungsöffnung aus
in voneinander abweichenden Richtungen erfolgt.
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Durch
die Mündung
des Flüssigkeitszulaufs im
mittleren Drittel der Bauhöhe
des Klärbehälters ist der
darüber
liegende Raum des Klärbehälters für die Abscheidezone
nutzbar. Durch eine geeignete Anordnung der Teilzonen der Abscheidezone
mit einem Zulauf der Flüssigkeit
aus unterschiedlichen Richtungen wird die Mündungsöffnung des Flüssigkeitszulaufs
aus einer nach dem Stand der Technik seitlichen Anordnung in einen
mehr mittigen Bereich des Klärbehälters und
der Abscheidezone verlegt. Durch die mehr mittige Anordnung der
Mündungsöffnung kann
die Flüssigkeit
gleichmäßig in die
gegenüberliegenden
Teile der Abscheidezone einströmen.
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Wegen
der Aufteilung der Abscheidezone in Teilzonen, die sich gegenüberliegen,
teilt sich auch die in den Klärbehälter einströmende Flüssigkeit nach
dem Passieren der Mündungsöffnung in
Teilströme
auf, die jeweils in eine Teilzone einströmen. Insbesondere, wenn sich
die Teilzonen genau gegenüberliegen,
ergibt sich in der Mündungskammer
unterhalb der Mündungsöffnung ein
gegenüber
dem Stand der Technik flacherer Bereich, in dem die Strömungsrichtung
der einströmenden
Flüssigkeit
in Richtung der Teilzonen umgelenkt wird. Bei gleichmäßiger Aufteilung
der Teil ströme
verringert sich bei gleich bleibender Strömungsgeschwindigkeit der Strömungsprofilquerschnitt
eines Teilstroms um 50 %, oder die Strömungsgeschwindigkeit kann entsprechend
abgesenkt werden, oder man wählt
eine Kombination aus beidem. Durch die kleineren Teilströme verringern
sich auch die Verwirbelungseffekte in der Flüssigkeit, bei denen eine Entmischung
und Sedimentation der Schwebstoffe nicht möglich oder zumindest erschwert
wäre. Die
kleineren Teilströme nehmen
deshalb weniger aus der Abscheidezone in den Schlammtrichter absinkende
Schwebstoffe wieder mit, und auch die sich bereits im Schlammtrichter befindlichen
Schwebstoffe werden weniger aufgewirbelt. Bei gleicher Abscheideleistung
kann der Klärbehälter kleiner
und/oder flacher gestaltet werden und beansprucht weniger Bauraum.
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Durch
eine mittige oder zumindest annähernd
mittige Anordnung des Flüssigkeitszulaufes können insbesondere
die seitlichen oberen Bereiche des Klärbehälters besser durch die Abscheidezone ausgefüllt werden.
Durch die mittige Positionierung der Mündungsöffnung ist es zudem möglich, die
Bauteile des Klärbehälters annähernd spiegelsymmetrisch
um die Hochmittelachse des Klärbehälters anzuordnen.
Hieraus ergibt sich eine gute Balance und leicht beherrschbare Statik
des Klärbehälters, der gleichmäßig belastet
ist. Zudem ist der Klärbehälter leicht
zu reinigen.
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Weitere
vorteilhafte und bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung lassen
sich der nachfolgenden gegenständlichen
Beschreibung, der Zeichnung und den Merkmalen der Unteransprüche entnehmen.
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Die
Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnung erläutert. In
der beiliegenden Zeichnung ist der Klärbehälter 2 in einer Querschnittsansicht
zu sehen. Die zur Reinigung der mit Schwebstoffen angereicherten
Flüssigkeit
strömt
durch den Flüssig keitszulauf 4 in
den Klärbehälter 2.
Der Flüssigkeitszulauf 4 ist
im Ausführungsbeispiel
genau mittig im Klärbehälter 2 positioniert.
Die Flüssigkeit
strömt
in Pfeilrichtung durch den Flüssigkeitszulauf 4 auf
das untere Ende des Schlammtrichters 6 zu. Seitlich neben
der Wandung des Flüssigkeitszulaufes 4 befindet
sich die Abscheidezone 8, von der im Ausführungsbeispiel
zwei Teilabscheidezonen auf der rechten und linken Seite der Wandung
des Flüssigkeitszulaufes 4 ausgebildet
sind. Im dargestellten Ausführungsbeispiel
liegen die beiden Teilzonen in einem Winkel von 180° genau gegenüber zum
Flüssigkeitszulauf 4,
es sind jedoch auch andere Relativwinkel zueinander möglich, insbesondere
auch dann, wenn mehr als zwei Teilzonen vorgesehen sind.
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Unterhalb
des Flüssigkeitszulaufs 4 wird
die Flußrichtung
der Flüssigkeit
um mehr als 90° nach oben
hin und seitlich zum Flüssigkeitszulauf 4 durch die
Form des Schlammtrichters 6 umgelenkt, wie es durch die
Pfeile angedeutet wird. Es bilden sich im Ausführungsbeispiel zwei Teilströme der Flüssigkeit, die
jeweils der rechten und linken Teilzone der Abscheidezone 8 zuströmen.
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Die
Abscheidezone 8 verfügt über eine
Anzahl von Abscheideflächen 10,
die beabstandet zueinander und schräg zur Vertikalen jeweils zumindest einseitig
einen Durchflußraum
begrenzen. Im Durchflußraum
können
die sich in der Flüssigkeit
befindlichen Schwebstoffe absinken und sich auf den Abscheideflächen 10 ablagern.
Durch die Schrägstellung
der Abscheideflächen 10 bleiben
die Schwebstoffe nicht zwangsläufig
auf der schrägen
Oberfläche
der Abscheideflächen 10 liegen,
sondern erhalten durch die schräge
Anordnung der Oberfläche
einen Förderimpuls
nach unten, wodurch die Schwebstoffe nach und nach an der Oberfläche der
Abscheidefläche 10 entlang
nach unten gleiten können.
An der unteren Kante einer Abscheidefläche 10 können sich
die Schwebstoffe dann von der Oberfläche der Abscheideflä che 10 lösen und
weiter nach unten in den Bereich des Schlammtrichters 6 sinken.
Durch die Anordnung einer größeren Anzahl
von Abscheideflächen 10 im
Bereich der Abscheidezonen 8 kann die Abscheideleistung
der Abscheidezonen 8 gesteigert werden. Am oberen Ende
der Abscheidezone 8 tritt die Flüssigkeit aus den von den Abscheideflächen 10 begrenzten
Durchflußräumen aus
und kann bei ausreichend hohem Flüssigkeitsstand im Klärbehälter 2 in
den Ablauf 12 überlaufen.
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Die
Querschnittsfläche
des Flüssigkeitszulaufs 4 ist
so bemessen, daß diese
eine ausreichende Menge an zulaufender Flüssigkeit aufzunehmen vermag.
Die Durchflußgeschwindigkeit
der Flüssigkeit
durch den Klärbehälter 2 ist
von einer Vielzahl von Faktoren abhängig, so beispielsweise von
dem gewünschten
Reinigungsgrad, der Sinkgeschwindigkeit der Schwebstoffe, der Verwirbelbarkeit
der Schwebstoffe durch die Flüssigkeit,
der Viskosität
der Flüssigkeit,
der Temperatur der Flüssigkeit,
und dergleichen. Die Lage der Mündungsöffnung 14 des Flüssigkeitszulaufs 4 sollte
nicht zu hoch liegen, da ansonsten die verfügbare Bauraumhöhe für die Abscheidezone 8 zu
klein wird. Liegt die Mündungsöffnung 14 zu
tief, würden
die sich im unteren Teil des Trichters 6 ansammelnden Schwebstoffe
von dem vorbeistreichenden Flüssigkeitsstrom
aufgewirbelt und wieder mitgenommen. Demnach sollte die Mündungsöffnung 14 in
einer solchen Höhe
positioniert sein, daß sich
einerseits noch eine ausreichende Bauhöhe für eine Abscheidezone 8 ergibt
und andererseits der aus dem Flüssigkeitszulauf 4 austretende
Flüssigkeitsstrom
nicht die im unteren Teil des Schlammtrichters 6 angesammelten
Schwebstoffe wieder aufwirbelt. Je nach Flüssigkeit und darin enthaltenen
und abzuscheidenden Schwebstoffen kann ein guter Kompromiß erzielt
werden, wenn der Flüssigkeitszulauf 4 im
mittleren Drittel der Bauhöhe
des Klärbehälters 2 mündet. Bei
einer solchen Anordnung verbleibt zwischen der Unterkante des Flüssigkeitszulaufs 4 und
der seitlichen Wandung des Schlammtrichters 6 noch ein
ausreichend großer Durchtrittsspalt,
um die Flüssigkeit ohne
eine wesentliche Erhöhung
der Fließgeschwindigkeit
in die Abscheidezone 8 eintreten zu lassen. Gleichzeitig bleibt
unterhalb des Flüssigkeitszulaufs 4 noch
eine ausreichend große
Sammelzone, in der sich Schwebstoffe ansammeln können.
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Im
Ausführungsbeispiel
weist der Klärbehälter 2 eine
zumindest annähernd
trichterförmige
Querschnittsform auf. Die trichterförmige Querschnittsform ist
im unteren Teil des Klärbehälters 2 vorteilhaft,
weil durch die schrägen
Seitenwände
die Schwebstoffe in die Richtung der Abgabeöffnung 16 geleitet
werden. Durch die Fortsetzung des trichterförmigen Querschnitts nach oben
hin entsteht ein Bauraum, in dem die Abscheidezone 8 angeordnet sein
kann. Wie in der beigefügten
Zeichnung zu sehen ist, sind der Flüssigkeitszulauf 4,
der Schlammtrichter 6, die Abscheidezone 8 mit
ihren Teilzonen und den schrägen
Abscheideflächen 10 zumindest annähernd spiegelsymmetrisch
um die Hochmittelachse des Klärbehälters 2 angeordnet.
Durch die spiegelsymmetrische Anordnung ergibt sich eine kompakte
Form bei einer großen
Abscheideleistung und eine gute Balance und Statik.
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Der
Klärbehälter 2 kann
aus einer Ansicht von oben eine quadratische oder rechteckig Grundform
aufweisen, die nach unten hin eine Trichterform ausbildet. Die zulaufende
Trichterform kann von zwei Seiten oder auch von vier Seiten her
zulaufend gestaltet sein. In einer alternativen Ausgestaltung kann der
Klärbehälter 2 auch
mit einer runden Grundform gestaltet sein, die nach unten hin spitz
oder kegelstumpfförmig
zuläuft.
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Hat
sich im unteren Bereich des Schlammtrichters 6 eine ausreichend
große
Menge von Schwebstoffen angesammelt, ist es möglich, diese durch die Abgabeöffnung 16 in
einen darunter befindlichen Auffangbehälter oder eine Abführleitung
abzugeben.
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Je
nach Ausgestaltung der äußeren Form des
Klärbehälters 2 sind
die Abscheideflächen 10 als rechteckige,
trapezförmige
oder dreieckige Tafeln oder bei einer runden Grundform als ineinander
gestellte Kegelstümpfe
gestaltet.
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Durch
die Anordnung der Mündungsöffnung 14 über der
Abgabeöffnung 16,
insbesondere mittig, können
dickere oder besonders schwere Schwebteilchen direkt nach unten
auf die Abgabeöffnung 16 zu sinken,
bevor die Flüssigkeit
in die Abscheidezone 8 eintritt.. Durch die scharfe Umlenkung
der Förderrichtung
der Flüssigkeit
in diesem Bereich wird die Abscheidung solcher Schwebstoffe begünstigt.
Dadurch wird ein eventuelles Verstopfen oder schnelles Zudecken
der Abscheideflächen 10 durch
entsprechende Schwebstoffe vermieden. Wegen der Teilung des Flüssigkeitsstroms
in zwei Teilströme
ergibt sich im unteren Trennbereich der Teilströme eine der Abgabeöffnung nahe
beruhigte Zone, in der die Teilströme allenfalls noch eine geringe
Strömungsgeschwindigkeit
aufweisen. In dieser Zone können
sich bereits abgeschiedene Schwebstoffe gut ansammeln.
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Wenn
die schrägen
Abscheideflächen 10 oberhalb
der Mündungsöffnung 14 des
Flüssigkeitszulaufs 4 angeordnet
sind, ergibt sich unterhalb der Abscheidezone 8 und der
Mündungsöffnung 14 eine Mündungskammer 18,
die von der Flüssigkeit
ohne weitere Hindernisse unter Änderung
der Strömungsrichtung
durchflossen werden kann. Die von Einbauteilen freie Mündungskammer 18 ist
auch vorteilhaft für
die Schwebstoffe, die von der Unterkante der Abscheideflächen 10 durch
die Mündungskammer 18 auf
die seitlichen Wände
des Schlammtrichters 6 absinken sollen.
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Wenn
vorstehend vom mittleren Drittel des Klärbehälters die Rede ist, so bezieht
sich diese Höhenangabe
auf die Bauhöhe
des von der Flüssigkeit durchspülten Klärbehälters 2 selbst.
Im Ausführungsbeispiel
steht der Klärbehälter 2 auf
Stützen 20, die bei
der Bestimmung der Lage des mittleren Drittels des Klärbehälters unberücksichtigt
bleiben.
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Dem
Fachmann bereitet es keine Schwierigkeiten, die vorstehend anhand
eines Ausführungsbeispiels
näher erläuterte Erfindung
auf eine ihm als geeignet erscheinende Art und Weise an besondere Einsatzerfordernisse
anzupassen. Die vorstehende gegenständliche Beschreibung beschränkt damit
die Erfindung nicht auf das Ausführungsbeispiel.