DE9412161U1

DE9412161U1 - Plattenbelüfter

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Publication number: DE9412161U1
Application number: DE9412161U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-07-28
Filing date: 1994-07-28
Publication date: 1995-03-23
Anticipated expiration: 2004-07-29

Description

Dr.-lng. Reimar Kqnjg ;**· *"^: Qjpfc.*li?g. Klaus Bergen

Wilhelm-Tell-Str. 14 4O3>S»Dtfeselde*-f ^TeI. O2<M -36 7026 Patentanwälte

27. Juli 1994 40 444 K

Gesellschaft für Verfahren der Abwassertechnik mbH, Dieselstraße 6, 42489 Wulfrath

"Plattenbelüfter"

Die Erfindung betrifft einen Plattenbelüfter zum Begasen von Flüssigkeiten mit einem Stützkörper mit mindestens einem Gaseinlaß und einer auf der Fläche des Stützkörpers aufliegenden porösen Membran. Beim Einleiten eines Gases hebt sich die Membran vom Stützkörper ab. Es entsteht so ein Gasraum zwischen Membran und Stützkörper, aufgrund dessen Überdruck Gas durch die poröse Membran in die Flüssigkeit abgegeben wird.

Bei bekannten Belüftern geht das Bestreben dahin, Auftriebskräfte zu vermeiden und einen über die Fläche gleichmäßigen Gasaustritt zu erreichen. So beschreibt die deutsche Patentschrift 34 10 267 einen Belüfter mit einer nach oben gerichteten Begasungsfläche in Gestalt einer Membran, die einen gleichmäßigen, koaleszenzfreien Austritt der Gasblasen bewirkt. Vermieden wird durch die nach oben gerichtete Begasungsfläche das Vereinigen der

Luftblasen an der Unterseite wie es bei einem Belüfter mit nach unten weisender Begasungsfläche auftritt.

Beim Einleiten des Gases in den Belüfter entsteht zwischen Membran und Stützkörper jedoch ein schalenförmiger Gasraum, da sich die Oberfläche der Membran bei ihrer Ausdehnung wölbt, während der Stützkörper eben ist. Diesem Gasraum ist aufgrund seines verhältnismäßig großen Volumens ein starker Auftrieb zueigen.

Da ein Befestigen der Begasungsvorrichtung am Beckenboden aus Gründen der Wartung vermieden werden sollte, beschreibt die deutsche Patentschrift 33 19 161 einen Belüfter, bei dem ein wesentlicher Teil seiner Stützkonstruktion beim Eintauchen ins Wasser geflutet wird. Dies wird dadurch ermöglicht, daß der Stützkörper einen Flutungsraum besitzt, der am Ende des Stützkörpers im vollen Querschnittsbereich offen ist, so daß das Wasser ungehindert einfließen kann. Dieser Belüfter besitzt einen rohrförmigen Stützkörper mit einem kreisrunden Querschnitt. Dies führt zu einem ringförmigen Begasungsraum gleichbleibender Höhe und damit zu einem geringeren Gasraumvolumen. Demzufolge sind die Auftriebskräfte zwar geringer, aber die sich über den gesamten Umfang des Rohres erstreckende Austrittsfläche führt zu einem ungleichmäßigen Gasaustritt, der zum einen auf die extreme Krümmung der Membranoberfläche und des damit verbundenen Höhengradienten und zum anderen auf das Vereinigen von Gasblasen an der Rohrunterseite zurückzuführen ist. Somit erfüllt der Membrananteil, der sich auf der Unterseite des Stützkörpers befindet, seine Funktion des gleichmäßigen Ver-

teilens von Gasblasen nicht und ist für die Begasung im wesentlichen verloren.

Die deutsche Patentschrift 33 16 140 beschreibt einen Flächenbelüfter zum feinblasigen Begasen einer Flüssigkeit mit einem plattenförmigen Stützkörper, dessen Rand in eine Nut der Membran eingreift. Dabei besitzt der Stützkörper eine leicht konvexe Form, die zu einem dichten Aufliegen der Membran auf dem Stützkörper führt.

Bei den bekannten Belüftern führt die konstruktionsbedingte Verwendung von Bauteilen, die sich nicht als Extrudierteile fertigen lassen, wie z.B. Schlauchschellen, dazu, daß eine bestimmte Kostengrenze nicht unterschritten werden kann.

Der Erfindung liegt somit das Problem .zugrunde, einen Belüfter zu schaffen, der geringe Auftriebskräfte besitzt und dennoch einen gleichmäßigen Gasaustritt gewährleistet und sich kostengünstig in beliebiger Länge herstellen läßt.

Die Lösung dieses Problems basiert auf dem Gedanken, den Belüfter so zu konstruieren, daß sich die wesentlichen Bauteile als Extrudierteile in beliebiger Länge und Größe herstellen lassen. Dabei sollte der Gasraum zwischen Membran und Stützkörper minimiert sein und der Belüfter den Vorteil eines gleichmäßigen Gasaustritts an einer obenliegenden Membranfläche besitzen.

Dies ist erfindungsgemäß bei einem Plattenbelüfter mit einem halbzylindrischen bis halbelliptischen Langkörper

als Stützkörper möglich, dessen Membran mit Klemmleisten am Stützkörper befestigt ist. Diese Belüfterteile lassen sich durch Strangpressen herstellen und den jeweiligen Beckenabmessungen entsprechend abhängen. Dies vereinfacht nicht nur die Herstellung, sondern auch die Lagerhaltung und die Installation.

Die Membran kann den Stützkörper klauenartig umgreifen und in Längsnuten des Stützkörpers verklemmt sein. Die Klemmleisten können dabei einen U-förmigen Querschnitt sowie ein Sägezahnprofil aufweisen. Sie umgreifen dann einen ebenfalls mit Sägezähnen versehenen Längssteg des Stützkörpers, durch die die Membran zwischen Klemmleiste und Längssteg festgeklemmt wird.

Durch eine halbelliptische bzw. schwache Wölbung reduziert sich der Gasraum geometrisch gegenüber einem Halbzylinder zu einem schalenförmig bzw. nur wenig gekrümmten Raum mit im wesentlichen gleichbleibender Höhe über der Stützkörperoberfläche. Da die Stützkörperoberfläche die Krümmung der Membran unter dem Einfluß des Gases bereits vorzeichnet, ergibt sich beim Abheben der Membran infolge des geringeren Rauminhalts eine erhebliche Reduzierung des Gasraumvolumens.

Durch den, im Vergleich zu Rohrbelüftern, geringen Krümmungsgrad bleibt der Höhengradient der Membran relativ gering. Infolge des über der Stützkörperoberfläche gleichbleibenden Gasraums und der demzufolge gleichmäßig gekrümmten Membran wird deren gesamte Begasungsfläche ausgenutzt und gleichmäßig mit Gas beaufschlagt. Ein

Vereinigen der Gasblasen an der Vorrichtungsunterseite tritt nicht auf.

Wenn der erfindungsgemäße Belüfter zudem einen Flutungsraum besitzt, können kaum Auftriebskräfte wirksam werden. Der geringe Auftrieb wird jedoch nicht durch eine ungünstige Gasblasenverteilung und einen Verlust an Membranfläche erkauft.

Die Erfindung erlaubt somit Belüfter beliebiger Länge mit möglichst geringer Krümmung. Zudem vermeidet eine unterschiedliche Membrandicke und/oder eine unterschiedliche Porosität selbst geringe Unterschiede im Gasaustritt über die Membranfläche aufgrund des Höhengradienten.

Darüber hinaus erlaubt die wölbungsbedingte größere Vorspannung der Membran die Verwendung eines Luftstutzens mit einer frei aufliegenden Rückschlagklappe, die bei Stillstand des Gasflusses in Eindringen der Flüssigkeit in den Luftstutzen verhindert. Der Luftstutzen kann L-förmig ausgebildet sein, so daß ein seitlicher Anbau des Belüfters an sogenannte Belüftungsgitter möglich ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1; einen Schnitt durch den erfindungsgemäßen
Plattenbelüfter,

Fig. 2: eine Draufsicht auf den Belüfter und

Fig. 3: einen I-förmigen Luftstutzen.

Der Belüfter besteht aus einem etwa halbelliptischen Stützkörper 1 und einer aufliegenden Membran 2. Die Membran 2 umgreift den Stützkörper 1 und ist seitlich an dessen geraden Längskanten mittels Membranklemmen 3 befestigt. Die Membranklemmen 3 sind durch Zähne mit Längsstegen 4 des Stützkörpers 1 verrastet. Die Membran 1 ist zwischen dem Stützkörper 1 und den Membranklemmen 3 eingeklemmt. Dadurch ist ein problemloses Aufziehen der Membran auf den Stützkörper mit kostengünstigen Strangpressprofilen gewährleistet, da keine Rohrschellen oder ähnliche Bauteile für das Befestigen der Membran verwendet werden müssen.

Der Stützkörper 1 besitzt an seinen Stirnseiten offene flutbare Kammern 5, die beim Eintauchen in eine Flüssigkeit vollaufen. Die Membran 2 ist an den Stirnseiten des Stützkörpers 1 mit gekrümmten Befestigungsleisten 10 mittels Schrauben 11 befestigt und abgedichtet. Der Stützkörper 1 ist mit einem Luftstutzen 6 verbunden, der Luftkanäle 7 für das Zuführen der Begasungsluft besitzt. Der Luftstutzen 6 ist als besonderes Spritzgußteil mit dem Stützkörper 1 verklebt oder verschweißt. Zwischen dem Luftstutzen 6 und der Membran 2 befindet sich eine Rückschlagklappe 8 aus elastischem Material, welche die Luftkanäle gegen rückströmende Flüssigkeit abdichtet.

Der Stützkörper 1 besitzt eine schalenförmig gewölbte Oberfläche 9, auf der die Membran 2 aufliegt. Beim Begasen hebt sich die Membran 2 von der Oberfläche 9 und bildet so einen über die gesamte Fläche gleichmäßigen

• ·

gekrümmten Gasraum mit minimalen Volumen. Die Membran 2 sowie die Membranklemmen 3 sind kostengünstige, mit Hilfe von Extrudierwerkzeugen gefertigte Endlosteile.

Der Luftzufuhrstutzen 6 kann gemäß Fig. 3 L-förmig ausgebildet sein. Dabei wird das Gas nach dem Eintritt in den Luftkanal 7 um 90° zu dem rechtwinklig dazuliegenden Stützkörper umgelenkt.

Claims

Schutzansprüche:

1. Plattenbelüfter zum Begasen von Flüssigkeiten mit

einem im Querschnitt halbzylindrischen bis halbelliptischen Langkörper als Stützkörper (1),

einer gasdurchlässigen elastischen Membran (2) und - leistenförmigen Membranklemmen (3).

2. Belüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (2) Längsstege (4) klauenartig umgreift und in Längsnuten des Stützkörpers (1) verklemmt ist.

3. Belüfter nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch ge kenn &zgr; e i chne t, daß im Querschnitt U-förmige Membranklemmen (3) jeweils einen Längssteg (4) des Stützkörpers (1) umgreifen.

4. Belüfter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranklemmen (3) auf ihrer Innenfläche und die Längsstege (4) auf ihren Außenflächen ein Sägezahnprofil (4) besitzen.

5. Belüfter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (2) eine unterschiedliche Schichtdicke besitzt.

6. Belüfter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (2) eine unterschiedliche Porösität besitzt.

7. Belüfter nach einem der Ansprüche 1 oder 6, gekennzeichnet durch mindestens einen Luftstutzen (6) mit einem Rückschlagventil (8).

8. Belüfter nach einem der Ansprüche 1 bis 1, dadurch ge kenn &zgr; e i chne t/ daß der Stützkörper (1) einen Luftstutzen (6) mit L-förmiger Luftzuführung (7) besitzt.

9. Belüfter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß der Stützkörper (1) eine Luftzuführung mit einer elastischen Rückschlagklappe (8) besitzt.

10. Belüfter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützkörper (1) Flutungsräume (5) besitzt.