Sandentnahme ⇒ 1973 - 1985

Die Sandentnahme

Das von der Sandfangräumer in die Sandfangtrichter geräumte Sand, Organik, Wasser, Gemisch wird mit der Mammutpumpe (Druckluftheber) in das Sandklassiersilo befördert.

Die Mammutpumpe

Die Mammutpumpe ist eine physikalische Einrichtung zur vertikalen Förderung flüssiger, schlammhaltiger oder sandhaltiger Flüssigkeiten. Um die Förderwirkung zu erreichen wird Luftsauerstoff im unteren Teil des Steigrohres (Mammutpumpen) mit Druck eingepresst. Die Luftsauerstoffblasen heben mit ihrem physikalischen aufsteigen Sand, Schlamm und Wasser mit in die Höhe.

Funktion der Mammutpumpe

Die vom Klauenkompressor erzeugte grosse Druckluftmenge wird dem Mischer unten am vertikalen Pumpenrohr (Mammutpumpe) zugeführt. Dadurch entsteht gegenüber der Förderflüssigkeit ein spezifisch leichteres Luftflüssigkeits Gemisch. Durch den statisch höheren Druck der äusseren Flüssigkeitssäule steigt das leichtere Luftflüssigkeits Gemisch im Mammutpumpenrohr zusammen mit der Luft von selbst nach oben. Dabei werden Feststoffteile mit einer Grösse der Hälfte des Rohr Durchmessers in der Flüssigkeit transportiert werden.

Feststellung: Entleerung Sandsilo

Die Entleerung des Sandsilo mit dem Handradspindel Antrieb, funktioniert nur wenn die Sandtransportmulde leer ist. Jede weitere Entleerung führt zum Überlaufen der Mulde.
Grund: Bis Sand aus dem Silo zu fliessen beginnt muss die Klappe, sehr weit geöffnet werden. Sobald Sand fliesst geht es dann sehr schnell. Auch wenn sofort am Handrad gedreht wird, ist es nicht möglich. Der Handradspindel Antrieb ist zu träge. Das Sand, Organik Wassergemisch überfüllt die Mulde Jetzt ist der Mehraufwand ersichtlich und das über Jahre. Auch der Fachplaner der dies angeordnet hat musste seine Erfahrungen machen!!
Vorschlag: Ausbau Klappe, Einbau pneumatischer Plattenschieber.
mit Vorort Handhebelventil 5/3-Wege beliebige Zwischenstellung,
mit Drosselventil für langsames öffnen,
ohne Drosselventil für schnelles schliessen.

Massnahme: Einbau

Planung 1975: Änderung Entleerungsklappe Sandsilo
Entscheid 1975: Neueinbau Plattenschieber:
Mit Vorort Handhebelventil 5/3-Wege mit Zwischenstellung.
Ausführung: Betriebsjahr 1976: Der Lösungsvorschlag wird ausgeführt.
Ausbau der Klappe und Einbau pneumatischer Plattenschieber.
mit Vorort Handhebelventil 5/3-Wege beliebige Zwischenstellung,
mit Drosselventil für langsames öffnen,
ohne Drosselventil für schnelles schliessen.

Feststellung: Funktion Sandklassierung im Sandsilo

Eintrag Sandentnahme Luftflüssigkeits Gemisch zum Sandsilo ergibt wenig Turbulenz.
Das bilden (klassieren) der unteren Schicht nur schwere Feststoffe findet nicht statt.
Das gleiche gilt für das bilden (klassieren) der oberen Schicht, mit der Organik.
Grund: Das (Sandklassieren) bilden von zwei Schichten funktioniert nicht.
Vorschlag: Mit dem Programm Beginn der Sandentnahme, Aufmischen mit Druckluft und Aufstromwasser im Sandtrichter Sandfangbecken,
Das Paralellprogramm: «EIN» Schaltbefehl Sandklassieren im Sandsilo,
Aufmischen mit Druckluft und Aufstromwasser im Sandklassiersilo,
auch wenn die Mammutpumpe die Sandentnahme ausführt,
Wenn «AUS» Schaltbefehl Sandentnahme die Sandentnahme beendet
wird dem Programm Sandklassieren im Sandsilo, eine einstellbare Nachlaufzeit, angefügt.
«AUS» Schaltbefehl Sandklassieren im Sandsilo.

Massnahme: Funktion Sandklassiersilo

Planung 1975: Zusatz Programmablauf im Sandsilo einzubauen.
Entscheid 1975: Umbau Vorort Schaltanlage: Das Programm wird definiert.
Umbau Vorort Schaltanlage:
Steuerung Motor mit Direktstart Kompressor 2.2KW mit Nachlaufzeit
Steuerung Plattenschieber 5/2 Wege Magnetventile Druckluft
Steuerung Plattenschieber 5/2 Wege Magnetventile Betriebswasser
Schrittketten Ablauf Verdrahtung:
Das Programm wie Beginn der Sandentnahme im Unterschied:
Aufmischen mit Druckluft und Aufstromwasser im Sandklassiersilo.
Programm «EIN» Schaltbefehl Sandentnahme + Klassieren,
während der Sandentnahme weiter,
und nach einer Nachlaufzeit, «AUS» Schaltbefehl Sandklassiersilo.

Entleerungsklappe Sandklassiersilo Antrieb Handspindel
für die Entleerung des Sandsilos Klappe schliesst zu träge
am 10.04.1973

Sandklassiersilo mit angepasstem pneumatischen Entleerungsschieber

Sandklassiersilo mit Verbesserungsmöglickeit für den Unterhalt
ab sofort mit dem neu eingebauten pneumatischen Plattenschieber
am 05.10.1976

Die Überfallkante im Sandsilo

Oben im Sandsilo finden wir die Überlauf Ablaufrinne mit der Überfallkante und dahinter das Überlaufrohr.
Dieses Überlaufrohr hat die Aufgabe die Eintragsmenge der Mammutpumpe, und das Aufstromwasser und die durch die Tourbulenz nach oben klassierte Organik, zurück in die Sandfangbecken zu leiten.

Überwachung des Zeitpunktes für die Entleerung des Sandklassiersilo

Das Betriebspersonal beobachtet periodisch die Schichtungsgrenzen im Sandsilo. Wichtig ist dass der Zeitpunkt für die Entleerung so gewählt wird dass im Überstromwasser keine Anorganik (Sand) zurück zum Sandfang gelangt. Bevor dies eintrifft wird das mit möglichst wenig Organik befüllte Sandklassiersilo entleert.

Entleerung des Sandklassiersilo

Im Betriebsjahr 1976 wird der pneumatischer Plattenschieber installiert.

Seit dem Dienstag, 05. Oktober 1976 ist es eifacher das Sandklassiersilo zu Entleeren. Einzig der lange Muldenverschiebungsweg ist dem Betriebspersonal noch ein Dorn im Auge.

Die Vorort Schaltanlage von 1973 - 2008

Hier ein Rückblick zum Stand der Technik im Betriebsjahr 1973. In diesen Betriebsjahren wurden Steuerungen mit elektromagnetischen Schrittketten Relaisschaltungen, mit elektromechanischen Zeitrelais, Selbsthaltefunktionen und Verriegelungen, realisiert.

Als Beispiel zu sehen die Schaltanlage für die Sandentnahme und die Sandklassierung. Unten ist der Komponenten Aufwand in Bild und Text zu sehen.

Die Vorort Schaltanlage in der Innenansicht und Aussenansicht anhand der CAD Zeichnungen aufgearbeitet

Vorort Schaltanlage UV Sandentnahme Innenansicht Baujahr 1972
mit Nachrüstung des Kompressor Sandklassiersilo Y27 + Y28
Motorabgang Kompressor Sandklassiersilo Betriebsjahr 1976
am 14.10.1976

Vorort Schaltanlage UV Sandentnahme Aussenansicht
mit Bedienteil der Sandentnahme mit der Nachrüstung
Steuerschalter und Signalisation Sandklassiersilo
am 14.10.1976

Die angesteuerten Anlagenkomponenten (Aktoren)

Antriebsmotor (Stern-Dreieck Anlauf 5.5kW) Klauenkompressor Mammutpumpe
2 Quetschventile (5/2-Wege Magnetventile) Mammutpumpenrohr Sandentnahme
2 Quetschventile (5/2-Wege Magnetventile) Prozessdruckluft Mammutpumpe
2 Quetschventile (5/2-Wege Magnetventile) Aufstromwasser Trichter Mammutpumpe
Antriebsmotor (Direkt Anlauf 2.2kW) Klauenkompressor Sandklassiersilo
1 Plattenschieber (5/2-Wege Magnetventil) Prozessdruckluft Sandklassiersilo
1 Plattenschieber (5/2-Wege Magnetventil) Aufstromwasser Sandklassiersilo
2 Potentialfreie Meldungen zum Kommandoraum 1 x Betrieb und 1 x Störmeldung

Die Steuerungs (Relais, Schalter und Meldelampen) Komponenten

1 Leitungsschutzschalter 1PN L10A (Steuersicherung 230VAC)
1 Stern- Dreieck Starter mit 2 Thermorelais und Zeitrelais
1 Leitungsschutzschalter 3P V16A und 1 Direkt Starter mit Thermorelais
6 Magnetventile 3/2-Wege und 2 Magnetventile 5/2-Wege
5 Hilfsrelais CS 3 53E 230VAC 5 x NO 3 x NC und 3 Industrierelais 3 Umschaltkontakte
6 Zeitrrelais elektromechanisch
3 Steuerschalter, 1 Drucktaste und 4 Meldelampen
1 «EIN» Schaltbefehl (Endlagenschalter 1m vor dem Räumerwendepunkt)

Verbesserung der Sandklassiersilo mit Druckluftkompressor und Aufstromwasser

Um die Schichtenbildung zu verbessern wird im Betriebsjahr 1976 ein Klauenkompressor eingebaut. Für den Eintrag des Aufstromwasser wird eine Rohrleitung mit Betriebsdwasser via eine Plattenschieber Betriebswasser eine Durchmischung und damit verbunden die Sandklassierung verstärkt. Das heisst dass die noch reichlich vorhandenen organischen Feststoffe nach oben gearbeitet werden. Durch die Turbulenzen im Sandklassiersilo sinken die schweren Anorganischen Feststoffe nach unten. Die leichteren organischen Feststoffe werden nach oben geschichtet Ganz oben ist im runden Silo eine kreisförmige Sammelrinne mit Überfallkante angeordnet. Diese Sammelrinne führte ins Überlaufrohr und dieses zum Zulauf Sandfangbecken. Das Mammutpumpenrohr führte unterhalb dieser Überlaufrinne ins Sandsilo. Durch diese Einlaufanordnung gibt es einen Drall im unteren Teil des Silos. Das bewirkt dass der schwere Sand immer ganz unten im Silo zu finden ist. Die leichtere Organik vorwiegend Maiskörner u.s.w. werden so nach oben gearbeitet.

Klauenkompressor für Sandklassierung im Sandsilo wird als Nachtrag 1976 installiert

Sandentnahme Kompressor Sandklassiersilo 1976

Sandentnahme Kompressor Sandklassiersilo
Nachstellung der Situation 1973
am 10.1.1976 (kein Foto von damals)

Sandfangtrichter mit Sandentnahmerohr und Prozessluftrohre

Sandfangtrichter mit Sandentnahmerohr der Mammutpumpe
und rechts die Luftsauerstoff Eintragrohre für die Belüftung
am 25.07.20 (kein Foto von damals)

Die Sandentsorgung der ARA Untermarch geht in den Bertiebs

Die Entleerung des Sandklassiersilos erfolgt im Handbetrieb. Die spezielle, mit Entwässerungskasten ausgestattete Sandtransportmulde, wird bis zu 2 - 3 mal den Inhalt des Sandklassiersilos aufnehmen. Je nachdem wieviel Wasser im Gemisch des Klassiersilo eingebunden ist oder wenn der Entleerungszeitpunkt, z. B. vor einem langen Wochenende stattfinden muss. Die Sandtransportmulde bleibt vor der Entsorgung noch 2 - 3 Tage an ihrem Standort stehen damit das Wasser in der Mulde ablaufen kann. Dies ist über den seitlichen eingebauten Entwässerungskasten, möglich bevor sie für die Entsorgung nach Bilten freigegeben wird.