DE19801104A1 - Siebrechen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Siebrechen, der auf einem Überlaufbauwerk lagerbar ist.

Solche Siebrechen werden an Überlaufeinrichtungen von Regenrückhaltebecken montiert, damit in Hochwassersituationen austretendes Abwasser nicht völlig ungereinigt austritt.

Die Siebe herkömmlicher Siebrechen haben eine fest vorgegebene Maschenweite, so daß kleinere Partikel nicht festgehalten werden. Bei starken Regengüssen werden aber gerade auch feine Partikel vom Wasser mitgeführt, die von den herkömmlichen Siebrechen nicht erfaßt werden können.

Wählt man die Maschenweite des Siebes zu fein, verstopft es in sehr kurzer Zeit, und der Siebrechen wirkt dann wie eine Staumauer. Dem kann man abhelfen, indem man die wirksame Filterfläche des Siebrechens so vergrößert, daß die Zeit, bis das Sieb verstopft, genügend groß wird. Bei bekannten Siebrechen (EP 0 614 397 B1) bewerkstelligt man dies, indem das schräg angeordnete Sieb vor einer zusätzlichen Staukante montiert wird, wodurch bis zum Erreichen der Überlaufhöhe schon ein Stück der Siebfläche beaufschlagt wird. Selbst bei aufwendigen Sieben erreicht man heute nur geringe Verbesserungen bezüglich der Filterleistung für feine Partikel. Es ist ferner aus DE 295 13 881 U1 ein Überlaufbecken bekannt, bei dem ein Fangrechen und ein Reinigungsrechen zu Zwecken der Reinigung des Fangrechens mit Hilfe von Schwimmern in Abhängigkeit vom Wasserstand geschwenkt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Siebrechen anzugeben, der neben dem Grobschmutz auch Feinschmutz in möglichst hohem Grade zurückhält, ohne daß das Sieb verstopft und der die Abmessungen und die Kosten handelsüblicher Siebrechen nicht überschreitet.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Sieb weitenverstellbar ist und daß die Lagerung so ausgebildet ist, daß das Sieb um die Überlaufkante des Überlaufbauwerks drehbar ist. Bei kleiner Überlaufhöhe kann der Siebrechen damit schräg gestellt werden und die wirksame Filterfläche des ganzen Siebrechens ist nutzbar. In diesem Fall wird die Maschenweite des Siebes sehr fein eingestellt. Steigt die Überlaufhöhe an, dann wird der Siebrechen entsprechend aufgerichtet, bis er schließlich senkrecht steht. Steigt die Überlaufhöhe dann noch immer, so kann die Maschenweite des Siebes so lange vergrößert werden, bis der Strömungswiderstand des Siebes klein genug ist und die Überlaufhöhe konstant bleibt oder wieder abnimmt. Die größte einstellbare Maschenweite entspricht dabei dem vorgeschriebenen Wert für Überlaufsiebrechen. Dadurch ist gewährleistet, daß immer eine genügend hohe Filterleistung vorliegt und daß kein Wasser ungefiltert überläuft.

Während des Betriebes wird der erfindungsgemäße Siebrechen in Abständen oder kontinuierlich von einer Reinigungsvorrichtung gereinigt; der Schmutz fällt dabei seitlich ab. Die Filterleistung des erfindungsgemäßen Siebrechens verbessert sich gegenüber einem handelsüblichen um die Masse derjenigen Feinpartikel, die in der Phase der Feineinstellung am Sieb festgehalten werden. In der Phase der Grobeinstellung arbeitet der Siebrechen wie ein bekannter Siebrechen.

Bei einer ersten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Sieb in Richtung gegen den Wasserstrom drehbar ist. Dadurch fällt der Schmutz beim Reinigen durch die Schwerkraft ab.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß das Sieb zwei aufeinanderliegende und gegeneinander verschiebbare Lochbleche aufweist, die dergestalt ausgebildet sind, daß die Löcher in einer Verschiebeposition übereinander liegen und sich die effektive Lochweite durch Verschieben der Lochbleche gegeneinander verändert. Da dabei schon wenige Zehntel Millimeter Verschiebeweg einen erheblichen Einfluß auf das Filterverhalten des Siebes haben, ist in einer Weiterbildung der Erfindung ein im wesentlichen spielfreier Verstellantrieb für die Lochblechverschiebung vorgesehen. Damit kann die notwendige Genauigkeit erreicht werden.

Um ein Festklemmen von kleinen Steinen in den Löchern des Siebes zu verhindern, ist in einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß die Lochbleche jeweils weniger als halb so dick sind, wie die kleinste Abmessung der Löcher. Dadurch wird ein Verklemmen von Steinen fast vollständig verhindert.

Damit das Sieb leicht und gründlich während des Betriebs gereinigt werden kann, ist in einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Siebrechens mindesten ein Bürstenschlitten vorgesehen, der stromauf montierbar ist, der über dem Siebrechen verfahrbar ist und der einen Abstreiferteil und einen Borstenteil aufweist. Mit dem Abstreiferteil wird das Gros des Schmutzes von der Oberfläche des Siebes entfernt. Mit den Borsten werden die Löcher des Siebes gereinigt.

Da eine Linearführung des Bürstenschlittens unerläßlich ist, Linearführungen aber aufwendig und teuer sind, ist in einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Siebrechens vorgesehen, daß die Bürstenschlitten von Gewindespindeln antreibbar sind. Damit kann der Schlitten geführt und angetrieben werden. Eine zusätzliche Führung kann entfallen.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Bürstenschlitten oben an Rollen aufgehängt sind, die auf einer Führungsschiene laufen. Dadurch ist gewährleistet, daß die Bürstenschlitten in jeder Winkelstellung des Siebrechens leichtgängig bewegt werden können.

Eine nächste Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Rollen zum übrigen Siebrechen schräg angeordnet sind. Die mittlere Belastungsrichtung der Rollen kann somit in die Symmetrieachse der Rollen gelegt werden. Die Rollen laufen leicht und die Gefahr des Herausspringens der Rollen aus der Führungsschiene wird geringer.

Bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung sind die Bürstenschlitten unten mittels Gleitstücken geführt. Antrieb und Aufhängung der Bürstenschlitten befinden sich somit oberhalb des Wasserspiegels. Unterhalb des Wasserspiegels sind keine drehenden Teile notwendig. Das vereinfacht die Wartung erheblich und macht den Siebrechen billiger.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Bürstenschlitten starr miteinander verbunden sind und ein Fachwerk bilden. Der Antrieb aller Bürstenschlitten kann auf diese Weise von einer einzigen Stelle aus erfolgen, ohne daß die Bürstenschlitten verkanten.

Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Bürstenschlitten über einen Kettentrieb antreibbar sind. Ein derartiger Antrieb ist robust, genau und einfach herstellbar.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Bürstenschlitten hydraulisch antreibbar sind. Ein hydraulischer Antrieb hat den Vorteil, daß er leicht und kompakt ist und dennoch große Kräfte erzeugen kann. Außerdem ist ein solcher Antrieb problemlos unter Wasser einsetzbar.

Bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Abstand der Bürstenschlitten zu dem Sieb einstellbar ist. Dadurch läßt sich der Verschleiß der Borsten leicht ausgleichen und die Bürsten erbringen immer eine gute Reinigungsleistung.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Verschiebestellung der Lochbleche zueinander einstellbar ist. Dadurch ist gewährleistet, daß immer eine definierte Maschenweite des Siebes vorliegt.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Verschiebestellung der Lochbleche in Abhängigkeit vom Wasserstand derart regelbar ist, daß die effektive Lochweite bei niedrigem Wasserstand kleinstmöglich ist und daß die Lochweite beim größten noch von dem Siebrechen erfaßbaren Wasserstand größtmöglich ist. Damit wird verhindert, daß- von Ausnahmefällen abgesehen - Wasser über den Siebrechen überlaufen kann, und ermöglicht, daß die Filterleistung für den erfindungsgemäßen Siebrechen größtmöglich ist.

Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Winkelstellung des Siebes im Winkelbereich zwischen der Horizontalen und der Senkrechten einstellbar ist. Damit kann der erfindungsgemäße Siebrechen immer so gedreht werden, daß die volle Siebfläche nutzbar ist. Um dabei den Betrieb des Siebrechens automatisieren zu können, ist bei einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß die Winkelstellung des Siebes in Abhängigkeit vom Wasserstand regelbar ist. Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, daß die Winkelstellung des Siebes derart regelbar ist, daß die Oberkante des Siebes immer etwas über dem Wasserspiegel liegt, bis das Sieb senkrecht steht. Damit steht immer die volle Siebfläche zur Verfügung.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Sieb zwei, jeweils an zwei gegenüberliegenden Rändern abgekantete, also im Querschnitt u-förmige, ineinanderliegende Lochbleche aufweist, die an einem Rahmen gegeneinander verschiebbar montiert sind, daß das Sieb gegen den Wasserstrom gedreht werden kann und daß die Reinigungsvorrichtung so angeordnet ist, daß das Sieb während des Betriebs gereinigt werden kann. Damit ist ein reibungsloser und im wesentlichen wartungsfreier und automatisierter Betrieb möglich, da eine schmutzunempfindliche und einfache Konstruktion vorliegt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Siebrechens in vier Ansichten,

Fig. 2 eine Skizze des Siebes eines erfindungsgemäßen Siebrechens,

Fig. 3 eine Skizze des Siebrechens bei niedriger Überlaufhöhe,

Fig. 4 eine Skizze desselben Siebrechens bei größter zulässiger Überlaufhöhe,

Fig. 5 eine Detailskizze einer erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung,

Fig. 6 eine Skizze eines erfindungsgemäßen Siebrechens während des Reinigungsvorganges,

Fig. 7 eine Detailskizze zweier bei dem erfindungsgemäßen Siebrechen verwendeter Lochbleche,

Fig. 8 die Skizze eines in einem dicken Lochblech eingeklemmten Steins,

Fig. 9 eine Skizze eines dünnen Lochblechs, durch das ein Stein rutscht,

Fig. 10 eine Darstellung der Anteile der Feinfilterung am gesamten Abwasseraufkommen bei einem Hochwasser und

Fig. 11 mehrere Darstellungen eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Siebrechens mit geführten Bürstenschlitten.

Gleiche Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Fig. 1 zeigt das Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Siebrechens 1, der auf einem Überlaufbauwerk 2 mit einem Lager 3 drehbar befestigt ist. Der Siebrechen 1 besteht aus einem Sieb 4, einem Bürstenschlitten 5, der von zwei Gewindespindeln 6a und 6b angetrieben wird und einer Verstellvorrichtung 7 für das Sieb 4. Im Detail sind der Abstreiferteil 5a und der Bürstenteil 5b dargestellt.

In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel des Siebes 4 skizziert. Das Sieb weist zwei Lochbleche 4a, 4b auf, die an den seitlichen Kanten abgebogen und ineinandergelegt sind. Die Lochbleche 4a, 4b sind in vertikaler Richtung gegeneinander verschiebbar. Sie sind ferner so angeordnet, daß die Löcher 8 in einer bestimmten Verschiebestellung zur Deckung kommen. Auf diese Weise erhält man ein verstellbares Sieb 4, dessen effektive Lochweite vom Verschiebemaß der Lochbleche 4a, 4b abhängt.

Im Falle steigenden Hochwassers wird, wie in Fig. 3 gezeigt, der Siebrechen 1 immer so weit gekippt, daß die ganze Siebfläche gerade vom Abwasser 20 bedeckt ist und das abfließende Wasser 21 immer komplett gefiltert wird. Die Spannweite 10 des Siebrechens 1 bestimmt darum die maximal zulässige Überfallhöhe 11. Fig. 4 zeigt die senkrechte Stellung des Siebrechens. In dieser Stellung werden die Löcher 8a, 8b in den Lochblechen 4a, 4b bei weiter steigendem Wasser zur Deckung gebracht, so daß der Strömungswiderstand des Siebes 4 kleinstmöglich wird und das Abwasser 20 schneller durchströmen kann.

Ist das Sieb 4 verstopft, so wird die Reinigungsvorrichtung 5 von den Gewindespindeln 6 über das Sieb 4 gezogen. Der Abstreifer 5a entfernt das grobe Rechengut 22 von dem vorderen Lochblech 4a. Die Borsten 9 des Bürstenteils 5b (Fig. 5) reinigen die Löcher 8a. Das Sieb ist danach wieder durchlässig.

Das abgestreifte Rechengut 23 sinkt aufgrund der Schräglage des Siebes 4, wie in Fig. 6 gezeigt, ab.

In Fig. 7 sind die beiden Lochbleche 4a, 4b noch einmal im Querschnitt gezeigt. Wird das eine Lochblech 4a verschoben, so ändert sich der Überdeckungsgrad der jeweils gegenüberliegenden Löcher 8a, 8b und damit die effektive Lochweite.

Fig. 8 zeigt die möglichen Folgen bei Verwendung eines Lochblechs 4, dessen Dicke 12 größer ist als die kleinste Abmessung 13 der Löcher 8: Die Löcher 8 setzen sich in kurzer Zeit mit Partikeln 24 zu, die sich in den Löchern 8 verklemmen und nur sehr schwer wieder zu entfernen sind.

Verwendet man dagegen Lochbleche 4, die, wie anhand der Fig. 9 deutlich wird, weniger dick sind als etwa die Hälfte der kleinsten Abmessung 13 der Löcher 8, so rutschen Partikel 24 dieser Größe 13 besser durch das Loch 8 hindurch.

Fig. 10 zeigt den Abwassermassenstrom Q als Funktion 30 der Zeit t. Ausgehend vom normalen Durchfluß 31 steigt der Massenstrom beispielsweise bei einem Gewitter sehr schnell an. Ab der oberen Durchflußgrenze 32 des Überlaufbauwerks läuft das Abwasser 20 über die Überlaufmauer 2. Der Siebrechen 1 (Fig. 1) fängt in seiner feinsten Einstellung fast alle Partikel aus dem Wasser. Steigt der Durchfluß über die Durchsatzgrenze 33 des Siebrechens 1, so muß dieser auf Grobfilterung umschalten. Ab dem Zeitpunkt gehen die feinen Partikel ungefiltert ab. Bei sinkendem Durchfluß wird der Siebrechen 1 wieder fein eingestellt und bleibt bis zum Erreichen der Durchflußgrenze 32 in Betrieb. Der Gewinn an fein gefilterter Abwassermasse entspricht also im Bild den schraffierten Zwickelflächen 34. Die normal gefilterte Abwassermenge entspricht der Fläche 35.

In Fig. 11 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Siebrechens dargestellt. Der Antrieb der Bürstenschlitten 5 erfolgt über einen Kettentrieb 6c. Die Bürstenschlitten 5 sind durch ein Fachwerk 5c miteinander verbunden. Oben sind die Bürstenschlitten 5 an Rollen 5d aufgehängt, die auf einer Führungsschiene 5e laufen. Unten sind sie mit Gleitstücken 5f geführt, die eine Schiene 4c hintergreifen.

Claims (20)

1. Siebrechen, der auf einem Überlaufbauwerk lagerbar ist, bestehend aus einem Sieb, einer Reinigungsvorrichtung und einer Lagerung, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb (4) mindestens ein Lochblech aufweist und daß die Lagerung (3) so ausgebildet ist, daß das Sieb (4) um die Überlaufkante (2a) des Überlaufbauwerks (2) drehbar ist.

2. Siebrechen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb (4) in Richtung gegen den Wasserstrom drehbar ist.

3. Siebrechen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb (4) zwei aufeinanderliegende und gegeneinander verschiebbare Lochbleche (4a), (4b) aufweist, die dergestalt ausgebildet sind, daß die Löcher (8a), (8b) in einer Verschiebeposition übereinander liegen und sich die effektive Lochweite durch Verschieben der Lochbleche (4a), (4b) gegeneinander verändert.

4. Siebrechen nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen im wesentlichen spielfreien Verstellantrieb (7) für die Lochblechverschiebung.

5. Siebrechen nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochbleche (4a), (4b) jeweils weniger als halb so dick sind wie die kleinste Abmessung (13) der Löcher (8a), (8b).

6. Siebrechen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungsvorrichtung (5), (6) mindestens einen Bürstenschlitten (5) aufweist, der stromauf montierbar ist, der über dem Siebrechen (1) verfahrbar ist und der einen Abstreiferteil (5a) und einen Borstenteil (5b) aufweist.

7. Siebrechen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Bürstenschlitten (5) von Gewindespindeln (6a), (6b) antreibbar ist.

8. Siebrechen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürstenschlitten (5) oben an Rollen (5d) aufgehängt sind, die auf einer Führungsschiene (5e) laufen.

9. Siebrechen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (5d) zum übrigen Siebrechen (1) schräg angeordnet sind.

10. Siebrechen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürstenschlitten (5) unten mittels Gleitstücken (5f) geführt sind.

11. Siebrechen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürstenschlitten (5) starr miteinander verbunden sind und ein Fachwerk (5c) bilden.

12. Siebrechen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürstenschlitten (5) über einen Kettentrieb (6c) antreibbar sind.

13. Siebrechen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürstenschlitten (5) hydraulisch antreibbar sind.

14. Siebrechen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Bürstenschlitten (5) zu dem Sieb einstellbar ist.

15. Siebrechen nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebestellung der Lochbleche (8a), (8b) zueinander einstellbar ist.

16. Siebrechen nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebestellung der Lochbleche (8a), (8b) in Abhängigkeit vom Wasserstand (11) derart regelbar ist, daß die effektive Lochweite bei niedrigem Wasserstand (11) kleinstmöglich ist und daß die Lochweite beim größten noch von dem Siebrechen (1) erfaßbaren Wasserstand (10) größtmöglich ist.

17. Siebrechen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelstellung des Siebes (4) im Winkelbereich zwischen der Horizontalen und der Senkrechten einstellbar ist.

18. Siebrechen nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelstellung des Siebes (4) in Abhängigkeit vom Wasserstand (11) regelbar ist.

19. Siebrechen nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelstellung des Siebes (4) derart regelbar ist, daß die Oberkante des Siebes (4) immer etwas über dem Wasserspiegel liegt, bis das Sieb (4) senkrecht steht.

20. Siebrechen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb (4) zwei, jeweils an zwei gegenüberliegenden Rändern abgekantete, also im Querschnitt u-förmige, ineinanderliegende Lochbleche (4a), (4b) aufweist, die an einem Rahmen gegeneinander verschiebbar montiert sind, daß das Sieb (4) gegen den Wasserstrom gedreht werden kann und daß die Reinigungsvorrichtung (5), (6) so angeordnet ist, daß das Sieb während des Betriebs gereinigt werden kann.