DE9206116U1

DE9206116U1 - Siebrechenanordnung für Regenüberlaufbecken

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Publication number: DE9206116U1
Application number: DE9206116U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-06-03
Filing date: 1992-05-06
Publication date: 1992-07-16
Anticipated expiration: 2002-05-07
Also published as: FR2677058A1; FR2677058B1; DE4215002A1; CH683276A5

Description

Patentanwälte ^{Unsere Akt8} - ^&Bgr;^^&bgr; stets angeben!

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O 5. MM 1992

Werner NiIl, Eigenheimweg 45, 8404 Winterthur

Siebrechenanordnung für Regenüberlaufbecken

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Siebrechenanordnung für Regenüberlaufbecken, Hochwasser-Entlastungsanlagen und dgl. gemäss Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei starken Regenereignissen können die einer Kläranlage zufliessenden Abwässer nicht mehr als Ganzes dem Klärprozess zugeführt werden, weil die Kapazität von Kläranlagen nicht für die höchstmögliche Zuflussmenge ausgelegt wird. Den Kläranlagen werden aus diesem Grunde Regenüberlaufbecken vorgeschaltet, in welche das ankommende Wasser vorerst eingeleitet wird. Solange die ankommende Menge von der Kläranlage aufgenommen werden kann, fliesst kein Wasser einem Vorfluter oder direkt einem Gewässer zu. Übersteigt die ankommende Wassermenge die Kapazität der Kläranlage, so wird der die Kapazität übersteigende Teil abgeleitet. Um dennoch die gröbsten Verunreinigungen, insbesondere die aufschwimmenden, zurückhalten zu können, wird das Wasser durch Siebe oder Rechen durchgeleitet. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, das Wasser von unten nach oben durch solche Siebe oder Rechen hindurchzuleiten, um nach dem Regenereignis die zurückgehaltenen

Verunreinigungen ebenfalls der Kläranlage zufuhren zu können. Solche von unten nach oben durchströmte Siebe oder Rechen müssen auch während des Betriebes, d.h. während der Durchflutung, periodisch gereinigt werden, um ein Zusetzen zu verhindern, um einen Rückstau und damit eine Veränderung der hydraulischen Verhältnisse in der gesamten Anlage zu verhindern.

Aus der europäischen Patentanmeldung 0358952 ist ein Siebrechen bekannt, der aus einer grossen Anzahl nebeneinander angeordneten, in einem als Spannvorrichtung dienenden Rahmen gespannt gehaltenen dünnen Stäben besteht. Auf der Seite des Siebes sind Ketten angebracht, mit denen ein Zähne tragender Wagen längs des Rechens hin und her verschiebbar ist. Die auf dem Wagen angeordneten Zähne sind starr oder beim Rückwärtshub schwenkbar angeordnet.

Dieser bekannte Siebrechen ist sehr aufwendig in der Herstellung und weist im verschmutzten Wasser umlaufende Teile wie Zahnräder, Ketten, etc. auf. Eine solche Konstruktion ist für den Einsatz in Abwässern ungeeignet und anfällig auf Störungen. Im weiteren müssen die dünnen, sich über die gesamte Länge des Siebrechens erstreckenden Stäbe mittels einer Spannvorrichtung gespannt gehalten werden, um zu verhindern, dass grössere Verunreinigungen mit dem durchfliessenden Wasser die Stäbe spreizen und durch diese hindurchtreten können. Ein weiterer Nachteil dieser Vorrichtung besteht darin, dass der Antriebsmotor für die Ketten durch Sensoren in den Endpositionen des Rechens umgeschaltet werden muss. Beim Versagen eines der Sensoren können Schäden an den Stäben, dem Motor oder den Rechenzähnen entstehen. Bei einer Beschädigung eines der Teile der Anlage besteht die Gefahr einer Verstopfung des ganzen Siebrechens und damit ein Rückstau in die Abwasseranlage.

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Siebrechenanordnung für Regenüber-

laufbecken zu schaffen, welche die Nachteile der bekannten Vorrichtungen behebt und ohne Steuerungselemente auskommt und kostengünstig herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird gemäss den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.

Überraschenderweise gelingt es, mit der erfindungsgemässen Siebrechenanordnung während eines Regenereignisses den Rechendurchflussquerschnitt kontinuierlich zu reinigen und den Durchflussquerschnitt frei zu halten. Die auf einem Kreisbahnabschnitt längs den Stäben geführten Zähne tauchen an den Enden der Stäbe im Bereich der Umkehrpunkte der Pendelbewegung teilweise aus der Durchdringung zurück. Durch dieses Ein- und Austauchen erfolgt eine kontinuierliche Selbstreinigung der Zähne durch eine Relativbewegung der Zähne senkrecht zur Oberfläche der Stäbe. Dadurch können an den Stäben anliegende Verunreinigungen abgehoben und zur Seite transportiert werden. Die Zähne sind lose auf zwei Stäben an der Kammbasis aufgereiht und werden durch Distanzscheiben unterschiedlicher Dicke festgehalten. Dadurch ergibt sich eine völlig starre Ausführung in Bewegungsrichtung der Zähne und eine hohe Elastizität quer zur Bewegungsrichtung. Die den Kamm tragende Schwenkachse liegt ausserhalb des Mischwassers, und es müssen daher keine teuren Massnahmen getroffen werden, um die Schwenklager gegen Verschmutzung zu schützen. Mit einem einfachen Kurbelantrieb, dessen Kurbel vorzugsweise axial elastisch ausgebildet ist, kann der Rechen ohne irgend welche mechanische oder elektrische Steuerungselemente und Sensoren betrieben werden. Die auf der Zuflusseite an den Stäben befestigten Rundprofile bewirken, dass die Verunreinigungen sich nicht zwischen den Stäben verklemmen können und eine Beschädigung einzelner Zähne oder der gesamten Mechanik ausgeschlossen werden kann.

Die Anlage ist leicht in Baugruppen aufzuteilen, welche durch genormte, nur 600 mm Durchmesser aufweisende Mann- oder Serviceöffnungen hindurch nachträglich in bestehende Anlagen einbaubar sind. Für lange Überfallbereiche können mehrere Elemente nebeneinander angeordnet werden.

Anhand eines illustrierten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen

Figur 1 eine Ansicht der Siebrechenanordnung von vorne, Figur 2 eine Seitenansicht der Siebrechenanordnung, Figur 3 eine ausschnittweise Darstellung des Kammes und eines Siebes in grös-

serem Massstab,
Figur 4 eine vergrösserte perspektivische Darstellung eines schwenkbaren

Kammbereiches und
Figur 5-7 je einen Querschnitt durch ein Regenbecken.

In einem rechteckigen, aus Profilrohren oder Winkelprofilen hergestellten Rahmen 2 sind parallel und mit gegenseitigem Abstand nebeneinander Stäbe 3 eingesetzt und bilden einen Siebrechen 4. Die Stäbe 3 bestehen aus einem hochgestellten Flacheisen 5 und je einem Rundstab 7, der an der Unterkante der Flacheisen 5 befestigt ist. Selbstverständlich könnten die Stäbe 3 auch als Profil gezogen sein (Fig.3). Der Rahmen 2 liegt z.B. auf der Überlauföffnung 9 bzw. den die Überlauföffnung 9 seitlich begrenzenden Wänden 11 in einer Abwasseranlage. Der Rahmen 2 kann auch innerhalb eines von unten nach oben durchfluteten Kanales in einem Regenbecken 61 eingesetzt sein.

Über dem Rahmen 2 ist ein Gestell 13 aufgebaut, an dessen oberer Traverse 15 an einer Lasche 16 ein um die Achse A schwenkbarer Kamm 17 gelagert ist. Die tragende Funktion des Gestelles 13 bzw. der oberen Traverse 15 könnte selbstver-

ständlich auch durch das Bauwerk übernommen werden. D.h. die Lasche 16 könnte direkt an der Decke des Bauwerkes befestigt sein. Damit würde das Gestell 13 entfallen.

Der Kamm 17 besteht aus einer zwei Wellenzapfen 21 tragenden oberen Traverse 23, welche im Gestell 13 um die Achse A schwenkbar gelagert ist, einer Zwischentraverse 25 sowie die obere Traverse 23 und die Zwischentraverse 25 verbindende Schwenkarme 27. Stützarme 37, die an der Zwischentraverse 25 befestigt sind, sind durch zwei Rohre 29,30 miteinander verbunden. Auf den Rohren 29 und 30 sind Seite an Seite flache Kammzähne 31 aufgereiht. Zwischen den einzelnen Zähnen mit je zwei Löchern sind am oberen Rohr 29 je eine Distanzscheibe 33 und am unteren Rohr 30 je eine Distanzscheibe 35 eingesetzt. Die Distanzscheiben 33 weisen eine grössere Höhe bzw. Dicke auf als die Distanzscheiben 35. Die Zähne 31 bestehen vorzugsweise aus Kunststoff und weisen im oberen Bereich einen rechteckförmigen Querschnitt auf, der am unteren, zwischen die Stäbe 3 eintauchenden Ende trapezförmig verjüngt ist. Die Dicke der Zähne 31 ist geringfügig kleiner als die Breite des Zwischenraumes zwischen den Rundstäben 7 an der unteren Kante der Stäbe 3.

An der oberen Traverse 23 ist ein Hebelarm 39 mit einem gabelartigen Ende angeschweisst. In das gabelartige Ende 41 greift eine Kurbelstange 43 ein und ist gelenkig mit diesem verbunden. Das andere Ende der Kurbelstange 43 ist mit einem Kurbelzapfen 45 auf einer Kurbelscheibe oder einem Kurbelarm 47 befestigt. Die Kurbelscheibe 47 sitzt auf der Welle 49 eines mit einem Antriebsmotor 51 verbundenen Getriebes. Die Kurbelstange 43 kann mit einem axial wirkenden Federoder Dämpfelement bestückt sein, das bei Überschreiten einer vorgebbaren Kraft eine Verkürzung oder Verlängerung der Kurbelstange 43 zulässt. Im weiteren kann die Verbindung zwischen der Kurbelstange 43 und der Kurbel 45 bei Ueberlast ausrastbar ausgebildet sein.
Die Antriebseinheit 55, bestehend aus Motor 51 und Getriebe kann selbstverständ-

Hch auch direkt an der Decke oder der Wand des das Regenüberlaufbecken aufnehmenden Bauwerkes befestigt sein. Anstelle der Antriebseinheit 55 kann ein elektrischer, pneumatischer oder hydraulischer Zylinder 56 als Antrieb (Linearantrieb) verwendet werden (in gebrochenen Linien in Fig.l angedeutet).

Sowohl die im Rahmen 2 befestigten Stäbe 3, als auch die Zähne 31 sind elastisch ausgebildet und können seitlich bis zu einem bestimmten Ausmass ausweichen.

Im folgenden wird die Funktionsweise des Erfindungsgegenstandes näher erläutert. Bei einem Regenereignis tritt in Richtung des Pfeiles C Feststoffe 57 mitführendes Abwasser von unten nach oben durch den von den Stäben 3 gebildeten Siebrechen 4. Die mitgeführten Feststoffe 57 werden vom fliessenden Wasser an die Unterseite der Stäbe 3 herangeführt und an diesen festgehalten. Damit eine kontinuierliche Durchflussmenge aufrechterhalten werden kann, wird der Kamm 17 durch den Antrieb 55 über die Kurbelstange 43 in eine Pendelbewegung versetzt. Bei dieser Pendelbewegung tauchen die Zähne 31 zwischen den Stäben 3 in den Rechen 4 ein. Die Eintauchtiefe erhöht sich vom Rand bis zur Mitte sukzessive und verringert sich anschliessend wieder. Der Wechsel der Eintauchtiefe bewirkt eine kontinuierliche Reinigung der Zähne 31 und der Stäbe 3. Die an der Unterseite anhaftenden Verunreinigungen 57 werden durch die Pendelbewegung des Kammes 17 zur Seite des Rechens 4 geschoben und fallen am Ende des Regenereignisses, wenn der Wasserdurchfluss aufhört, zurück in das Becken und werden danach automatisch der Kläranlage zugeführt.

Falls sich ein mit dem Abwasser herangeführter Gegenstand zwischen zwei Stäbe schieben sollte, können die Stäbe 3 dank ihrer Elastizität seitlich ausweichen, bis der Gegenstand von den Zähnen 31 weggeschoben wird. Erleichtert wird das Durchschieben durch die Stäbe 3 dadurch, dass der engste Querschnitt zwischen

zwei benachbarten Stäben 3 an den Rundeisen 7 liegt und dass ein einmal zwischen den Rundeisen 7 hindurchgeschobener Gegenstand im dahinterliegenden, von den beiden Flacheisen 5 gebildeten grösseren Zwischenraum ohne weiteres hindurchgeführt werden kann.

Für grosse Ueberlaufquerschnitte können zwei oder mehr Siebrechenanordnungen nebeneinander gestellt werden, wobei jede Anordnung einen eigenen Antrieb aufweist oder mehrere Anordnungen einen gemeinsamen Antrieb besitzen. Anstelle von in Schwenkrichtung starr angeordneten Zähnen 31 können auch solche vorgesehen werden, die bei Auftreten eines Widerstandes gegen die Kraft einer Feder ausschwenken. In der Ausführung und Figur 4 sind die Zähne 31 auf dem Rohr 30 in Richtung der Pfeile B schwenkbar und werden paketweise zwischen zwei Stegen 37 vom Rohr 29 zusammengehalten. Zwei zwischen der Zwischentraverse 25 bzw. der Laschen 90 und dem Rohr 29 eingespannte Federn 26 halten das Zähnepaket während des Betriebes in senkrechter Lage. Bei Auftreten eines Widerstandes können die Zähne 31 paketweise schwenken und über den verstopften Bereich hinweggleiten. Am Gestell 13 angebrachte Schwenk- oder Anschlagbleche 34 bewirken ein Kippen der Zähne 31 am Ende jedes Hubes. Der Betrieb der Anlage muss nicht unterbrochen werden.

Wenn kein Mischwasser mehr durch den Siebrechen 4 von unten nach oben hindurchtritt, d.h. nach Ende des Regenereignisses, kann die Schlussreinigung des Rechens 4 auf unterschiedliche Weise erfolgen. Es ist möglich, mittels einer Sprinkleranlage allfällig an der Unterseite des Rechens 4 hängengebliebene Verunreinigungen von oben abzuspülen. Es ist auch möglich, die Reinigung mittels einer oberhalb des Rechens angeordneten Spülkippe durchzuführen, indem aus der Spülkippe ein energiereicher Wasserschwall auf die Oberfläche des Siebrechens 4 geleitet und die auf der Unterseite des Siebrechens 4 haftenden Verunreinigungen abgelöst und weggespült werden. Eine solche Spülvorrichtung ist beispielsweise aus der DE-OS-41 05 151.3 bekannt.

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Die erfindungsgemässe Siebrechenanordnung, welche selbstverständlich nicht nur in Regenüberlaufbecken und Hochwasser-Entlastungsanlagen eingebaut werden kann, kann in vorteilhafter Weise in einer sogenannten Kombi-Schwallspülanlage eingesetzt werden. Bei einer solchen Anlage wird in einer ersten Phase durch das zufliessende Wasser das Regenbecken 61 gefüllt. Das Wasser fliesst beim Füllen durch die geöffnete Verschlussklappe 62 hinter eine fest angeordnete Tauchwand 63 und von dort durch den Siebrechen 4 von unten nach oben hindurch und verlässt das Regenbecken 61 durch den Kanal 64 und gelangt zu einem Vorfluter. Nach Beendigung des Wasserzuflusses wird die Verschlussklappe 62 verschlossen und das Regenbecken 61 durch eine Pumpe oder durch ein Gefälle entleert. Nach der Entleerung des Regenbeckens 61 wird die Verschlussklappe 62 schlagartig geöffnet und das hinter der Tauchwand 63 aufgestaute Wasser schiesst mit hoher Geschwindigkeit durch die Oeffnung der Verschlussklappe 62 über dem Beckenboden 65 und reinigt diesen in dem Sumpf 66. Gleichzeitig beim Nachuntenfliessen des hinter der Tauchwand 63 gestauten Wassers reinigt der sich über dem Siebrechen befindliche Teil des gestauten Wassers den Siebrechen 4 und reisst die an dessen Unterseite anhaftenden Verschmutzungen 57 mit in den Sumpf 66 (Figuren 5 und 6).

In einer Hochwasser-Entlastungsanlage gemäss Figur 7 erfolgt die Reinigung des Siebrechens 4 nach dem Regenereignis durch eine Sprinkleranlage 167, welche über dem Rechen 4 angeordnet ist. Die Reinigung des Kanals 164, durch den das durch den Rechen gesiebte Wasser abfliesst, kann durch eine Spülkippe 169 erfolgen. Damit die gröbsten schwimmenden Verunreinigungen, welche bei Pfeil 171 in das Bauwerk eintreten und auf der Wasseroberfläche schwimmen, vom Rechen 4 ferngehalten werden können, kann eine Tauchwand 173 eingesetzt sein. Diese hält die Verunreinigungen stets im Bereich rechts des eintauchenden Teiles der Tauchwand.

Claims

Patentansprüche

1. Siebrechenanordnung für Regenüberlaufbecken, Hochwasser-Entlastungsanlagen und dgl. mit einem aus parallel und mit gegenseitigem Abstand nebeneinander angeordneten Stäben hergestellten Rechen und einem längsverschiebbaren Kamm, dessen Zähne in die Zwischenräume der Stäbe eingreifend angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Kamm (17) mit den Zähnen (31) an zwei Armen (27) befestigt und auf einem Kreisbahnabschnitt schwenkbar ist derart, dass die Zähne (31) an den beiden Umkehrpunkten im Bereich der Enden des Rechens (4) die kleinste und in der Mitte des Rechens (4) die grösste Eintauchtiefe zwischen die Stäbe (3) erreichen.

2. Siebrechenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kamm (17) an den Armen (27) um eine quer zu den Stäben (3) und über diesen liegende Schwenkachse (A) hin- und herschwenkbar ist.

3. Siebrechenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Arme (27) mit dem Kamm (17) durch eine Kurbel (47) und eine Kurbelstange (43) oder durch einen Linearantrieb (56) oszillierend antreibbar sind.

4. Siebrechenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbelstange (43) in axialer Richtung federelastisch ausgebildet und/oder bei Ueberlast aus der Kurbel (47) ausrastbar ausgebildet ist.

5. Siebrechenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (31) in Schwenkrichtung starr und quer zur Schwenkrichtung elastisch gelagert und/oder ausgebildet sind.

6. Siebrechenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (31) einzeln oder paketweise in Schwenkrichtung der Arme (27) federelastisch schwenkbar auf einem Rohr (30) gelagert sind.

7. Siebrechenanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (31) stabförmig ausgebildet und an ihrem nicht in die Zwischenräume zwischen den Stäben (3) einzutauchen bestimmten Teil mit der Kammbasis verbunden sind.

8. Siebrechenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (31) am hinteren Teil zwei Bohrungen aufweisen und auf zwei an den Armen (27) des Kammes (17) angeordneten Rohren (29,30) aufgereiht angeordnet sind.

9. Siebrechenanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem einen Rohr (29) eine breitere Distanzscheibe (33) als auf dem anderen Rohr (30) zwischen den benachbarten Zähnen (31) eingesetzt ist.

10. Siebrechenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stäbe (3) des Rechens (4) aus einem hochkant angeordneten Flacheisen (5) und an den Unterkanten des Flacheisens (5) angebrachten Rundstäben (3) bestehen.

(W. Maucher) Patentanwalt