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Filterstufenrechen - Dokument DE19714089A1
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE19714089A1 08.10.1998
Titel Filterstufenrechen
Anmelder Hütten, Manfred, 47804 Krefeld, DE;
Kruse, Dieter, 50171 Kerpen, DE
Erfinder Hütten, Manfred, 47804 Krefeld, DE;
Kruse, Dieter, 50171 Kerpen, DE
Vertreter Rox, T., Dipl.-Phys. Dr.rer.nat., Pat.-Anw., 45133 Essen
DE-Anmeldedatum 07.04.1997
DE-Aktenzeichen 19714089
Offenlegungstag 08.10.1998
Veröffentlichungstag im Patentblatt 08.10.1998
IPC-Hauptklasse E02B 5/08
IPC-Nebenklasse E03F 5/14   B01D 33/03   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft einen Filterstufenrechen mit einem feststehenden Rechen (1), der eine Mehrzahl von beabstandet angeordneten Lamellen (2) aufweist, mit einem beweglichen Rechen (3), der eine Mehrzahl von beabstandet angeordneten Lamellen (4) aufweist, wobei die Lamellen (2) des feststehenden Rechens (1) und die Lamellen (4) des beweglichen Rechens (3) im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind, und mit einer Antriebseinheit für den Antrieb des beweglichen Rechens (3), bei dem das technische Problem, die Verstellung des beweglichen Rechens variabler und somit vielfältiger einsetzbar zu gestalten, dadurch gelöst ist, daß die Antriebseinheit zwei unabhängig voneinander steuerbare Stellantriebe (7, 8) aufweist und daß die Stellantriebe (7, 8) den beweglichen Rechen (3) in zwei verschiedene Verstellrichtungen antreiben.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Filterstufenrechen mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.

Filterstufenrechen der zuvor genannten Art dienen zum Entfernen von Feststoffen aus einem Flüssigkeitsstrom, also allgemein der Fest/Flüssigtrennung. Insbesondere werden Filterstufenrechen in industriellen oder kommunalen Kläranlagen, für Schlammsiebungen, für die Wertstoffrückgewinnung sowie für die Bearbeitung von Wasch- und Prozeßwasser eingesetzt.

Der Filterstufenrechen wird dazu in der Regel von oben in einen Kanal oder ein Gerinne eingesetzt, das den Flüssigkeitsstrom führt. Dabei stehen die Lamellenpakete der beiden Rechen in Fließrichtung schräg im Flüssigkeitsstrom, so daß sich die Feststoffe an der der Strömung zugewandten Seite der Lamellen ablagern. Die herauszufilternden Feststoffe werden an der Oberfläche der Lamellen aufgehalten, wobei der Abstand der Lamellen zueinander ein Maß für die minimale Größe der zu filternden Feststoffe darstellt. Die sich am Filterstufenrechen ablagernden Feststoffe werden auch als Rechengut bezeichnet.

Die Rechen sind weiterhin üblicherweise so breit, daß im wesentlichen der gesamte Flüssigkeitsstrom durch die Rechen strömt, sofern nicht bei einem erheblichen Flüssigkeits- bzw. Wasseranfall, bspw. bei einem starken Regenereignis, ein Teil der anfallenden Flüssigkeit über einen Notüberlauf um den Filterstufenrechen herumgeleitet wird.

Die Lamellen weisen an der der Strömung zugewandten Seite, an dem sich die zu filternden Feststoffe ablagern, ein Profil auf, das mit Stufen versehen ist, die einen Transport der angesammelten Feststoffe nach oben ermöglichen. Für den Transport wird der bewegliche Rechen periodisch derart bewegt, daß das Rechengut schrittweise von einer Stufe des Profils der feststehenden Lamellen auf die nächst höhere Stufe angehoben und dort abgelagert wird. Nach Erreichen der obersten Stufe wird das aus dem Flüssigkeitsstrom herausgefilterte Rechengut mittels einer weiteren Fördereinrichtung entfernt.

Als nächstkommender Stand der Technik offenbart die EP 0 221 991 B1 einen Filterstufenrechen zum Sammeln und Abgeben von Feststoffen, die von einer strömenden Flüssigkeit mitgenommen werden. Der Filterstufenrechen weist einen feststehenden und einen beweglichen Rechen auf, wobei die Rechen jeweils aus einer Mehrzahl von zu einer Einheit zusammengefaßten Lamellen gebildet werden und die Lamellen eine gestufte Form an der Vorderseite aufweisen. Dabei sind jeweils feststehende und bewegliche Lamellen in abwechselnder Reihenfolge angeordnet.

Die Lamellen des beweglichen Rechens werden seitlich von Seitenplatten eingefaßt. Die Seitenplatten sind wiederum mit Hilfe Armen exzentrisch an zwei Antriebsscheiben befestigt, die von einem gemeinsamen Antrieb bewegt werden. Daher führen die Seitenplatten und somit der bewegliche Rechen eine Kreisbewegung aus, deren vertikale Komponente größer als die Stufenhöhe ist. Bei jedem Bewegungszyklus werden die ab gelagerten Feststoffe um eine Stufe nach oben angehoben und auf der jeweils nächst höhere Stufe des feststehenden Rechens abgelegt.

Jedoch führen die beweglichen Lamellen über den gesamten Kreisverlauf eine gezwungene Bewegung aus, die vollständig durch die Bewegung der Antriebsscheiben vorgegeben ist.

Die EP 0 098 820 A1 offenbart einen Filterstufenrechen, bei dem dem beweglichen Rechen ebenfalls eine kreisförmige geschlossene Bewegung aufgezwungen wird. Die kreisförmige Bewegung wird dabei von einem Motor erzeugt und über ein exzentrisches Getriebe auf das Lamellenpaket des beweglichen Rechens übertragen.

Bei dem aus der EP 0 443 205 B1 bekannten Filterstufenrechen wird der bewegliche Rechen von einer Exzenterscheibe mit Hilfe einer Pleuelstange angetrieben. Die Pleuelstange überträgt die Kreisbewegung der Exzenterscheibe auf mit dem beweglichen Rechen verbundene Gleitkufen, die in Schienen linear geführt sind. Aus der Kreisbewegung wird somit zunächst eine lineare Hin- und Herbewegung des Rechens erzeugt. Der Antriebsmechanismus bewirkt aber auch eine Kippbewegung des beweglichen Rechens, so daß insgesamt die oben beschriebene zyklische Bewegung für den Transport des Rechengutes nach oben bewirkt wird.

Die WO 94/24373 offenbart einen Filterstufenrechen bei dem der bewegliche Rechen lediglich am oberen Ende von einem Exzenterantrieb angetrieben werden. Weiterhin weist der Antrieb des unteren Endes des beweglichen Rechens eine Anordnung von Hebeln und Verbindungsstangen auf, so daß statt einer linearen und somit eindimensionalen Hin- und Herbewegung eine zweikomponentige Bewegung aus der Ebene der Rechenlamellen heraus entsteht.

Sämtliche zuvor beschriebene, aus dem Stand der Technik bekannte Filterstufenrechen weisen als gemeinsames Merkmal auf, daß der Antrieb des beweglichen Rechens durch eine Antriebseinheit mit lediglich einem Stellantrieb gebildet wird. Dabei wird die Drehbewegung eines Motors mit Hilfe eines Exzentergetriebes auf den beweglichen Rechen übertragen. Somit ist der bei jedem Bewegungszyklus zu durchlaufende Weg des beweglichen Rechens durch die Dimensionierung der Exzenterscheibe des Getriebes fest vorgegeben, wobei die Bewegung des beweglichen Rechens üblicherweise zudem kreisförmig ist. In jedem Fall handelt es sich bei der durch den Stellantrieb hervorgerufenen Bewegung um eine gezwungene, geführte Bewegung.

Nachteilig ist dabei zunächst, daß eine Verunreinigung, die zwischen den Lamellen des beweglichen Rechens und des feststehenden Rechens eingeklemmt ist und die durch die gezwungene und geführte Bewegung des beweglichen Rechens gegenüber dem feststehenden Rechen nicht entfernt werden kann, nur durch zusätzliche Maßnahmen entfernbar ist. Darüber hinaus ist für eine Veränderung des Bewegungsablaufes, insbesondere in Bezug auf die Amplitude der Bewegung, ein Umbau des Stellantriebes bzw. des exzentrischen Getriebes notwendig.

Weiterhin ist bei der Zwangsführung der Bewegung des beweglichen Rechens das Durchlaufen eines bestimmten Bewegungsweges des beweglichen Rechens notwendig. Dabei kann es durch Ablagerungen von Feststoffen am Boden des Gerinnes unterhalb der unteren Enden des beweglichen Rechens zu Problemen kommen, wenn das untere Ende des beweglichen Rechens den vorgegebenen Weg durchlaufen muß, dieser jedoch durch Ablagerungen blockiert ist. Dann kommt es entweder zu einem kurzzeitigen Anheben des gesamten Filterstufenrechens und/oder zu Beschädigungen am den unteren Enden der Lamellen des beweglichen Rechens.

Schließlich führt die zumindest im wesentlichen kreisförmige Bewegung des beweglichen Rechens dazu, daß während des Abschnittes des Bewegungszyklus, in dem die Feststoffe auf der nächst höheren Stufe des feststehenden Rechens abgelegt werden, die Bewegung des beweglichen Rechens schräg zur Oberfläche der Stufe verläuft. Dadurch werden insbesondere faserförmige Feststoffe durch die Tangentialbewegung zwischen die feststehenden Lamellen gezogen, so daß ein Verstopfen des Rechens auftreten kann.

Aus der DE 39 24 020 A1 ist schließlich ein Filterstufenrechen bekannt, bei dem der bewegliche Rechen durch eine Hydraulik, einen Laufwagen und ein Zweispurenelement angetrieben wird. Diese Technik weist zwar einen anderen Ansatz als ein Exzenterantrieb auf, jedoch ist auch hier die Amplitude und der Ablauf der Bewegung des beweglichen Rechens durch das Zweispurelement und den Hydraulikantrieb vorgegeben.

Bei diesem Filterstufenrechen wird zwar die gezwungene Bewegung eines Exzenterantriebes vermieden, da die Hin- und Herbewegung des einzigen hydraulischen Stellantriebes in eine hystereseförmige Bewegung umgesetzt wird. Jedoch sind einerseits zusätzliche Maßnahmen notwendig, um eine Durchlaufen des vorgegebenen Bewegungspfades in der richtigen Richtung zu erzielen. Andererseits kommt es auch hier zu Problemen, wenn sich am Boden des Gerinnes unterhalb der unteren Enden der Lamellen des beweglichen Rechens Ablagerungen bilden, die den vorgegeben Weg des beweglichen Rechens behindern.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher das technische Probleme zugrunde, die Verstellung des beweglichen Rechens variabler und somit vielfältiger einsetzbar zu gestalten.

Das zuvor aufgezeigte technische Problem ist durch einen Filterstufenrechen mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruches 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist erkannt worden, daß zwei unabhängig voneinander steuerbare Stellantriebe eine Verstellung des beweglichen Rechens in zwei verschiedenen Verstellrichtungen ermöglichen. Dadurch ist eine variable Verstellung des beweglichen Rechens innerhalb eines lediglich durch die maximalen Verstellpositionen der Stellantriebe vorgegebenen Bereiches möglich.

Neben einer zyklischen Bewegung des beweglichen Rechens entlang eines fest vorgegebenen, eine Fläche einschließenden Bewegungspfades kann daher der bewegliche Rechen an jede Position innerhalb des vorgegebenen Bewegungsbereiches verstellt werden. Dieses wird ohne einen Umbau der Antriebseinheit durch eine geeignete Steuerung der Stellantriebe, d. h. beim Betrieb des Rechens erreicht. Denn jeder Stellantrieb kann unabhängig vom anderen Stellantrieb beliebig verstellt werden. Durch eine Überlagerung beider Verstellbewegungen kann daher der gesamte Verstellbereich ausgenutzt werden.

In vorteilhafter Weise wird durch eine geeignete Steuerung beider Stellantriebe die zyklische Bewegung des beweglichen Rechens in im wesentlichen lineare Bewegungsabschnitte aufgeteilt. Weiter vorzugsweise sind die linearen Bewegungsabschnitte vertikal und horizontal ausgerichtet. Dadurch wird das ab gelagerte Rechengut im ersten Schritt eines Zyklus um mehr als eine Stufenhöhe nach oben angehoben, dann horizontal zu einer Position oberhalb der nächst höheren feststehenden Stufe verschoben und durch eine vertikal nach unten gerichtete Bewegung auf der feststehenden Stufe abgelegt. Im letzten Schritt des Bewegungszyklus wird der bewegliche Rechen wieder horizontal in seine Ausgangsposition verschoben. Damit wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß die gefilterten Feststoffe ohne reibende, ziehende oder scherende Bewegungen jeweils auf der nächst höheren Ablagefläche des feststehenden Rechens abgelegt werden.

Die im wesentlichen linearen Bewegungsabschnitte lassen sich durch eine geeignete gleichzeitige Ansteuerung beider Stellantriebe erzielen. In bevorzugter Weise sind jedoch die von den Stellantrieben erzeugten Verstellungen an sich im wesentlich linear.

In weiter bevorzugter Weise ist die erste Verstellrichtung im wesentlichen vertikal und die zweite Verstellrichtung im wesentlichen horizontal ausgerichtet. Für die Erzeugung einer zyklischen Bewegung, die aus vier im wesentlichen linearen, vertikalen oder horizontalen Bewegungsabschnitten zusammengesetzt ist, ist dann lediglich eine entsprechende abwechselnde Ansteuerung der beiden Stellantriebe notwendig. In vorteilhafter Weise ist daher keine gleichzeitige Ansteuerung beider Stellantriebe für die Erzeugung linearer Bewegungsabschnitte notwendig.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung wird die nach unten gerichtete Verstellung des Rechens während des Bewegungszyklus im wesentlichen durch das Gewicht des Rechens selbst hervorgerufen. Befinden sich daher am Boden des Gerinnes unterhalb der unteren Enden der Lamellen des beweglichen Rechens Ansammlungen von Verunreinigungen, so wird der bewegliche Rechen von oben auf die Ansammlungen abgesetzt, ohne daß ein bestimmter Bewegungspfad vorgegeben ist und somit erzwungen werden muß. Somit ist in vorteilhaftere Weise eine Beschädigung des unteren Endes der Lamellen des beweglichen Rechens ausgeschlossen.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß wegen der Unabhängigkeit der Ansteuerung beider Stellantriebe eine Ansteuerung der Stellantriebe möglich ist, bei der der bewegliche Rechen in der vertikalen und/oder der horizontalen Richtung so weit verstellt werden kann, daß der untere Bereich des beweglichen Rechens aus der Flüssigkeitsströmung herausgehoben wird oder strömungsabwärts hinter dem feststehenden Rechen im Wasserstrom angeordnet ist. Damit ist bei einem großen Flüssigkeits- bzw. Wasseranfall, beispielsweise bei einem größeren Regenereignis, eine Vergrößerung der Spaltweite des Filterrechens möglich, da die Lamellen des beweglichen Rechens nicht mehr in den Zwischenräumen zwischen den Lamellen des feststehenden Rechens angeordnet sind. Damit ist eine Erhöhung des Flüssigkeitsdurchflusses in einfacher Weise möglich, wobei kein Umbau des Filterstufenrechens, sondern lediglich eine besondere Ansteuerung der Stellantriebe des Filterstufenrechens erforderlich ist.

In weiter bevorzugter Weise ist für die Ansteuerung der beiden unabhängigen Stellantriebe der Antriebseinheit sowohl eine manuelle als auch eine automatische Steuerung vorgesehen. Die automatische Steuerung wird dabei in der Regel während des regelmäßigen Betriebes des Filterstufenrechens angewendet, wobei jede zyklische Bewegung des beweglichen Rechens durch die entsprechende Ansteuerung der beiden Stellantriebe verwirklicht wird. Dazu werden die zuvor beschriebenen vier Teilbewegungen eines jeden Zyklus nacheinander automatisch durchfahren. Die manuelle Ansteuerung ermöglicht es weiterhin, eine beliebige Bewegung innerhalb des möglichen Bewegungsbereiches des beweglichen Rechens durchzuführen. Beispielsweise kann dieses erforderlich sein, wenn der bewegliche Rechen bei einem großen Flüssigkeitsanfall aus dem Flüssigkeitsstrom heraus verstellt werden soll. Weiterhin kann eine manuelle Steuerung der Stellantriebe für ein Entfernen von zwischen den Lamellen eingeklemmten Feststoffen angewendet werden.

Schließlich weist in vorteilhafter Weise die automatische Steuerung der unabhängigen Stellantriebe mindestens zwei verschiedene Arbeitsgeschwindigkeiten bzw. Räumgeschwindigkeiten in Abhängigkeit von der Menge der anfallenden Feststoffe auf. Dazu kann die Räumgeschwindigkeit einerseits durch Erhöhen der Taktrate zwischen jeweils zwei Bewegungszyklen erhöht werden. Andererseits kann die Räumgeschwindigkeit durch eine Vergrößerung des Verstellweges in horizontaler wie vertikaler Richtung erhöht werden, so daß beispielsweise das Rechengut nicht um eine, sondern um zwei oder mehr Stufen während eines Bewegungszyklus angehoben wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei auf die Zeichnung Bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 in einer Seitenansicht ein erstes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Filterstufenrechens,

Fig. 2a-d eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines Bewegungszyklus des beweglichen Rechens und

Fig. 3 in einer Seitenansicht ein zweites erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Filterstufenrechens.

Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Filterstufenrechens, der für die Filterung eines Flüssigkeitsstromes innerhalb eines Flüssigkeitskanals oder eines Gerinnes einer Kläranlage verwendet wird. Der Filterstufenrechen weist zunächst einen feststehenden Rechen 1 mit einer Mehrzahl von beabstandet angeordneten und zu einer Einheit zusammengefaßten Lamellen 2 auf. Weiterhin ist ein beweglicher Rechen 3 vorgesehen, der eine Mehrzahl von beabstandet angeordneten Lamellen 4 aufweist, die ebenfalls zu einer Einheit zusammengefaßt sind. Die Abstände zwischen den Lamellen 2 sind weiterhin im wesentlichen genau so groß wie die Abstände zwischen den Lamellen 4, so daß die Rechen 1 und 3 ineinander eingreifend angeordnet werden können. Dann sind die Lamellen 2 und die Lamellen 4 parallel zueinander und in abwechselnder Reihenfolge angeordnet.

Wie in der Fig. 1 und auch in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist, weisen die Lamellen 2 und 4 jeweils an der der Strömung zugewandten Vorderseite ein stufenförmiges Profil auf, wobei die Stufen 5 der Lamellen 2 im wesentlichen in Größe und Form den Stufen 6 der Lamellen 4 entsprechen. Weiterhin sind in der Zeichnung nicht dargestellte Führungselemente zumindest am unteren Ende und am oberen Ende des feststehenden Rechens 1 zwischen den Lamellen 2 vorgesehen. Diese Führungselemente sind dabei vorzugsweise so ausgebildet, daß sie den Spalt zwischen jeweils zwei feststehenden Lamellen 2 symmetrisch verringern, so daß jeweils eine bewegliche Lamelle 4 mit geringem mechanischen Spiel in dem von den Führungselementen freigelassenen Spalt beweglich angeordnet ist.

Für die Verstellung des beweglichen Rechens 3 ist eine Antriebseinheit vorgesehen, die erfindungsgemäß zwei unabhängig voneinander steuerbare Stellantriebe 7 und 8 aufweist.

Der Stellantrieb 7 ist mit einem Widerlager 9a verbunden, das wiederum an einem feststehenden Rahmen 10 befestigt ist. Der Stellantrieb 7 bewegt eine bewegliche Stange 11 zwischen zwei Endpositionen hin und her. Die Stange 11 greift mit dem vom Stellantrieb 7 abgewandten Ende über eine Achse 12 an einem Hebel 13 an, der an einer Welle 14 befestigt ist. Die Welle 14 wiederum ist drehbar gelagert am Rahmen 10 befestigt. Weiterhin ist ein Hebel 15 in einem festen Winkel zum Hebel 13 drehfest an der Welle 14 befestigt.

Am Hebel 15 ist über eine Achse 16 eine Stange 17 befestigt, die über eine Achse 18 im Bereich des oberen Endes des beweglichen Rechens 3 mit dem beweglichen Rechen 3 verbunden ist. Weiterhin ist ein Hebel 19 an einer Achse 20 befestigt, die drehbeweglich am feststehenden Rahmen 10 befestigt ist. Über eine Stange 21 ist der Hebel 19 mit dem Hebel 15 über Achsen 22 und 23 verbunden. Schließlich ist das untere Ende des beweglichen Rechens 3 über eine Stange 24 und Achsen 25 und 26 mit dem Hebel 19 verbunden.

Wird nun der Stellantrieb 7 derart angesteuert, daß sich die Stange 11 in Fig. 1 nach oben rechts, also aus dem Stellantrieb 7 heraus bewegt, so dreht sich die Welle 14 aufgrund der Kraftübertragung über den Hebel 13 im Uhrzeigersinn. Daher bewegen sich der Hebel 15 und aufgrund der Kraftübertragung über die Stange 21 auch der Hebel 19 ebenfalls im Uhrzeigersinn. Dadurch werden die Stangen 17 und 24 und somit der bewegliche Rechen 3 nach oben bewegt. Da sowohl die Achse 16 als auch die Achse 25 im in Fig. 1 dargestellten Ausgangszustand auf gleicher Höhe wie die Wellen 14 bzw. 20 angeordnet sind, ist die Bewegung der Achsen 14 bzw. 25 entsprechend der Drehbewegung der Hebel 15 und 19 im wesentlichen linear nach oben gerichtet.

Wird der Stellantrieb 7 derart angesteuert, daß die Stange 11 sich wieder in Richtung des Stellantriebes 7 bewegt, so wird die Bewegung umgekehrt. Der bewegliche Rechen 3 wird wieder nach unten bewegt.

Der zweite, unabhängig vom ersten Stellantrieb 7 steuerbare Stellantrieb 8 ist über ein Widerlager 9b mit dem feststehenden Rahmen 10 verbunden und bewegt eine Stange 27 zwischen zwei Endpositionen hin und her. Die Stange 27 ist über eine Achse 28 mit einem Hebel 29 verbunden, der wiederum mit einer Welle 30 fest verbunden ist. Die Welle 30 ist in gleicher Weise wie die Welle 14 drehbar gelagert am Rahmen 10 befestigt.

Ein Hebel 31 ist an der Welle 30 drehfest in festem Winkel zum Hebel 29 befestigt und ist über zwei Achsen 32 und 33 und eine Stange 34 mit der Stange 17 verbunden. Dabei befindet sich im Ausgangszustand - wie in Fig. 1 dargestellt ist - die Achse 32 vertikal unterhalb der Welle 30. Wird nun aus der Ausgangsstellung heraus die Stange 27 vom Stellantrieb 8 in Fig. 1 nach links unten verstellt, so dreht sich die Welle 30 entgegen dem Uhrzeigersinn. Somit wird die vom Stellantrieb 8 erzeugte Kraft in im wesentlichem horizontaler Richtung auf die Stange 17 übertragen. Dadurch führt der bewegliche Rechen 3 eine im wesentlichem horizontal ausgerichtete Bewegung nach rechts in Fig. 1 aus. Dabei ist aufgrund der Länge der Stange 17 wie auch der Stange 20 und aufgrund des relativ geringen Verstellweges durch die Stange 34 die Kreisbewegung der Achse 18 um die Achse 16 herum als nahezu linear anzusehen.

Wird nun die Stange 27 vom Stellantrieb 8 wieder in die Ausgangsposition zurückgezogen, so kehrt sich die zuvor beschriebene Bewegung um und der bewegliche Rechen 3 führt eine im wesentlichen lineare Bewegung nach links in Fig. 1 aus.

Damit die Stellantriebe 7 und 8 während der Verstellung der Hebel 13 bzw. 23 der Drehbewegung der Hebel 13 bzw. 23 folgen können, sind sie über Achsen 35 bzw. 36 mit den Widerlagern 9a bzw. 9b verbunden.

Der zuvor beschriebene Aufbau der Antriebseinheit ermöglicht nun eine Verstellung des beweglichen Rechens in zwei verschiedenen Verstellrichtungen, wobei beide Verstellrichtungen im wesentlichen in einer Ebene senkrecht zur von den Lamellen 2 des feststehenden Rechens 1 aufgespannten Ebene liegen. Weiterhin ist eine Bewegung in beiden Verstellrichtungen wegen der separaten Stellantriebe unabhängig voneinander möglich. Durch eine Überlagerung der Verstellungen in beiden Verstellrichtungen kann also eine beliebige Verstellung des beweglichen Rechens 3 gegenüber dem feststehenden Rechen 1 erzielt werden, die lediglich durch die maximale Verstellung der Stellantriebe 7 und 8 und die Abmessungen der an den Wellen 14 und 30 angreifenden Hebel 15 und 19 begrenzt ist.

Ein Bewegungszyklus des beweglichen Rechens 3, der für den Transport des Rechengutes nach oben angewendet wird, wird im folgenden beschrieben. Zu Beginn befindet sich der bewegliche Rechen 3 in seiner Ausgangsstellung, wie sie in Fig. 1 und in Fig. 2a dargestellt ist. In dieser Ausgangslage befinden sich die Stufen 5 und 6 im wesentlichen auf gleicher Höhe, so daß in den in den Fig. 1 und 2a dargestellten Seitenansichten die Lamellen 2 und 4 hintereinander angeordnet sind.

Als erstes wird der Stellantrieb 7 in Fig. 1 so angesteuert, daß die Stange 11 aus dem Stellantrieb 7 heraus verstellt wird. Dadurch wird, wie zuvor beschrieben, der bewegliche Rechen 3 nach oben angehoben, bis der beweglichen Rechen 3 eine vorgegebene angehobene Position erreicht hat, die in Fig. 2b dargestellt ist. Die oberen Flächen der Stufen 6 der Lamellen 4 sind dann um mehr als eine Stufenhöhe gegenüber den Lamellen 2 angehoben. Das zuvor in der Ausgangsposition auf den horizontal und vertikal angeordneten Oberflächen der Stufen 5 und 6 ab gelagerte Rechengut wird also durch die Stufen 6 der Lamellen 4 von den Oberflächen der Stufen 5 nach oben angehoben und somit von den feststehenden Stufen 5 entfernt.

Im zweiten Schritt des Bewegungszyklus wird der Stellantrieb 8 so angesteuert, daß die Stange 27 aus dem Stellantrieb 8 heraus verstellt wird. Dadurch bewegt sich der bewegliche Rechen 3 in Fig. 1 nach rechts auf den feststehenden Rechen 1 zu, bis der bewegliche Rechen 3 eine vorgegebene Position erreicht, die in Fig. 2c dargestellt ist. Dadurch befinden sich die an gehobenen Stufen 6 im wesentlichen an gleicher Position wie die Stufen 5. Jedoch befindet sich das von den Stufen 6 angehobene Rechengut nunmehr gegenüber der Ausgangsposition oberhalb der jeweils nächst höheren Stufe 5 des feststehenden Rechens 1. Das Rechengut ist also um eine Stufenhöhe entlang des feststehenden Rechens 1 transportiert worden.

Während der nächsten beiden Abschnitte der Bewegung wird durch eine umgekehrte Ansteuerung zunächst des Stellantriebes 7 und dann des Stellantriebes 8 der bewegliche Rechen 3 in seine Ausgangsposition zurück verstellt. Dabei bewegt sich der bewegliche Rechen 3 zunächst nach unten und legt das Rechengut auf der Oberfläche der Stufen 5 des feststehenden Rechens 1 ab. Am Ende des letzten Bewegungsschrittes gelangt der bewegliche Rechen 3 wieder in seine Ausgangsposition. Ein weiterer Bewegungszyklus kann nachfolgend in einem bestimmten zeitlichen Abstand durchgeführt werden. Insgesamt wird daher das Rechengut schrittweise bis zum oberen Ende des feststehenden Rechens 1 transportiert und somit aus dem Flüssigkeitsstrom im Kanal entfernt.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Amplituden der Verstellung des beweglichen Rechens 3 in horizontaler Verstellrichtung nach hinten und nach vorne sowie in vertikaler Verstellrichtung nach oben durch die Aktion der Stellantriebe 7 bzw. 8 vorgegeben. Daher wird der bewegliche Rechen 3 bei den entsprechenden Bewegungsabschnitten des Bewegungszyklus auf einem vorgegebenen Weg angetrieben.

Jedoch wird die nach unten gerichtete Bewegung des beweglichen Rechens 3 im wesentlichen durch das Gewicht des Rechens 3 hervorgerufen. Daher wird der Rechen 3 nicht bis zu einer vorgegebenen Tiefe nach unten gezwungen. In vorteilhafter Weise treten daher keine Probleme auf, wenn sich unterhalb der Lamellen 4 des beweglichen Rechens 3 Feststoffe ansammeln, die ein Absenken des beweglichen Rechens bis zur Ausgangstiefe verhindern. Die im Stand der Technik vorhandenen, oben beschrieben Probleme, daß bspw. der gesamte Filterstufenrechen durch eine gezwungene Bewegung angehoben wird, werden somit vermieden.

Die Stellantriebe 7 und 8 des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind als hydraulische Zylinder ausgebildet. Jedoch ist jede Art von Stellantrieb wie bspw. ein Schnecken- oder Spindelantrieb oder auch für das vorliegen Ausführungsbeispiel ein Drehantrieb einsetzbar.

Um nun die zuvor beschriebenen Verstellungen zu erzeugen, ist der hydraulische Zylinder 8 von beiden Seiten mit Druck beaufschlagbar, um eine horizontal ausgerichtete Hin- und Herverstellung des beweglichen Rechens 3 zu erzeugen. Demgegenüber wird der hydraulische Zylinder 7 nur einseitig zur Erzeugung der vertikal nach oben gerichteten Verstellung mit Druck beaufschlagt. Daher wird nach Abschalten des beaufschlagten Druckes der ausgefahrene Kolben innerhalb des hydraulischen Zylinders 7 über die Mechanik allein vom Gewicht des beweglichen Rechens 3 zurückgeschoben. Eine nach unten gerichtete Bewegung des beweglichen Rechens 3 ist die Folge. Sobald der bewegliche Rechen seine vorgesehene untere Position eingenommen hat oder vorher auf dem Boden aufliegt, wird die abwärts gerichtete Bewegung gestoppt. Es handelt sich bei der Abwärtsbewegung somit nicht um eine gezwungene Bewegung.

Die durch Druckbeaufschlagung von den hydraulischen Zylindern 7 und 8 erzeugten Verstellungen sind darüber hinaus ebenfalls keine zwangsgeführten Verstellungen, denn bei einer Blockierung der Bewegung wird vom beweglichen Rechen ein Gegendruck aufgebaut. Dieser Gegendruck führt dann zu einer Gleichgewichtslage außerhalb der vorgesehen Endposition der Verstellung. Der bewegliche Rechen wird also nicht auf eine vorgegebene Bahn gezwungen und ist somit nicht zwangsgeführt.

In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Dabei sind gleiche Bauteile wie beim ersten Ausführungsbeispiel mit gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 gekennzeichnet.

Der bewegliche Rechen 3 ist an beiden Längsseiten sowohl im oberen als auch im unteren Bereich an insgesamt vier Positionen über die Stangen 11 an vier Stellantrieben 7 über Achsen 35 aufgehängt. Durch eine lineare Verstellung der Stangen 11 wird somit direkt eine vertikale Verstellung des Rechens 3 bewirkt. Ebenso ist ein Aufbau mit jeweils einem Stellantrieb am unteren und am oberen Ende des beweglichen Rechens 3 möglich.

Zumindest ein im wesentlichen horizontal angeordneter Stellantrieb 8 ist vorgesehen, der durch eine Verstellung der Stange 27 eine Schwenkbewegung der Stellantriebe 7 um die Achsen 35 bewirkt. Dazu ist die Stange 27 über eine Achse 38 mit einem Führungselement 39 verbunden, das wiederum den Stellantrieb 7 umgreift und somit führt. Durch Verstellen der Stange 27 wird also eine Schwenkbewegung des beweglichen Rechens 3 hervorgerufen, die aufgrund des großen Abstandes zwischen den Achsen 35 und 37 und des relativ geringen Verstellwinkels im wesentlich als linear bezeichnet werden kann.

Die Verstellungen des beweglichen Rechens 3 durch die Stellantriebe 7 und 8 ist unabhängig von an Wellen exzentrisch angreifenden Hebeln, so daß in vorteilhafter Weise die Amplitude der Verstellungen in beiden Verstellrichtungen lediglich durch die maximalen Verstellpositionen der Stellantriebe 7 und 8 vorgegeben ist. Darüber hinaus ist durch die Verwendung von oberen und unteren Stellantrieben 7 eine unterschiedliche Ansteuerung des unteren und des oberen Bereiches des beweglichen Rechens 3 möglich. Diese vorteilhaften Möglichkeiten erfordern jedoch durch Verwendung einer Mehrzahl von Stellantrieben einen erhöhten technischen Aufwand im Vergleich zum ersten Ausführungsbeispiel.

Ein weiterer Vorteil des vorliegenden Ausführungsbeispiels liegt darin, daß ohne einen Umbau des Filterstufenrechens eine Veränderung des Durchflußquerschnittes möglich ist. Denn wegen der großen Amplitude der Verstellungen durch die Stellantriebe 7 und 8 der bewegliche Rechen 3 soweit verstellt werden kann, daß die Lamellen des beweglichen Rechens 3 nicht mehr zwischen den Lamellen des feststehenden Rechens 1 angeordnet sind. Dieses ermöglicht bei einem großen Flüssigkeitsanfall eine Verringerung des durch den Filterstufenrechen hervorgerufenen Flußwiderstandes. Denn die Hälfte aller Lamellen werden aus dem Flüssigkeitsstrom herausgehoben und es wird ein entsprechender Querschnitt freigegeben.

Dazu kann der bewegliche Rechen 3 in einer ersten Variante soweit entlang der Ausrichtung des feststehenden Rechens 1 verstellt werden, daß der bewegliche Rechen 3 zu einem wesentlichen Teil oder ganz aus dem Flüssigkeitsstrom herausgehoben wird. In einer weiteren Variante der Ansteuerung der Antriebseinheit wird der bewegliche Rechen im Flüssigkeitsstrom in eine Position strömungsabwärts hinter dem feststehenden Rechen 1 verstellt, so daß ebenfalls die Zwischenräume der Lamellen 2 des feststehende Rechens 1 freigegeben werden.

Beiden in den Fig. 1 und 3 dargestellten Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, daß sowohl eine automatische wie auch eine manuelle Steuerung vorgesehen ist. Die automatische Steuerung wird im Regelfall eingesetzt, um kontinuierlich Rechengut aus dem Flüssigkeitsstrom zu entfernen. Die manuelle Steuerung wird dann eingesetzt, um den beweglichen Rechen 3 beliebig innerhalb des Verstellbereiches in beiden Verstellrichtungen zu verstellen. Somit können beispielsweise zwischen den Lamellen 5 und 6 eingeklemmte Feststoffe durch eine geeignete Verstellung des beweglichen Rechens 3 herausgeschoben werden, die bei einem automatischen Betrieb aufgrund des vorgegebenen Bewegungspfades nicht entfernt werden können.

Für eine Einstellung der Amplituden und für eine Steuerung des automatischen Ablaufes der Bewegung während eines Zyklus sind beispielsweise Bewegungsendschalter oder Zeitschalter vorgesehen. Somit läßt sich ein genauer zeitlicher und räumlicher Ablauf der Verstellungen des beweglichen Rechens 3 einstellen.

Schließlich besteht ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung darin, daß durch eine Vergrößerung der Längen der Bewegungsabschnitte innerhalb eines Bewegungszyklus die Räumgeschwindigkeit erhöht werden kann. Bei gleicher Taktrate und bspw. doppelter Länge der Bewegungsabschnitte wird somit eine Verdopplung der Räumgeschwindigkeit erzielt. Gerade die Unabhängigkeit der Stellantriebe und die beiden verschiedenen Verstellrichtungen ermöglichen diese Eigenschaft des erfindungsgemäßen Filterstufenrechens, die ohne einen Umbau der Antriebseinheit, sondern nur durch eine besondere Ansteuerung der Stellantriebe erreicht wird.

Eine Erhöhung der Räumgeschwindigkeit kann selbstverständlich auch durch eine Erhöhung der Taktrate bei gleichbleibenden Längen der Bewegungsabschnitte erzielt werden.


Anspruch[de]
  1. 1. Filterstufenrechen
    1. - mit einem feststehenden Rechen (1), der eine Mehrzahl von beabstandet angeordneten Lamellen (2) aufweist,
    2. - mit einem beweglichen Rechen (3), der eine Mehrzahl von beabstandet angeordneten Lamellen (4) aufweist,
    3. - wobei die Lamellen (2) des feststehenden Rechens (1) und die Lamellen (4) des beweglichen Rechens (3) im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind, und
    4. - mit einer Antriebseinheit für den Antrieb des beweglichen Rechens (3),

      dadurch gekennzeichnet,
    5. - daß die Antriebseinheit zwei unabhängig voneinander steuerbare Stellantriebe (7, 8) aufweist und
    6. - daß die Stellantriebe (7, 8) den beweglichen Rechen (3) in zwei verschiedene Verstellrichtungen antreiben.
  2. 2. Filterstufenrechen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Verstellung des beweglichen Rechens (3) in beiden Verstellrichtungen unabhängig voneinander einstellbar ist.
  3. 3. Filterstufenrechen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Stellantrieben (7, 8) erzeugten Verstellungen im wesentlichen linear sind.
  4. 4. Filterstufenrechen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Verstellrichtung im wesentlichen vertikal und die zweite Verstellrichtung im wesentlichen horizontal ausgerichtet sind.
  5. 5. Filterstufenrechen nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im wesentlichen das Gewicht des Rechens (3) die nach unten gerichtete Verstellung des Rechens (3) hervorruft.
  6. 6. Filterstufenrechen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Rechen (3) in eine Position außerhalb des Flüssigkeitsstromes verstellbar ist.
  7. 7. Filterstufenrechen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine automatische und eine manuelle Steuerung der Stellantriebe (7, 8) vorgesehen sind.
  8. 8. Filterstufenrechen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheit mindestens zwei verschiedene Räumgeschwindigkeiten aufweist.






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