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Die Erfindung betrifft einen Schlammabscheider zur Klärung
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von Schmutz- und Prozeßwasser, bestehend aus einem zylindrischen BehAlter
mit kegelförmiger Spitze und-Schlammablaß,im oberen Teil im Abstand angeordneten
Außen- und Innenrohr, zwischen denen das Schmutzwasser nach unten geleitet und umgeleitet
wird, sowie der mit Schabern besetzten angetriebenen und durch ein Endlager und
Zwischenlager geführten Welle.
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Bei der Klärung von Schmutzwasser, insbesondere industriellem Abwasser
werden häufig Schlammabscheider eingesetzt, in denen Krählwerke betrieben werden,
um Anbackungen im Bereich der kegelförmigen Spitze und des Austrages zu vermeiden.
Dazu sind an der bis in die unterste Spitze des kegelförmigen Behälters reichenden
Welle Schaber angebracht, die mit geringer Geschwindigkeit gedreht werden und dabei
über die Schräge des Schlammabscheiders schaben. Wegen der Gesamthöhe derartiger
Schlammabscheider von 1o Metern und mehr ist die Welle bekannter Krählwerke durch
Zwischenlager und ein Endlager geführt, Eine sichere Führung und ein wartungsfreier
Betrieb ist aber nur dann gewährleistet, wenn die Zwischenlager und das Endlager
nicht durch die teilweise sehr abrasiven Schlammteilchen beeinträchtigt werden.
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Auch durch den schädlichen Einfluß derartiger industrieller Abfälle
enthaltenden Schlammteilchen können Reibungen entstehen, die zu einer kurzfristigen
Beschädigung des Lagers und insbesondere auch zu eine Uberlastung des Antriebes
führen. Weiter wird der Betrieb derartiger Schlammabscheider dadurch beeinträchtigt,
daß bei von oben erfolgender Zuführung des Schmutzwasserstromes Anbackungen an den
Einbauten im Schlammabscheider entstehen, die schließlich die gezielte Führung des
Schmutzwasserstromes in Richtung Spitze und damit das Absinken der Schmutzteilchen
beeinträchtigen. Eine zielgerichtete Strömung ist dann nicht aufrecht zu erhalten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen wartungsfreien Schlammabscheider
zu schaffen, der einen verbesserten und auch bei unterschiedlichem Schlammanfall
gleichmäßigen Abscheideerfolg sichert.
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Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Welle
als Kardanwelle ausgebildet und durch End- und Zwischenlager geführt ist, die von
einem mit der Welle verbundenen, oben geschlossenen Hohlzylinder umschlossen sind,
und daß die Eingabe des Schmutzwassers tangential an das im geringen Abstand zum
Innenrohr angeordneten Außenrohr angesetzt ist.
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Bei einem derart ausgebildeten Schlammabscheider-wird das Schmutzwasser
gezielt tangential in den Bereich zwischen Außen- und Innenrohr eingeleitet und
zwar zweckmäßigerweise schräg nach unten , so daß sich innerhalb dieses Hohlraumes
zwischen<'den beiden Rohren eine nach unten gerichtete spiralenförmige Strömung
ergibt. Dies führt dazu, daß die Schmutzteilchen frühzeitig absinken, so daß nach
dem Umlenken des Wasserstromes schon eine weitgehende Klärung eingetreten ist. Da
für das Rückströmen des bereits teilweise geklärten Wassers ein sehr großer Querschnitt
zur Verfügung steht, tritt eine Verlangsamung ein, die auch den feinsten Schlammteilchen
ausreichend Zeit und Möglichkeit gibt, in Richtung Schlammaustrag abzusinken. Der
Klärerfolg eines derartigen Schlammabscheiders ist dementsprechend verbessert, wobei
durch diese Ausbildung und die besondere Ausbildung der End- und Zwischenlager sowie
der Welle selbst ein wartungsfreier Betrieb möglich ist. Die End- und Zwischenlager
sind vorteilhaft als Trockenlager ausgebildet, so daß sie auch bei größtem Schlammanfall
mit den reibenden und führenden Teilen immer im nicht vom Schmutzwasser bzw.
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Schlamm beeinträchtigten Bereich laufen.
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Eine weitere günstige Anordnung wird dadurch erreicht, daß die Welle
über Kardangelenk mit dem Antriebsmotor verbunden ist.
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Der Antriebsmotor selbst bleibt so von jeder Art von unregelmäßigen
Belastungen unbeeinträchtigt. Die lange Welle kann seitliche Bewegungen ausführen,
wobei sie durch das End-und die Zwischenlager ausreichend geführt ist. Dabei ist
die Welle über das Kardangelenk, das oberhalb des Wasserüberlaufes angeordnet ist,
mit dem Antriebsmotor verbunden.
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Auf diese Weise werden Beanspruchungen des Kardangelenkes vermieden
bzw. es ist vorteilhaft leicht zugänglich.
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Die Länge des in das Außenrohr und damit in den Behälter eingesetzten
Innenrohres und auch der Abstand zwischen beiden kann variiert werden. Dabei ist
es vorteilhaft, das Innenrohr über versetzt angeordnete Abstandshalter am Außenrohr
in einem Abstand zu halten, der oben geringer ist als unten. Vorteilhaft ist es,
den Abstand veränderbar zu gestalten. Damit tritt bereits in dem Hohlraum, der zwischen
Innenrohr und Außenrohr gebildet ist, eine Verlangsamung des Wasserstroms ein, die
zum Absinken der Schlammteilchen führt.
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Eine einfache und zweckmäßige, d.h. insbesondere auch wartungsfreundliche
Ausbildung ist darin zu sehen, daß der Reinwassereinlauf in eine eckige oder runde
Einlaufrinne erfolgt, die höhenverstellbar ausgebildet ist. Ein gleichmäßiger Ablauf
des gereinigten Wassers ist möglich, wobei die Einlaufrinne so eingestellt werden
kann, daß das Wasser überall gleichmäßig einläuft. Auch kann so gegebenenfalls die
Höhe der Beruhigungszone den jeweiligen Verhältnissen gut angepaßt werden.
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Nach einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist das untere
Ende der Welle als nach oben geschlossener Hohlzylinder
ausgebildet,
in den der Stempel mit Kopf eingeführt ist.
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Der Hohlzylinder ist somit in vorteilhafter Weise in die Welle integriert,
wobei es nicht einmal notwendig ist, die Welle unbedingt als Hohlwelle auszubilden,
vielmehr kann der Hohlzylinder auch durch eine entsprechende Bohrung geschaffen
werden. Da das Gewicht der Welle und des Krählwerkes in der Regel über das Kardangelenk
vom Axiallager des Antriebsmotors aufgefangen wird, dient das am untere Ende des
Schlammabscheiders angeordnete Lager nicht als Traglager, sondern nur als Richtungslager,
so daß bei dem Abschluß der Hohlachse durch eine entsprechende Platte diese kein
Gewicht aufnehmen muß. Die in dem nach unten offenen Hohlzylinder befindliche Luft
wirkt als Puffer, so daß nur so viel Wasser bzw. Wasser und Schlamm in den Hohlraum
vordringen kann, bis der Luftdruck in diesem Bereich ebenso groß ist, wie der Druck
des Wasserschlamm-Gemisches. Bei den gegebenen Verhältnissen in derartigen Schlammabscheidern
kann davon ausgegangen werden, daß das zur Verfügung stehende Luftvolumen etwa auf
die Hälfte zusammengedrückt wird.
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Bezüglich des Zwischenlagers ist es vorteilhaft, einen Hohlzylinder
mit der Welle zu verbinden, in den der an Stützstreben ruhende Lagerbock eingeführt
ist. Ein derartiges Zwischenlager kann die auftretenden Kräfte ohne weiteres übernehmen,
zumal die der Reibung unterworfenen Teile im trockenen Bereich wie auch beim Endlager
liegen.
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Um die noch auftretenen Kräfte ausreichend abfangen zu können und
eine sichere Führung der Welle zu gewährleisten, ist nach einer weiteren Ausbildung
der Erfindung vorgesehen, daß der Stemszelkops des Endlagers und der Lagerbock des
Zwischenlagers mit duroplastischem Kunststoff beschichtet sind bzw. eine Hülse tragen
oder daß die Hülse in den Hohlzylinder eingesetzt ist.
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Falls zweck#m#Big oder notwendig, kann der Stempelkopf und zusätzlich
die Innenwand des Hohlzylinders noch mit Kunststoff beschichtet sein, so daß vorteilhaft
gleiche Materialien aneinanderreiben, was zu einer geringstmöglichen Abnutzung und
damit zur praktischen Wartungsfreiheit führt.
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Da bei der erfindungsgemäßen Ausbildung sichergestellt ist, daß die
jeweils reibenden Teile nicht durch Schlamm oder Wasser beeinträchtigt werden können,
ist nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung vorgesehen, daß der Kopf des End-
oder Zwischenlagers ein oder mehrere Rollenlager aufweist. Rollenlager sind unter
den gegebenen Umständen praktisch wartungsfrei zu betreiben, so daß auch diese Lösung
zu dem vorteilhaften wartungsarm bzw.
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wartungsfrei arbeitenden Schlammabscheider führt.
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Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß bei erhöhter
Abscheide- bzw. Klärwirkung des Schlammabscheiders und damit erhöhtem Anfall an
Schlamm eine sichere und wartungsfreie Führung und ein entsprechender Antrieb der
Welle des Krählwerkes gegeben ist. Dies ist besonders bei derartigen Schlammabscheidern
von Vorteil, weil naturgemäß die Wartung der Einbauten nur im Stillstand und nach
abgelassenem Inhalt möglich ist, was somit jeweils zu erheblichen betriebstechnischen
Problemen führt. Die vorliegende Erfindung zeichnet sich somit durch einen sehr
hohen technischen Fortschritt aus Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der
ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen
dargestellt ist. Es zeigen:
Fig. 1 einen Schlammabscheider im Schnitt,
Fig. 2 einen Schlammabscheider in Draufsicht, Fig. 3 ein Endlager im Schnitt und
Fig. 4 ein Zwischenlager im Schnitt.
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Fig. 1 zeigt den Schlammabscheider in Gesamtansicht, wobei dessen
Behälter 1 in einen zylindrischen Teil 2 und eine Spitze 3 mit Schlammauslaß 4 unterteilt
ist. Mittig ist das Krählwerk 5 angeordnet. Der gesamte Behälter 1 ruht auf drei
oder mehr Stützen 6 oder eines durchgehenden Standgerüstes.
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Der Behälter 1 ist im oberen Teil als Außenrohr 7 ausgebildet, in
dem ein Innenrohr 8 angeordnet ist. In den zwischen Außen- und Innenrohr 8 gebildeten
Hohlraum ist tangential eine Eingabe 9 für das Schmutz- oder Prozeßwasser vorgesehen,
wobei Fig. 2 insbesondere die tangentiale Eingabe des Schmutz- bzw. Prozeßwassers
verdeutlicht.
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Das Schmutz- oder Prozeßwasser wird durch die tangentiale Einleitung
über das Rohr 15 in eine spiralförmige Bewegung versetzt und dementsprechend langsam
nach unten geleitet, wobei bereits Schmutzteile abgeschieden werden und absinken.
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Der Vorgang wird dadurch begünstigt und beeinflußt, daß der Abstand
von Innen- und Außenrohr 7, 8 von oben nach unten zunimmt. Der Abstand kann den
jeweiligen Gegebenheiten entsprechend geändert werden. Nach Passieren der Umlenkung
13 wird das Wasser nach oben umgeleitet und kann dann durch den sehr großen Querschnitt
in Richtung Wasserüberlauf zurückströmen. Aufgrund der Querschnittserweiterung tritt
eine Verlangsamung der Strömung ein, so daß eine weitere Abscheidung von Schmutzteilchen
und Schlamm eintritt.
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Der Wasserüberlauf ist, wie auch anhand der Fig. 2 verdeutlicht wird,
durch mehrere, vorzugsweise runde eckige Einlaufrinne 10 etwa in der Mitte des Behälters
1 angeordnet.
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Das Abflußrohr 14 wird dann parallel zur Welle 18 nach unten
geführt
und tritt dann aus dem Rohrmantel bzw. aus dem Außenrohr 7 aus. Dabei ist es möglich,
die Einlaufrinne 10 so anzuordnen, daß das.Abflußrohr#14.#ann nicht mehr wartungsfrei
parallel zur Welle 18 verläuft.
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Die Welle 18 ist am Boden 16 und über ihre Länge verteilt an mehreren
Stellen geführt. Sie wird über den Antriebsmotor 19, mit dem sie über das Kardangelenk
20 verbunden ist, angetrieben.
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Am unteren Ende der Welle 18 ist diese mit mehreren Schabern 22,
23 versehen, um Anbackungen im Bereich der Spitze 3 zu vermeiden. Im unteren Bereich
ist das Knetwerk 24 dicht über dem Endlager 25 angeordnet.
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Das auf dem Boden 16 angeordnete Endlager 25 und das an Stützstreben
27 angeordnete Zwischenlager 26 wird anhand der Fig. 3 und 4 weiter erläutert. Dabei
verdeutlichen die Figuren, daß die im Hohlraum zwischen Außen- und Innenrohr 7,
8, der durch die das Innenrohr 8 haltenden Abstandshaltern 29, 30 geschaffen und
bestimmt ist, abgetrennten Schlammteilchen und auch das Wasser selbst die Lager
im Bereich des Endlagers 25 und 26 nicht beeinträchtigen können, weil diese als
Trockenlager ausgebildet sind.
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Fig. 3 zeigt die Ausbildung des Endlagers 25, das von dem Hohlzylinder
33 umschlossen ist. Der Hohlzylinder 33 ist dabei das untere Ende 34 der Welle 18,
die als Hohlwelle ausgebildet und durch die Trennwand abgeschlossen ist.
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Auf der Innenseite der hohlen Welle kann eine Hülse 37 angeordnet
sein, die aus Kunststoff besteht. Dargestellt ist eine Ausbildung bei der die Hülse
37 den Kopf 36 des Stempels 35 umgibt und ohne weiteres an dem Hohlzylinder reiben
kann. Der angedeutete Wasserspiegel 41 liegt so, daß die aneinanderreibenden Flächen
und Teile dadurch nicht beeinträchtigt werden.
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Das gleiche wird bei einem Zwischenlager 26 dadurch erreicht, daß
die Welle mit einem nach unten offenen Hohlzylinder 39 verbunden ist, der das Zwischenlager
26 umschließt. Das Zwischenlager 26 wird dabei durch einen Lagerbock 38 gebildet,
der mit den Stützstreben 27 verbunden in den Hohlzylinder 39 hineinragt und am oberen
Ende beispielsweise Rollenlager 38 trägt. Die Rollenlager 38 liegen dabei ebenfalls
im trockenen Bereich, wie durch die Andeutung des Wasserspiegels 41 verdeutlicht
ist.