EP3110538A2 - Stationary and mobile device for the energy-optimal introduction of a fluid into a fluid by means of a controlled input of individual bubbles or drops of a gas, gas mixture, or fluid - Google Patents

Stationary and mobile device for the energy-optimal introduction of a fluid into a fluid by means of a controlled input of individual bubbles or drops of a gas, gas mixture, or fluid

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Publication number
EP3110538A2
EP3110538A2 EP15707924.5A EP15707924A EP3110538A2 EP 3110538 A2 EP3110538 A2 EP 3110538A2 EP 15707924 A EP15707924 A EP 15707924A EP 3110538 A2 EP3110538 A2 EP 3110538A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cover element
elements
outlet
fluid
pressure chamber
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP15707924.5A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Martin Stachowske
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Individual
Original Assignee
Individual
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Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP3110538A2 publication Critical patent/EP3110538A2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20Mixing gases with liquids
    • B01F23/23Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/231Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids by bubbling
    • B01F23/23105Arrangement or manipulation of the gas bubbling devices
    • B01F23/2312Diffusers
    • B01F23/23126Diffusers characterised by the shape of the diffuser element
    • B01F23/231264Diffusers characterised by the shape of the diffuser element being in the form of plates, flat beams, flat membranes or films
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20Mixing gases with liquids
    • B01F23/23Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/231Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids by bubbling
    • B01F23/23105Arrangement or manipulation of the gas bubbling devices
    • B01F23/2312Diffusers
    • B01F23/23126Diffusers characterised by the shape of the diffuser element
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    • B01F23/20Mixing gases with liquids
    • B01F23/23Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/231Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids by bubbling
    • B01F23/23105Arrangement or manipulation of the gas bubbling devices
    • B01F23/2312Diffusers
    • B01F23/23121Diffusers having injection means, e.g. nozzles with circumferential outlet
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20Mixing gases with liquids
    • B01F23/23Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/231Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids by bubbling
    • B01F23/23105Arrangement or manipulation of the gas bubbling devices
    • B01F23/2312Diffusers
    • B01F23/23123Diffusers consisting of rigid porous or perforated material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20Mixing gases with liquids
    • B01F23/23Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/231Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids by bubbling
    • B01F23/23105Arrangement or manipulation of the gas bubbling devices
    • B01F23/2312Diffusers
    • B01F23/23123Diffusers consisting of rigid porous or perforated material
    • B01F23/231231Diffusers consisting of rigid porous or perforated material the outlets being in the form of perforations

Definitions

  • Stationary and mobile device for energy-optimal introduction of a fluid into a fluid by a controlled entry of individual bubbles or drops of a gas, gas mixture or fluid
  • the present invention relates to a device for introducing a fluid, in particular a gas or a gas mixture, from the device into a fluid surrounding the device, in particular into a fluid according to the preamble of claim 1, comprising a pressure chamber, a cover element, the at least one upper side the pressure chamber, a Begiererwanne, which forms at least one lower side of the pressure chamber, an air supply medium line for supplying the fluid into the pressure chamber, a drainage line for discharging liquid from the pressure chamber and a plurality of outlet elements for passing the fluid, which in the cover are formed.
  • the present invention according to claim 29 relates to a method for producing a cover element for a device for introducing a fluid from the device in a Vorrich- the Vorrich- tion surrounding fluid, in particular for a device according to the invention.
  • the membrane aerator and the ceramic aerator have a high energy consumption.
  • the slots in the membranes of these aerators must be laboriously opened and closed for their operation, which leads to systemic pressure losses during passage of gas from the membrane slots or through the wall of the ceramic aerator.
  • water can penetrate through the membrane slots or the pores of the ceramic wall in the aerator, which then has to be discharged again by the evaporation during operation with the conveyed air.
  • the membrane and ceramic Begaser can be cleaned only complicated.
  • the membrane and ceramic aerators have a short operating life because the slits may be clogged with the contaminants, which may result in the aerators no longer functioning or consuming more energy to overcome the higher drag resistances due to contamination got to.
  • All conventional Begasern is common that the individual registered gas bubbles quickly combine or coalesce into even larger bubbles and therefore have too high a rate of ascent, which in turn the decisive for the transfer of gas from the gas bubble into the liquid contact time by the ascent rate is determined, shortened. The gas is therefore quickly removed from the liquid, whereby the desired effects of the minimal ascent Speed or maximum contact time of the gas bubbles with the liquid can not or only partially be achieved.
  • the larger the gas bubbles are the more volume of the gas or gas mixture has to be conveyed in order to achieve or to achieve the target of transferring the required amount of gases or gas mixtures into the surrounding liquid with the gas or gas mixture introduced to distribute as finely as possible a maximum of the volume flow conveyed into the pressure chamber in the liquid.
  • the larger gas bubbles unlike small gas bubbles, consume more energy to deliver the gas or gas mixture because the shorter contact time of the rapidly rising bubbles with the liquid requires a larger volume of gas to achieve the desired effects of the gas introduced into the liquid with the liquid to achieve.
  • the device according to the invention should be easy to clean.
  • the fluid to be introduced will be referred to as a gas or gas mixture, but not by way of limitation.
  • the fluid to be introduced can also be a liquid or a liquid mixture.
  • a fluid into which the fluid to be introduced is introduced may be a liquid, a liquid mixture or a gas or gas mixture.
  • a fluid into which the fluid to be introduced is registered in the form of bubbles referred to as a liquid.
  • the energy requirement for the entry of a fluid, for example of gases or gas mixtures in a fluid, for example in a liquid can be reduced according to the invention by three measures.
  • the volumetric flow of a gas or a gas mixture must already be distributed as finely as possible in the liquid at the time of introduction into the liquids in such a way that a maximum contact surface between the conveyed fluid volume flow from the gas mixture and the surrounding liquid is achieved.
  • to prevent gas bubbles from coalescing after exiting an outlet member prior to reaching the surface of the liquid to avoid rapid buoyancy of large bubbles of coalesced small bubbles.
  • the frictional resistances from the entry of a gas or gas mixture into the aerator or into a pressure chamber until it leaves the outlet elements must be minimized.
  • the total area of 100.48 area units, which is two times higher, has a factor of two times higher frictional forces than 50.24 area units, which have a delaying effect on the lift or rise of a gas bubble and, conversely, extend the contact time.
  • the first condition is that the distance between the individual outlet openings in the outlet elements to each other, from which the gas or gas mixture enters the liquid is at least so large that at the same time exit of one gas bubble from two or more outlet openings in the outlet elements None of these bubbles comes into contact with a gasifier with any of the others coexisting into a larger bubble at the same time or in a very short time after these exiting bubbles.
  • the second condition is that above each exit port of the gas scrubber two sequentially emerging gas bubbles can not coalesce with each other.
  • the total pressure in the pressure chamber plus the pressure to overcome the frictional forces in the outlet member must be greater than the pressure created by the column of water above the pressure chamber and the outlet member. To overcome this pressure, energy must be provided. The energy requirement of different types of gas turbine at the same volume flow and at the same temperature depends on the frictional resistance to be overcome both in the gasifier and in the outlet elements.
  • the device according to the invention for introducing a fluid, in particular a gas or a gas mixture, from the device into a device surrounding the device Fluid, in particular in a liquid includes the technical teaching that the cover is produced as a molded body or from a monolithic solid.
  • a cover member as a molded article which can be produced, for example, from a curable molding compound, such as a polyurethane resin compound, an epoxy resin compound, a polyester resin compound or a combination of at least two of these resin compounds and corresponding additives, such as reaction diluents, curing agents and plasticizers, is particularly suitable for a multiple and relatively simple reproduction of the cover and thus for a simple and inexpensive production.
  • a curable molding compound such as a polyurethane resin compound, an epoxy resin compound, a polyester resin compound or a combination of at least two of these resin compounds and corresponding additives, such as reaction diluents, curing agents and plasticizers
  • a cover element designed as a shaped body can also be a ceramic or glass covering element made of a cast ceramic or a silicon oxide.
  • the cover elements designed in this way are particularly suitable for particularly good cleaning, in particular because of their smooth surfaces and their inert properties.
  • a covering element produced from a monolithic solid can also be produced reproducibly in a simple manner.
  • a monolithic solid body is understood to mean a solid body produced in one piece in one piece, which serves as the starting basis for shaping the cover element.
  • the monolithic solid may be one made of a metal such as steel, galvanized sheet, iron, brass, aluminum or other metals or precious metals such as titanium, stainless steel and its alloys, from POM polyoxymethylane, polyacetal or acetal (trade name Delrin), PVC Polyvinyl chloride, Teflon PTFE polytetrafluoroethylene, PA polyamides, Pertinax fiber composite (hard tissue), aluminum alloys, brass alloys, cast ceramics (as a blank), titanium alloys produced casting body brought by machining, for example by milling, grinding or drilling in the shape of the cover with its functions becomes.
  • the cover element produced from a shaped body or from a monolithic solid body is self-supporting, so that it can be installed in the device without an additional supporting structure.
  • the cover is preferably already made self-supporting. But the cover can also supported or otherwise stored in the device. If a plurality of elements installed over a large area, ie preferably connected to each other, the outer cover elements can be advantageously stored on the side walls of the device. But the cover can also be worn on each of their projecting into the device corner by a pillar. A pillar can also carry four corners of four adjacent cover elements.
  • the covering element for example as a monolithic solid in the form of a metal plate, can preferably be cut out of a metal sheet or plate by punching, sawing, cutting or lasering.
  • the metal sheet or plate should preferably have a material thickness of 0.05 mm to 5.0 mm, and most preferably have a material thickness of 0.15 mm to 0.5 mm, so that in the material thickness of the metal sheet or plateNettinte cover for a preferably self-supporting and on the other hand remains dimensionally stable under pressure.
  • the outer dimensions of the cover may be equal to the outer dimensions of a pressure chamber, between the cover and pressure chamber advantageously a seal can be inserted, and the cover with the pressure chamber at least non-positively and / or positively connected, for example by screwing, for example the pressure chamber and / or on the cover member is formed a thread that positively and positively engages with a counter-thread formed on the cover and / or the pressure chamber, wherein advantageously in the region of the thread, the seal between the cover and the pressure chamber is arranged.
  • the cover can also be connected by means of fastening elements, such as screws or rivets by means of screwing riveting to the pressure chamber positively.
  • fastening elements such as screws or rivets by means of screwing riveting to the pressure chamber positively.
  • a frame can be placed on the cover, the dimensions of which correspond to those of a seal between the cover and the pressure chamber to press with this frame, the seal evenly on the surface between the pressure chamber and cover.
  • an adhesive seal can be introduced between the cover element and the gasifier trough of the pressure chamber, which on the one hand frictionally and cohesively connects the cover element to the pressure chamber, so that an additional mechanical connection by means of screws or rivets is not required, and on the other hand a separate seal replaced between the cover and the Begaserwanne pressure chamber.
  • the cover in order to prevent lifting of the cover at a pressure surge generated by an unforeseen high amount of air, the cover can be additionally secured by screws or rivets.
  • the outer dimensions of the cover, d. H. the surface of the cover is preferably dimensioned so that a flat surface of the cover at least at the edge regions over an edge of the Begaserwanne pressure chamber, wherein the edge is formed by side walls of the Begaserwanne the pressure chamber projects.
  • the cover can be at least partially folded over at the edge regions, wherein the Umkantungen of the cover preferably on or on the side walls outside or inside lying in relation to the pressure chamber and abut and screwed the cover with the pressure chamber advantageously over the Umkantungen , riveted or glued.
  • a seal can be inserted between the folds of the cover and the side walls of the Begaserwanne the pressure chamber, which is designed for example in the form of an adhesive seal.
  • the folded surfaces of the cover ie the folds stiffen by their function as area moment of inertia, the surface of the cover in the edge regions against deflection which advantageously leads to a stiffening of the entire cover, whereby the material thickness of the cover can be reduced without the self-supporting function
  • the contact path of a fluid on the way from the pressure chamber through the outlet elements to the fluid located above the cover element can be shortened, thereby advantageously reducing the friction between the fluid passing through the outlet elements Begaserwanne the pressure chamber guided fluid is reduced, resulting in an advantageous manner to an additional energy optimization of the device.
  • the outlet elements which serve for passing the gas or gas mixture, ie the fluid, from the pressure chamber into the liquid or the fluid, are formed as the shaped body or the monolithic solid, ie, the covering element through holes and / or channels.
  • the cover element has at least one outlet element and preferably a plurality of outlet elements.
  • the outlet members may be formed as squares or rectangles or equilateral or isosceles triangles or circularly around a single outlet member or in any arrangement on a partial surface or on the entire surface of the cover member.
  • the outlet elements in a cover element can all have the same diameter or each outlet element a specific diameter or a plurality of outlet elements of a group a same and the outlet elements of another group have a different diameter.
  • the outlet elements designed as holes preferably have a diameter of 0.005 mm to a maximum of 1.0 mm, preferably from 0.01 mm to a maximum of 0.4 mm.
  • at least the diameter of the holes at their outlet side, that is to say at the opening towards the liquid, should have the preferred diameters.
  • the diameter of the holes when passing through the cover vary so that it in the course of the holes in the passage through the cover from the inlet opening of the gas or the gas mixture in the pressure chamber to the outlet opening of the gas or the gas mixture expand into the liquid and / or can rejuvenate.
  • distances between the center of two adjacent outlet members are at least the radius of each of the two outlet members plus a distance on the center connecting axis between the edges of the two outlet members of 0.001 mm to 100 mm, preferably 0.01 mm to 1.0 mm formed.
  • the outlet elements can advantageously be designed as cylinders with smooth walls between the pressure chamber and the liquid or as a channel with a funnel-shaped inlet and a funnel-shaped outlet or as a channel with a nozzle-shaped inlet and a nozzle-shaped outlet or a funnel-shaped inlet and a nozzle-shaped inlet.
  • gene outlet or nozzle-shaped inlet and a funnel-shaped outlet be configured.
  • a bubble diameter of ⁇ 0.1 mm is preferably provided in order to prevent coalescence of the bubbles emerging from the outlet elements.
  • An outlet member in the cover member may preferably be oriented at an angle of 90 ° to the surface of the cover member or a group of outlet members in a cover member or all outlet members in a cover member may be oriented at an angle of 90 ° to the surface of the cover member.
  • an outlet in the cover can also be inclined at an angle between 0.1 ° and 89.9 ° to the surface of the cover, wherein all outlet elements in a cover the same angle between 0.1 ° and 89.9 ° may be formed inclined to the surface of the cover. It is also possible to design a plurality of outlet elements of one group at the same angle between 0.1 ° and 89.9 ° and outlet elements of another group at a different angle between 0.1 ° and 89.9 ° to the surface of the cover element.
  • An outlet member in a cover member or a group of outlet members in the cover member may be at an angle between 0.1 ° and 89.9 ° and another group of outlet members in a cover member may be at a different angle between 0.1 ° and 89.9 ° and all outlet elements in a cover element can be inclined at an angle between 0.1 ° and 89.9 ° to the surface of the cover element and at the same time an outlet element in a cover element and a group of outlet elements in a cover element at an angle between 0 ° and 360 ° and another group of outlet members in a cover member may be at a different angle between 0 ° and 360 ° and all outlet members in a cover member may be at an angle between 0 ° and 360 ° at a virtual line extending from the center of a geometric surface or from the coordinates of the center of gravity of a surface with any circumferential line to a point on the edge of the F surface of the cover leads, be aligned.
  • a group of outlet elements is to be understood as meaning at least two outlet elements, each outlet element of a group having in each case the same features as for example the same inclination or the same orientation.
  • An outlet element of a group, wherein the group membership is determined by the design, the function and / or the arrangement of the outlet element, may advantageously be formed at each location of the cover element by itself and not in a closed formation of at least two elements in the cover element.
  • the outlet elements are suitable as placeholder elements for the design of the outlet elements in or on a negative mold, in which the curable casting composition for the design of the cover is filled, on or attached or attached.
  • a wire for example, a dental wire, Flexinol (muscle wire), a bronze wire, a silver wire, piano wire, a constantan wire, a spring steel wire, a tungsten wire, a basalt wire or a stainless steel wire are used.
  • the cord can be, for example, a monofilament or polyphilic fishing line.
  • a glass fiber or a strand may preferably serve as a placeholder element for the design of the outlet elements formed as holes.
  • a tip pulled out of a glass cannula or pipette can also very particularly preferably serve as a placeholder element for the design of the outlet elements formed as holes.
  • the design of the outlet elements designed as holes in the cover element designed as a monolithic solid can be realized, for example, by drilling, punching or lasing.
  • the drills can have various angles, such as a point angle, rake angle, clearance angle, wedge angle or cross cutting angle.
  • outlet elements are designed as holes or channels in the cover element by means of lasers
  • a hole spacing of 2.9 mm this results in preferably 1024 outlet elements in a production step with a deviation of the diameter of the individual outlet elements of ⁇ 20% based on the total number of outlet elements.
  • An outlet element with a low or very low frictional resistance can also be an inside smooth tube piece or a smooth channel, in comparison With a membrane aerator no slot in the membrane must be opened at higher pressure and in which, compared to a ceramic aerator no higher pressure must be applied to overcome the frictional resistances in the ceramic wall.
  • outlet elements as holes with a very small diameter or as a piece of pipe or as a channel with a very small diameter so a fine volume flow of the gas, gas mixture or fluid can be distributed in the liquid.
  • the finer a volumetric flow of the gas, gas mixture or fluid can be distributed in a liquid and the more increasingly larger contact surface area of gas bubbles or fluid droplets can be created, the more smaller the diameter of the gas, gas mixture or fluid the volume flow of the gas or gas mixture to be delivered and thus also the energy required for the promotion of the volume flow.
  • the energy requirement can be further reduced if no energy is needed for the expansion of a membrane, a membrane gasifier or for overcoming the frictional resistances when flowing through the wall of a ceramic gasifier.
  • This energy consumption can be avoided with the device described here, if the conditions described for avoiding coalescence, namely the minimum distance of the outlet elements, the exit sequence of the gas bubbles from the outlet openings, the shape of the outlet openings and the setting of a maximum volume flow at a Koaleszenzrisiko opening as a hollow needle with lateral outlet opening is met. It is an essential element of the device that the volume flow of the gas or gas mixture can be set in clear difference to conventional membrane and ceramic Begasern or perforated plates so that on the one hand coalescence is prevented and on the other hand to be entered volume flow of the gas or gas mixture so finely dissolved and distributed, that a minimum amount of bubbles promoted because optimal bubble size and maximum because optimal contact area between the registered amount of the gas or gas mixture is achieved.
  • the energy optimum for the introduction of gases and gas mixtures into liquids can be achieved according to the invention.
  • an optimal arrangement of all outlet elements in the cover is a prerequisite.
  • the cover element ie the molded body or the monolithic solid, advantageously has at least one three-dimensional surface which is formed from triangularly and / or convexly shaped mold elements, thereby at least the outlet location and the outlet quantity of a gas, gas mixture or fluid from the aerator into the liquid for an energy-optimal entry of the gas, gas mixture or fluid into the liquid.
  • a three-dimensional surface in contrast to a two-dimensional surface with the same outer dimensions of the cover, a larger area on which distributed a larger number of outlet elements can be arranged. It is advantageous if the mold elements are substantially parallel spaced apart or arranged adjacent to each other, so that not gas bubbles rising above a mold element with gas bubbles rising above another mold element, coalesce with each other.
  • the outlet elements are preferably designed in flanks of the triangular shaped elements or in arcs of the convexly and / or concavely configured shaped elements.
  • the spacing between at least two outlet elements and between the flanks or arcs of a feature element can also vary along the form elements.
  • the outlet elements are designed as holes for the flanks and / or through the holes which, as already described for the holes penetrating the cover element, have the same properties.
  • the flanks preferably have a pitch angle between 0 ° and 89 ° to a horizontal plane parallel to the upper side of the pressure chamber.
  • the flanks have a pitch angle of 60 ° to a horizontal plane parallel to the top of the pressure chamber.
  • the bends is preferably a radian measure between 1 ° to 360 °, in particular of 180 °.
  • the arcs may also be arranged one on another as in a sinusoidal curve, with at least one convex arc merging into a concave arc by changing the direction of the curvature.
  • the configuration of the form elements on or with the cover element makes it possible to deviate from the terminations parallel to the horizontal or to the upper side of the pressure chamber as flanks or arcs, that is to say in the case of the cover element.
  • H spaced from the top of the pressure chamber.
  • the outlet elements and preferably the holes may have a smooth or rough wall. By selecting a smooth or rough wall, a certain shape and size of the escaping bubbles, the repulsive force with which the bubbles are omitted, their trajectory and their speed can be realized.
  • the adjusted slope of the flanks or the radian measure or the curvature can serve to optimally increase the residence time of the bubbles in the liquid.
  • the exit direction of the bubbles can be determined so that successive bubbles emerging from an outlet element initially move in a different direction from the vertical direction than the previously exited ones before ascending. This can be avoided that the bubbles meet, coalesce and form larger gas bubbles, which have a lower resistance to buoyancy than two separate smaller bubbles. The negative effect of coalescence can thus be overcome.
  • the opening of the outlet elements ie the outlet opening of the outlet elements can be crucial to avoid coalescence of gas bubbles, which is why the opening may be formed as a gas outlet region in the form of a slot, a rectangular opening, a bore or the like.
  • the width of the opening preferably indicated as the inner diameter of the outlet, is not used for dimensioning a gas scrubber, but to generate the optimal energetically for the particular application bubble size. If it is known which bubble size is optimal, the number of outlet elements is determined.
  • a different inner diameter or a different area can be selected for the arrangement of the outlet elements and the shape of the outlet opening.
  • outlet elements preferably with different inner diameters or another surface and shape of the outlet opening are used to produce bubbles of different sizes at different volume flows.
  • the distance between the outlet elements can be both uniform and non-uniform both in the longitudinal and in the transverse direction, starting at a length of 0.1 mm starting at each length required for the respective application.
  • a device for introducing a gas or a gas mixture into a liquid, which may have a pressure chamber required for the gas or the gas mixture to overcome the hydrostatic pressure, the water column above the pressure chamber and the frictional resistance present in the outlet elements and can enter the liquid from the pressure chamber.
  • the pressure chamber may have a Begaserwanne or a closed floor panel, wherein the cover can form an upper side and the Begaserwanne or a closed floor panel an underside of the pressure chamber.
  • a supply air medium line can be provided for supplying the gas or the gas mixture into the pressure chamber.
  • a drainage line may be provided.
  • the invention provides outlet elements for the gas, gas mixture or fluid. Between the cover and the gastric tub a seal is provided in an advantageous manner, which forms a seal between the Begaserwanne and the cover so that gas or gas mixtures can not escape between the Begaserwanne and the cover from the pressure chamber.
  • the seal sealing between the cover and the Begaserwanne which designed as a molded body or as a monolithic solid cover is non-positively or positively and particularly preferably non-positively and positively Connected to the Begaserwanne.
  • the Begaserwanne with the cover over a sealant which simultaneously causes sticking together, ie, a frictional connection of the Begaserwanne with the cover, also be materially connected.
  • the cover can be fixed inversely to the Begaserwanne, ie be aligned with the surface of the shaped body or the monolithic solid containing the triangular and / or convex and / or concave shaped mold elements to the pressure chamber. The then applied to the liquid flat surface of the cover can be cleaned better.
  • the pressure chamber according to the invention can advantageously be self-draining.
  • the pressure chamber can be filled with liquid through the outlet elements.
  • the liquid that has entered can be partially conveyed out of the pressure chamber through the outlet elements and partly through the low-nominal drainage line.
  • an overpressure in the pressure chamber is generated at short notice and at the same time, for example, a wear-free hose pump put into operation. Due to the overpressure in the pressure chamber and the simultaneously constructed negative pressure in the drainage line it fills quickly because of their small nominal diameter with the liquid in the pressure chamber.
  • the pressure in the pressure chamber is composed of the pressure for overcoming the hydrostatic pressure and for overcoming the friction losses in the outlet elements.
  • This pressure is also on the drainage line and is increased by the overpressure, whereby the pump has to lift after filling the drainage line with the liquid from the pressure chamber only over the height between the liquid level and the suction point of the pump.
  • the entry of liquid standing above the pressure chamber through the outlet elements into the pressure chamber can be avoided permanently if a pressure of at least more than 1 mbar in the pressure chamber can be maintained constantly between the start of an interruption of operation and the restarting of the entry of a gas or gas mixture.
  • a compressor may be provided to achieve a desired pressure of the gas or gas mixture in the pressure chamber.
  • the device can be flushed back through the drainage line.
  • the liquid can be flushed out at a corresponding overpressure by the outlet elements and entrain the set in the outlet elements dirt particles.
  • the device according to the invention can thus be used to save energy.
  • the device can be switched on and off at the place of use, in the liquid and without taking it out. It can be easily vented and cleaned.
  • reagents such as acetic acid or superheated steam can be used for cleaning.
  • the required volume flow of the gas or gas mixture can be adjusted at any time as needed or demand-dependent, whereby the promotion of non-required volumes suppressed and no energy is consumed for the unnecessary volumes.
  • the required concentration of a gas or a gas mixture in the region of the respective pressure chamber can be set or the volumetric flow required for mixing can be adjusted in a targeted manner. This is of particular interest when, due to constant fluctuations of concentrations, as are common in biological wastewater treatment, with the entry of gases or gas mixtures to supply the microorganisms for their metabolism equivalent supply of technically pure oxygen or Air can be adjusted as needed and thus optimized for energy.
  • a solenoid valve can be installed at the inlet opening of the outlet element, ie inside the pressure chamber, or alternatively a hose connecting the inlet opening with the associated solenoid valve or several tubes from a plurality of inlet openings, which are combined in a hose and connected to only one solenoid valve.
  • the supply and control lines for the solenoid valves are preferably performed at the bottom of the top or at the top or on the side walls of the pressure chamber and via the supply air medium line and / or via the drainage line into the pressure chamber.
  • the supply and control lines for the solenoid valves and the drainage line are brought together in an advantageous manner in a media line, which can be connected separately to the pressure chamber.
  • the fumigant self-supporting cover elements with different placement with outlet elements or mold elements can be replaced in the short term against other self-supporting cover, but with a different equipment and arrangement with outlet elements and moldings.
  • This exchange is facilitated by the fact that the Begasser by design need not be secured against buoyancy, but are designed so that their weight approximately corresponds to their enclosed cavity, so that both a lifting and a lowering with simple hoist is possible.
  • This is particularly useful if, due to design changes or changes in demand, aerators with other throughputs or other arrangements of the outlet elements or a different number of outlet elements and / or form elements are to be replaced by the existing aerators.
  • Another advantage is that the Begasser by design, after removal from a reactor or a body of water or a liquid with the aim of replacing Begasern with different performance can be used elsewhere, which in contrast to non-nondestructively usable membrane and Ceramic Begasern a sustainable conservation of raw materials and energy from the unique production and multiple possible recycling is achieved.
  • the devices according to the invention combine the conditions of intensive distribution of the volume flow of a gas or gas mixture at the time of its entry into the liquid on a plurality of outlet elements with the avoidance of coalescence of gas bubbles during their ascent in the liquid, is the volume flow of a gas to be delivered or gas mixture lower than when fed with a membrane Begaser or ceramic Begaser to enter the necessary amount of a gas or gas mixture in the liquid.
  • membrane or ceramic Begasern when using the device according to the invention almost only pressure and thus energy to overcome the same for all types of gas turbine hydrostatic pressure is required.
  • a higher pressure in the pressure chamber and the outlet elements is to be overcome only at a large volume flow of a gas or gas mixture.
  • the pressure and thus the energy demand corresponding to the pressure can be optimized by the arrangement of several aerators on the energy demand at energy-optimal flow rates.
  • the device according to the invention can advantageously be installed in a stationary manner at different locations or in different waters. It does not require a complicated structure. This may make them particularly suitable for the following possible applications of the invention and many other applications.
  • the device according to the invention can be used for introducing a gas or a gas mixture into reactors which are partially or completely filled with liquids, in particular with water, in natural and in artificial waters.
  • the device according to the invention can be introduced permanently stationary at the bottom of a partially or completely filled reactor or at the bottom of a natural and artificial body of water.
  • the device according to the invention can be operated in a mobile reactor in order to combine the two procedural processes of introducing the gas into a liquid under the distribution of the gas within the liquid, which is usually carried out today by energy-intensive agitators or circulating pumps, that through continuous introduction of the gas or gas mixture by sliding over the bottom of the reactor the gas bubbles emerging from the outlet elements simultaneously mix the water body so that the gas bubbles are evenly distributed in the water body.
  • the device according to the invention is hung on an at least biaxial chassis that is moved on the side edges of the reactor.
  • the chassis can be operated continuously both on the edge of a round, square or elongated reactor and drive on the edge of a round, square or elongated reactor on reaching a tank end by switching back to the opposite end of the tank.
  • the device according to the invention can be guided in one position directly over the pelvic floor and in another position above the pelvic floor or in several positions over the pelvic floor.
  • the apparatus according to the invention can be used to build up a concentration of gases or gas mixtures in reactors, in water, partially or fully filled reactors, in natural and artificial waters or to increase the already existing concentration of gases or gas mixtures.
  • the device according to the invention already produces small and very small bubbles due to the design, it is particularly suitable for reactors into which a gas, a gas mixture or a fluid can be introduced under pressure into a liquid in order to uniformly distribute the gas or gas mixture with the target a supersaturation of the gas or gas mixture in the entire body of liquid, and then trigger an immediate rise of the gas bubbles by sudden relaxation, the gas bubbles tear small particles from the liquid to the surface of the liquid because of their small size, so the high energy consumption in process how to minimize the relaxation floatation with perforated sheets.
  • the device according to the invention in particular by its low energy requirement for reducing the density of the liquid, in particular the water, can be used in a riser by the density difference of the gas-liquid mixture in the riser and the liquid with a higher density outside the pipe, so that the liquid in the riser is promoted with a lower energy consumption compared to membrane and ceramic Begasern.
  • the device according to the invention in particular by its low energy requirement, interchanged for exchanging the liquid above the outlet element with the liquid in the vicinity of the outlet element, in particular by a density difference between a liquid column interspersed with gas or gas mixture and a gas-free or not with dissolved gases or gas mixtures Liquid column, to be put into use.
  • the device according to the invention in particular due to its low energy requirement, for forming a bubble curtain, which is used as a barrier for the propagation of sound, are used.
  • the device according to the invention in particular by their low energy requirements by permanently sliding small bubbles over permanently underwater surfaces and thereby acting friction of the plurality of small bubbles on the surfaces to prevent the formation of fouling or for the removal of existing vegetation for Use come.
  • the device according to the invention for biodegradation of contaminants in liquids can be used efficiently and permanently.
  • the cover can be made of a translucent material, by the light of the same wavelength or with different wavelengths the entire color spectrum radiates from the pressure chamber.
  • the device according to the invention is advantageously particularly suitable for eliminating the nitrogen energy-optimally in the biological sewage treatment plants.
  • ammonium NH4 ammonia NH3 is oxidized by microorganisms to nitrite N03 by introduction of oxygen, which goes into solution in wastewater. This happens in a separate area of a reactor.
  • the oxygen of microorganisms is split off from the nitrite N03 and the elemental nitrogen N2 is formed. In this process of reducing the nitrite N03 to nitrogen N2, there must be no dissolved oxygen in the wastewater.
  • the device according to the invention By means of the device according to the invention, it is possible to introduce only so much oxygen with the atmospheric air into the reactor that this oxygen, immediately after it has gone into solution, is utilized by the microorganisms. Although there is still a small amount of dissolved oxygen in the wastewater, the microorganisms that reduce N03 to N2 are forced to recycle the oxygen bound to nitrite N03. In order to provide the supply of microorganisms in the reduction of nitrite N03 to nitrogen N2 sufficiently with wastewater ingredients, the wastewater is constantly mixed by agitator or circulating pump. With the device according to the invention, a gas is introduced into a liquid, a gas into a gas, or a liquid into a gas, wherein at the same time by turbulence, the liquid or the gas is mixed.
  • Gases and gas mixtures may be dry, partially or completely saturated. Furthermore, under high temperatures and high pressure, water may be in a gaseous state as vapor.
  • the device according to the invention may advantageously be suitable for introducing gases and gas mixtures in their respective state of aggregation and saturation in liquids.
  • the device can be used both for the entry of gases and gas mixtures in liquids or liquid mixtures, of gas or gas mixtures in gases or gas mixtures, as well as for the entry of liquids or liquid mixtures in liquids or liquid mixtures in which the pressure chamber with a liquid or a fluid is applied.
  • the pressure chamber into a plurality of segments, which are acted upon individually with gas or with a gas mixture and with a liquid or a fluid and can be mixed above the pressure chamber.
  • the device can be used as a heat exchanger by steam or a hot gas or a hot liquid from the pressure chamber is passed through the outlet elements and / or through a exchanger chamber in an overlying chamber.
  • a liquid or a gas, a gas mixture or a fluid can be guided in crossflow.
  • Another field of use of the device is the prevention of the growth of objects in the water with moss or algae.
  • the growth is prevented or existing vegetation removed from the gas bubbles and no chemicals are required.
  • This also applies to the membrane plants used in biological wastewater treatment. Due to the unnecessary constant fumigation of objects and surfaces - with the exception of the membrane plant - such a system can be supplied with solar power due to the low energy consumption.
  • the object of the present invention namely to provide a method with which a cover element for a device according to the invention with smallest possible outlet elements is reproducible to produce, is provided by a method for producing a cover for a device for introducing a fluid from the device into a device surrounding Fluid, in particular for a device according to the invention, solved, regardless of how many process steps are needed, the product of the method is the same, for example, a cover having at least one surface having at least two form elements, which in turn have a plurality of outlet elements.
  • the method provides in an alternative embodiment for the design of the cover as a shaped body, the following method steps:
  • a master model is first manufactured, which is identical with respect to the mold elements and its orientation with the cover to be produced.
  • the original model can preferably be made of POM polyoxymethylane, also polyacetal or acetal (trade name Delrin), PVC polyvinyl chloride, Teflon PTFE polytetra- Rafluoroethylene, PA polyamides, Pertinax fiber composite (hard tissue), aluminum alloys, brass alloys, cast ceramics (as a blank), titanium alloys or other hard or soft plastics or plastic compounds as well as metal or metal alloys or metal-plastic alloys.
  • the production step of the original model is followed by the step of molding the original model, whereby the casting mold for the product, namely the covering element, is created.
  • a negative mold for the cover element is produced, on which the mold elements are oriented inversely to the mold elements of the original model and of the cover element.
  • the material used for the negative mold is preferably silicone rubber, addition-curing (low shrinkage), silicone rubber, condensation-crosslinking (greater shrinkage possible), polyurethane rubber or other materials having similar properties.
  • a mold for the cover member is prepared by inserting or attaching dummy members into or onto the female mold at the positions of the outlet members.
  • a wire such as a dental wire, Flexinol (muscle wire), a bronze wire, a silver wire, a piano wire, a constantan wire, a spring steel wire, a tungsten wire, a basalt wire, or a stainless steel wire may serve as the dummy.
  • Another placeholder element may be, for example, a monofilament or polyfile fishing line.
  • a glass fiber or a strand may preferably serve as a placeholder element for the design of the outlet elements formed as holes.
  • a tip pulled out of a glass cannula or pipette can also very particularly preferably serve as a placeholder element for the design of the outlet elements formed as holes.
  • the wires, cords, threads, fibers or strands can be placed in the negative mold by a guide element, for example a cannula, which is preferably configured as a hollow body being pushed through the negative mold at the placements of the wires through which the wires, Cords, threads, fibers or strands are performed. After the wires, cords, threads, fibers or strands have been pushed through the cannulas, the cannulas are removed and the negative mold material contracts around the wires, cords, threads, fibers or strands.
  • the so introduced into the negative mold wires, cords, threads, fibers or strands are preferably stretched before casting the casting material for the cover.
  • Tensioning the wires, Cords, threads, fibers or strands can be made, for example, by two crossed combs, which clamp by shear the wires, cords, threads, fibers or strands and thus moved away with the crests relative to the surface of the female mold, ie orthogonal to be stretched the surface.
  • the wires, cords, threads, fibers or strands can also be braced obliquely to the surface of the female mold at an angle of for example 45 °, but at least in an angular range between preferably 1 ° to 90 °.
  • a release agent is applied to the negative mold to provide a separation, i. H. to facilitate removal of the cast product from the negative mold.
  • a release agent a silicone-free or a silicone-containing release agent can be used in an advantageous manner, which on the negative mold, d. H. sprayed onto the mold, in liquid form, applied as a flowable paste or pasty.
  • a curable molding compound such as a polyurethane resin compound, an epoxy resin compound, a polyester resin compound or a combination of at least two of these resin compounds and corresponding additives, such as reaction diluents, curing agents and plasticizers
  • the cast product namely the cover member taken from the mold, d. H. removed from the negative mold.
  • a covering element designed as a shaped body can also be a ceramic or glass covering element made of a cast ceramic or a silicon oxide.
  • the cover elements designed in this way are particularly suitable for a particularly good cleaning due to their smooth surfaces.
  • the original model is designed as a negative mold to the cast product, namely to the cover and can directly as a mold for the casting model, namely as a cover, as already described for the other method, prepared and used.
  • the wires, cords, threads, fibers or strands can also be connected to the negative mold, for example by welding or gluing, without being guided through the negative mold on the surface of the negative mold.
  • the outlet elements can be formed by drilling through the solid.
  • the mold elements can be worked out by removing material, for example by milling or grinding of the material.
  • Placeholder elements can be attached to the surface of the cover element in the form of wires, cords, threads, fibers or strands, as already described, for example by welding or gluing.
  • openings or passages for example for the supply air medium line or the drainage line can be taken into account by placeholder elements before casting or by machining, for example by drilling or milling, subsequently configured in the molding or the monolithic solid.
  • the cover can be configured from a monolithic solid in the form of a metal plate, wherein the outlet elements are shot by means of a laser in the cover.
  • FIG. 1 shows a schematic sectional view of a device according to the invention with a cover element with triangularly configured form elements
  • FIG. 2 shows a plan view of the device from FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a plan view of a further device according to the invention
  • Figure 4 is a schematic sectional view of a negative mold with in performed
  • Figure 5 is a schematic sectional view of a cover with curved
  • Figure 6 is a schematic sectional view of a negative mold with surface-mounted placeholder elements.
  • FIG. 1 shows a device 1 according to the invention for introducing a fluid 2, which in the present case is shown as a gas or gas mixture.
  • the fluid 2 passes from the device 1 into a fluid 3 surrounding the device 1, which in the present case is a liquid.
  • the device 1 comprises a pressure chamber 10 whose top forms a cover 1 1.
  • an air supply line 30 is provided, which is connected for example via a hose to a container for the fluid 2, which is under pressure, for example, or from the Fluid 2 is passed via a compressor from the container via the hose in the supply air line 30,.
  • a drainage line 20 is also provided for discharging liquid from the pressure chamber 10.
  • outlet members 40 are formed for passing the fluid 2 from the pressure chamber 10 in the surrounding liquid in the cover 1 1.
  • the outlet elements 40 are present as the cover 1 1 formed through cross holes 50.
  • the fluid 2 is passed through an inlet opening 14 of the outlet elements 40 designed as holes 50 through the cover element 11 into the fluid 3 surrounding the pressure chamber 10.
  • the cover member 1 1 is produced according to the invention as a shaped body or of a monolithic solid. Since the cover 1 1 is placed as a preferably self-supporting component on the Begaserwanne 12 and thus exits the pressure chamber 10, the fluid 2 supplied to the pressure chamber 10 only at the outlet elements 40, is between the cover 1 1, which forms the top of the pressure chamber 10 and the Begaserwanne 12 a seal 13 configured.
  • the seal 13 may be a rubber-elastic seal or applied between the Begaserwanne 12 and the cover 11 1 pasty sealant that hardens and so forms a material bond between the cover 1 1 and the Begaserwanne 12.
  • the top of the cover 1 1 facing away from the pressure chamber 10 comprises triangular shaped elements 15, which in the present case are designed with two flanks 16, which taper towards each other.
  • the outlet elements 40 designed as holes 50 pass through the flanks 16 of the triangularly shaped form elements 15.
  • the flanks 16 have a pitch angle of approximately 60 degrees, which prevents the gas bubbles rising through the outlet elements 40 from rising as they rise the fluid 3 adhere to the wall of the mold elements 15. This prevents coalescence, ie a combination of several gas bubbles.
  • the mold elements 15 are arranged substantially parallel to each other. In this case, the form elements 15 are arranged spaced from each other, ie that the flanks 16 of the respective form elements 15 do not abut each other, but between the flanks 16, a transition is formed. Of course, the flanks 16 of the mold elements 15 can also be designed to abut each other, ie adjacent or even overarching.
  • the outlet elements 40 designed as holes 50 have a diameter of 0.005 mm to a maximum of 1.0 mm, preferably of 0.01 mm to 0.4 mm. The diameter of the outlet elements 40 designed as holes 50 is a matter of choice for the formation of very small gas bubbles which rise from the pressure chamber 10 via the outlet elements 40 into the fluid 3 under pressure.
  • the drainage line 20 may be configured like the supply air medium line shown in FIG. 1 and vice versa.
  • the drainage line 20 is advantageous for a self-emptying mode of operation of the device 1 according to the invention.
  • a lighter in the pressure chamber 10 Overpressure are created in order to pump off the liquid which has penetrated into the pressure chamber 10 while the overpressure is being built up and the dewatering pump is put into operation.
  • the overpressure can be created, for example, by a compressor, or by pumping a gas through the supply air medium line 30, which can displace the infiltrated liquid from the pressure chamber 10 and discharge it via the drainage line 20. It is conceivable that the drainage line 20 can be flushed with a liquid for cleaning purposes to rinse set particles from the designed as a hole 50 outlet elements 40.
  • the entry of the fluid 2 into the fluid 3 surrounding the device 1 can be controlled by individual outlet elements 40 by means of solenoid valves, not shown here, wherein each outlet element 40 can be assigned a solenoid valve.
  • each outlet element 40 can be assigned a solenoid valve.
  • at least one or a plurality of lighting elements may be provided in the pressure chamber 10 in order to illuminate the pressure chamber 10 and / or the fluid 3 via the outlet elements 40.
  • Both the supply air supply line 30 and the drainage line 20 can serve to introduce a power cable into the pressure chamber 10 in order to supply, for example, lighting elements as well as the solenoid valves with energy.
  • FIG. 2 shows the device 1 according to the invention of FIG. 1 in a plan view from above.
  • the line AA shows the position of the section of the side view of Figure 1.
  • the exhaust elements 40 designed as holes 50 are arranged in each case lying parallel on both flanks 16 of the form elements 15 at a height.
  • the representation of the inventive device 1 of Figure 2 shows the spacing of the individual mold elements 15 to each other.
  • the parallel guidance of the mold elements 15 to each other can also be configured rotated by 90 degrees parallel to each other on the surface of the cover 11 1.
  • FIG. 3 shows a further device 1 according to the invention in a top view of the cover element 11.
  • the outlet elements 40 configured as holes 50 are designed offset on both flanks 16 of the form elements 15 with respect to one another.
  • FIG. 4 shows the preparation of a negative mold 60, which preferably consists of a silicone rubber or a polyurethane rubber.
  • placeholder elements 62 are guided through the negative mold 60.
  • the placeholder elements 62 are guided as a wire, for example as a dental wire, by guide elements 61 which pass through the surface of the negative mold 60.
  • the guide elements 61 which are here configured as cannulas, are pulled out of the negative mold 60.
  • the placeholder elements 62 which here are represented as wire, are stretched orthogonal to a plane parallel to the surface of the negative mold 60.
  • the negative mold 60 thus prepared with the placeholder elements 62 can form a negative mold for the casting process 60 umitatede pan are inserted to create in the tub on the female mold 60 to be formed as a molded body cover 1 1 on the basis of the negative mold 60. While the curable casting composition of the cover 1 1 hardens, or after curing of the casting material for the cover 1 1, the female mold 60 is released from the cover 1 1. When loosening or separating the negative mold 60 from the cover 1 1 by pulling out the placeholder elements 62 from the cover 1 1 designed as holes 50 outlet elements 40. The so manufactured cover 1 1 can then via a seal 13 with the Begaserwanne 12 of the device 1 connected.
  • the cover 1 1 can be arranged with its form elements 15 reaching into the pressure chamber 10, or away from the pressure chamber 10.
  • the cover element 1 1 shown in FIG. 1 can also be fastened inversely, with the form elements 15 into the pressure chamber 10, via the seal 13 on the gasifier trough 12 or, optionally, by means of additional fastening means.
  • FIG. 5 shows an alternative embodiment of a cover element 11, wherein the shaped elements 15 are configured as arches 80.
  • the left and the right arc 80 have a convex curvature to the surface of the cover member 1 1 and between These sheets 80 designed arch 80 has a concave towards the surface configuration.
  • the sheets 80 may also be a semicircle forming or arranged as a column-like shape elements 15 parallel to each other or spaced apart.
  • outlet elements 40 in the form of holes 50 are configured.
  • the fluid 2 from the pressure chamber 10 rises like a column in gas bubbles into the fluid 3 surrounding the device 1.
  • the curvature of the sheets 80 prevents coalescence of the gas bubbles.
  • the mold elements 15 may be an integral part of the designed as a molded body cover member 1 1 or made of a monolithic solid cover member 1 1, d. h., That the mold elements 15 are designed in one piece or in one piece with the cover 1 1. But the mold elements 15 can also be attached to the cover 1 1, or be connected to this. Thus, for example, the cover 1 1 could be configured as a perforated plate on which the mold elements 15 are placed, glued, welded or otherwise secured.
  • FIG. 6 shows an alternative to the negative mold 60 shown in FIG. 4, which can be produced both as a molded body or from a monolithic solid.
  • the placeholder elements 62 are connected in the region of the flanks 16 on the surface or with the surface of the negative mold 60 or fastened thereto.
  • the placeholder elements 62 shown here as wires can be glued to the surface, for example, or welded to the surface.
  • the negative mold 60 is advantageous in that before the casting of the cover 1 1 no placeholder elements 62 leading through the cover 11 1 guide elements 61 must be removed from the female mold 60.

Landscapes

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Abstract

The invention relates to a device (1) for introducing a fluid (2), in particular a gas or a gas mixture, from the device (1) into a fluid (3) surrounding the device (1), in particular into a liquid, comprising a pressure chamber (10), a covering element (11), which forms at least a top side of the pressure chamber (10), a gassifier tub (12), which forms at least a bottom side of the pressure chamber (10), a supply-air media line (30) for feeding the fluid (2) into the pressure chamber (10), a dewatering line (20) for leading liquid out of the pressure chamber (10), and a large number of outlet elements (40) for conducting the fluid (2), which outlet elements are formed in the covering element (11). It is essential to the invention that the covering element (11) can be produced as a molded body or from a monolithic solid body.

Description

Stationäre und mobile Vorrichtung zum energieoptimalen Einbringen eines Fluides in ein Fluid durch einen gesteuerten Eintrag einzelner Blasen oder Tropfen eines Gases, Gasgemisches oder Fluides  Stationary and mobile device for energy-optimal introduction of a fluid into a fluid by a controlled entry of individual bubbles or drops of a gas, gas mixture or fluid
B e s c h r e i b u n g Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einbringen eines Fluides, insbesondere eines Gases oder eines Gasgemisches, aus der Vorrichtung in ein die Vorrichtung umgebendes Fluid, insbesondere in eine Flüssigkeit gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 , umfassend eine Druckkammer, ein Abdeckelement, das zumindest eine Oberseite der Druckkammer bildet, eine Begaserwanne, die zumindest eine Unterseite der Druckkammer bildet, eine Zuluft- Medienleitung zum Zuführen des Fluides in die Druckkammer, eine Entwässerungsleitung zum Abführen von Flüssigkeit aus der Druckkammer und eine Vielzahl von Auslasselementen zum Durchleiten des Fluides, welche in dem Abdeckelement ausgebildet sind. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung gemäß Anspruch 29 ein Verfahren zur Herstellung eines Abdeckelements für eine Vorrichtung zum Einbringen eines Fluides aus der Vorrichtung in ein die Vorrich- tung umgebendes Fluid, insbesondere für eine erfindungsgemäße Vorrichtung. The present invention relates to a device for introducing a fluid, in particular a gas or a gas mixture, from the device into a fluid surrounding the device, in particular into a fluid according to the preamble of claim 1, comprising a pressure chamber, a cover element, the at least one upper side the pressure chamber, a Begiererwanne, which forms at least one lower side of the pressure chamber, an air supply medium line for supplying the fluid into the pressure chamber, a drainage line for discharging liquid from the pressure chamber and a plurality of outlet elements for passing the fluid, which in the cover are formed. Furthermore, the present invention according to claim 29 relates to a method for producing a cover element for a device for introducing a fluid from the device in a Vorrich- the Vorrich- tion surrounding fluid, in particular for a device according to the invention.
In derzeit üblichen Vorrichtungen zum Einbringen eines Fluides, wie beispielsweise eines Gases oder eines Gasgemisches in ein Fluid, wie beispielsweise in eine Flüssigkeit, d. h. zum Begasen von Flüssigkeiten, werden Membran-Begaser, Keramik-Begaser oder horizontale Lochbleche eingesetzt. In currently conventional devices for introducing a fluid, such as a gas or a gas mixture in a fluid, such as in a liquid, d. H. For gassing liquids, membrane aerators, ceramic aerators or horizontal perforated plates are used.
Dabei hat sich als Nachteil herausgestellt, dass die Membran-Begaser und die Keramik- Begaser einen hohen Energieverbrauch aufweisen. Die Schlitze in den Membranen dieser Begaser müssen für ihren Betrieb umständlich geöffnet und geschlossen werden, was zu systembedingten Druckverlusten beim Gasdurchtritt aus den Membranschlitzen oder durch die Wand der Keramik-Begaser führt. Bei Stillstandzeiten kann Wasser durch die Membranschlitze oder die Poren der Keramikwand in die Begaser eindringen, das dann durch die Verdunstung während des Betriebes mit der geförderten Luft wieder ausgetragen werden muss. Außerdem ist es nachteilig, dass die Membran- sowie Keramik- Begaser nur kompliziert gereinigt werden können. Dafür müssen sie vor der vollständigen Entnahme aus der Flüssigkeit von ihren Befestigungselementen am Boden, die die Begaser gegen Auftrieb sichern, vor dem Herausnehmen mit hohem Aufwand gelöst werden und durch die Verdunstung der in die Schlitze eingetretenen Flüssigkeit und nach der Verdunstung zurückgebliebenen Verunreinigungen befreit werden. Bei der Reinigung der bekannten Begaser können zudem meist die festgesetzten Feststoffe oder Schmutzpartikel in den Membranschlitzen oder auf der Keramikoberfläche nicht vollständig entfernt werden. It has proved to be a disadvantage that the membrane aerator and the ceramic aerator have a high energy consumption. The slots in the membranes of these aerators must be laboriously opened and closed for their operation, which leads to systemic pressure losses during passage of gas from the membrane slots or through the wall of the ceramic aerator. During downtime, water can penetrate through the membrane slots or the pores of the ceramic wall in the aerator, which then has to be discharged again by the evaporation during operation with the conveyed air. In addition, it is disadvantageous that the membrane and ceramic Begaser can be cleaned only complicated. For this they must be solved prior to removal with great effort before the removal from the liquid of their fasteners on the ground, which secure the aerators against buoyancy and be released by the evaporation of the liquid entered into the slots and after evaporation residual impurities. In addition, when cleaning the known aerators, it is usually not possible to completely remove the solidified solids or dirt particles in the membrane slits or on the ceramic surface.
Folglich weisen die Membran- und Keramik-Begaser eine kurze Funktionsdauer auf, da die Schlitze mit den Schmutzpartikeln verstopft werden können, was dazu führen kann, dass die Begaser nicht mehr einsatzfähig sind oder für die Überwindung der durch die Verschmutzung höheren Reibungswiderstände mehr Energie verbraucht werden muss. Allen herkömmlichen Begasern ist gemein, dass die einzelnen eingetragenen Gasblasen sich schnell zu noch größeren Blasen verbinden bzw. koaleszieren und daher eine zu hohe Aufstiegsgeschwindigkeit aufweisen, wodurch sich im Umkehrschluss die für den Übertrag von Gas aus der Gasblase in die Flüssigkeit maßgebende Kontaktzeit, die durch die Aufstiegsgeschwindigkeit bestimmt wird, verkürzt. Das Gas wird daher schnell aus der Flüssigkeit ausgeschieden, wodurch die gewünschten Effekte der minimalen Aufstiegsge- schwindigkeit bzw. maximalen Kontaktzeit der Gasblasen mit der Flüssigkeit nicht oder nur eingeschränkt erreicht werden können. Das hat zur Folge, dass, je größer die Gasblasen sind, umso mehr Volumen des Gases oder Gasgemisches muss gefördert werden, um das mit dem eingetragenen Gas oder Gasgemisch angestrebte Ziel des Übergangs der benötigten Menge von Gasen oder Gasgemischen in die umgebende Flüssigkeit zu erreichen bzw. ein Maximum aus dem in die Druckkammer geförderten Volumenstrom in der Flüssigkeit möglichst fein zu verteilen. Mit den größeren Gasblasen wird im Gegensatz zu kleinen Gasbläschen mehr Energie für die Förderung des Gases oder Gasgemisches verbraucht, da die kürzere Kontaktzeit der schnell aufsteigenden Blasen mit der Flüssigkeit ein größeres Gasvolumen erfordern, um die gewünschten Effekte des in die Flüssigkeit eingeleiteten Gases mit der Flüssigkeit zu erzielen. As a result, the membrane and ceramic aerators have a short operating life because the slits may be clogged with the contaminants, which may result in the aerators no longer functioning or consuming more energy to overcome the higher drag resistances due to contamination got to. All conventional Begasern is common that the individual registered gas bubbles quickly combine or coalesce into even larger bubbles and therefore have too high a rate of ascent, which in turn the decisive for the transfer of gas from the gas bubble into the liquid contact time by the ascent rate is determined, shortened. The gas is therefore quickly removed from the liquid, whereby the desired effects of the minimal ascent Speed or maximum contact time of the gas bubbles with the liquid can not or only partially be achieved. The consequence of this is that the larger the gas bubbles are, the more volume of the gas or gas mixture has to be conveyed in order to achieve or to achieve the target of transferring the required amount of gases or gas mixtures into the surrounding liquid with the gas or gas mixture introduced to distribute as finely as possible a maximum of the volume flow conveyed into the pressure chamber in the liquid. The larger gas bubbles, unlike small gas bubbles, consume more energy to deliver the gas or gas mixture because the shorter contact time of the rapidly rising bubbles with the liquid requires a larger volume of gas to achieve the desired effects of the gas introduced into the liquid with the liquid to achieve.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben genannten Nachteile zu überwinden und eine Vorrichtung zum Einbringen eines Gases oder eines Gasgemisches in eine Flüssigkeit bereitzustellen, die energiesparend arbeitet, indem einzelne kleine und auch sehr kleine Gasbläschen beim Ausleiten aus der Vorrichtung in die Flüssigkeit bereitgestellt werden, die nicht koaleszieren und die somit mit einer niedrigen Aufstiegsgeschwindigkeit in der Flüssigkeit aufsteigen, woraus eine verlängerte Aufenthaltszeit der Bläschen in der Flüssigkeit bzw. eine verlängerte Kontaktzeit mit der Flüssigkeit resultiert, wodurch gleichzeitig der Energiebedarf zur Förderung der benötigten Volumenstroms des Gases oder Gasgemisches merklich reduziert wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung soll einfach gereinigt werden können. Außerdem ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren bereitzustellen, mit dem ein Abdeckelement für eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit möglichst kleinen Auslasselementen reproduzierbar herstellbar ist. It is therefore the object of the present invention to overcome the abovementioned disadvantages and to provide a device for introducing a gas or a gas mixture into a liquid, which operates to save energy by discharging individual small and very small gas bubbles as they exit the device into the liquid are provided, which do not coalesce and thus ascend with a low rate of ascent in the liquid, resulting in a prolonged residence time of the bubbles in the liquid or a prolonged contact time with the liquid, thereby simultaneously the energy required to promote the required volume flow of the gas or gas mixture is noticeably reduced. The device according to the invention should be easy to clean. Moreover, it is the object of the present invention to provide a method with which a cover element for a device according to the invention with the smallest possible outlet elements can be produced reproducibly.
Die voranstehende Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Einbringen eines Fluides mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zur Herstellung eines Abdeckelements für eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs 29 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. The above object is achieved by a device for introducing a fluid having the features of independent claim 1 and by a method for producing a cover element for a device having the features of independent method claim 29. Advantageous developments of the invention are specified in the dependent claims.
Nachfolgend wird das einzutragende Fluid zur Veranschaulichung der Erfindung -jedoch nicht einschränkend - als Gas oder Gasgemisch bezeichnet. Das einzutragende Fluid kann aber auch eine Flüssigkeit oder ein Flüssigkeitsgemisch sein. Als Fluid, in welches das einzutragende Fluid eingetragen wird, kann eine Flüssigkeit, ein Flüssigkeitsgemisch oder ein Gas oder Gasgemisch sein. Zur Verdeutlichung der Erfindung wird nachfolgend - jedoch nicht einschränkend - als Fluid, in das das einzutragende Fluid in Form von Bläschen eingetragen wird, als Flüssigkeit bezeichnet. Hereinafter, to illustrate the invention, the fluid to be introduced will be referred to as a gas or gas mixture, but not by way of limitation. The fluid to be introduced can also be a liquid or a liquid mixture. As a fluid into which the fluid to be introduced is introduced, may be a liquid, a liquid mixture or a gas or gas mixture. To clarify the invention is hereinafter - but not limiting - as a fluid into which the fluid to be introduced is registered in the form of bubbles, referred to as a liquid.
Der Energiebedarf für den Eintrag eines Fluides, beispielsweise von Gasen oder Gasgemischen in ein Fluid, beispielsweise in eine Flüssigkeit kann erfindungsgemäß durch drei Maßnahmen reduziert werden. The energy requirement for the entry of a fluid, for example of gases or gas mixtures in a fluid, for example in a liquid can be reduced according to the invention by three measures.
Zum einen muss der Volumenstrom eines Gases oder eines Gasgemisches bereits im Zeitpunkt des Eintrags in die Flüssigkeiten so fein wie möglich in der Flüssigkeit verteilt werden, dass eine maximale Kontaktfläche zwischen dem geförderten Fluid- Volumenstrom vom Gasgemisch und der umgebenden Flüssigkeit erzielt wird. Zum zweiten ist zu vermeiden, dass Gasblasen nach dem Austritt aus einem Auslasselement vor dem Erreichen der Oberfläche der Flüssigkeit koaleszieren, um einen schnellen Auftrieb von zu großen Blasen koaleszierten kleinen Bläschen zu vermeiden. Zum dritten sind die Reibungswiderstände vom Eintritt eines Gases oder Gasgemisches in den Begaser bzw. in eine Druckkammer bis zum Austritt aus dem Auslasselementen auf ein Minimum zu reduzieren. On the one hand, the volumetric flow of a gas or a gas mixture must already be distributed as finely as possible in the liquid at the time of introduction into the liquids in such a way that a maximum contact surface between the conveyed fluid volume flow from the gas mixture and the surrounding liquid is achieved. Secondly, to prevent gas bubbles from coalescing after exiting an outlet member prior to reaching the surface of the liquid, to avoid rapid buoyancy of large bubbles of coalesced small bubbles. Thirdly, the frictional resistances from the entry of a gas or gas mixture into the aerator or into a pressure chamber until it leaves the outlet elements must be minimized.
Je geringer der Durchmesser bzw. das Volumen einer Gasblase ist, umso höher sind die auf die aufsteigende Gasblase wirkenden Reibungskräfte der Flüssigkeit und umso niedriger ist die Aufstiegsgeschwindigkeit bzw. umso länger ist die Aufstiegszeit oder auch die Kontaktzeit der Gasblase in der bzw. mit der Flüssigkeit. Je länger die Aufstiegszeit bzw. die Kontaktzeit ist, umso länger kann der Inhalt der Gasblase in die Flüssigkeit beispielhaft als Sauerstoff bei der biologischen Abwasserreinigung diffundieren. Die Oberfläche einer Blase, die die Form Kugel aufweist, ergibt sich aus 4 * r2 * π und das Volumen der Kugel aus 4 / 3 * r3 * ττ. Mit steigendem Volumen der Luftblase verringert sich das Verhältnis vom Volumen einer Kugel zu ihrer Oberfläche (= spezifisches Volumen = 3/r = 6/c/), so dass mit zunehmendem Volumen der Kugel auch die Kontaktfläche des gesamten definierten Luftvolumens im Reaktor im Verhältnis zur umgebenden Flüssigkeitsmenge abnimmt. Wird der Durchmesser einer Kugel mit r = 2 bei konstant bleibender Temperatur und konstant bleibendem Druck auf r = 1 reduziert, ändert sich die Oberfläche von 50,24 Flächeneinheiten einer Kugel auf 12,56 Flächeneinheiten einer Kugel und das Vo- lumen einer Kugel mit r = 2 von 33,49 Volumeneinheiten ändert sich bei einer Kugel mit r = 1 auf 4,19 Volumeneinheiten. Das Volumen einer Kugel mit r = 2 entspricht nach Reduktion des Radius auf r = 1 mit 33,49 / 4,19 dem Volumen von 8 Kugel mit r = 1. Die Ausgangsfläche von 50,24 Flächeneinheiten von einer Kugel mit r = 2 ändert sich auf eine Fläche der 8 Kugeln mit r = 1 auf 8 * 12,56 = 100,48 Flächeneinheiten, was dem 2-fachen der Ausgangsfläche bei r = 2 entspricht. Auf die um das 2-fache höhere gesamte Oberfläche von 100,48 Flächeneinheiten wirken gegenüber 50,24 Flächeneinheiten um das 2- fache höhere Reibungskräfte, die sich verzögernd auf den Auftrieb bzw. Aufstieg einer Gasblase und umgekehrt verlängernd auf die Kontaktzeit auswirken. The smaller the diameter or volume of a gas bubble, the higher are the frictional forces of the liquid acting on the rising gas bubble, and the lower is the rate of ascent or the longer is the rise time or contact time of the gas bubble in the liquid , The longer the rise time or the contact time, the longer the content of the gas bubble in the liquid can diffuse, for example, as oxygen in the biological wastewater treatment. The surface of a bubble, which has the shape of sphere, results from 4 * r 2 * π and the volume of the sphere from 4/3 * r 3 * ττ. As the volume of the bubble increases, the ratio of the volume of a sphere to its surface decreases (= specific volume = 3 / r = 6 / c /), so that as the volume of the sphere increases, so does the contact area of the total defined volume of air in the reactor surrounding amount of liquid decreases. If the diameter of a sphere with r = 2 is reduced to r = 1 while the temperature remains constant and the pressure remains constant, the surface area of 50.24 area units of a sphere changes to 12.56 area units of a sphere and the space The lumen of a sphere with r = 2 of 33.49 volume units changes to 4.19 volume units for a sphere with r = 1. The volume of a sphere with r = 2 corresponds to the volume of 8 sphere with r = 1 after reduction of the radius to r = 1 with 33.49 / 4.19. The starting surface of 50.24 area units changes from a sphere with r = 2 on an area of the 8 spheres with r = 1 to 8 * 12.56 = 100.48 area units, which is twice the initial area at r = 2. The total area of 100.48 area units, which is two times higher, has a factor of two times higher frictional forces than 50.24 area units, which have a delaying effect on the lift or rise of a gas bubble and, conversely, extend the contact time.
Um zu verhindern, dass zwei oder mehr Gasblasen nach dem Austritt aus dem Begaser koaleszieren und mit jeder Koaleszenz das Verhältnis von Volumen zu Kontaktfläche zwischen der Gasblase und der sie umgebenden Flüssigkeit verringert wird, müssen beim Eintrag eines Gases oder Gasgemisches zwei Bedingungen erfüllt sein. Die erste Bedingung ist, dass der Abstand der einzelnen Austrittsöffnungen in den Auslasselementen zu einander, aus denen das Gas oder Gasgemisch in die Flüssigkeit gelangt, mindestens so groß ist, dass bei zeitgleichem Austritt von je einer Gasblase aus zwei oder mehr Austrittsöffnungen in den Auslasselementen aus einem Begaser keine dieser Blasen mit einer der anderen zeitgleich oder in sehr kurzer Zeit nach dieser austretenden Blasen in Kontakt kommt, die zu einer größeren Blase koaleszieren. Die zweite Bedingung ist, dass oberhalb jeder Austrittsöffnung des Begasers zwei nacheinander austretende Gasblasen nicht miteinander koaleszieren können. In order to prevent two or more gas bubbles from coalescing after exiting the gasifier and reducing the volume to contact area ratio between the gas bubble and the surrounding liquid with each coalescence, two conditions must be met when introducing a gas or gas mixture. The first condition is that the distance between the individual outlet openings in the outlet elements to each other, from which the gas or gas mixture enters the liquid is at least so large that at the same time exit of one gas bubble from two or more outlet openings in the outlet elements None of these bubbles comes into contact with a gasifier with any of the others coexisting into a larger bubble at the same time or in a very short time after these exiting bubbles. The second condition is that above each exit port of the gas scrubber two sequentially emerging gas bubbles can not coalesce with each other.
Damit das Gas oder Gasgemisch aus einer Druckkammer durch ein Auslasselement strömen kann, muss der gesamte Druck in der Druckkammer plus der Druck zur Überwindung der Reibungskräfte im Auslasselement größer sein als der Druck, der durch die über der Druckkammer und dem Auslasselement stehenden Wassersäule erzeugt wird. Zur Überwindung dieses Drucks muss Energie bereitgestellt werden. Der Energiebedarf verschiedener Begasertypen ist bei gleichem Volumenstrom und bei gleicher Temperatur abhängig von den zu überwindenden Reibungswiderständen sowohl im Begaser als auch in den Auslasselementen. In order for the gas or gas mixture to flow from a pressure chamber through an outlet member, the total pressure in the pressure chamber plus the pressure to overcome the frictional forces in the outlet member must be greater than the pressure created by the column of water above the pressure chamber and the outlet member. To overcome this pressure, energy must be provided. The energy requirement of different types of gas turbine at the same volume flow and at the same temperature depends on the frictional resistance to be overcome both in the gasifier and in the outlet elements.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Einbringen eines Fluides, insbesondere eines Gases oder eines Gasgemisches, aus der Vorrichtung in ein die Vorrichtung umgebendes Fluid, insbesondere in eine Flüssigkeit, schließt die technische Lehre ein, dass das Abdeckelement als Formkörper oder aus einem monolithischen Festkörper herstellbar ist. The device according to the invention for introducing a fluid, in particular a gas or a gas mixture, from the device into a device surrounding the device Fluid, in particular in a liquid, includes the technical teaching that the cover is produced as a molded body or from a monolithic solid.
Ein Abdeckelement als Formkörper, der beispielsweise aus einer aushärtbaren Gießmasse, wie beispielsweise einer Polyurethanharzverbindung, einer Epoxidharzverbindung, einer Polyesterharzverbindung oder einer Kombination aus mindestens zwei dieser Harzverbindungen und entsprechenden Zusatzmitteln, wie Reaktionsverdünner, Aushärter und Weichmacher, herstellbar ist, eignet sich insbesondere für eine vielfache und relativ einfache Reproduktion des Abdeckelementes und somit für eine einfache und kostengünstige Herstellung. Insgesamt sind sämtliche Kunststoff- oder Metallverbindungen denkbar, die sich in einem Gieß- oder Formprozess unter oder ohne Vakuum zu einem Formkörper ausbilden lassen, der als Abdeckelement ausgestaltet ist. Natürlich kann ein als Formkörper ausgestaltetes Abdeckelement auch ein aus einer Gießkeramik oder einem Siliziumoxid hergestelltes keramisches oder Glas Abdeckelement sein. Die so ausgestalteten Abdeckelemente eignen sich insbesondere aufgrund ihrer glatten Oberflächen und ihren inerten Eigenschaften für eine besonders gute Reinigung. A cover member as a molded article, which can be produced, for example, from a curable molding compound, such as a polyurethane resin compound, an epoxy resin compound, a polyester resin compound or a combination of at least two of these resin compounds and corresponding additives, such as reaction diluents, curing agents and plasticizers, is particularly suitable for a multiple and relatively simple reproduction of the cover and thus for a simple and inexpensive production. Overall, all plastic or metal compounds are conceivable, which can be formed in a casting or molding process under or without vacuum to form a shaped body which is designed as a cover. Of course, a covering element designed as a shaped body can also be a ceramic or glass covering element made of a cast ceramic or a silicon oxide. The cover elements designed in this way are particularly suitable for particularly good cleaning, in particular because of their smooth surfaces and their inert properties.
Auch ein aus einem monolithischen Festkörper hergestelltes Abdeckelement kann in einfacher Weise reproduzierbar hergestellt werden. Als monolithischer Festkörper soll dabei ein aus einem Guss hergestellter in einem Stück vorliegender Festkörper verstanden werden, der als Ausgangsbasis zur Formung des Abdeckelements dient. Beispielweise kann der monolithische Festkörper ein aus einem Metall, wie Stahl, verzinktem Blech, Eisen, Messing, Aluminium oder anderen Metallen oder Edelmetallen, wie Titan, Edelstahl und dessen Legierungen, aus POM Polyoxymethylan, Polyacetal oder kurz Acetal (Handelsname u. a. Delrin), PVC Polyvinylchlorid, Teflon PTFE Polytetrafluorethylen, PA Polyamide, Pertinax Faserverbundwerkstoff (Hartgewebe), Aluminiumlegierungen, Messinglegierungen, Gießkeramik (als Rohling), Titanlegierungen hergestellter Gießkörper sein, der durch Bearbeitung, beispielsweise durch Fräsen, Schleifen oder Bohren in die Form des Abdeckelements mit dessen Funktionen gebracht wird. A covering element produced from a monolithic solid can also be produced reproducibly in a simple manner. A monolithic solid body is understood to mean a solid body produced in one piece in one piece, which serves as the starting basis for shaping the cover element. For example, the monolithic solid may be one made of a metal such as steel, galvanized sheet, iron, brass, aluminum or other metals or precious metals such as titanium, stainless steel and its alloys, from POM polyoxymethylane, polyacetal or acetal (trade name Delrin), PVC Polyvinyl chloride, Teflon PTFE polytetrafluoroethylene, PA polyamides, Pertinax fiber composite (hard tissue), aluminum alloys, brass alloys, cast ceramics (as a blank), titanium alloys produced casting body brought by machining, for example by milling, grinding or drilling in the shape of the cover with its functions becomes.
In bevorzugter Weise ist das aus einem Formkörper oder aus einem monolithischen Festkörper hergestellte Abdeckelement selbsttragend, so dass dieses ohne eine zusätzliche stützende Struktur in der Vorrichtung verbaut werden können. Dabei ist das Abdeckelement vorzugsweise bereits selbsttragend gefertigt. Das Abdeckelement kann aber auch gestützt oder anderweitig in der Vorrichtung gelagert sein. Werden mehrere Elemente großflächig verbaut, d. h. vorzugsweise miteinander verbunden, können die außen liegenden Abdeckelemente vorteilhaft auf den Seitenwänden der Vorrichtung gelagert werden. Die Abdeckelemente können aber auch über jeder ihrer in die Vorrichtung hineinragenden Ecke durch einen Pfeiler getragen werden. Dabei kann ein Pfeiler auch vier Ecken von vier aneinander angrenzenden Abdeckelementen tragen. In a preferred manner, the cover element produced from a shaped body or from a monolithic solid body is self-supporting, so that it can be installed in the device without an additional supporting structure. The cover is preferably already made self-supporting. But the cover can also supported or otherwise stored in the device. If a plurality of elements installed over a large area, ie preferably connected to each other, the outer cover elements can be advantageously stored on the side walls of the device. But the cover can also be worn on each of their projecting into the device corner by a pillar. A pillar can also carry four corners of four adjacent cover elements.
Das Abdeckelement beispielsweise als monolithischer Festkörper in Form einer Metallplatte kann vorzugsweise durch Stanzen, Sägen, Schneiden oder Lasern aus einer Metallbahn oder -platte herausgetrennt werden. Die Metallbahn oder -platte sollte vorzugsweise eine Materialstärke von 0,05 mm bis 5,0 mm aufweisen, und in besonders bevorzugter Weise eine Materialstärke von 0,15 mm bis 0,5 mm haben, damit das in der Materialstärke der Metallbahn oder -platte herausgetrennte Abdeckelement zum einen vorzugsweise selbsttragend ist und zum anderen auch unter Druckbeaufschlagung formstabil bleibt. The covering element, for example as a monolithic solid in the form of a metal plate, can preferably be cut out of a metal sheet or plate by punching, sawing, cutting or lasering. The metal sheet or plate should preferably have a material thickness of 0.05 mm to 5.0 mm, and most preferably have a material thickness of 0.15 mm to 0.5 mm, so that in the material thickness of the metal sheet or plate herauskommennte cover for a preferably self-supporting and on the other hand remains dimensionally stable under pressure.
Die äußeren Maße des Abdeckelements können gleich den äußeren Maßen einer Druckkammer sein, wobei zwischen Abdeckelement und Druckkammer vorteilhaft eine Dichtung eingelegt werden kann, und das Abdeckelement mit der Druckkammer zumindest kraft- und/oder formschlüssig verbunden werden kann, beispielsweise durch Verschrauben, wobei beispielsweise an der Druckkammer und/oder an dem Abdeckelement ein Gewinde ausgebildet ist, dass mit einem an dem Abdeckelement und/oder der Druckkammer ausgebildeten Gegengewinde kraft- und formschlüssig eingreift, wobei vorteilhaft im Bereich der Gewinde die Dichtung zwischen dem Abdeckelement und der Druckkammer angeordnet ist. Das Abdeckelement kann aber auch vorteilhaft mittels Befestigungselementen, wie beispielsweise Schrauben oder Nieten mittels Verschraubung, Vernietung mit der Druckkammer kraftschlüssig verbunden werden. Natürlich ist es auch denkbar, das Abdeckelement stoffschlüssig mit der Druckkammer zu verbinden, beispielsweise durch Verkleben, Verschweißen oder Verlöten des Abdeckelementes mit der Druckkammer. The outer dimensions of the cover may be equal to the outer dimensions of a pressure chamber, between the cover and pressure chamber advantageously a seal can be inserted, and the cover with the pressure chamber at least non-positively and / or positively connected, for example by screwing, for example the pressure chamber and / or on the cover member is formed a thread that positively and positively engages with a counter-thread formed on the cover and / or the pressure chamber, wherein advantageously in the region of the thread, the seal between the cover and the pressure chamber is arranged. But the cover can also be connected by means of fastening elements, such as screws or rivets by means of screwing riveting to the pressure chamber positively. Of course, it is also conceivable to connect the cover material cohesively with the pressure chamber, for example by gluing, welding or soldering the cover to the pressure chamber.
Vorzugsweise kann auf das Abdeckelement ein Rahmen aufgelegt werden, dessen Abmessungen denen einer Dichtung zwischen dem Abdeckelement und der Druckkammer entsprechen, um mit diesem Rahmen die Dichtung gleichmäßig auf die Fläche zwischen Druckkammer und Abdeckelement aufzupressen. Zwischen das Abdeckelement und die Begaserwanne der Druckkammer kann optional eine Klebedichtung eingebracht werden, die zum einen das Abdeckelement mit der Druckkammer kraft- und stoffschlüssig verbindet, so dass eine zusätzliche mechanische Verbindung durch Schrauben oder Nieten nicht erforderlich ist, und die zum anderen eine separate Dichtung zwischen dem Abdeckelement und der Begaserwanne Druckkammer ersetzt. Um ein Abheben des Abdeckelements bei einem von einer unvorhergesehenen hohen Luftmenge erzeugten Druckstoß zu vermeiden, kann das Abdeckelement jedoch durch Schrauben oder Nieten zusätzlich gesichert werden. Preferably, a frame can be placed on the cover, the dimensions of which correspond to those of a seal between the cover and the pressure chamber to press with this frame, the seal evenly on the surface between the pressure chamber and cover. Optionally, an adhesive seal can be introduced between the cover element and the gasifier trough of the pressure chamber, which on the one hand frictionally and cohesively connects the cover element to the pressure chamber, so that an additional mechanical connection by means of screws or rivets is not required, and on the other hand a separate seal replaced between the cover and the Begaserwanne pressure chamber. However, in order to prevent lifting of the cover at a pressure surge generated by an unforeseen high amount of air, the cover can be additionally secured by screws or rivets.
Die äußeren Maße des Abdeckelements, d. h. die Fläche des Abdeckelements ist vorzugsweise so bemessen, dass eine plane Fläche des Abdeckelements zumindest an den Randbereichen über einen Rand der Begaserwanne Druckkammer, wobei der Rand durch Seitenwände der Begaserwanne der Druckkammer gebildet wird, hinauskragt. In vorteilhafter Weise kann das Abdeckelement an den Randbereichen zumindest abschnittsweise umgekantet werden, wobei die Umkantungen des Abdeckelements vorzugsweise an oder auf den Seitenwänden außen- oder innenliegend in Bezug auf die Druckkammer auf- bzw. anliegen und das Abdeckelement mit der Druckkammer vorteilhafterweise über die Umkantungen verschraubt, vernietet oder verklebt werden kann. Vorzugsweise kann dabei zwischen den Umkantungen des Abdeckelements und den Seitenwänden der Begaserwanne der Druckkammer eine Dichtung eingelegt werden, die beispielsweise auch in Form einer Klebedichtung ausgeführt ist. The outer dimensions of the cover, d. H. the surface of the cover is preferably dimensioned so that a flat surface of the cover at least at the edge regions over an edge of the Begaserwanne pressure chamber, wherein the edge is formed by side walls of the Begaserwanne the pressure chamber projects. Advantageously, the cover can be at least partially folded over at the edge regions, wherein the Umkantungen of the cover preferably on or on the side walls outside or inside lying in relation to the pressure chamber and abut and screwed the cover with the pressure chamber advantageously over the Umkantungen , riveted or glued. Preferably, a seal can be inserted between the folds of the cover and the side walls of the Begaserwanne the pressure chamber, which is designed for example in the form of an adhesive seal.
Die abgekanteten Flächen des Abdeckelements, d. h. die Umkantungen versteifen durch ihre Funktion als Flächenträgheitsmoment die Fläche des Abdeckelements in den Randbereichen gegen Durchbiegung was in vorteilhafter Weiser zu einer Versteifung des gesamten Abdeckelements führt, wodurch die Materialstärke des Abdeckelements noch verringert werden kann, ohne die selbsttragende Funktion des Abdeckelements zu beeinträchtigen und zudem kann gleichzeitig durch die geringere Materialstärke des Abdeckelements die Kontaktstrecke eines Fluides auf dem Weg von der Druckkammer durch die Auslasselemente zu dem oberhalb des Abdeckelements befindlichen Fluids verkürzt werden, wodurch in vorteilhafter Weise die Reibung zwischen dem durch die Auslasselemente aus der Begaserwanne der Druckkammer geführten Fluides reduziert wird, was in vorteilhafter Weise zu einer zusätzlichen Energieoptimierung der Vorrichtung führt. In vorteilhafter Weise sind die Auslasselemente, die zum Durchleiten des Gases oder Gasgemisches, also des Fluides, aus der Druckkammer in die Flüssigkeit bzw. das Fluid dienen, als den Formkörper oder den monolithischen Festkörper, d. h. das Abdeckelement durchgreifende Löcher und/oder Kanäle ausgebildet. Das Abdeckelement weist zumindest ein Auslasselement und in bevorzugter Weise eine Vielzahl von Auslasselementen auf. Die Auslasselemente können als Quadrate oder Rechtecke oder gleichseitige oder gleichschenklige Dreiecke oder kreisförmig um ein einzelnes Auslasselement oder in einer beliebigen Anordnung auf einer Teilfläche oder auf der Gesamtfläche des Abdeckelements ausgebildet werden. The folded surfaces of the cover, ie the folds stiffen by their function as area moment of inertia, the surface of the cover in the edge regions against deflection which advantageously leads to a stiffening of the entire cover, whereby the material thickness of the cover can be reduced without the self-supporting function At the same time, due to the lower material thickness of the cover element, the contact path of a fluid on the way from the pressure chamber through the outlet elements to the fluid located above the cover element can be shortened, thereby advantageously reducing the friction between the fluid passing through the outlet elements Begaserwanne the pressure chamber guided fluid is reduced, resulting in an advantageous manner to an additional energy optimization of the device. Advantageously, the outlet elements, which serve for passing the gas or gas mixture, ie the fluid, from the pressure chamber into the liquid or the fluid, are formed as the shaped body or the monolithic solid, ie, the covering element through holes and / or channels. The cover element has at least one outlet element and preferably a plurality of outlet elements. The outlet members may be formed as squares or rectangles or equilateral or isosceles triangles or circularly around a single outlet member or in any arrangement on a partial surface or on the entire surface of the cover member.
Die Auslasselemente in einem Abdeckelement können alle denselben Durchmesser oder jedes Auslasselement einen eigenen Durchmesser oder mehrere Auslasselemente einer Gruppe einen selben und die Auslasselemente einer anderen Gruppe einen anderen Durchmesser aufweisen. Dabei weisen die als Löcher ausgestalteten Auslasselemente bevorzugt einen Durchmesser von 0,005 mm bis max 1 ,0 mm, vorzugsweise von 0,01 mm bis max 0,4 mm aufweist. Dabei sollte zumindest der Durchmesser der Löcher an ihrer Austrittsseite, das heißt an deren Öffnung zur Flüssigkeit hin, die bevorzugten Durchmesser aufweisen. Insgesamt kann der Durchmesser der Löcher beim Durchgreifen durch das Abdeckelement variieren, so dass sich dieser im Verlauf der Löcher beim Durchgreifen durch das Abdeckelement von der Eintrittsöffnung des Gases oder des Gasgemisches in der Druckkammer bis zur Austrittsöffnung des Gases oder des Gasgemisches in die Flüssigkeit erweitern und/oder verjüngen kann. The outlet elements in a cover element can all have the same diameter or each outlet element a specific diameter or a plurality of outlet elements of a group a same and the outlet elements of another group have a different diameter. In this case, the outlet elements designed as holes preferably have a diameter of 0.005 mm to a maximum of 1.0 mm, preferably from 0.01 mm to a maximum of 0.4 mm. In this case, at least the diameter of the holes at their outlet side, that is to say at the opening towards the liquid, should have the preferred diameters. Overall, the diameter of the holes when passing through the cover vary so that it in the course of the holes in the passage through the cover from the inlet opening of the gas or the gas mixture in the pressure chamber to the outlet opening of the gas or the gas mixture expand into the liquid and / or can rejuvenate.
In bevorzugter Weise sind Abstände zwischen dem Mittelpunkt von zwei benachbarten Auslasselementen mindestens dem Radius jedes der beiden Auslasselemente zuzüglich eines Abstandes auf der die Mittelpunkte verbindende Achse zwischen den Rändern der beiden Auslasselemente von 0,001 mm bis 100 mm, vorzugsweise 0,01 mm bis 1 ,0 mm ausgebildet. Preferably, distances between the center of two adjacent outlet members are at least the radius of each of the two outlet members plus a distance on the center connecting axis between the edges of the two outlet members of 0.001 mm to 100 mm, preferably 0.01 mm to 1.0 mm formed.
Die Auslasselemente können vorteilhaft als Zylinder mit glatten Wänden zwischen der Druckkammer und der Flüssigkeit oder als Kanal mit einem trichterförmigen Einlass und einen trichterförmigen Auslass oder als Kanal mit einem düsenförmigen Einlass und einem düsenförmigen Auslass oder einem trichterförmigen Einlass und einem düsenförmi- gen Auslass oder düsenförmigen Einlass und einem trichterförmigen Auslass ausgestaltet sein. The outlet elements can advantageously be designed as cylinders with smooth walls between the pressure chamber and the liquid or as a channel with a funnel-shaped inlet and a funnel-shaped outlet or as a channel with a nozzle-shaped inlet and a nozzle-shaped outlet or a funnel-shaped inlet and a nozzle-shaped inlet. gene outlet or nozzle-shaped inlet and a funnel-shaped outlet be configured.
Bei einem Durchmesser von 0,005 mm und einem Abstand zwischen zwei Auslasselementen von 0,01 mm auf einer Fläche von 10 mm x 10 mm ergibt sich in vorteilhafter Weise eine Anordnung von (10 - 0,01 )/(0, 005 + 0,01 ) = 666 Auslasselementen in einer Reihe und auf der Fläche eine Anordnung von 10 mm x 10 mm an 666 2 = 443.556 Auslasselementen. Dies entspricht einer offenen Fläche des Abdeckelementes von 8,71 mm2 und einem Anteil von 8,71 % an der Gesamtfläche von 100 mm2. Bei einem Durchmesser von 0,05 mm und bei einem Abstand zwischen zwei Auslasselementen von 0,1 mm ergibt sich auf einer Fläche von 10 mm x 10 mm eine Anordnung von (10 - 0,1 )/(0,05 + 0,1 ) = 66 Auslasselementen in einer Reihe und auf einer Fläche von 10 mm x 10 mm an 66 2 = 4356 Auslasselemente. Dies entspricht bei einer offenen Fläche von 8,56 mm2 einem Anteil von 8,56 % an der Gesamtfläche von 100 mm2 des Abdeckelements. With a diameter of 0.005 mm and a distance between two outlet elements of 0.01 mm on an area of 10 mm x 10 mm, an arrangement of (10-0.01) / (0, 005 + 0.01) advantageously results ) = 666 outlet elements in one row and on the surface an arrangement of 10 mm x 10 mm on 666 2 = 443,556 outlet elements. This corresponds to an open area of the cover element of 8.71 mm 2 and a proportion of 8.71% on the total area of 100 mm 2 . With a diameter of 0.05 mm and a distance between two outlet elements of 0.1 mm, an arrangement of (10-0.1) / (0.05 + 0.1) results on an area of 10 mm × 10 mm ) = 66 outlet elements in a row and on an area of 10 mm x 10 mm on 66 2 = 4356 outlet elements. With an open area of 8.56 mm 2, this corresponds to a proportion of 8.56% on the total area of 100 mm 2 of the cover element.
Bei einem Lochabstand von 0,1 mm ergibt sich so beispielsweise eine Anzahl von 81 1801 Löchern auf einer Fläche von 900 mm x 900 mm. Haben dabei die Löcher einen Durchmesser von beispielsweise 0,1 1 mm beträgt die offene Fläche 7.714,803 mm2, was eine Belegung von ca. 95,24 % bezogen auf die Gesamtfläche des Abdeckelementes bedeutet Bei einem Lochabstand von 0,2 mm reduziert sich die Anzahl von Löchern auf einer Fläche von 900 mm x 900 mm auf 203401 Löcher auf dieser Fläche. With a hole spacing of 0.1 mm, this results in a number of 81 1801 holes on an area of 900 mm × 900 mm, for example. If the holes have a diameter of, for example 0.1 1 mm, the open area is 7,714.803 mm 2 , which means an occupancy of about 95.24% based on the total area of the cover element with a hole spacing of 0.2 mm is reduced the number of holes on an area of 900 mm x 900 mm on 203401 holes on this area.
Bei einem Lochabstand von 0,1 mm ist ein Blasendurchmesser in bevorzugter Weise von <0,1 mm vorausgesetzt, um ein Koaleszieren der aus den Auslasselementen austretenden Blasen zu verhindern. With a hole spacing of 0.1 mm, a bubble diameter of <0.1 mm is preferably provided in order to prevent coalescence of the bubbles emerging from the outlet elements.
Ein Auslasselement in dem Abdeckelement kann bevorzugt in einem Winkel von 90° zur Fläche des Abdeckelements oder eine Gruppe von Auslasselementen in einem Abdeckelement oder alle Auslasselemente in einem Abdeckelement können in einem Winkel von 90° zur Fläche des Abdeckelements ausgerichtet sein. An outlet member in the cover member may preferably be oriented at an angle of 90 ° to the surface of the cover member or a group of outlet members in a cover member or all outlet members in a cover member may be oriented at an angle of 90 ° to the surface of the cover member.
Natürlich kann ein Auslasselement in dem Abdeckelement auch in einem Winkel zwischen 0,1 ° und 89,9° zur Fläche des Abdeckelements geneigt ausgebildet sein, wobei auch alle Auslasselemente in einem Abdeckelement demselben Winkel zwischen 0,1 ° und 89,9° zur Fläche des Abdeckelements geneigt ausgebildet sein können. Es können auch mehrere Auslasselemente einer Gruppe in demselben Winkel zwischen 0,1 ° und 89,9° und Auslasselemente einer anderen Gruppe in einem anderen Winkel zwischen 0,1 ° und 89,9° zur Fläche des Abdeckelements geneigt ausgebildet sein. Of course, an outlet in the cover can also be inclined at an angle between 0.1 ° and 89.9 ° to the surface of the cover, wherein all outlet elements in a cover the same angle between 0.1 ° and 89.9 ° may be formed inclined to the surface of the cover. It is also possible to design a plurality of outlet elements of one group at the same angle between 0.1 ° and 89.9 ° and outlet elements of another group at a different angle between 0.1 ° and 89.9 ° to the surface of the cover element.
Ein Auslasselement in einem Abdeckelement oder eine Gruppe von Auslasselementen in dem Abdeckelement kann in einem Winkel zwischen 0,1 ° und 89,9° und eine andere Gruppe von Auslasselementen in einem Abdeckelement kann in einem anderen Winkel zwischen 0,1 ° und 89,9° und alle Auslasselemente in einem Abdeckelement können in einem Winkel zwischen 0,1 ° und 89,9° zur Fläche des Abdeckelements geneigt ausgebildet sein und gleichzeitig kann ein Auslasselement in einem Abdeckelement und eine Gruppe von Auslasselementen in einem Abdeckelement in einem Winkel zwischen 0° und 360° und eine andere Gruppe von Auslasselementen in einem Abdeckelement kann in einem anderen Winkel zwischen 0° und 360° und alle Auslasselemente in einem Abdeckelement können in einem Winkel zwischen 0° und 360° an einer virtuellen Linie, welche vom Mittelpunkt einer geometrischen Fläche oder von den Koordinaten des Schwerpunkts einer Fläche mit einer beliebigen Umfangslinie zu einem Punkt am Rand der Fläche des Abdeckelements führt, ausgerichtet sein. An outlet member in a cover member or a group of outlet members in the cover member may be at an angle between 0.1 ° and 89.9 ° and another group of outlet members in a cover member may be at a different angle between 0.1 ° and 89.9 ° and all outlet elements in a cover element can be inclined at an angle between 0.1 ° and 89.9 ° to the surface of the cover element and at the same time an outlet element in a cover element and a group of outlet elements in a cover element at an angle between 0 ° and 360 ° and another group of outlet members in a cover member may be at a different angle between 0 ° and 360 ° and all outlet members in a cover member may be at an angle between 0 ° and 360 ° at a virtual line extending from the center of a geometric surface or from the coordinates of the center of gravity of a surface with any circumferential line to a point on the edge of the F surface of the cover leads, be aligned.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung soll als eine Gruppe von Auslasselementen wenigstens zwei Auslasselemente verstanden werden, wobei jedes Auslasselement einer Gruppe jeweils dieselben Merkmale wie beispielsweise die gleiche Neigung oder die gleiche Ausrichtung aufweisen. Ein Auslasselement einer Gruppe, wobei die Gruppenzugehörigkeit durch die Ausgestaltung, die Funktion und/oder die Anordnung des Auslasselementes bestimmt wird, kann vorteilhafterweise an jedem Ort des Abdeckelements für sich alleine und nicht in einer geschlossenen Formation von mindestens zwei Elementen in dem Abdeckelement ausgebildet sein. For the purposes of the present invention, a group of outlet elements is to be understood as meaning at least two outlet elements, each outlet element of a group having in each case the same features as for example the same inclination or the same orientation. An outlet element of a group, wherein the group membership is determined by the design, the function and / or the arrangement of the outlet element, may advantageously be formed at each location of the cover element by itself and not in a closed formation of at least two elements in the cover element.
Um die Auslasselemente als Löcher oder Kanäle in dem als Formkörper ausgestalteten Abdeckelement auszubilden, eignen sich insbesondere Drähte, Schnüre, Fäden, Stifte oder Hohlnadeln, die als Platzhalterelemente zur Ausgestaltung der Auslasselemente in oder an einer Negativform, in die die aushärtbare Gießmasse zur Ausgestaltung des Abdeckelements gefüllt wird, ein- oder angesetzt bzw. befestigt sind. Beim Abtrennen des Abdeckelements von der Negativform entstehen an den Stellen der Platzhalterelemente die als Löcher ausgestalteten Auslasselemente in dem Abdeckelement. Als Draht kann beispielsweise ein Dentaldraht, Flexinol (Muskeldraht), ein Bronzedraht, ein Silberdraht, Klavierdraht, ein Konstantandraht, ein Federstahldraht, ein Wolframdraht, ein Basaltdraht oder ein Edelstahldraht dienen. Als Schnur kann beispielsweise eine monofile oder polyfi- le Angelschnur dienen. Auch kann bevorzugt eine Glasfaser oder eine Litze als Platzhalterelement zur Ausgestaltung der als Löcher gebildeten Auslasselemente dienen. Ganz besonders bevorzugt kann auch eine aus einer Glaskanüle oder -pipette gezogene Spitze als Platzhalterelement zur Ausgestaltung der als Löcher gebildeten Auslasselemente dienen. In order to form the outlet elements as holes or channels in the cover element designed as a shaped body, in particular wires, cords, threads, pins or hollow needles are suitable as placeholder elements for the design of the outlet elements in or on a negative mold, in which the curable casting composition for the design of the cover is filled, on or attached or attached. When separating the cover from the negative mold arise at the points of the placeholder elements the outlet elements in the cover element designed as holes. As a wire, for example, a dental wire, Flexinol (muscle wire), a bronze wire, a silver wire, piano wire, a constantan wire, a spring steel wire, a tungsten wire, a basalt wire or a stainless steel wire are used. The cord can be, for example, a monofilament or polyphilic fishing line. Also, a glass fiber or a strand may preferably serve as a placeholder element for the design of the outlet elements formed as holes. A tip pulled out of a glass cannula or pipette can also very particularly preferably serve as a placeholder element for the design of the outlet elements formed as holes.
Die Ausgestaltung der als Löcher ausgebildeten Auslasselemente in dem als monolithischer Festkörper ausgestalteten Abdeckelement lässt sich beispielsweise durch Bohren, Stanzen oder Lasern realisieren. Die Bohrer können, je nach Material, über verschiedenste Winkel verfügen, wie beispielsweise einen Spitzenwinkel, Spanwinkel, Freiwinkel, Keilwinkel oder Querschneidenwinkel. The design of the outlet elements designed as holes in the cover element designed as a monolithic solid can be realized, for example, by drilling, punching or lasing. Depending on the material, the drills can have various angles, such as a point angle, rake angle, clearance angle, wedge angle or cross cutting angle.
Werden die Auslasselemente als Löcher oder Kanäle in das Abdeckelement mittels Lasern ausgestaltet, kann bevorzugt pro Sekunde ein Loch mit einem Lochdurchmesser 0,08 mm = 80 μ geschossen werden. Bei einem Lochabstand von 2,9 mm ergeben sich auf diese Weise vorzugsweise 1024 Auslasselemente in einem Fertigungsschritt mit einer Abweichung des Durchmessers der einzelnen Auslasselemente von ± 20% bezogen auf die Gesamtzahl der Auslasselemente. If the outlet elements are designed as holes or channels in the cover element by means of lasers, a hole with a hole diameter of 0.08 mm = 80 μ can preferably be fired per second. With a hole spacing of 2.9 mm, this results in preferably 1024 outlet elements in a production step with a deviation of the diameter of the individual outlet elements of ± 20% based on the total number of outlet elements.
Noch bevorzugter kann ein als Loch ausgestaltetes Auslasselement mit einem Durchmesser von 0,05 mm = 50 μ pro Sekunde geschossen werden. More preferably, an outlet element configured as a hole may be shot with a diameter of 0.05 mm = 50 μ per second.
In besonders bevorzugter Weise können mittels Lasern die Auslasselemente als Löcher oder Kanäle mit einem Lochdurchmesser <0,05 mm = 50 μ in dem Abdeckelement ausgebildet werden. Der Durchmesser von 0,005 mm = 5 μ ist heute eine Absicherung bei entsprechender technischer Entwicklung. In a particularly preferred manner, the outlet elements can be formed as holes or channels with a hole diameter <0.05 mm = 50 μ in the cover by means of lasers. The diameter of 0.005 mm = 5 μ is today a hedge with appropriate technical development.
Ein Auslasselement mit einem geringen oder sehr geringen Reibungswiderstand kann aber auch ein innen glattes Rohrstück oder ein glatter Kanal sein, bei dem im Vergleich mit einem Membran-Begaser kein Schlitz in der Membran mit höherem Druck geöffnet werden muss und bei dem im Vergleich zu einem Keramik-Begaser kein höherer Druck zum Überwinden der Reibungswiderstände in der Keramikwand aufgebracht werden muss. An outlet element with a low or very low frictional resistance can also be an inside smooth tube piece or a smooth channel, in comparison With a membrane aerator no slot in the membrane must be opened at higher pressure and in which, compared to a ceramic aerator no higher pressure must be applied to overcome the frictional resistances in the ceramic wall.
Mit den bevorzugten Ausgestaltungen der Auslasselemente als Löcher mit einem sehr geringen Durchmesser oder als Rohrstück oder als Kanal mit sehr geringem Durchmesser kann so ein feiner Volumenstrom des Gases, Gasgemisches oder Fluides in die Flüssigkeit verteilt werden. With the preferred embodiments of the outlet elements as holes with a very small diameter or as a piece of pipe or as a channel with a very small diameter so a fine volume flow of the gas, gas mixture or fluid can be distributed in the liquid.
Dem Grundsatz folgend, dass je feiner ein Volumenstrom des Gases, Gasgemisches oder Fluides in einer Flüssigkeit verteilt werden kann und je mehr mit zunehmend kleineren Durchmessern des Gases, Gasgemisches oder Fluides eine zunehmend größere Kontaktfläche von eingetragenen Gasblasen oder Fluidtropfen geschaffen werden kann, umso niedriger ist der zu fördernde Volumenstrom des Gases oder Gasgemisches und damit auch der für die Förderung des Volumenstroms erforderliche Energiebedarf. Der Energiebedarf kann noch weiter gesenkt werden, wenn keine Energie für die Ausdehnung einer Membran, eines Membran-Begasers oder für die Überwindung der Reibungswiderstände bei Durchströmen der Wand eines Keramik-Begasers nötig ist. Dieser Energieverbrauch kann mit der hier beschriebenen Vorrichtung vermieden werden, wenn die beschriebenen Voraussetzungen zur Vermeidung der Koaleszenz, nämlich der Mindestabstand der Auslasselemente, die Austrittsfolge der Gasblasen aus den Austrittsöffnungen, die Form der Austrittsöffnungen sowie die Einstellung eines maximalen Volumenstroms bei einer Öffnung mit Koaleszenzrisiko wie einer Hohlnadel mit seitlicher Austrittsöffnung erfüllt ist. Es ist ein wesentliches Element der Vorrichtung, dass der Volumenstrom des Gases oder Gasgemisches im eindeutigen Unterschied zu herkömmlichen Membran- und Keramik- Begasern oder zu Lochblechen so eingestellt werden kann, dass zum einen Koaleszenz verhindert wird und zum anderen der einzutragende Volumenstrom des Gases oder Gasgemisches so fein aufgelöst und verteilt wird, dass eine minimale Blasenmenge weil optimale Blasengröße gefördert und eine maximale weil optimale Kontaktfläche zwischen der eingetragenen Menge des Gases bzw. Gasgemisches erreicht wird. Mit dieser Konstellation und Verknüpfung aller beschriebenen Bedingungen kann erfindungsgemäß das Energieoptimum für den Eintrag von Gasen und Gasgemischen in Flüssigkeiten erreicht werden. Um diese optimalen Bedingungen zu erreichen, ist eine optimale Anordnung aller Austrittselemente in dem Abdeckelement Voraussetzung. In vorteilhafter Weise weist dazu das Abdeckelement, d. h. der Formkörper oder der monolithische Festkörper zumindest eine dreidimensionale Oberfläche auf, die aus triangulär und/oder konvex ausgestalteten Formelementen gebildet ist, um dadurch zumindest den Austrittsort und die Austrittsmenge eines Gases, Gasgemisches oder Fluides aus dem Begaser in die Flüssigkeit für einen energieoptimalen Eintrag des Gases, Gasgemisches oder Fluides in die Flüssigkeit einzustellen. Eine dreidimensionale Oberfläche weist im Gegensatz zu einer zweidimensionalen Oberfläche bei gleichen Außenmaßen des Abdeckelements eine größere Fläche auf, auf der verteilt eine größere Anzahl von Auslasselementen angeordnet werden kann. Dabei ist vorteilhaft, wenn die Formelemente im Wesentlichen parallel zueinander beabstandet oder aneinandergrenzend angeordnet sind, damit nicht Gasbläschen, die über einem Formelement aufsteigen mit Gasbläschen, die über einem anderen Formelement aufsteigen, miteinander koaleszieren. According to the principle, the finer a volumetric flow of the gas, gas mixture or fluid can be distributed in a liquid and the more increasingly larger contact surface area of gas bubbles or fluid droplets can be created, the more smaller the diameter of the gas, gas mixture or fluid the volume flow of the gas or gas mixture to be delivered and thus also the energy required for the promotion of the volume flow. The energy requirement can be further reduced if no energy is needed for the expansion of a membrane, a membrane gasifier or for overcoming the frictional resistances when flowing through the wall of a ceramic gasifier. This energy consumption can be avoided with the device described here, if the conditions described for avoiding coalescence, namely the minimum distance of the outlet elements, the exit sequence of the gas bubbles from the outlet openings, the shape of the outlet openings and the setting of a maximum volume flow at a Koaleszenzrisiko opening as a hollow needle with lateral outlet opening is met. It is an essential element of the device that the volume flow of the gas or gas mixture can be set in clear difference to conventional membrane and ceramic Begasern or perforated plates so that on the one hand coalescence is prevented and on the other hand to be entered volume flow of the gas or gas mixture so finely dissolved and distributed, that a minimum amount of bubbles promoted because optimal bubble size and maximum because optimal contact area between the registered amount of the gas or gas mixture is achieved. With this constellation and combination of all conditions described, the energy optimum for the introduction of gases and gas mixtures into liquids can be achieved according to the invention. In order to achieve these optimum conditions, an optimal arrangement of all outlet elements in the cover is a prerequisite. For this purpose, the cover element, ie the molded body or the monolithic solid, advantageously has at least one three-dimensional surface which is formed from triangularly and / or convexly shaped mold elements, thereby at least the outlet location and the outlet quantity of a gas, gas mixture or fluid from the aerator into the liquid for an energy-optimal entry of the gas, gas mixture or fluid into the liquid. A three-dimensional surface, in contrast to a two-dimensional surface with the same outer dimensions of the cover, a larger area on which distributed a larger number of outlet elements can be arranged. It is advantageous if the mold elements are substantially parallel spaced apart or arranged adjacent to each other, so that not gas bubbles rising above a mold element with gas bubbles rising above another mold element, coalesce with each other.
Damit die Gasbläschen über den Formelementen, bzw. an den Formelementen aufsteigen, sind die Auslasselemente bevorzugt in Flanken der triangulären Formelemente oder in Bögen der konvex und/oder konkav ausgestalteten Formelemente ausgestaltet. Dabei können die Auslasselemente an den Flanken oder den Bögen eines Formelements parallel zueinander, in unterschiedlichen Höhen an den Flanken, oder auch versetzt, d. h. auf unterschiedlichen Höhen an den Flanken oder Bögen ausgestaltet sein. Auch die Beab- standung zwischen zumindest zwei Auslasselementen und zwischen den Flanken oder Bögen eines Formelements kann entlang der Formelemente variieren. In order for the gas bubbles to rise above the shaped elements or on the shaped elements, the outlet elements are preferably designed in flanks of the triangular shaped elements or in arcs of the convexly and / or concavely configured shaped elements. In this case, the outlet elements on the flanks or the arcs of a formula element parallel to each other, at different heights on the flanks, or even offset, d. H. be configured at different heights on the flanks or arches. The spacing between at least two outlet elements and between the flanks or arcs of a feature element can also vary along the form elements.
In besonders bevorzugter Weise sind dazu die Auslasselemente als die Flanken und/oder die Bögen durchgreifende Löcher ausgestaltet, die wie bereits für die das Abdeckelement durchgreifenden Löcher beschrieben, die gleichen Eigenschaften aufweisen. In a particularly preferred manner, the outlet elements are designed as holes for the flanks and / or through the holes which, as already described for the holes penetrating the cover element, have the same properties.
Damit die über die Auslasselemente in den Flanken ausgetragenen Gasbläschen nicht an der Wandung der Flanken oder Bögen haften, weisen die Flanken bevorzugt einen Steigungswinkel zwischen 0° bis 89° zu einer horizontalen Ebene parallel zu der Oberseite der Druckkammer auf. Besonders bevorzugt weisen die Flanken einen Steigungswinkel von 60° zu einer horizontalen Ebene parallel zu der Oberseite der Druckkammer auf. Für die Bögen gilt bevorzugt ein Bogenmaß zwischen 1 ° bis 360°, insbesondere von 180°. Natürlich können die Bögen auch wie bei einem Sinuskurvenverlauf einander angeordnet sein, wobei zumindest ein konvexer Bogen in einen konkaven Bogen durch Richtungsänderung der Krümmung übergeht. So that the gas bubbles discharged via the outlet elements in the flanks do not adhere to the walls of the flanks or arches, the flanks preferably have a pitch angle between 0 ° and 89 ° to a horizontal plane parallel to the upper side of the pressure chamber. Particularly preferably, the flanks have a pitch angle of 60 ° to a horizontal plane parallel to the top of the pressure chamber. For the bends is preferably a radian measure between 1 ° to 360 °, in particular of 180 °. Of course, the arcs may also be arranged one on another as in a sinusoidal curve, with at least one convex arc merging into a concave arc by changing the direction of the curvature.
Insgesamt bietet sich durch die Ausgestaltung von Formelementen an oder mit dem Abdeckelement an, das die als Flanken oder Bögen von einem zur Horizontalen bzw. zur Oberseite der Druckkammer parallelen Abschluss abweichen, d. h. zu der Oberseite der Druckkammer beabstandet sind. Die Auslasselemente und bevorzugt die Löcher können eine glatte oder raue Wandung aufweisen. Durch die Auswahl einer glatten oder rauen Wandung kann eine bestimmte Form und Größe der austretenden Bläschen, die Abstoß- kraft, mit der die Bläschen ausgelassen werden, ihre Bewegungsbahn und ihre Geschwindigkeit realisiert werden. Die angepasste Steigung der Flanken oder das Bogenmaß bzw. die Krümmung kann dazu dienen, die Aufenthaltszeit der Bläschen in der Flüssigkeit optimal zu erhöhen. So kann die Austrittsrichtung der Bläschen bestimmt werden, sodass aufeinanderfolgende aus einem Auslasselement austretende Bläschen sich zunächst in eine andere von der vertikalen Richtung abweichende Richtung bewegen als die zuvor ausgetretenen, bevor sie nach oben steigen. Damit kann vermieden werden, dass die Bläschen aufeinander treffen, koaleszieren und sich größere Gasblasen bilden, die einen niedrigeren Widerstand gegen Auftrieb als zwei separate kleinere Bläschen aufweisen. Der negative Effekt der Koaleszenz kann somit überwunden werden. On the whole, the configuration of the form elements on or with the cover element makes it possible to deviate from the terminations parallel to the horizontal or to the upper side of the pressure chamber as flanks or arcs, that is to say in the case of the cover element. H. spaced from the top of the pressure chamber. The outlet elements and preferably the holes may have a smooth or rough wall. By selecting a smooth or rough wall, a certain shape and size of the escaping bubbles, the repulsive force with which the bubbles are omitted, their trajectory and their speed can be realized. The adjusted slope of the flanks or the radian measure or the curvature can serve to optimally increase the residence time of the bubbles in the liquid. Thus, the exit direction of the bubbles can be determined so that successive bubbles emerging from an outlet element initially move in a different direction from the vertical direction than the previously exited ones before ascending. This can be avoided that the bubbles meet, coalesce and form larger gas bubbles, which have a lower resistance to buoyancy than two separate smaller bubbles. The negative effect of coalescence can thus be overcome.
Natürlich kann auch die Öffnung der Auslasselemente, d. h. die Austrittsöffnung der Auslasselemente entscheidend zur Vermeidung einer Koaleszenz von Gasblasen sein, weshalb die Öffnung als Gasaustrittsbereich in Form eines Schlitzes, einer rechteckigen Öffnung, einer Bohrung oder dergleichen ausgebildet sein kann. Die Weite der Öffnung, vorzugsweise als Innendurchmesser des Auslasselements angegeben, dient nicht zur Dimensionierung eines Begasers, sondern um die für den jeweiligen Einsatzzweck energetisch optimale Blasengröße zu erzeugen. Ist bekannt, welche Blasengröße optimal ist, erfolgt die Festlegung der Anzahl der Auslasselemente. So kann je nach Einsatzzweck bei gleichem gefördertem Volumenstrom des Gases oder Gasgemisches vorzugsweise ein anderer Innendurchmesser oder eine andere Fläche für die Anordnung der Auslasselemente und Form der Austrittsöffnung gewählt werden. Ebenso können auf einer Oberseite Auslasselemente vorzugsweise mit verschiedenen Innendurchmessern oder eine andere Fläche und Form der Austrittsöffnung eingesetzt werden, um bei verschiedenen Volumenströmen Blasen unterschiedlicher Größen zu erzeugen. Der Abstand der Auslasselemente kann sowohl in Längs- als auch in Querrichtung sowohl gleichmäßig als auch ungleichmäßig sein und ab 0,1 mm beginnend jede für den jeweiligen Einsatzzweck benötige Länge annehmen. Of course, the opening of the outlet elements, ie the outlet opening of the outlet elements can be crucial to avoid coalescence of gas bubbles, which is why the opening may be formed as a gas outlet region in the form of a slot, a rectangular opening, a bore or the like. The width of the opening, preferably indicated as the inner diameter of the outlet, is not used for dimensioning a gas scrubber, but to generate the optimal energetically for the particular application bubble size. If it is known which bubble size is optimal, the number of outlet elements is determined. Thus, depending on the intended use with the same flow rate of the gas or gas mixture conveyed, preferably a different inner diameter or a different area can be selected for the arrangement of the outlet elements and the shape of the outlet opening. Likewise, on an upper side outlet elements preferably with different inner diameters or another surface and shape of the outlet opening are used to produce bubbles of different sizes at different volume flows. The distance between the outlet elements can be both uniform and non-uniform both in the longitudinal and in the transverse direction, starting at a length of 0.1 mm starting at each length required for the respective application.
Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung zum Einbringen eines Gases oder eines Gasgemisches in eine Flüssigkeit vorgesehen, die eine Druckkammer aufweisen kann, die erforderlich ist, damit das Gas oder das Gasgemisch den hydrostatischen Druck, der über der Druckkammer stehenden Wassersäule und den in den Auslasselementen vorhandenen Reibungswiderstand überwinden und aus der Druckkammer in die Flüssigkeit eintreten kann. Die Druckkammer kann dabei eine Begaserwanne oder ein geschlossenes Bodenblech aufweisen, wobei das Abdeckelement eine Oberseite und die Begaserwanne oder ein geschlossenes Bodenblech eine Unterseite der Druckkammer bilden kann. Zum Zuführen des Gases oder des Gasgemisches in die Druckkammer kann eine Zuluft- Medienleitung vorgesehen sein. Zum Abführen der Flüssigkeit aus der Druckkammer kann eine Entwässerungsleitung vorgesehen sein. Vorteilhafterweise sieht die Erfindung Auslasselemente für das Gas, Gasgemisch oder Fluid vor. Zwischen dem Abdeckelement und der Begaser wanne ist in vorteilhafter Weise eine Dichtung vorgesehen, die eine Abdichtung zwischen der Begaserwanne und dem Abdeckelement bildet, damit Gas oder Gasgemische nicht zwischen der Begaserwanne und dem Abdeckelement aus der Druckkammer entweichen können. According to the invention, a device is provided for introducing a gas or a gas mixture into a liquid, which may have a pressure chamber required for the gas or the gas mixture to overcome the hydrostatic pressure, the water column above the pressure chamber and the frictional resistance present in the outlet elements and can enter the liquid from the pressure chamber. The pressure chamber may have a Begaserwanne or a closed floor panel, wherein the cover can form an upper side and the Begaserwanne or a closed floor panel an underside of the pressure chamber. For supplying the gas or the gas mixture into the pressure chamber, a supply air medium line can be provided. For discharging the liquid from the pressure chamber, a drainage line may be provided. Advantageously, the invention provides outlet elements for the gas, gas mixture or fluid. Between the cover and the gastric tub a seal is provided in an advantageous manner, which forms a seal between the Begaserwanne and the cover so that gas or gas mixtures can not escape between the Begaserwanne and the cover from the pressure chamber.
Um einen erwünschten Anpressdruck zwischen dem Abdeckelement und der Begaserwanne erzielen zu können, um darüber die Dichtung abdichtend zwischen dem Abdeckelement und der Begaserwanne halten zu können, ist das als Formkörper oder als monolithischer Festkörper ausgestaltete Abdeckelement kraftschlüssig oder formschlüssig und besonders bevorzugt kraft- und formschlüssig mit der Begaserwanne verbunden. In besonders vorteilhafter Weise kann die Begaserwanne mit dem Abdeckelement über eine Dichtungsmasse, die gleichzeitig ein Zusammenkleben, d. h. eine kraftschlüssige Verbindung der Begaserwanne mit dem Abdeckelement bewirkt, auch stoffschlüssig verbunden sein. Für die kraft- und/oder formschlüssige Verbindung zwischen der Begaserwanne und dem Abdeckelement dienen besonders bevorzugt Befestigungselemente, wie beispielsweise Schrauben und deren Gegenhaltemittel, wie beispielsweise Schraubgewinde oder Gegenhaltemuttern. Zudem kann in bevorzugter Weise das Abdeckelement invers an der Begaserwanne befestigt sein, d. h. mit der Oberfläche des Formkörpers oder des monolithischen Festkörpers, die die triangulär und/oder konvex und/oder konkav ausgestalteten Formelemente enthält, zur Druckkammer hin ausgerichtet sein. Die dann zur Flüssigkeit hin anliegende flache Oberfläche des Abdeckelementes kann dadurch besser gereinigt werden. In order to achieve a desired contact pressure between the cover and the Begaserwanne to be able to hold the seal sealing between the cover and the Begaserwanne, which designed as a molded body or as a monolithic solid cover is non-positively or positively and particularly preferably non-positively and positively Connected to the Begaserwanne. In a particularly advantageous manner, the Begaserwanne with the cover over a sealant, which simultaneously causes sticking together, ie, a frictional connection of the Begaserwanne with the cover, also be materially connected. For the non-positive and / or positive connection between the Begaserwanne and the cover are particularly preferably fasteners, such as screws and their counter-holding means, such as screw thread or Against retaining nuts. In addition, in a preferred manner, the cover can be fixed inversely to the Begaserwanne, ie be aligned with the surface of the shaped body or the monolithic solid containing the triangular and / or convex and / or concave shaped mold elements to the pressure chamber. The then applied to the liquid flat surface of the cover can be cleaned better.
Die erfindungsgemäße Druckkammer kann vorteilhafterweise selbstentleerend sein. Wenn die Vorrichtung nicht in Betrieb ist, kann die Druckkammer durch die Auslasselemente mit Flüssigkeit gefüllt werden. Durch Schaffen eines leichten Überdrucks in der Druckkammer kann die eingetretene Flüssigkeit zum Teil durch die Auslasselemente und zum Teil durch die Entwässerungsleitung mit niedriger Nennweite aus der Druckkammer befördert werden. Hierbei wird kurzfristig ein Überdruck in der Druckkammer erzeugt und gleichzeitig beispielsweise eine bei Trockenlauf verschleißfreie Schlauchpumpe in Betrieb gesetzt. Durch den Überdruck in der Druckkammer und den gleichzeitig aufgebauten Unterdruck in der Entwässerungsleitung füllt diese sich auch wegen ihrer geringen Nennweite schnell mit der Flüssigkeit in der Druckkammer. Der Druck in der Druckkammer setzt sich aus dem Druck zur Überwindung des hydrostatischen Drucks und zur Überwindung der Reibungsverluste in den Auslasselementen zusammen. Dieser Druck steht auch auf der Entwässerungsleitung und wird durch den Überdruck erhöht, wodurch die Pumpe nach Vollfüllung der Entwässerungsleitung mit der Flüssigkeit aus der Druckkammer lediglich über die Höhe zwischen der Flüssigkeitsspiegellage und dem Ansaugpunkt der Pumpe heben muss. Bei Aufbau eines hohen Überdrucks in der Druckkammer und einer nur geringen Höhendifferenz zwischen Flüssigkeitsspiegellage und Austrittshöhe der Entwässerungsleitung, die dem Ausgangspunkt der Pumpe entspricht, bei ausreichendem Überdruck und einer Entwässerungsleitung mit niedriger Nennweite kann die Druckkammer unter diesen Bedingungen auch selbstentleerend bis auf einen Rest aus der Leitung nach Abschluss des Entleerungsvorgangs sein. The pressure chamber according to the invention can advantageously be self-draining. When the device is not in operation, the pressure chamber can be filled with liquid through the outlet elements. By providing a slight overpressure in the pressure chamber, the liquid that has entered can be partially conveyed out of the pressure chamber through the outlet elements and partly through the low-nominal drainage line. In this case, an overpressure in the pressure chamber is generated at short notice and at the same time, for example, a wear-free hose pump put into operation. Due to the overpressure in the pressure chamber and the simultaneously constructed negative pressure in the drainage line it fills quickly because of their small nominal diameter with the liquid in the pressure chamber. The pressure in the pressure chamber is composed of the pressure for overcoming the hydrostatic pressure and for overcoming the friction losses in the outlet elements. This pressure is also on the drainage line and is increased by the overpressure, whereby the pump has to lift after filling the drainage line with the liquid from the pressure chamber only over the height between the liquid level and the suction point of the pump. When building a high pressure in the pressure chamber and a small height difference between the liquid level and exit height of the drainage line, which corresponds to the starting point of the pump, with sufficient pressure and a drainage line with a low nominal diameter, the pressure chamber under these conditions, even with a reminder of the remainder Be the conduit after completing the emptying process.
Der Eintritt von über der Druckkammer stehender Flüssigkeit durch die Auslasselemente in die Druckkammer kann dauerhaft vermieden werden, wenn zwischen dem Beginn einer Betriebsunterbrechung und der Wiederinbetriebnahme des Eintrags eines Gases oder Gasgemisches konstant ein Druck von mindestens mehr als 1 mbar in der Druckkammer aufrechterhalten werden kann. Zum Einstellen eines gewünschten Druckes des Gases oder Gasgemisches in der Druckkammer kann ein Kompressor vorgesehen sein, um einen gewünschten Druck des Gases oder Gasgemisches in der Druckkammer zu erreichen. The entry of liquid standing above the pressure chamber through the outlet elements into the pressure chamber can be avoided permanently if a pressure of at least more than 1 mbar in the pressure chamber can be maintained constantly between the start of an interruption of operation and the restarting of the entry of a gas or gas mixture. To set a desired pressure of the gas or gas mixture in the pressure chamber, a compressor may be provided to achieve a desired pressure of the gas or gas mixture in the pressure chamber.
Ebenfalls ist es von Vorteil, dass die Vorrichtung durch die Entwässerungsleitung rück- spülbar ist. Hierbei kann die Flüssigkeit bei einem entsprechenden Überdruck durch die Auslasselemente ausgespült werden und die in den Auslasselementen festgesetzten Schmutzpartikel mitreißen. Zum Zuführen des Gases oder des Gasgemisches durch die Zuluft- Medienleitung sowie zum Rückspülen durch die Entwässerungsleitung kann jeweils eine Pumpe vorgesehen sein. It is also advantageous that the device can be flushed back through the drainage line. In this case, the liquid can be flushed out at a corresponding overpressure by the outlet elements and entrain the set in the outlet elements dirt particles. For supplying the gas or the gas mixture through the supply air medium line and for backwashing through the drainage line can be provided in each case a pump.
Nach der vorliegenden Erfindung entfällt die Notwendigkeit, komplizierte Strukturen wie Membran-Begaser oder Keramik-Begaser zum Eintragen eines Gases oder Gasgemisches in eine Flüssigkeit zu öffnen bzw. zu schließen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann somit energiesparend benutzt werden. Die Vorrichtung kann am Einsatzort, in der Flüssigkeit und ohne Herausnehmen, ein- und ausgeschaltet werden. Sie kann unproblematisch entlüftet werden und gereinigt werden. Bei Verwendung eines säureresistenten und/oder hitzeunempfindlichen Materials für das Abdeckelement und gegebenenfalls für die Auslasselemente können Reagenzien wie Essigsäure oder Heißdampf zur Reinigung benutzt werden. According to the present invention, there is no need to open or close complicated structures such as membrane aerators or ceramic aerators for introducing a gas or gas mixture into a liquid. The device according to the invention can thus be used to save energy. The device can be switched on and off at the place of use, in the liquid and without taking it out. It can be easily vented and cleaned. When using an acid resistant and / or heat insensitive material for the cover member and optionally for the outlet members, reagents such as acetic acid or superheated steam can be used for cleaning.
Bei Keramik-Begasern ist nicht definierbar, welche Gasmenge zu welchem Zeitpunkt mit welchem Volumen aus einer Begaserpore dringt. Ebenso ist bei Membran-Begasern nicht definierbar, welche Gasmenge zu welchem Zeitpunkt mit welchem Volumen aus dem Schlitz der Membran dringt; die Schlitze öffnen bzw. schließen druckabhängig, wodurch aufgrund der Zustandsgieichung der Gase mit schwankenden Drücken aber konstanten Umgebungstemperaturen auch die Volumina des geförderten Gases oder Gasgemisches variieren, die aus einzelnen Schlitzen entweichen. In the case of ceramic seeders, it is not possible to define which amount of gas penetrates at what time with what volume from a gastric pore. Likewise, in the case of membrane aerators, it is not possible to define which amount of gas penetrates from the slit of the membrane at which time and with what volume; the slots open or close depending on the pressure, whereby due to the equation of state of the gases with fluctuating pressures but constant ambient temperatures and the volumes of the delivered gas or gas mixture to escape, which escape from individual slots.
Im Unterschied hierzu kann mit der hier beschriebenen Vorrichtung gemessen werden, welches Volumen eines Gases oder Gasgemisches an welcher Stelle zu welchem Zeitpunkt in eine Flüssigkeit eingebracht wird. Der eingetragene Volumenstrom verteilt sich auf die Anzahl der an oder in dem Abdeckelement ausgestalteten Auslasselemente. Da für jedes Auslasselement die gleichen Zustandsbedingungen für Druck und Temperatur in der Druckkammer herrschen, strömt durch jedes Auslasselement zu jedem Zeitpunkt dasselbe Volumen. Die Koordinaten einer Austrittsöffnung eines jeden einzelnen Auslasselementes lassen sich beim Eintrag eines Gases oder eines Gasgemisches lagegenau sowohl in der Fläche als auch im Raum festlegen. Damit kann auch die Konzentration eines Gases oder eines Gasgemisches am Eintragsort im Flüssigkeitskörper bestimmt werden. Durch die näherungsweise Bestimmung der Konzentration am Eintragswort kann der erforderliche Volumenstrom des Gases oder Gasgemisches jederzeit bedarfsbestimmt bzw. bedarfsabhängig eingestellt werden, wodurch die Förderung nicht erforderlicher Volumina unterbunden und keine Energie für die nicht erforderlicher Volumina verbraucht wird. Durch die Kopplung von mindestens zwei Druckkammern in einem Reaktor oder einer Flüssigkeit kann die erforderliche Konzentration eines Gases oder eines Gasgemisches im Bereich der jeweiligen Druckkammer eingestellt oder der für eine Durchmischung erforderliche Volumenstrom gezielt eingestellt werden. Dies ist vor allem dann von Interesse, wenn durch ständige Schwankungen von Konzentrationen, wie sie bei der biologischen Abwasserreinigung alltäglich sind, mit dem Eintrag von Gasen oder Gasgemischen zur Versorgung der Mikroorganismen für ihren Stoffwechsel eine der schwankenden Schmutzkonzentration äquivalente Versorgung mit technisch reinem Sauerstoff bzw. Luft bedarfsgerecht und damit energieoptimal eingestellt werden kann. Dem Koppeln bzw. dem Zusammenschalten der erfindungsgemäßen Vorrichtungen zur Vergrößerung der Fläche zum Einbringen des Gases oder Gasgemisches, d. h. zur Erhöhung der Konzentration des Gases oder Gasgemisches in der Flüssigkeit sind dabei keine Grenzen gesetzt. In contrast, it can be measured with the device described here, which volume of a gas or gas mixture at which point at which time in a liquid is introduced. The registered volume flow is distributed over the number of outlet elements designed on or in the cover element. There for each outlet element, the same pressure and temperature conditions prevail in the pressure chamber, the same volume flows through each outlet element at each instant. The coordinates of an outlet opening of each individual outlet element can be determined precisely when entering a gas or a gas mixture both in the area and in space. Thus, the concentration of a gas or a gas mixture at the entry point in the liquid body can be determined. By approximately determining the concentration at the entry word, the required volume flow of the gas or gas mixture can be adjusted at any time as needed or demand-dependent, whereby the promotion of non-required volumes suppressed and no energy is consumed for the unnecessary volumes. By coupling at least two pressure chambers in a reactor or a liquid, the required concentration of a gas or a gas mixture in the region of the respective pressure chamber can be set or the volumetric flow required for mixing can be adjusted in a targeted manner. This is of particular interest when, due to constant fluctuations of concentrations, as are common in biological wastewater treatment, with the entry of gases or gas mixtures to supply the microorganisms for their metabolism equivalent supply of technically pure oxygen or Air can be adjusted as needed and thus optimized for energy. The coupling or the interconnection of the devices according to the invention for increasing the area for introducing the gas or gas mixture, ie for increasing the concentration of the gas or gas mixture in the liquid, there are no limits.
Ebenso kann an der Eintrittsöffnung der Auslasselement, d. h. innerhalb der Druckkammer entweder ein Magnetventil installiert werden oder alternativ ein Schlauch, der die Eintrittsöffnung mit dem zugehörigen Magnetventil verbindet oder mehrere Schläuche von mehreren Eintrittsöffnungen, die in einem Schlauch zusammengeführt und an nur ein Magnetventil angeschlossen werden. Die Versorgungs- und Steuerleitungen für die Magnetventile werden bevorzugt an der Unterseite der Oberseite bzw. an der Oberseite oder an den Seitenwänden der Druckkammer und über die Zuluft- Medienleitung und/oder über die Entwässerungsleitung in die Druckkammer geführt. Die Versorgungs- und Steuerleitungen für die Magnetventile sowie die Entwässerungsleitung werden in vorteilhafter Weise in einer Medienleitung zusammengeführt, die separat an die Druckkammer angeschlossen werden kann. Likewise, either a solenoid valve can be installed at the inlet opening of the outlet element, ie inside the pressure chamber, or alternatively a hose connecting the inlet opening with the associated solenoid valve or several tubes from a plurality of inlet openings, which are combined in a hose and connected to only one solenoid valve. The supply and control lines for the solenoid valves are preferably performed at the bottom of the top or at the top or on the side walls of the pressure chamber and via the supply air medium line and / or via the drainage line into the pressure chamber. The supply and control lines for the solenoid valves and the drainage line are brought together in an advantageous manner in a media line, which can be connected separately to the pressure chamber.
Falls erforderlich können durch die Bauart des Begasers selbsttragende Abdeckelemente mit unterschiedlicher Bestückung mit Auslasselementen oder Formelementen kurzfristig gegen andere selbsttragende Abdeckelemente, jedoch mit einer anderen Bestückung und Anordnung mit Auslasselementen und Formelementen ausgetauscht werden. Dieser Austausch wird dadurch erleichtert, dass die Begaser bauartbedingt nicht gegen Auftrieb gesichert werden brauchen, jedoch so ausgelegt sind, dass ihr Gewicht näherungsweisen dem von ihnen umschlossenen Hohlraum entspricht, so dass sowohl ein Heben als auch ein Absenken mit einfachen Hebezeug möglich ist. Dies bietet sich vor allem dann an, wenn durch konstruktive Änderungen oder Bedarfsänderungen Begaser mit anderen Durchsatzleistungen oder anderen Anordnungen der Auslasselemente oder einer anderen Anzahl von Auslasselementen und/oder Formelementen gegen die vorhandenen Begaser auszutauschen sind. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Begaser bauartbedingt nach der Herausnahme aus einem Reaktor oder einem Gewässer oder einer Flüssigkeit mit dem Ziel des Austausches von Begasern mit anderer Leistungsfähigkeit an anderer Stelle weiter verwendet werden können, wodurch im Unterschied zu nicht wieder zerstörungsfrei einsetzbaren Membran- und Keramik-Begasern eine nachhaltige Schonung von Rohstoffen und Energie aus der einmaligen Herstellung und vielfach möglichen Wiederverwertung erzielt wird. If necessary, by the design of the fumigant self-supporting cover elements with different placement with outlet elements or mold elements can be replaced in the short term against other self-supporting cover, but with a different equipment and arrangement with outlet elements and moldings. This exchange is facilitated by the fact that the Begasser by design need not be secured against buoyancy, but are designed so that their weight approximately corresponds to their enclosed cavity, so that both a lifting and a lowering with simple hoist is possible. This is particularly useful if, due to design changes or changes in demand, aerators with other throughputs or other arrangements of the outlet elements or a different number of outlet elements and / or form elements are to be replaced by the existing aerators. Another advantage is that the Begasser by design, after removal from a reactor or a body of water or a liquid with the aim of replacing Begasern with different performance can be used elsewhere, which in contrast to non-nondestructively usable membrane and Ceramic Begasern a sustainable conservation of raw materials and energy from the unique production and multiple possible recycling is achieved.
Da die erfindungsgemäße Vorrichtungen die Bedingungen der intensiven Verteilung des Volumenstroms eines Gases oder Gasgemisches zum Zeitpunkt seines Eintritts in die Flüssigkeit auf eine Vielzahl von Auslasselementen mit der Vermeidung der Koaleszenz von Gasblasen während ihres Aufstiegs in der Flüssigkeit miteinander verbindet, ist der zu fördernde Volumenstrom eines Gases oder Gasgemisches geringer als beim Eintrag mit einem Membran-Begaser oder Keramik-Begaser, um die notwendige Menge eines Gases oder Gasgemisches in die Flüssigkeit einzutragen. Im Unterschied zu Membran- oder Keramik-Begasern ist beim Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung nahezu nur Druck und damit Energie zur Überwindung des für alle Begasertypen gleichermaßen vorhandenen hydrostatischen Drucks erforderlich. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist erst bei einem großen Volumenstrom eines Gases oder Gasgemisches ein höherer Druck in der Druckkammer und den Auslasselementen zu überwinden. Der Druck und damit der mit dem Druck korrespondierende Energiebedarf kann durch die Anordnung mehrerer Begaser auf den Energiebedarf bei energieoptimalen Fördermengen optimiert werden. Since the devices according to the invention combine the conditions of intensive distribution of the volume flow of a gas or gas mixture at the time of its entry into the liquid on a plurality of outlet elements with the avoidance of coalescence of gas bubbles during their ascent in the liquid, is the volume flow of a gas to be delivered or gas mixture lower than when fed with a membrane Begaser or ceramic Begaser to enter the necessary amount of a gas or gas mixture in the liquid. In contrast to membrane or ceramic Begasern when using the device according to the invention almost only pressure and thus energy to overcome the same for all types of gas turbine hydrostatic pressure is required. With the device according to the invention, a higher pressure in the pressure chamber and the outlet elements is to be overcome only at a large volume flow of a gas or gas mixture. The pressure and thus the energy demand corresponding to the pressure can be optimized by the arrangement of several aerators on the energy demand at energy-optimal flow rates.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann vorteilhafterweise an unterschiedlichen Orten oder in verschiedenen Gewässern stationär installiert werden. Sie erfordert dabei keinen komplizierten Aufbau. Dies kann sie besonders geeignet für nachfolgend genannte mögliche Anwendungsbereiche der Erfindung und viele weitere Anwendungsbereiche machen. The device according to the invention can advantageously be installed in a stationary manner at different locations or in different waters. It does not require a complicated structure. This may make them particularly suitable for the following possible applications of the invention and many other applications.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann zum Einbringen eines Gases oder eines Gasgemisches in mit Flüssigkeiten, insbesondere mit Wasser, teilweise oder vollständig gefüllte Reaktoren, in natürlichen und in künstlichen Gewässer eingesetzt werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann dauerhaft stationär am Boden eines teilweise oder vollständig gefüllten Reaktors oder auf dem Grund eines natürlichen und künstlichen Gewässers eingebracht werden. The device according to the invention can be used for introducing a gas or a gas mixture into reactors which are partially or completely filled with liquids, in particular with water, in natural and in artificial waters. The device according to the invention can be introduced permanently stationary at the bottom of a partially or completely filled reactor or at the bottom of a natural and artificial body of water.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann in einem Reaktor mobil betrieben werden, um die beiden verfahrenstechnischen Prozesse des Einbringens des Gases in eine Flüssigkeit unter die Verteilung des Gases innerhalb der Flüssigkeit, die heute üblicherweise durch energieintensive Rührwerke oder Umwälzpumpen vorgenommen wird, so miteinander kombinieren, dass durch die kontinuierliche Einbringung des Gases oder Gasgemisches durch Gleiten über den Beckenboden des Reaktors die aus den Auslasselementen austretenden Gasblasen gleichzeitig auch den Wasserkörper so durchmischen, dass die eingetragenen Gasblasen gleichmäßig im Wasserkörper verteilt werden. Hierzu wird die erfindungsgemäße Vorrichtung an ein mindestens zweiachsiges Fahrgestell gehängt, dass auf den Seitenrändern des Reaktors bewegt wird. Das Fahrgestell kann sowohl auf dem Rand eines runden, quadratischen oder länglichen Reaktors kontinuierlich betrieben werden und auf dem Rand eines runden, quadratischen oder länglichen Reaktors bei Erreichen eines Beckenendes durch Umschaltung zurück zum gegenüberliegenden Beckenende fahren. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann hierbei in einer Lage unmittelbar über den Beckenboden und in einer anderen Lage über dem Beckenboden oder in mehreren Lagen über den Beckenboden geführt werden. Außerdem kann die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Aufbauen einer Konzentration von Gasen oder Gasgemischen in mit Flüssigkeiten, insbesondere mit Wasser, teilweise oder vollständig gefüllten Reaktoren, in natürlichen und in künstlichen Gewässern oder zum Erhöhen der bereits vorhandenen Konzentration von Gasen oder Gasgemischen genutzt werden. The device according to the invention can be operated in a mobile reactor in order to combine the two procedural processes of introducing the gas into a liquid under the distribution of the gas within the liquid, which is usually carried out today by energy-intensive agitators or circulating pumps, that through continuous introduction of the gas or gas mixture by sliding over the bottom of the reactor the gas bubbles emerging from the outlet elements simultaneously mix the water body so that the gas bubbles are evenly distributed in the water body. For this purpose, the device according to the invention is hung on an at least biaxial chassis that is moved on the side edges of the reactor. The chassis can be operated continuously both on the edge of a round, square or elongated reactor and drive on the edge of a round, square or elongated reactor on reaching a tank end by switching back to the opposite end of the tank. In this case, the device according to the invention can be guided in one position directly over the pelvic floor and in another position above the pelvic floor or in several positions over the pelvic floor. In addition, the apparatus according to the invention can be used to build up a concentration of gases or gas mixtures in reactors, in water, partially or fully filled reactors, in natural and artificial waters or to increase the already existing concentration of gases or gas mixtures.
Da die erfindungsgemäße Vorrichtung bauartbedingt bereits kleine und sehr kleine Bläschen erzeugt, ist sie besonders für Reaktoren geeignet, in die ein Gas, ein Gasgemisch oder ein Fluid mit Druck in eine Flüssigkeit eingebracht werden kann, um eine gleichmäßige Verteilung des Gases oder Gasgemisches mit dem Ziel einer Übersättigung des Gases oder Gasgemisches im gesamten Flüssigkeitskörper, um dann durch plötzliche Entspannung einen sofortigen Aufstieg der Gasblasen auszulösen, wobei die Gasblasen wegen ihrer geringen Größe auch feinste Partikel aus der Flüssigkeit mit an die Oberfläche der Flüssigkeit reißen, um so den hohen Energieaufwand bei Verfahren wie der Entspannungsflotation mit Lochblechen zu minimieren. Since the device according to the invention already produces small and very small bubbles due to the design, it is particularly suitable for reactors into which a gas, a gas mixture or a fluid can be introduced under pressure into a liquid in order to uniformly distribute the gas or gas mixture with the target a supersaturation of the gas or gas mixture in the entire body of liquid, and then trigger an immediate rise of the gas bubbles by sudden relaxation, the gas bubbles tear small particles from the liquid to the surface of the liquid because of their small size, so the high energy consumption in process how to minimize the relaxation floatation with perforated sheets.
Ferner kann die erfindungsgemäße Vorrichtung, insbesondere durch ihren geringen Energiebedarf zum Reduzieren der Dichte der Flüssigkeit, insbesondere des Wassers, in einer Steigleitung durch den Dichteunterschied des Gas-Flüssigkeits-Gemisches in der Steigleitung und der Flüssigkeit mit einer höheren Dichte außerhalb der Leitung verwendet werden, sodass die Flüssigkeit in der Steigleitung mit einem niedrigeren Energieverbrauch gegenüber Membran- und Keramik-Begasern gefördert wird. Furthermore, the device according to the invention, in particular by its low energy requirement for reducing the density of the liquid, in particular the water, can be used in a riser by the density difference of the gas-liquid mixture in the riser and the liquid with a higher density outside the pipe, so that the liquid in the riser is promoted with a lower energy consumption compared to membrane and ceramic Begasern.
Weiterhin kann die erfindungsgemäße Vorrichtung, insbesondere durch ihren geringen Energiebedarf, zum Austauschen der Flüssigkeit oberhalb des Auslasselementes mit der Flüssigkeit im Umfeld des Auslasselementes, insbesondere durch einen Dichteunterschied zwischen einer mit Gas oder Gasgemisch durchsetzten Flüssigkeitssäule und einer gasfreien oder nicht mit gelösten Gasen oder Gasgemischen durchsetzten Flüssigkeitssäule, in Gebrauch genommen werden. Furthermore, the device according to the invention, in particular by its low energy requirement, interchanged for exchanging the liquid above the outlet element with the liquid in the vicinity of the outlet element, in particular by a density difference between a liquid column interspersed with gas or gas mixture and a gas-free or not with dissolved gases or gas mixtures Liquid column, to be put into use.
Darüber hinaus kann die erfindungsgemäße Vorrichtung, insbesondere durch ihren geringen Energiebedarf, zum Bilden eines Blasenschleiers, der als Barriere zur Ausbreitung von Schall einsetzbar ist, zum Einsatz kommen. Darüber hinaus kann die erfindungsgemäße Vorrichtung, insbesondere durch ihren geringen Energiebedarf durch dauerhaftes Gleiten kleiner Blasen über sich dauerhaft unter Wasser befindlichen Flächen und die dabei wirkende Reibung der Vielzahl kleiner Blasen an den Flächen zur Verhinderung der Bildung von Bewuchs oder zum Abtrag von bereits vorhandenem Bewuchs zum Einsatz kommen. In addition, the device according to the invention, in particular due to its low energy requirement, for forming a bubble curtain, which is used as a barrier for the propagation of sound, are used. In addition, the device according to the invention, in particular by their low energy requirements by permanently sliding small bubbles over permanently underwater surfaces and thereby acting friction of the plurality of small bubbles on the surfaces to prevent the formation of fouling or for the removal of existing vegetation for Use come.
Besonders bevorzugt kann die erfindungsgemäße Vorrichtung zum biologischen Abbau von Schmutzstoffen in Flüssigkeiten effizient und dauerhaft Anwendung finden. Particularly preferably, the device according to the invention for biodegradation of contaminants in liquids can be used efficiently and permanently.
Um den Austritt von Gasblasen aus den Austrittsöffnungen der Auslasselemente und den Weg der Gasblasen beim nachfolgenden Aufstieg beispielsweise mit Hochgeschwindigkeitskameras besser erfassen bzw. aufzeichnen zu können, kann das Abdeckelement aus einem lichtdurchlässigen Material hergestellt werden, durch das Licht mit derselben Wellenlänge oder mit unterschiedlichen Wellenlängen aus dem gesamten Farbspektrum aus der Druckkammer strahlt. In order to better detect or record the escape of gas bubbles from the outlet openings of the outlet elements and the path of the gas bubbles in the subsequent rise, for example, with high-speed cameras, the cover can be made of a translucent material, by the light of the same wavelength or with different wavelengths the entire color spectrum radiates from the pressure chamber.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist vorteilhafterweise besonders geeignet, in den biologischen Kläranlagen den Stickstoff energieoptimal zu eliminieren. Im klassischen Verfahren werden Ammonium NH4 Ammoniak NH3 durch Eintrag von Sauerstoff, der in Abwasser in Lösung geht, von Mikroorganismen zu Nitrit N03 oxidiert. Dies geschieht in einem separaten Bereich eines Reaktors. In einem weiteren Teil des Reaktors wird der Sauerstoff von Mikroorganismen vom Nitrit N03 abgespalten und es bildet sich der elementare Stickstoff N2. Bei diesem Prozess der Reduktion des Nitrit N03 zu Stickstoff N2 darf kein gelöster Sauerstoff im Abwasser vorhanden sein. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ist es möglich, nur so viel Sauerstoff mit der atmosphärischen Luft in den Reaktor einzutragen, dass dieser Sauerstoff, sofort, nachdem er in Lösung gegangen ist, von den Mikroorganismen verwertet wird. Zwar ist noch eine geringe Menge gelösten Sauerstoffs im Abwasser, jedoch sind die Mikroorganismen, die N03 zu N2 reduzieren gezwungen, den am Nitrit N03 gebundenen Sauerstoff zu verwerten. Um die Versorgung der Mikroorganismen bei der Reduktion von Nitrit N03 zu Stickstoff N2 ausreichend mit Abwasserinhaltsstoffen versorgen zu können, wird das Abwasser durch Rührwerk oder Umwälzpumpe konstant durchmischt. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird ein Gas in eine Flüssigkeit, ein Gas in ein Gas, oder eine Flüssigkeit in ein Gas eingetragen, wobei gleichzeitig durch Turbulenzen die Flüssigkeit oder das Gas durchmischt wird. Mit der Durchmischung des Abwassers durch den Eintrag auch geringer Mengen von Sauerstoff ist der Betrieb von Rührwerken oder Umwälzpumpen zur Durchmischung nicht mehr erforderlich. Gleichzeitig kann der bei dem klassischen Verfahren der Stickstoffelimination übliche erhebliche Sauerstoffüberschuss in einem Reaktor reduziert werden. Das kombinierte Verfahren der Nitrifikation und der Denitrifikation führt zu einem geringeren erforderlichen Reaktionsraum, da die beiden Prozesse nicht mehr in verschiedenen Bereichen eines Reaktors ablaufen müssen und der Energieeinsatz für die Durchmischung mit Rührwerken oder Umwälzpumpen kann vermieden werden. The device according to the invention is advantageously particularly suitable for eliminating the nitrogen energy-optimally in the biological sewage treatment plants. In the classical method, ammonium NH4 ammonia NH3 is oxidized by microorganisms to nitrite N03 by introduction of oxygen, which goes into solution in wastewater. This happens in a separate area of a reactor. In another part of the reactor, the oxygen of microorganisms is split off from the nitrite N03 and the elemental nitrogen N2 is formed. In this process of reducing the nitrite N03 to nitrogen N2, there must be no dissolved oxygen in the wastewater. By means of the device according to the invention, it is possible to introduce only so much oxygen with the atmospheric air into the reactor that this oxygen, immediately after it has gone into solution, is utilized by the microorganisms. Although there is still a small amount of dissolved oxygen in the wastewater, the microorganisms that reduce N03 to N2 are forced to recycle the oxygen bound to nitrite N03. In order to provide the supply of microorganisms in the reduction of nitrite N03 to nitrogen N2 sufficiently with wastewater ingredients, the wastewater is constantly mixed by agitator or circulating pump. With the device according to the invention, a gas is introduced into a liquid, a gas into a gas, or a liquid into a gas, wherein at the same time by turbulence, the liquid or the gas is mixed. With the mixing of the wastewater by the entry of even small amounts of oxygen, the operation of agitators or circulation pumps for mixing is no longer required. At the same time, the considerable oxygen excess that is usual in the classical method of nitrogen elimination can be reduced in a reactor. The combined process of nitrification and denitrification leads to a lower required reaction space, since the two processes no longer have to run in different areas of a reactor and the energy input for mixing with agitators or circulating pumps can be avoided.
Gase und Gasgemische können trocken, teilweise oder vollständig gesättigt sein. Weiterhin kann sich Wasser unter hohen Temperaturen und hohem Druck als Dampf in einem gasförmigen Aggregatzustand befinden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann vorteilhafterweise zum Einbringen von Gasen und Gasgemischen in ihrem jeweiligen Aggregat- und Sättigungszustand in Flüssigkeiten geeignet sein. Gases and gas mixtures may be dry, partially or completely saturated. Furthermore, under high temperatures and high pressure, water may be in a gaseous state as vapor. The device according to the invention may advantageously be suitable for introducing gases and gas mixtures in their respective state of aggregation and saturation in liquids.
Die Vorrichtung kann sowohl für den Eintrag von Gasen und Gasgemischen in Flüssigkeiten oder Flüssigkeitsgemische, von Gas oder Gasgemischen in Gase oder Gasgemische, als auch für den Eintrag von Flüssigkeiten oder Flüssigkeitsgemischen in Flüssigkeiten oder Flüssigkeitsgemischen eingesetzt werden, in dem die Druckkammer mit einer Flüssigkeit bzw. einem Fluid beaufschlagt wird. The device can be used both for the entry of gases and gas mixtures in liquids or liquid mixtures, of gas or gas mixtures in gases or gas mixtures, as well as for the entry of liquids or liquid mixtures in liquids or liquid mixtures in which the pressure chamber with a liquid or a fluid is applied.
Ebenso ist es möglich, die Druckkammer in mehrere Segmente zu teilen, die einzeln mit Gas bzw. mit einem Gasgemisch und mit einer Flüssigkeit bzw. einem Fluid beaufschlagt werden und oberhalb der Druckkammer durchmischt werden können. It is also possible to divide the pressure chamber into a plurality of segments, which are acted upon individually with gas or with a gas mixture and with a liquid or a fluid and can be mixed above the pressure chamber.
Vorzugsweise kann die Vorrichtung als Wärmetauscher eingesetzt werden, indem Dampf oder ein heißes Gas oder eine heiße Flüssigkeit aus der Druckkammer durch die Auslasselemente und/oder durch eine Tauscherkammer in eine darüber liegende Kammer geführt wird. In der Tauscherkammer kann eine Flüssigkeit oder ein Gas, ein Gasgemisch oder ein Fluid im Querstrom geführt werden. Preferably, the device can be used as a heat exchanger by steam or a hot gas or a hot liquid from the pressure chamber is passed through the outlet elements and / or through a exchanger chamber in an overlying chamber. In the exchanger chamber, a liquid or a gas, a gas mixture or a fluid can be guided in crossflow.
Ein weiteres Einsatzgebiet der Vorrichtung ist die Vermeidung des Bewuchses von Gegenständen im Wasser mit Moos oder mit Algen. Durch das konstante Gleiten von Gasen oder Gasgemischen über die sich unter Wasser befindlichen Flächen der Gegenstände wird der Bewuchs verhindert oder vorhandener Bewuchs von den Gasblasen abgetragen und es sind keine Chemikalien erforderlich. Dies gilt u. a. auch für die in der biologischen Abwasserbehandlung eingesetzten Membrananlagen. Auf Grund der nicht erforderlichen konstanten Begasung der Gegenstände und Flächen - mit Ausnahme der Membrananlage - kann eine solche Anlage wegen des geringen Energiebedarfs mit Solarstrom versorgt werden. Another field of use of the device is the prevention of the growth of objects in the water with moss or algae. By the constant sliding of gases or gas mixtures over the underwater surfaces of the objects, the growth is prevented or existing vegetation removed from the gas bubbles and no chemicals are required. This also applies to the membrane plants used in biological wastewater treatment. Due to the unnecessary constant fumigation of objects and surfaces - with the exception of the membrane plant - such a system can be supplied with solar power due to the low energy consumption.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, nämlich ein Verfahren bereitzustellen, mit dem ein Abdeckelement für eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit möglichst kleinen Auslasselementen reproduzierbar herstellbar ist, wird durch ein Verfahren zur Herstellung eines Abdeckelements für eine Vorrichtung zum Einbringen eines Fluides aus der Vorrichtung in ein die Vorrichtung umgebendes Fluid, insbesondere für eine erfindungsgemäße Vorrichtung, gelöst, wobei unabhängig davon, wie viele Verfahrensschritte benötigt werden, das Produkt der Verfahren gleich ist, wobei beispielsweis ein Abdeckelement, welches zumindest eine Oberfläche mit mindestens zwei Formelementen aufweist, die wiederrum eine Vielzahl von Auslasselementen aufweisen. The object of the present invention, namely to provide a method with which a cover element for a device according to the invention with smallest possible outlet elements is reproducible to produce, is provided by a method for producing a cover for a device for introducing a fluid from the device into a device surrounding Fluid, in particular for a device according to the invention, solved, regardless of how many process steps are needed, the product of the method is the same, for example, a cover having at least one surface having at least two form elements, which in turn have a plurality of outlet elements.
Dabei sieht das Verfahren in einer alternativen Ausführung zur Ausgestaltung des Abdeckelementes als Formkörper die folgenden Verfahrensschritte vor: The method provides in an alternative embodiment for the design of the cover as a shaped body, the following method steps:
Herstellung eines Ur-Modells, das im Wesentlichen identisch zu der Form der des Producing a primal model that is essentially identical to the shape of the
Abdeckelements ist, Cover element is,
Abformung des Ur-Modells zur Erstellung einer Negativform als Gießform für das Abdeckelement,  Impression of the original model to create a negative mold as a casting mold for the cover element,
Einsetzen von Platzhalterelementen zur Ausgestaltung der Auslasselemente in oder an der Negativform,  Insertion of placeholder elements for the design of the outlet elements in or on the negative mold,
Erstellung des Abdeckelements durch Auftragen einer aushärtbaren Gießmasse auf die Negativform,  Creation of the cover element by applying a hardenable casting compound to the negative mold,
Entfernen des erstellten Abdeckelements von der Negativform.  Remove the created cover element from the negative mold.
Bei diesem Verfahren wird zuerst ein Ur-Modell hergestellt, welches bezüglich der Formelemente und dessen Ausrichtung identisch mit dem herzustellenden Abdeckelement ist. Das Ur-Modell kann dabei vorzugsweise aus POM Polyoxymethylan, auch Polyacetal oder kurz Acetal (Handelsname u. a. Delrin), PVC Polyvinylchlorid, Teflon PTFE Polytet- rafluorethylen, PA Polyamide, Pertinax Faserverbundwerkstoff (Hartgewebe), Aluminiumlegierungen, Messinglegierungen, Gießkeramik (als Rohling), Titanlegierungen oder anderen Hart- oder Weichkunststoffen oder Kunststoffverbindungen als auch Metall- oder Metalllegierungen oder Metall-Kunststofflegierungen hergestellt sein. In this method, a master model is first manufactured, which is identical with respect to the mold elements and its orientation with the cover to be produced. The original model can preferably be made of POM polyoxymethylane, also polyacetal or acetal (trade name Delrin), PVC polyvinyl chloride, Teflon PTFE polytetra- Rafluoroethylene, PA polyamides, Pertinax fiber composite (hard tissue), aluminum alloys, brass alloys, cast ceramics (as a blank), titanium alloys or other hard or soft plastics or plastic compounds as well as metal or metal alloys or metal-plastic alloys.
An den Herstellungsschritt des Ur-Modells schließt sich der Schritt der Abformung des UrModells an, wobei die Gießform für das Produkt, nämlich für das Abdeckelement entsteht. Somit entsteht bei der Abformung des Ur-Modells eine Negativform für das Abdeckelement, an der die Formelemente invers zu den Formelementen des Ur-Modells und des Abdeckelement ausgerichtet sind. Als Material für die Negativform dient vorzugsweise Silikonkautschuk, additionsvernetzend (geringe Schrumpfung), Silikonkautschuk, konden- sationsvernetzend (größere Schrumpfung möglich), Polyurethankautschuk oder andere Materialien mit ähnlichen Eigenschaften. The production step of the original model is followed by the step of molding the original model, whereby the casting mold for the product, namely the covering element, is created. Thus, during the molding of the original model, a negative mold for the cover element is produced, on which the mold elements are oriented inversely to the mold elements of the original model and of the cover element. The material used for the negative mold is preferably silicone rubber, addition-curing (low shrinkage), silicone rubber, condensation-crosslinking (greater shrinkage possible), polyurethane rubber or other materials having similar properties.
Unter Verwendung der Negativform wird eine Gießform für das Abdeckelement vorbereitet, indem an den Positionen der Auslasselemente Platzhalterelemente in oder an die Negativform eingesetzt oder angesetzt werden. Als Platzhalterelement kann beispielsweise ein Draht, wie beispielsweise ein Dentaldraht, Flexinol (Muskeldraht), ein Bronzedraht, ein Silberdraht, Klavierdraht, ein Konstantandraht, ein Federstahldraht, ein Wolframdraht, Basaltdraht oder ein Edelstahldraht dienen. Ein weiteres Platzhalterelement kann beispielsweise eine monofile oder polyfile Angelschnur sein. Auch kann bevorzugt eine Glasfaser oder eine Litze als Platzhalterelement zur Ausgestaltung der als Löcher gebildeten Auslasselemente dienen. Ganz besonders bevorzugt kann auch eine aus einer Glaskanüle oder -pipette gezogene Spitze als Platzhalterelement zur Ausgestaltung der als Löcher gebildeten Auslasselemente dienen. In einer besonders bevorzugten Weise kann dabei die Drähte, Schnüre, Fäden, Fasern oder Litzen in der Negativform platziert werden, indem ein vorzugsweise als Hohlkörper ausgestaltetes Führungselement, beispielsweise eine Kanüle an den Platzierungen der Drähte durch die Negativform geschoben wird, durch die die Drähte, Schnüre, Fäden, Fasern oder Litzen geführt werden. Nachdem die Drähte, Schnüre, Fäden, Fasern oder Litzen durch die Kanülen geschoben wurden, werden die Kanülen entfernt und das Material der Negativform zieht sich haltend um die Drähte, Schnüre, Fäden, Fasern oder Litzen zusammen. Die so in die Negativform eingebrachten Drähte, Schnüre, Fäden, Fasern oder Litzen werden vorzugsweise vor dem Gießen der Gießmasse für das Abdeckelement gespannt. Das Spannen der Drähte, Schnüre, Fäden, Fasern oder Litzen kann beispielsweise durch zwei sich in überkreuzender Richtung geführte Kämme erfolgen, die durch Scherung die Drähte, Schnüre, Fäden, Fasern oder Litzen einspannen und so mit den Kämmen relativ zu der Oberfläche der Negativform wegbewegt werden, d. h. orthogonal zu der Oberfläche gespannt werden. Natürlich können die Drähte, Schnüre, Fäden, Fasern oder Litzen auch schräg zu der Oberfläche der Negativform in einem Winkel von beispielsweise 45° abgespannt werden, aber zumindest in einem Winkelbereich zwischen vorzugsweise 1 ° bis 90°. Using the negative mold, a mold for the cover member is prepared by inserting or attaching dummy members into or onto the female mold at the positions of the outlet members. For example, a wire such as a dental wire, Flexinol (muscle wire), a bronze wire, a silver wire, a piano wire, a constantan wire, a spring steel wire, a tungsten wire, a basalt wire, or a stainless steel wire may serve as the dummy. Another placeholder element may be, for example, a monofilament or polyfile fishing line. Also, a glass fiber or a strand may preferably serve as a placeholder element for the design of the outlet elements formed as holes. A tip pulled out of a glass cannula or pipette can also very particularly preferably serve as a placeholder element for the design of the outlet elements formed as holes. In a particularly preferred manner, the wires, cords, threads, fibers or strands can be placed in the negative mold by a guide element, for example a cannula, which is preferably configured as a hollow body being pushed through the negative mold at the placements of the wires through which the wires, Cords, threads, fibers or strands are performed. After the wires, cords, threads, fibers or strands have been pushed through the cannulas, the cannulas are removed and the negative mold material contracts around the wires, cords, threads, fibers or strands. The so introduced into the negative mold wires, cords, threads, fibers or strands are preferably stretched before casting the casting material for the cover. Tensioning the wires, Cords, threads, fibers or strands can be made, for example, by two crossed combs, which clamp by shear the wires, cords, threads, fibers or strands and thus moved away with the crests relative to the surface of the female mold, ie orthogonal to be stretched the surface. Of course, the wires, cords, threads, fibers or strands can also be braced obliquely to the surface of the female mold at an angle of for example 45 °, but at least in an angular range between preferably 1 ° to 90 °.
In vorteilhafter Weise wird vor dem Gießschritt, der nachfolgt, ein Trennmittel auf die Negativform aufgetragen, um eine Trennung, d. h. ein Entfernen des Gießproduktes von der Negativform zu erleichtern. Als Trennmittel kann in vorteilhafter Weise ein siliconfreies oder ein siliconhaltiges Trennmittel verwendet werden, welches auf die Negativform, d. h. auf die Gießform gesprüht, in flüssiger Form, als fließfähige Paste oder pastös aufgetragen wird. Advantageously, prior to the casting step which follows, a release agent is applied to the negative mold to provide a separation, i. H. to facilitate removal of the cast product from the negative mold. As a release agent, a silicone-free or a silicone-containing release agent can be used in an advantageous manner, which on the negative mold, d. H. sprayed onto the mold, in liquid form, applied as a flowable paste or pasty.
Nach dem Gießen einer aushärtbaren Gießmasse, wie beispielsweise einer Polyurethanharzverbindung, einer Epoxidharzverbindung, einer Polyesterharzverbindung oder einer Kombination aus mindestens zwei dieser Harzverbindungen und entsprechenden Zusatzmitteln, wie Reaktionsverdünner, Aushärter und Weichmacher, wird während des Aushärtens oder nach dem Aushärten das Gießprodukt, nämlich das Abdeckelement aus der Gießform genommen, d. h. von der Negativform entfernt. Insgesamt sind sämtliche Kunststoff- oder Metallverbindungen denkbar, die sich in einem Gieß- oder Formprozess mit und ohne Vakuum zu einem Formkörper ausbilden lassen, der als Abdeckelement ausgestaltet ist. Natürlich kann ein als Formkörper ausgestaltetes Abdeckelement auch ein aus einer Gießkeramik oder einem Siliziumoxid hergestelltes keramisches oder Glas Abdeckelement sein. Die so ausgestalteten Abdeckelemente eignen sich insbesondere aufgrund ihrer glatten Oberflächen für eine besonders gute Reinigung. After casting a curable molding compound, such as a polyurethane resin compound, an epoxy resin compound, a polyester resin compound or a combination of at least two of these resin compounds and corresponding additives, such as reaction diluents, curing agents and plasticizers, during casting or after curing, the cast product, namely the cover member taken from the mold, d. H. removed from the negative mold. Overall, all plastic or metal compounds are conceivable, which can be formed in a casting or molding process with and without vacuum to form a shaped body, which is designed as a cover. Of course, a covering element designed as a shaped body can also be a ceramic or glass covering element made of a cast ceramic or a silicon oxide. The cover elements designed in this way are particularly suitable for a particularly good cleaning due to their smooth surfaces.
Bei einer alternativen Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines als Formkörper ausgestalteten Abdeckelements ist das Ur-Modell als Negativform zu dem Gießprodukt, nämlich zu dem Abdeckelement ausgestaltet und kann direkt als Gießform für das Gießmodell, nämlich als Abdeckelement, wie für das andere Verfahren bereits beschrieben, vorbereitet und verwendet werden. Anders als bereits für das erste Verfahren beschrieben, können die Drähte, Schnüre, Fäden, Fasern oder Litzen auch ohne durch die Negativform geführt zu werden an der Oberfläche der Negativform mit der Negativform verbunden sein, beispielsweise durch Anschweißen oder Verkleben. In an alternative embodiment of the method for producing a cover element designed as a molded body, the original model is designed as a negative mold to the cast product, namely to the cover and can directly as a mold for the casting model, namely as a cover, as already described for the other method, prepared and used. Unlike already described for the first method, the wires, cords, threads, fibers or strands can also be connected to the negative mold, for example by welding or gluing, without being guided through the negative mold on the surface of the negative mold.
Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, das Ur-Modell oder auch das Abdeckelement durch Bearbeitung eines monolithischen Festkörpers herzustellen. Dabei können beispielsweise die Auslasselemente durch Bohrungen durch den Festkörper ausgebildet werden. Die Formelemente können durch Abtragen von Material beispielsweise durch Fräsen oder Schleifen aus dem Material herausgearbeitet werden. Platzhalterelemente können wie bereits beschrieben in Form von Drähten, Schnüren, Fäden, Fasern oder Litzen an der Oberfläche des Abdeckelements befestigt sein, beispielsweise durch Anschweißen oder Verkleben. In principle, however, it is also conceivable to produce the original model or even the cover element by machining a monolithic solid. In this case, for example, the outlet elements can be formed by drilling through the solid. The mold elements can be worked out by removing material, for example by milling or grinding of the material. Placeholder elements can be attached to the surface of the cover element in the form of wires, cords, threads, fibers or strands, as already described, for example by welding or gluing.
Weitere Öffnungen oder Durchgänge, beispielsweise für die Zuluft- Medienleitung oder die Entwässerungsleitung können durch Platzhalterelemente vor dem Gießen berücksichtigt werden oder durch Bearbeitung, beispielsweise durch Bohren oder Fräsen, nachträglich in dem Formkörper oder dem monolithischen Festkörper ausgestaltet werden. Other openings or passages, for example for the supply air medium line or the drainage line can be taken into account by placeholder elements before casting or by machining, for example by drilling or milling, subsequently configured in the molding or the monolithic solid.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform des Verfahrens, kann das Abdeckelement aus einem monolithischen Festkörper in Form einer Metallplatte ausgestaltet werden, wobei die Auslasselemente mittels eines Lasers in das Abdeckelement geschossen werden. In a further alternative embodiment of the method, the cover can be configured from a monolithic solid in the form of a metal plate, wherein the outlet elements are shot by means of a laser in the cover.
Um Wiederholungen bezüglich der Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens, insbesondere der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Abdeckelemente zu vermeiden, wird auf die Ausführungen zu der vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwiesen und es wird vollumfänglich auf diese zurückgegriffen. In order to avoid repetition of the advantages of the method according to the invention, in particular of the cover elements produced by the method according to the invention, reference is made to the statements on the advantageous embodiment of the device according to the invention and it is fully recourse to this.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten und in den Figuren gezeigten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen: Further measures improving the invention will be described in more detail below together with the description of preferred embodiments of the invention with reference to the figures. The features mentioned in the claims and in the description and shown in the figures may each be essential to the invention individually or in any desired combination. Show it:
Figur 1 eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Abdeckelement mit triangulär ausgestalteten Formelementen, FIG. 1 shows a schematic sectional view of a device according to the invention with a cover element with triangularly configured form elements,
Figur 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung aus Figur 1 , FIG. 2 shows a plan view of the device from FIG. 1,
Figur 3 eine Draufsicht auf eine weitere erfindungsgemäße Vorrichtung, FIG. 3 shows a plan view of a further device according to the invention,
Figur 4 eine schematische Schnittansicht einer Negativform mit in durchgeführten Figure 4 is a schematic sectional view of a negative mold with in performed
Führungselementen eingeführten Platzhalterelementen,  Guide elements introduced placeholder elements,
Figur 5 eine schematische Schnittansicht eines Abdeckelements mit gewölbten Figure 5 is a schematic sectional view of a cover with curved
Formelementen für eine erfindungsgemäße Vorrichtung und  Moldings for a device according to the invention and
Figur 6 eine schematische Schnittansicht einer Negativform mit an der Oberfläche befestigten Platzhalterelementen. Figure 6 is a schematic sectional view of a negative mold with surface-mounted placeholder elements.
In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, weshalb diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden. In the different figures, the same parts are always provided with the same reference numerals, which is why they are usually described only once.
Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Einbringen eines Fluides 2, welches vorliegend als Gas oder Gasgemisch dargestellt ist. Das Fluid 2 gelangt aus der Vorrichtung 1 in ein die Vorrichtung 1 umgebendes Fluid 3, welches vorliegend eine Flüssigkeit ist. Die Vorrichtung 1 umfasst eine Druckkammer 10 dessen Oberseite ein Abdeckelement 1 1 bildet. Die Unterseite der Druckkammer 10 bildet eine Begaserwanne 12. Zum Zuführen des Fluides 2 in die Druckkammer 10 ist eine Zuluftleitung 30 vorgesehen, die beispielsweise über einen Schlauch mit einem Behälter für das Fluid 2 verbunden ist, welcher beispielsweise unter Überdruck steht, oder aus dem das Fluid 2 über einen Kompressor aus dem Behälter über den Schlauch in die Zuluftleitung 30 geleitet wird,. Zum Abführen von Flüssigkeit aus der Druckkammer 10 ist zudem eine Entwässerungsleitung 20 vorgesehen. In dem Abdeckelement 1 1 sind Auslasselemente 40 zum Durchleiten des Fluides 2 aus der Druckkammer 10 in die umgebende Flüssigkeit in dem Abdeckelement 1 1 ausgebildet. Die Auslasselemente 40 sind vorliegend als das Abdeckelement 1 1 durchgreifende Löcher 50 ausgebildet. Das Fluid 2 wird über eine Eintrittsöffnung 14 der als Löcher 50 ausgestalteten Auslasselemente 40 durch das Abdeckelement 1 1 in das die Druckkammer 10 umgebende Fluid 3 geleitet. Das Abdeckelement 1 1 ist erfindungsgemäß als Formkörper oder aus einem monolithischen Festkörper hergestellt. Da das Abdeckelement 1 1 als vorzugsweise selbsttragendes Bauteil auf die Begaserwanne 12 aufgesetzt wird und damit aus der Druckkammer 10 das in die Druckkammer 10 zugeleitete Fluid 2 nur an den Auslasselementen 40 austritt, ist zwischen dem Abdeckelement 1 1 , welches die Oberseite der Druckkammer 10 bildet und der Begaserwanne 12 eine Dichtung 13 ausgestaltet. Die Dichtung 13 kann eine gummielastische Dichtung sein oder eine zwischen der Begaserwanne 12 und dem Abdeckelement 1 1 aufgetragene pastöse Dichtungsmasse, die aushärtet und so einen Stoffschluss zwischen dem Abdeckelement 1 1 und der Begaserwanne 12 ausbildet. Die der Druckkammer 10 abgewandte Oberseite des Abdeckelements 1 1 umfasst triangulär ausgestaltete Formelemente 15, die hier vorliegend mit zwei Flanken 16, die spitz aufeinander zulaufen, ausgestaltet sind. Die als Löcher 50 ausgestalteten Auslasselemente 40 durchgreifen die Flanken 16 der triangulär ausgestalteten Formelemente 15. Wie zu erkennen ist, weisen die Flanken 16 einen Steigungswinkel von ca. 60 Grad auf, wodurch verhindert wird, dass die durch die Auslasselemente 40 aufsteigenden Gasbläschen beim Aufsteigen in das Fluid 3 an der Wand der Formelemente 15 anhaften. Dadurch wird eine Koaleszenz, d. h. ein Zusammen- schluss von mehreren Gasbläschen verhindert. Die Formelemente 15 sind im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet. Dabei sind die Formelemente 15 zueinander beabstandet angeordnet, d. h. dass die Flanken 16 der jeweiligen Formelemente 15 nicht aneinander stoßen, sondern zwischen den Flanken 16 ein Übergang gebildet ist. Natürlich können die Flanken 16 der Formelemente 15 auch einander anstoßend, d. h. angrenzend oder sogar übergreifend ausgestaltet sein. Die als Löcher 50 ausgestalteten Auslasselemente 40 weisen einen Durchmesser von 0,005 mm bis maximal 1 ,0 mm auf, bevorzugt von 0,01 mm bis 0,4 mm. Der Durchmesser der als Löcher 50 ausgestalteten Auslasselemente 40 ist für die Ausbildung von sehr kleinen Gasbläschen, die aus der Druckkammer 10 über die Auslasselemente 40 in das Fluid 3 unter Druck aufsteigen, von Entscheidung. Alternativ kann die Entwässerungsleitung 20 wie die in der Figur 1 dargestellte Zuluft- Medienleitung ausgestaltet sein und umgekehrt. FIG. 1 shows a device 1 according to the invention for introducing a fluid 2, which in the present case is shown as a gas or gas mixture. The fluid 2 passes from the device 1 into a fluid 3 surrounding the device 1, which in the present case is a liquid. The device 1 comprises a pressure chamber 10 whose top forms a cover 1 1. For supplying the fluid 2 into the pressure chamber 10, an air supply line 30 is provided, which is connected for example via a hose to a container for the fluid 2, which is under pressure, for example, or from the Fluid 2 is passed via a compressor from the container via the hose in the supply air line 30,. For discharging liquid from the pressure chamber 10, a drainage line 20 is also provided. In the cover 1 1 outlet members 40 are formed for passing the fluid 2 from the pressure chamber 10 in the surrounding liquid in the cover 1 1. The outlet elements 40 are present as the cover 1 1 formed through cross holes 50. The fluid 2 is passed through an inlet opening 14 of the outlet elements 40 designed as holes 50 through the cover element 11 into the fluid 3 surrounding the pressure chamber 10. The cover member 1 1 is produced according to the invention as a shaped body or of a monolithic solid. Since the cover 1 1 is placed as a preferably self-supporting component on the Begaserwanne 12 and thus exits the pressure chamber 10, the fluid 2 supplied to the pressure chamber 10 only at the outlet elements 40, is between the cover 1 1, which forms the top of the pressure chamber 10 and the Begaserwanne 12 a seal 13 configured. The seal 13 may be a rubber-elastic seal or applied between the Begaserwanne 12 and the cover 11 1 pasty sealant that hardens and so forms a material bond between the cover 1 1 and the Begaserwanne 12. The top of the cover 1 1 facing away from the pressure chamber 10 comprises triangular shaped elements 15, which in the present case are designed with two flanks 16, which taper towards each other. The outlet elements 40 designed as holes 50 pass through the flanks 16 of the triangularly shaped form elements 15. As can be seen, the flanks 16 have a pitch angle of approximately 60 degrees, which prevents the gas bubbles rising through the outlet elements 40 from rising as they rise the fluid 3 adhere to the wall of the mold elements 15. This prevents coalescence, ie a combination of several gas bubbles. The mold elements 15 are arranged substantially parallel to each other. In this case, the form elements 15 are arranged spaced from each other, ie that the flanks 16 of the respective form elements 15 do not abut each other, but between the flanks 16, a transition is formed. Of course, the flanks 16 of the mold elements 15 can also be designed to abut each other, ie adjacent or even overarching. The outlet elements 40 designed as holes 50 have a diameter of 0.005 mm to a maximum of 1.0 mm, preferably of 0.01 mm to 0.4 mm. The diameter of the outlet elements 40 designed as holes 50 is a matter of choice for the formation of very small gas bubbles which rise from the pressure chamber 10 via the outlet elements 40 into the fluid 3 under pressure. Alternatively, the drainage line 20 may be configured like the supply air medium line shown in FIG. 1 and vice versa.
Die Entwässerungsleitung 20 ist für einen selbst entleerenden Arbeitsmodus der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 vorteilig. Dabei kann in der Druckkammer 10 ein leichter Überdruck geschaffen werden, um bei gleichzeitigem Aufbau des Überdrucks und der Inbetriebnahme einer Entwässerungspumpe die in die Druckkammer 10 eingedrungene Flüssigkeit abzupumpen. Der Überdruck kann beispielsweise durch einen Kompressor geschaffen werden, oder durch Pumpen eines Gases durch die Zuluft-Medienleitung 30, welches die eingedrungene Flüssigkeit aus der Druckkammer 10 verdrängen und über die Entwässerungsleitung 20 abführen kann. Dabei ist es denkbar, dass die Entwässerungsleitung 20 mit einer Flüssigkeit zu Reinigungszwecken durchgespült werden kann, um festgesetzte Partikel aus den als Löcher 50 ausgestalteten Auslasselementen 40 auszuspülen. Vorteilhaft kann der Eintrag des Fluides 2 in das die Vorrichtung 1 umgebene Fluid 3 durch einzelne Auslasselemente 40 mittels hier nicht dargestellten Magnetventilen gesteuert werden, wobei jedem Auslasselement 40 ein Magnetventil zugeordnet sein kann. Des Weiteren, hier aber nicht dargestellt, kann mindestens eine oder eine Vielzahl von Beleuchtungselementen in der Druckkammer 10 vorgesehen sein, um die Druckkammer 10 und/oder das Fluid 3 über den Auslasselementen 40 zu beleuchten. Sowohl die Zuluft-Medienleitung 30 als auch die Entwässerungsleitung 20 kann dazu dienen, um ein Stromkabel in die Druckkammer 10 einzuführen, um damit beispielsweise Beleuchtungselemente als auch die Magnetventile mit Energie zu versorgen. The drainage line 20 is advantageous for a self-emptying mode of operation of the device 1 according to the invention. In this case, a lighter in the pressure chamber 10 Overpressure are created in order to pump off the liquid which has penetrated into the pressure chamber 10 while the overpressure is being built up and the dewatering pump is put into operation. The overpressure can be created, for example, by a compressor, or by pumping a gas through the supply air medium line 30, which can displace the infiltrated liquid from the pressure chamber 10 and discharge it via the drainage line 20. It is conceivable that the drainage line 20 can be flushed with a liquid for cleaning purposes to rinse set particles from the designed as a hole 50 outlet elements 40. Advantageously, the entry of the fluid 2 into the fluid 3 surrounding the device 1 can be controlled by individual outlet elements 40 by means of solenoid valves, not shown here, wherein each outlet element 40 can be assigned a solenoid valve. Furthermore, but not shown here, at least one or a plurality of lighting elements may be provided in the pressure chamber 10 in order to illuminate the pressure chamber 10 and / or the fluid 3 via the outlet elements 40. Both the supply air supply line 30 and the drainage line 20 can serve to introduce a power cable into the pressure chamber 10 in order to supply, for example, lighting elements as well as the solenoid valves with energy.
Die Figur 2 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 der Figur 1 in einer Draufsicht von oben. Die Linie AA zeigt die Position des Schnittes der Seitenansicht der Figur 1. In der Draufsicht auf die Vorrichtung 1 ist zu erkennen, dass die als Löcher 50 ausgestalteten Auslasselemente 40 jeweils an beiden Flanken 16 der Formelemente 15 parallel liegend auf einer Höhe angeordnet sind. Zudem zeigt die Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 der Figur 2 die Beabstandung der einzelnen Formelemente 15 zueinander. Zudem ist aus der Draufsicht auf die Vorrichtung 1 die parallele Führung der Formelemente 15 zueinander zu erkennen. Natürlich können die Formelemente 15 auch um 90 Grad gedreht parallel zueinander auf der Oberfläche des Abdeckelements 1 1 ausgestaltet sein. FIG. 2 shows the device 1 according to the invention of FIG. 1 in a plan view from above. The line AA shows the position of the section of the side view of Figure 1. In the plan view of the device 1 it can be seen that the exhaust elements 40 designed as holes 50 are arranged in each case lying parallel on both flanks 16 of the form elements 15 at a height. In addition, the representation of the inventive device 1 of Figure 2 shows the spacing of the individual mold elements 15 to each other. In addition, from the top view of the device 1, the parallel guidance of the mold elements 15 to each other to recognize. Of course, the mold elements 15 can also be configured rotated by 90 degrees parallel to each other on the surface of the cover 11 1.
In der Figur 3 ist eine weitere erfindungsgemäße Vorrichtung 1 in Draufsicht auf das Abdeckelement 1 1 dargestellt. Im Gegensatz zu der Vorrichtung aus den Figuren 1 und 2 sind die als Löcher 50 ausgestalteten Auslasselemente 40 an beiden Flanken 16 der Formelemente 15 versetzt zueinander ausgestaltet. Figur 4 zeigt die Vorbereitung einer Negativform 60, die vorzugsweise aus einem Silikonkautschuk oder einem Polyurethankautschuk besteht. Um die als Löcher 50 ausgestalteten Auslasselemente 40 in dem als Formkörper ausgestalteten Abdeckelement 1 1 auszubilden, sind Platzhalterelemente 62 durch die Negativform 60 geführt. Die Platzhalterelemente 62 sind vorliegend als Draht, beispielsweise als Dentaldraht durch Führungselemente 61 , die durch die Oberfläche der Negativform 60 durchgreifen, geführt. Bevor die aushärtbare Gies- bzw. Gussmasse auf die Negativform 60 aufgetragen wird, werden die Führungselemente 61 , die hier vorliegend als Kanülen ausgestaltet sind, aus der Negativform 60 herausgezogen. Bevor die als Kanülen ausgestalteten Führungselemente 61 aus der Negativform 60 herausgezogen werden können, werden die Platzhalterelemente 62, die hier vorliegend als Draht dargestellt sind, orthogonal zu einer Ebene, die parallel zu der Oberfläche der Negativform 60 liegt, gespannt. Beim Herausziehen der als Kanülen ausgestalteten Führungselemente 61 aus der aus Silikonkautschuk oder Polyurethankautschuk ausgestalteten Negativform 60, schließt sich das Material der Negativform 60 um die als Drähte ausgestalteten Platzhalterelemente 62. Die so mit den Platzhalterelementen 62 vorbereitete Negativform 60 kann für den Gießvorgang in eine die Negativform 60 umgreifende Wanne eingelegt werden, um in der Wanne an der Negativform 60 das als Formkörper auszubildende Abdeckelement 1 1 anhand der Negativform 60 zu erstellen. Während die aushärtbare Gießmasse des Abdeckelements 1 1 aushärtet, oder nach dem Aushärten der Gießmasse für das Abdeckelement 1 1 wird die Negativform 60 von dem Abdeckelement 1 1 gelöst. Beim Lösen bzw. Abtrennten der Negativform 60 von dem Abdeckelement 1 1 entstehen durch Herausziehen der Platzhalterelemente 62 aus dem Abdeckelement 1 1 die als Löcher 50 ausgestalteten Auslasselemente 40. Das so gefertigte Abdeckelement 1 1 kann dann über eine Dichtung 13 mit der Begaserwanne 12 der Vorrichtung 1 verbunden werden. Dabei kann das Abdeckelement 1 1 mit seinen Formelementen 15 in die Druckkammer 10 hineingreifend, oder von der Druckkammer 10 abgewandt angeordnet werden. D. h., dass das in der Figur 1 dargestellte Abdeckelement 1 1 auch invers, mit den Formelementen 15 in die Druckkammer 10 hineingreifend über die Dichtung 13 an der Begaserwanne 12 befestigt bzw. optional mittels zusätzlichen Befestigungsmitteln werden kann. FIG. 3 shows a further device 1 according to the invention in a top view of the cover element 11. In contrast to the device of FIGS. 1 and 2, the outlet elements 40 configured as holes 50 are designed offset on both flanks 16 of the form elements 15 with respect to one another. FIG. 4 shows the preparation of a negative mold 60, which preferably consists of a silicone rubber or a polyurethane rubber. In order to form the outlet elements 40 designed as holes 50 in the cover element 1 1 designed as a shaped body, placeholder elements 62 are guided through the negative mold 60. In the present case, the placeholder elements 62 are guided as a wire, for example as a dental wire, by guide elements 61 which pass through the surface of the negative mold 60. Before the curable casting or casting compound is applied to the negative mold 60, the guide elements 61, which are here configured as cannulas, are pulled out of the negative mold 60. Before the guide elements 61 designed as cannulas can be pulled out of the negative mold 60, the placeholder elements 62, which here are represented as wire, are stretched orthogonal to a plane parallel to the surface of the negative mold 60. When pulling out the guide elements 61 designed as cannulas from the negative mold 60 configured of silicone rubber or polyurethane rubber, the material of the negative mold 60 closes around the placeholder elements 62 designed as wires. The negative mold 60 thus prepared with the placeholder elements 62 can form a negative mold for the casting process 60 umgreifende pan are inserted to create in the tub on the female mold 60 to be formed as a molded body cover 1 1 on the basis of the negative mold 60. While the curable casting composition of the cover 1 1 hardens, or after curing of the casting material for the cover 1 1, the female mold 60 is released from the cover 1 1. When loosening or separating the negative mold 60 from the cover 1 1 by pulling out the placeholder elements 62 from the cover 1 1 designed as holes 50 outlet elements 40. The so manufactured cover 1 1 can then via a seal 13 with the Begaserwanne 12 of the device 1 connected. In this case, the cover 1 1 can be arranged with its form elements 15 reaching into the pressure chamber 10, or away from the pressure chamber 10. In other words, the cover element 1 1 shown in FIG. 1 can also be fastened inversely, with the form elements 15 into the pressure chamber 10, via the seal 13 on the gasifier trough 12 or, optionally, by means of additional fastening means.
Figur 5 zeigt eine alternative Ausgestaltung eines Abdeckelements 1 1 , wobei die Formelemente 15 als Bögen 80 ausgestaltet sind. Dabei haben der linke und der rechte Bogen 80 eine konvexe Krümmung zu der Oberfläche des Abdeckelements 1 1 und der zwischen diesen Bögen 80 ausgestaltete Bogen 80 weist eine zur Oberfläche hin konkave Ausgestaltung auf. Die Bögen 80 können aber auch einen Halbkreis bildend oder als säulenartige Formelemente 15 parallel zueinander angrenzend oder beabstandet angeordnet sein. In den Bögen 80 sind Auslasselemente 40 in Form von Löchern 50 ausgestaltet. Wie zu erkennen ist, steigt das Fluid 2 aus der Druckkammer 10 säulenartig in Gasbläschen in das die Vorrichtung 1 umgebende Fluid 3 auf. Durch die Krümmung der Bögen 80 wird eine Koaleszenz der Gasbläschen verhindert. FIG. 5 shows an alternative embodiment of a cover element 11, wherein the shaped elements 15 are configured as arches 80. In this case, the left and the right arc 80 have a convex curvature to the surface of the cover member 1 1 and between These sheets 80 designed arch 80 has a concave towards the surface configuration. However, the sheets 80 may also be a semicircle forming or arranged as a column-like shape elements 15 parallel to each other or spaced apart. In the arches 80 outlet elements 40 in the form of holes 50 are configured. As can be seen, the fluid 2 from the pressure chamber 10 rises like a column in gas bubbles into the fluid 3 surrounding the device 1. The curvature of the sheets 80 prevents coalescence of the gas bubbles.
Insgesamt ist die Form der Formelemente 15 nur so weit einschränkend, dass die durch die Auslasselemente 40 aufsteigenden Gasbläschen nicht an der Wand der Formelemente 15 anhaften. Die Formelemente 15 können integraler Bestandteil des als Formkörper ausgestalteten Abdeckelements 1 1 oder des aus einem monolithischen Festkörper hergestellten Abdeckelements 1 1 sein, d. h., dass die Formelemente 15 einteilig bzw. einstückig mit dem Abdeckelement 1 1 ausgestaltet sind. Die Formelemente 15 können aber auch an dem Abdeckelement 1 1 befestigt, bzw. mit diesem verbunden sein. So könnte beispielsweise das Abdeckelement 1 1 als Lochblech ausgestaltet sein, auf das die Formelemente 15 aufgesetzt, verklebt, verschweißt oder anderweitig befestigt werden. Overall, the shape of the form elements 15 is only so far restrictive that the ascending through the outlet elements 40 gas bubbles do not adhere to the wall of the mold elements 15. The mold elements 15 may be an integral part of the designed as a molded body cover member 1 1 or made of a monolithic solid cover member 1 1, d. h., That the mold elements 15 are designed in one piece or in one piece with the cover 1 1. But the mold elements 15 can also be attached to the cover 1 1, or be connected to this. Thus, for example, the cover 1 1 could be configured as a perforated plate on which the mold elements 15 are placed, glued, welded or otherwise secured.
Figur 6 zeigt eine Alternative zu der in Figur 4 dargestellten Negativform 60 die sowohl als Formkörper oder aus einem monolithischen Festkörper hergestellt sein kann. Im Unterschied zu der Negativform 60 aus Figur 4 sind die Platzhalterelemente 62 im Bereich der Flanken 16 auf der Oberfläche oder mit der Oberfläche der Negativform 60 verbunden bzw. an dieser befestigt. Die hier als Drähte dargestellten Platzhalterelemente 62 können dabei beispielsweise mit der Oberfläche verklebt bzw. an dieser angeschweißt sein. Bei dieser Ausgestaltung der Negativform 60 ist vorteilhaft, dass vor dem Gießen des Abdeckelements 1 1 keine die Platzhalterelemente 62 durch das Abdeckelement 1 1 führenden Führungselemente 61 aus der Negativform 60 entfernt werden müssen. FIG. 6 shows an alternative to the negative mold 60 shown in FIG. 4, which can be produced both as a molded body or from a monolithic solid. In contrast to the negative mold 60 from FIG. 4, the placeholder elements 62 are connected in the region of the flanks 16 on the surface or with the surface of the negative mold 60 or fastened thereto. The placeholder elements 62 shown here as wires can be glued to the surface, for example, or welded to the surface. In this embodiment, the negative mold 60 is advantageous in that before the casting of the cover 1 1 no placeholder elements 62 leading through the cover 11 1 guide elements 61 must be removed from the female mold 60.
B ez u q s ze i c h e n l i s te B ez u c se l i s te s
Vorrichtung contraption
Fluid fluid
umgebendes Fluid Druckkammer surrounding fluid pressure chamber
Abdeckelement cover
Begaserwanne Begaserwanne
Dichtung poetry
Eintrittsöffnungen inlet openings
Formelement forming element
Flanke flank
Entwässerungspumpe Entwässerungsleitung/Medienleitung Zuluft- Medienleitung Auslasselement Loch/Löcher Negativform Drainage pump Drainage pipe / Media line Supply air medium pipe Outlet element Hole (s) Negative form
Führungselement guide element
Platzhalterelement Template item
Flanke  flank
Bogen  bow

Claims

P ate n ta n s p rü c h e Godfather's sayings
Vorrichtung (1) zum Einbringen eines Fluides (2), insbesondere eines Gases oder eines Gasgemisches, aus der Vorrichtung (1) in ein die Vorrichtung (1) umgebendes Fluid (3), insbesondere in eine Flüssigkeit, umfassend eine Druckkammer (10), ein Abdeckelement (11), das zumindest eine Oberseite der Druckkammer (10) bildet, eine Begaserwanne (12), die zumindest eine Unterseite der Druckkammer (10) bildet, eine Zuluft- Medienleitung (30) zum Zuführen des Fluides (2) in die Druckkammer (10), eine Entwässerungsleitung (20) zum Abführen von Flüssigkeit aus der Druckkammer (10), und eine Vielzahl von Auslasselementen (40) zum Durchleiten des Fluides Device (1) for introducing a fluid (2), in particular a gas or a gas mixture, from the device (1) into a fluid (3) surrounding the device (1), in particular into a liquid comprising a pressure chamber (10), a cover element (11), which forms at least one upper side of the pressure chamber (10), a gasser trough (12), which forms at least one underside of the pressure chamber (10), a supply air media line (30) for supplying the fluid (2) into the Pressure chamber (10), a drainage line (20) for discharging liquid from the pressure chamber (10), and a plurality of outlet elements (40) for passing the fluid through
(2), die in dem Abdeckelement (11) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, (2), which are formed in the cover element (11), characterized in that
dass das Abdeckelement (11) als Formkörper oder aus einem monolithischen Festkörper herstellbar ist. that the cover element (11) can be produced as a shaped body or from a monolithic solid body.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, Device (1) according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Auslasselemente (40) als den Formkörper oder den monolithischen Festkörper durchgreifende Löcher (50) und/oder Kanäle ausgebildet sind. that the outlet elements (40) are designed as holes (50) and/or channels passing through the shaped body or the monolithic solid body.
3. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 3. Device (1) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
das zumindest eine Oberfläche des Formkörpers oder des monolithischen Festkörpers triangulär und/oder konvex und/oder konkav ausgestaltete Formelemente (60) aufweist. which has at least one surface of the shaped body or the monolithic solid shaped elements (60) which are triangular and/or convex and/or concave.
4. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 3, 4. Device (1) according to claim 3,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die triangulär ausgestalteten Formelemente (15) jeweils zumindest eine Flanke (16) aufweisen, die einen Steigungswinkel zwischen 0° bis 89°, insbesondere von 60° Grad, zu einer horizontalen Ebene parallel zu der Oberseite der Druckkammer (10) aufweist. that the triangular shaped elements (15) each have at least one flank (16) which has an angle of inclination between 0° to 89°, in particular 60° degrees, to a horizontal plane parallel to the top of the pressure chamber (10).
5. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 3, 5. Device (1) according to claim 3,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die konvex ausgestalteten Formelemente (15) jeweils einen Bogen (80) aufweisen, der ein Bogenmaß zwischen 1 ° bis 360°, insbesondere von 180°, aufweist. that the convex shaped elements (15) each have an arc (80) which has a radian dimension between 1 ° and 360 °, in particular 180 °.
6. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 6. Device (1) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Formelemente (15) im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind. that the shaped elements (15) are arranged essentially parallel to one another.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 7. Device according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Formelemente (15) beabstandet zueinander und/oder einander angrenzend angeordnet sind. that the shaped elements (15) are arranged at a distance from one another and/or adjacent to one another.
8. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, 8. Device (1) according to one of claims 3 to 5,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Auslasselemente (40) in den Flanken (16) und/oder in den Bögen (80) der Formelemente (15) ausgestaltet sind. that the outlet elements (40) are designed in the flanks (16) and/or in the arches (80) of the shaped elements (15).
9. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 9. Device (1) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Auslasselemente (40) parallel zueinander in mindestens zwei Flanken (16) und/oder in den Bögen (80) der Formelemente (15) ausgestaltet sind. that the outlet elements (40) are designed parallel to one another in at least two flanks (16) and/or in the arches (80) of the shaped elements (15).
10. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 10. Device (1) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Auslasselemente (40) versetzt zueinander in mindestens zwei Flanken (16) und/oder in den Bögen (80) der Formelemente (15) ausgestaltet sind. that the outlet elements (40) are offset from one another in at least two flanks (16) and/or in the arches (80) of the shaped elements (15).
1 1 . Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 1 1 . Device (1) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Auslasselemente (40) als die Flanken (16) und/oder die Bögen (80) durchgreifende Löcher (50) ausgestaltet sind. that the outlet elements (40) are designed as holes (50) passing through the flanks (16) and/or the arches (80).
12. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 12. Device (1) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass eine elastische Dichtung (13) zwischen dem als Formkörper oder dem als monolithischen Festkörper ausgestalteten Abdeckelement und der Begaserwanne (12) vorgesehen ist. that an elastic seal (13) is provided between the cover element designed as a shaped body or as a monolithic solid body and the fumigator trough (12).
13. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 13. Device (1) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass das Auslasselement (40) einen Gasaustrittsbereich aufweist, der in Form eines Schlitzes, einer rechteckigen Öffnung, einer Bohrung oder dergleichen ausgebildet ist. that the outlet element (40) has a gas outlet area which is designed in the form of a slot, a rectangular opening, a bore or the like.
14. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, 14. Device (1) according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass das Abdeckelement (1 1 ) aus einem monolithischen Festkörper in Form einer Platte aus einem Metall herstellbar ist, wobei die Auslasselemente (40) mittels Lasern in dem Abdeckelement (1 1 ) ausgestaltet werden können, wobei insbesondere ein Laser die Auslasselemente (40) in Form von Löchern (50) durch die Metallplatte schießt. that the cover element (1 1) can be produced from a monolithic solid body in the form of a plate made of a metal, wherein the outlet elements (40) can be designed in the cover element (1 1) by means of lasers, in particular a laser shoots the outlet elements (40) in the form of holes (50) through the metal plate.
15. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 15. Device (1) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass das als Loch (50) ausgestaltete Auslasselement (40) einen Durchmesser von 0,005 mm bis max 1 ,0 mm, vorzugsweise von 0,01 mm bis max 0,4 mm aufweist. that the outlet element (40) designed as a hole (50) has a diameter of 0.005 mm to max. 1.0 mm, preferably from 0.01 mm to max. 0.4 mm.
16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, 16. Device according to claim 14 or 15,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass das Abdeckelement (1 1 ) Seitenwände der Begaserwanne (12) überkragt, wobei Randbereiche des Abdeckelements (1 1 ) umgekantet sind und an oder auf den Seitenwänden der Begaserwanne an- oder aufliegen. that the cover element (1 1) projects over side walls of the fumigator trough (12), with edge regions of the cover element (1 1) being folded over and resting on or on the side walls of the fumigator trough.
17. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, 17. Device according to claim 14 or 15,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass das Abdeckelement (1 1 ) bündig mit den Seitenwände der Begaserwanne (12) abschließt, wobei insbesondere zwischen dem Abdeckelement (1 1 ) und der Begaserwanne (12) eine Dichtung (13), insbesondere eine Klebedichtung, angeordnet ist, um ein Entweichen des Fluides aus der Druckkammer (10) nur durch die Auslasselemente (40) zu unterstützen. that the cover element (1 1) is flush with the side walls of the fumigator trough (12), a seal (13), in particular an adhesive seal, being arranged in particular between the cover element (1 1) and the fumigator trough (12) to prevent escape of the Fluid from the pressure chamber (10) can only be supported by the outlet elements (40).
18. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 18. Device (1) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass das als Formkörper oder aus einem monolithischen Festkörper ausgestaltete Abdeckelement (1 1 ) und die Begaserwanne (12) zumindest kraft- und/oder formschlüssig miteinander verbunden sind. that the cover element (1 1), designed as a shaped body or made of a monolithic solid body, and the fumigator trough (12) are connected to one another at least in a force-fitting and/or form-fitting manner.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, 19. Device according to claim 18,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass zur Ausbildung der kraft- und/oder formschlüssigen Verbindung zwischen dem Abdeckelement (1 1 ) und der Begaserwanne (12) Befestigungselemente, insbesondere Schrauben oder Nieten, dienen. that fastening elements, in particular screws or rivets, are used to form the non-positive and / or positive connection between the cover element (1 1) and the fumigator tray (12).
20. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 20. Device (1) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass mindestens ein oder eine Vielzahl von Magnetventilen mindestens einem oder einer Vielzahl von Auslasselementen (40) zugeordnet ist, um den Eintrag des Fluides (2) zu steuern. that at least one or a plurality of solenoid valves is assigned to at least one or a plurality of outlet elements (40) in order to control the entry of the fluid (2).
21 . Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 21. Device (1) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Auslasselemente (40) als Kanal mit einem trichterförmigen Einlass und einen trichterförmigen Auslass oder als Kanal mit einem düsenförmigen Einlass und einem düsenförmigen Auslass oder einem trichterförmigen Einlass und einem düsenförmigen Auslass oder einem düsenförmigen Einlass und einem trichterförmigen Auslass ausgestaltet sind, wobei durch die Ausbildung einer düsen- oder trichterförmigen Ein- und/oder Auslasses die Strömungsgeschwindigkeit des durch die Auslasselemente (40) durchtretenden Fluides veränderbar sind. that the outlet elements (40) are designed as a channel with a funnel-shaped inlet and a funnel-shaped outlet or as a channel with a nozzle-shaped inlet and a nozzle-shaped outlet or a funnel-shaped inlet and a nozzle-shaped outlet or a nozzle-shaped inlet and a funnel-shaped outlet, wherein through the training a nozzle- or funnel-shaped inlet and/or outlet, the flow speed of the fluid passing through the outlet elements (40) can be changed.
22. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 22. Device (1) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass der Abstand zwischen Mittelpunkten von zwei benachbarten Auslasselementen (40) mindestens dem Radius jedes der beiden Auslasselemente (40) zuzüglich eines Abstandes auf einer die Mittelpunkte verbindenden Achse zwischen den Rändern der beiden Auslasselemente von 0,001 mm bis 100 mm, vorzugsweise 0,01 mm bis 1 ,0 mm beträgt. that the distance between centers of two adjacent outlet elements (40) is at least the radius of each of the two outlet elements (40) plus a distance on an axis connecting the centers between the edges of the two outlet elements of 0.001 mm to 100 mm, preferably 0.01 mm to is 1.0 mm.
23. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 23. Device (1) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass ein Auslasselement (40) in dem Abdeckelement (1 1 ) in einem Winkel von 90° zur Fläche des Abdeckelements (1 1 ) oder eine Gruppe von Auslasselementen (1 1 ) in dem Abdeckelement (1 1 ) oder alle Auslasselemente (40) in dem Abdeckelement (1 1 ) in einem Winkel von 90° zur Fläche des Abdeckelements (1 1 ) ausgerichtet sind. that an outlet element (40) in the cover element (1 1) at an angle of 90 ° to the surface of the cover element (1 1) or a group of outlet elements (1 1) in the cover element (1 1) or all outlet elements (40) in the cover element (1 1) are aligned at an angle of 90 ° to the surface of the cover element (1 1).
24. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 22, 24. Device (1) according to one of claims 1 to 22,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass ein Auslasselement (40) in dem Abdeckelement (1 1 ) in einem Winkel von 0,1 ° bis 89,9° zur Fläche des Abdeckelements (1 1 ) oder eine Gruppe von Auslasselementen (1 1 ) in dem Abdeckelement (1 1 ) oder alle Auslasselemente (40) in dem Abdeckelement (1 1 ) in einem Winkel von 0,1 ° bis 89,9° zur Fläche des Abdeckelements (1 1 ) ausgerichtet sind. that an outlet element (40) in the cover element (1 1) at an angle of 0.1 ° to 89.9 ° to the surface of the cover element (1 1) or a group of outlet elements (1 1) in the cover element (1 1) or all outlet elements (40) in the cover element (1 1) are aligned at an angle of 0.1 ° to 89.9 ° to the surface of the cover element (1 1).
25. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 22, 25. Device (1) according to one of claims 1 to 22,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass ein Auslasselement (40) in dem Abdeckelement (1 1 ) in einem Winkel von 0° bis 360° zur Fläche des Abdeckelements (1 1 ) oder eine Gruppe von Auslasselementen (1 1 ) in dem Abdeckelement (1 1 ) oder alle Auslasselemente (40) in dem Abdeckelement (1 1 ) in einem Winkel von 0° bis 360° zur Fläche des Abdeckelements (1 1 ) ausgerichtet sind. that an outlet element (40) in the cover element (1 1) at an angle of 0° to 360° to the surface of the cover element (1 1) or a group of outlet elements (1 1) in the cover element (1 1) or all outlet elements ( 40) in the cover element (1 1) are aligned at an angle of 0° to 360° to the surface of the cover element (1 1).
26. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 23 bis 25, 26. Device (1) according to one of claims 23 to 25,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Auslasselemente (40) in dem Abdeckelement (1 1 ) in jeweils unterschiedlichen Winkeln zur Fläche des Abdeckelements (1 1 ) ausgerichtet sind. that the outlet elements (40) in the cover element (1 1) are aligned at different angles to the surface of the cover element (1 1).
27. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die mit wenigstens einer weiteren Vorrichtung (1 ) verbindbar ist, insbesondere mit mehreren Vorrichtungen (1 ) zur Vergrößerung der Fläche zum Einbringen des Fluides (2) in ein Fluid (3) zusammenschaltbar ist. 27. Device (1) according to one of the preceding claims, which can be connected to at least one further device (1), in particular can be interconnected with several devices (1) for increasing the area for introducing the fluid (2) into a fluid (3). .
28. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 28. Device (1) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass das Abdeckelement (1 1 ) Stahl, verzinktem Blech, Edelmetallen, Edelstahl und dessen Legierungen, Aluminium und dessen Legierungen, Messing und dessen Le- gierun-gen, Titan und dessen Legierungen oder aus POM Polioxymethylan, Poly- actal oder kurz Ace-tal, PVC Polyvinychlorid, Teflon PTFE Polytetrafluorethylen, PA Polyamide, Pertinax Faserverbundwerkstoff (Hartgewebe), Gießkeramik (als Rohling) hergestellt werden kann. that the cover element (1 1) is made of steel, galvanized sheet metal, precious metals, stainless steel and its alloys, aluminum and its alloys, brass and its alloys, titanium and its alloys or POM Polioxymethylan, Polyactal or Acetal for short , PVC polyvinychloride, Teflon PTFE polytetrafluoroethylene, PA Polyamides, Pertinax fiber composite material (hard fabric), cast ceramic (as blank) can be produced.
29. Verfahren zur Herstellung eines Abdeckelements (1 1 ) für eine Vorrichtung (1 ) zum Einbringen eines Fluides (2) aus der Vorrichtung (1 ) in ein die Vorrichtung (1 ) umgebendes Fluid (3), insbesondere für eine Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 28. 29. Method for producing a cover element (1 1) for a device (1) for introducing a fluid (2) from the device (1) into a fluid (3) surrounding the device (1), in particular for a device (1) according to one of claims 1 to 28.
30. Verfahren nach Anspruch 29, wobei das Abdeckelement als Formkörper ausgestaltetet ist, umfassend folgende Schritte: 30. The method according to claim 29, wherein the cover element is designed as a shaped body, comprising the following steps:
Herstellung eines Ur-Modells, das im Wesentlichen identisch zu der Form der des Abdeckelements (1 1 ) ist, Production of a master model that is essentially identical to the shape of the cover element (1 1),
Abformung des Ur-Modells zur Erstellung einer Negativform (60) als Gießform für das Abdeckelement (1 1 ), Molding of the original model to create a negative mold (60) as a casting mold for the cover element (1 1),
Einsetzen von Platzhalterelementen (62) zur Ausgestaltung der Auslasselemente (40) in oder an der Negativform (60), Inserting placeholder elements (62) to design the outlet elements (40) in or on the negative mold (60),
Erstellung des Abdeckelements (1 1 ) durch Auftragen einer aushärtbaren Gießmasse auf die Negativform (6), Creation of the cover element (1 1) by applying a curable casting compound to the negative mold (6),
Entfernen des erstellten Abdeckelements (1 1 ) von der Negativform (60), dadurch gekennzeichnet, dass die Platzhalterelemente (62) durch durch die Negativform (60) geführte Führungselemente (61 ) geführt werden, wobei die Führungselemente (61 ) als Hohlkörper ausgestaltet sind, durch die zumindest ein als Draht, Faser, Schnur oder Litze ausgestaltetes Platzhalterelement (62) durchgeführt wird, und wobei der Draht, die Faser, die Schnur oder die Litze vor dem Auftragen der aushärtbaren Gießmasse auf die Negativform (60) orthogonal zu einer horizontalen Ebene parallel zu der Oberseite der Druckkammer (10) gespannt und/oder gehalten wird und wobei vor dem Auftragen der aushärtbaren Gießmasse auf die Negativform (60) die Führungselemente (61 ) entfernt werden. Removing the created cover element (1 1) from the negative mold (60), characterized in that the placeholder elements (62) are guided by guide elements (61) guided through the negative mold (60), the guide elements (61) being designed as hollow bodies, through which at least one placeholder element (62) designed as a wire, fiber, cord or strand is carried out, and wherein the wire, fiber, cord or strand is orthogonal to a horizontal plane before the curable casting compound is applied to the negative mold (60). is tensioned and/or held parallel to the top of the pressure chamber (10) and the guide elements (61) are removed before the curable casting compound is applied to the negative mold (60).
31 . Verfahren nach Anspruch 29, wobei das Abdeckelement (1 1 ) aus einem monolithischen Festkörper in Form einer Metall platte ausgestaltetet wird, und wobei Auslasselemente (40) in Form von Löchern mittels eines Lasers in das Abdeckelement (1 1 ) geschossen werden. 31. Method according to claim 29, wherein the cover element (1 1) is made from a monolithic solid in the form of a metal plate, and wherein outlet elements (40) in the form of holes are shot into the cover element (1 1) by means of a laser.
32. Verfahren nach Anspruch 31 , dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckelement (1 1 ) durch Stanzen, Sägen, Schneiden und oder Lasern aus der Metallplatte herausgetrennt wird. 32. The method according to claim 31, characterized in that the cover element (1 1) is separated from the metal plate by punching, sawing, cutting and/or lasering.
33. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 33. Method according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Metallplatte eine Materialstärke 0,5 mm bis 5,0 mm, bevorzugt von 0,15 mm bis 0,5 mm. that the metal plate has a material thickness of 0.5 mm to 5.0 mm, preferably 0.15 mm to 0.5 mm.
34. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 34. Method according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Randbereiche des Abdeckelementes (1 1 ) umgekantet werden und Umkantungen bilden. that the edge regions of the cover element (1 1) are folded over and form folds.
35. Verfahren nach Anspruch 34, 35. Method according to claim 34,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Umkantungen des Abdeckelementes (1 1 ) an oder auf Seitenwänden der Begaserwanne (12) der Druckkammer (10) an- oder aufliegen, wobei das Abdeckelement (1 1 ) im Bereich der Umkantungen zumindest kraft- und/oder formschlüssig mit der Begaserwanne (12) der Druckkammer (10) verbunden wird. that the edges of the cover element (1 1) rest on or on side walls of the fumigator trough (12) of the pressure chamber (10), the cover element (1 1) in the area of the edges being at least non-positively and/or positively connected to the fumigator trough ( 12) of the pressure chamber (10) is connected.
36. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 36. Method according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass das Abdeckelement (1 1 ) und die Begaserwanne (12) der Druckkammer (10) mittel Schraub- und/oder Nietverbindungen miteinander verbunden werden. that the cover element (1 1) and the fumigator trough (12) of the pressure chamber (10) are connected to one another by means of screw and/or rivet connections.
37. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 35, 37. Method according to one of claims 29 to 35,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass das Abdeckelement (1 1 ) und die Begaserwanne (12) der Druckkammer (10) mittels einer Klebeverbindung zumindest stoffschlüssig miteinander verbunden werden. that the cover element (1 1) and the fumigator trough (12) of the pressure chamber (10) are at least cohesively connected to one another by means of an adhesive connection.
38. Verfahren nach Anspruch 37, 38. Method according to claim 37,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Klebeverbindung als Klebedichtung ausgeführt wird. that the adhesive connection is designed as an adhesive seal.
39. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 39. Method according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Auslasselemente (40) in Form von Löchern (50) mittels eines Lasers in dem Abdeckelement (1 1 ) ausgebildet werden. that the outlet elements (40) are formed in the form of holes (50) in the cover element (1 1) by means of a laser.
40. Verfahren nach Anspruch 39, 40. Method according to claim 39,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Löcher (50) mit einem Durchmesser von 0,005 mm, vorzugsweise von 0,05 mm und besonders bevorzugt von 0,08 mm in das Abdeckelement (1 1 ) mit dem Laser geschossen werden. that the holes (50) with a diameter of 0.005 mm, preferably 0.05 mm and particularly preferably 0.08 mm, are shot into the cover element (1 1) with the laser.
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