SAND COLLECTOR

Abstract: 1. Sand collector for the recovery of sand suspended in water, having a trough (1), which is provided with an entry (4) for the water/sand mixture and a water outlet (8) and into which at least one drivable bucket wheel (2) dips, wo which the sand settling on the floor (5) of the trough (1) may be conducted by means of at least one drivable worm (3) arranged coaxially to the bucket wheel (2), characterized in that each bucket wheel (2) is drivable independently of the respective associated worm or worms (3) and that at least one of the two drive speeds is variable.

Description: Sandfang Die Erfindung betrifft einen Sandfang zur Gewinnung von in Wasser aufgeschwemmtem Sand mit einem Trog, der mit einem Zulauf für das Wasser-Sandgemisch und mit einem Wasserablauf versehen ist und in den mindestens ein antreibbares Becherrad eintaucht, dem der am Boden des Trogs sich absetzende Sand mittels mindestens einer antreibbaren, koaxial zum Becherrad angeordneten Schnecke zuführbar ist. Anordnungen dieser Art dienen in der Regel zur Rückgewinnung des in Brausewasser von erken oder des im Wasser von Eieswaschanlagen enthaltenen Feinsands. Bei den bekannten Anordnungen sind das Becherrad und die Förderschnecke mit einer gemeinsamen, den Trog durchsetzenden Hauptwelle versehen, und über ein Vorgelege gemeinsam antreibbar. Hierbei bilden demnach das Becherrad und die Förderschnecke eine bauliche Einheit mit einem gemeinsamen Antrieb. Nachi teilig hierbei ist, dass das Becherrad und die Förderschnecke somit stets mit gleicher Geschwindigkeit angetrieben werden. In manchen Fällen wurde zwar bereits eine Verstellbarkeit der Drehzahl der Hauptwelle vorgesehen. Dies führt jedoch lediglich zu einer gleichmässigen Erhöhung bzw. Absenkung der Drehzahl der gesamten aus Becherrad und Förderschnecke bestehenden Einheit und lässt somit eine Anpassung der Drehzahl an die Bedürfnisse des einen oder des anderen Elements zu, nicht jedoch eine Anpassung der Drehzahl an die Bedürfnisse beider Elemente. In diesem Zusammenhang ist davon auszugehen, dass sich bei einer zu langsamen Geschwindigkeit der Förderschnecke im Trog ein Sandrückstau bilden kann, was zu einer erhöhten'Beanspruchung der Förderschnecke und damit zu einem erhöhten Verschleiss und gleichzeitig zu einem erhöhten Energiebedarf führt. Gleichzeitig ist davon auszugehen, dass sich bei einer zu schnellen Drehzahl des Becherrads nur eine unvollständige Füllung der einzelnen Schöpfbecher ergibt. Bei den bekannten Anordnungen, bei denen das Becherrad und die zugeordnete Förderschnecke starr miteinander verbunden sind, führt eine entsprechende Absenkung der Drehzahl des Becherrads zu einer gleichzeitigen Absenkung der Drehzahl der Förderschnecke, wodurch sich ein Sandrückstau im Trog mit allen oben angegebenen Nachteilen ergeben kann. Um dem abzuhelfen, muss die Drehzahl erhöht werden, was zu einer gleichzeitigen Erhöhung der Drehzahl des Becherrads führt. Die Folge davon ist eine unvollständige Füllung der einzelnen Schöpfbecher. In diesem Zusammenhang ist nun davon auszugehen, dass der Bereich der Schöpfbecher, der nicht mit Sand ausgefüllt ist, mit Wasser gefüllt ist. Dieses Wasser läuft beim Anheben der Schöpfbecher aus diesen ab. In diesem Wasser ist jedoch Feinstkorn aufgeschwemmt, das somit in den Trog zurückgelangt. Je höher beim verarbeiteten Sand der Anteil an Feinstkorn ist, umso grösser ist diese Ausschwemmung. Der ausgebrachte Sand weist daher nicht die gewünschte Sortierung auf. Gleichzeitig führt die Rückführung von Feinstkorn in den Trog zu einer Eindickung des Troginhalts, was ebenfalls zu einer erhöhten Beanspruchung der Schnecke und damit zu einem erhöhten Verschleiss und zu eienm erhöhten Energiebedarf führen kann. Trotz des geschilderten Ablaufs des Wassers im Bereich des Anstiegs des Becherrads ist der Wassergehalt des ausgebrachten Guts infolge der Mitnahme von Wasser aus dem Trog verhältnismässig hoch, so dass zur Erzielung eines tropffreien Materials ein vergleichsweise hoher Aufwand erforderlich ist. Ein weiterer Nachteil der bekannten Anordnungen ist darin zu sehen, dass beim Abschalten der ZuGhr des Wasser-Sandgemisches zum Trog noch ein verhältnismässig langer Nachlauf des Sandfanges erforderlich ist, um den Trog soweit erforderlich zu entleeren. Der Grund hierfür ist wiederum darin zu sehen, dass bei sinkender Sandkonzentration im Trog die erreichbare Füllung der Schöpfbecher ebenfalls sinkt, so dass immer mehr Wasser aufgenommen wird und mit diesem immer mehr Sand wieder in den Trog zurückgeschwemmt wird. Hierun ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Sanfang gattungsgemässer Aert unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Anordnungen mit einfachen und daher kostengünstigen Mitteln so zu verbessern, dass in jeden Falle eine möglichst weitgehende Füllung der Schöpfelemente des Becherrads erreichbar ist. Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäss der Erfindung in überraschend einfacher Weise dadurch, dass jedes Becherrad unabhängig von der jeweils zugeordneten Schnecke bzw. den jeweils zugeordneten Schnecken antreibbar ist bzw. sind und dass wenigstens eine der beiden Antriebsgeschwindigkeiten variabel ist. Diese Massnahmen stellen sicher, dass in Jedem Betriebspunkt, d. h. bei jeder Sandkonzentration und Sandart ein Gleichgewicht zwischen der dem Schöpfwerk zugeführten und dem vom Schöpfwerk abgeführten Sandmenge einstellbar und damit eine vollständige Füllung der Schöpfelemente erzielbar ist, ohne dass ein Sandrückstau mm Trog zu befürchten wäre. Infolge der vollständigen Füllung der Schöpfelemente mit Sand können diese nur weig oder gar kein Wasser aufnehmen, so dass aus den ansteigenden Schöpfelementen auch keine nennenswerte Wassermenge ablaufen muss und damit auch keine nennenswerte Ausschwemmung von Feinstkorn zu befürchten ist. Hierdurch ist demnach sichergestellt, dass das ausgebrachte Gut auch die gewünschte Sortierung hinsichtlich der Korngrössenanteile aufweist, was gegenüber dem Stand der Technik eine Qualitätssteigerung ermöglicht. Infolge der hier in vorteilhafter Weise unterdrückten Ausschwemmung von Feinstkorn beim An stieg der Schöpfelemente kann mit einem Sandfang erfindungsgemässer Art auch material zuverlässig verar- beitet werden, das einen besonders hohen Anteil an feinen Korngrössen aufweist, was die Einsatzbreite verbessert. Da die Schöpfelemente hier in vorteilhafter Weise viel Sand und dementsprechend wenig Wasser aufnehmen können, ergibt sich beim Anstieg der Schöpfelemente gleichzeitig eine ausgezeichnete Entwässerung des Sands, so dass vielfach auf ein nachgeordnetes Entwässerungssiebwerk verzichtet bzw. dieses besonders kompakt ausgelegt werden kann. Infolge der hier vermiedenen Ausschwemmung von Feinstsand im Bereich des Anstiegs des Schöpfwerks ist in vorteilhafter Weise auch eine Eindickung des Troginhalts und ein Sandrückstau nicht zu befürchten, was eine' beson- ders schonende Betriebsweise und einen geringen Energiebedarf gewährleistet. Gleichzeitig ist hierdurch sichergestellt, dass beim Abschalten der Gemischzu#nhr nur eine vergleichsweise geringe Nachlaufzeit benötigt wird, um den noch vorhandenen Sandinhalt aus dem Trog zu entfernen. Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile sind demnach insbesondere in einer ausgezeichneten Wirtschaftlichkeit zu sehen. Eine vorteilhafte Weiterbildung der übergeordneten Massnahmen kann darin bestehen, dass der Trog im Bin- tauchbereich des Schöpfwerks eine von den Schöpfelementen durchlaufene Vertiefung gegenüber dem vom Räumwerk abräumbaren Boden aufweist. Hierdurch ist sichergestellt, dass der Sand praktisch von oben in die Schöpfelemente des Schöpfwerks eingeworfen wird, was sich vorteilhaft auf den erzielbaren Füllungsgrad auswirkt. Der unabhängige Antrieb von Schöpfwerk und Räumwerk ermöglicht in vorteilhafter Weise gegenläufige Antriebsrichtungen, was sich ebenfalls positiv auf den erzielbaren Füllungsgrad der Schöpfelemente auswirken kann. Eine weitere zweckmässige Massnahme kann darin bestehen, dass sowohl die Antriebsgeschwindigkeit des Schopfwerks bzw. der Schöpfwerke als auch die Antriebsgeschwindigkeit des Räumwerks bzw. der Räumwerke variabel ist. Diese haBnahme kann im Einzelfall die Bin- stellung des erwünschten Gleichgewichts erleichtern. Eine weitere Fortbildung der übergeordneten Massnahmen kann darin bestehen, dass schöpfwerkseitig und räumwerkseitig jeweils separate Antriebseinrichtungen vorgesehen sind. Diese Massnahme ergibt einen besonders einfachen Aufbau auch wenn beide Antriebsgeschwindigkei- ten variierbar sein sollen. Zweckmässig können die beiden Antriebseinrichtungen im Bereich einer Trogstirn- seite vorgesehen sein, so dass die gegenüberliegende Trogstirnseite für weitere Anbauten zur Verfügung steht. In weiterer Fortbildung der übergeordneten Massnahmen kann räumwerkseitig mindestens eine in Troglängsrichtung sich erstreckende, angetriebene Rohrwelle vorgesehen sein, die von einer schöpfwerkseitigen, angetriebenen Welle durchsetzt und antriebsmässig überragt wird. Diese Massnahmen ermöglichen eine koaxiale Anordnung von Räumwerk und Schöpfwerk bei gleichzeitigem separatem Antrieb von einer gemeinsamen Antriebsseite her. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmässige Fortbildungen der übergeordneten Massnahmen ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung in Verbindung mit den restlichen Unteransprüchen. Die Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemässen Sandfang in schematischer Darstellung. Der in der Zeichnung dargestellte Sandfang besteht aus einem aus Stahlblech herstellbaren Trog 1, in den ein stirnseitig angeordnetes, hier lediglich durch seine Umrisslinien angedeutetes Becherrad 2 eintaucht, dem eine hier ebenfalls lediglich durch ihre Umrisslinien angedeutete Schnecke 3 vorgeordnet ist. Der Trog 1, der über einen Zulauf 4 mit einem Wasser Sandgemisch, bei dem es sich um das Brausewasser eines Siebwerks bzw. um das Abwasser einer Waschanlage handeln kann, beaufschlagt wird, bildet praktisch einen Hlärbehälter, auf dessen Boden 5 sich die im zugeführten Wasser-Sandgemisch enthaltenen Feststoffe absetzen. Die kontur des Bodens 5 des Trogs 1 ist der Rundung der Schnecke 3 angepasst und bildet praktisch ein nach oben offenes Schneckengehäuse. Die Schnecke 3 bildet ein Räumwerk, das den Boden 5 abräumt und das abgeräumte Material dem Becherrad 2 zuführt, das ein mit hintereinander angeordneten Schöpfelementen versehenes Schöpfwerk bildet. Dem Becherrad 2 ist eine Vertiefung 6 gegenüber dem vom Räumwerk abräumbaren Boden 5 zugeordnet, die von den einzelnen, hier nicht näher dargestellten, einfach als aus Siebblech bestehende Schöpfbecher ausgebildeten Schöpfelementen durchlaufen wird. Diese Vertiefung 6 stellt nicht nur sicher, dass der von der Schnecke 3 angeförderte Sand von oben in die Schöpfelemente eingeworfen wird, sondern ermöglicht gleichzeitig auch einen vergleichsweise grossen Durchmesser des Becherrads, auf dem somit eine grosse Anzahl von Schöpfelementen angeordnet werden kann. Das Becherrad 2 wirft den angehobenen Sand im Bereich des oberen Umkehrpunkts der Schöpfelemente auf eine Rutsche ab. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist dem Becherrad 2 zur Erzielung eines besonders tropffreien Sands ein Entwässerungssiebwerk 7 nachgeordnet. Das hierbei abgetrennte Tropf- wasser gelangt über einen Auffangtrichter in den Trog 1 zurück. Zum Ablassen von überschüssigem, geklärtem Wasser ist der Trog 1 mit einem Wasserablauf 8 versehen. Dem Wasserablauf 8 ist eine durch eine Trenn- wand 9 von der die Schnecke 3 und das Becherrad 2 sowie den Zulauf 4 aufnehmenden Kammer 10 abgetrennte Kammer 11 zugeordnet. In die Kammer 11 und damit in den Wasserablauf 8 gelangt somit lediglich oberflächennahes und damit sauberes tberlaufwasser aus der Kammer 10.Der Wasserablauf 8 kann im oberen Bereich der rammer 11 vorgesehen sein. Im dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich der Ablauf 8 im unteren Bereich der Kammer II, so dass in dieser kein Bodensatz entsteht. Das Becherrad 2 und die Schnecke 3 sind mit jeweils variabler Geschwindigkeit unabhängig voneinander antreibbar. Hierzu ist das Becherrad 2 auf einer den Trog 1 durchsetzenden Welle 12 aufgenommen, die durch die als Rohrwelle 13 ausgebildete Schneckenwelle hindurchgeführt ist und diese beidseitig überragt. Die das Becherrad 2 aufnehmende Welle 12 ist einerseits an der dem Becherrad 2 benachbarten Stirnwand 14 des Trogs 1 und andererseits in der Rohrwelle 13 gela gerbt. Diese ist einerseits an der vom Becherrad 2 entfernten Trennwand 9 bzw. hier an der dieser benachbarten Trogstirnwand 15 und andererseits auf der die durchsetzenden Welle 12 gelagert. Im Bereich der trogseitigen Lagerung der Rohrwelle 13 ist ein Axialdrucklager 16 vorgesehen, um den der durch dem Pfeil 17 angedeuteten Förderrichtung der Schnecke 3 entgegenlaufenden Reaktionsdruck aufzunehmen und sicher auf den Trog 1 abzuleiten. Die Lagerung der beiden Wellen ist in der Zeichnung lediglich schematisch angedeutet. Dasselbe gilt für die Verbindung der Wellen mit dem Becherrad 2 bzw. der Schnecke 3. Den Wellen 12 bzw. 13 sind Antriebseinrichtungen zugeordnet. Die Antriebsseite ist im dargestellten Aus führungsbeispiel auf die dem Siebwerk 7 gegenüberliegende Trogstirnseite verlegt. Der Antrieb kann über einen gemeinsamen Motor und ein Vorgelege mit zwei den beiden anzutreibenden Wellen zugeordneten Ausgängen erfolgen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist jeder Welle eine aus einem Motor 18 bzw. 19 und einem Vorgelege 20 bzw. 21 bestehende Antriebseinrichtung zugeordnet, was eine übersichtliche Bauweise ergibt und die Variation der Drehzahl beider Wellen erleichtert. Hierzu können hier einfach regelbare Motoren Verwendung finden. Die Vorgelege 20 bzw. 21 können einfach als Kette Mriebe bzw. Rädergetriebe ausgebildet sein. Der trogseitige Lagerzapfen 22 der Rohrwelle 13 ist dabei so weit über die Lagerung hinaus verlängert, dass ein entsprechendes Antriebsele ment#aufgenommen werden kann. Die innere Welle 12 ragt antriebsseitig ebenfalls so weit über den Lagerzapfen 22 hinaus, dass ein entsprechendes Antriebselement aufgenommen werden kann. Die Motoren 18 bzw. 19 sollen hinsichtlich der Drehzahl steuerbar sein. Diese wird dabei jeweils so eingestellt, dass sich ein Gleichgewicht zwischen der von der Schnecke 3 dem Becherrad 2 zugeführten Sandmenge und der vom Becherrad 2 aufnehmbaren Sandmenge ergibt und gleichzeitig ein Sandrückstau im Bereich der Schnecke 3 unterbleibt. Dies gewährleistet eine zuverlässige Füllung der Schöpfelemente des Becherrads 2 und damit eine gute Entwässerung des angehobenen Guts und infolge unterbleibender Ausschwemmung die Einhaltung der gewünschten Kornsortierung. Gleichzeitig ergibt sicht hierbei ein schonender und energiesparender Betrieb der Schnecke 3. Die Drehrichtungen von Becherrad 2 und Schnecke 3 können gleichläufig sein. Im dargestellten Ausführungsbeispiel soll Gegenläufigkeit vorgesehen sein, was sich positiv auf die Füllung der Schöpfelemente des Becherrads 2 auswirkt, da hierbei der Sand von der Schnecke 2 in die Schöpfelemente hineingeschoben werden kann. Vorstehend ist zwar ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert, ohne dass jedoch hiermit eine Beschranktmg verbunden sein soll. Vielmehr stehen dem Fachmann eine Reihe von Möglichkeiten zur Verfügung, um den allgemeinen Gedanken der erfindungsgemässen Lösung an die Verhältnisse des Einzelfalls anzupassen. So könnte das Becherrad auch im Bereich der Trogmitte angeordnet sein und mit zwei seitlichen, unabhängig hiervon antreibbaren Schneckenabschnitten so zusammenarbeiten, dass sich das erwünschte Gleichgewicht' ohne Sandrückstau ergibt. Anstelle eines Becherrads könnte auch eine Becherkette oder dergleichen Verwendung finden. Ferner wäre es denkbar, anstelle einer Schnecke einen Schieber oder dergleichen zu verwenden.

Claims: An s#rüche 1. Sandfang zur Gewinnung von in Wasser aufgeschwemm tem Sand mit einem Trog (1), der mit einem Zulauf (4) für das Wasser-Sandgemisch und einem Wasserab lauf (8) versehen ist und in den mindestens ein antreibbares Becherrad (2) eintaucht, dem der am Boden (5) des Trogs (1) sich absetzende Sand mit tels einer antreibbaren, koaxial zum Becherrad (2) angeordneten Schnecke (3) zuführbar ist, dadurch gekennzeichnetF dass jedes Becherrad (2) unabhängig von der jeweils zugeordneten Schnecke (3) bzw. den jeweils zugeordneten Schnecken (3) antreibbar ist bzw. sind und dass wenigstens eine der beiden Antriebs geschwindigkeiten variabel ist. 2. Sandfang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beide Antriebsgeschwindigkeiten variabel sind. 3. Sandfang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der becherradseitige Antrieb gegenläufig zum schneckenseitigen Antrieb erfolgt. 4. Sandfang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass becherradseitig und schneckenseitig jeweils separate Antriebseinrich tungen (18, 20 bzw. 19, 21) vorgesehen sind, 5. Sandfang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich einer Trog stirnwand (15) mindestens eine becherradseitige und eine schneckenseitige Antriebseinrichtung (18, 20 bzw. 19, 21) vorgesehen ist. 6. Sandfang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein im Bereich einer Trogstirnwand (14) angeordnetes Becherrad vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die becherradseitige, als auch die schneckenseitige Antriebseinrichtung im Bleich der dem Becherrad (2) gegenüberliegenden Trogstirnwand (15) angeordnet sind. 7. Sandfang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass schneckenseitig minde stens eine in Troglängsrichtung sich erstreckende, angetriebene, als Schneckenwelle ausgebildete und in axialer Richtung mittels eines entgegen der För derrichtung wirksamen Axialdrucklagers (16) abge stützte Rohrwelle (13) vorgesehen ist, die von einer becherradseitigen, angetriebenen Welle (12) durchsetzt und antriebsseitig überragt ist und dass das Becher rad (2) mit seiner Nabe auf der die Rohrwelle (13) durchsetzenden Welle (12) aufgenommen ist. 8. Sandfang nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrwelle (13) mit ihrem vom Becherrad (2) abgewandten Ende in einer Trogstirnwand (15) und mit ihrem dem Becherrad (2) zugewandten Ende auf der sie durchsetzenden Welle (12) gelagert ist, die ihrer seits mit ihrem antriebsseitigen Endbereich in der Rohrwelle (13) und mit ihrem gegenüberliegenden End bereich vorzugsweise an der der Antriebsseite gegen überliegenden Trogstirnwand (14) gelagert ist. : 9. Sandfang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trog (1) im Eintauch bereich des Becherrads (2) eine von den Schöpfele menten durchlaufene Vertiefung (6) gegenüber dem von einer oder mehreren Schnecken (3) abräumbaren Boden (5) aufweist.

Inventors: EGGER, KARL
Applicants: EGGER, KARL
Application year: 1983
Main classification: B01D21
IPC codes: B01D21, E03F5