DE9013851U1

DE9013851U1 - Membranbelüfter

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Publication number: DE9013851U1
Application number: DE9013851U
Authority: DE
Original assignee: Envicon Luft- und Wassertechnik & Co Kg 4220 Dinslaken De GmbH
Current assignee: Envicon Luft- und Wassertechnik & Co Kg 4220 Dinslaken De GmbH
Priority date: 1990-10-05
Filing date: 1990-10-05
Publication date: 1990-12-13
Anticipated expiration: 2000-10-06

Description

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J European Patent Attorney ' ,',..* .;, 3patenfenv^fe:^ ; European Patent Attorney Anmelderin:

ENVICON

Luft- und Wassertechnik GmbH & Co. KG . _ &ldquor; . . &ldquor;_OQ, Baßfeldshof 2-4 ¹⁹· September 1991

4220 Dinslaken F 2.1821 H012

Membranbelüfter B e L £ h r b . b &ugr; &eegr; g

Erfindung betrifft einen Membranbelüfter zum Einbringen eines 3asss in eine Flüssigkeit mit einem Grundkörper, der mindestens eine Gaszuführöffnung zum Anschluß an eine Gasleitung aufweist und einer, den Grundkörper am gasauslaßseitigen Ende abdeckenden, randseitig am Grundkörper befestigten, gasdurchlässigen Membran.

Derartige Membranbelüfter oder allgemein Belüftungseinrichtungen dienen unter anderem zur Frischhaltebelüftung von Abwasser, zum Luft-/Sauerstoffeintrag in Belebungsbecken oder zur Schlammstabilisation, zur Belüftung von Flüssen, Seen und Fischteichen, aber auch zum Beispiel zur Neutralisation von Flüssigkeiten durch eine Begasung mit Kohlendioxid. Der Membranbelüfter gehört zur Gattung der Scheibenbelüfter.

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Ein derartiger Membranbelüfter ist zum Beispiel aus der US-PS 4,842,779 bekannt. Der Grundkörper weist eine ebene Oberfläche auf, auf der die randseitig befestigte Membran aufliegt. Nach unten schließt sich an den Grundkörper f?i.n Stutzen &agr;&iacgr;\, der är< e_:i-' isleitung kuppelbar ist. Wird über die Gasleitung und über den Stutzen Gas zugeführt, wird die Membran durch den Gasdruck nach oben weggedrückt und es bildet sich ein Hohlraun aus, wobei das Gas durch die Öffnungen der Membran in die zu behandelnde Flüssigkeit eintritt. Um im Nicht-Begasungsfall ein HJcklaufen von Flüssigkeit in den Membranbelüfter und insbesondere in den Stutzen oder die Gaszuführleitung zu vermeiden, ist der Bereich oberhalb des Stutzens/der Gaszuführleitung bei der bekannten Ausführungsform verdickt und gasundurchlässig ausgebildet, so daß er sich im Nicht-Begasungsfall auf die Gaszuführöffnung des Stutzens legt und diesen abdichtet.

In der Praxis hat sich jedech herausgestellt, daß diese Abdichtung nicht immer gewährleistet, ist, weil zum Seispiel beim Abschalten der Gaszufuhr zumindest für eine kurze Zeit Wasser durch die Membranöffnungen in den Bereich zwischen Membran und Oberfläcne des Grundkörpers eindringt und so dort ein Flüssigkeitspolster schafft, so daß die Membran insgesamt nicht mehr flächig auf der Oberfläche des Grundkörpers aufliegt und auch im weiteren Vorlauf Flüssigkeit durch die Membranoffnuvigen hindurch austreten und über den Stutzsn in die Gaszuführleitung eindringen kann.

Der Erfindung liegt insoweit die Aufgabe zugrunde, einen Membranbelüfter der güttungsgemäßeii Art anzubieten, der

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im Nicht-Begasungsfall eine sichere Abdichtung gegen eindringende Flüssigkeit gewährleistet.

Die Erfindung steht unter der Erkenntnis, daß es hierzu notwendig ist, die Gaszufuhroffnung zusätzlich abzudichten. Die Erfindung hat dabei erkannt, daß dies auf überraschend einfache Weise dadurch realisiert werden kann, daß die Membran in Bereich oberhalb der Gaszuführöffnuriy mit einem, in Richtung auf die Gas7uiuhröffnung vorspringenden, gasundurchlässigen Abschnitt ausgebildet ist, der im Nicht-Begasungsfall in die Gas/uführöffnung vorsteht und diese abdichtet .

Erfindungsgemäß wird der Membranbelüfter also mit einer Membran ausgebildet, die im Nicht-Begasungsfall eine zusätzliche Dichtfläche innerhalb der Gaszufuhroffnung zur Verfugung stellt.

Üblicherweise erfolgt die Gaszuführung über einen rohrförmigen Stutzen. In diesem Fall wird der in Richtung auf die Gaszuführöffnung vorspringende, gasundurchlässige Abschnitt der Membran also zylinderförmig ausgebildet, und zwar mit einen Querschnitt, der gleich oder geringfügig kleiner als der Querschnitt der Gaszuführöffnung ist, so daß sich der vorspringende Abschnitt flächig gegen die Innenwand der Gaszuführöffnung anlegt und auf diese Weise eine zusätzliche Dichtfläche schafft. Dadurch, daß der vorspringende Abschnitt die Gaszuführöffnung nicht nur abdeckt, sondern in sie hineinragt und abdichtet, wird sicher vermieden, daß etwaig durch die Membranöffnungen eindringende Flüssigkeit in die Gaszufuhroffnung beziehungsweise den zugehörigen Gasanschlußstutzen eindringen kann .

Die Erfindung bietet darüber hinaus verschiedene vorteilhafte Ausführungsformen zur Gestaltung der Caszuführöffnung/des Gaszuführstutzens und der Membran an.

In einer ersten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Gaszuführöffnung zumindest an ihrem, der Membran benachbarten Ende in Richtung auf den Rand des Grundkörpers sich erweiternd ausgebildet ist. wohsi riiesß Erwpi t.prunn vorzugsweise eine konische Form aufweisen sollte.

Der in Richtung auf die Gaszuführöffnung vorspringende, gasundurchlässige Abschnitt der Membran kann in diesem Fall entweder eine korrespondierende, kegelstumpfförmige Form aufweisen, es genügt aber zum Zwecke der sicheren Abdichtung auch , wenn der vorspringende Abschnitt eine Querschniftsfläche aufweist, die der der Gaszuführöffnung im Bereich etwas unterhalb der der Membran zugewandten Oberfläche des Grundkörpers entspricht.

Im ersten Fall wird eine vollflächige Anlage der Unifangsfläche des vorspringenden Abschnitts gegen die Innenfläche der mit korrespondierender Konizität ausgebildeten Gaszuführöffnung erreicht. Im zweiten Fall wird zwar "nur" eine ringförmige Abdichtung zwischen dem unteren freien Randbereich des vorkragenden Abschnitts und der konischen Innenfläche der Gaszuführöffnung erreicht, diese reicht aber vollständig aus, um ein Eindringen von Flüssigkeit in die Gaszuführöffnung beziehungsweise den Gasanschlußstutzen sicher zu verhindern, zumal der Wasserdruck auf der Membran steht und damit den nach unten vorkragenden Abschnitt der Membran auf die zugehörige Fläche der Gaszuführöffnung drückt.

Die letztgenannte Ausführungsform ist sogar bevorzugt, weil bei ihr ausgeschlossen ist, daß sich zwischün dem vorkragenden Abschnitt der Membran und der Innenfläche der Gaszuführöffnung ein Flüssigkeitsfilm ausbildet, der gegebenenfalls Undichtigkeiten verursachen könnte.

Um den Anpreßdruck zwischen vorspringenden Abschnitt der Membran und der Gas7uführöffnung noch zu vergrößern, sieht eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung vor, den gasundurchlässig ausgebildeten Bereich der Membran zum Beispiel durch metallische Einlagen gewichtsmäßig zu verstärken oder mit einer weiteren, nach oben vorkragenden Verdickung auszubilden, die ebenfalls eine Verstärkung in diesem Bereich bewirkt.

Um in jedem Fall eine sichere und leicht konfektionierbaij Gaszuführung zu gewährleisten, schlägt eine weitere Ausführungsform der Erfindung vor, den Grundkörper an seinem, der Membran gegenüberliegenden Ende mit einem Gasanschlußstutzen auszubilden, an den sich nach oben die Gaszuführöfinung anschließt und an den im übrigen die Gasansrhlußleitung kuppelbar ist. Zu diesem Zweck kann der Gasanschlußstutzen vorzugsweise ein Innengewinde aufweisen, während die zugehörige Gasanschlußleitung ein korrespondierendes Außengewinde besitzt.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß der beschriebene Membranbelüfter nicht nur eine Gaszuführöffnung aufweist, sondern zwei, drei oder mehrere, die dann auf gleiche Art und Weise ausgebildet werden wie vorstehend beschrieben. Dabei können die Gaszuführöffnungen beziehungsweise Gasanschlußstutzen dann über entsprechende Adapter gegebenenfalls an ein und dieselbe Gaszuführleitung angeschlossen werden.

Der erfindungsgemäße Memtiranbolüff.er ist einfach aufgebaut. Der Grundkörper kann zum Heispiei al". Kunststoff-Spritzgußteil leicht hergestellt werden. Die randseitige Verbindung von Grundkorper und Membran mfolgt wie im Stand der Technik, also zum Beispiel über eine Klemmschiene, we sin in der US-PS 4,842,779 beschrieben ist.

Die Membran b< .teht zum Beispiel aus einer Kautschuk-Qualität und ist mit Perforationen nußerhulb des gasundurchlässigen Abschnitts ausgebildet.

Weitere Merkmale der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteranspruchi sowie die sonstigen Anmeldungsunterlage·) beschrieben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher beschrieben, wobei die einzige Figur in schematisierter Darstellung einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Membranbelüfter zeigt.

Mit dem Bezugsz°ichen 10 ist der Grundkorper des Membranbelüfters insgesamt gekennzeichnet. Er weist an seinem unteren Ende einen Gasanschlußstutzen 12 auf, der ein Innengewinde 14 besitzt. An den Gasanschlußstutzen 12 schließt sich ein im wesentlichen horizontal verlaufender tellerförmiger Abschnitt 16 an, der mit*·?'¹ eine Gaszuführöffnung 18 aufweist. Die Gaszuführöffnung 18 besitzt im wesentlichen eine Kegelstumpfform beziehungsweise einen trapezförmigen Querschnitt. Sie verläuft von der Oberfläche 20 des tellerförmigen Abschnittes 16, konisch sich verjüngend, in den tellerförmigen Abschnitt 16 hinein und endet mit Abstand zur Oberfläche 20 or dem Gasanschlußstutzen 12.

• · a ■ ·

Die Mittenlängsachse M der Gaszuführöffnung 18 ist auch die Mittenlängsachse der Öffnung 22 des Stutzens Ii, so daß beide koaxial und übereinander angeordnet sind.

Der Verbindungsbereich zwischen Gaszuführöffnung 18 und öffnung 22 wird durch eine verjüngte zylinderförmige Durchbrechung 24 erreicht.

Im Nicht-Begasungsfall liegt auf der Oberfläche 2G des tellerförmigen Abschnitts 16 eine Membran 26 auf, die randseitig (Dei 28) am tellerförmigen Abschnitt 16 über eine Klenmschiene 30 befestigt ist.

Oberhalb der Gaszuführöffnung 18 weist die Membran 26 einen in Richtung auf und in die Gaszuführöffnung 18 vorspringenden, gasundurchlässigen Abschnitt 26a auf, der zylinderförmig gestaltet ist. Der freie Randbereich 26b des Abschnitts 26aliegt - wie der Figur zu entnehmen ist -in Nicht-Begasungsfall gegen die Wand 18a der Gaszuführöffnung 18 an und schafft so eine Abdichtung gegenüber dem darunterliegenden Bereich des Grundkörpers 10. Die Dichtfunktion wird nachstehend noch näher beschrieben.

Oberhalb des Abschnittes 26a ist die Membran 26 mit einem entgegengesetzt vorspringenden weiteren gasundurchlässigen Abschnitt 26c ausgebildet, dessen Querschnittsfläche etwas größer eis die der Gaszuführöffnung 18 im Bereich der Oberfläche 20 ist.

Im übrigen ist die Membran 26 aber mittels (nicht dargestellter) Perforationen gasdurchlässig ausgebildet.

Zum Begasen des Membranbelüfters wird eine (nicht dargestellte) Gaszuführleitung, die an ihrem freien Ende ein Außengewinde aufweist, auf das Gewinde 14 des Stutzens 12 qeschrs?,;bt, Nech ZuschaK.ung der Gaszufuhr strömt das G??i? durch die Durchbrechung 24 nach oben und drückt de-.&lgr; gasundurchlässigen Abschnitt26a aus der abdichtenden Poe tion nach oben weg, strömt dabei seitlich in die Bereicne zwischen Membran 26 und Oberfläche 20 und wö¹bt auf diese We j. a aie nembräi. 28 gewölbeartig nach oben auf, wobei sich die Perforationer, öffnen, so daß das Gas durch die Perforationen hindurch in die darüber befindliche Flüssigkeit ei.üi-ingen und diese begasen kann.

Wird die Gaszufuhr abgeschaltet, sinkt der Gasdruck bis auf Null, die aufgewölbte Membran 26 senkt sich in die in der Figur dargestellte Position wieder ab, wobei der Abschnitt 26a in die Gaszuführöffnung 18 eindringt und sich mit seinem Randbereich 26b wieder an die Wandfläche 18a der Gaszuführöffnung 18 anlegt und eine Dichtfläche ausbildet.

Die Membran 26 liegt im übrigen entweder auf der Oberfläche 20 des Grundkörpers 10 auf oder verläuft zumindest in etwa parallel in geringem Abstand oberhalb der Oberfläche 20. Die Perforationen in der Membran 26 ainri jetzt zwar weitestgehend geschlossen, es ist aber nicht ausgeschlossen, daß im Einzelfall doch Flüssigkeit durch die Perforationen in den Bereich unterhalb der Membran 26 dringt oder dort zuvor eingedrungen ist. Diese Flüssigkeit wird nun aber aufgrund der erfindungsgemäßen Gestaltung an einem Weitervordringen in den Bereich der Gasanschlußleitung über die beschriebene Dichtung im Randbereich 2fib lehindert.

Insoweit wird auch eine weitere Flüssigkeitszufuhr durch die Perforationen unterbunden, und die Membran 26 liegt absolut dicht auf dem Grundkörper 10 auf.

Claims

Membranbelüfter Schutzansprüche

1. Membranbelüfter zum Einbringen eines Gases in eine Flüssigkeit mit einem Grundkörper (10), der mindestens eine Gaszuführöffnung (18) zum Anschluß an eine Gasleitung aufweist und einer, den Grundkörper (10) am gasauslaßseitxgen Ende abdeckenden, randseitig (bei 28) am Grundkörper (10) befestigten, gasdurchlässigen Membran (26),

dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (26) im Bereich oberhalb der Gaszuführöffnung (18) mit einem, in Richtung auf die Gaszuführöffnung vorspringenden, gasundurchlässigen Abschnitt (26a) ausgebildet ist, der im Nicht-Begasungsfall in die Gaszuführöffnung (18) vorragt und gegen die Wane! (18a) der Gaszuführöff.tuiig (18) dichtend anliegt.

2. Membranbelüfter nach Anspruch 1, bei dem die Gaszuführöffnung (18) zumindest an ihrem, der Membran (26) benachbarten Ende in Richtung auf den Rand des Grgndkörpers (10) sich erweiternd ausgebildet ist.

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3. Membranbelüfter nach Anspruch 2, bei rinnt das dor Membran (26) zugewandte Ende der Gaszuführöffnung (18) in Richtung auf die Membran (20) konisch sich erweiternd ausgebildet ist.

4. Membranbelüfter nach oinem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der Abschnitt eine der Form des oberen Endes der Gaszuführöffnung angepaßte Form aufweist.

5. Membranbelüfter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der Abschnitt (26a) eine Querschnittsfläche aufweist, die der der Gaszuführöffnung (18) im Bereich etwas unterhalb der, der Membran (26) zugewandten Oberfläche (20) des Grundkörpers (10) entspricht.

6. Membranbelüfter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Gaszuführöffnung (18) zumindest im Bereich ihres, der Membran (26) zugewandten Endes und der vorsDringende Abschnitt (26a) der Membran (26) an ihren freien Enden einen Kreisquerschnitt aufweisen.

7. Membranbelüfter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Membran (26) im Bereich des nach unten vorstehenden Abschnitts (26a) eine weitere, nach oben vorkragende Verdickung (26c) aufweist.

8. Membranbelüfter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem der Grundkörper (10) einen Gasanschlußstutzen (12) auf seinem, der Membran (26) gegenüberliegenden Ende aufweist, an den sich die Gaszuführöffnung (18) nach oben anschließt, wobei der Gasanschlußstutzen (12) an die Gasanschlußleitung kuppelbar ist.