DE2239385C3 - Vorrichtung zum Reinigen von Filterbecken bei der Trinkwasserbereitung - Google Patents
Vorrichtung zum Reinigen von Filterbecken bei der TrinkwasserbereitungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen von Filterbecken bei der Trinkwasserbereitung mit
einer einem auf dem Filterbeckenboden fahrenden Fahrzeug vorlaufenden Abschabevorrichtung, durch
welche eine Oberflächenschicht des Filrerbeckens abnehmbar ist
Bei der Trinkwasserbereitung wird das zu reinigende Wasser in große Filterbecken eingeleitet, deren Boden
von einer starken Sandschicht gebildet wird, an die sich unten eine Kiesschicht anschließt Aus der Kiesschicht
wird das gereinigte Wasser über Rohre abgepumpt Es bildet sich dann an der Oberfläche der Sandschicht eine
Schicht, in welcher Schmutz unc1 Schlamm aus dem zu
reinigenden Wasser zurückgehalten wird. In dieser Schicht wachsen außerdem Algen, so daß schließlich
eine dichte und zusammenhängende Schicht entsteht
jo die den weiteren Durchtritt des aufzubereitenden Wassers verhindert Das Filterbecken muß daher von
Zeit zu Zeit entleert werden, und es wird dann diese Oberflächenschicht des Filterbeckenbodens abgenommen.
Es ist versucht worden, das Abnehmen der Oberflächenschicht des Filterbeckenbodens maschinell durchzuführen
mittels einer Abschabevorrichtung, die nach Art einer Schneefräse arbeitet (Firmendruckschnft
»BEILHACK Schneefräse Modell BF 250 Z« der Martin Beilhack Maschinenfabrik und Hammerwerk GmbH, 82
Rosenheim 2). Von diesen Versuchen mit einer Schneefräse geht der Oberbegriff des Patentanspruchs 1
aus. Eire solche Vorrichtung hat sich jedoch in der Praxis nicht bewährt da eine solche Vorrichtung
naturgemäß mit relativ hohen Drehzahlen arbeiten muß und dabei der Verschleiß beim Fördern des sandigen
Materials außerordentlich groß ist. Es ergab sich v/eiterhin die Schwierigkeit, daß das Fahrzeug, welches
die Abschabevorrtihtung trägt, in den weichen Filter-
»o beckenboden in unkontrollierbarer Weise einsinkt, so
daß die Ausrichtung der Abschabevorrichtung zu dem Filterbeckenboderi, auf die es entscheidend ankommt,
nicht gewährleistet ist. Es ist ja erforderlich, eine
Oberflächensch'cht genau definierter Dicke gleichmäßig abzutragen.
Durch die DK-AS 10 49 361 ist eine Vorrichtung zur Filterbeckenreinigung bekannt, bei welcher die Abtra
gung eine Oberflächenschicht angestrebt wird. Es handelt sich dabei um eine stationäre Vorrichtung, die
auf beidseitig entlang dem jeweiligen Filterbecken verlegten Schienen läuft und in der Breite an die des
Filterbeckens angepaßt ist, so daß sie bei anderen
Filterbecken nicht eingesetzt werden kann-Diese Arbeit wird üblicherweise zu einem großen Teil
von Hand durchgeführt. Es wird die Schicht von Hand abgestochen und zu Reihen zusammengeschabi. Das so
zusammengeschabte Material kann dann mit einem Bagger o.dgl. abtransportiert Werden. Das ist ein
außerordentlich umständliches und arbeitsintensives und daher teueres Verfahren.
Die Vorrichtung wird bei wassergefüllten Filterbekken
eingesetzt Ihre Arbeitsweise besteht darin, die verschmutzte Oberflächenschicht durch Wasserstrahlen
aufzuwirbeln und das mit dem aufgewirbelten Schmutz durchsetzte Wasser abzusaugen. Diese Vorrichtung hat
nicht nur den Nachteil der Ortsgebundenheit, sondern auch den, daß eine vollständige Abtragung der
verschmutzten Oberflächenschicht nur schwer erreichbar ist Bei hoher Wasserstrahlstärke wird zwar aller
Schmutz aufgewirbelt, aber nicht das gesamte Schmutzwasser durch die Absaughaube erfaßt, weil der
feinteiligere Schmutz ;asch über größere Bereiche verteilt wird, während bei geringer Wasserstrahlstärke
gröbere oder fester haftende Schmutzteilchen nicht mehr hinreichend aufgewirbelt werden. Weiterhin üben
bei diener Anordnung die auf dem Filterbeckenboden aufstehenden Räder einen nicht vernachlässigbaren
Druck auf das aufzuwirbelnde Material aus, wodurch die Wirksamkeit der Vorrichtung beeinträchtigt wird.
Zusätzlich ist für diese Vorrichtung ein .'eben dem Filterbecken verlaufender Schmutzwasserkanal und ein
Absetzbecken erforderlich.
Die DE-PS 5 93 789 zeigt eine einer Filterbeckenreinigungsvorrichtung
nachgeschaltete Aufrauh- und Planiervorrichtung. Nur beiläufig wird in der Beschreibung
dieser Patentschrift erwähnt und dargestellt, daß eine an einem Brückenträger beidseitig des Filterbeckens
verfahrbare Fördervorrichtung für das verschlammte Filtermaterial vorgesehen ist, bei der es sich um einen
Aufbau mit einem fahrbaren Brückenträger handelt
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zum Reinigen
von Filterbecken bei der Trinkwasserbereitung zu J5 schaffen, welche das Abnehmen einer Oberflächenschicht
genau definierter Dicke gestattet, wobei die Oberflächenschicht sauber abgenommen wird und dabei
auch im Dauerbetrieb ein geringer Verschleiß auftritt.
Erfindurr;sgemäß wird das dadurch erreicht, daß die
Abschabevorrichtung um eine in Fahrtrichtung verlaufende Achse beweglich ist, daß an beiden Seiten der
Abschabevorrichtung Höhenfühler für die Lage der Abschabevorrichtung relativ zum Filterbeckenboden
angeordnet sind und daß durch die Höhenfühler Stellmotc -e zur Ausrichtung der Abschabevorrichtung
relativ zu dem Filterbeckenboden steuerbar sind.
Das kann dadurch erreicht werden, daß die Abschabevorrichtung einen in Fahrtrichtung nach unten
geneigten Rahmen enthält, in welchem sich quer zur Fahrtrichtung erstreckende, im wesentlichen horizontale
Wellen mit Kettenrädern gelagert sind, über welche
Transportketten geführt sind und von denen eine Welle mit einem Antrieb verbunden ist, daß die Transportketten
in einem solchen Sinne angetrieben sind, daß sich der unten verlaufende Teil jeder Transportkette
entgegen der Fahrtrichtung des Fahrzeugs bewegt, und · quer zur Fahrtrichtung sich erstreckende Schaber
tragen und daß unter den Transportketten und Schabern und an der Vorderseite gegen die Transportketten
zurückgesetzt eine Bodenplatte angeordnet ist
Die Schaber nehmen dann die Oberflächenschicht des Filterbeckenbodens ab und fördern diese auf der
Bodenplatte nach oben. Es kann dann unterhalb des oberen Endes der Bodenplatte ein Förderband zum
Abtransportieren des abgenommenen Materials angeordnet sein*
Die Oberflächenschicht bildet durch die Veralgung eine im wesentlichen zusammenhängende Schicht Es ist
daher zweckmäßig, daß die Lineargeschwindigkeit der Transportketten größer ist als die FahrgeschwindigKeit
des Fahrzeugs. Dann wird die Oberflächenschicht durch die Schaber quer zur Fahrtrichtung zerrissen.
Weiterhin ist es zweckmäßig, daß an dem Rahmen beiderseits im Bereich des vorderen Endes dei
Transportketten Schneidräder angebracht sind. Durch diese Schneidräder wird ein Streifen von der Breite der
Abschabevorrichtung in Fahrtrichtung aus der Oberflächenschicht herausgeschnitten.
Die Schaber können von Profilleisten mit L förmigem Querschnitt gebildet sein.
Um ein Oberfahren von unnachgiebigen Hindernissen, z. B. Steine, zu ermöglichen, ohne daß die
Vorrichtung beschädigt werden kann, kann die Lagerung der vorderen Welle im wesentlichen vertikalbeweglich
in dem Rahmen geführt sein.
Die Beweglichkeit der Abschabevorrichtung um eine in Fahrtrichtung verlaufende Achre kann durch eine
begrenzte Verwindbarkeit des Räumens gewährleistet sein. Auf diese Weise läßt sich am einfachsten die
Ausrichtung der Abschabevorrichtung erreichen. Um einen Ausgleich auch bei starker Schräglage des
Fahrzeuges zu ermöglichen, können an dem Fahrzeug zusätzliche Stellmotore zur Verschwenkung des gesamten
Rahmens um eine in Fahrtrichtung verlaufende Achse vorgesehen sein.
Fühler und Stellmotore können elektr.sch oder pneumatisch arbeiten. Eine besonders vorteilhafte und
robuste Anordnung ergibt sich jedoch, wenn die Stellmotore aus Zylinder und Kolben bestehende
hydrauliscne Stellmotore sind. Ein Hydrauliksystem ist
wenig störanfällig, kann bei geringem Raumbedarf große Kräfte erzeugen. Außerdem ist bei Nut/fahrzeugen
üblicherweise ein Hydrauliksystem sowieso vorhanden.
Dabei sind vorteilhafterweise die Höhenfühlrr an den Rahmen angelenkte Kufen, durch die jeweils über einen
Lenker ein hydraulischer Schieber zur Steuerung des Ö'flusses zu oder von dem zugehörigen hydraulischen
Stellmotor betätigbar ist.
Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher
erläutert:
Fig. 1 ist eine perspektivische Darstellung einer an
einem Fahrzeug angebrachten erfindungsgemäßen Vorrichtung.
F i g. 2 zeigt einen Längsschnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 1.
Fig 3 zeigt eine Seitenansicht des vorderen Teiles
der Verrichtung von links in F i g. 1 gesehen.
Fig. 4 zeigt die Teile von Fig. 3 von innen her
gesehen, wobei insbesondere die Konstruktion des Höhenfühlers erkennbar ist.
F i g. 5 ist ein Hydraulikschema der Ausrichtvorrichtung.
Die Vorrichtung nach der Erfindung enthält einen Rahmen 10 mit z/ei Seitenwangen 12 und 14, die durch
eine Querstrebe 16 verbunden ist. Zur Versteifung sind zwei dreieckige Blechteile 18 zwischen Seitenwangen
und Querstrebe eingeschweißt An eier 'Unterseite sind
die beiden Seitenwangen durch eine Bodenplatte 20 Verbunden. Der Rahmen 10 ist um eine Welle 22
schwenkbar, die Zugleich als Antriebswelle dient Auf der Welle 22 sitzen Kettenräder 24, über welche eine
Mehrzahl von Ketten 26 geführt sind. Die Ketten 26 sind am Vorderen unteren Ende des Rahmens 10 über
IO
Kettenräder 28 geführt, die auf einer Welle 30 sitzen. Die Lagerung 32 der Welle 30 ist, wie in Fig.3
erkennbar ist, in einem Schütz 34 der Seitenwangen 12, 14 im wesentlich vertikal beweglich. Die Lagerung 32 ist
dabei mit einem Gewindebolzen 34 um einen Punkt 36 schwenkbar, in welchem der Gewindebolzen 34 an
einem seitlichen Flansch 38 an der Seitenwange 12 mittels eines längs des Gewindebolzens 34 einstellbaren
Gelenkgliedes 40 angelenkt ist.
Die gesamte Anordnung ist um die Welle 22 schwenkbar an einem Fahrzeug 42 angelenkt. An beiden
Seiten greift an den Seitenwangen ein hydraulischer Stellmotor 44 bestehend aus Zylinder 46 und Kolben 48
an. Der Rahmen ist begrenzt verwindbar, so daß durch unterschiedliche Betätigung der Stellmotor 44 auf der
rechten und der linken Seite eine Verschwenkung der Welle 30 relativ zu dem Fahrzeug 42 um eine in
Fahrtrichtung verlaufende Achse bewirkt werden kann. Damit wird eine Ausrichtung relativ zu dem FilterbekiCcMuOucn
5UCcr uci Seitlich gcficigiefii Fäliflcug 2D
ermöglicht.
Auf beiden Seiten des Rahmens 10 ist ein Höhenfühier 50 angeordnet. Dieser Höhenfühler 50 besteht aus
einer Kufe 52, die mittels eines Lenkers 54 an der zugehörigen Seitenwange 12 bzw. 14 angelenkt ist. An
der Kufe 52, die auf dem Filterbeckenboden aufliegt, ist ein Lenker 56 angelenkt. Wie am besten aus Fig.4
ersichtlich ist, ist dieser Lenker 56 an einem Hebel 58 angeordnet, durch welchen ein Schieber 60 für die
Steuerung des zugehörigen hydraulischen Stellmotors verstellbar ist Der Schieber 60 ist ein Drehschieber mit
einem Schiebergehäuse 62 (Fig.5), in welchem ein Schieberkörper 64, der mit dem Hebel 58 verbunden ist,
dicht drehbar gelagert ist In das Schiebergehäuse mündet eine Öldruckleitung 64, eine ölableitung 66 und
eine Leitung 68, welche zu dem hydraulischen Stellmotor 44 geführt ist. Der Schieberkörper 64 weist
zwei bogenförmige Nuten 70 und 72 auf, zwischen denen sich ein vorstehender Umfangsteil 74 befindet. In
der dargestellten Ruhelage steht der vorstehende Umfangsteil 74 vor der Mündung der Leitung 68. Bei
25
40 einer Bewegung des Lenkers 56 nach oben relativ zu dem Rahmen 10 und dem Schieber 60, was bedeutet, daß
der Rahmen 10 zu tief liegt, wird der Schieberkörper 64 über den Hebel 58 entgegen dem Uhrzeigersinn
verschwenkt. Damit wird der Druckanschluß 64 über Nut 72 mit dem Anschluß 68 Und dem Zylinder 46
verbunden und der Rahmen 10 durch den hydraulischen Stellmotor 44 angehoben, Umgekehrt wird bei einer
Bewegung des Lenkers 56 nach unten aus der gezeigten Ruhelage heraus der Zylinder 46 über Anschluß 68,
Kanal 70 und Anschluß 66 mit dem ölsumpf 76 verbunden.
Das Drucköl aus dem ölsumpf 76 mittels einer Zahnradpumpe 78 in einen Druckspeicherbehälter 80
gefördert. Das überschüssige öl fließt über ein federbelastet Ventil 82 ab.
An den Ketten 26 sind Schaber in Form von Profileisen 84 mit L-förmigem Querschnitt angebracht,
die sich quer zur Fahrtrichtung bzw. zur Förderrichtung der Ketten 26 erstrecken. Durch diese Schaber S4 wird
eine Oberflächenschicht, deren Dicke durch die Fühler 50 über die gesamte Breite der Vorrichtung hinweg
genau bestimmt werden kann, abgenommen und längs der Bodenplatte 20 nach oben gefördert. Dort fällt das
Material auf ein Förderband 86, welches auf Rollen 88 geführt ist und kann dort, gegebenenfalls über weitere
Förderbänder seitlich abtransportiert und z. B. unmittelbar auf einen Lastkraftwagen geworfen werden.
Da ,&e Schicht auf dem zu reinigenden Filterbeckenboden
insbesondere durch Algenbildung weitgehend zusammenhängend ist, wird Sorge getragen, daß die
Lineargeschwindigkeit der Ketten 26 größer als die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges ist. Dadurch wird
die Schicht von den Schabern 84 quer zur Fahrrichtung zerrissen, so daß das Material leicht und ohne Gefahr
von Verklemmungen längs der Bodenplatte 20 transportiert werden kann. Um das Material der abzunehmenden
Schicht auch seitlich von der angrenzenden Schicht zu trennen, sind beiderseits der Seitenwangen
12 bzw. 14 Schneidräder 90 vorgesehen, die in Lagern 92 an Winkeleisen 94 drehbar gelagert sind.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (11)
1. Vorrichtung zum Reinigen von Filterbecken bei der Trinkwasserbereitung mit einer einem auf dem
Filterbeckenboden fahrenden Fahrzeug vorlaufenden Abschabevorrichtung, durch welche eine Oberflächenschicht
des Filterbeckens abnehmbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschabevorrichtung
um eine in Fahrtrichtung verlaufende Achse beweglich ist, daß an beiden Seiten der
Abschabevorrichtung Höhenfühler für die Lage der Abschabevorrichtung relativ zum Filterbeckenboden
angeordnet sind und daß durch die Höhenfühler (50) Stellmotore (44) zur Ausrichtung der Abschabevorrichtung
(10...) relativ zu dem Filterbeckenboden steuerbar sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Abschabevorrichtung einen in Fahrtrichtung nach unten geneigten Rahmen (10)
enthält, m welchem sich quer zur Fahrtrichtung erstreckende im wesentlichen horizontale Wellen
(22,30) mit Kettenrädern (24,28) gelagert sind, über
welche Transportketten (26) geführt sind und von denen eine Welle (22) mit einem Antrieb verbunden
ist, daß die Transportketten (26) in einem solchen Sinne angetrieben sind, daß sich der unten
verlaufende Teil jeder Transportkette entgegen der Fahrtrichtung des Fahrzeugs (42) bewegt, und quer
zur Fahrtrichtung sich erstreckende Schaber (84) tragen und daß unter den Transportketten (26) und
Schabern (<>4) und an der Vorderseite gegen die
Transportketten (26) zurückgesetzt eine Bodenplatte
(20) angeordnet ist
3. Vorrichtung nach Anspruj Ί 2. dadurch gekennzeichnet,
daß unterhalb des oberen Endes der Bodenplatte (20) ein Förderband (86) zum Abtransportieren
des abgenommenen Materials angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Lineargeschwindigkeit der
Transportketten (26) größer ist als die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges (42).
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Rahmen (10)
beiderseits im Bereich des vorderen Endes der Transportketten (26) Schneidräder (90) angebracht
sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaber von
Profileisen (84) mit L förmigem Querschnitt gebildet
sird.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung (32) der
vorderen Welle (30) im wesentlichen vertikal beweglich indem Rahmen(10)geführt ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7. daoiirch gekennzeichnet, daß die Beweglichkeit der
Abscliabevomchtung um eine in Fahrtrichtung verlaufende Achse durch eine begrenzte Verwindbarkeit
des Rahmens (10) gewährleistet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn* zeichnet, daß an dem Fahrzeug (42) zusätzliche
Stellmotore zur Verschwenkung des gesamten Rahmens (10) um eine in Fahrtrichtung verlaufende
Achse vorgesehen sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet daß die Stellmotore (44) aus Zylinder (46) und Kolben (48) bestehende
hydraulische Stellmotore sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Höhenfühler (50) an den Rahmen (10) angelenkte Kufen (52) sind, durch die
jeweils über einen Lenker (56) ein hydraulischer Schieber (60) zur Steuerung des ölflusses zu oder
von dem zugehörigen hydraulischen Stellmotor (44) betätigbar ist.
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