DE2420493C3 - Kies- und Sand-Entwässerungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kies- und Sand-Entwässarungsvorrichtung mit einem in eine Schöpfwanne eintauchenden Schöpfrad mit auf dem Umfang verteilten Schöpfbechern, die gegen den Radius des Schöpfrades in dessen Umlaufrichtung geneigt und mit siebartigen Böden versehen sind, wobei hinter den Böden mit Ablauföffnungen versehene Kammern angeordnet sind, die gegen benachbarte Kammern abgeschlossen und mit Mitteln zur Erzeugung eines Vakuums in den Kammern versehen sind.

Bei einer bekannten Vorrichtung der genannten Art (DAS 1298 463) weisen die in Durchflußrichtung unter dem Siebboden befindlichen Kammern zum Radzentrum hin eine öffnung auf, mit der sie mit der Atmosphäre in Verbindung stehen. Die Kammern sind dabei hinter dem Siebboden durch einen Zylinderschuß abgeschlossen, in dem Raum bzw. der Kammer unterhalb des Siebbodens eine einen Unterdruck erzeugende Wassersäule bildet. Derartige, nach einem bekannten Prinzip der Unterdruckerzeugung durch eine angehängte Wassersäule arbeitende Schöpfräder sind hinsichtlich des erreichbaren Entwässerungsgrades beschränkt.

Für die Kies- und Sandentwässerung sind weiter Vakuumbandfilter bekannt, bei denen das Wasser durch ein über eine Vakuumpumpe unter dem Band erzeugtes Vakuum abgesaugt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Entwässerungsvorrichtung der genannten Art zu schaffen, mit der ein wesentlich höherer Entwässerungsgrad erreichbar ist als mit den bekannten Vorrichtungen der genannten Art.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Kammern über Steuermittel mit einer Vakuumpumpe verbindbar sind, während sich die Schöpfbecher im Bereich der oberen Quadranten des Schöpfrades befinden, und daß Verschlußmittel für die Ablauföffnungen vorgesehen sind, mit denen diese über den Bereich verschließbar sind, in dem die Verbindung der Kammer mit der Vakuumpumpe besteht.

Bei Vakuum-Trommeldrehfiltern ist es bekannt am Umfang der Filtertrommel angeordnete Filterzellen über Steuermittel mit einer Vakuumpumpe zu verbinden, während sich die Filterzellen im Bereich der oberen Quadranten der Filtertrommel befinden (DT-PS 1114172).

Der Schließbereich wird so festgelegt, daß vor seinem Beginn im wesentlichen alles frei abfließende Wasser abgelaufen ist. Zweckmäßig beginnt der Schließbereich zwischen etwa 15 und 30° über der Ebene durch die Drehachse des Schöpfrades. Der Schließbereich kann sich erstrecken bis etwa 30° über die Senkrechte durch die Drehachse.

Vorzugsweise befinden sich die Ablauföffnungen an den in Umlaufrichtung des Schöpfrades hinten liegenden Enden der Kammern.

Als Verschlußmittel können schwenkbar gelagerte Klappen vorgesehen sein, deren Schwenkachse parallel zur Drehachse des Schöpfrades liegen kann. Diese Klappen können durch Federn in Schließrichtung vorgespannt sein. Die Klappen sind dabei vorzugsweise »5 mit einem Betätigungsarm versehen, und es sind weiter an den Betätigungsarmen angreifende, feststehende Steuermittel vorgesehen, mit denen die Klappen in die Öffnungsstellung bringbar sind.

Bei einer zweiten Ausführungsform sind die Klappen mit einem die Klappen im Schließbereich in Schließrichtung belastenden Kippgewicht versehen. Als Steuermittel kann koaxial zur Drehachse ein Steuerschieber mit feststehendem Kern und mit mit dem Schöpfrad verbundenen Steuertaschen für jeden »5 Schöpfbecher vorgesehen sein, wobei die Steuertaschen jeweils über Rohrleitungen mit der dem zugehörigen Schöpfbecher zugeordneten Kammer verbunden sind. Die Rohre münden vorzugsweise in der Kammer unterhalb des Siebbodens und stehen mit ihrem Ende in die Kammer vor. Zweckmäßig werden die Rohre durch die in Umlaufrichtung vornliegende Wand der Kammer geführt. Zwischen dem Siebboden und dem in die Kammer vorspringenden Rohrende ist vorzugsweise eine wehrartige Trennwand vorgesehen.

Bei einer weiteren Ausführungsform sind die Ablauföffnungen in einer der Seitenscheiben des Schöpfrades angeordnet und auf der Außenseite dieser Scheibe ist ein mit den Ablauföffnungen zusammenwirkender Saugkasten angeordnet, der gegen die Seitenscheibe abgedichtet und mit der Vakuumpumpe verbunden ist.

Vorzugsweise liegen die Ablauföffnungen radial im Abstand von der inneren Begrenzungswand der Kammern und zweckmäßig unmittelbar unterhalb des Siebbodens der Schöpfbecher.

Die Kammern erstrecken sich vorzugsweise unterhalb der Schöpfbecher in Umlaufrichtung nach vorn. Der Saugkasten ist vorzugsweise über einen Schwenkarm an der Schöpfwanne der Vorrichtung gelagert. Der Saugkasten selbst ist wiederum schwenkbar mit dem Schwenkarm verbunden und zwar vorzugsweise über ein Universalgelenk.

Der Saugkasten ist zweckmäßig mit Laufrädern versehen, mit denen er auf der Außenseite der Laufscheibe geführt ist.

An den Enden des Saugkastens sind jeweils Schleusen mit einer der Fläche der Ablauföffnungen entsprechenden Abdeckfläche vorgesehen.
Der Saugkasten ist vorzugsweise gekrümmt ausgebildet und an seinen Kanten mit einer stirnseitig wirk samen Dichtung versehen.

Die Länge des Saugkastens ist zweckmäßig so be messen, daß jeweils zwei bis drei Ablauföffnungen mi der Unterdruckquelle verbindbar sind. Vorzugsweisi erstreckt sich der wirksame Bereich des Saugkasten über einen Bogen von etwa 50 bis 60°. Der wirksami Bereich beginnt vorzugsweise in Umlauf richtung de

Schöpfrades etwa 15 bis 25° über der Horizontalen durch die Schwenkachse.

Um eine einwandfreie Dicht- und Lauffläche zu erreichen, kann auf der Scheibe, in der die Ablauföffnungen ausgebildet sind, ein Laufring mit einer rostfreien Oberfläche angeordnet sein.

Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht und im Nachstehenden im einzelnen an Hand der Zeichnung beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine Entwässerungsvorrichtung gemäß der Erfindung in Seitenansicht;

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch das Schöpfrad einer Entwässerungsvorrichtung gemäß der Erfindung in einer ersten Ausführungsform;

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch das Schöpfrad einer Entwässerungsvorrichtung gemäß der Erfindung in einer weiteren Ausführungsform;

Fig. 4 zeigt eine Ansicht einer Vorrichtung nach Fig. 3 von links gesehen;

Fig. 5 zeigt eine radiale Draufsicht auf einen Saugkasten einer Vorrichtung nach Fig. 3 und 4.

Die in Fig. 1 dargestellte Entwässerungsvorrichtung weist einen Trog 2 auf, der Teil eines Schwimmpontons sein kann, aber auch über Kufen an Land aufstellbar ist. Am Trog ist ein in den Trog eintauchendes Schöpfrad 4 drehbar gelagert. Das Schöpfrad weist auf seinem Umfang verteilt Schöpfbecher auf, die gegen den Radius des Schöpfrades in dessen Umlaufrichtung geneigt und mit siebartigen Böden versehen sind. Mit dem Schöpfrad wird ein Kies-, Sand- und Wassergemisch aus der Wanne 2 herausgefördert, beim Umlauf entwässert und anschließend in einen Schütttrichter 6 abgeworfen, unter dessen Auslauf sich das Aufgabeende eines Förderbandes 8 befindet. Der Wanne wird das Gemisch beispielsweise über eine Rohrleitung von einem Saugbagger zugeführt. Die Wanne ist in bekannter Weise mit einem Überlauf für das Wasser versehen.

Das Schöpfrad weist als Seitenwände Scheiben 10 auf, von denen wenigstens eine als Ringscheibe ausgebildet ist, durch deren innere öffnung das Innere des Schöpfrades zugängig ist. Zwischen den Scheiben 10 sind im Bereich des Radumfanges Platten 12 angeordnet, die in der durch den Pfeil 14 angegebenen Umlaufrichtung des Schöpfrades gegen den Radius des Rades voreilend geneigt sind. Die Platten 12 sind die vorderen und hinteren Begrenzungswände der Schöpfbecher 16. Sie sind an ihren außenliegenden Enden mit Verschleißmessern 18 versehen. Die Seitens ände der Schöpfbecher 16 sind durch die Scheiben 10 gebildet, die gleichfalls in üblicher Weise mit Verschleißmessern versehen sind. Zum Radinneren hin sind die Schöpfbecher durch einen Siebboden 20 abgeschlossen. Unterhalb des Siebbodens ist eine Kammer 22 ausgebildet, die sich abdichtend an die Bleche 12 anschließt. Die Kammern 22 können sich dabei gleichfalls zwischen den Scheiben 10 erstrecken und seitlich durch die Scheiben begrenzt werden.

Die Kammern 22 sind an ihrem unteren Ende mit einer Öffnung 24 versehen, die beispielsweise parallel zum Siebboden 20 liegen kann. Für die Öffnungen 24 sind Verschlußklappen 26 vorgesehen. Diese Klappen 26 sind von Bügeln 28 getragen, die um ein Gelenk 30 schwenkbar sind, dessen Achse vorzugsweiseparallel zur Drehachse 32 des Schöpf rades liegt. Anden Bügeln 28 ist jeweils ein Kippgewicht 34 befestigt, mit dem die Klappen 26 beim Umlaufen des Schöpfrades über einen bestimmten Bereich geschlossen gehalten werden, während die Klappen über det restlichen 3ereich geöffnet sind. Für die Kippgewichti 34 sind an den Platten 12 jeweils Anschläge 36 vorge sehen.

Die Kippgewichte 34 und die Anschläge 36 sine so angeordnet, daß die Klappe 26 wenigstens bis zi der Stellung des betreffenden Schöpfbechers offenge halten wird, in der der Schöpfbecher über die Ebene 38 durch die Drehachse 32 des Schöpfrades hinausge-

»° langt. In der Zeichnung ist ein Schöpfbecher in diesel Stellung mit 16' bezeichnet. Nachdem der Schöpfbecher - hier als 16" bezeichnet - eine Stellung erreich! hat, die etwa 30 Grad über der Ebene 38 liegt, gelang! der Schwerpunkt des Kippgewichtes über die

»5 Schwenkachse 30 nach rechts, so daß unter dem Gewicht die Klappe 26 in ihre Schließstellung geschwenkt und in dieser Schließstellung gehalten wird. Diese Stellung ist bei dem mit 16'" bezeichneten Schöpfbecher erreicht. Wie hier ersichtlich, wird

ao durch das Kippgewicht 34 die Klappe in Schließrichtung vorgespannt. Nachdem der Schöpfbecher - hier als 16"" bezeichnet - eine Stellung erreicht hat, die etwa um 30 Grad der Senkrechten durch die Drehachse 32 voreilt, gelangt der Schwerpunkt des Kipp-

gewichts unter eine Ebene senkrecht durch die Schwenkachse der Klappe, so daß die Klappe unter der Wirkung des Kippgewichts allmählich geöffnet wird. Das Kippgewicht kommt dann zur Anlage an dem Anschlag 36 und ruht dann auf dem Anschlag

auf, bis der Schöpfbecher wieder die Stellung 16" erreicht hat.

Koaxial zur Drehachse 32 ist ein als Drehschieber ausgebildetes Steuerorgan 40 vorgesehen mit einem feststehenden Kern 42 und einem mit dem Rad fest verbundenen Ringschieber 44. In dem Ringschieber 44 sind Steuerzellen 46 ausgebildet und zwar so viel Steuertaschen, wie das Rad Schöpfbecher aufweist. Jede dieser Steuertaschen 46 ist über ein Rohr 48 mit einer der Kammern 22 unterhalb der Schöpfbecher 16 verbunden. Das Rohrende ist dabei zweckmäßig durch die in Urnlaufrichiung vorn liegende Wand 50 der Kammer 22 hindurchgeführt und zwar so, daß das Rohrende über die Innenseite dieser Wand vorstehend in die Kammer hineinragt. Zwischen dem vorstehenden Ende des Rohres 48 und dem Siebboden 20 ist in der Kammer 22 querliegend eine wehrartige Wand 52 angeordnet, die mit einer die öffnung des Rohres übergreifenden Abwinklung 54 versehen ist. Der Kern 42 des Steuergeräts 40 ist mit einer Steuernut 56 versehen, die sich bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel über einen Winkel von etwa 130 Grad erstreckt. Diese Nut steht mit einer Bohrung 58 in Verbindung, die in einer koaxialen Bohrung 60 mündet, an die eine Rohrleitung 62 angeschlossen ist,

die zur Saugseite einer Vakuumpumpe 64 führt.

Der Wasserspiegel 66 in der Schöpfwanne liegt unterhalb der Ebene 38 des Schöpfrades.

Das beschriebene Schöpfrad arbeitet wie folgt: Mit den Schöpfbechern wird in bekannter Weise das Sand-, Kies-Wassergemisch aus dem Trog entnommen. Da, wie beschrieben, die öffnungen 24 der Kammern 22 so lange geöffnet sind, bis dieSchöpfbecher eine Stellung erreicht haben, die beispielsweise 30 Grad oberhalb der Ebene 38 liegt, kann der über

wiegende Teil des Wassers bis zum !Erreichen, dieser Stellung ungehindert abfließen. In der Stellung^ etwa 30 Grad oberhalb der Ebene 38, wird dann durch die Kippgewichte gesteuert, die öffnung 24; der Kammer

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22 automatisch durch die Klappe 26 verschlossen. Durch eine Gummidichtung läßt sich dabei eine weitgehend luftdichte Abdichtung erreichen.

Nachdem die Kammer 22 durch Schließen der Klappe 26 verschlossen is.t, gelangt die Steuertasche 46 des Ringschiebers 44, an die die Kammer mit einem Rohr 48 angeschlossen ist, in den Bereich der Stcuernut 56 des Kernes 42 und damit unter die Wirkung des durch die Vakuumpumpe 64 erzeugten Unterdrucks. Damit wird auch iü der Kammer 22 ein Unterdruck erzeugt, durch den das Wasser, das sich noch in dem Sand-Kiesgemisch im Schöpfbecher oberhalb des Siebbodens befindet, in die Kammer 22 gesaugt. Die Restfeuchte läßt sich amf diese Weise sehr weitgehend herabsetzen und zwar bis auf eine Restfeuchte von unter K) Prozent. Das abgesaugte Wasser verbleibt dabei in der Kammer. Dadurch, daß das Rohr 48 mit seinem Ende in die Kammer vorspringt, wird vermieden, daß über das Rohr 48 Wasser angesaugt wird. Durch die wehrartige Trennwand 52 wird gleichzeitig ein Rückströmen des abgesaugten Wassers beim Entleeren der Schöpfbecher in der Stellung des Schöpfbechers 16"" vermieden. Durch die Abkantung 54 wird das offene Ende des Rohres dagegen geschützt, daß unmittelbar Wasser oder Sand in das Rohr gelangt. Sand und Kies können auf der vorlaufenden Wand des Schöpfbechers abrutschen und gelangen in den Ablauftrichter. In dieser Stellung erreicht die zugehörige Steuerkammer 46 das Ende der Steuernut 56. Der in der Kammer 22 herrschende U nterdruck füllt sich über den Siebboden auf, so daß dann durch das Kippgewicht die Klappe geöffnet wer den kann. Beim öffnen der Klappe kann das in der Kammer enthaltene Wasser abströmen.

Die Dauer der Einwirkung des Unterdrucks auf die einzelnen Kammern 22 hängt ab von der Umlaufgeschwindigkeit und der Höhe des aufbringbaren Unterdrucks. In der Praxis kann es daher unter Umständen durchaus ausreichen, den Unterdruck nur über einen Schwenkbereich von 30 bis 45 Grad wirken zu lassen, d.h. jeweils nur zwei Kammern jeweils unter Unierdruck zu setzen. Je weniger Kammern einem Unterdruck ausgesetzt werden müssen, um so leichter läßt sich ein gleichmäßiger Unterdruck aufrechterhalten.

In Fig. 2 sind für die Kammern 22 der beiden obersten Schöpfbecher Klappen vorgesehen, die hinsichtlich ihrer Betätigung von den oben beschriebenen Klappen abweichen. Die Klappen 68 sind in Schwenkgelenken 70 verschwenkbar. Sie sind über Zugfedern 72 in Schließrichtung vorgespannt. Fest mit den Klappen 68 verbunden sind Betätigungsarme 74, die mit in der Zeichnung nicht dargestellten Steuerkurven zusammenwirken. Durch diese Steuerkurve wird über den Betätigungsarm 74 die Klappe in Öffnungsrichtung verschwenkt, sobald der betreffende Schöpfbecher eine Stellung erreicht hat, in der die zugehörige Kämmer 22 vom Vakuum abgeschaltet ist. Über eine solche Steuerkurve können die Klappen dann offengehalten werden, bis die Stellung erreicht wird, in der erneut Unterdruck angelegt wird. Es kann unter Umständen aber auch ausreichen, die Klappe lediglich kurzfristig zum Ablaufenlassen des in der Kammer angesammelten Wassers zu öffnen, worauf die Klappe unter der Wirkung der Feder 72 wieder geschlossen werden kann. Ein erneutes öffnen der Klappe kann dann erfolgen, sobald dieses zum optimalen Füllen der Schöpfbecher erforderlich ist, beispielsweise beim Eintauchen der Schöpfbecher in die Schöpfwanne.

Die Kammern 22 können auch als geschlossene Tröge zwischen den Seitenscheiben des Schöpfradei ausgebildet sein, und die Auslaßöffnung kann in einei der Seitenwände vorgesehen werden. Die Entwässerung erfolgt dann axial, wobei die Klappen dann aui der Außenseite der das Schöpfrad begrenzender Scheibe ausgebildet sein können. Eine solche seitlicht

ίο Anordnung der Klappen kann unter Umständen eine Kurvensteuerung der Klappen wesentlich erleichtern.

Das Wesentliche der Erfindung besteht darin, beirr Auftauchen der Schöpfbecher aus dem Wasserspiege der Schöpfwanne zunächst einen freien Abfluß de; Wassers zu ermöglichen und, nachdem der überwiegende Teil des Wassers frei abgeflossen ist, die in dei Sand-Kiesschicht im Schöpfbecher enthaltene Feuchtigkeit durch Unterdruck abzusaugen und damit ein« sehr geringe Restfeuchte zu erreichen. Durch konstruktive Mittel ist es dabei möglich, ein Ansauger von Wasser durch die Unterdruckquelle zu vermeider und damit mit einer einfachen Luftabsaugung zur Erzeugung des Unterdruckes auszukommen. Es lasser sich selbstverständlich auch vor der Unterdruckquelle Wasserfallen vorsehen, die eine reine Luftsaugung dei Unterdruckquelle sicherstellen.

Da sich die Rohre 48 beim Eintauchen unter der Flüssigkeitsspiegel 66 teilweise mit Wasser füllen kann es zweckmäßig sein, zur Sicherstellung der vollständigen Entleerung der Rohre, bevor diese mit dei Unterdruckquelle in Verbindung kommen, eine Belüftung der Rohre vom inneren Rohrende her vorzusehen. Zu diesem Zweck kann z.B. im Kern 42 des Steuerorgans 40 in Umlaufrichtung des Rades vor Beginn der Steuernut 56 eine Bohrung vorgesehen sein die mit der Atmosphäre in Verbindung steht und übei die das Rohr durch die Steuertasche 46 Luft ansauger kann.

Bei der Ausiührungsform nach den Fig. 3 bis : weist das um die Achse 77 drehbare Schöpfrad 7ί auf seinem Umfang zwischen den im Abstand voneinander liegenden Seitenscheiben 80 wiederum Schöpfbecher 82 auf, die wiederum in der durch den Pfei 84 gekennzeichneten Umlaufrichtung des Schöpfrades voreilend geneigt sind. Die Schöpfbecher 82 sine mit einem Siebboden 86 versehen. Radial einwärt! von den Schöpfbechern 82 sind Kammern 86 vorgesehen, die radial einwärts durch einen zwischen die Scheiben 80 eingeschweißten Zylinderschuß 88 be· grenzt sind. Gegeneinander sind die Kammern 8< durch Wände 90 abgeschlossen. Diese Wände 90 gehen von der nachlaufenden Wand 95 bzw. vom hinteren Ende des Siebbodens 85 des Schöpfbechers au:

und sind aus weiter unten zu beschreibenden Gründet in Umlauf richtung nach hinten geknickt öder gekrümmt. ■--■""■^:

In einer der Seitenscheiben 80 des Schöpfrades 7i sind auf einem Teilkreis 92 Öffnungen 94 vorgesehen Der Durchmesser des Teilkreises 92 und der Durchmesser des Zylinderschusses 88 sind so aufeinande abgestimmt, daß die Öffnungen 94 radial in einen Abstand jcvom Zylinderschuß 88 liegen. Die öffnun gen 94 sind, wie in der Zeichnung dargestellt, so ange ordnet, daß sie unmittelbar an den Siebboden dei Schöpfbecher angrenzt. Die Knickung oder-Kriim mung der Wände 90. ist weiter so gewählt,;daß dei Knick bzw. die Krümmung auf dem Teilkreis 92 jieg

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und zwar so, daß die Wand hier unmittelbar an die öffnung 94 angrenzt. Durch diese Ausbildung der Trennwand 90 in Verbindung mit der Anordnung der öffnung 94 wird beim Auftauchen des Schöpfbechers aus der Schöpfwanne, also im Bereich der Schöpfbecher 82 und 82a, durch die Trennwand eine Rinne gebildet, die durch die öffnung 94 ins Freie führt. In dieser Rinne kann Wasser, das in diesem Bereich durch die Siebboden in die Kammern 86 strömt, unmittelbar ablaufen.

Auf der Seitenscheibe 80 des Schöpfrades 68, das die Öffnungen 94 aufweist, ist ein Saugkasten 96 angeordnet, der über ein Gelenk 98 mit einem Tragarm 100 verbunden ist, der seinerseits wiederum über Schwenkgelenke 102,104 am Rande 106 der Schöpfwanne 108 angelenkt ist. Das Schwenkgelenk 98 ist zweckmäßig als Universalgelenk ausgebildet. Die zweite, zur Schwenkachse 110 senkrechte Schwenkachse, kann durch einen Scharnierstift gebildet werden, der in einem Rohr am Ende des Tragarmes 100 drehbar gelagert ist. Der Saugkasten 96 erstreckt sich über einen Bogen, der dem Bogen über drei benachbarte öffnungen 94entspricht und bedeckt damit, wie in Fig. 3 dargestellt, maximal drei der öffnungen 94.

Der Saugkasten 96 trägt an seiner der Seitenscheibe 80 des Schöpfrades zugewandten, offenen Seite eine umlaufende, stirnseitig wirkende Dichtung 112, die, wie in Fig. 5 dargestellt, durch ein umlaufendes Spannband 114, gehaltert sein kann. Um das Ansaugen von Nebenluft über die öffnungen beim Ein- und Austritt dieser öffnungen in bzw. aus dem Bereich des Saugkastens zu vermeiden, sind an den Enden des Saugkastens jeweils Schleusen 116,118 vorgesehen, die durch Trennwände 120,122 gebildet werden, die an ihren freien Enden gleichfalls mit Dichtungen versehen sind. Die Saugkammer 124 des Saugkastens 96 liegt damit zwischen den Schleusen 116 und 118. In diesem Bereich ist der Saugkasten 96 mit einem Anschlußstutzen 126 versehen, der über eine Leitung 128 mit einer Vakuumpumps 130 verbunden ist, die beispielsweise als Wasserringpumpe ausgebildet sein kann.

Der Saugkasten 96 ist mit drei Laufrollen 132,134, 136 versehen, die radial gerichtete Achsen aufweisen und von denen die Rollen 132 und 134 auf einer Laufbahn radial einwärts der öffnungen 94 und die Rolle 136 auf einer Laufbahn radial auswärts dieser öffnungen laufen. Durch die Rollen 132, 134 und 136 wird die Anpressung der Dichtung begrenzt. Zur Feineinstellung können die Rollen mit Exzenterachsen versehen sein. Über das Universalgelenk zwischen dem Saugkasten und dem Tragarm wird die Anlage des Saugkastens bzw. seiner Dichtungen an der Außenseite der Seitenscheibe 80 des Schöpfrades ausschließUch durch die Einstellung der Laufrollen bestimmt.

Die Vorrichtung nach den Fig. 3 bis 5 arbeitet wie folgt:

Nach dem Auftauchen des mit Sand bzw. Kies und Wasser gefüllten Schöpfbechers aus der Schöpfwanne kann das Wasser im Bereich der Stellungen 82, 82a bis zum Erreichen der Stellung 82b frei durch den Siebboden in die Kammer 86 ablaufen. Aus der Kammer fließt sie Ober die durch die Trennwand 90 gebildete Rille durch die seitlichen öffnungen 92 ab. In der Stellung 826 ist die öffnung 94 unter den Saugkasten 96 getreten. Sie liegt hier jedoch noch im Bereich der Schleuse 116, der Unterdruck wirkt also noch nicht auf die Kammer 86. Der freie Abfluß von Wasser aus der Kammer 86 ist unterbunden. Sobald die Öffnung 94, unter die die Schleuse 116 abtrennenden Wand 120 hindurchgetreten ist, wirkt auf die Kammer 86 schlagartig der durch die Pumpe 130 erzeugte Unterdruck, durch der das Wasser aus dem Sand- bzw. Kies-Wasser-Gemisch durch den Siebboden hindurch in die Kammer 86 hineingesaugt wird. Diese Einwirkung des Unterdruckes dauert während

ίο der gesamten Zeit, in der sich die öffnung im Bereich der Saugkammer 124 befindet. So unterliegt bei der Darstellung nach Fig. 3 die Kammer 86 des in der Stellung 82c befindlichen Schöpfbechers dem Unterdruck. Die Öffnung 84 der zu dem Schöpfbecher in der Stellung 82d gehörenden Kammer 86 ist bereits in die Schleuse 118 am Ende des Saugkastens 96 eingetreten und damit vom Unterdruck abgetrennt.

Über die Vakuumpumpe 130 wird aus der Saugkammer 124 lediglich Luft angesaugt. Das aus den

»ο Schöpfbechern abgesaugte Wasser sammelt sich in den Kammern 86. Da diese Kammern sich von den Öffnungen 94 aus in Umlaufrichtung nach vorn erstrecken, steht ein genügend großes Reservoir zur Aufnahme des abgesaugten Wassers zur Verfügung.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, liegt die öffnung 94 im rechten oberen Quadranten, in dem das Abwerfen des Sandes bzw. Kieses erfolgt, jeweils an der höchsten Stelle der Kammern 86. Damit kann kein Wasser in den Sand zurückgelangen. Das Entleeren

der Kammern 86 erfolgt beim Auftauchen der Schöpfbecher im Bereich der Schöpfbecherstellungen 82 und 82 a.

Bei der dargestellten Ausführungsform unterliegen jeweils maximal zwei Schöpfbecher dem Unterdruck.

Es hat sich herausgestellt, daß die Einwirkung des Unterdrucks etwa über V₅ bis V₆ des Radumlaufes ausreicht, um die gewünschte Entwässerung zu erzielen. Es wurde eine 95%ige Entwässerung bei einem Unterdruck von 7 mWS erreicht. Eine langer andauernde

Einwirkung des Unterdrucks hat zu keiner wesentlichen Verbesserung dieses Ergebnisses geführt. Da Schöpfräder dieser Art mit 1 Upm umlaufen, beträgt die Unterdruckeinwirkung zwischen 10 und 20 Sekunden.

Um enge Querschnitte in den Kammern 86 zu vermeiden, in denen sich Sand oder Kies festsetzen könnte, ist eine zusätzliche Trennwand 140 vorgesehen, die sich vom vorlaufenden Ende des Siebbodens zu der Trennwand 90 der vorlaufenden Kammer führt.

Auf diese Weise wird eine relativ kompakte Form der Kammer 86 erreicht.

Wie bereits erwähnt, sollte die Länge des Saugkastens so gewählt werden, daß die erforderliche Dauer der Einwirkung des Unterdrucks erzielt wird. Das in

Umlaufrichtung hinten liegende Ende des Saugka stens bzw. der Saugkamraer sollte so angeordnet werden, daß unterhalb der waagerechten Tangente an die jeweils tiefste Stelle der öffnung 84 in der Kammer 86 ein Volumen gegeben ist, das jeweils die maximal

zu erwartende Wassermenge aufnehmen kann, ohne daß das Wasser durch die öffnung in die Saugkammer übertreten kann. Das Eintreten von Sand durch den Siebboden in die Kammer 86 ist nicht kritisch, da dieser Sand beim Austreten der Schöpfbecher aus der

6s Schöpfwanne, also in den Stellungen 82 und 82a aus der Kammer wieder ausgespült wird. -

Die Seitenscheiben von Schöpfrädern, die mit Durchmessern bis zu 2 m hergestellt werden, lassen

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ich praktisch nicht ohne Schlack fertigen. Ein solcher chlack, selbst in der Größenordnung von Zentime- ;rn, beeinträchtigt die Wirkung der Vorrichtung icht, da der Saugkasten jeweils der Wandung folgen ann. Dies gilt weitgehend auch für den normalen Abieb im Betrieb. Kritischer können Unebenheiten sein, lie durch örtlichen Schweißverzug beim Einschweißender Zwischenwände auftreten können. Sofern sich licr keine hinreichend glatte Oberfläche erreichen

läßt, kann es zweckmäßig sein, als Gleit- und Rollfläche für den Saugkasten einen gesonderten Ring aufzusetzen, der dann beispielsweise mit einer rostfreien Oberfläche versehen sein kann.

Grundsätzlich ist es auch möglich, an die Öffnungen 94 jeweils Krümmer anzuschließen, die radial einwärts oder auswärts gerichtet sind und in einer radial inneren oder äußeren Laufbahn münden, auf der dann der entsprechend abgeänderte Saugkasten geführt ist.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

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Claims (29)

1. Patentansprüche:

   :, 1. Kies- und Sand-Entwässerungsvorrichtung mit einem in eine Schöpfwanne eintauchenden Schöpfrad mit auf dem Umfang verteilten Schöpf becbern, die gegen den Radius des Schöpfrades in dessen Umlaufrichtung geneigt und mit siebartigen Böden versehen sind, wobei hinter den Boden mit Ablauf öffnungen versehene Kammern angeordnet sind, die gegen benachbarte Kammern abgeschlossen und mit Mitteln zur Erzeugung eines Vakuums in den Kammern versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (22) über Steuermittel (40, 96) mit einer Vaku- >5 umpumpe (64,130) verbindbar sind, während sich die Schöpfbecher (16) im Eereich der oberen Quadranten des Schöpfrades (4) befinden, und dals Verschlußmittel (26,74,112) für die Ablauföffnung (24.94) vorgesehen sind, mit denen diese *° über den Bereich verschließbar sind, in dem die Verbindung der Kammern (22) mit der Vakuumpumpe (64, 130) besteht.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließbereich etwa ^a5 30 Grad über der Ebene (38) durch die Drehachse (32) des Schöpfrades beginnt.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Schließbereich bis etwa 30 Grad über die Senkrechte durch die Drehachse (32) des Schöpfrades erstreckt.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablauföffnungen (24) sich an den in Umlauf richtung (14) des Schöpfrades hinten liegenden Enden der Kammern befinden.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Verschlußmittel schwenkbar gelagerte Klappen (26, 74) vorgesehen sind.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappen (26, 74) eine paralle! zur Drehachse (32) des Schöpfrades liegende Schwenkachse (30, 70) aufweisen.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappen (74) durch Federn (72) in Schließrichtung vorgespannt sind.
8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappen (68) mit einem Betätigungsarm (74) versehen sind und daß an den Betätigungsarmen angreifende, feststehende Steuermittel vorgesehen sind, mit denen die Klappen in die Öffnungsstellung bringbar sind.
9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappen (26) mit einem die Klappen im Schließbereich in Schließrichtung belastenden Kippgewicht (34) versehen sind.
10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß koaxial zur Drehachse ein Steuerschieber (40) mit feststehendem Kern (42) und mit mit dem Schöpfrad verbundenen Steuertaschen (46) für jeden Schöpfbecher (16) angeordnet ist, wobei die Steuertaschen jeweils über Rohrleitungen (48) mit der dem zugehörigen Schöpfbecher zugeordneten Kammer (22) verbunden sind.
11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (48) in der Kammer unterhalb des Siebbodens (20) münden und

    mit ihrem Ende in die Kammer vorstehen.
12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (48) durch die in Umlaufrichtung vorn liegende Wand (SO) der Kammern (22) geführt sind.
13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Siebboden (20) und dem in die Kammer (22) vorspringenden Ende des Rohres (48) eine wehrartige Trennwand (52) vorgesehen ist.
14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablauföffnungen (94) in einer der Seitenscheiben (80) des Schöpfrades angeordnet sind und daß auf der Außenseite der betreffenden Seitenscheibe ein mit den Ablauföffnungen zusammenwirkender Saugkasten (96) angeordnet ist, der gegen die Seitenscheibe abgedichtet und mit der Vakuumpumpe (130) verbunden ist.
15. 15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablauföffnungen (94) radial im Abstand (x) von der inneren Begrenzungswand (88) der Kammern (86) angeordnet sind.
16. 16. Vorrichtung nach Anspruch I^ oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablauföffnungen

    (94) unmittelbar unterhalb des Siebbodens (85) der Schöpfbecher (82) angeordnet sind.
17. 17. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Kammern (86) unterhalb der Schöpfbecher (82) in Umlaufrichtung nach vorn erstrecken.
18. 18. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Kammerwände (90) vom radialen inneren Ende der hinteren Wand

    (95) des Schöpf bechers (82) nach innen erstrecken und dabei an die Ablauföffnungen (94) angrenzen.
19. 19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammerwände (90) im Bereich der Ablauföffnungen (94) nach hinten geknickt oder gekrümmt sind.
20. 20. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Saugkasten (96) über einen Schwenkarm (100) an der Schöpfwanne (108) der Vorrichtung gelagert ist.
21. 21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Saugkasten (96) schwenkbar mit dem Schwenkarm (100) verbunden ist.
22. 22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwenkgelenk (98) am Saugkasten (96) ein Universalgelenk ist.
23. 23. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Saugkasten (96) mit Laufrädern (132, 134, 136) versehen ist.
24. 24. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß an den Enden des Saugkastens (96) jeweils Schleusen (116, 118) mit einer der Fläche der Ablauföffnungen (94) entsprechenden Abdeckfläche vorgesehen sind.
25. 25. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Saugkasten (96) gekrümmt ausgebildet ist und an seinen Kanten mit einer stirnseitigen wirksamen Dichtung (112) versehen ist.
26. 26. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Saugkastens

    (96) so bemessen ist, daß jeweils zwei bis drei Ab-

    lauföffnungen (94) mit der Vakuumpumpe (130) verbunden sind.
27. 27. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß sich der wirksame Bereich des Saugkastens (96) über einen Bogen von etwa 50 bis 60^u erstreckt.
28. 28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß der wirksame Bereich in Umlauf richtung des Schöpf rades (78) etwa 15 bis 25° über der Horizontale durch die Schwenkachse beginnt.
29. 29. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Außenseite der Seitenscheibe (80), in der die Ablauföffnungen (94) ausgebildet sind, ein Laufring mit einer rostfreien Oberfläche angeordnet ist.