DE3809016A1 - Anordnung zum begasen von fluessigkeiten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Begasen von Flüssigkeiten mit über Gaszuführungsleitungen verbundenen Begasungseinrichtungen, über die Gas feinblasig an die Flüssigkeiten abgebbar ist.

Bei vielen Prozessen müssen Flüssigkeiten begast werden, beispielsweise zum Strippen (z.B. Strippen von Ammoniak) oder zum Absorbieren (z.B. Anreichern von Abwasser mit Sauerstoff durch Begasen mit Luft). Dies erfolgt häufig dadurch, daß im Bodenbereich des Beckens, in dem sich die Flüssigkeit befindet, ein Gas, z.B. Luft zugegeben wird. Zum Erzeugen von Gasblasen in der Größe von 1,0 bis 20 mm Durchmesser sind verschiedene Elemente bekannt. Es können dies sowohl horizontal eingebaute gelochte Rohre, als auch Kerzen aus porösem Filtermaterial oder geschlitztem Kunststoff sein. In verstärktem Maße finden auch plattenförmige, runde oder rechteckige Begasungseinrichtungen Verwendung.

Um die einzelnen Begasungseinrichtungen mit Gas zu versorgen, sind Gaszuführungsleitungen erforderlich, die individuell auf die jeweiligen Becken abstimmbar sind. Dabei sind grundsätzlich mehrere im wesentlichen parallel zueinander verlaufende Gasleitungen erforderlich, an denen jeweils mehrere Begasungs­ einrichtungen angebracht sind. Um eine Vielzahl von Begasungs­ elementen gleichmäßig über den Beckenboden anordnen zu können, sind entsprechend viele Gasleitungen erforderlich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anordnung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß auf einfache und wirtschaftliche Weise Begasungseinrichtungen über dem Boden eines Beckens bzw. Flüssigkeitstanks verteilt angeordnet werden können, wobei die Anzahl der Gasleitungen reduziert werden soll, ohne daß die Anzahl und Anordnung der Begasungseinrich­ tungen geändert werden muß. Auch soll die Möglichkeit geschaffen werden, die Begasungseinrichtungen selbst problemlos mit den Gaszuführungsleitungen zu verbinden, um gegebenenfalls z.B. bei einer Beschädigung leicht einen Austausch vornehmen zu können.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß von einer oder von wenigen Gaszuführungsleitungen eine Vielzahl von Nebenleitungen kleiner Nennweite abzweigen, die aus identischen oder im wesentlichen identischen und aneinanderreihbaren Segmenten bestehen, an denen lösbar die Begasungseinrichtungen anordbar sind.

Durch die erfindungsgemäße Lehre ist es nur noch erforderlich, daß in einem Becken wenige, gegebenenfalls nur eine Hauptgas­ zuführungsleitung großen Durchmessers angeordnet wird, von der Gasnebenstränge ausgehen, die aus den aneinanderreihbaren, identisch ausgebildeten Rohrsegmenten bestehen. Hierdurch ist ein problemloses Auslegen eines Flüssigkeitstanks mit Begasungs­ einrichtungen möglich, ohne daß die Gasnebenleitungen in ihrer Länge individuell für die Abmessungen des Tanks bzw. Beckens angefertigt werden müssen. Einzig und allein ist es erforderlich, daß die Hauptgaszuführungsleitung z.B. auf die Beckenlänge abgestimmt wird, um von dieser ausgehend entsprechend der Breite des Beckens eine gewünschte Anzahl von Segmenten zur Bildung der Gasnebenleitungen zusammenzusetzen. Diese bestehen erwähntermaßen aus den vorgefertigten Segmenten, die vorzugsweise Kunststoff-Spritzgußteile sind, die in großer Stückzahl preiswert herstellbar sind.

Um die Begasungseinrichtungen mit den Segmenten zu verbinden, weisen diese eine mit einem Innengewinde versehene radial verlaufende Durchbrechung auf, in die die einen entsprechend ausgebildeten Stutzen aufweisenden Begasungseinrichtungen einschraubbar sind. Selbstverständlich sind auch andere Verbindungsarten wie z.B. Steckverbindungen möglich.

Um sicherzustellen, daß die aneinanderreihbaren Segemente und damit die Begasungseinrichtungen in bezug auf die zu begasende Flüssigkeit richtig ausgerichtet sind, sind die Segmente verdreh­ sicher, z.B. formschlüssig miteinander verbunden. Dies kann z.B. durch eine Art Nut-Feder-Verbindung erfolgen.

Um ein problemloses Verbinden der Segmente untereinander zu gewährleisten, kann ein Verbinden durch Klammern, Verschrau­ ben, durch einen Bajonettverschluß oder auch durch Verkleben erfolgen. Bevorzugterweise werden jedoch die Segmente durch ein Zugelement zusammengehalten, das die in einer Reihe ange­ ordneten Segemente durchsetzt und außenseitig z.B. an einem das Endsegment verschließenden Blindflansch anliegt. Damit die unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten der Materialien nicht gegebenenfalls zu einem Lösen der Segmente und damit ein Eindringen von Flüssigkeiten in die Segmente führt, können die Zugelemente außenseitig über Federn an den Blindflanschen abgestützt werden.

In weiterer Ausgestaltung können zwischen den identischen, die Belüftungseinrichtungen aufnehmenden Segmenten weitere Segmente angeordnet werden, durch die eine individuelle Abstandsver­ größerung zwischen den einzelnen Begasungseinrichtungen möglich ist. Diese weiteren Segmente können ebenfalls vorzugsweise ein Kunststoff-Spritzgußteil und identisch aufgebaut sein.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in Kombination -, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung von in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispielen.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Teil einer Anordnung zur Begasung von Flüssigkeiten,

Fig. 2 eine Verbindung zwischen zwei Segmenten einer Gasnebenleitung,

Fig. 3 ein Endsegment einer Gasnebenleitung,

Fig. 4 eine Ausführungsform zum Verbinden zweier Segmente,

Fig. 5 eine Draufsicht auf zwei aneinandergrenzende Segmente,

Fig. 6 einen Schnitt durch ein Segment mit aufgesetzter Begasungseinrichtung,

Fig. 7 eine weitere Ausführungsform einer Verbindung zwischen zwei Segmenten,

Fig. 8 eine fünfte Ausführungsform einer Verbindung zwischen zwei Segmenten und

Fig. 9 eine Ausgestaltung eines Segments mit Ventil.

Um ein Becken über Begasungseinrichtungen in Form von z.B. plattenförmigen Begasern (12) und (14) zu begasen, verläuft entlang des Bodens zumindest eine Hauptgaszuführungsleitung (16), von der Nebenleitungen ausgehen, von denen eine dargestellt und mit dem Bezugszeichen (18) versehen ist. Jede Nebenleitung (18) besteht aus einer Vielzahl von identisch aufgebauten Segmenten (20), (22). Entsprechende Segmente sind parallel zu der Nebenleitung (18) und auf der gegenüberliegen­ den Seite der Hauptgaszuführungsleitung (16) zur Bildung weiterer Nebenleitungen angeordnet. Die an der Hauptleitung (16) angrenzende Nebenleitung (20) ist mit jener über einen Verbindungsstutzen (24) verbunden. An Stelle einer zylindrischen Hauptleitung (16) kann auch eine vierkantrohrförmige vorgesehen sein, an deren Seitenwandungen die Segmente gesetzt werden. Die Segmente (20), (22) sind vorzugsweise Kunststoff-Spritzgußteile und im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 mittels eines Zug­ elementes wie Zugstange (26) zusammengehalten, das sämtliche in einer Reihe angeordnete Segmente (20), (22) und auf der gegenüberliegenden Seite des Hauptrohres (16) nicht dargestellte Segmente durchsetzt. Außenseitig ist das Zugelement (26) über z. B. eine Mutter (28) an einen das Endsegment (22) abschließenden Blindflansch (30) angelegt, um so beim Festziehen der Mutter (28) die Segmente (20) und (22) zu dem Anschlußstutzen (24) zu bewegen, so daß sich eine dichte Verbindung zwischen der Hauptgaszuführungleitung (16) und der aus den Segmenten (20) und (22) gebildeten Nebenleitung (18) ergibt. Um z.B. durch Temperaturschwankungen auftretende unterschiedliche Ausdeh­ nungen zwischen dem Zugelement wie Zugstange (26) und den Segmenten (20), (22) auszugleichen, kann zwischen der Mutter (28) und dem Blindflansch (30) ein Federelement wie Tellerfedern (32) und (34) angeordnet sein (Fig. 3).

Auf den einzelnen Segmenten (20), (22) sind die Begasungskörper wie z.B. Plattenbegaser lösbar angeordnet. Hierzu sind Stutzen (36) und (38) mit einem nicht dargestellten Innengewinde vorgesehen, in die entsprechende an der Unterseite der Begasungskörper (12) und (14) vorhandene Ansätze (40) und (42) einschraubbar sind. Andere Verbindungsarten wie z.B. Steckverbindungen sind auch möglich.

Um sicherzustellen, daß die Begasungskörper (12), (14) gleich ausgerichtet sind, sind die Segmente (20), (22) verdrehsicher miteinander verbunden. Dies erfolgt nach Fig. 1 durch Nut-Feder-Verbindungen (44) bzw. (46). Eine entsprechende Nut-Feder-Verbindung ist insbesondere auch der Fig. 5 zu entnehmen, in der zwei aneinandergrenzende Segemente (48) und (50) in Draufsicht dargestellt sind. Man erkennt, daß die dem Segment (48) zugewandte Stirnseite einen axialen Vorsprung (52) aufweist, der in eine entsprechende axial verlaufende Ausspa­ rung (54) der zugewandten Stirnseite des Segments (48) eingreift.

In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform von erfindungsgemäß zusammengesetzten Segmenten (56) und (58) dargestellt. Im Verbindungsbereich zwischen den Segmenten (56) und (58) ist ein Scheibenelement (60) vorhanden, das als Führungselement für die Zugstange (26) dient. Damit durch den Innenraum der Segmente (56) und (58) Druckluft im gewünschten Umfang strömen kann, weist das Scheibenelement (60) entsprechende Aussparungen (62) und (64) auf. Die Scheibenelemente (60) werden mit nicht dargestellten beidseitig angeordneten Ringdichtnasen oder andersartigen Dichtscheiben gegen die Segmente (56) und (58) abgedichtet, so daß kein Gas an den Verbindungsstellen in die Flüssigkeit austreten kann. Die Aussparungen (62) und (64) in den Scheibenelementen (60) können gegebenenfalls individuell dimensioniert werden, und zwar abhängig davon, wie die einzelnen Segmente mit Gas beaufschlagt werden sollen. Hierdurch ist eine Regulierung des abzugebenden Gases möglich. Eine entsprechende Regulierung kann selbstverständlich auch im Bereich der Anschlußstutzen (36) und (38) durch nicht dargestellte Blenden erfolgen.

Ist in den Fig. 1, 2 und 3 die Verbindung zwischen den Segmenten durch ein Zugelement wie die Zugstange (26) oder ein Zugseil ermöglicht worden, so können nach Fig. 4 Segmente (66) und (68) mittels Klammern (70) verbunden werden, die winkelförmige einander abgewandte gegebenenfalls umlaufende Vorsprünge (72) und (74) umfassen.

In Fig. 7 ist eine weitere Verbindungsart zwischen Segmenten (76) und (78) verdeutlicht. Die Segmente weisen in ihrem Stirnbereich umlaufende flanschförmige Erweiterungen (80) und (82) auf, die ein Außengewinde aufweisen, auf das eine Art Überwurfmutter (84) schraubbar ist. Auch hierdurch können die Segmente (76) und (78) lösbar miteinander verbunden werden.

Durch Fig. 8 soll verdeutlicht werden, daß ein ein angrenzendes Segment (86) aufnehmendes Ende (88) eines Segmentes (90) eine glockenförmige Erweiterung zur Bildung einer Muffe aufweist. Hierdurch können in Art einer Steckverbindung die Segmente (86) und (90) zusammengefügt werden, die dann gegebenenfalls ebenfalls durch ein nicht dargestelltes Zugelement zusammenge­ halten werden.

Fig. 6 zeigt in vergrößerter Darstellung einen Ausschnitt des Segments (20) mit dem hohlzylinderförmigen Ansatz (36), in den der zylinderförmige Stutzen (40) des Begasungskörpers (12) einsetzbar, vorzugsweise einschraubbar ist. Hierdurch ist z.B. bei einer Beschädigung des Begasungskörpers die Möglichkeit geschaffen, problemlos einen Austausch vorzunehmen, ohne daß die die Segmente (20), (22) aufweisenden Nebenleitungen (18) von der Hauptleitung (16) entfernt und auseinandergebaut werden müssen.

Um gegebenenfalls in den einzelnen Segmenten vorhandene Flüssigkeit, wie beispielsweise Kondensat, entfernen zu können, weist in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung jedes Segment oder nur einzelne Segmente im Bodenbereich ein Ventil auf. Nach Fig. 9 ist in einem Segment (92) eine konusförmig ausgebildete Durchbrechung (94) vorgesehen, deren größerer Durchmesser außenseitig verläuft. Die Durchbrechung (94) wird von einem federbeaufschlagten Kugelelement (96) verschlossen. Dabei liegt das Federelement (98) an einem Gegenlager (100) an, das als L-förmiger Ansatz an der Bodenseite des Segments (92) angeformt ist. Wird nun das Segment (92) mit Gas beaufschlagt, so kann bei bestimmten hohen Druckwerten die von der Feder (98) hervorgerufene Kraft überwunden werden, so daß sich das Kugelelement von der Öffnung (94) abhebt und in dem Segment (92) vorhandene Flüssigkeit herausgedrückt wird. Selbstver­ ständlich können natürlich auch anders geartete Ventile zum Einsatz gelangen.

In den in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen sollen die von der Gashauptzuführungsleitung ausgehenden Nebenlei­ tungen jeweils aus identischen Segmenten bestehen, die jeweils mit einer Begasungseinrichtung wie Plattenbegaser verbunden sind. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit zwischen diesen identisch ausgebildeten Segmenten weitere ebenfalls unter sich identisch ausgebildete Segmente gleicher oder verschiedener Länge anzuordnen, um so eine individuelle Abstandsveränderung zwischen den Begasungskörpern zu ermöglichen. Diese weiteren Segmente können selbstverständlich entsprechend den ersten Segmenten ausgebildet sein, wobei die die Begasungseinrich­ tungen aufnehmenden Bohrungen bzw. Anschlußstutzen gege­ benenfalls mit Stopfen oder Blinddeckeln verschlossen sind.

Claims (10)

1. Anordnung zum Begasen von Flüssigkeiten mit über Gaszu­ führungsleitungen verbundenen Begasungseinrichtungen, über die Gas insbesondere feinblasig an die Flüssigkeiten abgebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaszuführungsleitungen (16, 18) eine Vielzahl von identischen oder im wesentlichen identischen und aneinander­ reihbaren Segmenten (20, 22, 48, 50, 56, 58, 66, 68, 76, 78, 86, 90, 92) umfassen, an denen die Begasungseinrichtungen (12, 14) anordbar sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (20, 22, 48, 50, 56, 58, 66, 68, 76, 78, 86, 90, 92) Kunststoff-Spritzgußteile sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (20, 22, 48, 50) vorzugsweise durch Formschluß gegeneinander verdrehgesichert sind.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (20, 22, 56, 58) einer Gasnebenleitung (18) oder mehrerer in bezug auf ihre Längsachsen fluchtend verlaufender Gasnebenleitungen durch ein Zugelement wie Zugstange oder Zugseil (26) zusammenhaltbar sind.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das bzw. die außenliegenden Segmente (22) vorzugsweise mit einem von dem Zugelement (26) durchsetzten Blindflansch (30) verschließbar sind, wobei über Federelemente (32, 34) wie Tellerfedern die Zugkraft des Zugelementes hervorrufende Befestigungsorgane wie Muttern (28) abstützbar sind.

6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (56, 58, 66, 68, 76, 78) durch Klammern (70), Verschraubungen (80, 82, 84), in Art eines Bajonettver­ schlusses oder durch Verkleben verbunden sind.

7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (92) bodenseitig ein vorzugsweise federvorgespanntes Ventil (94, 96, 98) zum Herausdrücken von in dem Segment eingedrungener Flüssigkeit aufweist.

8. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Segment (20, 22) einen radial verlaufenden Ansatz (36, 38) oder eine radial verlaufende Bohrung mit gege­ benenfalls einem Innengewinde aufweist, in dem bzw. in die die Begasungseinrichtung (12, 14) einschraubbar bzw. einsteckbar ist.

9. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den die Begasungseinrichtungen (12, 14) aufnehmenden Segmenten (20, 22) weitere zweite Segmente anordbar sind.

10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Segmente identisch oder im wesentlichen identisch aufgebaut sind.