DE4315110A1 - Vorrichtung zum Abschöpfen von auf einer Oberfläche einer Flüssigkeit schwimmendem Material - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abschöpfen von auf einer Oberfläche einer Flüssigkeit schwimmendem Material, vorzugsweise zum Beseitigen von Schwimmschlamm aus einem Klär- oder Absetzbecken.

Es gibt diverse Anwendungsfälle, bei denen schwimmendes Material von einer Flüssigkeit abgeschöpft werden soll. Ein Anwendungsbeispiel ist das Abschöpfen von Schwimmschlamm aus einem Klärbecken.

Es sind verschiedene gattungsgemäße Vorrichtungen denkbar und in Betrieb, die mehr oder weniger komplizierte Organe auf­ weisen, beispielsweise Schöpfwerke nach Art von Schaufelrädern oder Paternostern oder auch staubsaugerartige Saugvorrich­ tungen oder Einlaufrinnen mit beweglichen Wehrklappen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders einfache, aber sehr effiziente, stetig betreibbare Vorrichtung der eingangs genannten Gattung aufzuzeigen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gelöst, die sich auszeichnet durch ein um eine etwa horizon­ tale Achse wippbares bzw. kippbares Schöpforgan, welches in einer ersten Kippstellung mit seiner Materialaufnahmeseite schöpfend in das abzuschöpfende Material eintaucht und in einer zweiten Kippstellung mit seiner Materialaufnahmeseite vom abzuschöpfenden Material, unter Mitnahme und Beförderung des in der ersten Kippstellung abgeschöpften Materialquantums, abhebt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist damit eine sehr ein­ fach, kostengünstig, robust und wartungsarm zu bauende Vor­ richtung. Diese Vorrichtung kann ohne größeren Verschleiß oder Energieaufwand auch auf Dauer betrieben werden, um beispiels­ weise Schwimmschlamm in einem Klärbecken ständig kontrolliert abzuschöpfen und so ein zu großes Anwachsen des Schwimm­ schlammes zu verhindern. Dabei wird die Vorrichtung ständig taktweise betrieben, wobei das Schöpforgan ständig von einer Stellung in die andere kippt.

Eine nächste Weiterbildung, für die auch selbständiger Schutz beansprucht wird, sieht vor, daß das Schöpforgan derart ausgebildet und wippend aufgehängt ist, daß es in material­ leerem Zustand aufgrund seines Auftriebes von der Flüssigkeit in die erste Kippstellung gekippt wird und nach Aufnahme eines bestimmten Materialquantums aufgrund des Materialgewichtes in die zweite Kippstellung umkippt. Durch diese sehr vorteilhafte und überraschend einfache Konstruktion wird die erfindungsge­ mäße Vorrichtung automatisiert und selbstkontrollierend. Ein solcher Automatismus ist bei der Konstruktion der Vorrichtung in einfacher Weise zu erreichen, wofür lediglich die Schwer­ punktslage, das spezifische Gewicht des Schöpforgans, die Auf­ nahmefähigkeit für Material und das spezifische Gewicht dieses Materials und der daraus resultierende Auftrieb durch die Flüssigkeit berücksichtigt werden muß. Unter Praxisbedingungen läßt sich die günstigste Anlenkung des Schöpforgans auch durch wenige Versuche ermitteln und einstellen, wofür nach einer Weiterbildung der Erfindung vorzugsweise die Kipplager der Kippachse positionsveränderbar sind, die Kippachse also justierbar ist.

Das erfindungsgemäße Schöpforgan ist weitgehend etwa schaufelförmig aufgebildet, vorzugsweise in seiner Draufsicht etwa trapezförmig mit einer breiten Materialaufnahmeseite als Trapezbasis. Bei einer solchen Ausbildung könnte das erfin­ dungsgemäße Schöpforgan in etwa an die Form eines Kehrbleches erinnern, indem es ebenfalls eine nach hinten etwas konisch zulaufende Form aufweist und an seinen Seiten hochgezogene, leitende Ränder hat.

Der Erfassungsbereich des Schöpforgans kann nach einer Weiterbildung der Erfindung durch wenigstens ein Leitblech er­ weitert werden. Hierbei kann es sich um ein Leitblech handeln, welches nach unten tiefer eintaucht und somit auch tiefere Ma­ terialschichten erreicht. Es kann aber auch zusätzlich oder alternativ ein seitliches Leitblech vorgesehen sein, welches den Öffnungsbereich bzw. die Materialaufnahmeseite des Organs verbreitert.

Eine nächste Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß an das Schöpforgan ein Materialsammelschacht angeordnet ist, in dem ein bestimmtes Quantum von Material zur Erreichung des nötigen Kippgewichtes gesammelt werden kann. Vorzugsweise umfaßt die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Abtransport des abgeschöpften Materials eine Pumpe, beispielsweise eine in dem vorgenannten Sammelschacht angeordnete Tauchpumpe.

Der Schöpfvorgang kann dadurch unterstützt bzw. verstärkt werden, daß die Flüssigkeit bzw. die Materialschicht auf das Schöpforgan zu bewegt wird. Alternativ oder zusätzlich ist es natürlich vorteilhaft, das Schöpforgan selbst in Schöpfrich­ tung zu bewegen bzw. anzutreiben. Hierfür sind die unter­ schiedlichsten Antriebe denkbar. Auch ist es vorteilhaft die abzuschöpfende Flüssigkeitsoberfläche systematisch mit dem Schöpforgan abzufahren, beispielsweise spiralförmig, mäander­ förmig oder dergleichen. Es kann auch vorteilhaft sein, mehrere Schöpforgane nebeneinander nach dem gleichen Prinzip arbeiten zu lassen.

Eine bevorzugte Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung sieht vor, daß zum Abschöpfen von Schwimmschlamm aus einem Klärbecken als Antrieb für das Schöpforgan die drehbare Räumerbrücke des Klärbeckens vorgesehen ist. Das erfindungsge­ mäße Schöpforgan kann also in einfacher Weise von der ohnehin vorhandenen Räumerbrücke abgehängt und mit dieser angetrieben werden. Der abgeschöpfte Schwimmschlamm kann beispielsweise in einer Leitung entlang der Räumerbrücke zum Zentrum des Klär- oder Absetzbeckens, also zur Achse des Räumers, abgepumpt und von dort weiter abtransportiert werden, beispielsweise radial unterhalb des Klärbeckens.

Ein Ausführungsbeispiel, aus dem sich weitere erfinder­ ische Merkmale ergeben, ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen schematisch:

Fig. 1 einen Teil eines Querschnittes durch ein Klär­ becken mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 eine schematisierte Draufsicht auf ein Klärbecken gemäß Fig. 1 und

Fig. 3 eine schematisierte Seitenansicht eines Schöpfor­ gans einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in unter­ schiedlichen Kippstellungen.

Die Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch einen Teil eines Klärbeckens, welches eine erfindungsgemäße Vorrichtung auf­ weist. Als Beispiel ist hier ein Schildräumer dargestellt. Die erfindungsmäßige Vorrichtung kann unabhängig von der Art der Bodenschlammräumung (Schild- oder Saugräumung) eingesetzt werden.

Das Klärbecken ist als rundes bzw. zylindrisches Bassin ausgebildet und enthält eine zu klärende Flüssigkeit, deren Oberfläche mit einer Wellenlinie 2 angedeutet ist.

Das Klärbecken wird radial von einer Räumerbrücke 3 über­ spannt, welche für eine Kreisbewegung an einer nicht darge­ stellten zentralen, lotrechten Achse antriebsmäßig angekoppelt ist und mit ihrem freien Ende auf dem Rand 4 des Klärbeckens entlangläuft. Von dieser Räumerbrücke 3 ist eine Art Räum­ schild 5 abgehängt, welches sich mit der Räumerbrücke 3 kurz über dem Grund des Klärbeckens 1 im Kreise dreht und dabei den sich absetzenden Schlamm zum Schlammtrichter oder wie beim Saugräumer - hier nicht dargestellt - über Saugrohre anhebt.

Unterhalb der Räumerbrücke 3 und oberhalb des Räumschildes 5 ist von der Räumerbrücke 3 außerdem in Höhe des Flüssig­ keitsspiegels 2 das Schöpforgan 6 einer erfindungsgemäßen Vor­ richtung abgehängt. In der Fig. 1 ist eine Rückansicht des Schöpforgans zu sehen. Dieses Schöpforgan ist im wesentlichen etwa schaufelförmig bzw. kehrblechförmig ausgebildet und ist an einem Sammelschacht 7 angesetzt. In dem Sammelschacht be­ findet sich eine Tauchpumpe, insbesondere eine Dickstoffpumpe. Zur Ableitung des im Sammelschacht 7 zu sammelnden Materials ist der Sammelschacht über eine nicht dargestellte Schlauch­ verbindung mit einer radial unterhalb der Räumerbrücke 3 ver­ laufenden Ableitung B verbunden, die hier durch das Auflager der Räumerbrücke führt, zu der die Räumerbrücke 3 und das Räumschild 5 gehören. Von dort aus kann das von der Flüssigkeit abgeschöpfte Material beispielsweise unterhalb des Klärbeckens 1 weiter abtransportiert werden.

Das Schöpforgan 6 ist an seiner Abhängung 9 kippend gela­ gert, so daß es mit seiner Materialaufnahmeseite, die in Be­ wegungsrichtung der Räumerbrücke 3 und damit in Bewegungsrich­ tung des Schöpforganes 6 selbst weist, in einer Kippstellung mal die auf der Flüssigkeitsoberfläche 2 befindliche Schwimm­ schlammschicht unterschneidet und dabei in Schöpffunktion treten kann und das andere Mal in der anderen Kippstellung mit der Materialaufnahmeseite angehoben wird, so daß das Material, welches bereits schöpfend erfaßt worden ist, zum Sammelschacht 7 rutschen kann. Diese Funktionsweise des Schöpforgans ist in den folgenden Figuren näher dargestellt.

Die Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf das Klärbecken 1 ge­ mäß Fig. 1. Gleiche Bauelemente sind mit den gleichen Bezugs­ zahlen bezeichnet wie in Fig. 1.

In dieser Fig. 2 ist die über dem Klärbecken 1 radial verlaufende Räumerbrücke angedeutet, von der das Schöpforgan 6 über die Abhängungen 9 abgehängt ist. An den Abhängungen 9 be­ finden sich Kippachsenabschnitte 10, die eine im wesentlichen horizontal verlaufende Kippachse für das Schöpforgan 6 bilden, das fest an dem jeweils mitkippenden Sammelschacht 7 angesetzt ist. Die Kippachsenabschnitte 10 können in den Justierberei­ chen 11 in ihrer Position justiert werden.

In der Draufsicht der Fig. 2 ist zu erkennen, daß das Schöpforgan 6 im wesentlichen trapezförmig ausgebildet ist. Die Basis dieser Trapezform bildet die Materialaufnahmeseite 12 des Schöpforgans. Von dieser Seite aus verjüngt sich das Schöpforgan 6 konisch zum Sammelschacht 7 hin. Der Erfassungs­ bereich des Schöpforgans 6 an der Materialaufnahmeseite, die wie bereits gesagt in Bewegungsrichtung der Räumerbrücke 3 weist, wird durch Leitbleche 13, 14 vergrößert, von denen das Leitblech 13 über die gesamte Länge der Materialaufnahmeseite 12 verläuft und tiefer nach unten in die Schwimmschlammschicht einragt, während das Leitblech 14 die dem Klärbeckenzentrum zugewandte Seite des Schöpforgans 6 verlängert.

In dem Sammelschacht 7 ist mit einem Pumpensymbol eine Pumpe 15 angedeutet.

Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht des Schöpforgans 6 mit dem Sammelschacht 7 in den beiden möglichen Kippstellungen, wobei eine der Kippstellungen mit gestrichelten Linien angedeutet und mit den Bezugszahlen 6′ und 7′ versehen ist.

Mit den gestrichelten Linien ist die erste Kippstellung der Organe 6′ und 7′ angedeutet, in der die Materialaufnahme­ seite 12 in die Flüssigkeitsoberfläche 2 bzw. die darauf be­ findliche Schwimmschlammschicht eintaucht und dabei durch den über die Räumerbrücke 3 erteilten Vortrieb Material in Rich­ tung des Sammelschachtes 7′ abschöpft. Diese erste Kippstel­ lung wird zunächst einmal dadurch stabil gehalten, daß die Flüssigkeit einen Auftrieb auf den Sammelschacht 7′ und das Schöpforgan 6′ ausübt, der ausreicht, diese Teile anzuheben und um die Kippachse 10 zu kippen, weil das Eigengewicht dieser Teile nicht sehr hoch ist und der Sammelschacht 7′ zu Beginn des Schöpfvorganges noch leer ist.

Durch den Schöpfvorgang füllt sich nach und nach das Schöpforgan 6′ bzw. der Sammelschacht 7′, so daß durch das sich vergrößernde Gewicht dieser Teile das Schöpforgan 6′ mit dem Sammelschacht 7′ um die Kippachse 10 nach und nach bis in die zweite Kippstellung 6, 7 kippt. In dieser zweiten Kipp­ stellung bildet das Schöpforgan 6 eine schräge Rampe, entlang der das noch auf dem Schöpforgan 6 befindliche Material in Richtung des Pfeiles 16 in den Sammelschacht 7 hinabrutschen kann. Dann wird die Pumpe 15 automatisch betätigt. Die Pumpe 15 pumpt den Sammelschacht 7 wieder leer, wodurch sich der Auftrieb wieder vergrößert bis wieder die erste Kippstellung 6′, 7′ erreicht ist.

Die Pumpe beendet dann ihre Pumpentätigkeit, und es kann ein nächster Schöpfvorgang beginnen.

Durch diese Funktionsweise wippt das Schöpforgan 6, 6′ automatisch periodisch von einer Kippstellung in die andere und führt dadurch taktweise bzw. periodisch einzelne Schöpf­ vorgänge durch, wobei sich das Schöpforgan 6 mit der Räumer­ brücke 3 langsam im Kreise um das Zentrum des Klärbeckens 1 bewegt. Die Schwimmschlammbildung auf der Flüssigkeitsober­ fläche 2 wird dadurch ständig kontrolliert, d. h. es wird ständig Schwimmschlamm abgeschöpft, so daß ein zu großes An­ wachsen des Schwimmschlammes verhindert wird.

Auch in der in Fig. 3 dargestellten Seitenansicht ist noch einmal zu erkennen, daß das Schöpforgan 6 schaufelartig mit hochgezogenen Seitenrändern ausgebildet ist.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Abschöpfen von auf einer Oberfläche einer Flüssigkeit schwimmendem Material, vorzugsweise zum Be­ seitigen von Schwimmschlamm aus einem Klär- oder Absetzbecken, gekennzeichnet durch ein um eine etwa horizontale Achse (10) wippbares bzw. kipp­ bares Schöpforgan (6), welches in einer ersten Kippstellung (6′, 7′) mit seiner Materialaufnahmeseite (12) schöpfend in das abzuschöpfende Material eintaucht und in einer zweiten Kippstellung (6, 7) mit seiner Materialaufnahmeseite (12) vom abzuschöpfenden Material, unter Mitnahme und Beförderung des in der ersten Kippstellung abgeschöpften Materialquantums, abhebt.

2. Vorrichtung zum Abschöpfen von auf einer Oberfläche einer Flüssigkeit schwimmendem Material, vorzugsweise nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schöpforgan (6) derart ausgebildet und wippend aufgehängt ist, daß es in materialleerem Zustand aufgrund seines Auftriebs von der Flüssigkeit in die erste Kippstellung gekippt wird und nach Aufnahme eines bestimmten Materialquantums aufgrund des Ma­ terialgewichtes (allmählich) in die zweite Kippstellung umkippt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzei­ chnet, daß das Schöpforgan (6) weitgehend etwa schaufelförmig ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schöpforgan (6) wenigstens durch ein Leitblech (13, 14) in seinem Erfassungsbereich erweitert ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich­ net, daß daß Schöpforgan (6) in seiner Draufsicht etwa trapez­ förmig mit einer breiten Materialaufnahmeseite (12) als Tra­ pezbasis ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kipplager der Kipp­ achse (10) positionsveränderbar sind.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Schöpforgan (6) ein Materialsammelschacht (7) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einer Pumpe (15) zum Ab­ transport des abgeschöpften Materials ausgerüstet ist.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie in Richtung der Ma­ terialaufnahmeseite (12) des Schöpforgans (6) antreibbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Antrieb die drehbare Räumerbrücke (3) eines Klär­ beckens (1) vorgesehen ist.