DE4001859C2 - Siebrechen zur Entnahme von festen Bestandteilen aus strömenden Flüssigkeiten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Siebrechen zur Entnahme von festen Bestandteilen aus strömenden Flüssigkeiten, insbeson­ dere Abwasser, bestehend aus einem in einem Traggerüst mit einer Neigung in Strömungsrichtung angeordneten ortsfesten und einem durch Fremdkraft beweglichen Gitter, dessen Stäbe zwischen die Stäbe des ortsfesten Gitters greifen und sowohl in Stablängs­ richtung als auch mit einer Komponente senkrecht zur Ebene des ortsfesten Gitters bewegbar sind.

Bei Siebrechen der vorgenannten Art ist es notwendig, das bewegliche Gitter sowohl in Längsrichtung als auch senkrecht zur Ebene des ortsfesten Gitters und über dieses hinaus zu bewegen bzw. anzuheben, um die in der Flüssigkeit mitgeführten festen Bestandteile mit Hilfe mehrerer Hübe nach oben über den Flüssigkeitsspiegel bis zu einem Abgabeort zu transportieren. Die Siebrechen sind üblicherweise in Strömungsrichtung ge­ neigt, um den Transport der ausgesiebten Bestandteile zu ermöglichen. Bei Beginn periodisch durchgeführter Bewegungen wird das bewegliche Gitter über die Ebene des ortsfesten Git­ ters angehoben und zusätzlich in Längsrichtung aufwärts ge­ führt. Gegen Ende der Längsbewegung wird das bewegliche Gitter wieder in die Ebene des ortsfesten Gitters oder etwas da­ runter zurückgeführt. Anschließend erfolgt eine Umkehrbewe­ gung in Längsrichtung, um das Gitter an seine Ausgangsorte zurückzuführen. Das zunächst vom ortsfesten Gitter abgehobene Material wird dabei auf diesem ein Stück oberhalb der Auffang­ stelle abgesetzt und durch wiederholte wiederkehrende Bewegungen des beweglichen Gitters allmählich schräg nach oben transpor­ tiert.

Bei einer bekannten Ausführung wird das bewegliche Gitter durch an seinen beiden Längsseiten angeordnete Rollen, die in Schie­ nen laufen, geführt. Die Führungsschienen sind in zwei Ebenen übereinander angeordnet und an ihren in Aufzugsrichtung vorderen Enden durch Weichen verbunden.

Die Antriebskraft wird hydraulisch oder pneumatisch erzeugt. Zu Beginn der Längsbewegung in Aufzugsrichtung werden die Rollen durch eine Weiche auf die in einer höheren Ebene ver­ laufende Führungsschiene geführt. Die Rollen bewegen sich zum Ende der Schiene und fallen dort auf die Führungsschiene der tieferen Ebene schlagartig nach unten. Durch das Gewicht des Gitterrostes wird das Material erheblich beansprucht. Das Aufschlagen der Rollen auf die unteren Schienen ist aus dem gleichen Grunde mit einer großen Geräuschemission verbunden. Da sich die Weiche und die untere Führungsschiene innerhalb der Flüssigkeitsströmung befinden, können mitgeführte Grobstoffe die Weiche blockieren. Die Rollen des Gitterrostes werden durch den weiterlaufenden hydraulischen oder pneumatischen Antrieb gegen die blockierte Weiche gezogen. Eine dadurch verursachte Verkantung des beweglichen Gitters führt zu mechanischen Störun­ gen und Beschädigungen.

Bei einer weiteren bekannten Anordnung zum Aufsammeln und För­ dern von im Abwasser befindlichen, festen Stoffen, mit einer Gitterkonstruktion aus beweglichen und ortsfesten Stäben nach der schwedischen Patentschrift 436 416 sind die beweglichen Stäbe zu einem Paket vereint und von einem Mechanismus so antreibbar, daß die Stäbe in eine für das Aufsammeln und Fördern geeignete Be­ wegung gebracht werden. Bei dieser Bewegung beschreibt jeder Punkt eine geschlossene Kurvenbahn, die naturgemäß mindestens eine ver­ tikale Komponente enthält. Hierfür ist das bewegliche Gitterpaket mit seinem gesamten Gewicht im oberen Bereich an Exzenterscheiben aufgehängt. Die Exzenterscheiben sind paarweise mit Ketten ver­ bunden und werden gemeinsam durch einen Motor angetrieben. Eine seitliche Führung und Abstützung des beweglichen Gitters fehlt. Die Anordnung des Exzenterantriebs im oberen Teil des beweg­ lichen Gitters und dessen fehlende Führung und Abstützung über die gesamte Länge führt zu einer Gitterbewegung, die nicht gleich­ mäßig über die gesamte Gitterlänge verteilt ist. Naturgemäß sind die Transportbewegungen des beweglichen Gitters allein von der Größe der Exzenterscheiben abhängig und sehr begrenzt. Die An­ triebseinrichtung erfordert außerdem einen erheblichen, kon­ struktiven Aufwand.

Es ist auch bekannt, ein mit festen und beweglichen Stäben ge­ bildetes Gitter mit einem Antrieb zu versehen, bei dem ein Hydrau­ likzylinder an einer Laufkatze oberhalb der Gitterkonstruktion befestigt ist. Die Laufkatze bewegt sich hin- und hergehend in Strömungsrichtung des zu reinigenden Abwassers. Das bewegliche Gitter ist an seitlichen Führungsellipsen geführt, so daß in Ver­ bindung mit der Stellbewegung des Hydraulikkolbens und der Be­ wegung der Laufkatze eine etwa elliptische Bewegung des beweg­ lichen Gitterteils erreichbar ist. Die Antriebskonstruktion ist technisch sehr aufwendig und naturgemäß aus diesem Grunde gegen Störungen anfällig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Siebrechen nach dem einleitend genannten Gattungsbegriff zu schaffen, der sich durch eine einfache Konstruktion, einen störungsfreien und geräuscharmen Lauf des beweglichen Gitters auszeichnet. Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Merkmale des kenn­ zeichnenden Teils des Patentanspruchs 1.

Die erfindungsgemäße Konstruktion ist gegen mechanische Störun­ gen weitgehend unempfindlich. Durch eine erfahrungsgemäß infolge erhöhter Wasserzufuhr ausgelöste Anschwemmung von Grobstoffen kann es nicht zu einer Verstopfung der Führungsbahnen kommen, da die Gleitkufen in der Lage sind, die Grobstoffe zurückzu­ schieben. Der mechanische Aufbau der Führungsanordnung fit der Hebelkonstruktion zur Übertragung der Antriebskräfte ist ein­ fach. Der Lauf des beweglichen Gitters ist geräuscharm. Es fehlt eine schlagartige mechanische Beanspruchung.

In weiterer vorteilhafter Ausbildung der Erfindung wird vor­ geschlagen, als Stellantrieb einen elektrischen Getriebemotor einzusetzen, der über stabförmige Parallelführungen die kraft­ seitigen Hebelarme aller Winkelhebel erreicht. Mit kurzen Hebel­ verhältnissen ist eine ausreichende Bewegungslänge mit ge­ nügendem Hub des Gitters erreichbar.

Weitere, den Erfindungsgegenstand vorteilhaft gestaltende Merk­ male sind in den Unteransprüchen angegeben.

In der Gleichung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schema­ tisch dargestellt und nachstehend erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Siebrechens mit einem Kurbel­ trieb,

Fig. 2 eine Stirnansicht des Siebrechens nach Fig. 1 im Be­ reich des Antriebsmotors,

Fig. 3 eine Ansicht in Längsrichtung des Gitters nach Fig. 1 gegen das untere Ende,

Fig. 4 die Seitenansicht eines Siebrechens mit einer Gewin­ despindel als Verbindungselement zwischen dem beweg­ lichen Gitter und dem Antriebsmotor

Fig. 5 das obere Ende des Siebrechens nach Fig. 4 im Bereich des Antriebsmotors in größerem Maßstab,

Fig. 6 eine Stirnansicht des Siebrechens nach Fig. 4 am oberen Ende und

Fig. 7a-c Gitterstababschnitte zur Verdeutlichung der ausge­ führten Bewegungen.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 zeigt einen Siebrechen 1, der mit vertikalen Pfosten 2 eines Traggerüstes an den oberen Kanten 3 eines Abwasserkanals abgestützt ist und mit seinen unteren Enden bis auf die Kanalsohle 4 herabreicht.

Der Siebrechen besteht aus einem ortsfesten Gitter 5 aus pa­ rallelen Gitterstäben 5a, die mit Hilfe von stabförmigen Querankern paketförmig zusammengehalten sind. Die Queranker 6 durchsetzen nach unten weisende Laschen 7, so daß ein Unterfassen eines beweglichen Gitters 8 aus Stäben 8a möglich ist. Die ein­ zelnen Gitterstäbe 5a weisen Zwischenabstände auf, in welche die Gitterstäbe 8a des beweglichen Gitters 8 greifen können.

Das bewegliche Gitter ist an den Längsseiten mit Hilfe von blockförmigen Gleitkufen 9 in Profilen 10 mit U-förmigem Quer­ schnitt geführt. Auch die Gitterstäbe 8a des beweglichen Git­ ters sind mit nach unten weisenden Laschen 11 versehen und durch einen sich quer durch die Laschen erstreckenden Stab 12 miteinander verbunden. Das bewegliche Gitter ist über Hebel 13 auf den Gleitkufen 9 abgestützt. An dem die beweglichen Stäbe zu­ sammenhaltenden Querstab 12 sind Laschen 14 angeordnet. An ihnen setzen die Hebel 13 mit ihren lastseitigen Armen an. Die Hebel in Form von Dreiecken sind zweiarmig, da ihre Verbindungs­ punkte 15 mit den Gleitkufen 9 im Bereich des Winkels liegen. Die kraftseitigen Arme der Hebel 13 sind durch Quer­ stäbe 16 und durch einen mittigen, in Längsrichtung des Gitters verlaufenden Stab 18 miteinander verbunden, so daß sich dadurch eine Parallelführung ergibt. Die Hebel 13 sind mit ihren Last­ seitigen Armen um die Achsen 17 schwenkbar.

Am oberen Ende des Gitters ist der Antriebsmotor 19 angeordnet. Die Ausgangswelle des Untersetzungsgetriebes 20 ist mit einem der Kurbelwellenzapfen 21 verbunden. Zwischen dem Kurbelzapfen 22 und dem Verbindungsstab 16 des oberen Hebels 13 erstreckt sich eine Pleuelstange 23. Die Kurbelwangen sind mit 24 bezeichnet. Der gesamte Kurbeltrieb mit dem Getriebemotor ist an einer sich quer zwischen den Stützen 2 erstreckenden Tragplatte 25 befestigt. Erkennbar sind die Lager 26 des Kurbeltriebs, die mit der Platte 25 verbunden, beispielsweise verschraubt, sind.

Die Kraftübertragungsanordnung des Ausführungsbeispiels nach den Fig. 1 bis 3 ermöglicht den Einsatz des Motors, dessen Bewegungs­ richtung gleichförmig ist.

In der Fig. 1 ist der Siebrechen in seiner Ausgangsposition dargestellt. Er ruht mit seinem während des Einsatzes orts­ festen Gitter 5 auf dem Kanalboden 4 und kann insgesamt um die Drehzapfen 27 bei Bedarf, beispielsweise bei Wartungsar­ beiten, aus dem Kanal heraus nach oben geschwenkt werden. An den in Strömungsrichtung vorderen Kanten der Gitter 5 und 8 sammelt sich im Abwasser mitgeführtes festes Material. Die Git­ terstäbe des beweglichen Gitters 8 haben die Aufgabe, die sich an den ortsfesten Gitterstäben absetzenden festen Bestandteile aufwärts zu transportieren. Deshalb wird in regelmäßig wieder­ kehrenden Zeitabschnitten, also periodisch, der Motor 19 in Be­ trieb gesetzt. Über die Pleuelstange 23 bewegt sich der Quer­ stab 16 auf den Motor zu. Dadurch werden die Winkelhebel eben­ falls in Richtung auf den Motor geschwenkt. Sie drehen sich um die Schwenkachsen 15 und heben dabei die beweglichen Gitter­ stäbe 8a an, die gleichzeitig eine Bewegungskomponente in Längs­ richtung nach oben erfahren. Sobald die Gitterstäbe 8a über die Ebene des ortsfesten Gitters hinaustreten, heben sie die ange­ sammelten festen Bestandteile von den ortsfesten Gitterstäben ab und führen die Feststoffe mit sich nach oben, bis sie wieder zwischen die ortsfesten Stäbe eintauchen und das transportierte Material auf deren Oberkanten ablagern. Während der Aufwärts­ bewegung führen die Gleitkufen 9 eine gleitende Bewegung inner­ halb der Führungsprofile 10 aus. Durch die kreisförmige Bewegung der Kurbelwelle werden die Hebel 13 wieder zurückgeschwenkt.

Die beweglichen Gitterstäbe 8a tauchen nach unten in die Zwischenräume zwischen den ortsfesten Gitterstäben und setzen dabei das mitgeführte Material auf den letztgenannten ab. Bei weiterem Betrieb des Motors werden die Gleitkufen 9 in ihre untere Position zurückgeschoben. Die beweglichen Gitterstäbe er­ reichen erneut ihre untere Ausgangsposition gemäß Fig. 1. Der Motor schaltet ab, um nach Ablauf einer vorgegebenen Ruhephase erneut mit unveränderter Drehrichtung den Betrieb aufzunehmen. Auf diese Weise werden die sich am Siebrechen sammelnden festen, vom Abwasser mitgeführten Bestandteile allmählich nach oben bis zum Ende des ortsfesten Siebgitters 5 geführt, von wo sie in eine nicht dargestellte Auffangrinne zum wei­ teren Abtransport fallen können.

Bei einer paarweise starren Verbindung der Gleitkufen 9 durch ein biegesteifes Element kann der Verbindungsstab 18 für die Hebel 13 entfallen, von denen die unteren dann zu einfachen, gelenkig zwischen den Gleitkufen und den beweglichen Gitter­ stäben angelenkten einarmigen Hebeln schrumpfen. Die Konstruktion der Parallelführung wird dadurch vereinfacht.

Für das Gitter nach den Fig. 4 bis 7 wurden für gleiche Kon­ struktionsteile, die aus den Fig. 1 bis 3 bekannten Bezugs­ zeichen verwendet. Danach besteht der Siebrechen wieder aus dem ortsfesten Gitter 5 mit seinen Stäben 5a und dem beweglichen Gitter 8 mit seinen Stäben 8a. Das bewegliche Gitter ist über Hebel 30 auf den Gleitkufen 9 abgestützt. Der die beweglichen Stäbe zusammenhaltende Querstab 12 ist durch Laschen 11 geführt.

Mit seinen beiden seitlichen Enden 28, 29 greift der Stab dreh­ beweglich in die zu beiden Seiten des Siebrechens angebrachten Winkelhebel 30. Diese sind ihrerseits mit Drehzapfen 31 und 32 beweglich in den Gleitkufen 9 gelagert. An ihren kraftseitigen Hebel­ armen 33, 34 sind die Winkelhebel 30 durch Längsstäbe 35 und 36 und einen Querstab 37 so miteinander verbunden, daß sie eine Parallelführung bilden. Der Querstab 37 trägt eine Gewindebuchse 38 zur Aufnahme einer Gewindespindel 40, welche die Parallel­ führung mit einem elektrischen Antriebsmotor 41 verbindet. Ein Kardangelenk 42 ermöglicht die während des Betriebs notwendige Neigungsänderung der Gewindespindel. An ihrer Oberseite sind die Gitterstäbe 8a mit Kerben 25 versehen, um eine bessere Fängig­ keit zu erreichen und ein zurückrutschen der erfaßten festen Be­ standteile beim Aufwärtstransport zu vermeiden. Insgesamt ist der Siebrechen um eine Drehachse 43 an den seitlichen Stützen des Traggerüstes 2 schwenkbar. Er ruht mit seinem während des Einsatzes ortsfesten Gitter 5 auf dem Kanalboden 4 und wird bei Bedarf insgesamt um die Drehzapfen 43, beispielsweise bei Wartungs­ arbeiten, aus dem Kanal heraus nach oben geschwenkt. An den in Strömungsrichtung vorderen Kanten sammelt sich im Abwasser mit­ geführtes festes Material. Da die Gitterstäbe des beweglichen Gitters 8 die Aufgabe haben, die sich an den ortsfesten Gitter­ stäben absetzenden festen Bestandteile aufwärts zu transportieren, wird in regelmäßig wiederkehrenden Leitabschnitten, also perio­ disch, der Antriebsmotor 41 in Betrieb gesetzt. Über die Gewinde­ spindel 40, die zunächst im. Uhrzeigersinn gedreht wird, bewegt sich der Querstab 37 der Parallelführung auf den Motor zu. Da­ durch werden die Winkelhebel ebenfalls in Richtung auf den Ge­ triebemotor geschwenkt. Sie drehen sich um die Schwenkachse 32 und heben dabei die beweglichen Gitterstäbe 8a an, die gleich­ zeitig eine Bewegungskomponente in Längsrichtung nach oben er­ fahren. Sobald die Gitterstäbe 8a über die Ebene des ortsfesten Gitters hinaustreten, heben sie die angesammelten festen Bestand­ teile von den ortsfesten Gitterstäben ab und führen die Fest­ stoffe mit sich nach oben, bis sie wieder zwischen die ortsfesten Stäbe eintauchen und das transportierte Material auf deren Ober­ kanten ablagern. Während der Aufwärtsbewegung führen die Gleit­ kufen 9 eine gleitende Bewegung innerhalb der Führungsprofile 10 aus. Die obere Endposition der beweglichen Gitterstäbe 8a ist mit der Fig. 5 schematisch veranschaulicht. Beim Erreichen dieser Position schaltet der Antriebsmotor ab, um anschließend mit umgekehrter Drehrichtung seinen Betrieb wieder aufzunehmen. Dadurch werden die Winkelhebel 30 wieder zurückgeschwenkt. Die beweglichen Gitterstäbe 8a tauchen nach unten in die Zwischen­ räume zwischen den ortsfesten Gitterstäben und setzen dabei das mitgeführte Material auf den letztgenannten ab. Diese Position wird mit der Fig. 7a verdeutlicht. Bei weiterem Betrieb des Antriebsmotors mit der entgegengesetzten- Drehrichtung′ also entgegen dem Uhrzeigersinn, werden die Gleitkufen 9 in ihre untere Position zurückgezogen. Die beweglichen Gitterstäbe erreichen erneut ihre untere Ausgangsposition gemäß Fig. 4. Der Antriebs­ motor schaltet ab, um nach Ablauf einer vorgegebenen Ruhephase erneut mit einer Drehrichtung im Uhrzeigersinn den Betrieb auf­ zunehmen. Auf diese Weise werden die sich am Siebrechen sammelnden festen, vom Abwasser mitgeführten Bestandteile allmählich nach oben bis zum Ende des ortsfesten Siebgitters 5 geführt, von wo sie eine nicht dargestellte Auffangrinne zum weiteren Ab­ transport fallen können.

Claims (14)

1. Siebrechen zur Entnahme von festen Bestandteilen aus strö­ menden Flüssigkeiten, insbesondere Abwasser, bestehend aus einem in einem Traggerüst mit einer Neigung in Strömungsrich­ tung angeordneten ortsfesten und einem durch Fremdkraft be­ weglichen Gitter, dessen Stäbe zwischen die Stäbe des orts­ festen Gitters greifen und mit Hilfe einer Hebelanordnung sowohl in Stablängsrichtung als auch mit einer Komponente senkrecht zur Ebene des ortsfesten Gitters bewegbar sind, da­ durch gekennzeichnet, daß das bewegliche Gitter (8) an jeder Längsseite über die Hebelartordnung auf Gleitkufen (9) abge­ stützt ist, daß die Gleitkufen (9) in Führungsprofilen (10) des Traggerüstes (2) gelagert sind und daß die Hebelanordnung aus zweiarmigen Hebeln (13, 30) besteht, die jeweils mit der zugeordneten Gleitkufe (9) schwenkbar verbunden sind, wobei der kraftseitige Hebelarm (13, 30) von einem Elektroantrieb beaufschlagbar und der lastseitige Hebelarm an dem beweg­ lichen Gitter (8) angelenkt sind.

2. Siebrechen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Antrieb ein elektrischer Getriebemotor (19, 41) eingesetzt ist.

3. Siebrechen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder Längsseite mindestens zwei der das bewegliche Gitter stützenden und führenden Gleitkufen mit Abstand voneinander vor­ gesehen sind.

4. Siebrechen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitkufen (9) paarweise durch einen Verbindungsstab starr mit­ einander verbunden sind.

5. Siebrechen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die kraftseitigen Arme aller Hebel durch eine Parallelführung bildende Stäbe (16, 18, 35, 36, 37) mit dem Motor verbunden sind.

6. Siebrechen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (19) über einen Kurbeltrieb mit der Parallelführung ver­ bunden ist.

7. Siebrechen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurbelzapfen (22) des Kurbeltriebs über eine Pleuelstange (23) mit der Parallelführung der Hebel verbunden ist.

8. Siebrechen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die kraftseitigen und lastseitigen Hebelarme einen etwa rechten Winkel miteinander bilden.

9. Siebrechen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Stäbe des beweglichen Gitters durch wenigstens zwei mit Abstand angeordnete stabförmige Querträger miteinander verbunden sind und der in Transportrichtung obere Querträger zur Einleitung der Hebe- und Zugkräfte (Stellkräfte) dient.

10. Siebrechen nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Parallelführung aus einem unterhalb der Gitter angeordneten Längsstab (18) besteht, der die durch Quer­ stäbe (16) verbundenen kraftseitigen Hebelarme in Längsrichtung verbindet.

11. Siebrechen nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Stäbe der Gitter mit Einkerbungen (25) versehen sind.

12. Siebrechen nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Stäbe des ortsfesten Gitters glatt und die Stäbe des beweglichen Gitters gezackt sind.

13. Siebrechen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (41) über eine Gewindespindel (40) mit der Parallelführung verbunden ist.

14. Siebrechen nach Anspruch 5 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Parallelführung aus zu beiden Längsseiten des beweg­ lichen Gitters angeordneten Stäben (35, 36) für die Verbindung der kraftseitigen Hebelarme und einem die am oberen Gitterende befindlichen Hebel in Querrichtung verbindenden Stab (37) be­ steht, in welchen die vom Motor angetriebene Gewindespindel greift.