DE3235458C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rechenreinigungsvorrich­ tung für strömende Gewässer mit einem quer vor dem Rechen angeordneten Reinigungsbalken, der an einer Schlittenanordnung befestigt und mit dieser in einer zur Ebene des Rechens etwa parallelen Führungsanordnung über einen doppeltwirkenden Hub­ zylinder auf- und abbewegbar und derart verschwenkbar ist, daß die am Reinigungsbalken sitzenden Reinigungs­ zinken in die Zwischenräume zwischen den Rechen­ stäben ein- und ausschwenkbar sind, wobei sich in der Ruhestellung alle Teile der Vorrichtung oberhalb des höchsten Wasserspiegels befinden.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der Deutschen Offenlegungsschrift 25 00 067 bekannt. Hier ist auf der dem Rechen zugewandten Seite des Schlittens eine Harke in Richtung auf den Rechen schwenkbar angelenkt, deren Zähne in die Rechenzwischenräume ein- und ausschwenkbar sind, während der Schlitten längs einer geradlinigen, zur Rechenebene parallelen Führung hydraulisch auf- und abbewegt wird.

Zweckmäßigerweise sind bei der bekannten Vorrichtung alle anfälligen Bauteile über dem Wasserspiegel angeordnet, also weitgehend wartungsfrei und gegenüber Korrosion und Frost geschützt.

Nachteilig an der bekannten Vorrichtung ist die instabile Schlittenführung, da der doppeltwirkende Hubzylinder nicht direkt am Schlitten angreift, sondern über ein Seil oder eine Kette, welche über eine Umlenkrolle am Ende des Kolbens geführt ist, mit dem Schlitten verbunden ist. Dies setzt voraus, daß der Schlitten durch sein Eigengewicht in der Führung nach unten fährt, was bei einer Verschmutzung der Führung durch die aus dem Bachbett entnommenen Fremdstoffe leicht zu Betriebsstörungen führen kann. Außerdem trägt auch noch die schwenkbare Anordnung der Harke am Schlitten ohne seitliche Abstützung der ausgeschwenkten Harke dazu bei, daß die Vorrichtung im Betrieb anfällig ist und daher für einen automatischen Betrieb ohne Über­ wachung durch eine Bedienungsperson nur bedingt geeignet ist.

Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine stabile Reinigungsvorrichtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, welche unabhängig von den örtlichen Gegebenheiten weitgehend vorfertig­ bar ist und durch welche ein zuverlässiger, störungs­ freier Betrieb gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird, ausgehend von der bekannten Vorrichtung, dadurch gelöst,
daß der Reinigungsbalken mit dem unteren Ende der Schlittenanordnung fest verbunden ist,
daß der Hubzylinder unmittelbar zwischen Schlittenan­ ordnung und Führungsanordnung abgestützt ist und
daß die Führungsanordnung mit der Schlittenanordnung und dem Reinigungsbalken mittels einer hydraulischen Schwenkzylinderanordnung um eine Querachse an einem über dem Gewässer angeordneten Ständer verschwenkbar abgestützt ist.

Besonders wesentlich an dieser Merkmalskombination ist, daß der am unteren Ende der Schlittenanordnung befestigte Reinigungsbalken dadurch in die Arbeits­ position am Rechen gebracht bzw. von diesem wieder entfernt wird, daß die gesamte Führungsanordnung, in welcher der Schwenkzylinder längs verfahrbar ist, gegenüber dem Ständer verschwenkt wird. Dadurch und durch das Merkmal, daß der Hubzylinder unmittelbar zwischen Schlittenanordnung und Führungsanordnung abgestützt ist, gelingt es, einfache Bewegungsabläufe mit wenig bewegten Teilen zu verwirklichen. Dank der stabilen Führung aller Bewegungsabläufe ergibt sich eine insgesamt robuste, wenig störungsanfällige Konstruktion, welche sich besonders für den Betrieb mittels einer automatischen Steuervorrichtung, d. h. ohne Aufsichtsperson eignet. Nur während des Reinigungsbetriebs taucht der Reinigungsbalken in das Wasser ein; im übrigen befinden sich alle Bauteile der Vorrichtung ständig über der Wasserober­ fläche und sind damit gegen erhöhte Korrosion ge­ schützt. Lediglich der Reinigungsbalken ist in seiner Dimensionierung an das Bachbett anzupassen; alle übrigen Teile der Vorrichtung können im Her­ stellungsbetrieb vorgefertigt werden. Hierfür können durchwegs einfache, im Handel erhältliche Bauteile verwendet werden, wie weiter unten zur Beschreibung eines Ausführungsbeispiels näher erläutert wird.

Eine vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, daß die Führungsanordnung über die hydraulische Schwenkzylinderanordnung gegenüber dem Ständer außerhalb dessen Querachse vorzugsweise nachgiebig abgestützt ist. Ein derartiger Schwenkzylinder ist mit geringem Aufwand verbunden und gewährleistet dennoch stabile Führungsverhältnisse sowie eine günstige Hebelübersetzung. Im Falle seiner nach­ giebigen Abstützung gegenüber dem Ständer wird sichergestellt, daß der Reinigungsbalken bei unüber­ windlichen Hindernissen durch Ausschwenken der Führung ausweichen kann, wodurch Schäden an der Reinigungsvorrichtung vermieden werden. In diesem Sinne ist nach einer weiteren Ausgestaltung vorge­ sehen, daß zusätzlich zur hydraulischen Schwenk­ zylinderanordnung eine Federeinrichtung vorgesehen ist, welche die Führungsanordnung gegen den Rechen vorspannt.

Besonders vorteilhafte Führungsverhältnisse und ein verbesserter Korrosionsschutz sind dadurch erzielbar, daß nach einem weiteren Erfindungsvorschlag die Schlittenanordnung und die Führungsanordnung als teleskopartig zusammenwirkende Rohre ausgebildet sind.

Bei breiten Gewässern ist es zweckmäßig, daß der Reinigungsbalken in seiner Längsrichtung die Breite der Schlittenanordnung überragt und seine seitlich auskragenden Abschnitte über zusätzliche Streben, Spannseile oder dergleichen an der Schlittenanordnung abgestützt sind.

Eine mit besonders geringem Aufwand verbundene konstruktive Ausführungsvariante sieht vor, daß die Schlittenanordnung und die Führungsanordnung aus gleichartigen Rahmen aus mit ihren Schenkeln einander zugewandten U-Profilen bestehen, die durch Querstreben miteinander verbunden sind, wobei der Rahmen der Schlittenanordnung in den Rahmen der Führungsanordnung verschachtelt ist; Führungsanordnung und Schlittenanordnung können dabei über zwischen beiden wirkende Laufrollen verfahrbar sein.

Für den automatischen Betrieb der Reinigungsvorrich­ tung ist zweckmäßig eine den Hubzylinder und den Schwenkzylinder für jeden Reinigungszyklus nach einem vorbestimmten Programm in Abhängigkeit von der Veränderung des Durchströmungswiderstandes des Rechens steuernde Steuervorrichtung vorgesehen, wobei der Durchströmungswiderstand des Rechens durch Meßsonden bestimmt werden kann, welche den Wasserstand vor und hinter dem Rechen messen.

Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Reinigungsvor­ richtung bei Kleinkraftwerken genügt es im allge­ meinen, daß nur eine Schlittenanordnung und eine Führungsanordnung mittig über dem Gewässer angeordnet sind, wobei der Reinigungsbalken wiederum mittig am Schlitten befestigt ist. Diese Anordnung bereitet in vielen Fällen keine räumlichen Schwierigkeiten, weil das Gewässerbett hinter dem Rechen als Einlauf für die Wasserturbine nach oben durch eine Betondecke abgedeckt ist, auf der auch Platz für die Anbringung des Ständers vorhanden ist.

Da die Bewegung des Reinigungsbalkens während eines Reinigungszyklus außerordentlich langsam abläuft, können statt einer Rollenführung auch einfache Gleitführungsstücke, z. B. aus einem reibungsarmen Kunststoff, vorgesehen sein.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der schematischen Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 die Reinigungsvorrichtung in einer bevorzugten Ausführungsform in der Ansicht von vorne und

Fig. 2 die Reinigungsvorrichtung im eingebauten Zustand in Seitenansicht, teilweise geschnitten.

Die in Fig. 1 gezeigte Rechenreinigungsvorrichtung dient zur Auf- und Abbewegung eines Reinigungsbalkens 1 entsprechend dem Pfeil 2 entlang einem in Fig. 1 nicht dargestellten Rechen. Der Reinigungsbalken 1 ist am unteren Ende einer langgestreckten Schlitten­ anordnung befestigt. Diese besteht aus zwei mit ihren Schenkeln einander zugewandten langgestreckten U-Profilen, die über Querstreben 7, 9, 10 miteinander zu einem starren Rahmen verbunden sind. Diese Schlittenanordnung ist in einem gleichartigen Rahmen der Führungsanordnung 5 eingeschachtelt, der eben­ falls aus zwei langgestreckten U-förmigen Profilen besteht, die mit ihren Schenkeln einander zugewandt sind und durch Querstreben 6 und 7 zu einem starren Rahmen miteinander verbunden sind. An den Außenseiten der Schlittenanordnung 3 sind Laufrollen 8 vorgesehen, die in das Profil der Führungsanordnung 5 eingreifen. Am oberen Ende der Führungsanordnung ist an der zugeordneten Querstrebe 6 ein Widerlager 11 für einen hydraulischen Hubzylinder 12 vorgesehen, dessen unteres Ende an einem Widerlager 13 der zugeordneten Querstrebe 10 der Schlittenanordnung angebracht ist. Auf diese Weise läßt sich der Schlit­ ten mit Hilfe des Hubzylinders 12 in Längsrichtung der Führungsanordnung verschieben.

Bei größerer Länge des Reinigungsbalkens 1 kann dieser an außermittig liegenden Punkten durch zu­ sätzliche Streben 14 an einer Querstrebe 10 der Schlittenanordnung verankert sein, um so die Stabili­ tät der Anordnung noch zu erhöhen.

Fig. 2 zeigt an einem etwas abgewandelten Ausführungs­ beispiel die Anordnung der Rechenreinigungs­ vorrichtung über einem Rechen.

Der Rechen besteht aus oberen und unteren Querstreben 23 zwischen den schräg nach unten und entgegen der Strömungsrichtung 21 des Gewässers 22 geneigte, hochkant gestellte Flacheisen als Gitterstäbe 24 vorgesehen sein können. Der Rechen erstreckt sich über die ganze Breite eines eine Einfassung 20, z. B. aus Beton, aufweisenden Bachbettes und ist an Böcken 25 an den beiden Ufern abgestützt. Hinter dem Rechen ist das Bachbett nach oben durch eine Betondecke 26 abgedeckt, die den Beginn des Einlaufs für die nachgeschaltete Wasserturbine bestimmt. Hinter dem Rechen ist eine Sammelrinne 27 für das vom Rechen ausgeräumte Feststoffgut angeordnet. Die Rinne kann mit einem Bandförderer oder dgl. versehen sein. Sie kann aber auch als Schwemmrinne ausgebildet sein.

Auf der Betondecke 26 ist mittig über dem Bach ein Ständer 28 angeordnet. Dieser trägt an seinem oberen Ende eine Querachse 35, an der schwenkbar eine rahmenartige Führungsanordnung angeordnet ist. Diese besteht aus zwei U-förmigen Profilen, von denen nur eines 31 zu sehen ist und die durch Querteile 32, 33 und 34 zu einem starren Rahmen miteinander verbunden sind, an dessen oberem Ende ein Hubzylinder 38 abgestützt ist. In die Führungsan­ ordnung ist eingeschachtelt die Schlittenanordnung, die ähnlich wie in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 aufgebaut ist und von der man das untere Ende bei 40 sieht. Die U-Profile der Schlittenanordnung sind durch Querteile 41, 42 und 43 starr miteinander verbunden. An dem winkelförmigen Querteil 41 ist der als Rohr ausgebildete Reinigungsbalken 29 starr befestigt, z. B. angeschweißt. Dieser weist in Strö­ mungsrichtung vorspringende Reinigungszinken 30 auf, die zwischen die Rechenstäbe 24 greifen können. An außenliegenden Punkten ist der rohrförmige Reini­ gungsbalken 29 über Seile 44 an dem Querteil 43 der Schlittenanordnung abgestützt, wobei die unteren Enden der Seile bei 45 am Reinigungsbalken befestigt sind. Der Schlitten mit dem Reinigungsbalken läßt sich entsprechend dem Pfeil 46 durch den Hubzylinder 38 auf- und abbewegen.

Es ist weiter am Ständer 28 schwenkbar ein Schwenk­ zylinder 37 angeordnet, der an der zugeordneten Querstrebe 33 der Führungsanordnung angelenkt ist. Dadurch läßt sich der Reinigungsbalken 29 entsprechend dem Pfeil 36 parallel zur Strömungsrichtung 21 bewegen.

Fig. 2 zeigt die Anordnung in der Ruhestellung; Hub- und Schwenkzylinder sind eingefahren. Alle Teile der Vorrichtung befinden sich außerhalb des Gewässers 22 und oberhalb der Oberkante des Rechens 23, 24. Bei Beginn eines Zyklus wird der Schwenk­ zylinder 37 ausgefahren, so daß die Zinken 30 von dem Rechen und von an diesem festsitzenden groben Fremdkörper freikommt. Danach wird der Hubzylinder 38 ausgefahren und der Reinigungsbalken 29 in das Wasser abgesenkt. Die Anordnung kann so getroffen werden, daß selbst bei der tiefsten Absenkstellung die Laufrollen 39 des Schlittens nicht in das Wasser eintauchen. Ist der Reinigungsbalken weit genug abgesenkt fährt der Schwenkzylinder 37 ein, so daß die Zinken oder Finger 30 in die Zwischenräume des Rechens eingreifen. Darauf wird der Hubzylinder 38 eingefahren und es werden die Fremdstoffe durch die Zinken 30 mitgenommen. Der Schwenkzylinder 37 kann in Verbindung mit dem Eigengewicht der Reinigungsvorrichtung oder in Verbindung mit zusätz­ lichen Federeinrichtungen so ausgebildet sein, daß die Reinigungsvorrichtung elastisch abgestützt ist und mit genügender Vorspannung in den Rechen eingreift, aber bei unüberwindlichen Hindernissen ausweichen kann, so daß keine Beschädigungen an der Reinigungsvorrichtung auftreten können.

Bei Erreichung des oberen Ende des Rechens kann der Reinigungsbalken durch mechanische Führungsflächen über die Oberkante des Rechens hinweggesteuert werden. Dies läßt sich aber auch durch eine Programm­ steuerung durch Betätigung des Schwenkzylinders 37 erreichen. Die Programmsteuerung steuert dabei zweckmäßigerweise beide Zylinder für jeden Arbeits­ zyklus in der vorbestimmten Reihenfolge der Bewe­ gungen. Dabei werden die Fremdstoffe über die Ober­ kante des Rechens gehoben und fallen in die Sammel­ rinne 27.

Statt U-förmiger Profile können auch teleskopartige Rohre für Schlitten- und Führungsanordnung vorgesehen sein. Zur Betätigung der Schlittenanordnung können auch zwei parallel arbeitende Arbeitszylinder vor­ gesehen sein. Statt der Laufrollen können bei der nur langsamen Bewegung der Teile, auch Gleitstücke z. B. aus reibungsarmem Kunststoff vorgesehen sein.

Die Reinigungsvorrichtung läßt sich auch automatisch steuern und zwar in Abhängigkeit von den Meßergebnissen von zwei den Wasserstand vor und hinter dem Rechen messenden Sonden, deren Meßergebnis ein Maß für die Veränderung des Durchströmungswiderstandes des Rechens ist. Die automatische Steuerung der Reinigungsvorrichtung ist möglich, da diese praktisch nicht störanfällig ist und kaum einer Wartung bedarf und daher praktisch stets einsatzbereit ist.

Die Reinigungsvorrichtung läßt sich mit Vorteil auch bei größeren Kraftwerken, bei Kläranlagen und Rechen von ähnlichen Anlagen einsetzen. Wegen ihres geringen Aufwandes und des nahezu wartungs­ freien Betriebes ist sie jedoch ganz besonders für den Einsatz bei Kleinkraftwerken geeignet.

Claims (9)

1. Rechenreinigungsvorrichtung für strömende Gewässer mit einem quer vor dem Rechen angeordneten Reini­ gungsbalken (1, 29), der an einer Schlittenanord­ nung (3) befestigt und mit dieser in einer zur Ebene des Rechens etwa parallelen Führungsan­ ordnung (5) über einen doppeltwirkenden Hubzylinder (12; 38) auf- und abbewegbar und derart ver­ schwenkbar ist, daß die am Reinigungsbalken (1, 29) sitzenden Reinigungszinken (30) in die Zwischenräume zwischen den Rechenstäben (24) ein- und ausschwenkbar sind, wobei sich in der Ruhestellung alle Teile der Vorrichtung oberhalb des höchsten Wasserspiegels befinden, dadurch gekennzeichnet, daß der Reinigungsbalken (1) mit dem unteren Ende der Schlittenanordnung (3) fest verbunden ist, daß der Hubzylinder (12; 38) unmittelbar zwischen Schlittenanordnung (3) und Führungsanordnung (5) abgestützt ist, daß die Führungsanordnung (5) mit der Schlittenanordnung (3) und dem Reini­ gungsbalken (1) mittels einer hydraulischen Schwenkzylinderanordnung (37) um eine Querachse (35) an einem über dem Gewässer angeordneten Ständer (28) verschwenkbar abgestützt ist.

2. Rechenreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsanordnung (5) über die hydraulische Schwenkzylinderanordnung (37) gegenüber dem Ständer (28) unterhalb dessen Querachse (35) nachgiebig abgestützt ist.

3. Rechenreinigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zur hydraulischen Schwenkzylinder­ anordnung (37) eine Federeinrichtung vorgesehen ist, welche die Führungsanordnung (5) gegen den Rechen vorspannt.

4. Rechenreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlittenanordnung (3) und die Führungsan­ ordnung (5) als teleskopartig zusammenwirkende Rohre ausgebildet sind.

5. Rechenreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reinigungsbalken (29) in seiner Längs­ richtung die Breite der Schlittenanordnung überragt und seine seitlich auskragenden Abschnitte über zusätzliche Streben (14, 44), Spannseile oder dgl. an der Schlittenanordnung (3) abgestützt sind.

6. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlittenanordnung (3) und die Führungs­ anordnung (5) aus gleichartigen Rahmen (40 bis 43; 31 bis 34) aus mit ihren Schenkeln einander zugewandten U-Profilen bestehen, die durch Querstre­ ben miteinander verbunden sind, wobei der Rahmen (40 bis 43) der Schlittenanordnung (3) in den Rahmen (31 bis 34) der Führungsanordnung (5) verschachtelt ist.

7. Rechenreinigungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Führungsanordnung (5) verschachtel­ te Schlittenanordnung (3) über zwischen beiden wirkende Laufrollen (39) verfahrbar ist.

8. Rechenreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß eine den Hubzylinder (12, 38) und den Schwenk­ zylinder (37) für jeden Reinigungszyklus nach einem vorbestimmten Programm in Abhängigkeit von der Veränderung des Durchströmungswiderstands des Rechens steuernde Steuervorrichtung vorge­ sehen ist.

9. Rechenreinigungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchströmungswiderstand des Rechens durch Meßsonden bestimmt wird, welche den Wasser­ stand vor und hinter dem Rechen messen.