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Die Erfindung betrifft eine Standrohranordnung samt Befestigung zur Aufnahme und zur Gasversorgung von Belüftungskörpern in einem Abwasserklärbecken nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Üblicherweise sind Belüftungskörper in einem Abwasserklärbecken am Beckenboden angeordnet, da das eingebrachte Gas nach oben steigt und nur durch die Anbringung der Belüftungskörper am Beckenboden erreicht wird, dass alle Schichten des Abwassers mit Gas versorgt werden. Zusätzlich sind in der Regel mechanische Rührwerke in das Becken eingebaut, die eine zusätzliche Durchmischung des Abwassers bewirken.
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Bei der Anordnung der Belüftungskörper im Becken ist eine möglichst flächige Belegung anzustreben. So wird erreicht, dass alle Bereiche im Becken gleichmäßig mit Luft versorgt werden. Je nach Art der Belegung des Beckens ist ein Belüftungssystem so mehr oder weniger effizient.
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Da die Belüftungskörper einen definierten und einheitlichen Öffnungsdruck aufweisen, ist es mit Blick auf die Effizienz und Einheitlichkeit der Begasung des Abwassers zusätzlich notwendig, die Belüftungskörper auf einem einheitlichen Höhenniveau einzubauen. Anderenfalls würden höher positionierte Belüfter auf Grund des geringen Gegendrucks der geringeren Wassersäule besser abgasen als niedriger positionierte, so dass die gleichmäßige und flächige Begasung des Abwassers gestört würde und somit ein Effizienzverlust die Folge wäre.
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Eine Fixierung der Belüftungskörper am Beckenboden ist nötig, damit die Belüftungskörper nicht aufschwimmen und in ihrer Lage auch nicht durch Strömungen, wie sie etwa die Rührwerke aber auch die eingebrachte Luft verursachen, verändert werden. Üblicherweise werden die Belüftungskörper auf Verteilerrohre aus Edelstahl oder Kunststoff montiert und durch diese mit Gas versorgt. Die Verteilerkonstruktion wird dann über Schraub-, Kleb- oder Schweißverbindungen untereinander fest verbunden und über gesonderte Elemente am Beckenboden befestigt.
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Ein Rohrstrang einer üblichen Standrohranordnung besteht somit aus mehreren Elementen. Durch das Zusammensetzten dieser unterschiedlichen Elemente miteinander können verschiedene Längen eines Rohrstrangs erzielt werden kann.
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Um die Belüftungskörper auf den Rohrstränge zu befestigen, werden in diese Löcher eingebracht. Die Belüftungskörper werden hierzu in der Regel quer zu den Rohrsträngen angebracht und sitzen entweder auf den Rohrsträngen oder sind seitlich angebracht.
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Um alle Belüftungskörper auf einem Niveau einbauen zu können, werden die Rohrleitungsstränge so am Beckenboden fixiert, dass ein Nivellieren sowohl in der horizontalen als auch in der vertikalen Achse möglich ist. Üblicherweise werden hierzu bei Rohrsträngen aus Edelstahl so genannte Laschen an die Rohre in einem definierten Abstand angeschweißt. Diese Laschen sind mit einem Loch versehen, durch das ein im Beckenboden eingebrachter Gewindeanker geführt wird. Über oberhalb und unterhalb der Laschen angebrachte Muttern kann die Rohrkonstruktion in der gewünschten Höhe positioniert werden.
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Bei der Verwendung von Rohrsträngen aus Kunststoff ist eine feste Verbindung der Rohrstränge am Beckenboden nur sehr aufwendig zu realisieren. Denn je nach Wassertiefe, Wassertemperatur, Lufttemperatur sowie Rohrleitungsführung wird mehr oder weniger heiße Luft durch die Rohrstränge in die Belüfter eingetragen, wodurch es auf Grund der thermischen Eigenschaften der Kunststoffe zu einem Ausdehnen oder Schrumpfen der Rohre kommt.
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Ein Fixieren der Rohre am Beckenboden mittels Laschen oder ähnlichen Vorkehrungen, das ein Ausdehnen in Längsrichtung nicht zulässt, wäre somit nicht möglich.
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Dennoch müssen die Rohrstränge gegen Auftrieb und strömungsinduzierte Bewegungen gesichert sein, und eine Nivellierung in der oben beschriebenen Art zulassen.
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Zur Fixierung eines Rohrstrangs aus Kunststoff am Beckenboden werden deshalb üblicherweise mechanisch aufwändige Befestigungsschellen vorgesehen. Diese umschließen den Rohrstrang mit einer definierten Klemmkraft und lassen somit ein Ausdehnen der Rohrleitungsstränge in Längsrichtung zu. Das Rohr kann sich hierbei innerhalb der Schelle in Längsrichtung bewegen, da die Klemmkraft so definiert ist, dass eine Bewegung des Rohrstrangs in Längsrichtung möglich ist.
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Allerdings schränkt die Verwendung dieser Schellen die Belegung des Beckens mit Belüftungskörpern deutlich ein. Denn in den Bereichen der Schellen können keine Belüfter angeordnet sein und je nach zu erwartender Längenausdehnung muss zwischen Befestigung und Belüftungskörper ein Abstand eingehalten werden, so dass das Ausdehnen des Rohrstrangs nicht durch die auf bzw. an den Rohrleitungssträngen montierten Belüfter behindert wird. Durch diese Unterbrechung der Belegung kommt es zu einem signifikanten Effizienzverlust.
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Um die notwendige Höhennivellierung zu erreichen, werden die Befestigungsschellen so ausgeführt, dass über eine so genannte Fußkonstruktion ein Aufständem dieser erfolgen kann. Üblicherweise wird hierzu eine Platte am unteren Ende der Schellen angebracht, in die Löcher eingebracht sind. Über diese Löcher wird die Konstruktion mit im Boden eingelassen Gewindeankern fest verbunden. Über die Gewinde erfolgt dann das Nivellieren mittels Muttern, die dann zur Höhenfixierung der Rohrstränge gegeneinander verschraubt werden.
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Das Verbinden mehrerer Rohstränge miteinander erfolgt bei Edelstahlrohren üblicherweise über Schweißen. Dort, wo kein Schweißen möglich ist, werden die Rohrstränge über so genannte Kuppeln mittels Flansche oder anderen Schraub- und Klemmverbindungen untereinander verbunden. In beiden Fällen stellt das Zusammensetzten zweier Rohrstränge miteinander mindestens einen zusätzlichen Arbeitsschritt dar.
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Insbesondere beim Schweißen muss die Verbindungsnaht nochmals zusätzlich nachgearbeitet werden. Denn die Schweißnaht muss gesondert gebeizt werden, um Korrosion zu vermeiden.
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Bei den gekuppelten Verbindungen entfällt zwar die Nacharbeitung, allerdings ist die Montage kritisch, hinsichtlich des richtigen Ansetztens der Kupplungen aufwendig und risikoreich, da ein falscher Sitz einer Schelle Undichtigkeiten zur Folge hätte.
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Die Verbindung mehrerer Rohrstränge miteinander bei der Verwendung von Kunststoffrohrsträngen erfolgt entweder über Kleben, Schweißen oder Kuppeln.
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Beim Schweißen wird das so genannte Spiegelschweißen angewendet, wobei die zu verbindenden Enden der Rohrstränge mittels Wärme aufgeweicht werden, so dass ein Zusammensetzten der Teile dann zu einer Verschmelzung der Materialien führt.
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Das Kleben und Schweißen von Kunststoffmaterial ist jedoch technisch aufwendig und auch nur unter bestimmten Rahmenbedingungen möglich. Beide Verfahren können nur in einem eingeschränkten Temperaturbereich angewendet werden. Hierbei ist sowohl die Umgebungstemperatur als auch die Temperatur des Materials von Bedeutung. Besonders vor dem Hintergrund, dass die Klebe- und Schweißarbeiten in den Abwasserbecken vorgenommen werden, stellen sie zusätzliche Anforderungen an die Verarbeitung. So müssen zum Beispiel gesonderte Beckenabdeckungen eingerichtet werden, so dass keine Feuchtigkeit an die zu verarbeitenden Stelle gelangt, oder etwa eine aufwendige Reinigung der Becken vor Montage durchgeführt werden.
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Auf Grund der geringeren Schlagzähigkeit und Zugfestigkeit des Kunststoffs ist eine verklebte oder geschweißte Verbindungsstelle bei der Verwendung von Kunststoffrohren zudem ein Schwachpunkt. Insbesondere weil die Belüfter quer zu den Rohrsträngen angebracht sind und hierdurch die Strömungsenergie über die Belüftungskörper verstärkt in die Trägerrohre eingeleitet wird. Die auftretenden Schwingungs- und Biegekräfte können hierbei so groß sein, dass der Rohrstrang aufgerissen oder die geklebte oder verschweißte Verbindungsstelle der Rohrstränge zerstört wird.
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Zusätzlich zu dem eingeschränkten Temperaturbereich haben die Klebe- und Schweißverbindung den Nachteil, dass die Weiterverarbeitung erst nach einer bestimmten Aushärtungszeit möglich ist. Geschieht die Weiterverarbeitung, wie etwa in Form der Montage der Belüftungskörper, bevor die Verbindungsstellen vollständig ausgehärtet sind, so wird der Abbindeprozess durch die Bewegung der Trägerkörper gestört und die Verbindung der Teile kann nicht dauerhaft und sicher erfolgen.
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Durch diese technische Vorgabe wird einmal die Montage verlangsamt und unterbrochen und weiter wird das Risiko von Montagefehler auf Grund des Nichtbeachtens der Vorgaben zum Aushärten deutlich erhöht.
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Eine Klebeverbindung hat überdies hinaus den Nachteil, dass der Kleber dem Abwasser ausgesetzt ist und zersetzt werden kann. Außerdem sorgen die hohen Lufttemperaturen zu einem Erweichen des Klebers, so dass die Verbindung gelöst wird.
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Weiter gibt es Kunststoffmaterialien, die nicht dauerhaft miteinander verklebt werden können bzw. Kleber verwendet werden müssen, die sowohl die Umwelt schädigen als auch gesundheitsgefährdend sind.
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Um einen Schaden an den Rohrsträngen auf Grund von Schwingungen und anderen Kräften, die über die Belüftungskörper in den Rohrleitungsstrang eingeleitet werden zu vermeiden, werden sowohl große Wandstärken als auch massivere Verbindungsarten angewendet. Durch die Verwendung massiveren Materials wird allerdings gleichzeitig die Ausdehnung des Rohrstrangs beeinflusst. Das dickwandigere Rohr dehnt sich nämlich stärker aus, so dass zusätzliche Vorkehrungen getroffen werden müssen. Zudem ist die Verwendung massiverer Rohre teuer und schwieriger in der Verarbeitung.
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Das Kuppeln der Kunststoffrohre ist technisch grundsätzlich möglich, stellt aber vor dem Hintergrund der thermischen Ausdehnung ein Problem dar. Die Kupplungen sind nicht immer exakt in dem Material erhältlich, aus denen auch die Rohre gefertigt sind. Hierdurch kommt es auf Grund der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten der Materialien zu einem unterschiedlichen Ausdehnen, so dass es im Bereich der Verbindungsstelle zu Undichtigkeiten kommen kann.
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Zusätzlich zu den Verbindungsproblemen von Kunststoffrohrsträngen wird durch jede Verbindungsart zusätzlich die Belegung des Beckens mit den Belüftungselementen unterbrochen. Denn im Bereich der Verbindung können keine Bohrungen zur Aufnahme von Belüftungskörper eingebracht werden, so dass bei der Verwendung von Kunststoffrohrsträngen die Belegung mit Belüftungskörpern insgesamt mindestens an zwei Stellen je Rohrstrang unterbrochen wird und so ein erheblicher Effizienz- und Leistungsverlust die Folge ist.
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Ein weiteres Problem stellt die Fixierung der Rohrstränge gegen durch die Belüfter eingeleitete Drehbewegungen dar. Die Befestigungsschellen, die zur Fixierung der Rohrstränge gegen Auftrieb am Beckenboden angebracht sind und die Rohrstränge lediglich umschließen, aber nicht fest mit ihnen verbunden sind, können Torsionskräfte nicht aufnehmen. Folglich wir die gesamte Bewegungsenergie, die durch die Belüftungskörper in die Rohre eingeleitet wird, von den Verbindungselementen aufgenommen. Auf Grund der relativ geringen Festigkeit der Kunststoffmaterialen und vor dem Hintergrund, dass die Verbindungen stellenweise nur geklebt bzw. geschweißt sind, stellte die Tatsache, dass die Verbindungselemente die hohen Torsionskräfte aufnehmen müssen, ein erhebliches Betriebsrisiko dar. In vielen Anwendungen kommt es auf Grund dieser Problematik zu Schäden an dem Rohrleitungssystem.
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Zudem kann die über die Auf- und Abbewegung der Belüftungskörperenden eingetragene Kraft zu einer Zerstörung der Verbindungsstelle zwischen Belüftungskörper und Rohrstrang führen. Hierbei reißen die Belüftungskörper die Rohrstränge regelrecht auf. Denn das ohnehin relativ schwache Kunststoffmaterial wird durch die eingebrachten Löcher in dem Bereich, in dem die Belüftungskörper angebracht sind, auf Grund der wirkenden Kräfte zusätzlich geschwächt.
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Zudem führt das Anbringen der Belüftungskörper an den Rohrsträngen zu einer generellen Schwächung des Materials. Denn der Druck, der durch das Anbringen von den Belüftungskörpern durch die Befestigung dieser an den Trägerrohren auf diese wirkt, führt dazu, dass das Kunststoffmaterial fließt; es weicht quasi dem Druck aus wodurch sich nicht nur die Wandstärke im Bereich der Befestigung verringert, sondern das Fließen des Materials bewirkt auch eine Veränderung des Außendurchmessers des Rohrs, was eine Verringerung der Klemmung, die notwendig ist, damit der Belüftungskörper fest auf bzw. an dem Rohrstrang angebracht ist, zur Folge hat. Hierzu kommt es zu Undichtigkeiten oder gar zu einem Lösen der Belüftungskörper.
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Außerdem kann der so nicht mehr feste Sitz der Belüftungskörper an bzw. auf dem Rohrstrang zu einem erhöhten Schwingen der Belüftungskörper führen wodurch das Trägerrohr im Bereich der Befestigung zusätzlich geschwächt wird.
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Aus der
WO 2006/063 538 A1 ist eine Begasungseinrichtung zum Einbringen eines Gases in eine Flüssigkeit bekannt. Die Begasungseinrichtung umfasst wenigstens einen Gasverteiler und wenigstens einen Einleitungskörper, der mit dem Gasverteiler verbunden ist. Der Gasverteiler wiederum umfasst mehrere einstückige Begasungselemente, die untereinander durch Verbindungsrohre verbindbar sind. Zum Zwecke einer Verdrehsicherung sind an dem Verbindungsrohr Nippel angeordnet, die durch Pratzen mit einer Bodenhalterung verklemmt sind.
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Aus der
US 8 002 249 B2 ist ein Membranbelüfter zum Einbringen eines Gases in eine Flüssigkeit bekannt, der am Boden eines Klärbeckens befestigt ist. Ein Gehäuse, in dem ein Gaszuführungsrohr angeordnet ist, ist mittels Füßen auf dem Boden des Klärbeckens abgestützt. Ein ovaler Bügel drückt von oben auf die Membran, dichtet sie gegen das Gehäuse ab und verspannt das ganze am Boden mittels einer Schraubverbindung.
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Aus der
US 4 012 470 A ist ein Rohrbelüfter zum Einbringen eines Gases in eine Flüssigkeit bekannt, der am Boden eines Klärbeckens befestigt ist. Die Befestigungsvorrichtung besteht aus einer Stütze, die am Boden verschraubt ist. Am oberen Ende der Stütze ist eine V-förmige Halterung angebracht, in die eine Gaszuführung des Rohrbelüfters eingeklemmt und mittels Schrauben befestigt ist.
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Aus der
FR 2 620 510 A1 ist eine Anordnung aus einem oder mehreren einstellbaren und drehbaren Diffusoren bekannt, die am Ende von Luftkanälen montierbar sind.
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Aus der
GB 1 582 914 A ist eine Kupplungsvorrichtung zum fluiddichten Verbinden zweier Leitungen bekannt, die zwei axial verbindbare Komponenten und ein elastisches Wandelement umfasst, die zusammen einen Durchgang durch die Vorrichtung definieren.
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Aus der
US 2 487 241 A ist eine Rohrkupplung bekannt, die eine Gewindedichtung und eine Pufferdichtung für eine solche Kupplung umfasst.
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Aus der
US 4 076 285 A ist ein Leitungsverbinder bekannt, der als Laminarströmungsverbinder mit Verriegelungsmitteln ausgebildet ist.
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Aus der
DE 10 2012 005 472 A1 ist eine Vorrichtung zum Belüften von Abwasser bekannt. Ein langgestrecktes Belüftungselement in Form eines Schlauchs ist in der zu begasenden Flüssigkeit angeordnet, dessen Wand zumindest teilweise perforiert ist. Ein Verstärkungselement für den Schlauch ist als Lochband aus Metall oder Kunststoff mit voneinander beanstandeten Löchern vorhanden. Das Verstärkungselement ist über Befestigungsmittel mit dem Behälterboden verbunden und ermöglicht eine Höheneinstellung des Schlauchs.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Standrohranordnung aus Kunststoff mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dahingehen zu verbessern, dass die Befestigung am Beckenboden vereinfacht, eine ungehinderte Längendehnung ermöglicht und eine sichere und feste Verbindung der Belüftungskörper mit dem Trägerrohr ermöglicht wird. Durch weitere Maßnahmen soll erreicht werden, dass die Verbindung der Rohre miteinander sowie die Auftriebssicherung des Rohrstrangs von nur einem Element übernommen wird und dass auf jegliche Hilfsstoffe bei der Befestigung bzw. Verbindung der Teile miteinander verzichtet werden kann.
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Diese Aufgabe wird bei einer Standrohranordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die Merkmale dieses Anspruchs gelöst.
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Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Untersprüchen.
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Bei der erfindungsgemäßen Standrohranordnung erübrigt sich eine Befestigung durch gesonderte Befestigungsschellen, die die Rohre umschließen und diese so gegen Auftrieb sichern, da die Aufgabe der Schellen gleichzeitig von der Rohrverbindung übernommen wird. Lediglich Verankerungsbolzen, die in den Beckenboden eingebracht sind, sind nach wie vor erforderlich.
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Jedoch beschränkt sich die Erfindung nicht allein auf die Integration von der Befestigung der Rohstränge am Beckenboden und der eigentlichen Verbindung der Rohrstränge, sondern durch die Befestigungsmittel wird gleichzeitig erreicht, dass sich die Trägerrohre axial zu den stationären Verankerungsbolzen bewegen können und der Rohrstrang somit schwimmend gelagert ist, die Verbindung gleichzeitig jedoch gegen ein Verdrehen um die Längsachse gesichert ist und somit die Torsionskräfte, die durch die Belüfter in das Trägerrohr eingeleitet werden problemlos aufnehmen kann.
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Bei dieser Art der Befestigung kann sich der Rohrstrang unter dem Einfluss wechselnder Temperaturen zudem ungehindert in Axialrichtung ausdehnen oder schrumpfen.
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Dabei weisen die Befestigungsmittel seitens der Trägerrohre jeweils an einem Ende einen Nippel und am anderen Ende eine Muffe auf und der Nippel eines Trägerrohrs greift in die Muffe eines benachbarten Trägerrohrs ein. Ferner weisen die Befestigungsmittel an der Außenseite jedes Nippels und jeder Muffe paarweise gegenüberliegend angeordnete Ansätze auf, die nach Dreheingriff einen axialen Formschluss zwischen benachbarten Trägerrohren darstellen. Sowohl die Ansätze vom Nippel als auch die Ansätze von der Muffe stehen mit einer am Boden des Klärbeckens als weiterer Bestandteil der Befestigungsmittel befestigten Trägerschale über eine Nut-Feder-Verbindung in Eingriff, wobei sich Nut und Feder in axialer Richtung erstrecken und in radialer Richtung in Eingriff.
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Die Muffe kann dadurch realisiert sein, dass die Trägerrohre an einem Ende aufgeweitet sind und an definierten Stellen an diesem Ende Ansätze angebracht sind. Die anderen Enden der Trägerrohre sind unveränderten oder kleineren Durchmessers, so dass sie in die aufgeweiteten Enden eines anderen gleichen Trägerrohrs geschoben werden können. Auch die Enden der Trägerrohre mit unveränderten oder kleineren Durchmessern tragen Ansätze. Zudem weisen die vom Durchmesser her unveränderten oder kleineren Rohrenden jeweils eine oder mehrere Aufnahmen für Dichtungen auf.
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Die an den Trägerrohren angebrachten Ansätze sind derart konstruiert, dass sie einerseits die durch die Belüftungskörper eingeleiteten Torsionskräfte aufnehmen können, anderseits die Trägerrohre aber auch nicht durch Bewegungen in Längsrichtung auseinandergezogen werden können. Die Ansätze sind so dimensioniert, dass ihre Ausgestaltung ein Optimum zwischen Abscherfestigkeit und Materialeinsatz darstellt.
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Zudem können an den Außenseiten der Ansätze Nuten oder Federn als Bestandteil einer Nut-Feder-Verbindung zur Arretierung und Führung in Längsrichtung eingebracht sein.
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Weiter sind die Ansätze an den Enden der Trägerrohre so ausgestaltet, dass durch das Zusammenführen der Trägerrohre und einem anschließenden Verdrehen gegeneinander eine Verzahnung der Trägerrohre miteinander erreicht wird, so dass sich diese nur nach einem gegensätzlichen Verdrehen gegeneinander, also nach einem Lösen der Verzahnung, auseinanderziehen lassen.
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Hierzu sind die Ansätze an jeweils einem Rohrende mit einer Auskragung versehen, die an ihrem vorderen Ende einen Zapfen trägt. Die Zapfen der bezüglich der Rohrachse gegenüberliegenden Ansätze weisen in entgegengesetzte Richtungen.
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Die Ansätze an den anderen Rohrenden weisen entsprechend keine Auskragung, sondern eine Aussparung in der Form des an der Auskragung angebrachten Zapfens auf.
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Zum Verbinden der Trägerrohre miteinander werden diese ineinandergeschoben. Das vom Durchmesser her kleinere Ende des Trägerrohrs taucht hierbei soweit in das vom Durchmesser her größere Ende ein, dass die jeweiligen Enden der an den Rohren angebrachten Ansätze auf einer Höhe liegen.
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Nun werden die Trägerrohre gegeneinander verdreht, so dass die beiden Auskragungen an den Ansätzen in die Aussparungen der anderen Ansätze eintauchen.
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Zur Befestigung der Rohrstränge am Beckenboden werden diese nun in eine dafür vorgesehene Trägerschale geschoben, welche am Beckenboden befestigt ist und die Rohrstränge somit gegen Auftrieb sichert.
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Diese Trägerschale ist so konstruiert, dass ein Nivellieren des Rohrstrangs möglich ist. Gleichzeitig ist die Aufnahme der Rohrstränge so ausgestaltet, dass die Rohrstränge gegen Verdrehen gesichert sind, ein Ausdehnen in Längsrichtung jedoch stets möglich ist.
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Zudem erfüllt diese Trägerschale in Verbindung mit den an den Trägerrohren angebrachten Ansätzen den Zweck, dass ein Lösen der Verbindung nur möglich ist wenn die Rohre aus der Trägerschale genommen werden was im Betrieb nicht möglich ist.
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Zur Erfüllung dieser Vorgaben sind an der Trägerschale zwei sich gegenüberliegende längliche Wangen derart angebracht, dass die Ansätze durch ein Einschieben der zusammengeführten Trägerrohre zwischen die Wangen geführt werden.
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Weiter ist die Trägerschale so ausgestaltet, dass die Ansätze auf dieser aufliegen. Der Rohrstrang kann also in seiner Lage um die Längsachse nicht mehr nach links oder rechts bewegt werden und durch die beidseitige Auflage der Ansätze auf der Trägerschale im Zusammenspiel mit den seitlichen Führungswangen ist ein Verdrehen auch nicht möglich.
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Dadurch, dass das Verdrehen so nicht mehr möglich ist, ist der Rohrstrang einerseits gegen ein von den Belüftungskörper induziertes Drehen um die Längsachse gesichert und andererseits ist die Verbindung der Trägerrohre miteinander fest und kann erst durch ein Lösen des Rohrstrangs aus der Trägerschale heraus geöffnet werden.
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Die seitlichen Wangen sind so dimensioniert, dass die Trägerrohre sowohl schrumpfen als auch ausdehnen können, ohne dass die an den Trägerrohren angebrachten Ansätze aus der Führung gleiten können bzw. ein Klemmen erfolgen kann.
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Für die auftriebssichere Befestigung der Aufnahmekonstruktion am Beckenboden sind in diese Löcher eingebracht über die die gesamte Konstruktion mittels im Beckenboden eingebrachten Gewindeankern befestig werden kann.
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Über diese Gewindeanker erfolgt dann auch die Nivellierung des gesamten Rohrstrangs.
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Die Dichtigkeit wird über Dichtungen erzielt, die im Bereich der Verbindung zwischen dem äußeren Rand des kleineren Rohrendes und dem inneren Rand des größeren Rohrendes eingebracht sind.
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Diese Dichtungen sind in dafür vorgesehene Nuten eingesetzt, so dass sie bei Ineinanderschieben der Rohre nicht verschoben werden können.
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Durch die Verwendung lediglich eines Teils zur Verbindung der Trägerrohre miteinander, zur Sicherung der Trägerrohre gegen Verdrehen um die Längsachse und sowohl zur Gewährleistung der Längenausdehnung bzw. des Schrumpfens der Rohre wird nicht nur die Montage stark vereinfacht, sondern gleichzeitig kommt es nicht zu so einer starken Unterbrechung der Belegung der Becken mit Belüftungskörpern. Hierdurch ist ein Belüftungssystem dieser Art wesentlich effizienter als ein übliches aus Kunststoff gefertigtes.
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Da auf Grund der Konstruktion der Ansätze an den Trägerrohren und der Ausgestaltung der Aufnahmekonstruktion kein Kleben oder Schweißen an der Verbindung mehr notwendig ist, wird das Verarbeitungs- und Installationsrisiko erheblich minimiert.
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Weiter ist vorgesehen, dass Gasdurchtrittsöffnungen zu den Belüftungskörpern ausschließlich in den Trägerrohren des Rohrstranges angeordnet, oval ausgeführt und mit ihren längeren Innendurchmessern quer zur Längsachse der Trägerrohre ausgerichtet sind und so eine Verdrehsicherung der Belüftungskörper gegen Verdrehen quer zur Längsachse der Trägerrohre erzielt wird.
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Hierdurch wird erreicht, dass die Auflagefläche der Belüftungskörper auf dem Rohr größer ist als bei runden Löchern und somit ein fester Sitz der Belüfter an bzw. auf den Rohren gewährleistet werden kann.
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Außerdem bewirken die oval ausgestalteten Löcher, dass sich insbesondere oben auf den Trägerkörpern angebrachte Belüfter nicht mehr um ihre Verschraubung drehen können, so dass die Verbindung zwischen Belüftungskörper und Rohr nochmals verstärkt wird.
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Da die Rohrverbinder somit keine Belüftungskörper tragen, sind die Befestigungsbolzen stets frei zugänglich. Auf den Trägerrohren hingegen sind die Belüftungskörper zwangsweise ausgerichtet und formschlüssig gegen Verdrehen gesichert.
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Die an die Gasdurchtrittsöffnungen angrenzenden Wandbereiche der Trägerrohre können durch Materialanhäufung dicker als die übrigen Wandbereiche ausgeführt sein.
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Dadurch können die von den Belüftungskörpern eingeleiteten Kräfte besser von den Trägerrohren aufgenommen werden. Außerdem können die Befestigungsmittel ohne Beschädigungsgefahr der Trägerrohre fester angezogen werden und weiter wird das Material nicht so stark durch das Fließen auf Grund des Anziehdrucks geschwächt.
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Gemäß einer Weiterbildung können beidseitig neben den Gasdurchtrittsöffnungen auf deren gleicher axialer Position jeweils Rippen angeordnet sein, auf denen sich Befestigungssockel montierter Belüftungskörper abstützen und so eine Verdrehsicherung der Belüftungskörper gegen Verdrehen um die Längsachse der Trägerrohre sind.
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Zudem verbessern die Rippen die Stabilität des Rohres. Das Rohr wird steifer und ermöglicht so, dass Rohre mit geringerer Wandstärke verwendet werden können. Ferner wird einem Schwingen der Belüfter um die Längsachse der Rohre vorgebeugt, wie es insbesondere bei oben auf den Rohren angebrachten Belüftungskörpern auftreten kann. Indem sich die Belüftungskörper auf den Rippen abstützen können, wird die eigentliche Befestigung- und Klemmstelle entlaste und es kann nicht mehr zu einem Aufreißen der Rohre durch Bewegung der Belüftungskörper kommen.
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Jede Art der Verbindung in der ursprünglichen oder in einer weitergebildeten Form ist in jedem Fall technisch wesentlich effizienter da Schweiß- und Klebeverbindungen sehr aufwendig und nur in einem eingeschränkten Temperaturbereich und nur unter geeigneten Witterungsbedingungen anzuwenden sind. Die Umgebungstemperatur ist beim Schweißen und Kleben in jedem Fall eingeschränkt und Klebeverbindungen sind einerseits bei bestimmten Kunststoffen langfristig nicht möglich und andererseits löst sich Kleber bei höheren Temperaturen. Über diese Montagerisiken hinaus müssen diese Verbindungsarten stets äußerst penibel durchgeführt werden, was auf einer Baustelle nur sehr aufwendig zu realisieren ist.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. Die Zeichnung zeigt einen Querschnitt durch eine Begasungseinrichtung.
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In der Zeichnung zeigen:
- 1 eine perspektivische Ansicht einer Standrohranordnung gemäß einer zweiten Ausführung mit montierten Belüftungskörpern,
- 2 eine perspektivische Ansicht einer Standrohranordnung einer ersten Ausführung umfassend ein Trägerrohr und ein Verschlussteil auf einer Trägerschale,
- 3 eine perspektivische Ansicht eines Trägerrohrs gemäß einer ersten Ausführung der Standrohranordnung,
- 4 einen Querschnitt durch zwei ineinandergefügte Trägerrohre in einer Trägerschale gemäß einer ersten Ausführung der Standrohranordnung,
- 5 eine perspektivische Ansicht von zwei ineinandergefügten Trägerrohrabschnitten in einer Trägerschale gemäß einer ersten Ausführung der Standrohranordnung,
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Standrohranordnung gemäß einer zweiten Ausführung mit montierten Belüftungskörpern 10 auf einem der Trägerrohre 12. Von einem Rohrstrang sind hier zwei Trägerrohre 12 und zwei Rohrverbinder 14 dargestellt. Wie die Darstellung erkennen lässt, sind ausschließlich auf den Trägerrohren 12 Belüftungskörper 10 angeordnet. Die Rohrverbinder 14 hingegen tragen keine Belüftungskörper. Die Trägerrohre 12 sind jeweils 2 m lang und die Rohrverbinder 14 jeweils 14 cm lang. Abhängig vom Durchmesser des Klärbeckens können so Standrohranordnungen individuell durch Kombination der nötigen Trägerrohre 12 und Rohrverbinder 14 in 2,14 m Abstufungen realisiert werden. Eine Befestigung am Beckenboden erfolgt ausschließlich mittels der Rohrverbinder 14 jeweils in Abständen von 2,14 m.
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2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Standrohranordnung einer ersten Ausführung umfassend ein Trägerrohr 16 und ein Verschlussteil 22 auf einer Trägerschale 28. An seinem in der Zeichnung linken Ende ist das Trägerrohr 16 zu einer Muffe 18 aufgeweitet. An seinem in der Zeichnung rechten Ende ist das Trägerrohr 16 im Durchmesser unverändert und bildet einen Nippel 20, der zur Verbindung mit einem weiteren Trägerrohr 16 oder hier mit einem Verschlussteil 22 in dessen Muffe 18 eingeschoben werden kann. An der Außenseite jedes Nippels 20 und jeder Muffe 18 sind paarweise gegenüberliegend Ansätze 24; 26 angeordnet. Nachdem der Nippel 20 eines Trägerrohrs 16 in die Muffe 18 eines weiteren Trägerrohrs 16 oder eines Verschlussteils 22 zunächst in Drehposition versetzt eingeschoben wurde, werden die Trägerrohre 16 bzw. das Trägerrohr 16 und das Verschlussteil 22 durch Verdrehen in Dreheingriff gebracht. Dabei kommen die Ansätze 24; 26 von Nippel 20 und Muffe 18 ineinander zu liegen und bilden so einen axialen Formschluss. Dieser Formschluss sichert eine genaue Eindringtiefe des Nippels 20 in die Muffe 18 und verhindert sowohl ein weiteres Einschieben als auch ein Auseinanderziehen.
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Weiterhin stehen sowohl die Ansätze 26 vom Nippel 20 als auch die Ansätze 24 von der Muffe 18 mit einer am Boden des Klärbeckens befestigten Trägerschale 28 über eine Nut-Feder-Verbindung in Eingriff (4 und 5). Nut 30 und Feder 32 erstrecken sich in axialer Richtung und stehen in radialer Richtung in Eingriff. Dadurch wird sowohl ein Verdrehen des Rohrstangs als Ganzes als auch ein gegenseitiges Verdrehen der Trägerrohre 16 relativ zueinander verhindert. Im Ausführungsbeispiel befinden sich die Federn 32 auf den Ansätzen 24; 26 und die Nuten 30 in seitlichen Wangen 34 der Trägerschalen 28. Eine umgekehrte Anordnung ist selbstverständlich auch möglich und besitzt die gleiche Wirkung.
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3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Trägerrohrs 16 gemäß einer ersten Ausführung der Standrohranordnung. An seinem in der Zeichnung rechten Ende ist der Nippel 20 erkennbar, der in 2 nicht sichtbar ist, da er in die Muffe des Verschlussteiles eingeschoben ist. Der Nippel 20 ist im Durchmesser so groß wie der mittlere Teil des Trägerrohrs 16. Der Nippel 20 weist zwei umlaufende Nuten 36 zur Aufnahme von Dichtringen auf. Die Ansätze 26 am Nippel befinden sich am axialen Schenkel 42 eines L-förmigen Trägers 38. Ein radialer Schenkel 40 des Trägers 38 ist am Trägerrohr 16 im an den Nippel 20 angrenzenden Bereich befestigt und sein anderer axialer Schenkel 42 erstreckt sich mit Abstand zur äußeren Nippelwand bis in den Bereich des Nippels 20. Dieser Schenkel 42 trägt auch den Ansatz 26. Die beschriebene Konstruktion ermöglicht es, die Muffe 18 bis zum Übergang des Nippels 20 in den mittleren Bereich des Trägerrohrs 16 zu schieben, wobei die Muffe 18 in den Zwischenraum zwischen dem parallel zur Rohrachse des Trägerrohrs 16 verlaufenden Schenkel 42 und dem Nippel 20 selbst gelangt. Nur dadurch kann der nippelseitige Ansatz 26 in Eingriff mit den muffenseitigen Ansätzen 24 gelangen.
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Das Trägerrohr 16 weist zwischen Muffe 18 und Nippel 20 Öffnungen 66 auf, die in gleichmäßigen Abstand angeordnet sind und sowohl zum Gasdurchtritt vom Trägerrohr 16 zum Belüftungskörper 10 als auch zur Befestigung der Belüftungskörper 10 am Trägerrohr 16 dienen. Die Gasdurchtrittsöffnungen 66 sind oval ausgeführt und mit ihren längeren Innendurchmessern quer zur Längsachse des Trägerrohres 16 ausgerichtet. Neben den Gasdurchtrittsöffnungen 66 auf deren gleicher axialer Position sind jeweils Rippen 68 angeordnet, auf denen sich Befestigungssockel montierter Belüftungskörper 10 abstützen. Dadurch ergibt sich eine Verdrehsicherung der Belüftungskörper 10 sowohl gegen Verdrehen um die Längsachse der Trägerrohre 16 als auch gegen Verdrehen quer zur Längsachse der Trägerrohre16.
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4 zeigt einen Querschnitt durch zwei ineinandergefügte Trägerrohre 16 in einer Trägerschale 28 gemäß einer ersten Ausführung der Standrohranordnung. Die Trägerschale 28 umfasst eine Grundplatte 44 mit Bohrungen 46 zur Befestigung am Beckenboden mit Hilfe von Schraubbolzen, eine Auflagefläche 48 für die Trägerrohre 16 und zwei seitliche Wangen 34. Diese seitlichen Wangen 34 weisen die Nuten 30 zur Aufnahme von an den Ansätzen 24; 26 der Trägerrohre 16 angeordneten Federn 32 auf. In den Nuten 30 einer Trägerschale 28 befinden sich die Federn 32 sowohl der Muffe 18 eines Trägerrohrs 16 als auch des Nippels 20 eines benachbarten Trägerrohrs 16. Die Ansätze 24; 26 sind paarweise gegenüberliegend angeordnet und liegen auf einer durch die Mittelachse der Trägerrohre 16 verlaufenden waagerechten Ebene.
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5 eine perspektivische Ansicht von zwei ineinandergefügten Trägerrohrabschnitten in einer Trägerschale 28 gemäß einer ersten Ausführung der Standrohranordnung. Es handelt sich bei der Darstellung um die gleichen Komponenten wie in 4 beschrieben.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Belüftungskörper
- 12
- Trägerrohr
- 14
- Rohrverbinder
- 16
- Trägerrohr
- 18
- Muffe
- 20
- Nippel
- 22
- Verschlussteil
- 24
- Ansatz
- 26
- Ansatz
- 28
- Trägerschale
- 30
- Nut
- 32
- Feder
- 34
- Wange
- 36
- umlaufende Nut
- 38
- L-förmiger Träger
- 40
- radialer Schenkel
- 42
- axialer Schenkel
- 44
- Grundplatte
- 46
- Bohrung
- 48
- Auflagefläche
- 66
- Öffnungen
- 68
- Rippen
