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Begasungseinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Begasungseinrichtung nach dem 0- f berbegriff des Anspruchs 1.
Begasungseinrichtungen dieser Art werden dazu verwendet, bei der Klärung von Abwässern Luft in das Abwasser einzuleiten, um aerobe Abbauprozesse der im Abwasser befindlichen Abfall- Stoffe zu ermöglichen. Da das Gas stets leichter als die
Flüssigkeit ist, muss es vom Grund des Behälters oder Beckens her in die Flüssigkeit eingeleitet werden. Die Einleitung muss möglichst flächendeckend erfolgen, damit die Gasblasen nicht ungelöst die Flüssigkeit durchwandern und an der Ober- fläche austreten. In diesem Fall wäre nicht die erforderliche Sättigung der Flüssigkeit erreichbar.
Eine bekannte Begasungseinrichtung .umfasst einen oder mehrere Gasverteiler, von denen seitlich eine Vielzahl von Einlei- tungskörpern abzweigen, um das einzuleitende Gas großflächig zu verteilen. Bei der bekannten Begasungseinrichtung werden Einleitungskörper mittels Befestigungsstutzen am Gasverteiler verschraubt. Für jede Seite werden somit gesonderte Einleitungskörper benötigt.
Ferner ist eine Begasungseinrichtung bekannt, bei der jeweils einstückige Einleitungskörper aus einem Zentralkörper zwei Trägerrohren an einem Gasverteiler befestigt sind. Die Befestigung erfolgt mittels Spann- oder Klemmelementen, die den Zentralkörper am Gasverteiler fixieren.
Bei den bekannten Begasungseinrichtungen werden stets zunächst einer oder mehrere Gasverteiler auf dem Beckenboden eines Klärbeckens installiert, die Öffnungen für einen Über- tritt des Gases in die Einleitungskörper aufweisen. Anschließend werden die Einleitungskörper auf die Öffnungen im Gasverteiler montiert. Gasverteiler und Einleitungskörper einer Begasungseinrichtung werden zumeist im selben Herstellerbetrieb gefertigt und machen einen großen Teil der Materialkos- ten aus. Hinzu kommen noch hohe Montagekosten, da wegen der Vielzahl der in einem Klärbecken zur flächendeckenden Begasung benötigten Einleitungskörper deren Montage an den Gasverteilern sehr zeitaufwendig ist. Die Montage muss nämlich vor Ort erfolgen, da aus logistischen Gründen eine komplette Montage der Begasungseinrichtung im Herstellerwerk nicht möglich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Begasungseinrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschriebenen Art zu schaffen, welche eine einfache und zeitsparende Fertigung und Montage ermöglicht.
Diese Aufgabe wird bei einer Begasungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die im Kennzeichen angege- benen Merkmale gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Bei der erfindungsgemäßen Begasungseinrichtung umfasst der Gasverteiler mehrere einstückige Begasungssegmente aus einem Gasverteilerrohrabschnitt mit wenigstens einem integralen ab-
zweigenden Einleitungskörperträger, auf den im Herstellerwerk ein perforierter Schlauch aufgezogen ist. Der aus dem Einleitungskörperträger und dem perforierten Schlauch gebildete Einleitungskörper dient zum feinblasigen Gasaustritt zum Ein- trag in das Abwasser. Durch die einstückige Ausbildung der Begasungssegmente entfällt die bisher notwendige zeitaufwendige Montage der Einleitungskörper am Gasverteiler vor Ort. Vielmehr müssen die einstückigen Begasungssegmente nur noch untereinander und/oder durch Verbindungsrohre verbunden wer- den, um die Montage eines Gasverteilers mit sämtlichen davon abzweigenden Einleitungskörpern zu vollenden.
Darüber hinaus kann auch eine Montage der Einleitungskörperträger am Gasverteiler im Herstellerwerk entfallen, wenn der Gasverteilerrohrabschnitt und die Einleitungskörperträger bereits einstückig hergestellt werden.
Gemäß einer Weiterbildung kann jedes Begasungssegment mehrere abzweigende Einleitungskörperträger umfassen. Dabei können die abzweigenden Einleitungskörperträger auf der derselben Seite oder auf beiden Seiten des Gasverteilerrohrabschnittes angeordnet sein. Hierbei ist eine paarweise gegenüberliegende koaxiale Anordnung vorteilhaft.
Durch diese Weiterbildung kann eine besonders rationelle Montage der Begasungssegmente erfolgen. Die Montage ist außerdem sicherer, da Fehlerquellen bei den sonst üblichen separaten Verbindungen der Einleitungskörper oder Einleitungskörperträger am Gasverteiler entfallen.
Vorzugsweise besteht jedes Begasungssegment aus einem einstückigen Kunststoffspritzteil oder Kunststoffgießteil.
Bei bisher üblichen Begasungseinrichtungen besteht der Gas- Verteiler aus Edelstahl oder Kunststoff und die Einleitungskörperträger aus Kunststoff. Der Gasverteiler musste daher als Edelstahl- bzw. Kunststoffhalbzeug von einem Drittlieferanten bezogen und zur Anpassung an den Verwendungszweck noch gesondert bearbeitet werden. Durch die ausschließliche Ver- wendung von Kunststoffelementen als Gasverteiler mit wenigstens einem integrierten Einleitύngskörperträger entfällt der Bezug des Edelstahl- bzw. Kunststoffhalbzeugs für den Gasverteiler von einem Drittlieferanten. Vielmehr können Gasverteiler und Einleitungskörperträger jetzt durch Verschweißen von Einzelteilen oder besonders bevorzugt durch ein Kunststoff gieß- oder Kunststoffspritzverfahren in einem einzigen Arbeitsgang hergestellt werden. Kunststoff gieß- oder Kunststoffspritzverfahren führen dabei zu einer erheblichen Kostenersparnis.
Das Begasungssegment kann mit seinem Gasverteilerrohrabschnitt am Verbindungsanschluss zu einem weiteren Begasungs- ■ segment mit dessen Gasverteilerrohrabschnitt oder zu einem Verbindungsrohr eine Verdrehsicherung aufweisen, die bei Ver- bindung mit dem Gasverteilerrohrabschnitt des weiteren Begasungssegments oder dem Verbindungsrohr mit diesem in Eingriff gelangt. Diese Verdrehsicherung kann aus einem in eine Nut eingreifenden Steg, einem in eine Ausnehmung eingreifenden Zapfen oder einer nicht kreisförmigen, z. B. einer ovalen o-
der polygonen Querschnittsfläche des Verbindungsanschlusses bestehen.
Durch die Verdrehsicherung wird erreicht dass alle Begasungs- segmente eine einheitliche Ausrichtung erhalten und diese auch unter dem Einfluss von Strömungskräften im Klärbetrieb innerhalb des Klärbeckens, verursacht durch Rührwerke, beibehalten.
Das Begasungssegment kann mit seinem Gasverteilerrohrabschnitt am Verbindungsanschluss zu einem weiteren Begasungssegment mit dessen Gasverteilerrohrabschnitt oder zu einem Verbindungsrohr eine axiale Zug- und Drucksicherung aufweisen, die bei Verbindung mit dem Gasverteilerrohrabschnitt des weiteren Begasungssegments oder dem Verbindungsrohr mit diesem in Eingriff gelangt. Dabei kann die Zug- und Drucksicherung aus einem in eine Ausnehmung eingreifenden Zapfen, einer Bajonettverbindung, einer SchraubVerbindung, einer Schweißverbindung, einer Pressverbindung oder einer Klebeverbindung bestehen.
Hierdurch ist sichergestellt, dass die gasdichte Verbindung zwischen den Gasverteilerrohrabschnitt der Begasungssegmente untereinander oder mit den Verbindungsrohren auch bei Längen- dehnungen oder -Schrumpfungen, wie sie durch Temperaturschwankungen gerade in Kunststoffmaterialien auftreten, erhalten bleibt.
Vorzugsweise weist der Gasverteilerrohrabschnitt des Bega- sungssegments an seinem Außenmantel Befestigungselemente zur
Befestigung an einer Halterung auf. Zusätzlich kann auch das Verbindungsrohr an seinem Außenmantel' Befestigungselemente zur Befestigung einer Bodenhalterung aufweisen.
Die Befestigungselemente am Außenmantel können Nippel sein, die mit Pratzen einer Bodenhalterung in Eingriff bringbar sind.
Durch die Befestigungselemente wird eine einheitliche Aus- richtung der Gasverteilerrohrabschnitte der Begasungssegmente und/oder der Verbindungsrohre gegenüber den Bodenhalterungen und eine zusätzliche Verdrehsicherung erreicht. Gleichzeitig ermöglichen die Verbindungselemente bei Ausbildung als Nippel am Außenmantel und Pratzen an der Bodenhalterung eine be- grenzte gleitende axiale Verlagerung der Gasverteilerrohrabschnitte der Begasungssegmente und/oder der .Verbindungsröhre gegenüber den starr am Boden des Klärbeckens befestigten Bodenhalterungen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eine Ausführungsbeispiels erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. Darin zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Begasungssegment aus einem Gasverteilerrohrabschnitt mit einem Einleitungskörper,
Fig. 2 eine Draufsicht auf ein Begasungssegment aus einem Gasverteilerrohrabschnitt mit zwei gegenüberliegenden Einlei- tungskörpern,
Fig. 3 eine Draufsicht auf ein Begasungssegment aus einem Gasverteilerrohrabschnitt mit vier Einleitungskörpern, von denen jeweils zwei einander gegenüberliegen,
Fig. 4 eine Draufsicht auf ein Begasungssegment aus einem Gasverteilerrohrabschnitt mit acht Einleitungskörpern, von denen jeweils zwei einander gegenüberliegen,
Fig. 5 eine Draufsicht auf eine Anordnung aus wechselweise angeordneten Gasverteilerrohrabschnitten mit zwei gegenüberliegenden Einleitungskörpern und Verbindungsrohren,
Fig. 6 einen Längsschnitt durch einen Gasverteilerrohrabschnitt und daran angrenzende Verbindungsrohre,
Fig. 7 einen Querschnitt durch ein Verbindungsrohr mit einer Pratzen umfassenden Bodenhalterung und
Fig. 8 einen Querschnitt durch ein Verbindungsrohr mit ei- ner Rohrschellen umfassenden Bodenhalterung.
Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf ein Begasungssegment 10 aus einem Gasverteilerrohrabschnitt 12 mit einem Einleitungskörperträger 14. Dies ist die einfachste Ausführung der Erfin- düng. Das Begasungssegment 10 ist einstückig ausgebildet und besteht aus einem Kunststoffspritzteil, das in einem Arbeitsgang gefertigt ist. Auf den Einleitungskörperträger 14 wird im Herstellerwerk noch ein perforierter Schlauch 16 aufgezogen und mit Schellen 18 verspannt. Mehrere dieser Gasvertei- lerrohrabschnitt 12 werden untereinander oder durch Verbin-
dungsrohre verbunden, am Boden des Klärbeckens durch Bodenhalterungen fixiert und an eine zentrale Gasversorgungsleitung angeschlossen. Das freie Ende wird schließlich durch einen Stopfen gasdicht verschlossen. Damit ist die Montage ei- nes Gasverteiler mit Einleitungskörpern abgeschlossen.
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf ein Begasungssegment 10 aus einem Gasverteilerrohrabschnitt 12 mit zwei gegenüberliegenden Einleitungskörperträgern 14 als Weiterbildung gegenüber Fig. 1. Ergänzend zeigt Fig. 3 eine Draufsicht auf ein Begasungssegment 10 aus einem Gasverteilerrohrabschnitt 12 mit vier Einleitungskörperträgern 14, von denen jeweils zwei einander gegenüberliegen, und Fig. 4 eine Draufsicht auf ein Begasungssegment 10 aus einem Gasverteilerrohrabschnitt 12 mit acht Einleitungskörperträgern 14, von denen jeweils zwei einander gegenüberliegen. In allen gezeigten Beispielen ist das jeweilige Begasungssegment 10 einstückig ausgebildet und besteht aus einem Kunststoffspritzteil, das in einem Arbeits- gang gefertigt ist.
Bei mehreren Einleitungskörperträgern 14 am selben Gasverteilerrohrabschnitt 12 wird die Montage rationeller, da weniger Begasungssegmente 10 aneinandergefügt werden müssen. Eine 0- bergrenze der Anzahl der möglichen Einleitungsträgerkörper 14 ist durch die maximalen Abmessungen der Begasungssegmente 10 gegeben, die noch einen Transport vom Herstellungsbetrieb zur Klärbeckenbaustelle in üblichen Container ermöglichen.
Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf eine Anordnung aus wechsel- weise angeordneten Gasverteilerrohrabschnitten 12 mit zwei
gegenüberliegenden Einleitungskörpern 14 und Verbindungsrohren 20. Diese Ausführung stellt eine Alternative zu unmittelbar miteinander verbundenen Gasverteilerrohrabschnitten 12 dar. Besonders bei Ausführungen nach Fig. 1 oder 2 mit sehr kurzem Gasverteilerrohrabschnitt 12 kann so der nötige Abstand zwischen benachbarten Einleitungskörpern oder Erlei- tungskörperträgern 14 eingehalten werden.
Fig. 6 zeigt einen Längsschnitt durch einen Gasverteilerrohr- abschnitt 12 und daran angrenzende Verbindungsrohre 20. Der Gasverteilerrohrabschnitt 12 weist an seinem Verbindungsan- schluss zum Verbindungsrohr 20 eine Verdrehsicherung und eine axiale Zug- und Drucksicherung auf. Diese besteht aus einem in eine Ausnehmung 22 eingreifenden Zapfen 24, wobei der Zap- fen auf einer elastischen Zunge 26 angeordnet ist. Bei Verbindung zwischen dem Gasverteilerrohrabschnitt oder dem Verbindungsrohr weicht der Zapfen 24 zunächst aus und rastet anschließend in die Ausnehmung 22 ein. Am Umfang können mehrere dieser Ausnehmungen 22 und Zapfen 24 vorgesehen sein. Für ei- ne gasdichte Verbindung sorgt weiterhin eine ringförmige
Dichtung 28 zwischen dem Gasverteilerrohrabschnitt 12 und dem Verbindungsrohr 20.
Die Verdrehsicherung gewährleistet, dass alle Begasungsseg- mente 10 eine einheitliche Ausrichtung erhalten und diese auch unter dem Einfluss von Strömungskräften im Klärbetrieb innerhalb des Klärbeckens, verursacht durch Rührwerke, beibehalten. Die axiale Zug- und Drucksicherung sorgt dafür, dass die gasdichte Verbindung zwischen den Gasverteilerrohrab- schnitten und den Verbindungsrohren auch bei Längendehnungen
oder -Schrumpfungen, wie sie durch TemperaturSchwankungen gerade in Kunststoffmaterialien auftreten, erhalten bleibt.
Fig. 7 zeigt einen Querschnitt durch ein Verbindung.srohr 20 mit Nippel 28 und einer Bodenhalterung 30. Die Nippel 28 sind außen am Verbindungsrohr 20 angeordnet und werden bei dessen Herstellung in der Form mit gegossen oder gespritzt. Zum Befestigen des Verbindungsrohres 20 an einer Bodenhalterung 30 werden die Nippel 28 durch Pratzen 32 der Bodenhalterung 30 verklemmt. Da die Nippel 28 federnd nachgiebig sind, ist die Verbindung nicht starr, sondern nachgiebig. Dadurch ist eine begrenzte gleitende axiale Verlagerung der Gasverteilerrohrabschnitte 12 und/oder der Verbindungsrohre 20 gegenüber den starr am Boden 34 des Klärbeckens befestigten Bodenhalterun- gen 30 möglich.
Weiterhin ist auch der Befestigungsort der Bodenhalterung 30 weniger kritisch. Trifft das Montagepersonal beim Einbringen von Bohrungen in den Boden 34 des Klärbeckens zum Andübeln der Bodenhalterungen 30 auf Stahlarmierungen, so kann eine alternative Bohrung auch in Axialrichtung des Gasverteilers versetzt eingebracht und die Bodenhalterung 30 ebenfalls versetzt montiert werden.
Durch die Nippel 28 wird außerdem eine Verdrehsicherung der Verbindungsrohre und damit auch der Gasverteilerrohrabschnitte erzielt.
Fig. 8 zeigt einen Querschnitt durch ein Verbindungsrohr 20 mit einer Rohrschellen 36, 38 umfassenden Bodenhalterung 30.
Durch die Rohrschellen 36, wird eine Verdrehsicherung der Verbindungsrohre und damit auch der Gasverteilerrohrabschnitte erzielt. Eine gleitende axiale Verlagerung der Gasverteilerrohrabschnitte 12 und/oder der Verbindungsrohre 20 gegen- über dem Boden 34 des Klärbeckens ist allerdings nur sehr eingeschränkt durch Verschwenken der Befestigungsbolzen möglich.