DE2053203A1

DE2053203A1 - Klarverfahren und vorrichtung

Info

Publication number: DE2053203A1
Application number: DE19702053203
Authority: DE
Inventors: Earl Michael Hillsborough Calif Pratt Jack Wilson Haymore Ralph Burton Salt Lake Cit> Smith Jay Monll Bountiful Utah Kelly, (V St A) P
Original assignee: Envirotech Corp
Current assignee: Envirotech Corp
Priority date: 1969-10-30
Filing date: 1970-10-29
Publication date: 1971-05-19
Also published as: JPS4814224B1; SE370186B; FR2065589A1; DE2053203C3; US3627132A; DE2053203B2; CA942202A; FR2065589B1; GB1334056A

Description

PATENTANWÄLTE

DR. O. DlTTMANN K. L. SCHIFF DR. A. ν. FÜNER DIPL. ING. P. STREHL

PATENTANWÄLTE 8 MÜNCHEN OB POSTFACH 9B 01Θ0 8 MÜNCHEN 90 , 29. OktOfaeX 1970

MARIAHILFPLATZ 2 & 3

Envirotech Corporation

^c TELEFON: (0811) 45 40 4O & 44 32 44

unsere Akte DA-K698(327) tblegr.: buromarcpat München

KLS/DE:bü

Klärverfahren und -vorrichtung Priorität : 30. Oktober 1969, USA, Nr. 872 517

Die Erfindung betrifft ein Klärverfahren und eine Klärvorrichtung für Flüssigkeiten, insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur zwangsweisen Entfernung grosser Schwimmschlamm-Volumina von in Behältern unterschiedlicher Grosse einschliesslich verhältnismässig grosser Behälter enthaltener Flüssigkeit.

Klärvorrichtungen zur Trennung von Materialien aus Flüssigkeiten durch Sedimentation und/oder Aufschwemmung sind bekannt und werden bei der Trennung von Feststoffen aus Flüssigkeiten in Λ weitem Masse verwendet.

Materialien wie Altöl, Fett, Konservenabfälle und dergleichen werden gewöhnlich durch Aufschwemmen aus dem dieselben enthaltenden Wasser getrennt, worauf das aufgeschwemmte Material auf mechanischem Wege entfernt wird.

In vielen Fällen erfolgt die Aufschwemmung auf natürlichem Wege, d.h. von selbst. In anderen Fällen wird das Material durch in der Flüssigkeit dispergiertes Gas aufgeschwemmt. Hierbei ist es wichtig, das aufgeschwemmte Material schnell zu entfernen, da andernfalls das Schwemmgas entweicht und das Material wieder absinkt.

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Auf herkömmliche Art wird der Schwimmschlamm durch eine leichte Strömung Im Ausfluß zum Behälterumfang gebracht oder durch einen, gewinkelten Oberflächenabstreifer zu einem am Umfang gelegenen Abfluß gestreift bzw. geräumt.

Am Umfang wird der Schwimmschlamm von einem verhältnismäßig kurzen Abstreifer ergriffen, der ihn eine Aufnahmerinne hinaufschiebt und ihn zur Abfuhr in einen Aufnahmebehälter fördert.

Obwohl dieses bekannte Verfahren und diese bekannte Vorrichtung bei kleinen Behältern oder geringen Schwimmschlamm-Volumina zufriedenstellend arbeiten, ist ihr Wirkungsgrad verhältnismäßig schlecht, so daß sie ungeeignet sind für Behälter mit einem Durchmesser von beispielsweise mehr als 12 bis 20 m, oder wenn hohe Schwimmschlamm-Volumina schnell entfernt werden sollen.

Ferner erfolgt bei den bekannten Verfahren und Vorrichtungen keine zwangsweise Steuerung der pro Zeiteinheit abgeführten Schwimmschlammenge zur Anpassung an Wellenbewegungen oder andere besondere Bedingungen.

Es kann daher allgemein festgestellt werden, daß bekannte Aufschwemmverfahren und -vorrichtungen auf Behälter mit geringem Durchmesser und/oder auf Anlagen begrenzt sind, bei denen nur geringe Volumina an stabilem Schwimmschlamm anfallen. Sie können bei Behältern mit großem Durchmesser und/oder bei Arbeitsgängen, bei denen hohe Volumina an Schwlmmschlamm erzeugt werden weder wirtschaftlich eingesetzt werden, noch sind sie ausreichend zuverlässig oder flexibel.

Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung 1st es daher, eine Vorrichtung zur Entfernung von Schwimmschlamm zu schaffen, die in der Lage 1st, große Schwlmmschlamm-Volumina zu verarbeiten und diese unter zwangsweiser Steuerung schnell abzuführen. Die er-

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findungsgemäße Vorrichtung und "das erfindungs gemäße Verfahren zur Entfernung von Schwimmschlamm sollen in einem weiten Größenbereich von kreisförmigen Behältern von 12 bis 50 m im Durchmesser mit Wirkungsgraden arbeiten, die alt den bei kleineren Behältern erreichten vergleichbar sind. Ferner soll eine Schwimmschlammsammeleinrlchtung geschaffen werden, alt der der Schwimmschlamm zur einfachen und wirkungsvollen Entfernung aus derselben in einem begrenzten Bereich gesammelt und gespeichert wird. Weiter soll eine Vorrichtung zur Entfernung hoher Volumina an mit Luft durchsetz? tem Schwemmaterial angegeben werden, die, ohne die Schwemmeigenschaften des Materials zu stören, möglichst schnell und wirkungs- λ voll arbeitet.

Dies wird erfindungs gemäß bei einer Klärvorrichtung durch eine Schwimmschlamm-Entfernungsvorrichtung erreicht, die sich auszeichnet durch einen Behälter zur Aufnahme eines flüssigen Beschikkungsmaterials, durch einen Abstreicher, der den Behälter überspannt und sich über die gesamte fläche desselben in einer vorherbestimmten normalen Höhe entsprechend der oberen Oberfläche der Flüssigkeit bewegt, durch eine feste vertikale Stauwand, die den Behälter in der Bewegungsbahn des sich bewegenden Abstreichers überspannt und sich zwischen Stellen oberhalb und unterhalb der Plussigkeitsoberfläche erstreckt, und durch eine auf den Abstreicher einwirkende Einrichtung, durch die dieser niedergedrückt 4| wird, wenn er sich an die Stauwand annähert, in der niedergedrückten Lage gehalten wird, während er darunter hindurchläuft und durch die er darauf in seine normale Höhe zurückgebracht wird.

Der Ausdruck "überspannen" bezieht sich auf eine Vielzahl von Behälterformen. Beispielsweise erstreckt sich ein radialer Abstreicher bei kreisförmigen Behältern zwischen einer Mittelstütze und dem Behälterrand. Bei rechteckigen Behältern überspannt den Behälter ein sich in Querrichtung erstreckender Abstreicher.

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Obwohl die Erfindung mit entsprechenden Abwandlungen auch bei rechteckigen Behältern anwendbar ist, liegt ihr größtes Anwendungsgebiet bei kreisförmigen Behältern. Bei kreisförmigen Behältern erstreckt sich der den Behälter überspannende Abstreicher im wesentlichen radial. Er ist um den Mittelabschnitt des Behälters drehbar, so daß er die gesamte Oberfläche des Behälterinhalts abstreicht und der Schwimmschlamm in eine radial verlaufende Sammelzone geschoben und dort angesammelt wird.

Die Sammelzone 1st an einer Seite durch eine feste vertikale Stauwand begrenzt, die den Behälter in der Bewegungsbahn des Abstreichers überspannt und sich zwischen Stellen oberhalb und unterhalb des Flüssigkeitspegels erstreckt. Der Abstreicher 1st durch Federn oder andere noch zu beschreibende Einrichtungen vorgespannt und läuft normalerweise in einer Ebene an der Flüssigkeitsoberfläche. Nähert er sich der Stauwand, so wirken Nockeneinrichtungen auf ihn ein, durch die er unter die Sammelzone und die feste Stauwand gedrückt wird.

Hierdurch wird der angesammelte Schwimmschlamm in der Sammelzone angrenzend an die feste Stauwand abgelagert. Eine getrennte Fördereinrichtung ergreift und bewegt den Schwimmschlamm längs der festen Stauwand radial zum Behälter zu einer Austragssteile.

Bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist die Schwimmschlammsammelzone als offener, Im wesentlichen radialer Abfuhrkanal ausgebildet, der durch zwei zueinander parallele Wände begrenzt wird. Eine geneigte Böschung oder Rampe verläuft von der untergetauchten Kante der vorderen Wand zu einer Höhe ober-« halb des Flüssigkeitspegels. Der sich bewegende Abstreicher folgt der Rampe nach unten unter die Flussigkeitsoberflache und schiebt den angesammelten Schwimmschlamm vor sich her. Wenn der Schwimmschlamm unter dem offenen Kanal durchläuft, löst er sich vom

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Abstreicher und wird in den Kanal zurückgeschwemmt. Der Abstreicher bewegt sich dann an der zweiten Wand vorbei, bevor er in seine normale Lage angrenzend an die Oberfläche zurückgelangt und wieder beginnt, die Oberfläche abzustreichen.

Anhand der in der beigefügten Zeichnung dargestellten beispielsweisen, bevorzugten Ausführungsformen wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Klärvorrichtung;

Pig. 2 einen Querschnitt längs der Linie 2-2 in Pig. 1j f

Pig. 3 einen vergrößerten Querschnitt längs der Linie 3-3 in Pig. 2;

Pig. 4 den Querschnitt einer abgewandelten Ausführungsform eines in der in Pig. 3 gezeigten Anordnung zweckmäßigen Abstreichers; und
Pig. 5,ähnlich wie Pig. 3, eine Draufsicht auf das Ende eines Sammeltroges in einer weiteren abgewandelten Ausfürhungs si form.

In den Figuren ist ein kreisförmiger Klärbehälter 10 gezeigt, der durch Seitenwände 12 und einen Boden 14 begrenzt ist. Durch den Boden hindurch führt eine Einlaßleitung 16 in einen zentral angeordneten Förderschacht 18, der um eine mittlere Lager- % säule 20 drehbar gelagert ist, An der Behälterwand ist eine um den Umfang desselben verlaufende Rinne 22 zur Ausflußableitung vorgesehen. Durch eine ringförmige Stauwand 24, die von der fiinne aus nach Innen in einem Abstand angeordnet 1st und sich oberhalb und unterhalb der Plüssigkeitsoberflache erstreckt, wird verhindert, daß der Schwimmschlamm in die Rinne überfließt. Aus der Einlaßleitung 16 fließt das zugeführte Gut in den Förderschacht, von wo es durch vertikale Schlitze 26 in der Förderechchtwand in den Behälter verteilt wird. Der Förderschacht ist an einem Antriebskäfig 23 befestigt, der wiederum mit einem in üblicher Weise auf

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der Lagersäule gelagerten herkömmlichen Antriebsmechanismus 29 verbunden ist, so daß ar durch den Antrieb in Drehung versetzt wird. Zwischen dem Förderschacht und dem Antriebskäfig befindet sich ein ringförmiger Abweiser 31.

Der Förderschacht dient als Drehmoment übertragendes Rohr, Br ist mit Fachwerksträgern 30 versehen, die sich vom Schacht aus radial über den Behälterboden erstrecken. An der Unterseite der Faohwerksträger sind Abstreicher 32 befestigt, die bei Drehung des Schachtes über den Boden streichen und abgesetzten Schlamm zu einem Sumpf 34 bewegen, von wo er durch ein Schlamm-Auslaßrohr 36 abgeleitet wird.

Bin vorgespannter und in Segmente unterteilter Abstreicher 38 zum Abstreifen der Flusslgkeitsoberfläche ist mit den Fachwerksträgern 30 drehbar an diesen befestigt, und zwar über Sohleppstangen 40, die über einen Hebelarm 45 an einer vertikalen Stütze 42 angelenkt sind. Hierdurch werden die Abstreicher bei Drehung der Fachwerkstrager über die FlUssigkeitsoberfläche gezogen. Die Abstreicher werden mittels einer oder mehrere Federn 44, die den Absteicher normalerweise in die obere oder Arbeitslage vorspannen bzw. in dieser Lage halten, in Höhe der Flüssigkeitsoberfläche gehalten.

Bei Drehung des Abstreichers 38 wird der Schwimmschlamm47 oder anderes schwimmendes Material von der Oberfläche abgestreift, sammelt sich vor diesem und wird in eine Sammelzone oder Kammer 48 geschoben, die durch zwei feste Wände 50 und 52 begrenzt ist, welche den Behälter radial überspannen. Die Unterkanten der Wände liegen unterhalb des Flüssigkeitspegel und die Oberkanten oberhalb des Schwimmschlammpegels.

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Längs der vorderen oder ersten Wand 52 erstreckt sich eine mit der Unterkante derselben verbundene Rampe 5^. Diese verläuft unter einem Winkel von etwa 15 bis 45° nach oben bis zu einer Stelle oberhalb des Schwimmschlammpegels. Wird der Abstreicher über den Behälter gezogen, so sammelt sich der von der Flüssigkeit abgestreifte Schwimmschlamm vor der Wand und er wird durch den Abstreicher unter die Flüssigkeitsoberfläche gedrückt, wenn dieser der geneigten Rampe folgt. Wenn sich der Schwimmschlamm unter der vorderen Wand 52 durchbewegt, löst er sich und wird nach oben in die Sammelzone geschwemmt. ä

Der Abstreicher setzt seine Bewegung fort, wobei er durch an den Unterkanten der Wände befestigte Führungsschienen 56 niedergedrückt wird. Hierbei wirken die nach unten geneigte Rampe und die Führungsschiene als Nocken, die der Vorspannung durch die Feder 44 entgegenwirken.

Nachdem der Abstreicher an der zweiten Wand vorbeigelaufen ist, löst er sich von den als Nocken wirkenden Führungsschienen und wird durch die Feder zur Oberfläche zurückgedrückt. Nachdem er wieder an die Oberfläche zurückgelangt ist, streift er den Behälter wieder ab.

Eine durch Ketten getriebene Abstreicheinrichtung 58, die zwischen den Behälter-Seitenwänden 12 und der Lagersäule 20 verläuft, ist unterhalb einer Bahn 60 mittels Streben 61 aufgehängt. Diese Fördereinrichtung weist querstehende Abstreicher 62 auf, die an einer endlosen Kette 64 befestigt sind. Die Kette läuft über ein Antriebs-Kettenrad 66 und ein angrenzend an das entgegengesetzte Ende des Kanals angeordnetes freilaufendes Kettenrad 6ö. Die Abstreicher tauchen an der Spitze der Sammelzone in die Flüssigkeit und schieben den Schwimmschlamm längs des Kanals, von dort ein schräges Leitblech 70 hinauf und führen ihn zu einem Trog oder Sumpf 72 ab. Von dort wird der Schwimmschlamin durch eine Leitung 74 abgeleitet.

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In Pig. 4 sind eine Rampe und ein Abstreicher gezeigt, die im wesentlichen den in Fig. 3 gezeigten gleichen. Anstelle der Feder 44 zum Vorspannen der Abstreicher in ihre Arbeitslage ist jedoch eine Schwimmeranordnung vorgesehen. Diese enthält Schleppstangen 80, die mit einem Ende an die vertikalen Stützen und mit dem anderen Ende am Abstreicher 33 angelenkt sind. An der rückwärtigen Fläche des Abstreichers sind Schwimmer 82 befestigt, die denselben normalerweise in Höhe des Flüssigkeitspegel halten.

Bei der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform ist die Sammelzone 48 auf der einen Seite durch eine einzige feste Wand und auf der anderen Seite durch den umlaufenden Abstreicher selbst begrenzt. Nähert sich der Abstreicher der festen Wand 50, so liegt er praktisch parallel zu dieser und die durch den Abstreicher und die feste Wand begrenzte Zone, wird kontinuierlich verkleinert, so daß der Schwimmschlamm zusammengeschoben wird. Während dieser Sammelzelt wird der angesammelte Schwimmschlamm kontinuierlich durch die kettengetriebenen Abstreicher 62 entfernt.

Der in Fig. 5 gezeigte Abstreicher wird normalerweise durch Vorspanneinrichtungen wie Federn, Gegengewichte und dergl. in der Arbeitslage gehalten. Im Betrieb bleibt der Abstreicher in aufrechter Stellung, bis er eine vorherbestimmte Stelle unmittelbar vor der Abstreicheinrichtung 58 erreicht. Hier legt er sich an einen Nocken bzw. an eine Rolle 84 an, die an einem unter dem Flüssigkeitsspiegel liegenden Rahmenteil an der Vorderseite der Sammelzone befestigt ist. Quer über die Unterkante der festen Wand 50 befestigte, gekrümmte Führungsschienen 86 berühren den Abstreicher 38, so daß dieser um eine Achse 87 nach rückwärts gekippt wird. Erreicht die Oberkante des Abstreichers die Führungsschienen 86, so laufen am Abstreicher angebrachte Rollen 88 längs den Schienen, die so den Abstreicher in einer niedergedrückten Stellung halten, bis er an der festen Wand 50 vorbeiläuft. Hier löst sich der Abstreicher von der Schiene und kehrt unter Einwirkung der Vorspanneinrichtung in seine aufrechte Lage zurück.

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Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die im vorangehenden beschriebenen und in den Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern es können Änderungen und Anpassungen im Rahmen des erfinderischen Grundgedankens vorgenommen werden, ohne den Schutzbereich der Ansprüche zu verlassen.

Ansprüche :

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Claims

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ANSPRÜCHE

1· Verfahren zum Sammeln und Entfernen von auf der Oberfläche einer eingeschlossenen Flüssigkeit schwimmendem Schwimmschlamm, dadurch gekennzeichnet,

(a) dass der Schwimmschlamm längs der Oberfläche der Flüssigkeit zu einer Sammelzone bewegt wird ι

(b) dass der Schwimmschlamm umschlossen, unter die Flüssigkeitsoberfläche und in eine Lage unterhalb der Sammelzone bewegt wird ;

(c) dass der Schwimmschlamm unterhalb der Sammelzone freigegeben wird, so dass er zur Flüssigkeitsoberfläche innerhalb der Sammelzone ansteigen kann, und

(d) dass der Schwimmschlamm aus der Sammelzone entfernt wird.

Klärvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem, vorzugsweise oben offenen. Behälter für eine in den Behälter eingeführte, einen Schwimmschlamm enthaltende Flüssigkeit, gekennzeichnet durch Mittel, vorzugsweise eine an der Aussenseite des Behälters angebrachte Rinne (22), durch die die Oberfläche der im Behälter enthaltenen Flüssigkeit auf einer vorherbestimmten Höhe gehalten wird, durch einen den Behälter überspannenden Abstreicher (38), durch eine den Abstreicher, vorzugsweise federnd, in eine normale Abstreichlage in eine Ebene parallel und angrenzend an die vorherbestimmte Höhe haltende bzw. vorspannende Einrichtung (44, 82), durch die Einrichtung (29, 42, 80) zur Bewegung des Abstreichers über die gesamte

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Fläche des Behälters, durch eine Schwimmschi amm-Sammelzone (48), die auf einer Seite durch eine im Behälter angebrachte und diesen in der Bewegungsbahn des Abstreichers überspannende feste Wand (50) begrenzt wird, die sich vertikal zwischen einer Stelle oberhalb und einer Stelle unterhalb der vorherbestimmten Höhe erstreckt, und durch eine auf den Abstreicher wirksame Einrichtung (54, 84, 86, 88) zum Niederdrücken des Abstreichers unter die Wand (50) bzw. die Schwimmschlamm-Sammelzone, wenn sich der Abstreicher dieser annähert.

3. Klärvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die auf den Abstreicher wirksame Einrichtung (54, 84, 86,88) auch Anheben des Abstreichers in die vorherbestimmte Höhe, nachdem er sich an der Wand (50) vorbeigedreht hat, bewirkt.

. Klärvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine Abzugseinrichtung (58) für den Schwimmschlamm anschliessend an die Fläche der Wand (50) zur Bewegung des Schlammes zu einer Entleerungseinrichtung, wobei die auf den Abstreicher wirksame Einrichtung ä (54, 84, 86, 88) auch dessen Absenkung unter die Abzugseinrichtung (58) bewirkt.

5. Klärvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstreicher im wesentlichen im Behälter radial angeordnet und um den Mittelteil des Behälters drehbar ist, und dass sich die feste Wand (5O) radial von der Behältermitte zur Aussenkante desselben erstreckt.

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6. Klärvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Niederdrücken des Abstreichers einen mit der Wand verbundenen Nocken (54, 84, 86) sowie einen Nockenfolger (88) am Abstreicher aufweist, der mit dem Nocken zusammenarbeitet und den Abstreicher gegen die denselben federnd vorspannende Einrichtung niederdrückt, während sich der Abstreicher unterhalb der Wand (50) bewegt.

7. Klärvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Niederdrücken des Abstreichers Führungsschienen (56, 86) aufweist, die quer zur Unterkante des Abstreichers angebracht sind.

8. Klärvorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch die an der Oberseite des Abstreichers befestigte Rollen (88), die sich an die Führungsschienen (8^) anlegen.

9. Klärvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, gekennzeichnet durch eine sich radial von der Behältermitte und zwischen einer Höhe oberhalb der vorherbestimmten Höhe bis zu einer Höhe unterhalb derselben erstreckende zweite Wand (52), die von der ersten Wand (50) in einem Abstand und bezüglich der Bewegungsrichtung des Abstreichers (38) vojyi dieser angeordnet ist.

10. Klärvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die den Abstreicher (38) unter die Schwimmschlamm-Abzugsehrichtung (58) drückende Einrichtung eine Rampe (54) enthält, die sich von der Unterkante der zweiten Wand (52) nach oben erstreckt und oberhalb des Flüssigkeitspegels an einer Stelle bezüglich der Abstreicherbewegung vor dieser endet.

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11. Klärvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch g e k e η nzeichnet, dass der der Abstreicher (38) federbelastet (Feder 44) zur vorbestimmten Höhe ist und dass diese Belastung bei Berührung des Abstreichers (38) mit der Rampe (54) aufgehoben wird.

12. Klärvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Abzugseinrichtung mehrere an einer sich längs der Schwimmschlamm-Sammelzone bewegenden endlosen Kette (64) quer zu dieser befestigte Abstreicher (62) aufweist, durch die der Schwimmschlamm zu einer Entleerungseinrichtung geschoben wird.

13. Klärvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die den Abstreicher (38) federnd in seine normale Abstreichlage vorspannende Einrichtung eine am Abstreicher angebrachte. Schwimmeinrichtung (82) umfasst.

14. Klärvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die den Abstreicher (38) federnd in seine normale Abstreichlage vorspannende Einrichtung eine auf den Abstreicher wirksame Feder (44) umfasst.

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