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Vorrichtung zum Trennen von Flüssigkeiten und Feststoffen,
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insbesondere bei der Kanalreinigung und Schlammabsaugung Die Erfindung
betrifft eine Vorrichtung zum Trennen von Flüssigkeiten und Feststoffen, insbesondere
bei der Kanalreinigung und Schlammabsaugung, mit einem geschlossenen langgestreckten
Behälter, in dem ein umfangseitig gegen die Behälterwandung abgedichteter Kolben
hin- und herbeweglich angeordnet ist, der eine Abschlußwand mit einer verstellbaren
Klappe aufweist und dadurch den Behälter in ein Schmutzwasserabteil und ein Reinwasserabteil
trennt, wobei der Kolben schmutzwasserseitig mehrere im Abstand voneinander angeordnete
Siebe abgestufter Feinheit trägt und das feinste Sieb vor der Abschlußwand angeordnet
ist.
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Bei einer solchen Vorrichtung wird das zu behandelne Flüssigkeit-
Feststoff-Gemisch in das Schmutzwasserabteil gepumpt, aus dem die Flüssigkeit nach
Passieren der Siebe im wesentlichen unter Schwerkrafteinfluß, gegebenenfalls auch
mit Unterstützung unterschiedlicher Druckverhältnisse in das Reinwasserabteil läuft.
Aus dem Reinwasserabteil wird die Flüssigkeit dann zur weiteren Verwendung abgepumpt.
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Bei einer bekannten Vorrichtung der eingangs beschriebenen
Gattung
( deutsche Patentanmeldung P 30 29 197.5) ist der Behälter einseitig mit einem Deckel
verschlossen. Wenn der Deckel geöffnet wird und der Kolben in Richtung auf die öffnung
bewegt wird, können die vor und zwischen den Sieben angesammelten Feststoffe auf
einfache Weise ausgetragen werden.
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Da die Siebe dann auch zugänglich sind, können sie gewartet, gegebenenfalls
ausgewechselt werden. Wird der Kolben bei noch geschlossenem Deckel in Richtung
auf den Deckel bewegt, dann verkleinert sich das Volumen des Schmutzwasserabteils,
während sich gleichzeitig das Volumen des Reinwasserabteils vergößert. Dabei tritt
gleichsam eine Zwangsfiltrierung des noch im Schmutzwasserabteils befindlichen Gemisches
ein, wodurch im Ergebnis der in diesem Bereich vorhandene Schlamm verdichtet wird.
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Die bekannte Vorrichtung hat sich ans ich bewährt. Sie ist jedoch
noch verbesserungsfähig.
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Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen
Gattung die Abscheidung insbesondere feiner Feststoffe und darüberhinaus die Säuberung
bzw. Rückspülung der Siebe zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das feinste Sieb aus einer
Mehrzahl von parallelaxig angeordneten Filtersiebrohren besteht. Durch den Einsatz
von Filtersiebrohren läßt sich die Siebfläche des Feinstsiebes um ein Mehrfaches
vergrößern, ohne daß dazu die Vorrichtung insgesamt vergrößert zu werden braucht.
Das ist insbesondere dann von Vorteil, wenn mit der Vorrichtung Schlämme verarbeitet
werden sollen, die einen verhältnismäßig hohen Anteil sehr feiner Feststoffe besitzen,
weil das Feinstsieb aufgrund seiner ganz erheblich größeren Siebfläche länger im
Einsatz bleiben kann, ohne daß es zwischenzeitlich gereinigt oder rückgespült werden
muß.
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Zweckmäßig werden die Filtersiebrohre mit ihren offenen Enden
an
eine Lochscheibe des Nolbens derart angeschlossen, daß sie sich im wesentlichen
in Längsrichtung des Behälters erstrecken.
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Bei einer einfachen Ausführungsform kann die Lochscheibe fest im Kolben
angeordnet sein. Bevorzugt ist jedoch eine Ausführungsform, bei der die Lochscheibe
angetrieben drehbar im Kolben gelagert und umfangseitig gegen den Kolben abgedichtet
ist. Das hat einerseits den Vorteil, daß bei nur teilweise gefüllten Schmutzwasserabteil
alle auf der Lochscheibe gehaltenen Filtersiebrohre gleichmäßig beaufschlagt werden.
Eine Verstopfung nur eines Teils der Filtersiebrohre ist dadurch weitgehend ausgeschlossen.
- Für die Lagerung der Lochscheibe bestehen verschiedene Möglichkeiten; so kann
die Lochscheibe auf einer im Kolben drehfest angeordneten Achse gelagert sein oder
auf einer drehbar gelaqerten Welle befestigt sein. Die Welle oder Achse kann ihrerseits
wenigstens an der Abschlußwand gelagert sein.
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Damit die an der Lochscheibe angeordneten Filtersiebrohre nicht nur
einseitig abgestützt sind, ist es vorteilhaft,wenn die Filtersiebrohre auf wenigstens
einem Teilkreis angeordnet sind und mit ihren geschlossenen Enden an einem Speichenrad
oder einer weiteren Lochscheibe abgestützt sind, welche ebenfalls auf die Welle
oder Achse gelagert ist.
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Jedenfalls bietet diese Anordnung darüber hinaus auch die Möglichkeit,
die Filtersiebrohre auf einfache Weise zu säubern bzw. rückzuspülen, nämlich dann,
wenn die offenen Enden der Filtersiebrohre zur Abschlußwand gerichtet sind und an
der der Abschlußwand zugekehrten Seite der Lochscheibe ein feststehender Auslaß
einer Rückspülleitung an einer Umfangstelle des zugeordneten Teilkeises anliegt.
Zt#.eflkmäßig befindet sich der Auslaß im oberen Behälterteil, so daß die Filtersiebrohre
immer dann gereinigt werden, wenn sie aus dem Gemisch im Schmutzwasserabteil auftauchen
und sich im oberen
Teil des Behälters befinden.
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Die Abdichtung zwischen Auslaß und Lochscheibe ist dann kein Problem,
wenn zwischen beiden eine Gleitdichtung angeordnet wird. Im übrigen kann der Auslaß
federnd gegen die Lochscheibe gedrückt sein, wozu insbesondere der Auslaß am Ende
eines an der Abschlußwand angestützten Wellrohres angeordnet sein kann.
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Da die Abschlußwand Teil des Kolbens ist und mit diesem beweglich
im Behälter angeordnet ist, sollte die Rücklaufleitung durch die Abschlußwand hindurch
wenigstens bis in das Reinwasserabteil geführt und dort zumindest teilweise als
biegsame Leitung ausgeführt sein, damit sie die Länge der im Reinwasserabteil geführten
Leitung der jeweiligen Kolbenstellung anpassen kann. Die weitere Führung der Rücklaufleitung
zu einer zugeordneten Pumpe ist beliebig und kann den jeweils gegebenen Umständen
angepaßt werden.
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Die Anordnung mit rotierend angeordneter Lochscheibe für die Filterrohrsiebe
ermöglicht eine weitere vorteilhafte Verbesserung der Vorrichtung im Hinblick auf
das Rückspülen auf der vorgeschalteten Siebe Beim Durchstrdlen des Gemisches durch
die vorgeschalteten Siebe setzen sich nämlich hinter den Sieben und zwischen den
Sieben Feststoffe im unteren Teil des Behälters ab, die nur sehr schwer rückzuspülen
sind. Die damit verbundene Probleme lassen sich verringern oder ganz beseitigen,
wenn erfindungsgemäß an die die Filtersiebrohre tragende Lochscheibe umfangseitig
ein gegen den Kolben abgedichteter und sich bis in den Raum zwischen Grobsieb und
Feinsieb erstreckender sowie dort offener Zylinder angeschlossen ist, der innenseitig
und jeweils hinter den Ebenen von Grobsieb und Feinsieb in Umfangsrichtung hintereinander
angeordnete Förderschaufeln trägt, wobei oberhalb des Grobsiebes und des Feinsiebes
jeweils Rutschen angeordnet sind, die den von den Förderschaufeln
jewew
hinter dem Grobsieb bzw. dem Feinsieb aufgenommenen und auf die zugeordnete Rutsche
abgeworfenen Schlamm vor das Grobsieb bzw. das Feinsieb befördern. Damit erreicht
man, daß auch während des Piltervorganges ieststoffe, die sich in Strömungsrichtung
hinter den Sieben und zwischen den Sieben abgesetzt haben, kontinuierlich bis vor
das erste Sieb (Grobsieb) zurückbefördert werden.
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Werden Grobsieb und Feinsieb drehfest angeordnet, dann können ihre
oberen Abschnitte jeweils als die Rutschen ausgebildet sein. Zweckmäßig werden die
Oberkanten der Rutschen als Dichtlippen ausgebildet, die mit neben den Förderschaufeln
angeordneten Dichtringen abdichten. Bei feststehenden Grobsieb kann daran auch das
andere Ende der Welle oder Achse gelagert sein.
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Um die Säuberung bzw. Rückspülung der den Feinstsieb vorgeschalteten
Siebe (Grobsieb, Feinsieb) zu verbessern, empfiehlt sich eine Ausführungsform, bei
der die Welle oder Achse hohl ausgebildet und an eine Pumpe od. dgl. angeschlossen
ist, wobei vor dem Feinsieb und / oder dem Grobsieb Düsen an die Welle oder Achse
angeschlossen sind, die auf das zugeordnete Sieb gerichtet sind. Die aus den Düsen
ausgetretenen Wasser-$rWhlen reinigen die zugeordneten Siebe im Sinne einer Rückspülung,
entweder kontinuierlich oder mittierend t - sieden falls aber während des Filtervorganges.
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Im folgenden werden in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiele
der Erfindung erläutert; es zeigen: Fig. 1 In schematischer Darstellung und teilweise
einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zum Trennen von Flüssigkeiten und Feststoffen
bei der Kanalreinigung und Schlammabsaugung, Fig. 2 eine andere Ausführungsform
des Gegenstandes nach
Fig. 1, Fig. 3 eine abgewandelte Ausführungsform
des Gegenstandes nach Fig. 2.
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Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung weist zunächst einen
langgestreckten zylindrischen Behalter 1~auf, der nur teilweise dargestellt ist.
IM Behälter 1 befindet sich ein darin längsverschieblicher Kolben 2, der umfangseitig
mit Ringdichtungen 3, 4 gegen die Behälterwandung abgedichtet ist.
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Der Kolben 2 trägt auf seiner in Fig. 1 rechten Seite eine Abschlußwand
5 mit einemMannloch 6 im oberen Teil und einer verschließbaren Klappe 7 im unteren
Teil. Die Klappe 7, die in geschlossener Stellung dargestellt ist, kann mit einem
pneumatischen oder hydraulischen Hubzylinder 8, der an der Abschlußwand 5 abgestützt
ist, in Offenstellung bzw. in Schließstellung gebracht werden.
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Der Kolben 2 bzw.mit seiner Abschlußwand 5 teilt den Behälter in ein
Schmutzwasserabteil 9 auf der linken Seite der Fig 1 und ein Reinwasserabteil 10
auf der rechten Seite der Fig. 1.
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Schmutzwasserseitig sind an den Kolben außerdem ein Grobsieb 11, ein
Feinsieb 12 und Feinstsieb 13 angeschlossen, die sich im wesentlichen über den verbleibenden
Querschnitt erstrecken.
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Das Grobsieb 11 und das Feinsieb 12 mögen aus gelochten Platten bestehen,
an deren Umfang jeweils eine Lippendichtung 14 bzw.
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15 angeordnet ist, die mit der Behälterinnenwandung zusammenwirkt.
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Das Feinstsieb 13 besteht aus einer Mehrzahl parallelaxig in Längsrichtung
des Behälters 1 angeordneten Filtersiebrohren 16, die mit ihren offenen Enden an
einer Lochplatte 17 des Kolbens 2 befestigt sind.
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Zu der Vorrichtung gehören noch weitere Einrichtungen ins-
besondere
für den Betrieb bei der Kanalreinigung oder Schlammabsaugung. Diese Einrichtungen
sind hier im einzelnen nicht dargestellt, sie sind jedoch in der deutschen Patentanmeldung
P 30 29 197. 5 im einzelnen erläutert und darrjesteilt.
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Bei Einsatz der dargestellten Vorrichtung wird Schmutzwasser in das
Schmutzwasserabteil 9 gepumpt. Von dort läuft es über das Grobsieb 11, das Feinsieb
12 und das Feinstsieb 13 sowie durch die Klappe 7 in das Reinwasserabteil 10. Dabei
wird das Schmutzwasser von Feststoffen befreit, die von den verschiedenen Sieben
zurückgehalten werden. Der Transport des Wassers erfolgt im wesentlichen unter der
Schwerkraftwirkung in Richtung des Pfeils 18. Der Transport kann durch unterschiedliche
Duckverhältnisse einerseits im Schmutzwasserabteil 9 und andererseits im Reinwasserabteil
10 unterstützt werden. Entsprechende Einrichtungen für die Erzeugung und Zufuhr
von Druckluft sind hier nicht dargestellt.
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Um bei Erschöpfung oder Verstopfung der Siebe ein Rückspülen in Richtung
des Pfeil 19 zu ermöglichen, kann eine Rückspüleinrichtung vorgesehen sein, wie
sie beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung P 30 29 197.5 beschrieben ist.
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Wenn sich hinreichende Feststoffmengen im Bereich der Siebe angesammelt
haben, wird das Reinwasserabteil 10 mit Druckluft beaufschlagt, die den Kolben 2
in Richtung auf das in Fig 1 linke Ende des Behälters 1 drückt. Dabei werden die
angesammelten Feststoffe verdichtet und gegen das betreffende Ende des Behälters
1 gedrückt. An diesem Ende befindet sich ein nicht dargestellter Deckel, der sich
öffnen läßt, so daß die angesammelten Feststoffe ausgetragen werden können.Cleichzeitig
besteht dann die Möglichkei t der Säuberung der Siebe.
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Bei dem in Fig, 2 dargestellten Ausführungsbeispiel bezeichnen
gleiche
Bezugszeichen gleiche Teile. Anders als bei dem vorstehend beschriebenen. Ausführungsbeispiel
ist die Lochscheibe 17 des Kolbens 2 nicht fest im Kolben angeordnet sondern drehbar
auf einer feststehenden, mittig im Behälter 1 angeordneten Achse 20, die an der
Abschlußwand 5 abgestützt ist.
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Die Lochscheibe 17 weist einen nicht dargestellten Antrieb auf, der
sie in Richtung des Pfeils 21 in Drehung versetzt Längs des Umfangs der Lochscheibe
17 erstreckt sich eine Lippendichtung 22, die mit der Innenseite des Kolbens 2 abdichtet.
An der Lochscheibe 17 sind auf einem Teilkreis in der Nähe ihres Umfanges die Filtersiebrohre
16 befestigt, und zwar derart, daß die Filtersiebrohre 16 mit ihren offenen Enden
an der Lochscheibe befestigt sind und sich in Richtung des Schmutzwasserabteils
9 erstrecken. Die geschlossenen Enden der Filtersiebrohre sind an den Speichen eines
Speichenrades 23 abgestützt, welches ebenfalls auf der feststehenden Achse 20 drehbar
gelagert ist und welches sich mit der Lochscheibe 17 dreht.
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Auf der Abschlußwand 5 zugewandten Seite der Lochscheibe 1-7 liegt
im oberen Bereich des Behälters 1 ein Auslaß 24 an der Lochscheibe 17 an. Zwischen
Lochscheibe 17 und Auslaß 24 ist eine Gleitdichtung 25 angeordnet. Der Auslaß 24
gehört zu einem Wellrohr 26,das an derAbschlußwand 5 abgestützt und durch diese
hindurchgeführt ist. Die Federkräfte des Wellrohrs 26 drücken den Auslaß 24 gegen
die Lochscheibe 17. Das Wellrohr 26 geht in eine weiterführende Leitung 27 im Reinwasserabteil
10 über. Die Leitung 27 ist feststehend angeordnet. An sie schließt eine bewegliche
Leitung 28 an, die mit einem Auslaßstutzen 29 einer Pumpe 30 verbunden ist. Die
bewegliche Leitung 28 soll eine Verbindung zwischen Pumpe 30 und Auslaß 24 bei verschiedenen
Stellungen des Kolbens 2 im Behälter 1 ermöglichen.
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Mit dieser Anordnung ist es möglich, das Feinstsieb 13 während des
Filtervorganges zu reinigen. Dazu fördert die Pumpe 30
beispielsweise
aus einem an das Reinwasserabteil 10 anschließenden Reservoir 31 Wasser zum Auslaß
24, aus dem es in das gerade vor dem Auslaß 24 befindliche Filtersiebrohr 16 eintritt.
Da die Lochscheibe 17 mit den angeschlossenen Filtersiebrohren 16 sich ständig dreht,
werden nacheinander alle Filtersiebrohre 16 rückyespült.
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Wie in der Fig. 2 dargestellt, befindet sich der Auslaß 24 oberhalb
des Niveau 32 im Schmutzwasserabteil 9, so daß die Filtersiebrohre 16 immer dann
ruckgespült werden, wenn sie sich oberhalb des Niveaus 32 befinden.
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Bei dem in Fig. 3 darestellte Ausführungsbeispiel bezeichnen wiederum
gleiche Bezugszeichen gleiche Teile.
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Anders als bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist im vorliegenden
Fall die Lochscheibe 17 fest mit einer drehbaren Welle 33 verbunden, die einerseits
in der Abschlußwand 5 und andererseits im feststehenden Grobsieb 11 gelagert ist.
Die clle weist uen nicht dargestellten Antriebauf und dreht sich in Richtung des
Pfeils 21. Die geschlossenell Inden der Filtersiebrohre 16 sind an einer Lochscheibe
34 befestigt, die ihrerseits auf der Welle 33 befestigt ist.A#f den Außenumfang
der Lochscheibe 17 erstreckt sich ein Zylinder 35, der mit der Lippendichtung 22
gegen die Innenseite des Kolbens 2 abgedichtet ist. Der Zylinder 35 ist auf der
in Fig. 3 rechten Seite mit der die Filtersiebrohre 16 tragenden Lochscheibe 17
geschlossen und auf der anderen Seite offen. Der Zylinder 35 erstreckt sich über
die zweite Lochscheibe 34 hinaus bis kurz vor das feststehende Grobsieb 11. Er trägt
an seinem offenen de innenseitig zwei nebeneinander angeordnete und in Umfangsrichtung
verlaufende Reihen von Förderschaufeln 36, 37, die jeweils reinwasserseitig von
über die Förderschaufeln 36, 37 vorstehenden Dichtringen 38 bzw. 39 begrenzt sind.
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Die oberen Abschnitte einerseits des Grobsiebes 11 und andererseits
des Feinsiebes 12 sind jeweils zu #Rutschen 40 bzw. 41 geformt, die sich aus der
Siebebene schräg nach oben und in Richtung auf das Reinwasserabteil 10 erstrecken.
Die jeweiligen Oberkanten der Rutschen 40, 41 sind als Dichtlippen 42 bzw. 43 ausgebildet,
die mit den umlaufenden Dichtringen 38, 39 abdichten.
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Man erkennt aus der Darstellung in Fig. 3 daß die Förderschaufeln
36, 37 Feststoffe, die sich hinter dem Grobsieb 11 bzw. hinter dem Feinsieb 12 im
unteren Teil des Behälters 1 ablagern wollen, aufnehmen und bis in den oberen Teil
des Behälters 1 transportieren, wo sie die aufgenommenen Feststoffe auf die Rutschen
40, bzw.-41 abwerfen. über die Rutschen fallen die Feststoffe dann in Richtung der
Pfeile 44 bzw. 45 vor das Grobsieb 11 bzw. vor das Feinsieb 12. Dieser Feststofftransport
funktioniert während des Betriebs der Vorrichtung, jedenfalls solange der Zylinder
35 mit den daran angeschlossenen Bauteilen sich dreht. Eine Beschädigung der Filtersiebrohre
16 durch die sich sammelnden Feststoffteile ist ausgeschlossen, weil zwischen beiden
keine Relativbewegung mehr stattfindet.
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Um den Zugang zu den Siebräumen zu erleichtern, weist das Grobsieb
11 ein unteres, aufschwenkbares Segment 46 auf.
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Damit das Feinsieb 12 und ggf. auch das Grobsieb 11 auch während des
Betriebs. der Vorrichtung rückgespült werden können, ist die Welle 33 als Hohlwelle
ausgebildet und im Bereich des Reinwasserabteil 10 an eine Leitung 47 angeschlossen,
die ggf. ihrerseits mit der Pumpe 30 verbunden sein kann. Hinter dem Feinsieb 12
sind
auf der Welle 33 Düsen 47 angeordnet, die auf das Feinsieb 12 gerichtet sind. Eine
ähnliche Anordnung kann auch hinter dem Grobsieb 11 vorgesehen sein, das ist jedoch
nicht dargestellt. Von der Pumpe 30 durch die Leitung 47 und die hohle Welle 33
gefördertes Wasser tritt aus den Düsen 47 aus und reinigt bzw.
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rückspült das zugeordnete Feinsieb 12.
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