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Räumer
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Die Erfindung betrifft einen Räumer zur Beseitigung von Ablagerungen
in einem Becken, insbesondere zur Schlammbeseitigung in einem Wasser beinhaltenden
Nachklärbecken einer Abwasser-Eläranlage, mit einem über einen Boden des Beckens
bewegbaren Räumerschild Bekannte Räumer dieser Art für die Schlammbeseitigung im
Nachklärbecken einer Abwasser-Kläranlage besitzen üblicherweise eine Räumerbrücke,
an der der Räumerschild bzw. Räumerbalken befestigt ist, der dicht über den Boden
des Beckens zur Entfernung des abgesetzten Schlamms bewegt wird. Die Räumerbrücke
ragt aus dem Wasser über dessen Wasserspiegel hinaus und wird von außen entsprechend
angetrieben, wobei eine Abstützung der Räumerbrücke über ein Laufrad erzielt werden
kann, das auf einem äußeren Beckenrand spur. Ein Nachteil dieses bekannten Räumers
besteht darin, daß im Winter bei Außentemperaturen unter 0° C Retriebsbeeinträchtigungen
durch Einfrierungen auftreten können. Dabei kann es vorkommen, daß eine Vereisung
im Antriebsbereich auftritt, wodurch die Reibung gemindert wird und das Antriebsrad
durchdreht, so daß der Räumer nicht gleichmäßig weitertransportiert werden kann.
Außerdem können bei einer Eisdeckenbildung auf der Wasseroberfläche im Becken mechanische
Beschädigungen durch
Schollenbildungen od. dgl. an Vorrichtungen
und Einbauten des Beckens wie Ablaufrinnen, Skimmerrinnen für den Schwimmschlammabzug
od. dgl. beim Bewegen der Räumerbrücke hervorgerufen werden. Dazu besteht die gefahr,
daß bei starkem Dauerfrost ein völliger Stillstand der Räumerbrücke und somit ein
Funktionsausfall der Schlammbeseitigung am Boden des Beckens eintritt. Ein weiterer
Nachteil besteht darin, daß aufgrund der zum Teil erheblichen mechanischen Beansprucnungen
der Räumerbrücke letztere sehr stabil ausgeführt sein muß, wodurch die Herstellung
aufwendig und kostenintensiv ist. Zudem ist es nachteilig, daß die Schwimmschlammabfiihtung
an der Wasseroberfläche vielfach nicht zufriedenstellend bzw. nur mit einem erhöhten
Aufwand durchführbar ist, da aufgrund der aus dem Wasser nerausragenden und angetrieben
bewegbaren Räumerbrücke Behinderungen und Zwangsabhängigkeiten bei der Schwimmschlammabschöpfung
zu umgehen sind.
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Demgemäß besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen Räumer der
eingangs beschriebenen Art so zu verbessern, daß eine Einsparung einer wasserherausragenden
Räumerbrücke erzielt wird und eine Dauerfunktionsbereitschaft zur Schlammbeseitigung
im Becken mit frostbehinderungsfreiem bzw. vereisunwsfreiem winterbetrieb möglich
ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Triebteil
des Räumerschildes im Becken im S~ullstandsbereich des Wassers unter dessen Wassersp#n;:eI
gelagert ist.
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Ein mit der Erfindung erzielter Vorteil bestent darin,
daß
selbst im Falle eines Zufrierens der Wasseroberfläche praktisch keine Behinderungen
bei der Schlammbeseitigung vom Boden des Beckens auftreten, da nicht nur oer Räumerschild,
sondern auch der Triebteil sich im Bereich unter der Wasseroberfläche, also im Wasser
des Beckens befinden, so daß eine an der Wasseroberfläche ausgebildete Eisdecke
keine Beeinträchtigungen oder gar ein Einfrieren und somit einen Stillstand des
:aumers verursachen kann. Der Räumerschild ist dr den im Wasser vorgesehenen Triebteil
deshalb auch5 bei lang anhaltenden Frostperioden im Winter stets einsatzbereit und
bewegbar. Da die Versorgung des Sriebteils über den im wasserbewegungsarmen Bereich
des Beckens gelagerten Triebkraftzuführteil erfolgt, werden auch hier bei einer
Einsdeckenbildung praktisch keine Beeinträchtigungen bzw. Kraftbeanspruenungen auf
das Räumersystem übertragen, so daß in dem Falle eine hohe Funktionstüchtigkeit
gewährleistet ist. Zweckmäßig ist dabei der Triebkraftzuführteil für den Räumerschild
im Bereich einer Mittenachse des Beckens angeordnet, da hier die Strömungskrafteinwirkung
bei einem um die Achse runddrehenden Räumerschild gleich -utl ist.
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Hierbei kann es besonders vorteilhaft sein, den Triebkrafzuführteil
für den Unterwassertriebteil von unten uber eine Zuleitung zu versorgen, die also
nicht von ober: durch das Wasser sondern von unten zum Triebkraftzufuhrteil geführt
wird, wobei die Zuleitung im unteren Leckenbereich oder vorzugsweise unter dem Boden
des rse-tns verlegt werden kann, wodurch keinerlei Instalat onen und damit eventuelle
Behinderungen durch die Zuerleitung im Becken gegeben sind. Die Zuleitung ist oi
dem Triebkraftzuführteil vorgeordnet, welches bei
einer Kreisbewegung
des Räumerschildes zweckmäßig als Drehgelenk ausgeführt sein kann. Von dem drehgelenkartigen
Triebkraftzuführteil erfolgt eine Kraftversorgung des Unterwassertriebteils des
Räumerschildes vorteilhaft über eine Zwischenleitung, die dem Triebkraftzuführteil
somit nachgeordnet ist.
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Zur Erzielung einer hohen Betriebssicherheit kann es darüber hinaus
besonders günstig sein, den Triebteil als Druckluftmotor auszubilden und dazu die
Zuleitung, den Triebkraftzuführteil und die Zwischenleitung für die Kraftzuführung
zum Triebteil als druckbeständige Rohre auszubilden, über die der Druckluftmotor-Triebteil
für den Antrieb des Räumerschildes mit Druckluft versorgt wird. Der Triebteil kann
bevorzugt an einem Unterwasserausleger angeordnet sein. Dieser Unterwasserausleger
ist bei einem kreisförmig bewegten Räumerschild zweckmäßig an einem Drehlager im
Bereich der Mittenachse des Beckens befestigt, wobei der Triebzuführteil am Drehlager
und die Zwischenleitung für den Triebteil am Unterwasserausleger angeordnet sein
kann.
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In bevorzugter Ausführung ist der Triebkraftzuführteil mit dem Drehlager
des Unterwasserauslegers im Bereich einer Schlammabzugsenke des Beckens angeordnet,
wobei zudem die vorteilhaft Möglichkeit besteht, den Triebkraftzuführteil an einem
Mittelbauwerk des Beckens über der Schlammabzugsenke vorzusehen.
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Damit der Unterwasserausleger und der Räumerschild, welcher am Unterwasserausleger
über Strebteile befestigt ist, bei der Scnlammräumung exakt geführt werden können,
kann es günstig sein, an einem Endbereich des Unterwasserauslegers ein Stützrad
vorzusehen, das vorzugsweise
über den Triebteil des Räumerschildes
angetrieben ist.
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Zur Erzielung eines günstigen Drehmoments und einer exakten Räumergeschwindigkeit
kann vorteilhaft ein Getriebe, das z.B. untersetzend wirkt, zwischen dem Triebteil
und dem Stutzrad angeordnet sein. Hierbei ist es möglich, das Stützrad des Unterwasserauslegers
auf einer an der Wandung des Beckens ausgebildeten Abstufung im Füllstandsbereich
des Wassers unter dem Wasserspiegel zu lagern bzw. abrollen zu lassen. Es ist aber
auch möglich, daß das Stützrad des Unterwasserauslegers direkt auf dem Boden. des
Beckens läuft.
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Insbesondere für den Winterbetrieb kann es günstig sein, dem Triebteil
zur Abführung der vom Druckluftmotor abgegebenen Luft ein Abluftrohr zuzuordnen,
das sich in Richtung nach oben zum Wasserspiegel erstreckt, so daß praktisch keine
Luft in das Wasser gelangt, wodurch eine nicht erwünschte Schlammaufwirbelung vermieden
ist.
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Das Abluftrohr kann nachgiebig elastisch sein und z.B.
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aus Gummi oder Kunststoff bestehen, wobei es vorteilhaft sein kann,
mindestens den oberen Teil des Abluftrohres gummielastisch auszuführen, damit bei
einer Eisdeckenbildung im Winter keine Beschädigungen auftreten können. Aufgrund
der Elastizität gibt der gegen die Eisdecke stoßende obere Teil des Abluftrohres
bei der Bewegung des Räumers entsprechend nach. Hierbei wird der weitere Vorteil
erzielt, daß die aus dem Abzugsrohr unmittelbar unter der Eisdecke austretende Abluft
des Druckluftmotors ein Druckpolster zwischen dem Wasser und der Eisdecke hervorruft,
wobei letztere angehoben wird und aufbricht.
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Für etwaige Wartungs- und Reinigungsarbeiten kann es besonders vorteilhaft
sein, den Räumerschild zweiteilig
auszufu#hren und ebenso auch
den Unterwasserausleger aus zwei Teilen zu bilden, die über ein Gelenk verbunden
sind, das sich im Bereich der Teilung des Räumerschildes befindet. Im Falle einer
Wartung kann der Druckluftmotor aus dem Wasser schräg hochgeschwenkt werden, wobei
der äußere Teil des Unterwasserauslegers um die Achse des Gelenkes hochschwenkt.
Der so über den Wasserspiegel herausgeschwenkte Druckluftmotor bzw. Antrieb kann
nunmehr erforderlichenfalls problemlos gewartet werden, wobei der Räumerschild aufgrund
seiner Teilung das Hochschwenken mit ermöglicht.
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Damit im Betriebszustand auch im Bereich der Teilung des Räumerschildes
eine einwandfreie Schlammbeseitigung erfolgt, weist der Räumerschild hier im Bereich
seiner Teilung eine entsprechende Überlappung auf.
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Aufgrund der erfindungsgemäß vorteilhaften Unterwasserausführung des
Antriebs und der damit erzielten freien Wasseroberfläche kann es nunmehr besonders
vorteilhaft sein, eine Schwimmschlammabzugsrinne (Skimmerrinne) im Bereich des Wasserspiegels
des Beckens unabhängig von der Schlammbeseitigungsbewegung des Räumerschildes vorzusehen,
wobei es ohne weiteres mögliche ist, die Schwimmschlammabzugsrinne im Becken frei
beweglich zu lagern, was auf einfache Art und Weise dadurch zu erreichen ist, daß
di e S chwi die Schwimmschlammabzugsrinne als selbsttätig schwimmender Schwimmkörper
ausgebildet ist.
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Damit sich die Schwimmschlammabzugsrinne bei wechselndem Wind stets
optimal im Becken selbsttätig ausrichten kann, kann es günstig sein, der Schwimmschlammabzugsrinne
ein Windsegel zuzuordnen. Dadurch wird die Schwimmschlammabzugsrinne vom Wind stets
dorthin getrieben, wohin auch der Schwimmschlamm vom Wind hingetrieben wird, Darüber
hinaus ist es jedoch auch
möglich, die Schwimmschlammabzugsrinne
anzutreiben bzw. zu bewegen, wobei es günstig sein kann, die Bewegung der Schwimmschlammabzugsricnr
entgegen der Bewegungsrichtung des Räumerschilrtts und der dadurch erzeugten Wasserströmung
im Becken durchzuführen.
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Außerdem kann es günstig sein, die Schwimmschlammabzugsrinne im Becken
ortsfest zu arretieren, wobei der Schwimmschlamm durch die verhalnismäßig geringe
Strömung des Wassers bei der beweg mg des Räumerschildes zur Schwimmschlammabzugsrnne
getrieben wird.
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Bevorzugte Ausgestaltungen und Wei erbildungen sowie weitere Vorteile
und Einzelheiten cer Erfindung sind den Merkmalen der Unteransprüche, cer nachhfolgenden
Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen, die in schematischer Darstellung bevorzuge
Ausführungsformen als Beispiel zeigt. Es stellen dar: Fig. 1 eine Teilschnittansicht
eines Nachklärbeckens einer Abwasser-Kläranlage ff lt einem erfindungsgemäßen Räumer,
Fig. 2 eine Teildraufsicht auf das Nachklärbecken und den Räumer der Fig. 1 und
Fig. 3 eine unterbrochene Teilschnttansicht eines anderen Nachklärbeckens mit einer
weiteren Ausführungsform eines erfindunrsgemäßen Räumers.
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Das in der Zeichnung dargestellte ecken 1 ist im wesentlichen kreisrund
ausgeführt und weist eine Mittenachse 2 auf. Das Becken 1 ist außen von einer Wandung
3 begrenzt und besitzt einen Boden 4, der in Richtung zur Mittenachse 2 geneigt
ist. Im mittleren Bereich des
Bodens 4 ist durch entsprechende
Vertiefung eine im wesentiicsen konische Schlammabzugsenke 5 ausgebildet, aus aer
sicl: hier sammelnderSchlamm über eine Leitung 6 abgezorren werden kann. Das Becken
1 ist in einem Füllstandsbereich 7 mit Wasser 8 gefüllt, dessen Oberfläche bzw.
Masserspiegel 9 sich etwas unter dem oberen Rand 10 des Beckens 1 befindet.
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Zur Beseitigung des im Wasser 8 enthaltenen und sich auf dein Boden
4 absetzenden Schlamms ist im Becken 1 ein Räumer 11 vorgesehen, der erfindungsgemäß
ausschließlich im Füllstandsbereich 7 des Wassers 8 und somit unter dem Wasserspiegel
9 gelagert ist. Es ragt somit kein Teil des Räumers 11 oben aus dem Wasser 8 heraus.
Der iäumer 11, der in Richtung des Pfeiles 12 bewegt wird, weist einen Räumerschild
13 auf, der dicht über dem Boden 4 angeordnet ist und für die Schlammabführung in
Richtung zur Schlammabzugsenke 5 entsprechend gebogen ist. Der Räumerschild 13 ist
im wesentlichen aus zwei Teilen gebildet, die durch eine Teilung 14 etwa in der
Mitte des Räumerschildes 13 getrennt sind. Damit auch in diesem Teilungsbereich
des Räumerschildes 13 der Schlamm sicher abgeführt wird, ist hier eine entsprechende
Überlappung 15 der beiden Räsumerschildteile gegeben.
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Der R~aunerschild 13 ist über Strebteile 16 an einem Unterwasserausleger
17 befestigt, der sich in geringem Abstand über dem Boden 4 befindet. Dieser Unterwasserausleger
17 ist ebenfalls im wesentlichen zweiteilig ausgeführt und weist dazu etwa im Bereich
der Teilung 1 des Räumerschildes 13 ein gelenk 18 auf, um aessen horizontale Achse
der der mittenachse 2 entfernt liegende äußere eil des Unterwasserauslegers 17 hochgeschwenkt
werden
kann, so daß ein am Endbereich des Unterwasserauslegers 17 angeordneter Triebteil
19 für Wartungsarbeiten- und dergleichen aus dem Wasser 8 herausgeschwenkt werden
kann.
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Der Unterwasserausleger 17 ist in der Mittenachse 2 an einem Drehlager
20 befestigt, das an einem Mittelbauwerk 21 gelagert ist. Am anderen Endbereich
des Unterwasserauslegers 17 ist ein Stützrad 22 angeordnet, das im vorliegenden
Falle vom Triebteil 19 angetrieben wird, wodurch sich der Räumer 11 in Richtung
des Pfeiles 12 bewegt. Dafür ist zwischen dem Triebteil 19 und dem Stützrad 22 des
Unterwasserauslegers 17 ein Getriebe 23 vorgesehen, so daß eine optimale Kraftübertragung
und Geschwindigkeitsanpassung erzielt werden kann.
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Beim Ausführungsbeispiel der Figuren 1 und 2 spurt das Stützrad 22
unmittelbar auf dem Boden 4 des Beckens 1.
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Das Mittelbauwerk 21, das sich in der Mittenachse 2 praktisch im wasser-bewegungsfreien
bzw. wasserströmungsfreien Bereich befindet, ist hierbei als Pfeiler ausgeführt.
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3, die zudem eine Überlaufnnne 24 erkennen läßt,
läuft das Stützrad 22 des Räumers 11 auf einer Abstufung 25, die an der Innenseite
der Wandung 3 des Beckens 1 ausgebildet ist. Das Nittelbauwerk 21'in Fig. 3 umfaßt
eine Abwasserzuführung 26, über die das Wasser 8, das an Öffnungen 27 austritt,
in das Becken 1 eingeleitet wird.
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Der unter dem Wasserspiegel 9 angeordnete Triebteil 19 des Räumers
11 ist vorteilhaft als Druckluftmotor ausgeführt, wobei die für den Antrieb benötigte
Druckluft durch eine rohrförmige Zuleitung 28 unter dem Boden 4 des Beckens 1 zum
Mittelbauwerk 21 geführt und
hier durch einen im wasserströmungsfreien
Bereich der Mittenachse 2 auf dem Drehlager 20 angeordneten Treibkraftzuführteil
29, der als Drehgelenk ausgeführt ist, und eine rohrförmige Zwischenleitung 30,
die am Unterwasserausleger 17 befestigt ist, zum Druckluftmotor gelangt.
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Die vom Druckluftmotor verbrauchte Luft wird vorteilhaft über ein
Abluftrohr 31 abgeführt, das sich nach oben zum Wasserspiegel 9 erstreckt. Dieses
Abluftrohr 31 weist zweckmäßig einen oberen gummielastisch nachgiebigen Endteil
32 auf, der sich im Falle einer Eisdeckenbildung auf dem Wasser 8 entsprechend elastiscWumbiegen
kann, so daß Beschädigungen vermieden sind. Die dabei aus dem Abluftrohr 31 austretende
Luft drückt von unten gegen die Eisdecke, so daß diese aufspringt.
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Es liegt im Rahmen der Erfindung, das Unterwasserantriebssystem auch
in einem Oval-, Rechteck- oder Grabenbecken anzuwenden. Auch ist es möglich, die
Kraftzuführung für den Unterwasserantrieb von oben einzuleiten, wobei jedoch darauf
geachtet werden sollte, daß die Einleitung in einem im wesentlichen wasserströmungsfreien
Bereich erfolgt, wie dies z.B0 im Bereich der Mittenachse 2 bei den vorliegenden
Ausführungsbeispielen möglich ist. Es kann an stelle eines Druckluftantriebs auch
ein Hydraulik- oder auch Elektroantrieb vorgesehen werden, wobei hierbei lediglich
die für diese Triebsysteme spezifischen Zuführungen usw. zu wählen sind, was durchaus
vom Erfindungsgedanken erfaßt ist.
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Der Fig. 2 ist darüber hinaus zu entnehmen, daß eine Schwimmschlammabzugsrinne
33 vorgesehen ist, die im Becken
1 frei beweglich gelagert ist
und auf dem Wasser 8 schwimmt. Zur optimalen Selbstausrichtung der Schwimmschlammabzugsrinne
33 hinsichtlich verschiedener wechselnder Windrichtungen, weist die Schwimmschlammabzugsrinne
33 ein Windsegel 34 auf, das die Schwimmschlammabzugsrinne 33 ähnlich einer Wetterfahne
in Bezug auf den Wind stets in die richtige Richtung treibt, so daß der hier befindliche
Schwimmschlamm optimal abgeführt werden kann. Es ist auch möglich, die Schwimmschlammabzugsrinne
z.B. entgegen der durch den Pfell 12 verdeutlichten Bewegungsrichtung des Räumerschildes
13 im Becken 1 zu bewegen, um den Schwimmschlamm aufzufangen. Es ist aber auch möglich,
die Schwimmschlammabzugsrinne 33 im Bedarfsfalle im Becken 1 ortsfest zu arretieren,
so daß bei besonderen Außenbedingungen die Schwimmschlammabzugsrinne 33 keine unkontrollierbaren
Bewegungen ausführen kann. Für die Aufnahme des Schwimmschlamms von der Wasseroberfläche
kann es Vorteilhaft sein, die Schwimmschlammabzugsrinne 33 mit entsprechenden Eintrittsschwellen
an beiden Längsseiten zu versehen, wodurch ein Schwimmschlammabzug sowohl von der
linken als auch von der rechten Seite möglich ist. Nach einer bevorzugten Ausführung
kann die Schwimmschlammabzugsrinne 33 auch so um eine horizontale Längsachse schwenkbar
gelagert sein, daß sie entsprechend den jeweiligen Betriebsanforderungen zur wahlweisen
Wirkfunktion nur jeweils einer einzigen linken oder rechten Eintrittsschwelle verstellt
bzw. eingestellt werden kann. Eine solche Verstellung der Schwimmschlammabzugsrinne
33 kann weitgehend automatisch erfolgen und z.B. durch einen mechanischen Anstoß
des Räumers von unten gegen die Scnwlmmschlammabzugsrimne 33 ausgelöst werden. Hierbei
kann vorteilhaft z.B. das sich nach oben erstreckende Abluftrohr 31 des Druckluftmotors
bzw.
Triebteils 19 gegen einen entsprechenden Anschlagteil der Schwimmschlammabzugsrinne
33 anstoßen und letztere um ihre Längsachse zur Umschaltung der Wirkfunktion für
die andere Eintrittsschwelle um das entsprechende Maß verschwenken.
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Um stets eine optimale Einbringung des auf der Wasseroberfläche schwimmenden
Schwimmschlamms zu gewährleisten, kann es günstig sein, am Räumer 11 einen Schwimmschlammtriebschild
vorzusehen, der dem Räumerschild 13 oder auch dem Unterwasserausleger 17 zugeordnet
sein kann.
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Durch einen solchen Schwimmschlammtriebschild wird eine entsprechende
Bewegung des Wassers 8 erzielt. Die so erzielte Wasserbewegung bewirkt, daß der
Schwimmschlamm mit Sicherheit in die Schwimmschlammabzugsrinne 33 gelangt. Hierzu
kann es zur variablen Anpassung an unterschiedliche Betriebsbedingungen vorteilhaft
sein, den Schwimmschlammtriebschild am Räumerschild 13 bzw. Unterwasserausleger
17 so auszubilden, daß der wasserbewegende Wirkflächenteil des Schwimmschlammtriebschildes
um mindestens eine Achse verstellbar ist, wodurch eine stärkere oder schwächere
und auch weitgehend gezielte Wasserbewegung für die Schwimmschlammabführung erreicht
werden kann.