DE69936349T2

DE69936349T2 - Vorrichtung zur behandlung von abfällen

Info

Publication number: DE69936349T2
Application number: DE69936349T
Authority: DE
Inventors: Clinton J. Breaux Bridge Angelle
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-07-17
Filing date: 1999-07-15
Publication date: 2007-10-31
Anticipated expiration: 2019-07-16
Also published as: DE69936349D1; US6096228A; EP1109609A4; MXPA01000586A; CA2337764A1; CA2337764C; WO2000010680A1; AU5002799A; EP1109609A1; EP1109609B1

Description

Die Erfindung ist eine Continuation-in-Part der US-A-5846440 (Anmeldenummer 08/844,938 eingereicht am 23.04.1997). Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Behandlung von Abfällen. Insbesondere, jedoch ohne Einschränkung, betrifft die Erfindung ein System zur Handhabung eines Ausstoßes von Abfällen in einer sicheren und hinsichtlich der Umwelt geschützten Weise.
Der Ausstoß von Abfällen, insbesondere beim Bohren einer Öl- oder Gasbohrung zur letztlichen Produktion, bietet viele Umweltprobleme. Beispielsweise wenn eine Bohrung in die Erde gebohrt wird, kann sich die Bohrung über mehrere tausend Fuß erstrecken. während des Bohrvorganges wird die Bohrung mit einer Bohrflüssigkeit gefüllt. Die Bohrflüssigkeit ist aus mehreren Gründen notwendig einschließlich der Drucksteuerung und der Schmierung des Bohrgestänges.
Somit ist die Bohrflüssigkeit eine notwendige Komponente des Bohrverfahrens. Die physikalische und chemische Zusammensetzung der Bohrflüssigkeit kann sich ändern. In vielen Fällen jedoch enthält die Bohrflüssigkeit gefährliche Materialien, wie beispielsweise Öl. Ferner wird die Bohrflüssigkeit Feststoffe enthalten, welche Gestein und Ton als geschnittene Materialien umfassen. Die so ausgestoßene Volumina zusammen mit dem Gewicht des Bohrgutes ist ausgesprochen signifikant.
Eine bedeutsame Anzahl von Umweltbestimmungen, welche die Entfernung, Handhabung und Behandlung dieser Flüssigkeit betreffen, wurden über die Jahre weiterentwickelt. Das Übertragen der Bohrflüssigkeit von Aufnahmetanks (auch als Gruben bekannt) an der Bohrstelle in Fahrzeuge, die geeignet sind, die Abfälle zu transportieren, erzeugt eine merkliche Möglichkeit des Verschüttens. Somit stellt die Handhabung von Bohrflüssigkeit in einer Weise, dass die Bohrflüssigkeit richtig entsorgt wird, eine größere Aufgabe für Firmen dar. Viele Arten von nach dem Stand der Technik bekannten Systemen versuchten dieses Problem zu vermeiden, jedoch sämtlich mit begrenztem Erfolg. Die hier beschriebene Erfindung löst diese Probleme, indem ein System und ein Verfahren zur Handhabung umweltschädlicher Abfälle in einem sicheren und wirtschaftlichen Verfahren vorgeschlagen wird. Es soll darauf hingewiesen werden, dass die hier beschriebene Erfindung auch bei anderen Industrien anwendbar ist, bei denen die Handhabung von Abfällen zum Transport an und zu den Betrieben notwendig ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft eine Pumpeinrichtung, welche betriebsmäßig mit einem Behandlungsteil verbunden ist zur Aufnahme von Abfallmaterial von der Bearbeitungseinrichtung und zum Pumpen des Abfallmaterials von dem Tank gemäß Anspruch 1. Die Pumpe enthält ein erstes Rotorblatt und ein zweites Rotorblatt, welche zum Beladen der Pumpeinrichtung angeordnet sind. Das erste Rotorblatt und das zweite Rotorblatt umfassen erste und zweite senkrecht ausgerichtete Plattenteile. Das erste und das zweite Plattenteil können eine konkave Oberfläche aufweisen, die darauf eine Schaufel formt, welche geeignet ist, das Abfallmaterial in den Pumpeneinlass zu fördern.
Das System kann ferner einen Motor aufweisen, welcher betriebsmäßig mit dem Behandlungsteil verbunden ist, so dass der Behandlungsteil innerhalb des Tankes verschwenkt werden kann. Ein Schlammtor kann ferner vorgesehen sein, welches betriebsmäßig mit der Pumpeinrichtung verbunden ist und geeignet ist, das von der Verarbeitungseinrichtung nach unten ge leitete Abfallmaterial aufzunehmen. Ein zweiter Blattteil kann vorgesehen sein, welcher sich radial von der Basis erstreckt. Der zweite Blatt- oder Klingenteil ist in einer Ebene entgegengesetzt zum ersten Blatt- oder Klingenteil orientiert und ist derart gestaltet, dass er das Abfallmaterial nach unten leitet.
Erfindungsgemäß sind das erste Rotorblatt und das zweite Rotorblatt ineinander entgegengesetzten Ebenen oberhalb des Pumpeneinlasses ausgerichtet. Eine dritte flache Platte und eine vierte flache Platte können ferner vorgesehen sein, wobei die flachen Platten in entgegengesetzten Ebenen orientiert sind. Das System kann ferner einen dritten Blatt- oder Klingenteil und einen vierten Blatt- oder Klingenteil umfassen, die sich in einer winkligen Richtung von der Basis erstrecken, so dass der dritte Blatt- oder Klingenteil und der vierte Blatt- oder Klingenteil geeignet sind, das Abfallmaterial nach unten zu leiten. Bei dieser Ausführungsform beträgt die abgewinkelte Richtung mindestens 10 Grad.
Nach der Lehre der vorliegenden Erfindung kann die Verarbeitungseinrichtung von dem Behandlungsteil abnehmbar sein. Ferner kann der erste Blatt- oder Klingenteil, der zweite Blatt- oder Klingenteil, der dritte Blatt- oder Klingenteil und der vierte Blatt- oder Klingenteil eine Welle umfassen, die ein erstes und ein zweites Ende aufweist, wobei das erste Ende mit der Basis verbunden ist und das zweite Ende mit einem Paddelkopf verbunden ist. Der Paddelkopf kann bezüglich der Welle in einem Beugungswinkel von mindestens 90 Grad versetzt sein.
Bei der besonders bevorzugten Ausführungsform dieser Anmeldung wird ferner ein Verfahren zur Behandlung eines flüssigen Bohrabfalls von einer Öl- oder Gasbohrung beschrieben. Das Verfahren umfasst allgemein das Einführen einer Bohrflüssigkeit als Abfall in eine Vorrichtung. Die Vorrichtung besteht aus einem Tank, einem hin und her beweglichen Wagen, welcher betriebsmäßig mit dem Tank verbunden ist, wobei der hin und her bewegliche Wagen einen Behandlungsteil aufweist, welcher daran angepasst ist, ferner einer Pumpeinrichtung, welche betriebsmäßig mit dem Behandlungsteil verbunden ist, um die Abfallbohrflüssigkeit von dem Tank abzupumpen. Eine Verarbeitungseinrichtung, welche an dem Behandlungsteil angebracht ist, ist in einer ersten Ebene orientiert. Die Verarbeitungseinrichtung umfasst eine Basis, welche einen ersten Blatt- oder Klingenteil und einen zweiten Blatt- oder Klingenteil enthält, die sich radial von der Basis erstrecken.
Das Verfahren umfasst das Transportieren des Wagens von einer ersten Position zu einer zweiten Position und Drehen der Basis der Verarbeitungseinrichtung, so dass die Abfallbohrflüssigkeit nach unten mit dem Paddelkopf des ersten Blatt- oder Klingenteils und mit dem Paddelkopf des zweiten Blatt- oder Klingenteils geleitet wird. Das Flügelrad wird gedreht, wobei das Flügelrad ein erstes Rotorblatt und ein zweites Rotorblatt einhält, die derart angeordnet sind, um die Pumpeinrichtung über den Einlass zu beladen. Das erste Rotorblatt und das zweite Rotorblatt umfassen eine erste und eine zweite vertikal orientierte Platte, wobei die erste und die zweite Platte eine konkave Oberfläche aufweisen, die darauf eine Schaufel formen und geeignet sind, das Abfallmaterial in den Pumpeneinlass zu fördern.
Das Verfahren besteht ferner darin, den Abfall aus dem Tank zu pumpen und danach das Pumpen zu beenden. Die Bedienungsperson wird es zulassen, dass die Abfallbohrflüssigkeit sich in eine Feststoffphase und eine flüssige Phase trennt, und wird den Wagen von der zweiten Position in eine dritte Posi tion bewegen. Die Entfernung der Feststoffphase aus dem Tank mit der Pumpeinrichtung kann danach fortgesetzt werden.
Das Verfahren würde dann das Verschwenken des Behandlungsteils aus dem ersten Standort in einen zweiten Standort umfassen und das Rühren des Abfalls. Das Verfahren würde ferner daran anschließend das Transportieren des Wagens von einer ersten Seite des Tankes zu einer zweiten Seite des Tankes umfassen, so dass die Feststoffphase zur zweiten Seite des Tankes geschoben wird. Die Feststoffphase kann dann von dem Tank mittels der Pumpeinrichtung entfernt werden. Bei einer Ausführungsform wird eine Vielzahl von Flügelradteilen gedreht, was eine Ansammlung des Abfalls in den Schaufeln ermöglicht, die ihrerseits den Abfall in den Einlass der Pumpeinrichtung laden.
Ferner ist ein Pumpenteil beschrieben. Der Pumpenteil wird einen Motor enthalten, welcher eine sich von diesem erstreckende Welle hat. Ein Pumpengehäuse mit einer inneren zylindrischen Kammer ist ferner vorgesehen. Die innere zylindrische Kammer nimmt die Welle auf. Eine kreisförmige Basis ist in der inneren zylindrischen Kammer angeordnet, wobei die Welle am Mittelpunkt der Basis angebracht ist.
Der Pumpenteil enthält ferner einen ersten Plattenteil und einen zweiten Plattenteil, welche sich senkrecht von der kreisförmigen Basis erstrecken. Bei einer Ausführungsform sind der erste Plattenteil und der zweite Plattenteil in entgegengesetzten Ebenen um den Mittelpunkt angeordnet. Bei der bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich ein erster Endabschnitt vom ersten Plattenteil und ein zweiter Endabschnitt vom zweiten Plattenteil. Der erste Endabschnitt und der zweite Endabschnitt können aus der Öffnung nach außen vorstehen. Eine Entsorgungsleitung ist ferner eingeschlossen und wobei sich die Leitung vom Pumpengehäuse erstreckt und eine flüssigkeitsführende Verbindung mit der inneren zylindrischen Kammer aufweist.
Die Pumpe kann ferner einen dritten Plattenteil und einen vierten Plattenteil enthalten, welche sich senkrecht von der kreisförmigen Basis erstrecken. Allgemein sind der dritte Plattenteil und der vierte Plattenteil in radial entgegengesetzten Ebenen um die kreisförmige Basis angeordnet. Ferner enthalten der erste Endabschnitt und der zweite Endabschnitt konkave Oberflächen, welche eine erste Schaufel auf dem ersten Endabschnitt und eine zweite Schaufel auf dem zweiten Endabschnitt formen. Eine Verarbeitungseinrichtung kann mit der Pumpe zusammengefasst sein, wobei die Verarbeitungseinrichtung geeignet ist, den Abfall zum Pumpeneinlass zu leiten.
Ein Vorteil des vorliegenden Systems besteht darin, dass die Bedienungsperson Tonnen an Umweltabfall von einem Ort entfernen kann, ohne dass ein Verschütten auf das umgebende Areal auftritt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Erfindung das Konzept eines Löffelbaggers, einer Pumpe, eines Bulldozers und einer Verarbeitungseinrichtung in ein komplettes Betriebssystem kombiniert.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Erfindung einer Bedienungsperson Zeit erspart, da es in der Vergangenheit erforderlich war, die oben genannten Komponenten getrennt zu verwenden, um den Abfall angemessen und sicher zu handhaben. Noch ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das hier beschriebene System für den Verwender erhebliche Ersparnisse erzeugt.
Ein Vorteil der zweiten Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung schließt die Verwendung einer senkrechten Förderschnecke ein, welche bewirkt, dass der Schlamm nach unten geleitet wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die senkrechte Schnecke die Feststoffe in kleinere Partikel zerkleinert und verteilt, welche bessere Fließeigenschaften aufweisen, und/oder in der flüssigen Phase suspendiert werden können. Ein noch weiterer Vorteil besteht darin, dass das Flügelrad dazu dient, die Feststoffe aufzurühren und/oder die Feststoffe in der flüssigen Phase zu suspendieren.
Noch ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das Flügelrad eine positive Verdrängung zu der Pumpe bewirkt, indem die Abfälle in den Pumpeneinlass geleitet und geladen werden. Mit anderen Worten hat das System den Vorteil einer Zwangsbeschickung des Schlammes in die Pumpe durch das Flügelrad. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das Schlammtor mit der vertikalen Förderschnecke und dem Flügelrad der Pumpe zusammenarbeiten, um den geförderten Schlamm in den Pumpeneinlass aufzunehmen.
Ein Vorteil der dritten Ausführungsform umfasst die Verwendung eines Schneidkopfes, welcher die Feststoffe in kleinere Teilchen zermahlt, zerkleinert und verteilt, welche bessere Fließeigenschaften aufweisen und/oder in der Flüssigphase suspendiert werden können. Ein weiterer Vorteil des Schneidkopfes ist die Fähigkeit, den Abfall nach unten und zum Pumpeneinlass zu leiten.
Ein Merkmal der Erfindung schließt die Verwendung eines beweglichen Förderwagens ein, welcher auf einem Schienensystem montiert ist, das auf dem Behälter mit Motoreinrichtungen enthalten ist. Ein anderes Merkmal schließt ein Behandlungssystem ein, welches betriebsmäßig mit dem Förderwagen verbun den ist. Ein weiteres Merkmal schließt ein Behandlungssystem ein, welches eine Schaufel, einen Löffelbagger, eine Pumpe und darauf montierte Schwenkmittel enthält.
Ein weiteres Merkmal schließt eine Förderschnecke ein, um angesammelte Feststoffe in dem Behälter zu entfernen. Noch ein weiteres Merkmal umfasst eine Schaufel, welche als Wischer, Rührer oder Spaten arbeiten kann. Ein weiteres Merkmal schließt die Verwendung einer Pumpe ein, die in ihrer Position verändert werden kann, um die unterschiedlichen Niveaus von Abfällen zu berücksichtigen wie auch die Zusammensetzung der Abfälle in dem Behälter. Ein weiteres Merkmal schließt den Betrieb des Behandlungssystems und des Förderwagens von einem entfernten Ort ein.
Ein Merkmal der zweiten Ausführungsform schließt die Verwendung einer abnehmbaren Verarbeitungseinrichtung, beispielsweise eine vertikale Förderschnecke, ein. Ein weiteres Merkmal besteht darin, dass eine Vielzahl von Zähnen an den Klingen der senkrechten Förderschnecke angeordnet sind. Ein weiteres Merkmal schließt die Verwendung eines Schlammtors ein, welches von Hand betätigt oder geschlossen werden kann. Die drehbaren Klingen des Flügelrades sind ein weiteres Beispiel eines Merkmals der vorliegenden Erfindung.
Ein weiteres Merkmal der dritten Ausführungsform schließt die Verwendung von Paddelköpfen ein, welche den Abfall schneiden, scheren oder zerkleinern. Ein weiteres Merkmal dieser Ausführungsform schließt ein, dass einige Klingen im Bereich des Bodenniveaus senkrecht sind, während eine andere Gruppe von Klingen bezüglich der Senkrechtklingen geneigt sind. Ein weiteres Merkmal schließt einen Schneidkopf ein, welcher den Abfall nach unten geleitet. Der Schneidkopf zerkleinert, mahlt und verteilt die Feststoffe in kleinere Teilchen, welche bes sere Fließeigenschaften aufweisen und/oder in der Flüssigphase suspendiert sein können.
Noch ein weiteres Merkmal der dritten Ausführungsform besteht darin, dass die Rotorblätter die konkave Schaufel aufweisen, welche radial nahe dem Pumpeneinlass zum Beladen der Pumpe liegen. Ein weiteres Merkmal ist die Verwendung senkrechter Platten, die mit den Rotorblättern gekuppelt sind, um die Pumpe zu laden. Ein weiteres Merkmal besteht darin, dass in dieser dritten Ausführungsform zwei Rotorblätter vorgesehen sind, die radial einander gegenüberliegend um den Pumpeneinlass angeordnet sind. Ein weiteres Merkmal besteht darin, dass zwei vertikale Platten eingeschlossen sind, wobei die beiden vertikalen Platten radial einander gegenüberliegend um den Pumpeneinlass angeordnet sind.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Darstellung einer Vorrichtung einschließlich eines Behälters, Förderwagens und Behandlungssystems, wobei das Behandlungssystem in einer ersten Position befindlich ist.
2 zeigt die Vorrichtung gemäß 1 mit dem Behandlungssystem in einer zweiten Position.
3 ist eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform des Behandlungssystems.
4 ist eine schematische Vorderansicht des Behandlungssystems gemäß 3.
5 zeigt die schematische Seitenansicht des Behandlungssystems gemäß 3 in verschiedenen Positionen in dem Behälter.
6 ist eine Darstellung einer Vorrichtung einschließlich des Behälters, Förderwagens und Behandlungssystems, wobei das Behandlungssystem in einer ersten Position befindlich ist.
7 ist eine perspektivische Ansicht der ersten Ausführungsform einer Flügelradeinrichtung.
8 ist eine Draufsicht der Flügelradeinrichtung gemäß 7.
9 zeigt eine schematische Seitenansicht des Behandlungssystems gemäß 6 in verschiedenen Positionen in dem Behälter.
10 ist eine Vorderansicht eines Schneidkopfteiles.
11 ist eine Seitenansicht des Schneidkopfteiles gemäß 10.
12 ist eine perspektivische Ansicht des Schneidkopfteiles gemäß 10.
13 ist eine Seitenansicht der zweiten Ausführungsform der Flügelradeinrichtung.
14 ist eine Draufsicht der Flügelradeinrichtung gemäß 12.
15 ist eine perspektivische Ansicht der Flügelradeinrichtung gemäß 13.
16 ist eine Darstellung einer Ausführungsform einschließlich des Behälters, Förderwagens und Behandlungssystems, wobei das Behandlungssystem in einer ersten Position dargestellt ist.
17 ist eine perspektivische Ansicht des Pumpenteils der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung.
18 ist eine Vorderansicht des Pumpenteils gemäß 17.
19 ist eine Unteransicht des Pumpenteils gemäß 17, welche das Flügelrad zeigt.
20 ist eine Schnittansicht der bevorzugten Ausführungsform des Flügelrads in dem Pumpengehäuse nach 17.
21 ist eine Schnittansicht der Pumpe einschließlich des Flügelrades der bevorzugten Ausführungsform längs der Linie "21" von 19.
22 ist eine perspektivische Ansicht der vierten Ausführungsform nach der Erfindung, welche eine Vielzahl von Schneidköpfen an einer Pumpe montiert einschließt.
23 ist eine Draufsicht der Ausführungsform gemäß 22.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Unter Bezugnahme auf 1 wird nun eine Darstellung der Vorrichtung 2 einschließlich des Behandlungssystems 4 und der Förderschnecke 6 beschrieben. Allgemein umfasst die Vorrich tung 2 einen Behälter 8, welcher in der bevorzugten Ausführungsform ein langgestreckter Tank ist, der geeignet ist, den Abfall aufzunehmen. Der Behälter 8 enthält ein erstes Ende 10 und ein zweites Ende 12 mit einem Boden 14 und einem oberen Ende 16. Wie in 1 gezeigt, ist die Breite des Bodens 14 allgemein schmäler als das offene Oberende 16, so dass die Bewegung des Abfalls in dem Behälter 8 erleichtert wird, wie dies weiter unten noch näher erläutert wird.
Der Behälter 8 ist derart konstruiert, dass er leicht von Ort zu Ort transportierbar ist. Somit kann der Behälter 8 zusammen mit dem Behandlungssystem 4 und der Förderschnecke 6 an auf Land befindlichen Orten benutzt werden, oder alternativ transportiert werden und auf Meeresplattformen oder anderen entfernten Orten angeordnet werden.
Der Behälter 8 enthält darauf ein Paar von Schienen 18, welche an dem Behälter 8 mittels Trägern befestigt sind. Wie in 1 dargestellt, verlaufen die Schienen 18 über das offene Oberende 16. Es soll darauf hingewiesen werden, dass obwohl ein Paar von Schienen 18 dargestellt wurden, eine Einzelschiene innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung liegt.
Das Paar von Schienen 18 haben das damit betriebsmäßig verbundene Behandlungssystem 4.
Das Behandlungssystem 4 ist auf einer Plattform 22 montiert, wobei die Plattform Gruppen von Rädern 24 aufweist. Die Plattform 22 kann auch als Förderwagen 22 bezeichnet werden. Die Plattform 22 enthält ferner ein Paar von Zahnrädern 26, welche durch Motoreinrichtungen angetrieben sind, die weiter unten beschrieben werden, so dass das Behandlungssystem hin und her vom ersten Ende 10 zum zweiten Ende 12 bewegt wird, wie dies durch die Bedienungsperson gewünscht ist. Zum An trieb passen die Vorsprünge des Zahnrades 26 in die Zahnstangen 80.
Das Behandlungssystem 4 weist Schaufeleinrichtungen 28 auf, die sich in dem Behälter 8 erstrecken, und welche betriebsmäßig mit der Plattform 22 verbunden sind, um den Abfall von einem Ende 10 zum anderen Ende 12 des Behälters zu transportieren. Alternativ können die Schaufeleinrichtungen 18 verwendet werden, um den in dem Behälter 8 enthaltenen Abfall umzurühren. Das Behandlungssystem 4 weist ferner damit verbundene Pumpeneinrichtungen 30 auf, welche betriebsmäßig mit den Schaufeleinrichtungen 28 verbunden sind, um den Abfall aus dem Behälter 8 zu pumpen. Es wird darauf hingewiesen, dass im Rahmen der vorliegenden Anmeldung gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Figuren gleiche Bauteile bezeichnen.
Unter Bezugnahme auf 2 ist die Vorrichtung 2 gemäß 1 veranschaulicht, wobei der Wagen 22 und das Behandlungssystem 4 in eine zweite Position bewegt worden. Der Transport des Behandlungssystems 4 wird durch Aktivierung des Motors gesteuert, so dass die Zahnräder 26 sich in der Art drehen, dass der Wagen 22 (über die Räder 24) bewegt wird. Die Schaufeleinrichtungen 28 bewegen sich ebenfalls in dem Behälter 8. Die Schaufeleinrichtung 28 ist in einer starren Position senkrecht zum Boden 14 gehalten. Folglich wird der Abfall in dem Behälter zum Ende 12 geschoben. Zu diesem Zeitpunkt kann die Förderschnecke 6 betätigt werden, um den Abfall aus dem Behälter 8 zu transportieren.
Wie in 3 veranschaulicht, wird eine auseinandergezogene Darstellung des Behandlungssystems 4 nun beschrieben. Wie gezeigt, sind an dem Wagen 22 die Räder 24 angebracht, welche auf der Schiene 18 angeordnet sind. Mit dem Wagen 22 sind ferner die Zahnräder 28 verbunden, welche durch eine Motoreinrichtung 38 angetrieben sind, um die Zahnräder 28 zu bewegen.
Die Schaufeleinrichtung 28 hat einen damit verbundenen Leiterträger 40, wobei sich der Leiterträger 40 von einem Verlängerungsteil ausgehend erstreckt. Der Träger 40 und der Verlängerungsteil 42 sind durch übliche Mittel, wie einen Stift 44, verschwenkbar angebracht. Der Verlängerungsteil 42 ist an der Plattform 22 befestigt.
An dem Leiterträger 40 ist ein Verlängerungsteil 46 befestigt, wobei der Verlängerungsteil seinerseits ein Schaufelblatt 48 aufweist. Wie in 3 gezeigt, ist das Schaufelblatt 48 in einem Winkel bezüglich des Bodens 14 des Behälters 8 geneigt. Wie ferner in 3 gezeigt, ist ein abnehmbares Schaufelblatt 50 seinerseits an dem Trägerteil 40 über den Verlängerungsteil 52 angebracht, wobei das abnehmbare Schaufelteil 50 in einer entgegengesetzten Ebene bezüglich des Schaufelblattes 48 ausgerichtet ist. Folglich wird, wenn im Betrieb das Behandlungssystem 4 von einer ersten Position zu einer zweiten Position bewegt wird, dann zurück zur ersten Position, das Schaufelblatt 50 wirksam sein, um den Abfall in der zweiten Richtung zu schaufeln. Bei einer alternativen Ausführungsform muss das abnehmbare Schaufelblatt 48 nicht angebracht sein.
Das Behandlungssystem 4 weist eine damit verbundene Pumpeinrichtung 30 auf, welche den Pumpmotor 54 umfasst, welcher seinerseits geeignet ist, den Gehäusezylinder 56 zu pumpen. Ein Schutzgitter 58 ist ferner vorgesehen, so dass der Saugeinlass 60 vom Boden weit genug angehoben ist, so dass große Feststoffe nicht in die Pumpe eintreten oder den Saugeinlass 60 blockieren. Eine Entsorgungsleitung 62 führt von dem Pum penzylinder 56 weg, so dass der abgepumpte Abfall zu einer mit Gelenk verbundenen Leitung 64 zur letztlichen Entsorgung geführt wird.
Ferner ist eine Platte 66 vorgesehen, die bei der Anbringung des Leiterträgerteils an dem Behandlungssystem 4 hilft, und mit welcher Bodenrollen 68 verbunden sind, welche hilfreich sind, um die Plattform 22 auf der Schiene 18 zu halten. Das Behandlungssystem 4 enthält ferner die Schwingungseinrichtungen 70 zum Schwingen und Verschwenken des Leiterträgers 40.
Allgemein halten die Schwingungseinrichtungen 70 ein Paar hydraulische Zylinder 72, welche ein zusammenarbeitendes Paar hydraulischer Druckkolben 74 aufweisen. Die Schwingungseinrichtung 70 ist betriebsmäßig mit einem hydraulischen Leitungssystem 76 verbunden, wobei das Leitungssystem 76 lang genug ist, dass das Behandlungssystem längs der Schiene 18 verfahren kann, so dass sich das Leitungssystem 76 über die zweckentsprechende Entfernung erstreckt. Gleichzeitig ist eine Vor- und Rückbewegung des Wagens 22 längs der Schiene 18 möglich. Unter Bezugnahme auf 4 ist eine Vorderansicht des Behandlungssystems 4 gezeigt. Bei der bevorzugten Ausführungsform weist der Trägerteil 40 einen ersten Schenkel 40a und einen zweiten Schenkel 40b auf, wobei die Stützstreben 78 ebenfalls eingeschlossen sind. In 4 ist ferner das Zusammenwirken der Räder 24 und der Bodenrollen 68 mit der Schiene gezeigt. Zusätzlich ist die Schwingungseinrichtung 70 mit den Schwenkzylindern 72 gezeigt, die zu dem hydraulischen Druckkolben 74 führen.
4 zeigt ferner die Mittel, durch die das Behandlungssystem 4 längs der Schiene und Spur 80 fährt. Insbesondere sind die Zahnräder 26 für den Eingriff mit der Zahnschiene 80 geeignet, wobei die Zahnschiene 80 geeignet ist, um die Vorsprünge der Zahnräder aufzunehmen.
Unter Bezugnahme auf 5 wird nun der Betrieb der Erfindung beschrieben. Wie gezeigt, weist das Behandlungssystem 4 den Leiterträger 5 senkrecht bezüglich des Bodens 14 in der durch den Buchstaben (A) gekennzeichneten Position auf. Bei der Darstellung in 5 ist in dem Behälter 8 Abfall angeordnet. Insbesondere weist der Abfall zwei verschiedene Phasen auf, nämlich: (1) Eine hauptsächlich flüssige Phase mit darin angeordneten Feststoffen, und (2) eine überwiegend feste Phase mit darin angeordneter Flüssigkeit.
So kann bei der durch (A) gekennzeichneten Position des Trägers 40 die Bedienungsperson die Motoreinrichtungen aktivieren, so dass die Zahnräder 26 sich drehen, wodurch wiederum der Wagen 22 und das Behandlungssystem 4 auf den Schienen 18 vorwärts bewegt werden. Während sich das Behandlungssystem vorwärts bewegt, häuft die Schaufelklinge 48 den Abfall in Richtung der Förderschnecke 6 auf, um durch die Förderschnecke 6 entfernt zu werden. Alternativ kann die Bedienungsperson die Richtung des Behandlungssystems 4 umkehren, so dass die abnehmbare Schaufelklinge 50 den Abfall in der entgegengesetzten Bewegungsrichtung aufhäuft. Die Bedienungsperson kann ferner die Pumpeinrichtung 30 anschalten, um angesammelte Flüssigkeit während dieses Vorganges abzupumpen. Dies kann nach Wahl der Bedienungsperson fortgesetzt werden, bis der Behälter 8 in der richtigen Weise geleert ist.
Als alternative Art des Betriebes kann die Bedienungsperson den Leiterträgerteil 40, wie gezeigt, in die Position (B) in 5 verschwenken. Dies wird durch Aktivierung der Hydraulikzylinder erreicht, so dass die hydraulischen Druckkolben den Leiterträgerteil 40 verschwenken. Falls gewünscht, ent spricht die Position (B) einem Niveau, welches den Saugpunkt 60 in die flüssige Phase (F) verschiebt.
In der in (B) gezeigten Position kann die Pumpeinrichtung 30 aktiviert werden, welche ihrerseits die Flüssigphase (F) in die Entsorgungsleitung 62 saugt. Selbstverständlich kann, falls dies durch die Bedienungsperson gewünscht wird, das Zahnrad 26 aktiviert werden, welches seinerseits bewirken würde, dass sich das Behandlungssystem 4 längs der Schienen 18 bewegt. Folglich wird durch eine derartige Aktion der Abfall auch umgerührt. Eine Schwingbewegung des Trägers 14 kann zum Umrühren des Abfalls beitragen oder alternativ unerwünschte Feststoffhaufen lösen, welche sich in dem Behälter 8 aufgebaut haben können.
In einer weiteren alternativen Art des Betriebs kann die Bedienungsperson den Leiterträgerteil 40, wie gezeigt, in die Position (C) in 5 verschwenken. Dies wird durch Aktivierung der Hydraulikzylinder erreicht, so dass die hydraulischen Druckkolben den Leiterträgerteil 40 relativ zur Position (B) nach hinten verschwenken. Wiederum kann die Position (C) einem Niveau entsprechen, welches den Saugpunkt in die Flüssigphase (F) bringt.
Folglich kann die Bedienungsperson die Pumpeinrichtung 30 aktivieren – in der bei (C) gezeigten Position – wodurch die Flüssigphase (F) in die Entsorgungsleitung 62 gesaugt wird. Das Behandlungssystem 4 kann wieder über das Zahnrad 26 bewegt werden. Eine Schwingbewegung des Trägers 40 kann zum Aufrühren des Abfalls beitragen oder alternativ unerwünschte Anhäufungen von Feststoffen, die sich in dem Behälter 8 aufgebaut haben, lösen. Die Bewegung des Trägers 40 des Behandlungssystems 4 und die Aktivierung der Pumpeinrichtung 30 er folgt durch die Bedienungsperson in Abhängigkeit von den jeweils vorliegenden Eigenschaften des Abfalls.
Der Träger 40, das Behandlungssystem 4, die Förderschnecke 6 und die Aktivierung der Pumpeinrichtung 30 kann durch Fernsteuerung von einem Platz entfernt vom Behälter gesteuert werden oder das Steuersystem für die Bedienungsperson kann an dem Behälter angeordnet sein.
Unter Bezugnahme auf 6 wird eine Darstellung der zweiten Ausführungsform der Vorrichtung 8 einschließlich des Behälters 8, des Wagens 22 und Behandlungssystems 4 beschrieben, wobei das Behandlungssystem 4 in einer ersten Position befindlich ist. Es soll darauf hingewiesen werden, dass gleiche Bezugszeichen, die in den verschiedenen Figuren verwendet werden, gleiche Bauteile bezeichnen. Allgemein ist die Vorrichtung 2 in seiner Konstruktion ähnlich der ersten Ausführungsform.
So ist die Plattform 22 betriebsmäßig mit den Schienen 18 verbunden, die an dem Behälter 8 angeordnet sind. Wie oben beschrieben, erstreckt sich von diesem die Entsorgungsleitung 62, welche betriebsmäßig mit der Pumpeinrichtung einschließlich des Pumpenmotors 54 und Pumpenzylinders 56 verbunden ist. Bei der bevorzugten Vorrichtung 2 ist eine Verarbeitungseinrichtung 6 vorgesehen, welche bei der bevorzugten Ausführungsform eine Förderschnecke ist und die wahlweise an dem Leiterträgerteil 40 angebracht sein kann. So weist die zweite Förderschnecke 106 allgemein eine spiralförmige Klinge 108 auf, die um einen zentralen Kern 110 gewunden ist. Die zweite Förderschnecke 106 ist über Lager 112, 114 drehbar befestigt, wobei die Lager abnehmbar an dem Leiterträgerteil 40 befestigt sind. Ein Hydraulikteil 116 ist betriebsmäßig mit der abnehmbaren zweiten Förderschnecke 106 verbunden, um die abnehmbare Förderschnecke 106 für die Drehung anzutreiben.
Die abnehmbare zweite Förderschnecke 106 verarbeitet den Schlamm durch Mischen, Umrühren und Verteilen der Feststoffe in der flüssigen Phase, so dass der Schlamm besser handhabbar ist, da der Schlamm konsistenter ist. Gleichzeitig werden die Fließeigenschaften des Schlamms erheblich vergrößert. Die zweite Förderschnecke 106 wirkt gleichzeitig als Schaufel und/oder Wischer, da sie die Neigung zeigt, den Abfall zu sammeln, so dass der Abfall behandelt werden kann. Die spiralförmigen Klingen 108 der Förderschnecke enthalten aufrecht stehende Vorsprünge oder Zähne 120, welche dazu beitragen, die Feststoffe zu zerkleinern. Wie in 6 gezeigt, fördert die Förderschnecke 106 den Schlamm nach unten in Richtung des Pumpenzylinders 56.
Bei der vorliegenden Erfindung ist ferner ein Schlammtor 122 vorgesehen, welches eine Ventileinrichtung darstellt, die eine geöffnete und eine geschlossene Position hat. Bei der in 6 gezeigten Ausführungsform ist das Schlammtor 122 ein manuell geöffnetes oder geschlossenes Tor. Wenn das Tor 122 geöffnet wird, nimmt der Einlass 124 den Schlamm auf und transportiert den Schlamm in den Pumpenzylinder. Alternativ kann die Bedienungsperson wünschen, das Schlammtor zu schließen, wobei der Schlamm in den Pumpeneinlass 126 aufgenommen wird. Das Schlammtor 122 ist konfiguriert, um den Schlamm, welcher von der Förderschnecke 106 ausgestoßen wird, aufzunehmen, ebenso um den Schlamm vom Bodenbereich des Behälters aufzunehmen, wie dies durch die Strömungslinie in 6 angedeutet ist. Die Bedienungsperson kann es für zweckdienlich halten, das Schlammtor zu schließen, wenn beispielsweise die abnehmbare Förderschnecke 106 abgenommen wurde und/oder die abnehmbare Förderschnecke 106 nicht in Betrieb ist. Das Schlammtor 122 hat ausfahrbare Arme 124 zum Schließen und Öffnen des Tors 122.
Ebenso in 6 ist der Flügelradteil 126 gezeigt, welcher am Boden des Pumpenzylinders 56 vorgesehen ist. Der Flügelradteil 126 ist aus 7 ersichtlich und weist eine Vielzahl von Klingen 128, 130, 132 auf, welche drehbar an der Pumpeneinrichtung montiert sind. Die Flügelradklingen 128, 130, und 132 sind vertikal ausgerichtete Klingen, die von einer horizontalen Basisplatte 134 ausgehen, wobei die horizontale Basisplatte 134 betriebsmäßig mit dem Pumpeneinlass gestaltet ist, wobei der Pumpeneinlass am Boden des Pumpenzylinders 56 vorgesehen ist. Die horizontale Basisplatte 134 enthält die Öffnung 136, welche betriebsmäßig an den Pumpeneinlass anschließbar ist.
Jede der Klingen 128, 130, 132 weist eine ähnliche Konstruktion auf. So hat beispielsweise die Klinge 128 eine im Wesentlichen ebene Platte 128A, wobei die Platte 128A ein erstes Ende 128B aufweist, welches an der horizontalen Basisplatte 134 durch übliche Mittel, wie beispielsweise Schweißen, befestigt ist. Die Platte 128A erstreckt sich zum zweiten Ende 128C, wobei das Ende 128C einen gekrümmten Endbereich 128D aufweist. Der Endbereich 128D erstreckt sich von der Seite radial nahe der Öffnung 136. Die aus 7 ersichtlich, weist der Endbereich eine Oberfläche 128E und eine Oberfläche 128F auf, wobei die Oberfläche 128E konvex und die Oberfläche 128F konkav (bei der bevorzugten Ausführungsform) ist, so dass eine Tasche oder Schaufel daran geformt wird. Die Klinge 130 weist eine im Wesentlichen flache Platte 130A auf, wobei die Platte 130A ein erstes Ende 130B enthält, welches an der horizontalen Basisplatte 134 befestigt ist. Die Platte 130A erstreckt sich zum zweiten Ende 130C, wobei das Ende 130C den gekrümmten Endbereich 130D enthält. Der Endbe reich 130D erstreckt sich von der Seite radial nahe der Öffnung 136. Der Endbereich weist eine Oberfläche 130E und eine Oberfläche 130F auf, wobei die Oberfläche 130E konvex und die Oberfläche 130F konkav (bei der bevorzugten Ausführungsform) ist, so dass eine Tasche oder Schaufel darauf geformt wird. Ebenso hat die Klinge 132 eine im Wesentlichen flache Platte 132A, wobei die Platte 132A ein erstes Ende 132B enthält, welches an der horizontalen Basisplatte 134 befestigt ist. Die Platte 132A erstreckt sich zum zweiten Ende 132C, wobei das Ende 132C den gekrümmten Endbereich 132D enthält. Der Endbereich 132D erstreckt sich von der Seite radial nahe der Öffnung 136. Der Endbereich weist eine Oberfläche 132E und eine Oberfläche 132F auf, wobei die Oberfläche 132E konvex und die Oberfläche 132F konkav (bei der bevorzugten Ausführungsform) ist, so dass eine Tasche oder Schaufel darauf geformt wird.
Die 7 und 8 zeigen ferner eine Seite 128G, 130G und 132G, welche hinzugefügt wurden. Die Seiten 128G, 130G, 132G erstrecken sich allgemein senkrecht weg von der Oberfläche 128F, 130F bzw. 132F. Die Seiten 128G, 130G und 132G formen einen Becherabschnitt auf den Klingen bei der bevorzugten Ausführungsform.
Wie durch den Pfeil 138 ersichtlich ist, welcher die Drehung des Flügelrades darstellt, ist die Drehung derart, dass die konkave Oberfläche 128 in Kombination mit der Plattenoberfläche 128A wirksam wird, um den Abfall in die Öffnung 136 einzuleiten. Die Wirkung der konkaven Oberflächen 128F, 130F und 132F erzeugen eine positive Verschiebung des Abfalls in die Pumpe. Die Zentrifugalwirkung der Klingen 128, 130 und 132 zwingt den Abfall in die Öffnung 136, wodurch erheblich zur Wirksamkeit der Pumpeinrichtung und der Entleerung des Abfalls aus dem Behälter beigetragen wird. Mit anderen Worten trägt die Rotation der Klingen 128, 130 und 132 zu der Erzeugung der Energie bei, die notwendig ist, den Abfall in den Pumpeneinlass einzuleiten. Gleichzeitig wird, wenn die Klingen 126 angetrieben sind, die Drehung den Schlamm aufrühren und vermischen bis zu einer bevorzugten Konsistenz, welche es besser ermöglicht, den Schlamm in den Pumpenzylinder 56 einzupumpen. 8 wurde ferner eingeschlossen, um eine Draufsicht des Flügelradteils 126 darzustellen.
Unter Bezugnahme auf 9 wird der Betrieb der in 6 dargestellten Ausführungsform beschrieben. Wie gezeigt, weist das Behandlungssystem 4 den Leiterträger 40 senkrecht bezüglich des Bodens 14 in der durch den Buchstaben (A) bezeichneten Position ausgefahren auf. In der Darstellung von 7 ist in dem Behälter 8 Abfall angeordnet. Insbesondere weist der Abfall zwei verschiedene Phasen auf, nämlich: (1) eine hauptsächlich flüssige Phase mit darin angeordneten Feststoffen und (2) eine hauptsächlich feste Phase mit darin angeordneter Flüssigkeit.
So kann mit dem Träger 40 in der durch (A) dargestellten Position die Bedienungsperson die Motoreinrichtung aktivieren, so dass die Zahnräder 26 sich drehen, wodurch der Wagen 22 und das Behandlungssystem 4 auf den Schienen 18 vorwärts bewegt werden. Während sich das Behandlungssystem vorwärts bewegt, wird sich die Förderschnecke 106 ebenfalls drehen. Folglich wird die Förderschnecke 106 den Abfall in Richtung des Schlammtores 122 leiten, um in dem Pumpenzylinder 56 eingeleitet zu werden, um den Schlamm über die Pumpeinrichtung 30 abzusaugen. Die Bedienungsperson kann die Richtung des Behandlungssystems 4 umkehren, so dass sich das Behandlungssystem 4 in entgegengesetzter Richtung bewegt und dadurch den Boden 14 des Behälters überfährt. Dies kann nach Wahl der Be dienungsperson fortgesetzt werden, bis der Behälter 8 richtig entleert ist.
Als alternative Art des Betriebes kann die Bedienungsperson den Leiterträgerteil 40, wie in der Position (B) von 9 dargestellt, verschwenken. Dies wird durch Aktivierung der Hydraulikzylinder erreicht, so dass die hydraulischen Druckkolben den Leiterträgerteil 40 verschwenken. Falls gewünscht, entspricht die Position (B) einem Niveau, welches den Saugpunkt 60 in die Flüssigphase (F) bringt.
In der in (B) gezeigten Position kann die Pumpeinrichtung 30 aktiviert werden, welche ihrerseits die Flüssigphase (F) in die Entsorgungsleitung 62 saugt. Die Förderschnecke 106 kann aktiviert werden, so dass der Schlamm durch die Klingen 108 hindurchgeleitet wird. Obwohl der Einlass 124 in der flüssigen Phase befindlich sein kann, wird, da der Schlamm dennoch einige Feststoffe enthält, die Wirkung über die Förderschnecke 106 lediglich beim Vermischen des Schlamms zu einer besseren Schlammkonsistenz zum Pumpen und zum Ausstoß beitragen. Wie beim Betrieb der ersten Ausführungsform (wie in 5 gezeigt), kann das Zahnrad 26 aktiviert werden, welches seinerseits das Behandlungssystem 4 dazu bringt, über die Schienen 18 zu fahren. Folglich kann der Abfall ebenfalls durch eine derartige Aktion umgerührt werden. Eine Schwingungsbewegung des Trägers 14 kann zum Umrühren des Abfalls beitragen oder alternativ unerwünschte Anhäufungen von Feststoffen, die sich in dem Container 8 aufgebaut haben, lösen.
Bei einer weiteren alternativen Betriebsart kann die Bedienungsperson den Leiterträgerteil 40, wie gezeigt, in die Position C gemäß 9 verschwenken. Dies wird durch Aktivierung der Hydraulikzylinder erreicht, so dass die hydraulischen Druckkolben den Leiterträgerteil 40 bezüglich der Posi tion (B) nach hinten verschwenken. Wiederum kann die Position C einem Niveau entsprechen, welches den Saugpunkt in die Flüssigphase (F) bringt.
Folglich kann die Bedienungsperson die Pumpeinrichtung 30 – in der bei C veranschaulichten Position – aktivieren, wodurch die Flüssigphase (F) in die Entsorgungsleitung 62 gesaugt wird. Das Behandlungssystem 4 kann wiederum über die Zahnräder 26 bewegt werden. Eine Schwingungsbewegung des Trägers 40 kann zum Umrühren des Abfalls beitragen oder alternativ unerwünschte Anhäufungen von Feststoffen, die sich innerhalb des Behälters 8 aufgebaut haben, lösen. Die Bewegung des Trägers 40 des Behandlungssystems 4 und die Betätigung der Pumpeinrichtungen 30 erfolgt durch die Bedienungsperson in Abhängigkeit von den jeweiligen Eigenschaften des Abfalls.
Der Träger 40, das Behandlungssystem 4, die Förderschnecke 6 und Betätigung der Pumpeinrichtungen 30 kann durch Fernsteuerung von einem Ort entfernt vom Behälter gesteuert werden oder alternativ kann das Steuersystem für die Bedienungsperson an dem Behälter angeordnet werden.
Unter Bezugnahme auf 10 wird eine zweite Ausführungsform der Verarbeitungseinrichtung 150 beschrieben, wobei die Verarbeitungseinrichtung 150 als Schneidkopf 150 bezeichnet wird. Der Schneidkopf 150 umfasst einen allgemein zylindrischen Basisteil 152, wobei der Basisteil 152 betriebsmäßig an dem Pumpengehäuse 56 bei einer Ausführungsform angebracht ist. Der Basisteil 152 dreht sich um den Verbindungspunkt 154.
Die Basis 152 weist eine Vielzahl radial sich davon erstreckende Klingen auf, nämlich die Klingen 156, 158, 160, 162, 164, 166. Diese Klingen (156–166) enthalten allgemein eine Welle 168 mit einem ersten Ende 170 und einem zweiten Ende 172, wobei das erste Ende 170 an der Basis 152 angebracht ist. An dem zweiten Ende 172 ist betriebsmäßig ein Paddelkopf 174 angebracht. Wie in 10 gezeigt, ist das zweite Ende 172 an dem Paddelkopf 174 durch Schrauben und Bolzenmittel befestigt. Andere Befestigungsmittel sind verfügbar.
Der Paddelkopf 174 ist derart geformt, dass er eine schaufelähnliche Klinge bildet, die wirksam wird, um Abfallmaterial bei der Drehung der Basis 152 nach unten zu leiten. Die Welle 158 enthält den Paddelkopf 176, die Welle 160 enthält den Paddelkopf 178, die Welle 162 enthält den Paddelkopf 180, die Welle 164 enthält den Paddelkopf 182 und die Welle 166 enthält den Paddelkopf 184. Die Paddelköpfe 174–184 sind bei der bevorzugten Ausführungsform von gleicher Konstruktion. Die Paddelköpfe erstrecken sich von der Strebe in einem Winkel derart, dass die Leitung des Abfalls nach unten erleichtert wird, wobei der Ablenkungswinkel etwa 120 Grad bezüglich der Strebe beträgt, wie dies durch den Buchstaben "A" in 10 gezeigt ist.
Der Schneidkopf 150 und insbesondere die Basis 152 werden allgemein im Uhrzeigersinn gedreht. Es ist jedoch möglich, dass die Basis entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird. Die Streben 156, 158, 160, 164, 166 können ein L-förmiger Teil (wie besser in den 11 und 12 gezeigt) sein, um Struktur und Stabilität zu erreichen.
Unter Bezugnahme auf 11 wird nun eine Seitenansicht des Schneidkopfs 150 beschrieben. 11 zeigt die Orientierung der Streben bezüglich der Basis 152. Die Streben 166, 160 sind somit im Wesentlichen senkrecht, während die Streben 156, 158, 162 und 164 bezüglich der Basis 152 geneigt sind. Die Streben 158, 162 sind in einem Winkel "B" von etwa 60 Grad zur Strebe 160 geneigt und die Streben 156, 164 sind in einem Winkel "B" von etwa 60 Grad bezüglich der Strebe 166 geneigt. Die Winkel "A" und "B" gewährleisten ein zweckdienliches Mischen und Leiten des Abfallmaterials in Richtung der Pumpeinrichtung nach unten. Die Paddelköpfe 174, 176, 178, 184 sind ebenfalls in 11 dargestellt. Die Paddelköpfe umfassen ein dreieckförmiges Profil bei der bevorzugten Ausführungsform. 12 wurde ebenfalls eingeschlossen, wobei 12 eine perspektivische Ansicht des Schneidkopfes 150 ist. Auf die Neigung der Paddelköpfe 174, 176, 178, 180, 182 und 184 bezüglich der Streben wird hingewiesen.
Unter Bezugnahme auf 13 wird nun eine zweite Ausführungsform der Flügelradanordnung 200 beschrieben. Bei dieser Ausführungsform, welche die bevorzugte Ausführungsform dieser Anmeldung darstellt, ist eine Basisplatte 202 vorgesehen, welche das erste Rotorblatt 204 und das zweite Rotorblatt 206 aufweist. Das Blatt 204 liegt radial dem Blatt 206 gegenüber bezüglich des zentralen Einlassbereiches 208. Der zentrale Einlassbereich 208 ist derart geformt, dass er den Eingang in die Pumpe zulässt, wie dies näher erläutert wird. Die Rotorblätter 204, 206 umfassen allgemein einen ersten vertikalen Abschnitt, der sich zu einem zweiten gekrümmten Ende erstreckt, wobei der zweite Abschnitt einen Plattenteil einschließt, der eine konkave Oberfläche und eine komplementäre konvexe Oberfläche hat, so dass darauf eine Schaufel geformt wird. Der Endbereich ist allgemein ein langgestreckter rechteckiger Bauteil, welcher in Richtung des zentralen Einlassbereiches 108 gekrümmt ist, wie dies weiter unten näher erläutert wird. Bei der bevorzugten Ausführungsform weisen die Endbereiche eine etwa in 90 Grad liegende Schulter auf, die durch den Buchstaben "C" dargestellt ist. Eine Klingenseite ist ferner jedem einzelnen gekrümmten Ende beigefügt, wie dies näher erläutert wird.
So erstreckt sich das Rotorblatt 204 zur konkaven Oberfläche 210 mit der damit verbundenen komplementären konvexen Oberfläche 212, wobei die konkave Oberfläche 210 die Schaufel bildet, welche bei Drehung der Basisplatte 202 den Schlamm in den zentralen Einlassbereich 208 lädt. Die Zentrifugalwirkung wird dann den Schlamm nach außen zu den Wandungen des zylindrischen Pumpengehäuses drücken. Eine Klingenseite 213 kann dem Ende beigefügt werden. Die Klingenseite 213 erstreckt sich von der konkaven Oberfläche 210.
Das Rotorblatt 206 erstreckt sich zur konkaven Oberfläche 214 mit der komplementären, damit verbundenen konvexen Oberfläche 215, wobei die konkave Oberfläche 214 die Schaufel bildet, welche beim Drehen der Basisplatte 202 den gepumpten Schlamm in den zentralen Einlassbereich 208 lädt. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist eine Blattseite 216 dem Ende beigefügt. Die Blattseite 216 erstreckt sich nach unten von der konkaven Oberfläche 214.
Die Flügelradanordnung 200, wie sie in 13 veranschaulicht ist, enthält eine vertikale Platte 217 mit abgeschrägter Oberfläche 220 und die vertikale Platte 218 enthält eine abgeschrägte Fläche 222, welche ebenfalls nahe dem zentralen Einlassbereich 208 liegt. Die abgeschrägte Oberfläche 220 führt zu der oberen Fläche 220, während die abgeschrägte Fläche 222 zu der oberen Fläche 222A führt. Es wird darauf hingewiesen, dass ein Spalt zwischen der oberen Fläche 220A und 222A und den Blattseiten 213 und 216 vorliegt. Die abgeschrägten Flächen 220, 222 erlauben den Durchgang von Schlamm von dem genannten zentralen Einlassbereich 208 nach außen zu den Wandungen des Pumpengehäuses. Dies trifft wegen der Zentrifugalwirkung zu, die während der Drehung der Flügelradanordnung 200 erzeugt wird.
Eine Draufsicht der Flügelradanordnung 200 der in 13 veranschaulichten Ausführungsform wird nun unter Bezugnahme auf 14 beschrieben. 14 zeigt ferner die Drehung in Richtung "E" der Flügelradanordnung. Es ist zu sehen, dass die beiden Rotorblätter 206, 204 um den zentralen Einlassbereich 208 radial einander gegenüberliegend angeordnet sind. Ferner sind die beiden vertikalen Platten 217, 218 ebenfalls einander radial bezüglich des zentralen Einlassbereiches 208 gegenüberliegend angeordnet. Auf diese Weise tragen die Endflächen 210, 214 beim Laden der Pumpe mit einer positiven Verdrängung bei. Die abgeschrägten Flächen 220, 222 erzeugen einen trichterähnlichen Durchlass für den Abfall zum Eintritt in das Pumpengehäuse, wobei eine positive Verdrängung über die Zentrifugalwirkung in Richtung der Wandungen des Pumpengehäuses auftritt. Eine perspektivische Ansicht des Flügelrades 200 wurde in 15 eingeschlossen. So sind die beiden Rotorblätter 206, 204 um den Pumpeneinlassbereich 208 wie auch die vertikalen Platten 217, 218 einander radial gegenüberliegend angeordnet.
Der Betrieb der Flügelradanordnung der 13, 14 und 15 ist im Wesentlichen der gleiche wie bei der Ausführungsform gemäß den 7 und 8 und wird hier durch Bezugnahme darauf eingeschlossen. Die Wirkung der konkaven Oberflächen 210, 214 erzeugen eine positive Verdrängung des Schlammes in die Pumpe über den zentralen Einlassbereich 208. Die Zentrifugalwirkung der Blätter 204, 206, 216, 218 drücken den Abfall in den Öffnungsbereich 208 und dann nach außen zu den Wandungen des Pumpengehäuses, wodurch erheblich zum Wirkungsgrad der Pumpeinrichtung und der Entleerung des Abfalls aus dem Behälter beigetragen wird.
Ferner erstrecken sich die Enden der gekrümmten Endblätter 210, 214 nach außen vom Pumpengehäuse. Die neue Konstruktion der konkav/konvex gekrümmten Endoberflächen der Blätter werden wirksam, um anfänglich den Schlamm zu greifen, zu erfassen und zu halten. Die Zentrifugalwirkung wird wirksam, um den Schlamm von dem konkaven Bereich zu den Blattoberflächen 204, 206 und letztlich nach außen zur Wandung des Pumpengehäuses zu fördern. Die abgeschrägten Oberflächen 220, 222 ermöglichen ferner den Durchgang des Schlamms vom zentralen Einlassbereich 208 zu den Platten 217, 218 und letztlich nach außen zu den Wandungen des Pumpengehäuses.
Diese Konstruktion verbessert erheblich das Pumpen von Schlamm im Vergleich zu Pumpen nach dem Stand der Technik. Es wird daran erinnert, dass der Schlamm im allgemeinen eine Mischung von Feststoffen und Flüssigkeiten enthält. Die hier beschriebene Konstruktion ist insbesondere zum Pumpen von Schlämmen zweckdienlich, bei denen eine erhebliche Konzentration an Feststoffen vorliegt. Die rechteckige Kante der Blätter ist im Vergleich zu Flügelradkonstruktionen nach dem Stand der Technik überlegen, da das neue Flügelrad des Anmelders einen größeren prozentualen Anteil an Feststoffen bewegt. Bei experimentellen Untersuchungen hatte die neue Pumpe die Fähigkeit, Schlämme mit einer Konzentration an Feststoffen von etwa 86% zu pumpen. Diese Konstruktion führt daher zur Möglichkeit, eine größere Konzentration an Feststoffen im Vergleich zu Flüssigkeiten in einem Schlamm zu pumpen.
Unter Bezugnahme auf 16 ist die dritte Ausführungsform der Vorrichtung veranschaulicht. Die dritte Ausführungsform enthält den Schneidkopf 150 und die Flügelradanordnung 200 sowie den Behälter, Wagen und Behandlungssystem, wobei das Behandlungssystem in einer ersten Position befindlich ist. Das Verfahren zur Behandlung von Abfall ist ähnlich wie bei den bereits beschriebenen anderen Ausführungsformen. Das Verfahren unter Verwendung der Ausführungsform gemäß 14 kann das Transportieren des Wagens von einer ersten zu einer zweiten Position und Drehen des Schneidkopfes 115 über die Drehung der Basis 152 einschließen, wodurch die Paddelköpfe 174, 176, 180, 182, 184 gedreht werden. Aufgrund der Form und Konstruktion der Paddelköpfe 174–184 wird das Abfallmaterial allgemein nach unten geleitet. Der Schneidkopf 150 wird gleichzeitig wirksam, um die Feststoffe in der zuvor beschriebenen Weise zu zerkleinern.
Während dieses Vorgangs pumpen die Pumpeinrichtungen 30 das Abfallmaterial über die Flügelradanordnung 200. Als Teil des Verfahrens wird die Flügelradanordnung 200 gedreht. Folglich lädt die neue Konstruktion der Endabschnitte 210, 214 die Pumpeinrichtung 30 über den Einlass 208, wie oben beschrieben. Der Abfall wird folglich aus dem Tank entfernt. Die Bedienungsperson kann dann das Pumpen beenden und zulassen, dass sich die Abfallbohrflüssigkeit in eine feste Phase und eine flüssige Phase trennt. Der Wagen wird über die Schienen verschoben. Der Schneidkopf 150 kann während dieser Phase fortgesetzt gedreht werden. Nachdem der Wagen bewegt wurde, kann das Pumpen wieder aufgenommen werden. Ferner ist es möglich, den Behandlungsteil während des zuvor beschriebenen Verfahrens zu verschwenken.
Unter Bezugnahme auf 17 wird eine perspektivische Ansicht der bevorzugten Ausführungsform des Pumpenteils 30 dieser Anmeldung beschrieben. Wie gezeigt, ist der Pumpenmotor 54 betriebsmäßig mit der Flügelradanordnung 200 verbunden. Der Pumpenmotor ist bei der bevorzugten Ausführungsform ein Hydraulikmotor, welcher auf dem Markt von der Firma Commercial Sheering Pump Co. unter der Bezeichnung Hydraulic Gear Pump erhältlich ist. Die Welle vom Motor erstreckt sich zum Pumpengehäusezylinder 56, wobei das Flügelrad 200 in dem Pumpengehäusezylinder 56 eingeschlossen ist. Der Wellendeckel 250 erstreckt sich vom Motor 54 zur Oberseite 252 des Pumpengehäusezylinders 56. Der Deckel 250 enthält Lager und einen Oberflansch 254 und einen Unterflansch 256, wobei der Oberflansch 254 mit dem Motorflansch 258 verbunden ist. 17 zeigt die Eingangsleitung 260 und die Ausgangsleitung 262 für Hydraulikflüssigkeit zum Einlass und Auslass vom Motor.
In 17 ist ferner die Entsorgungsleitung 62 veranschaulicht, welche vom Pumpengehäuse 56 ausgeht. Das Pumpengehäuse 56 weist einen Verlängerungsabschnitt 264 auf, welcher sich zu der allgemein vertikal gerichteten Entsorgungsleitung 62 erstreckt. Der Verlängerungsabschnitt 264 erstreckt sich ferner zur Schlammtorstruktur 122, wobei das Schlammtor 122 den Durchlass 124 enthält. Es soll ferner darauf hingewiesen werden, dass 17 die Träger 265, 266 zur Montage des Hydraulikmotors des Schneidkopfes 150 wie auch die Schenkel 58 enthält. In 18 ist die Pumpeinrichtung in der Seitenansicht veranschaulicht. 18 zeigt das Flügelrad 200 und insbesondere das Vorstehen der Blattenden 212 und 214 von dem Boden 267 des Pumpengehäuses.
In 19 ist der Unterteil der Pumpeinrichtung 30 veranschaulicht. Die Flügelradanordnung 200 ist von dem Boden des Pumpengehäuses vorstehend gezeigt. 19 zeigt ferner den Verlängerungsabschnitt 264, welcher von dem zylindrischen Pumpengehäuse 56 ausgeht. Das Schlammtor 122 ist ebenfalls dargestellt. Das Schlammtor 122 enthält eine Stange 268, die verwendbar ist, um das Schlammtor in die geöffnete oder geschlossene Position zu bringen. Das Schlammtor kann als Einlass für den Schlamm in den Pumpenteil konfiguriert sein oder alternativ als Auslass für die Pumpe. wie aus den 19, 20, 21 ersichtlich, liefert das Schlammtor 122 einen Auslass, wenn das Tor geöffnet ist. Beim normalen Betrieb ist das Tor geschlossen.
20 zeigt eine durchgeschnittene Ansicht der Pumpeinrichtung 30. Die Flügelradanordnung 200 und insbesondere die Platte 202 ist somit in dem Pumpengehäuse 56 angeordnet. Der Außenumfang 217 ist in relativ dichter Beziehung zur inneren zylindrischen Wandung 272 des Pumpengehäuses 56 angeordnet. wie zuvor beschrieben, tritt der Schlamm in das Pumpengehäuse 56 vom zentralen Einlassbereich 208 ein. Wegen der Konstruktion des Flügelrades wird der Schlamm durch die Flügelradanordnung 200 hindurch und nach außen in Richtung der Innenwandung 272 wegen der durch die Rotation erzeugten Zentrifugalkraft geleitet. Der Pfeil 274 stellt den Bewegungsbereich des Schlammes um die innere kreisförmige Wandung 272 zum Verlängerungsabschnitt 264 dar, welcher seinerseits den Durchgang zur Entsorgungsleitung 62 ermöglicht. Der Verlängerungsabschnitt 264 und die Versorgungsleitung 62 stehen in flüssigkeitsführender Verbindung miteinander, wie dies in 20 gezeigt ist. Der Schlamm wird dann zur Oberfläche gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung angehoben.
21 ist eine Schnittansicht der Pumpeinrichtung 30 längs der Linie "21-21" von 19. Diese Ansicht zeigt insbesondere die drehbare Welle 276, welche vom Motor 54 ausgeht. Folglich ist der Wellendeckel 250 allgemein ein zylindrischer Bauteil mit einer Innenbohrung. In der Innenbohrung ist eine erste Gruppe von Kugellagern 278 und eine zweite Gruppe von Kugellagern 280 angeordnet, die durch einen Abstandhalter 282 voneinander getrennt sind. Die Welle 276 ist gewindemäßig mit der Flügelradanordnung 200 verbunden, so dass, wenn die Welle 276 durch den Motor gedreht wird, die Flügelradanordnung 200 und die dazugehörigen Blätter gleichermaßen gedreht werden, wodurch das Pumpengehäuse 56 mit dem Schlamm in der zuvor beschriebenen Weise geladen wird.
21 zeigt ferner die allgemein kreisförmige Öffnung 284, wobei die Öffnung 284 im Boden 267 des Gehäuses 56 enthalten ist. Bei der bevorzugten Ausführungsform wurde eine Verschleißplatte 286 hinzugefügt, welches die Struktur verbessert und das Pumpengehäuse 56 verstärkt und es dadurch gegen beim Pumpen erzeugte Erosionskräfte schützt. Das Schlammtor 124 ist bei dieser Ausführungsform konstruiert, ein Auslass zum Schlamm zu sein. Der Betrieb der in den 17, 18, 19, 20 und 21 dargestellten Pumpe ist ähnlich dem zuvor beschriebenen Betrieb und wird hier durch Bezugnahme darauf eingeschlossen.
Unter Bezugnahme auf 22 wird nun eine perspektivische Ansicht der vierten Ausführungsform dieser Erfindung beschrieben, welche eine Vielzahl von Schneidköpfen einschließt, die betriebsmäßig an einer Pumpeinrichtung angebracht sind. Wie zuvor erwähnt, bezeichnen gleiche, in den verschiedenen Figuren auftretende Bezugszeichen gleiche Bauteile. Diese vierte Ausführungsform enthält einen ersten Schneidkopf 150a, einen zweiten Schneidkopf 150b und einen dritten Schneidkopf 150c, die an der Pumpeinrichtung 30 angebracht sind. Der Schneidkopf 150a enthält die Paddelköpfe 174a, 176a, 178a, 180a, 182a, 184a. Der Schneidkopf 150b enthält die Paddelköpfe 174b, 176b, 178b, 180b, 182b, 184b. Der Schneidkopf 150c enthält die Schneidköpfe 174c, 176c, 178c, 180c, 182c, 184c.
In 22 ist ferner gezeigt, dass der Schneidkopf 150a mit dem Wellendeckel 250 über den Unterteil 300 verbünden ist. Der Unterteil 300 ist gleichzeitig als Verbindungspunkt für die hydraulischen Eingangs-/Ausgangsleitungen wirksam, wel ches in näheren Einzelheiten unter Bezugnahme auf 23 beschrieben wird. Folglich können mit der Figuration mehrfacher Schneidköpfe 105a, 150b, 150c um die Pumpeinrichtung 30 die Schneidköpfe 150a, b, c wirksam sein, um den Schlamm zu schneiden, zu reißen, aufzurühren und nach unten zum Pumpeneinlassbereich 200 zu leiten.
Unter Bezugnahme auf 23 wird nun eine Draufsicht der Ausführungsform gemäß 22 beschrieben. 23 zeigt die Schneidköpfe 150a, 150b und 150c um die Pumpeinrichtung 30 angeordnet. Die Hydraulikleitung 302 wurde ferner eingeschlossen, welche die Verbindung von Hydraulikflüssigkeit zu den Schneidköpfen 150a, 150b, 150c herstellt. So ist die Hydraulikleitung 302 an dem Verbindungsunterteil angeschlossen, welcher seinerseits an den Verbindungsunterteil 304 angeschlossen ist, welcher wiederum an den Verbindungsunterteil 306 angeschlossen ist. Eine Rückleitung 308 führt die Hydraulikflüssigkeit zurück zur Versorgungsquelle, wie dies für den Durchschnittsfachmann offensichtlich ist. Die Verbindungsunterteile 300, 304 und 306 erlauben eine Umwandlung der Druckkräfte der Hydraulikflüssigkeit in Drehkräfte zu einer Welle, welche die Basis 152 der Schneidköpfe 150a, b, c dreht. Folglich sind bei der in den 22 und 23 dargestellten Konfiguration mehrere Schneidköpfe um die Pumpeinrichtung 30 montiert. Obwohl drei Schneidköpfe 150a, b, c gezeigt sind, kann die Natur des Schlamms lediglich einen Schneidkopf bedingen oder alternativ lediglich zwei Schneidköpfe, die um das Pumpengehäuse 56 angeordnet sind.

Claims

Pumpeinrichtung (30) zum Pumpen eines Schlamms mit einem Motor (54), welcher eine Welle (276) aufweist, die davon ausgeht; ein Pumpengehäuse (56) mit einer inneren zylindrischen Kammer (272) und wobei die innere zylindrische Kammer (272) die Welle (276) aufnimmt und wobei das Pumpengehäuse (56) eine Öffnung (284) aufweist; eine kreisförmige Basis (202), die innerhalb der inneren zylindrischen Kammer (272) angeordnet ist, wobei die kreisförmige Basis (202) einen Mittelpunkt (208) umfasst und wobei die Welle (276) an dem Mittelpunkt (208) angebracht ist; und eine Entsorgungsleitung (62), die von dem Pumpengehäuse (56) ausgeht und medienführend mit der inneren zylindrischen Kammer (272) verbunden ist, gekennzeichnet durch einen ersten Plattenteil (204) und einen zweiten Plattenteil (206), welche sich vertikal von genannter kreisförmiger Basis (202) erstrecken und wobei der erste Plattenteil (204) und der zweite Plattenteil (206) in radial einander gegenüberliegenden Ebenen um den Mittelpunkt (208) angeordnet sind, einen ersten Endabschnitt (212), der von dem ersten Plattenteil (204) ausgeht; einen zweiten Endabschnitt (216), welcher sich von dem zweiten Plattenteil (206) erstreckt und wobei der erste Endabschnitt (212) und der zweite Endabschnitt (216) nach außen von der Öffnung (284) vorstehen.
Pumpeinrichtung (30) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen dritten Plattenteil (217) und einen vierten Plattenteil (218), welche sich vertikal von der kreisförmigen Basis (202) erstrecken und wobei der dritte Plattenteil (217) und genannter vierter Plattenteil (218) in radial einander gegenüberliegenden Ebenen um die kreisförmige Basis (202) angeordnet sind.
Pumpeinrichtung (30) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Endabschnitt (212) und der zweite Endabschnitt (216) eine konkave Oberfläche (210, 214) enthalten, welche eine erste Schaufel auf dem ersten Endabschnitt (212) und eine zweite Schaufel auf dem zweiten Endabschnitt (216) bildet.
Pumpeinrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen ersten Schneidkopf (150a), welcher drehbar an dem Pumpengehäuse (56) angebracht ist, wobei der erste Schneidkopf (150a) eine Basis (182) an dem Pumpengehäuse (56) befestigt, umfasst, wobei der Schneidkopf (150a) einen ersten Klingenteil (156) aufweist, welcher sich radial von der Basis (152) erstreckt und wobei der erste Klingenteil (156) geeignet ist, genanntes Abfallmaterial nach unten zu genannter Öffnung zu leiten.
Pumpeinrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen zweiten Schneidkopf (150b), welcher drehbar an dem Pumpengehäuse (56) angebracht ist, wobei der zweite Schneidkopf (150b) eine Basis (152) an dem Pumpengehäuseteil (56) angebracht umfasst, genannter Schneidkopf (105b) einen ersten Klingenteil (156) aufweist, der sich radial von der Basis (152) erstreckt und wobei der erste Klingenteil (156) geeignet ist, genanntes Abfallmaterial nach unten zur genannten Öffnung zu leiten.