DE3124233A1 - Aeration frit for introducing gas into a liquid - Google Patents
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Abstract
Description
Belüfterfritte zur Begasung einer Flüssigkeit Aerator frit for gassing a liquid
Die Erfindung betrifft eine Belüfterfritte zur Begasung einer Flüssigkeit, insbesondere zur Belüftung von Abwasser, mit einer im wesentlichen rohrförmigen Belüfterkerze, die eine gasdurchlässige Wandung mit einem im Bereich einer mittleren Vertikalebene der Belüfterkerze liegenden, der Flüssigkeitsoberfläche zuzurichtenden Oberteil aufweist.The invention relates to an aerator frit for gassing a liquid, especially for aeration of waste water, with a substantially tubular Aeration candle, which has a gas-permeable wall with a in the area of a middle Vertical plane of the aerator candle lying, the liquid surface to be aligned Has upper part.
Bei bekannten Belüfterfritten dieser Art besteht die gasdurchlässige Wandung der Belüfterkerze meist aus keramischen Werkstoffen oder aus einem Quarzsand-Kunstharzgemisch. Die rohrförmige Belüfterkerze ist dabei als Rundkreiszylinder ausgebildet, wobei die Wandung eine gleichmäßige Stärke aufweist. Hierbei ist es nachteilig, daß das im wesentlichen nach oben in Richtung zur Flüssigkeitsoberfläche ausströmende Gas wie Luft oder auch Reinsauerstoff lediglich nur im Berich des der Flüssigkeitsoberfläche zugewandten Oberteils der Wandung der Belüfterkerze austritt, so daß eine verhältnismäßig hohe Flächenbelastung der Wandung in diesem Obertetlbereich, der etwa nur 1/4 der Gesamtwandung umfaßt, auftritt. Durch diese hohe Flächenbelastung wird der Durchsatz des Gases beeinträchtigt, da der Widerstand in den seitlichen und unteren Wandungsbereichen der Belüfterkerze aufgrund der höheren Druckverluste größer ist als im Bereich des Oberteils der Wandung.In known aerator frits of this type, there is the gas-permeable The wall of the aerator candle is usually made of ceramic materials or a mixture of quartz sand and synthetic resin. The tubular aerator candle is designed as a circular cylinder, with the wall has a uniform thickness. It is disadvantageous that the gas flowing out essentially upwards in the direction of the liquid surface like air or pure oxygen only only in the area of the liquid surface facing upper part of the wall of the aerator candle emerges, so that a relatively high surface loading of the wall in this Obertal area, which is only about 1/4 of the Total wall includes occurs. This high surface load increases the throughput of the gas is impaired, as the resistance in the side and lower wall areas the aerator candle is larger than in the area of the due to the higher pressure losses Upper part of the wall.
Demgemäß.besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Belüfterfritte der eingangs beschriebenen Art so zu verbessern, daß ohne zusätzliche Mittel auf einfache Art und Weise für das austretende Gas weitgehend gleiche Widerstandsverhältnisse im Bereich der Wandung der Belüfterkerze erzielt und ein besser verteilter, größerer Gasdurchsatz erreicht wird sowie eine Materialeinsparung im Bereich der Wandung möglich ist.Accordingly, the object of the invention is to provide an aerator frit to improve the type described above so that without additional funds easy way for the escaping gas largely same Resistance ratios achieved in the area of the wall of the aerator candle and a better distributed, greater gas throughput is achieved as well as material savings is possible in the area of the wall.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelost, daß die Wandung der Belüfterkerze im Bereich des Oberteils als Dickwandungsteil ausgebildet ist und mindestens einen Dünnwandungsteil aufweist: Der erfindungsgemäße Gedanke liegt somit darin, die Wandstärke der Belüfterkerze so zu wählen bzw. zu gestalten, daß praktisch am gesamten Umfang der Belüfterkerze im wesentlichen gleiche Druckverhältnisse herrschen, so daß das Gas an der Gesamtoberfläche der Belüfterkerze praktisch über den gesamten Bereich mit gleicher Intensität in die Flüssigkeit einströmt. Es ist somit möglich, die Begasung der Flüssigkeit nicht nur im Oberteilbereich der Belüfterkerze durchzuführen, sondern auch in den Seitenbereichen und im Unterbereich. Es ist somit aufgrund der Erfindung auch möglich, die Begasung auch im untersten Bereich der Belüfterkerze vorzunehmen. Hierbei ist es möglich, je. nach den unterschiedlichen spezifischen Widerständen aufgrund verschiedener Werkstoffarten der Belüfterkerzen, die Wandstärkenverjüngung entsprechend unterschiedlich zu gestalten, so daß eine optimale Anpassung an die Erfordernisse möglich ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß eine bedeutend intensivere Begasung der Flüssigkeit und somit eine erhebliche Leistungssteigerung erzielt wird. Weiterhin ist es insbesondere bei größeren Begasungseinrichtungen mit mehreren Belüfterfritten aufgrund der mit der Erfindung erzielten Leistungssteigerung an jedem einzelnen Belüftertell möglich, die erforderliche Stückzahl an Belüfterfritten zu reduzieren, wodurch zudem eine erhebliche Kosteneinsparung erreicht werden kann. Außerdem wird aufgrund des gegenüber dem Dicltwandungsteil bedeutend verjüngten Dünnwandungsteils eine spürbare Materialeinsparung bei der Herstellung der Belüfterfritte erzielt9 so daß insgesamt mit der erfindungsgemäßen Belüfterfritte eine größere Begasungsleistung und ein ausgesprochen wirtschaftlicher Belüftungsbetrieb bei extrem niedrigen Herstellungskosten gegeben ist.This object is achieved according to the invention in that the wall the aerator candle is designed as a thick-walled part in the area of the upper part and has at least one thin-walled part: The idea according to the invention lies thus in choosing or designing the wall thickness of the aerator candle so that practically the same pressure conditions over the entire circumference of the aerator candle prevail, so that the gas practically over the entire surface of the aerator flows into the liquid over the entire area with the same intensity. It is thus possible, the gassing of the liquid not only in the upper part of the aerator candle to be carried out, but also in the side areas and in the sub-area. So it is Due to the invention also possible, the gassing in the lowest area of the Make aeration candle. Here it is possible, depending. according to the different specific resistances due to different types of material of the aerator candles, to make the wall thickness taper according to different, so that a optimal adaptation to the requirements is possible. Another benefit is there in the fact that a significantly more intensive fumigation of the liquid and thus a considerable Increase in performance is achieved. Furthermore, it is particularly important for larger gas supply systems with several aerator frits due to the increase in performance achieved with the invention Possible at each individual aerator, the required number of aerator frits to reduce, whereby a considerable cost saving can also be achieved. In addition, it is significantly tapered compared to the Dicltwandungteil The thin-walled part results in a noticeable material saving in the manufacture of the aerator frit achieved9 so that overall with the aerator frit according to the invention a larger Gassing performance and an extremely economical ventilation operation at extreme low manufacturing costs.
Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.Preferred configurations and developments of the invention are characterized by the features of the subclaims.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen, die in schematischer Darstellung bevorzugte Ausführungsformen als Beispiel zeigt. Es stellen dar: Fig. 1 eine Belüfterkerze einer erfindun#gsgemäßen Belüfterfritte in isometrischer Darstellung, Fig. 2 eine Querschnittansicht der Belüfterkerze gemäß Fig. 1, Fig. 3 eine Querschnittansicht einer ovalen Belüfterkerze, Fig. 4 eine Querschnittansicht einer im wesentlichen runden Belüfterkerze, Fig. 5 eine Querschnittansicht einer im Hochformat ovalen Belüfterkerze und Fig. 6 eine Querschnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer ovalen Belüfterkerze.Further advantages and details of the invention are as follows Description and the drawing, which is preferred in a schematic representation Embodiments shows as an example. The figures show: FIG. 1 an aerator candle an aerator frit according to the invention in an isometric representation, FIG. 2 a Cross-sectional view of the aerator candle according to FIG. 1, FIG. 3 shows a cross-sectional view an oval aerator candle, Fig. 4 is a cross-sectional view of an essentially round aerator candle, Fig. 5 is a cross-sectional view of an oval in portrait format Aerator candle and FIG. 6 shows a cross-sectional view of a further embodiment an oval aerator candle.
Die in Fig. 1 und 2 dargestellte rohrförmige Belüfterkerze 1 einer erfindungsgemäßen Belüfterfritte weist eine durch feine Poren gasdurchlässige Wandung 2 auf, die einen Gasraum 3 begrenzt und aus keramischen Werkstoffen oder aus einem Quarzsand-Kunstharzgemisch hergestellt sein kann; Die Belüfterkerze 1 erstreckt sich in Richtung ihrer Längsmittenachse 4, die im Kreuzungsbereich einer Vertikalebene 5 und einer Horizontalebene 6 liegt.The illustrated in Fig. 1 and 2 tubular aerator 1 a The aerator frit according to the invention has a wall that is gas-permeable through fine pores 2, which delimits a gas space 3 and made of ceramic materials or from a Quartz sand synthetic resin mixture can be produced; The aerator candle 1 extends in the direction of its longitudinal center axis 4, which is in the intersection area of a vertical plane 5 and a horizontal plane 6 is located.
Wie insbesondere der Fig. 2 zu entnehmen ist, weist die Wandung 2 der Belüfterkerze 1 eine Kreisrundaußenfläche 7 und eine im Gasraum 3 zugewandte Kreisrundinnenfläche 8 auf. Die tlreisrundinnenfläche 8 ist gegenüber der Kreisrundaußenfläche 7 nach unten versetzt, so daß die Mittenachse des Gasraums 3 in der Vertikalebene 5 parallel unter der Längsmittenachse 4 verläuft. Die Belüfterkerze 1 besitzt somit am Oberteil der Wandung 2 im Bereich der Vertikalebene 5 einen Dickwandungsteil 9. Am gegenüberliegenden Unterteil der Belüfterkerze 1 weist die Wandung 2 einen Dünnwandungsteil 10 auf. Die Wandung 2 der Belüfterkerze 1 ist so ausgebildet, daß sie ausgehend vom Dickwandungsteil 9 in Richtung zum Dünnwandungsteil 10 nach beiden Seiten abfallend bis zu ihrer geringsten Stärke im Unterbereich der Vertikalebene 5 am Dünnwandungsteil 10 kontinuierlich verjüngt verläuft.As can be seen in particular from FIG. 2, the wall 2 the aerator candle 1 has a circular outer surface 7 and one facing in the gas space 3 Circular inner surface 8 on. The circular inner surface 8 is opposite the circular outer surface 7 offset downwards, so that the central axis of the gas space 3 in the vertical plane 5 runs parallel under the longitudinal center axis 4. The aerator candle 1 thus has a thick wall part on the upper part of the wall 2 in the area of the vertical plane 5 9. On the opposite lower part of the aerator candle 1, the wall 2 has a Thin wall part 10. The wall 2 of the aerator candle 1 is designed so that they proceeding from the thick-walled part 9 in the direction of the thin-walled part 10 after both Sides sloping down to their smallest thickness in the sub-area of the vertical plane 5 runs continuously tapered on the thin wall part 10.
Dabei wird deutlich, daß die Stärke der Wandung der Belüfterkerze 1 unten im Bereich des Dünnwandungsteils 10 wesentlich kleiner ist als die halbe Stärke des Dickwandungsteils 9. Das Wandstärkenverhältnis ist etwa 1:4. Die in der Fig. 3 dargestellte Belüfterkerze 11 ist im Unterschied zum vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel im Querschnitt ausgesprochen stark oval ausgebildet, wobei die Wandung 12 eine Ellipsenaußenfläche 13 besitzt und an #der den Gasraum 14 begrenzten Seite eine Ellipseninnenfläche 15 aufweist. Die Ellipseninnenfläche 15 ist gegenüber der Ellipsenaußenfläche 13 in der Vertikalebene 5 nach unten versetzt, angeordnet, so daß die tSngsachs@ des GasraunIs In der Vertikalebene 5 parallel unter der Längsmittenachse 4 der Belüfterkerze 11 verläuft. Die Belüfterkerze 11 ist im Querschnitt so ausgeführt, daß der Durchmesser der ellipsenförmigen Belüfterkerze 11 in der Hauptachse, die mit der Horizontalebene 6 deckungsgleich ist, etwa doppelt so groß ist wie in der Nebenachse, die mit der Vertikalebene 5 deckungsgleich ist. Die Wandung 12 weist im oberen Bereich der Vertikalebene 5 ebenfalls einen Dickwandungsteil 9 auf. An der gegenüberliegenden Unterseite besitzt die Wandung 12 ihre dünnste, als Dünnwandungsteil 10 ausgebildete Stelle auf. Vom Dickwandungsteil 9 verläuft die nach beiden Seiten abfallende Wandung 12 bis zum Dünnwandungsteil 10 kontinuierlich verjüngt. Auch hierbei beträgt die Stärke des Dünnwandun-gsteils 10 im unteren Bereich der Vertikalebene 5 etwa nur 1/4 der Stärke des Dickwandungsteils 9 am Oberteil der Belüfterkerze 11.It becomes clear that the thickness of the wall of the aerator candle 1 at the bottom in the area of the thin-walled part 10 is significantly smaller than half Thickness of the thick wall part 9. The wall thickness ratio is about 1: 4. The one in the Fig. 3 shown aerator candle 11 is in contrast to the embodiment described above In cross section, it is very oval in shape, with the wall 12 having an outer surface of an ellipse 13 has an elliptical inner surface on the side delimiting the gas space 14 15 has. The ellipse inner surface 15 is opposite the ellipse outer surface 13 offset downwards in the vertical plane 5, so that the tSngsachs @ des Gas room In the vertical plane 5 parallel under the longitudinal center axis 4 of the aerator candle 11 runs. The aerator candle 11 is designed in cross section so that the diameter of the elliptical aerator candle 11 in the main axis, which coincides with the horizontal plane 6 is congruent, is about twice as large as in the minor axis that coincides with the Vertical plane 5 is congruent. The wall 12 points in the upper area of the vertical plane 5 also has a thick-walled part 9. On the opposite bottom owns the wall 12 has its thinnest point formed as a thin wall part 10. From the Thick wall part 9 runs the sloping wall 12 to both sides Thin wall part 10 continuously tapers. Here, too, the strength of the Thin wall part 10 in the lower area of the vertical plane 5 is only about 1/4 of the thickness of the thick wall part 9 on the upper part of the aerator candle 11.
Mit den vorbeschriebenen, in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Belüfterkerzen 1 und 11 ist es möglich, die Begasung des Abwassers, in dem die Belüfterkerzen 1,11 im wesentlichen horizontal angeordnet werden, praktisch ausgehend von der Gesamtoberfläche der Belüfterkerzen 1,11 vorzunehmen, da am Gesamtumfang weitgehend gleiche Druckverluste beim Gasdurchtritt auftreten. Aufgrund der Ovalform der Belüfterkerze 11 wird zudem noch eine größere Belüftungsleistung erzielt.With the above-described aerator candles shown in FIGS. 1 to 3 1 and 11 it is possible to fumigate the wastewater in which the aerator candles 1.11 be arranged essentially horizontally, practically starting from the total surface of the aerator candles 1.11, since pressure losses are largely the same over the entire circumference occur when the gas passes through. Due to the oval shape of the aerator candle 11 is also even greater ventilation is achieved.
Die in der Fig. 4 im Querschnitt dargestellte Belüfterkerze 16 ist äußerlich wie die Belüfterkerze 1 der Fig. 2 ausgeführt und besitzt an ihrer Wandung 17 eine Kreisrundaußenfläche 7. Dagegen ist die dem Gasraum 18 zugewandte Fläche-der Wandung 17 als Ellipseninnenfläche 19,ausgeführt. Hierbei ist die Hauptachse der Ellipse deckungsgleich mit der Horizontalebene 6, während die Nebenachse der Ellipse mit der Vertikalebene 5 deckungsgleich ist. Die Belüfterkerze 16 besitzt somit im Bereich der Vertikalebene 5 oben einen Dickwandungsteil 9 und unten einen weiteren Dickwandungsteil 9'. Von diesen Dickwandungsteilen 9,9 verjüngt sich die Wandung 17 seitwärts nach beiden Seiten in Richtung zur Horizontalebene 6, so daß hier Dünnwandungsteile 10,10' gebildet sind. Die Dünnwandungsteile 10,10' sind in Bezug zu den Dickwandungsteilen 9,9 beim vorliegenden Ausführungsbeispiel so bemessen., daß die Stärke der Wandung 17 im Bereich der Dünnwandungsteile 10,10' in der Horizontalebene 6 etwa nur halb so groß ist wie die Stärke der Dickwandungsteile 9,9 in der Vertikalebene 5.The aerator candle 16 shown in cross section in FIG. 4 is Outwardly designed like the aerator candle 1 of FIG. 2 and has on its wall 17 is a circular outer surface 7. In contrast, the surface facing the gas space 18 is the Wall 17 designed as an elliptical inner surface 19. Here the main axis is the Ellipse congruent with the horizontal plane 6, while the minor axis of the ellipse is congruent with the vertical plane 5. The aerator candle 16 thus has in Area of the vertical plane 5 above a thick wall part 9 and below another Thick wall part 9 '. The wall tapers from these thick wall parts 9.9 17 sideways to both sides in the direction of the horizontal plane 6, so that thin-walled parts here 10,10 'are formed. The thin-walled parts 10, 10 'are in relation to the thick-walled parts 9.9 in the present embodiment so dimensioned. That the thickness of the wall 17 in the area of the thin-walled parts 10, 10 'in the horizontal plane 6 is only about halfway is as great as the thickness of the thick wall parts 9, 9 in the vertical plane 5.
Die in der Fig. 5 im Querschnitt dargestellte Belüfterkerze 20 ist etwa wie die zuvor beschriebene Belüfterkerze 16 der Fig. 4 aufgebaut und weist eine Wandung 21 sowie einen Gasraum 22 auf. Die Wandung 21 der Belüfterkerze 20 besitzt ebenfalls im Bereich der Vertikalebene 5 Dickwandungsteile 9,9 und im Bereich der Horizontalebene 6 Dünnwandungsteile 10,10. Auch hierbei ist die Stärke der Wandung 21 im Bereich der Dünnwandungsteile 10,10' nur ungefähr halb so groß wie die Stärke der Wandung 21 im Bereich der Dickwandungsteile 9,9#. Ein wesentlicher Unterschied zur vorbeschriebenen Belüfterkerze 16 besteht jedoch darin, daß die Wandung 21 der Belüfterkerze 20 eine Ellipsenaußenfläche 23 -besitzt, während die dem Gasraum 22 zugewandte Fläche als Kreisrundinnenfläche 8 ausgeführt ist. Somit ist bei dieser Ausführungsform die Hauptachse der Ellipse deckungsgleich mit der Vertikalebene 5, während die Nebenachse der Ellipse mit der Horizontalebene 6 deckungsgleich ist.The aerator candle 20 shown in cross section in FIG. 5 is constructed and has roughly the same structure as the previously described aerator candle 16 of FIG. 4 a wall 21 and a gas space 22. The wall 21 of the aerator candle 20 also has 5 thick-walled parts 9, 9 in the area of the vertical plane and in the area the horizontal plane 6 thin wall parts 10,10. Here, too, is the thickness of the wall 21 in the area of the thin wall parts 10, 10 'only about half as large as the thickness the wall 21 in the area of the thick wall parts 9.9 #. One major difference for the above-described aerator candle 16, however, is that the wall 21 of the Aerator candle 20 has an elliptical outer surface 23, while the gas chamber 22 facing surface is designed as a circular inner surface 8. So with this one Embodiment the main axis of the ellipse is congruent with the vertical plane 5, while the minor axis of the ellipse is congruent with the horizontal plane 6.
Die in der Fig. 6 dargestellte Belüfterkerze 24 ist wiederum im Querschnitt ausgesprochen stark oval ausgebildet, wobei die Wandung 25 eine Ellipsenaußenfläche 13 und eine Ellipseninnenfläche 15 besitzt.The aerator candle 24 shown in FIG. 6 is again in cross section very oval shaped, the wall 25 having an elliptical outer surface 13 and an elliptical inner surface 15 has.
Die ellipsenförmige Belüfterkerze 24 ist im Querschnitt so ausgeführt, daß ihr Durchmesser in der Hauptachse, die mit der Horizontalebene 6 deckungsgleich ist, etwa doppelt so groß ist wie in der Nebenachse, die mit der Vertikalebene 5 deckungsgleich ist. Die Wandung 25 der Belüfterkerze 24 weist in der Vertikalebene 5 oben einen Dickwandungsteil 9 und unten einen Dickwandungsteil 9 auf, die nach beiden Seiten verjüngt verlaufen, so daß die Belüfterkerze 24 an den Seiten im Bereich der Horizontalebene 6 Dünnwandungsteile 10,10' besitzt. Auch hierbei ist die Stärke der Wandung 25 im Bereich der Dickwandungsteile 9,9 etwa doppelt so groß wie im Bereich der Dünnwandungsteile 10,10' Bei sämtlichen zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen ist es zweckmäßig, die Wandungen 2,12,17,25 der Belüfterkerzen 1,11,16,20,24, so auszulegen, daß ein weitgehender Ausgleich von Druckverlusten beim Durchtritt des Gases erzielt wird, so daß entsprechend den jeweiligen Erfordernissen ein optimaler Begasungsbereich zur Verfügung steht.The elliptical aerator candle 24 is designed in cross section so that that its diameter in the main axis, which is congruent with the horizontal plane 6 is about twice as large as in the minor axis, which is with the vertical plane 5 is congruent. The wall 25 of the aerator candle 24 points in the vertical plane 5 above a thick wall part 9 and below a thick wall part 9, which according to both sides are tapered, so that the aerator candle 24 on the sides in the area the horizontal plane 6 thin wall parts 10,10 'has. Here, too, is the strength the wall 25 in the area of the thick wall parts 9.9 about twice as large as in Area of thin-walled parts 10, 10 ' With all of the previously described Embodiments, it is useful, the walls 2, 12, 17, 25 of the aerator candles 1,11,16,20,24, to be interpreted in such a way that an extensive compensation of pressure losses is achieved when the gas passes, so that according to the respective requirements an optimal aeration area is available.
Um die Montage der Belüfterkerzen 1,1i,16,20,24 problemlos durchführen zu können und sicherzustellen, daß jeweils die richtige Einbaulage gegeben ist, kann es vorteilhaft sein, die Belüfterkerzen 1,11,16,20,24 mit einem Erkennungsmerkmal zu versehen, dem zu entnehmen ist, welche Seite der Beiüfterkerze 1,11,16,20,24 nach oben gerichtet sein soll.In order to carry out the assembly of the aerator candles 1,1i, 16,20,24 without any problems to be able to and to ensure that the correct installation position is given, It can be advantageous to have the aerator candles 1,11,16,20,24 with an identification feature to be provided, which shows which side of the fan candle 1,11,16,20,24 should be directed upwards.
Ein solches Erkennungsmerkmal kann auf einfache Art und Weise dadurch erreicht werden, daß bei der Herstellung in der Form der Belüfterkerze 1,11,16,20,24 gleich eine entsprechende Markierung wie z. B. Nase od.Such an identification feature can be made in a simple manner can be achieved that in the manufacture in the form of the aerator candle 1,11,16,20,24 the same a corresponding mark such. B. nose od.
dgl. angebracht wird.Like. Is attached.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |