DE4033814A1 - Vorrichtung zur injektion von druckluft in einer fluessigkeit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Injektion von Druck­ luft in eine Flüssigkeit, insbesondere Abwasser, mit einem rohrförmigen Grundkörper, der mit einer elastischen per­ forierten Membran umgeben ist, durch deren Perforation bei Be­ aufschlagung über eine oder mehrere radiale Öffnungen im Grund­ körper die Druckluft feinperlig in die Flüssigkeit verteilt wird und im nicht beaufschlagten Zustand den Grundkörper eng um­ schließt, so daß keine Flüssigkeit in den Grundkörper eindringt, und mit einem Verbindungselement, welches den Grundkörper mit einem Druckluftzuführungsrohr verbindet und trägt.

Belüftungsvorrichtungen der vorgenannten Art sind beispiels­ weise durch die DE-PS 33 19 161 oder DE-PS 38 19 305 bekannt, bei welchen vorkammerartige Gas- bzw. Drucklufträume und von diesen getrennte sogenannte Fluträume vorgesehen sind, die durch die umgebende Flüssigkeit flutbar sind. Die Gas- bzw. Druck­ lufträume sind von den Fluträumen durch unterschiedliche Mittel, beispielsweise eingefügte Zwischenwände oder solche Wände ge­ trennt, die mit den Grundkörpern aus einem Teil bestehen. Es hat sich gezeigt, daß die bekannten Ausführungen für den Ein­ satz bei Abwasserreinigungsanlagen mechanisch nicht robust ge­ nug sind sondern häufig Schäden im Trennwandbereich zeigen. Sie sind für den praktischen Dauereinsatz nicht geeignet. Durch die Unterteilung des Grundkörpers in mehrere Kammern ist der Herstellungsaufwand für die bekannten Belüftungsvorrichtun­ gen recht hoch. Durch Trennwände entstehende sackförmige Flut­ räume bilden Totzonen, in denen kein Flüssigkeitsaustausch stattfindet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Belüftungsvor­ richtung der eingangs genannten Art zu schaffen, deren tragende Verbindung zwischen dem Grundkörper und dem Druckluftzuführungs­ rohr wesentlich stabiler ist als bei den bekannten Konstruktionen und die Gesamtausführung wesentlich einfacher und dadurch kosten­ günstiger herstellbar ist. Außerdem soll vermieden werden, daß sich stillstehende Totzonen ohne Flüssigkeitsaustausch bilden können.

Die erfindungsgemäße Ausführung zur Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich dadurch aus, daß der Grundkörper aus einem handelsüblichen Rohrabschnitt mit einem Befestigungselement und wenigstens einer radialen Luftdurchtrittsöffnung besteht, wobei als Verbindungs­ element zwischen dem Grundkörper und dem Druckluftzuführungs­ rohr ein Tragkörper mit wenigstens einer axial gerichteten Luftzuführungsnut dient, welcher mit einem Ende in das Druck­ luftzuführungsrohr reicht und mit seinem freien Ende tragend und gegen die Flüssigkeit dichtend in den Grundkörper greift. Weitere, den Erfindungsgegenstand vorteilhaft gestaltende Merk­ male sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die erfindungsgemäße Gestaltung von Grundkörper und Verbindungs­ element und deren Zusammenwirken reduziert den Grundkörper im Gegensatz zu den bekannten Ausführungen auf ein einfaches, han­ delsübliches Rohr ohne weitere Einbauten. Besonders vorteilhaft ist im Gegensatz zu den bekannten, wenig haltbaren Ausführungen die durch die erfindungsgemäße Gestaltung mit größtmöglichem Gewindedurchmesser erreichbare hohe Haltbarkeit der Befestigung zwischen Grundkörper und Verbindungselement. Die Befestigung ist durch die Gewindelänge und die Bemessung des Gewindedurch­ messers an alle in der Praxis auftretenden Belastungen anpaßbar. Die Funktionen Druckluftzuführung zu den radialen Druckluftaus­ trittsöffnungen des Grundkörpers, Abdichten zwischen dem Druck­ luft- und Flüssigkeitsbereich, Verbinden und Tragen zweier paarweise angeordneter Grundkörper mit gemeinsamer Achse und Verbinden der Fluträume zweier paarweise angeordneter Grund­ körper miteinander können durch ein kombiniertes Verbindungsele­ ment erfüllt werden. Dieses ist als einstückiges Bauteil ausge­ bildet und z. B. durch Spritzgießen kostengünstig herstellbar. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist das auftriebslose Verhal­ ten der Belüftungsvorrichtung durch das Fehlen von gas- bzw. luftgefüllten Vorkammern oder Abteilen. Verfahrenstechnisch vorteilhaft bei der erfindungsgemäßen Aus­ führung ist die von der Flüssigkeit durchströmbare Verbindung der Fluträume zweier paarweise angeordneter Grundkörper durch das Verbindungselement, wodurch ein selbständiger Flüssigkeits­ austausch ermöglicht und damit unerwünschte mikrobiologische Reaktionen vermieden werden, wie sie in Flüssigkeitstotzonen bekannter Belüftungseinrichtungen entstehen können. Eine voll­ ständige Durchflutung ist aber auch bei einer Ausführung nur mit einseitig an einem Druckluftzuführungsrohr bzw. Tragelement angeordneten Grundkörpern möglich, sofern das den Grundkörper tragende hohle Verbindungselement mit seinem, dem Grundkörper abgewandten Ende an dem Druckluftzuführungsrohr gegen die um­ gebende Flüssigkeit dichtend befestigt ist.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt und nachstehend erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 Einen Längsschnitt durch eine komplett montierte Be­ lüftungsvorrichtung in paarweiser Anordnung der Grund­ körper an einem zentralen Druckluftzuführungs- und Tragelement,

Fig. 2 einen Detail- und Längsschnitt von Grundkörper und Ver­ bindungselement im montierten Zustand,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch den Grundkörper,

Fig. 4 das Verbindungselement,

Fig. 5 den Querschnitt A-A durch das Verbindungselement im Bereich einer umlaufenden Druckluftzuleitungsnut,

Fig. 6 den Querschnitt B-B durch das Verbindungselement im Be­ reich der axialen Druckluftzuleitungsnuten und

Fig. 7 einen Längsschnitt durch einen einzelnen an einem Druck­ luftzuführungs- und Tragelement angeordneten Grund­ körper mit zugehörigem Verbindungselement.

Die Fig. 1 zeigt eine komplett montierte Belüftungseinrichtung mit den paarweise angeordneten Grundkörpern 1, dem gemeinsamen Verbindungselement 2 und das zentrale Druckluftzuführungs- und Tragelement 3, welches in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Rechteckrohr ausgebildet ist.

Der Grundkörper 1 besteht aus einem einfachen, z. B. handels­ üblichen Rohr, welches an einem Ende ein Befestigungselement trägt, das zweckmäßig als Innengewinde 13 ausgebildet ist. Zum Durchtritt der Druckluft von der Rohrinnenseite unter die in Fig. 2 dargestellte elastische, perforierte Membran 4 sind in das Grundkörperrohr 1 ein oder mehrere Druckluftaustrittsöff­ nungen 6 eingebracht.

Das in Fig. 4, Fig. 5 und Fig. 6 dargestellte Verbindungsele­ ment 2 ist symmetrisch ausgebildet und trägt auf beiden Seiten je ein Außengewinde 14, auf das je ein Grundkörper mit dem Innengewinde 13 zu beiden Seiten des zentralen Druckluftzu­ führungs- und Tragelementes 3 aufgeschraubt ist.

Die in Fig. 2 dargestellte, perforierte Membran 4 ist durch Spannklemmen 5 auf dem Grundkörper 1 befestigt und im Bereich 15 über den Druckluftdurchtrittsöffnungen 6 unperforiert.

Die Druckluftführung vom zentralen Druckluftzuführungs- und Trag­ element 3 zu den Druckluftdurchtrittsöffnungen 6 des Grundkör­ pers 1 erfolgt über die axialen Druckluftzuleitungsnuten 7 in die umlaufende Druckluftzuleitungsnut 8 und von dort in die Druckluftdurchtrittsöffnungen 6 unter dem unperforierten Be­ reich 15 der elastischen, perforierten Membran 4.

Die einströmende Druckluft bildet unter der elastischen, per­ forierten Membran 4 einen Blähraum, von dem sie durch die Per­ foration der Membran 4 in die Flüssigkeit gelangt.

Der Dichtring 9 dichtet die umlaufende Druckluftzuführungsnut 8 gegen den Flutraum 11 ab. Der Dichtring 10 dichtet die axialen Druckluftzuleitungsnuten 7 gegen die umgebende Flüssigkeit ab.

Der Hohlraum 12 des Verbindungselementes 2 verbindet die Flut­ räume 11 der paarweise angeordneten Grundkörper 1, so daß ein Flüssigkeitsaustausch in den Fluträumen 11 selbständig statt­ finden kann.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7 ist der Grundkörper 1 nur einseitig an dem Druckluftzuführungs- und Tragelement 3 be­ festigt. Das Verbindungselement 2a durchsetzt das Tragelement 3 und liegt an dessen, dem Grundkörper 1 abgewandten Seite durch einen Flansch oder Bund 20 an. Ein Dichtungsring 22 sorgt für die nötige Abdichtung gegen die umgebende Flüssigkeit. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel kann die Flüssigkeit unbehindert durch den Flutungsraum 11 und den Hohlraum 12 des Verbindungs­ elements 2a strömen.

Claims (9)

1. Belüftungsvorrichtung zur Injektion von Druckluft in eine Flüssigkeit, insbesondere Abwasser, mit einem rohrförmigen Grundkörper, welcher mit einer elastischen perforierten Membran umgeben ist, durch deren Perforation bei Beaufschlagung über ein oder mehrere radiale Öffnungen im Grundkörper die Druckluft feinperlig in die Flüssigkeit verteilt wird und im nichtbeauf­ schlagten Zustand den Grundkörper eng umschließt, so daß keine Flüssigkeit in den Grundkörper eindringt, und mit einem Verbin­ dungselement, welches den Grundkörper mit einem Druckluftzu­ führungsrohr verbindet und trägt, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (1) aus einem handelsüblichen Rohrabschnitt mit einem Befestigungselement und wenigstens einer radialen Luftdurchtrittsöffnung (6) besteht, wobei als Verbindungsele­ ment zwischen Grundkörper (1) und Druckluftzuführungsrohr (3) ein Tragkörper (2) dient, welcher mit einem Ende in das Druck­ luftzuführungsrohr (3) reicht und mit seinem freien Ende tragend und gegen die Flüssigkeit dichtend in den Grundkörper (1) greift.

2. Belüftungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Verbindungselement (2) mindestens eine axial ver­ laufende Luftzuführungsnut (7) aufweist, die die Druckluft aus dem Inneren des Druckluftzuführungs- und Tragelementes (3) zu den radialen Luftaustrittsöffnungen (6) des Grundkörpers (1) leitet.

3. Belüftungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Verbindungselement (2) als offener Hohl­ körper ausgeführt ist, der die Fluträume (11) paarweise ange­ ordneter Grundkörper (1) miteinander verbindet und einen ein­ heitlichen und nach zwei Seiten offenen, von der Flüssigkeit durchströmbaren Flutraum bildet.

4. Belüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement (2) einen in einer Ringnut eingelegten Dichtring (9) zur Abdichtung der Druckluft- gegen die Flüssigkeitszone enthält, der mit einer in axialer Richtung ausreichend langen zylindrischen Wandung des Grundkörpers (1) korrespondiert, so daß bei unterschied­ lichen Einschraubtiefen des Verbindungselementes (2) in den Grundkörper (1) die Dichtwirkung erhalten bleibt.

5. Belüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die den Grundkörper (1) umgebende elastische Membran (4) im Bereich der radialen Luftaustritts­ öffnungen (6) des Grundkörpers (1) unperforiert ist.

6. Belüftungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die unperforierten (15) und perforierten Zonen der elastischen Membran in axialer Richtung hintereinander ange­ ordnet sind.

7. Belüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüceh 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß der druckluftführende Teil des Ver­ bindungselementes (2) konzentrisch um dessen flutbaren Teil (12) herum angeordnet ist.

8. Belüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß das flutbare Gesamtvolumen zweier paarweise angeordneter Grundkörper (1) und ihres Verbindungs­ elements (2) zum nicht flutbaren Volumen dieser Anordnung einen Quotienten < 1,3 bildet.

9. Belüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß zur einseitigen Befestigung von Grund­ körpern (1) am druckluftführenden Tragelement (3) das Verbin­ dungselement (2a) mit einem Flansch oder Bund (20) an der dem Grundkörper abgewandten Seite des Tragelements (3) anliegt.