DE4200366A9 - - Google Patents

Description

DE 42 OO 366 Al

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Filterrechen zum Reinigen von fließenden Gewässern mit einem Rahmen, der ein umlaufendes Förderglied trägt, mit Filterelementen, die schwenkbar an dem Förderglied befestigt sind und mit einem Antrieb für das Förderglied.

Ein derartiger Filterrechen ist aus der DE-PS 2 36 149 bekannt. Filterrechen dieser Art dienen dazu, Gewässer von festen Schwimm- und Schwebestoffen zu reinigen. Die Größe und Konsistenz der aus dem Gewässer zu entfernenden Stoffe variiert hierbei stark. So können die zu entfernenden Stoffe beispielsweise faserartige Partikel, jedoch auch sperrige oder annähernd kugelförmige Gegenstände, wie beispielsweise Pflanzenreste, sein.

Bei dem aus der DE-PS 2 36 149 bekannten Filterrechen sind zwei parallel angeordnete, umlaufende Endlosketten an einem Rahmen angeordnet. Dieser Rahmen wird über ortsfeste Stützen in das zu reinigende Gewässer abgesenkt. Um die im Gewässer befindlichen Verunreinigungen zu entfernen, wird das umlaufende Förderglied in Form der beiden parallelen Endlosketten durch einen Antrieb betätigt. Hierdurch werden die Filterelemente, die von dem Gewässer durchströmt werden, quer zur Strömungsrichtung durch das Gewässer gefördert, wodurch die Verunreinigungen aus dem Gewässer entfernt werden können. Am oberen Umkehrpunkt des umlaufenden Förderglieds schwenken die Filterelemente, wodurch die auf diesen befindlichen Verunreinigungen in einen Behälter entleert werden können.

Bei dem bekannten Filterrechen sind die Filterelemente ebenflächig ausgebildet und schwenkbar an dem umlaufenden Förderglied angelenkt. Hierbei sind am aufstromseitigen Teil des Filterrechens längere und kürzere Filterelemente treppenstufenartig angeordnet, um eine einwandfreie Reinigung der Filterelemente zu gewährleisten.

Nach dem oberen Umkehrpunkt des umlaufenden Förderglieds schwenken die Filterelemente mittels Schwerkraft in eine im wesentlichen horizontale Lage, wodurch der stromabwärtige Teil des Filterrechens in Strömungsrichtung geöffnet ist und der durch diesen erzeugte Strömungswiderstand verringert ist.

Aufgrund der treppenstufenartigen Anordnung der Filterelemente kann dieser bekannte Filterrechen jedoch nur mit einer bestimmten Neigung in das Gewässer eingesetzt werden, da anderenfalls größere Verunreinigungen nicht aus dem Gewässer gefördert würden. Darüber hinaus kann zwar der bekannte Filterrechen in das Gewässer eingesetzt werden, ohne daß die Gewässersohle verändert werden müßte, jedoch reicht die im Gewässer befindliche, durchströmte Filterfläche nicht bis zur Gewässersohle, so daß in diesem Bereich keine Filterwirkung erzielt werden kann. Auch weist diese bekannte Konstruktion viele schwenkbare Elemente auf, was bei der Reinigung von Abwässern nachteilig ist.

Ein weiterer Filterrechen ist aus der DE-PS 8 65 726 bekannt. Bei diesem bekannten Filterrechen, der ebenfalls einen Rahmen mit einem umlaufenden Förderglied aufweist, sind schaufelartig abgewinkelte Filterelemente schwenkbar hintereinander an dem Förderglied angeordnet. Nach dem oberen Umkehrpunkt des umlaufenden Fördergliedes klappen die Filterelemente in eine vertikale Lage. Hierdurch ist einerseits der hydraulische Widerstand des Gewässers stark erhöht, andererseits können Verunreinigungen die sich innerhalb des umlaufenden Fördergliedes befinden, nicht aus dem Umlauf austreten. Darüber hinaus ist bei diesem bekannten Filterrechen ein Sprung in der Gewässersohle erforderlich. Es ist somit das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende technische Problem (Aufgabe), einen Filterrechen der eingangs genannten Art auf konstruktiv einfache Weise derart weiterzubilden, daß das Gewässer mit verbesserter Wirkung gefiltert wird, wobei gleichzeitig der für den Filterrechen erforderliche Wartungsaufwand reduziert ist.

ίο Dieses technische Problem wird bei einem Filterrechen der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß an dem umlaufenden Förderglied zusätzlich feststehende Filterelemente vorgesehen sind. Erfindungsgemäß sind somit an dem umlaufenden Förderglied einerseits schwenkbare und andererseits feststehende Filterelemente vorgesehen, die vorzugsweise abwechselnd hintereinander angeordnet sind. Hierdurch ist der Verschleiß des Filterrechens bedeutend verringert, da die Anzahl der beweglichen Teile gegenüber dem Stand der Technik bedeutend verringert ist. Da ferner die schwenkbaren und feststehenden Filterelemente aufstromseitig eine geschlossene Filterfläche bilden, die den gesamten Gewässerquerschnitt filtert, wird auf konstruktiv einfache Weise eine besonders gute Filterwirkung erzielt ohne daß ein Sprung in der Gewässersohle erforderlich ist.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind durch die Unteransprüche gekennzeichnet. So sind nach einer bevorzugten Ausführungsform an dem Filterrechen abgewinkelte Filterelemente vorgesehen. Hierdurch lassen sich sowohl kleine, faserartige, wie auch größere, sperrige oder runde Verunreinigungen problemlos aus dem Gewässer entfernen, wobei das Gewässer unmittelbar ab dem Gewässerboden gereinigt wird, jedoch kein Sprung in der Gewässersohle erforderlich ist. Ferner läßt sich der Filterrechen unter variierenden, insbesondere großen Winkeln in dem Gewässer einsetzen, wobei gleichzeitig die Filterwirkung erhöht ist und auch größere und kugelartige Gegenstände stets aus dem Gewässer gefördert werden. Durch das Einsetzen des Filterrechens unter einem größeren Eintauchwinkel verringert sich die vom Wasser durchströmte Filterfläche und die Gesamtlänge des Filterrechens reduziert sich, was insbesondere bei großen Gewässertiefen vorteilhaft ist.

Vorzugsweise sind die abgewinkelten Filterelemente feststehend ausgebildet. Hierdurch sind die Umlaufbahnen der abgewinkelten Kanten durch das Förderglied fixiert, was konstruktiv wie auch im Betrieb vorteilhaft

so ist.

Die schwenkbaren Filterelemente können nach einer bevorzugten Ausbildung an einer Kante am Förderglied angelenkt sein und insbesondere derart, daß die schwenkbaren Filterelemente am abstromseitigen Teil des Filterrechens mittels Schwerkraft im wesentlichen in Strömungsrichtung klappen. Hierdurch ist der der Umlauf des Filterrechens am abstromseitigen Teil in Strömungsrichtung offen, was sich hydraulisch positiv auswirkt und wodurch sich Verunreinigungen, die sich innerhalb des Umlaufs des Fördergliedes befinden, in Strömungsrichtung aus dem Filterrechen austreten können.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform dient die der abgewinkelten Kante gegenüberliegende Kante der feststehenden Filterelemente als Anschlag für die schwenkbaren Filterelemente. Hierdurch wird konstruktiv einfach am aufstromseitigen Teil des Filterrechens eine geschlossene, vom Gewässer durchströmte

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Filterfläche gebildet, was die Filterwirkung bedeutend erhöht. Außerdem kann die abgewinkelte Kante der abgewinkelten Filterelemente als Anschlag für die ebenen Filterelemente dienen. Hierdurch ist auf konstruktiv besonders einfache Weise sichergestellt, daß die schwenkbaren Filterelemente beim Rücklauf des umlaufenden Fördergliedes im wesentlichen in Strömungsrichtung geschwenkt verbleiben.

Ferner kann am Filterrechen eine Einrichtung vorgesehen sein, die ein plötzliches Umklappen der schwenkbaren Filterelemente am oberen Wendepunkt des Fördergliedes verhindert. Durch eine derartige Vorrichtung ist sichergestellt, daß sich die Verunreinigungen, die sich an den Filterelementen befinden, von diesen lösen und daß keine Verunreinigungen in den Umlauf des Filterrechens gelangen. Eine besonders gute Reinigung der Filterelemente kann dadurch erzielt werden, daß die Einrichtung eine Reinigungsbürste, insbesondere eine rotierende Reinigungsbürste ist. Dabei kann die Bürste zweckmäßigerweise von dem Antrieb des Filterrechens angetrieben werden.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist am aufstromseitigen Teil des Filterrechens der Neigungswinkel zwischen dem umlaufenden Förderglied und der Strömungsrichtung, der Neigungswinkel zwischen den schwenkbaren Filterelementen und der Strömungsrichtung sowie der Neigungswinkel zwischen den feststehenden Filterelementen und der Strömungsrichtung im wesentlichen gleich. Hierdurch ist der durch den Filterrechen verursachte hydraulische Widerstand besonders gering.

Die abgewinkelten Filterelemente können aus einem ebenen Filterelement bestehen, an dessen einer Kante ein rinnenartiger Vorsprung vorgesehen ist. Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform bestehen die abgewinkelten Filterelemente aus einem ebenen Filterelement, an dessen einer Kante zinkenartige Vorsprünge vorgesehen sind. Hierdurch werden die aus dem Wasser entfernten Verunreinigungen bereits vor Erreichen des oberen Umkehrpunkts gut entwässert, wobei insbesondere in Verbindung mit der Reinigungsbürste eine besonders effiziente Reinigung erfolgt.

Der Neigungswinkel zwischen dem umlaufenden Förderglied und der Strömungsrichtung beträgt vorzugsweise 75°, was bedeutend steiler ist als der Eintauchwinkel der bekannten Filterrechen.

Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand einer konkreten Ausführungsform beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht eines Filterrechens gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine vergrößerte Detailansicht von Fig. 1, die in Fig. 1 mit II gekennzeichnet ist;

Fig. 3 eine Seitenansicht von Fig. 2 aus Richtung des Pfeiles III.

Der in Fig. 1 gezeigte Filterrechen umfaßt einen (nicht näher dargestellten) Rahmen, an dem ein umlaufendes Förderglied in Form zweier parallel angeordneter Endlos-Laschenketten 10 vorgesehen ist. Das umlaufende Förderglied wird durch einen (ebenfalls nicht näher gezeigten) Antrieb angetrieben. An dem umlaufenden Förderglied sind in abwechselnder Reihenfolge hintereinander ebenflächige, d. h. im wesentlichen ebene Filterelemente 12 sowie abgewinkelte Filterelemente 14 angeordnet. Hierbei sind die ebenen Filterelemente 12 an einer Kante um eine Schwenkachse 16 schwenkbar befestigt. Die abgewinkelten Filterelemente 14 sind demgegenüber feststehend an den Laschengliedern des Fördergliedes 10 befestigt.

Die Anordnung der Filterelemente an dem Förderglied ist in den Fig. 2 und 3 näher dargestellt. Wie gut zu erkennen ist, bestehen die Laschenketten 10 aus einzelnen Laschengliedern 18, die gelenkig miteinander verbunden sind. Hierbei sind die ebenen Filterelemente 12 an ihrer Oberkante drehbar in Bolzen 20 gelagert, die wiederum durch Simmerringe 27 fixiert sind. Hierdurch können die Filterelemente besonders leicht ausgetauscht werden. Wie insbesondere aus Fig. 2 gut zu erkennen ist, ist an dem ebenen Filterelement 12 ein Versteifungsvorsprung 13 vorgesehen.

Die ebenen Filterelemente können aus abgekantetem Lochblech, Siebblechen, Kunststoff oder parallel beabstandeten Lamellen oder dgl. bestehen, jedoch können auch andere, im wesentlichen ebenflächige Ausführungen Anwendung finden.

Die abgewinkelten Filterelemente 14 sind mit Hilfe von angeschweißten Profilteilen 21 mittels entsprechender Bolzen 20 starr an den Laschengliedern 18 befestigt. Die Bolzen 20 sind wiederum durch Simmerringe 27 fixiert. Hierbei dient bei der in den Fig. 2 und 3 gezeigten Lage der Filterelemente das jeweils untere ebene Filterelement 12 als weitere Stütze für das jeweils darüber befindliche abgewinkelte Filterelement 14.

Die abgewinkelten Filterelemente 14 bestehen aus einem ebenen Filterelement, an dessen unterer Kante zinkenartige Vorsprünge 22 vorgesehen sind. Die Vorsprünge 22 sind parallel beabstandet, wobei der jeweilige Abstand und die Breite der Zinken je nach Anwendungsfall gewählt werden kann.

Wie insbesondere aus Fig. 2 gut zu erkennen ist, bilden die Filterelemente 12 und 14 am aufstromseitigen Teil A (Fig. 1) des Filterrechens eine vom Gewässer durchströmte, geschlossene Fläche, die von der Gewässersohle bis zur Wasseroberfläche reicht, wobei kein Sprung in der Sohle vorhanden ist.

Die oberen und unteren Umkehrpunkte des umlaufenden Fördergliedes werden durch zwei Rollenpaare 24 und 25 gebildet. Anstatt der Rollenpaare können jedoch auch vorteilhafterweise Gleitkufen vorgesehen sein. Am unteren Ende des Filterrechens befindet sich ein Bürstenstreifen 26, der insbesondere zusammen mit den Zinken 22 eine gute Filterwirkung erzielt. Der FiI-terrechen ist an seinem unteren Ende so ausgelegt, daß die umlaufenden Filterelemente 12 und 14 die Gewässersohle 28 nicht berühren, jedoch in nur geringem Abstand über dieser hinweggleiten.
Am oberen Umkehrpunkt des Fördergliedes ist eine

so rotierende Bürstenwalze 30 vorgesehen, die einerseits dazu dient, ein plötzliches Umklappen der schwenkbaren Filterelemente 12 zu vermeiden und die andererseits gleichzeitig sämtliche Filterelemente reinigt. Hierbei wirken wiederum die Zinken 22 in vorteilhafter Weise mit der rotierenden Bürste 30 zusammen. Der Antrieb der Bürste 30 erfolgt durch den Antrieb des Filterrechens, wobei eine Übersetzung vorgesehen werden kann. In Laufrichtung des Fördergliedes unterhalb der Reinigungsbürste 30 ist eine Sprüheinrichtung 32 vorgesehen, welche die verbliebenen Schmutzpartikel von den Filterelementen entfernt. Die von der Bürste 30 und der Spritzeinrichtung 32 entfernten Schmutzpartikel werden dabei in einem bereitgestellten Behälter aufgenommen.

Der Neigungswinkel α zwischen der Strömungsrichtung S und dem umlaufenden Förderglied 10 beträgt ca. 75°, wobei der Neigungswinkel γ zwischen den ebenen Filterelementen 12 und der Strömungsrichtung S sowie

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der Neigungswinkel ß zwischen den abgewinkelten Filterelementen 14 und der Strömungsrichtung S im wesentlichen gleich dem Winkel α ist.

Nachfolgend wird die Funktionsweise des Filterrechens beschrieben.

Um den Filtervorgang einzuleiten, wird der Filterrechen in das zu reinigende Gewässer 8 abgesenkt. Hierbei beträgt der Eintauchwinkel α vorteilhafterweise 75° Nach Einsenken des Filterrechens berührt die untere Bürste 26 gerade die Gewässersohle 28, wobei jedoch kein Sprung in der Sohle notwendig ist. Nach Einschalten des Antriebs bewegt sich das Förderglied 10 in Fig. 1 im Uhrzeigersinn, wobei die aus dem Gewässer zu entfernenden Partikel an den Filterelementen 12 und 14 haften bleiben und somit aus dem Gewässer gefördert werden. Insbesondere größere und runde Gegenstände, die an den ebenen Filterelementen nicht haften, werden dabei von den Zinken 22 aufgefangen. Eine besonders gute Filterwirkung wird dadurch erzielt, daß der gesamte Gewässerquerschnitt von der Wasseroberfläche bis zur Sohle 28 durch eine geschlossene Filterfläche abgefiltert wird. Da die gesamte durchströmte Fläche durch Filterelemente gebildet wird, wird ein besonders guter Filterwirkungsgrad erzielt, wobei insbesondere der knapp über der Gewässersohle befindliche Bereich ebenfalls gut gefiltert wird und sich in diesem Bereich keine Verunreinigungen ansammeln können.

Da nur jedes zweite Filterelement schwenkbar ist und lediglich die feststehenden Filterelemente mit Zinken versehen sind, ist der Gewässerdurchfluß minimal beeinträchtigt.

Am oberen Umkehrpunkt des umlaufenden Fördergliedes 10 werden die Filterelemente durch die rotierende Reinigungsbürste 30 gereinigt. Gleichzeitig verhindert die Bürste dabei ein plötzliches Umklappen der ebenen Filterelemente 12. Wäre dieses Umklappen nicht verhindert, so würden eventuell Schmutzpartikel von den darüber befindlichen Filterelementen 14 in das Innere des umlaufenden Fördergliedes geleitet, was nicht wünschenswert ist. Nach Passieren der oberen Umlenkrollen 24 klappen die ebenen Filterelemente 12 mittels Schwerkraft in eine im wesentlichen vertikale Lage, die durch das Anschlagen an den darunter befindlichen feststehenden Filterelementen 14 bestimmt ist. Hierdurch ist gewährleistet, daß der Rücklauf des umlaufenden Fördergliedes im abstromseitigen Teil B des Filterrechens beim Eintauchen in das Gewässer in Strömungsrichtung offen ist. Hierdurch wird der Strömungswiderstand nicht unerwünscht erhöht und gleichzeitig können im Umlauf befindliche Partikel aus dem Bereich des Filterrechens wieder austreten, so daß sich der Umlauf nicht mit Verschmutzungen füllt. Am unteren Umkehrpunkt, d. h. im Bereich der Umlenkrollen 25 schwenken die ebenen Filterelemente 12 von selbst in ihre durch den Winkel γ gekennzeichnete Lage, wobei immer eine geschlossene Filterfläche vorhanden ist. Wenn dabei die Zinken 22 die untere Bürste 26 durchlaufen, werden gleichzeitig die daran haftenden Schmutzpartikel von der Bürste entfernt.

Auch wenn vorteilhafterweise die Winkel α, β und γ im wesentlichen gleich groß sind, so können diese bei bestimmten Anwendungen auch variiert werden. Auch kann der Antrieb der Reinigungsbürste 30 unter Umständen getrennt erfolgen.

Claims (16)

1. Patentansprüche
   1. Filterrechen zum Reinigen von fließenden Gewässern mit

   — einem Rahmen, der ein umlaufendes Förderglied (10) trägt;

   — Filterelementen (12), die schwenkbar an dem Förderglied (10) befestigt sind; und

   — einem Antrieb für das Förderglied,
   dadurch gekennzeichnet, daß an dem umlaufenden Förderglied (10) zusätzlich feststehende Filterelemente (14) vorgesehen sind.
2. 2. Filterrechen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schwenkbaren und die feststehenden Filterelemente (12,14) an dem Förderglied (10) abwechselnd hintereinander angeordnet sind.
3. 3. Filterrechen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Förderglied abgewinkelte Filterelemente (14) vorgesehen sind.
4. 4. Filterrechen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die abgewinkelten Filterelemente (12) feststehend sind.
5. 5. Filterrechen nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die schwenkbaren Filterelemente (12) an einer Kante angelenkt sind.
6. 6. Filterrechen nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die schwenkbaren Filterelemente (12) derart am Förderglied (10) angelenkt sind, daß diese am abstromseitigen Teil (B) des Filterrechens mittels Schwerkraft im wesentlichen in Strömungsrichtung (S) klappen.
7. 7. Filterrechen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die der abgewinkelten Kante gegenüberliegende Kante der feststehenden Filterelemente (14) als Anschlag für die schwenkbaren Filterelemente (12) dient.
8. 8. Filterrechen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die abgewinkelte Kante der abgewinkelten Filterelemente (14) als Anschlag für die schwenkbaren Filterelemente (12) dient.
9. 9. Filterrechen nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (30) vorgesehen ist, welche ein plötzliches Umklappen der schwenkbaren Filterelemente (12) am oberen Wendepunkt des Fördergliedes (10) verhindert.
10. 10. Filterrechen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung eine Reinigungsbürste (30) ist.
11. 11. Filterrechen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungsbürste (30) rotiert und von dem Antrieb angetrieben ist.
12. 12. Filterrechen nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wasserspritzeinrichtung (32) zum Reinigen der Filterelemente vorgesehen ist.
13. 13. Filterrechen nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am aufstromseitigen Teil des Filterrechens der Neigungswinkel (α) zwischen dem umlaufenden Förderglied (10) und der Strömungsrichtung (S), der Neigungswinkel (γ) zwischen den schwenkbaren Filterelementen (12) und der Strömungsrichtung (S) und der Neigungswinkel (ß) zwischen den feststehenden Filterelementen (14) und der Strömungsrichtung (S) im wesentlichen gleich ist.
14. 14. Filterrechen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die abgewinkelten Filterelemente (14) aus einem ebenen Filterelement bestehen, an des-

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    sen einer Kante ein rinnenartiger Vorsprung vorgesehen ist.
15. 15. Filterrechen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die abgewinkelten Filterelemente (14) aus einem ebenen Filterelement bestehen, an des- 5 sen einer Kante zinkenartige Vorsprünge (22) vorgesehen sind.
16. 16. Filterrechen nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel (α) zwischen dem umlaufenden Förderglied und der 10 Strömungsrichtung (S) 55° bis 85°, vorzugsweise ca. 75° beträgt.

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