DE3824295C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Klärvorrichtung zum Abschei­ den suspendierter, sinkfähiger und schwimmfähiger Stoffe aus einer Flüssigkeit mit einem von der Flüssigkeit im wesentlichen horizontal durchströmten Separator mit mehreren zu einem quaderförmigen Plattenstapel zusammengepackten Lamellenplatten, die Strömungskanäle begrenzen und aus abwechselnd in entgegengesetzten Richtungen im gleichen Winkel zur Vertikalen geneigten und an ihren benachbarten Längskanten miteinander verbundenen Lamellen bestehen, wobei die Lamellenplatten durch ein quaderförmiges Gehäuse zusammengehalten sind.

Eine Klärvorrichtung der angegebenen Art ist aus der DE-PS 44 37 988 bekannt. Bei dieser bekannten Klärvorrichtung weisen die Lamellenplatten an ihren vier Ecken und an ihren Stirnseiten Verbindungsmittel in Form von abgestuften, ineinander steckbaren Zapfen auf, die den Mindestabstand der Platten festlegen und die Platten in ihrer Lage zueinander fixieren. Diese bekannte Anordnung hat den Nachteil, daß bei vertikaler Ausrichtung der Lamellenplatten das gesamte Plattengewicht von den unteren, auf den Behälterboden aufstehenden Plattenteilen aufgenommen werden muß, so daß die Platten aufgrund ihrer Elastizität ausknicken und sich soweit verformen können, daß sie einander berühren und dadurch in ihrer Wirkung beeinträchtigt sind. Als nachteilig wird bei der bekannten Vorrichtung ferner angesehen, daß die Ausbildung der gestuften Zapfen an den Ecken und Rändern der Platten ein aufwendiges Herstellungsverfahren erfordert und daß der Zusammenhalt des Plattenstapels durch die Zapfen den Anforderungen bei Transport und Montage nur unzureichend genügt.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, eine Klärvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die auf einfache und kostengünstige Weise herstellbar ist und bei der eine Anzahl von Lamellenplatten zu einer leicht handhabbaren baulichen Einheit verbunden und an unerwünschten Verformungen gehindert ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß mehrere Öffnungen der Lamellenplatten von Stäben durchdrungen sind, deren Enden an Streben eines den Plattenstapel umgebenden Käfigs lösbar befestigt sind.

Mit der Erfindung wird ein Stapel von Lamellenplatten zu einer in sich stabilen baulichen Einheit verbunden, die sich leicht transportieren und auf einfache Weise in Anlagen unterschiedlicher Ausgestaltung einbauen läßt. Durch den quaderförmigen Käfig wird diese bauliche Einheit in einem solchen Maße stabilisiert, daß sich mehrere Einheiten übereinanderstapeln lassen. Dies erleichtert nicht nur den Transport, sondern ermöglicht auch den Einbau mehrerer Plattenstapel über- und nebeneinander zur Schaffung einer Klärvorrichtung größerer Leistung. Die einzelnen Lamellenplatten können, da sie durch den Käfig gestützt und gehalten werden, eine vergleichsweise geringe Festigkeit haben und daher aus einem dünnen und leichten Material bestehen. Entsprechend läßt sich in einem Käfig bei einem vorgegebenen Plattenabstand eine große Anzahl von Lamellenplatten unterbringen und dementsprechend eine große Plattenoberfläche realisieren. Die Klärleistung kann daher mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Vergleich zu der bekannten Vorrichtung deutlich gesteigert werden. Durch die Stäbe werden die einzelnen Lamellenplatten an einer Verformung innerhalb des Käfigs gehindert, gleichgültig ob sie in horizontaler oder vertikaler Richtung angeordnet sind. Bei vertikaler Anordnung hängen die Lamellenplatten auf den Stäben. Sind die Lamellenplatten horizontal angeordnet, wobei sie mit ihren Abstandsnoppen aufeinanderliegen, so verhindern die Stäbe ihre Verlagerung in horizontaler Richtung und eine Veränderung des Anstellwinkels der einzelnen Lamellen. Zur Vereinfachung der Montage des Plattenstapels kann nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung vorgesehen sein, daß die Öffnungen, in welche die mit dem Käfig verbindbaren Stäbe eingreifen, durch nach außen offene Ausschnitte in den zu den Längskanten der Lamellen senkrechten Stirnkanten der Lamellenplatten gebildet sind. Dies hat den Vorteil, daß die Stäbe von außen in die Öffnungen einlegbar sind und nach dem Einsetzen des Plattenstapels in den Käfig unmittelbar mit den Eckstreben des Käfigs verschraubt werden können.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Klärvorrichtung ist einfach, da die Lamellenplatten aus ebenen, plattenförmigen Rohteilen durch Biegen oder Abkanten mit einfachen Vorrichtungen gebildet werden können. Die auf diese Weise hergestellten Lamellenplatten sind außerordentlich steif und lassen sich mit einfachen Mitteln zu einem Separatorkörper schichten, ohne daß es hierzu aufwendiger Montagevorgänge bedarf. Durch ihre gegenseitige Verbindung an den Längs­ kanten wird zudem eine erhebliche Versteifung der einzel­ nen Lamellen erzielt, so daß die Dicke der Lamellen gerin­ ger und somit der Materialaufwand zur Herstellung der Klär­ vorrichtung verringert werden kann. Die erfindungsgemäße Klärvorrichtung zeichnet sich weiterhin durch eine hohe Variabilität aus, da die Anzahl der Lamellenplatten belie­ big variiert werden kann. Schließlich konnte mit der erfin­ dungsgemäßen Klärvorrichtung eine Leistungssteigerung er­ zielt werden, was auf die günstigen, durch Haltereinrich­ tungen für die Lamellen nicht gestörten Strömungsverhält­ nisse zwischen den Lamellenplatten zurückzuführen ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich gleicher­ maßen zur Abscheidung sinkfähiger und schwimmfähiger Sub­ stanzen, wobei sich für die Abscheidung sinkfähiger Sub­ stanzen eine vertikale Anordnung der Lamellenplatten und für die Abscheidung schwimmfähiger Substanzen eine hori­ zontale Anordnung der Lamellenplatten als besonders zweck­ mäßig erwiesen haben.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Lamellenplatten derart zueinander ausgerichtet, daß die Lamellen benachbarter Lamellenplatten gleiche Abstände voneinander haben. Hierdurch entstehen praktisch gleiche Strömungsverhältnisse in allen Strömungskanälen des Sepa­ rators, so daß eine optimale Ausnutzung des jeweils ver­ fügbaren Einbauraums möglich ist. In Sonderfällen kann es jedoch auch sinnvoll sein, die Lamellenplatten versetzt zueinander anzuordnen, so daß Strömungskanäle unterschied­ lichen Querschnitts entstehen.

Eine günstige Betriebsweise der Klärvorrichtung wird erfin­ dungsgemäß erzielt, wenn jeweils zwei miteinander verbun­ dene Lamellen einen Winkel von 120 Grad einschließen. Bei vertikaler Anordnung der Lamellenplatten ergibt sich dann ein Neigungswinkel der einzelnen Lamellen gegenüber der Horizontalen von 60 Grad, der zu einem guten Selbst­ reinigungsverhalten der Klärvorrichtung führt. Für die Abscheidung schwimmfähiger Substanzen ist ein horizontaler Einbau der Lamellenplatten besonders günstig, wobei die einzelnen Lamellen einen Neigungswinkel von 30 Grad gegen­ über der Horizontalen haben. Um bei einer solchen horizon­ talen Anordnung das Aufsteigen der an den Lamellen abge­ schiedenen, schwimmfähigen Substanzen zu ermöglichen, sind erfindungsgemäß längs der Verbindungsstellen der Lamellen im Abstand voneinander Öffnungen vorgesehen.

Die erfindungsgemäßen Lamellenplatten eignen sich besonders zur Herstellung aus einem thermoplastischen Kunststoff. Hierbei können die Platten entweder aus ebenem plattenförmigen Material gebogen oder auch mit erfindungsgemäßer Profilierung extrudiert werden.

Die Erfindung schlägt weiterhin vor, daß die Lamellenplatten aus einem Kunststoff hergestellt werden, dessen Dichte annähernd gleich oder kleiner ist als die Dichte der zu klärenden Flüssigkeit. Dies hat den Vorteil, daß die Lamellenplatten in der Flüssigkeit schweben, wobei sie bei einer unter der Flüssigkeitsdichte liegenden Dichte noch in der Lage sind, das Gewicht der angela­ gerten Sedimente zu tragen. Hierdurch können die Lamel­ lenplatten sehr dünn und leicht ausgebildet sein, ohne daß dadurch im Betrieb ihre Formgestalt beeinträchtigt wird. Bei Klärvorrichtungen für Wasser wird erfindungs­ gemäß vorgeschlagen, die Lamellenplatten aus hochdruckver­ netztem Polyäthylen (HDPE) herzustellen, dessen Dichte etwas geringer ist als die Dichte des Wassers.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeich­ nung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Separators für eine erfindungsgemäße Klärvorrichung beim Zusammenbau und

Fig. 2 einen Teilschnitt durch den Separator gemäß Fig. 1 quer zur Strömungsrichtung.

Fig. 1 zeigt die wesentlichen Bauelemente eines Separa­ tors für eine erfindungsgemäße Klärvorrichtung, mit der ein Wasserstrom oder ein Strom einer anderen Flüssigkeit geklärt werden kann, indem in der Flüssigkeit suspendierte, schwimm- oder sinkfähige Stoffe von ihr getrennt werden. Der Separator besteht aus einem quaderförmigen Käfig 1, der aus Profilstäben, vorzugsweise aus rostfreiem Stahl, hergestellt ist. In den Käfig 1 ist von oben ein Stapel 2 aus einzelnen Lamellenplatten 3 einsetzbar. Die Abmessungen des Käfigs 1 und des Stapels 2 sind dabei so aufeinander abgestimmt, daß die einzelnen Lamellenplatten nach dem Einsetzen des Stapels 2 in den Käfig 1 durch die Käfig­ stäbe zusammengehalten werden. Auf der Oberseite können nach dem Einsetzen des Stapels 2 zusätzliche Halteschienen an den Käfig 1 angebracht werden, um den Stapel 2 sicher mit dem Käfig 1 zu verbinden.

Die Lamellenplatten 3 haben ein sich in Längsrichtung er­ streckendes Zick-Zack-Profil, durch welches einzelne, ebene Lamellen 4 gebildet werden, die zur Grundebene der Lamellenplatten abwechselnd in entgegengesetzten Rich­ tungen im gleichen Winkel geneigt sind und an ihren Längskanten 5 miteinander in Verbindung stehen, wobei sie jeweils in einem Winkel von 120 Grad aufeinander treffen. Jede der abgebildeten Lamellenplatten 3 besteht somit aus dreizehn Lamellen 4, die an zwölf Längskanten 5 miteinander in Verbindung stehen. An den jeweils zwei Lamellen 4 verbindenden Längskanten 5 sind im Abstand voneinander mehrere Öffnungen 6 vorgesehen, durch die die Flüssigkeit hindurchtreten kann. Weiterhin sind je­ weils auf einer Seite der Lamellenplatten 3 einzelne La­ mellen 4 mit aus der Lamellenoberfläche hervorstehenden Abstandsnoppen 7 versehen, die durch plastische Verformung des Plattenwerkstoffs gebildet sind.

Um die Lamellenplatten 3 innerhalb des Käfigs 1 besser halten zu können und eine Verformung der Lamellenplatten vor allem beim Transport des mit Lamellenplatten gefüll­ ten Käfigs zum Einsatzort zu vermeiden, weisen die Lamel­ lenplatten 3 an ihren Stirnkanten 8 nach außen offene Ausschnitte 9 auf. In die Ausschnitte 9 sind Stäbe 10 eingelegt, die sich über die gesamte Breite des Sta­ pels 2 erstrecken und deren Enden mit den Eckstreben 11 des Käfigs 1 verschraubt werden können. Hierzu weisen die Stäbe 10 an ihren Enden Gewindebohrungen 12 auf, in die von außen durch Bohrungen 13 in den Eckstreben 11 hindurchgesteckte Schrauben eingeschraubt werden.

Zur Bildung einer erfindungsgemäßen Klärvorrichtung wer­ den in einen in einem Behälter ausgebildeten Strömungspfad, der von der zu klärenden Flüssigkeit horizontal durchflos­ sen wird, ein oder mehrere von Käfigen 1 zusammengehaltene Stapel 2 aus Lamellenplatten 3 so eingesetzt, daß sich die Lamellen 4 in Strömungsrichtung erstrecken. Sollen sinkfähige bzw. sink- und schwimmfähige Stoffe aus der Flüssigkeit abgetrennt werden, so werden die Stapel 2 so angeordnet, daß ihre Lamellenplatten 3 aufrecht stehen. Die einzelnen Lamellen 4 sind somit in einem Winkel von 60 Grad zur Vertikalen geneigt, so daß die sich anlagern­ den sinkfähigen Partikel auf den Lamellen 4 nach unten gleiten können, um über die Längskanten 5 der Lamellen 4 in den Zwischenraum zwischen den Platten 3 zu gelangen, durch den sie nach unten in einen unterhalb des Stapels vorgesehenen Sammelbehälter absinken. Gleichzeitig können schwimmende Substanzen sich an den Unterseiten der Lamel­ len 4 anlagern, von wo sie ebenfalls durch den Zwischen­ raum zwischen den Lamellenplatten 3 nach oben steigen, wo sie oberhalb des Plattenstapels, beispielsweise über eine Überlaufkante, abgeleitet werden können. Sollen nur schwimmfähige Substanzen mit Hilfe des erfindungsgemäßen Separators abgetrennt werden, so hat sich eine um 90 Grad gedrehte Anordnung des Stapels 2, bei der die Lamellen­ platten 3 horizontal aufeinanderliegen, als günstig er­ wiesen. Die schwimmfähigen Substanzen, beispielsweise suspendierte Flüssigkeitströpfchen, lagern sich dann an den in einem Winkel von 30 Grad zur Horizontalen geneig­ ten Lamellen an und sammeln sich jeweils an der Unterseite der miteinander verbundenen Längskanten 5 der Lamellen 4, von wo sie durch die Öffnungen 6 in größeren Tropfen oder schwimmfähigen Agglomeraten nach oben geleitet werden.

Die erfindungsgemäße Klärvorrichtung bietet somit viel­ seitige Anwendungsmöglichkeiten. So können beispiels­ weise in einer Klärvorrichtung auch mehrere Plattenstapel in unterschiedlicher Lage übereinander oder hintereinander angeordnet werden, um je nach dem Abscheidungsverhalten der in der zu klärenden Flüssigkeit suspendierten Stoffe optimale Abscheidungsbedingungen zu schaffen. Dabei lassen sich die Separatoren auf einfache Weise herstellen und durch Variation ihrer Lamellenplattenzahl unterschiedlichen baulichen Gegebenheiten anpassen. Schließlich ist das War­ ten und Reinigen der erfindungsgemäßen Klärvorrichtungen sehr einfach, da die Separatoren leicht demontiert werden können.

Claims (5)

1. Klärvorrichtung zum Abscheiden suspendierter, sinkfähiger und schwimmfähiger Stoffe aus einer Flüssigkeit mit einem von der Flüssigkeit im wesentlichen horizontal durchströmten Separator mit mehreren zu einem quaderförmigen Plattenstapel (2) zusammengepackten Lamellenplatten (3), die Strömungskanäle begrenzen und aus abwechselnd in entgegengesetzten Richtungen im gleichen Winkel zur Vertikalen geneigten und an ihren benachbarten Längskanten miteinander verbundenen Lamellen bestehen, wobei die Lamellenplatten durch ein quaderförmiges Gehäuse zusammengehalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Öffnungen (6, 9) der Lamellenplatten (3) von Stäben (10) durchdrungen sind, deren Enden an Streben (11) eines den Plattenstapel (2) umgebenden Käfigs (1) lösbar befestigt sind.

2. Klärvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen, in welche die mit dem Käfig (1) verbindbaren Stäbe (10) eingreifen, durch Ausschnitte (9) in den Stirnkanten (8) der Lamellenplatten (3) gebildet sind.

3. Klärvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellenplatten (3) aus einem thermoplastischen Kunststoff bestehen, dessen Dichte annähernd gleich oder kleiner ist als die Dichte der zu klärenden Flüssigkeit.

4. Klärvorrichtung für Wasser nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellenplatten (3) aus hochdruckvernetztem Polyäthylen (HDPE) bestehen.

5. Klärvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei miteinander verbundene Lamellen (4) einen Winkel von 120 Grad einschließen.