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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Befestigung einer perforierten Membran an einer Platte einer Einrichtung zum feinblasigen Eintragen von Gasen in Flüssigkeiten, mit einem randsei- tigen Profil und einem auf dieses passenden federnden Klammerelement zur Fixierung der Mem- bran.
Weiters bezieht sich die Erfindung auf eine Membran zur Befestigung an einer Platte einer Ein- richtung zum feinblasigen Eintragen von Gasen in Flüssigkeiten.
Gegenstand der Erfindung ist auch eine Profilleiste für eine Einrichtung wie vorstehend ange- geben, mit einem im Wesentlichen C- oder U-förmigen Profil, dessen Schenkel eine seitlich offene Nut zur Aufnahme des Randes der Platte definieren.
Aus der WO 95/35 156 A ist eine Einrichtung zum feinblasigen Eintragen von Gasen in Flüs- sigkeiten bekannt, wobei Gasverteiler, in der Regel auch Belüfter genannt, vorgesehen sind, die aus einer Platte bestehen, oberhalb von der eine poröse bzw. perforierte Membran oder Folie angebracht ist ; Zwischenraum zwischen der Membran und der Platte wird das einzutragende Gas, insbesondere Luft, zugeführt, und durch die Poren oder Locher in der Membran gelangt das Gas in Form von Blasen in die umgebende Flüssigkeit.
Ein Problem bei derartigen Einrichtungen ist die feste Anbringung der Membran oder Folie an den Platten, wobei die Platten die verschiedensten Formen aufweisen, insbesondere auch schmal, streifenförmig ausgebildet sein können. In der Vergangenheit wurden vielfach die Membranen an der Platte randseitig angeklebt und/oder angeschraubt, wobei auch im Hinblick auf Gasverluste ein möglichst dichter Abschluss am Plattenrand vorzusehen war.
In der EP 359 698 B bzw. US 5 015 421 ist ferner eine gattungsgemässe Klemmbefestigungs- Einrichtung zur Anbringung der Membran auf der Platte geoffenbart, wobei die Membran, um die Reibungskrafte zu erhöhen, bevorzugt um den Plattenrand bzw. gegebenenfalls um dort aufge- steckte Profile herum geschlungen wird, wonach Klemmleisten oder allgemein federnde Klammer- elemente zur Aufbringung der erforderlichen Klemm- und Dichtkraft aufgeschoben werden.
Es wird somit eine kraftschlüssige Befestigung der Membran herbeigeführt, wobei sich gezeigt hat, dass diese Verbindung nicht zuverlässig ist ; Membran wird vielmehr häufig aus dem Verbindungsbe- reich herausgezogen, wenn der Gasdruck zwischen ihr und der Platte wirkt, wobei sich die Memb- ran in der Regel auch aufwölbt, was die Ausziehwirkung bzw. das Abstreifen der Klammerelemente zusätzlich verstärken kann. In der Praxis hat dies bei der bekannten Klemmbefestigung dazu geführt, dass in der Regel zwei gesonderte Profile, abgesehen von der Klammer, zum Festhalten der Membran vorgesehen werden, was die Befestigung zusätzlich aufwendiger macht.
Eine Membranbefestigung ähnlich jener gemäss der vorgenannten US 5 015 421 A ist in der DE 41 04 287 A gezeigt, wobei die Membran mit Hilfe eines Federbügels - unter Zwischenlage eines Winkelrahmens - reibschlüssig gegen die Basisplatte geklemmt wird. Zusätzlich wird ein Wulst der Membran mit Hilfe des Randes einer unteren Wanne festgehalten, um so eine Abdich- tung zu erzielen.
Ein andersartiges Befestigungssystem mit reibschlüssiger Fixierung der Membran in einer hin- terschnittenen Nut ist in der US 5 352 291 A gezeigt. Dabei wird eine Art Keil zum reibschlüssigen Festhalten der Membran in der Nut verwendet; nichtsdestoweniger kann es hier bei entsprechend hohen Drücken passieren, dass die Membran aus der Nut herausgezogen wird.
Andererseits sind bereits Formschlussverbindungen zwischen Membran und Profil bekannt geworden, die jedoch aufwendig in der Herstellung und umständlich in der Montage sind. Dabei sind teilweise zusätzlich zu den formschlüssigen Verbindungen zwischen Membran-Verdickung und Profil-Vertiefungen noch andere Verbindungen, wie Schraubbefestigungen etc., geoffenbart und notwendig.
Beispielsweise ist in der WO 98/21151 A ein Diffuser beschrieben, bei dem zwar eine sich elastisch auswölbende Membran an einem Plattenkörper mit Hilfe von Längswulsten an Membran- rändern befestigt hat, jedoch ist diese Verbindung mit Hilfe der Wulste, die in entsprechende Längsvertiefungen der Basisplatte eingedrückt werden, was durch Längshohlräume in den Wülsten erleichtert wird, nur an den zwei einander gegenüberliegenden Längsrändern vorgesehen. An den beiden anderen Seiten wird die Membran mit Hilfe von Klemmleisten und Bolzen an der Basisplatte fixiert. Im Bereich der Randwulste ist abgesehen vom beschriebenen elastischen Eingriff von hinterschnittenen nutförmigen Längsvertiefungen der Basisplatte keine weitere Sicherungsmass- nahme vorgesehen.
Dabei ist es nicht ausgeschlossen, dass bei Vorliegen von entsprechend
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hohen Drücken zwischen der Membran und der Platte der Wulst an einer Längsseite in einem mittleren Bereich des Diffusers aus der Nut herausgedrückt wird. Jedenfalls ware ohne endseitige Fixierung mit Hilfe der Klemmleisten und Bolzen bzw. keine sichere Befestigung der Membran an der Platte gegeben.
In der JP 61-8120 A ist eine Lufteintragvorrichtung für maritime Anwendungen geoffenbart, wobei eine Membranplatte, die mit einer Verstärkungsschicht ausgestattet ist, mit Hilfe von randseitigen Wulsten formschlüssig in mehrteiligen Randhalterungen fixiert wird. Diese Randhalterungen bestehen aus Platten und daran mit Hilfe von Bolzen befestigten Klemmleisten, die die Wulste der Membranplatte gegen die Platten klemmen und so fixieren, wenn die Bolzen festgezogen werden. Diese Konstruktion ist aufwendig und umständlich in der Herstellung wie auch in der Montage.
In der US 5 693 265 A ist ein Belüfter beschrieben, der in einer Ausführungsform eine Mem- bran aufweist, deren Rand verdickt ist. Dieser Rand ist dabei um einen nach unten abstehenden Steg der Grundplatte des Belüfters herumgeschlagen, und zum Festhalten dieses umgeschlage- nen Randes am Steg dient ein gesonderter Profilteil, der mit Hilfe von Schrauben an der Unterseite der Basisplatte fixiert wird und dabei den Rand gegen die Basisplatte klemmt. Auch diese Kon- struktion ist somit kompliziert und umständlich.
Ähnliches gilt fur den Belüfter gemäss der DE 42 06 136 A bzw. die dabei vorgesehene Mem- branbefestigung- Hier besitzt die Membran ebenfalls einen Stülprand, der um den Rand der Grund- platte herumgeschlagen wird und mit Hilfe eines umlaufenden Rahmens an der Grundplatte gehal- ten wird.
Es ist nun Ziel der Erfindung, eine verbesserte Form der Verbindung zwischen Membran und Platte zu ermoglichen, wobei nicht nur ein dichter Anschluss der Membran an der Platte erzielt werden soll, sondern auch ein ungewolltes Ausziehen der Membran aus dem Verbindungsbereich sicher vermieden werden kann; die Verbindung soll dabei ohne zusätzliche Arbeitsschritte, wie Festkleben oder Festschrauben der Membran an der Platte, herbei geführt werden können, und sie soll somit zu einer einfachen Montage von Belüftern führen.
Die erfindungsgemässe Einrichtung der eingangs angeführten Art ist dadurch gekennzeichnet, dass die Membran für eine formschlüssige Verbindung mit dem Profil in an sich bekannter Weise eine randseitige Verdickung aufweist, zu deren Aufnahme im Profil eine Längsvertiefung vorgese- hen ist, und dass das federnde Klammerelement im aufgeschnappten Zustand die randseitige Verdickung in der Langsvertiefung hält.
In entsprechender Weise ist die erfindungsgemässe Membran gekennzeichnet durch eine an sich bekannte randseitige Verdickung für einen formschlüssigen Eingriff in einer Längsvertiefung an der Platte bzw. einem daran vorgesehenen Profil
Mit den erfindungsgemässen Massnahmen ist die Befestigung der Membran an der Platte in be- sonders einfacher und dabei doch zuverlässiger Weise möglich, wobei der Formschluss der Membran-Verdickung in der Profil-Längsvertiefung mit Hilfe eines einfach aufzuschiebenden federnden Klammerelements zuverlässig gesichert wird Auf diese Weise wird eine sichere, feste Verbindung der Membran mit der Platte, mit einer entsprechenden Abdichtung, auf einfache Weise erzielt Die Membran kann dabei bereits im Zuge ihrer Herstellung vorhergehend mit der randseiti- gen Verdickung versehen werden,
so dass bei der Montage einfach die Membran nur mehr mit der randseitigen Verdickung in die jeweilige Längsvertiefung einzulegen und dort zu sichern ist. Dieses Sichern kann mit dem jeweiligen, an sich herkömmlichen Klammerelement (einer Klemmleiste) bewerkstelligt werden Auf diese Weise sind nur wenig Komponenten für die Erzielung der Mem- branbefestigung notwendig, wobei im Vergleich zum Stand der Technik nicht nur mit weniger, sondern auch mit einfacheren Bauteilen das Auslangen gefunden werden kann Die Membran kann dabei einfach an der Oberseite der Platte angebracht und dort mit ihrer randseitigen Ver- dickung in eine oberseitige Längsvertiefung eingelegt werden, es ist jedoch auch denkbar, die Membran randseitig um die Platte herumzuschlagen und an der Unterseite auf die beschriebene Weise formschlüssig zu fixieren.
Die Verdickung kann an der Membran einfach wie an sich bekannt einstückig geformt sein, wodurch die Herstellung sehr einfach ist. Wenn die Membran aus einem teuren Kunststoffmatenal besteht, kann es jedoch günstiger sein, die Verdickung an der Membran durch Herumschlagen um einen Einlageteil zu bilden, wobei der herumgeschlagene Membranteil an der übrigen Membran
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bleibend befestigt ist. Diese unlösbare Befestigung kann beispielsweise durch Verschweissen oder Verkleben erzielt werden. Der Einlageteil kann je nach Einsatzzweck, nach Grösse der Membran, nach den gegebenen Druckverhältnissen etc., entsprechend ausgewählt und dimensioniert wer- den, wobei es für einen festen Formschluss besonders gunstig ist, wenn der Einlageteil durch eine im Querschnitt rechteckige Leiste gebildet ist.
Andererseits kann es zur Schonung des Membran- materials auch günstig sein, wenn der Einlageteil durch ein Rundmaterial, z. B. einen Draht oder ein Rohr, gebildet ist.
Zum Schutz der Membran im Bereich der formschlüssigen Verbindung ist auch eine Ausfüh- rungsform von Vorteil, die gekennzeichnet ist durch einen über die in der Längsvertiefung aufge- nommene Membran-Verdickung passenden Abdeckteil. Der Abdeckteil kann dabei ein gesonderter Streifen, eine Leiste oder dgl. sein, zur Vereinfachung der Montage ist es jedoch günstig, wenn der Abdeckteil am Profil angebracht und über die Längsvertiefung klappbar ist. Dabei ist es von be- sonderem Vorteil, wenn der Abdeckteil über eine Materialverdünnung in der Art eines Filmschar- niers einstückig an das übrige Profil angeschlossen ist.
Eine herstellungs- und montagemässig besonders günstige Ausbildung wird erhalten, wenn das Profil einstückig mit der Platte ausgebildet ist. Bei dieser Ausbildung bildet somit die Platte selbst mit ihren Randbereichen das Aufnahme-Profil mit der Längsvertiefung für die Membran bzw. deren randseitige Verdickung.
Es werden vielfach verhältnismässig dünne Platten verwendet, wobei dann allerdings keine grossen Hebellängen bei der Sicherung der Membran-Verdickungen in den Längsvertiefungen mit Hilfe der Klammerelemente möglich sind. Es kann hier zwar die Platte als gezogenes Profil mit randseitigen, aus der Plattenebene rechtwinkelig abstehenden Stegen hergestellt werden, jedoch bedingt dies eigene Extrusionswerkzeuge. Demgemäss ist es hier vielfach auch günstig, die Profile in Form von gesonderten Profilleisten vorzusehen, die über den jeweiligen Rand der Platte auf- schiebbar oder aufsteckbar sind.
Diese Profilleisten können in an sich herkömmlicher Weise im Querschnitt im Wesentlichen U- oder C-förmig sein, wobei die Schenkel eine seitlich offene Nut begrenzen, in der der Plattenrand in der montierten Stellung aufgenommen ist ; ineinem (gegebe- nenfalls auch in jedem) der Schenkel ist dann die erfindungsgemässe Längsvertiefung zur Aufnah- me der randseitigen Verdickung der Membran vorgesehen. Diese Profilleiste kann weiters in einem Stück mit dem vorerwähnten Abdeckteil ausgebildet sein, der benachbart der Längsvertiefung angeordnet und über diese Längsvertiefung klappbar ist. Die Verbindung zur übrigen Profilleiste kann wie erwähnt über eine Materialverdünnung, ein sog. Filmscharnier, erfolgen, das die Schwenkbarkeit des Abdeckteiles sicherstellt.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von in der Zeichnung veranschaulichten besonders bevorzugten Ausführungsbeispielen, auf die sie jedoch nicht beschränkt sein soll, noch weiter erläutert. Es zeigen : 1 einen schematischen Querschnitt durch eine Gasverteiler- oder Belüf- tereinrichtung, bei der eine gelochte Membran an einer Platte randseitig durch Formschluss fest- gehalten ist; Fig. 2 einen entsprechenden Querschnitt durch eine modifizierte, dünnwandige Platte in Form eines gezogenen Profils, mit einer daran formschlüssig festgehaltenen Membran ; Fig. 3A bis 3C eine gesonderte Profilleiste mit einer Längsvertiefung für die formschlüssige Auf- nahme einer Verdickung der Membran, u. zw. im geöffneten Zustand (Fig. 3A), im geschlossenen Zustand und bei Anbringung eines Klemmprofils, d. h.
Klammerelements (Fig. 3B) und im endgültig fixierten Zustand an einer Platte (Fig. 3C); und die Fig. 4A bis 4C bzw. 5A bis 5C in jeweils ent- sprechend schematischen Teil-Querschnittsdarstellungen ähnlich Fig. 3A bis 3C zwei weitere Ausführungsformen.
In Fig 1 ist eine Einrichtung 1 zum feinblasigen Eintragen von Gasen in Flüssigkeiten schema- tisch in einem Querschnitt veranschaulicht ; Einrichtungen werden auch Gasverteiler oder Plattenbelüfter bzw. Streifenbelüfter genannt. Sie weisen in an sich herkömmlicher Weise eine Platte 2 auf, auf deren Oberseite eine Folie oder Membran 3 vorliegt, die mit Poren oder Löchern 4 versehen ist, durch die ein dem Zwischenraum zwischen der Platte 2 der Membran 3 zugeführtes Gas (s. Pfeil 5 in Fig. 1 bzw. die Bohrung 6 in der Platte 2) in Blasenform in eine umgebende Flüssigkeit (nicht dargestellt) eingetragen werden kann.
Die Membran 3 ist dabei randseitig an der Platte 2 fest und dicht befestigt, u. zw. mit Hilfe eines Formschlusses, der durch Einlegen einer an der Membran 3 vorgesehenen randseitigen Verdickung 7 bzw. 7' in eine entsprechende Längsver- tiefung 8 bzw. 8' eines randseitigen Profils 9 erfolgt ; diesesProfil 9 ist gemäss Fig. 1 unmittelbar an
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der Platte 2 vorhanden, d.h. deren Randbereich ist entsprechend profiliert, unter Ausbildung der Vertiefungen 8 bzw. 8'.
In der Ausführungsform gemäss Fig. 1 sind zwei Beispiele für die Anbringung des Formschlus- ses 7/8 bzw. 7'/8' gezeigt, u.zw. auf der in Fig. 1 linken Seite ein einfacher Formschluss an der Oberseite der Platte 2, bei dem die Langsvertiefung 8 an der Plattenoberseite angebracht ist und die Membranverdickung 7 unmittelbar in diese Längsvertiefung 8 eingelegt ist.
Auf der in Fig. 1 rechten Seite hingegen ist die Membran 3 randseitig um die Platte 2 herumge- schlungen und mit ihrer randseitigen Verdickung 7' in eine an der Plattenunterseite vorhandene Längsvertiefung 8' eingelegt.
Selbstverständlich werden in der Regel zwei gleichartige Formschlussverbindungen an den Rändern der jeweiligen Platte 2 bzw. Membran 3 vorgesehen sein, jedoch sind in Fig. 1 der Ein- fachheit halber beide Möglichkeiten in einer Darstellung gezeigt.
Zur Sicherung des Formschlusses 7/8 bzw. 7'/8' sind aussen auf die Ränder der Membran 3 und der Platte 2 Klemmprofile oder allg. Klammerelemente 10, beispielsweise mit U- bzw. C-Quer- schnitt, aufgesetzt, wobei die Schenkel dieser Klammerelemente 10 ein Herausbewegen der Mem- branverdickungen 7 bzw. 7' aus den Längsvertiefungen 8 bzw. 8' verhindern Diese Klammerele- mente 10 bestehen bevorzugt aus Edelstahl.
In Fig. 2 ist eine gegenüber Fig 1 etwas modifizierte Ausführungsform gezeigt, wobei die Platte 12 hier ein gezogenes, dünnwandiges Profil mit von der eigentlichen Plattenebene abstehenden, vertikalen Stegen oder Schenkeln 13,14 aus Kunststoff ist. Die Platte 12 ist wiederum in Profil- Bereichen 19 mit Längsvertiefungen 18 geformt, in die Verdickungen 7 der Membran 3 formschlüs- sig eingelegt sind. Über die Schenkel 13,14 sowie die Membran-Verdickungen 7 sind federnde Klammerelemente 20, vorzugsweise wiederum aus Edelstahl, unter Vorspannung aufgesetzt.
Dadurch werden die Membran-Verdickungen 7 in ihren Längsvertiefungen 18 gesichert, so dass die formschlüssige Befestigung der Membran 3 nur nach Abziehen der Klammerelemente 20 mög- lich ist.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform ist in Fig. 3A bis 3C dargestellt, wobei hier ein gesondertes Profil 29 in Form einer Profilleiste vorgesehen ist, das aus Kunststoff besteht, und das, wie aus Fig. 3C ersichtlich ist, auf eine zugehörige Platte 2 randseitig aufgesteckt wird. Das Profil bzw. die Profilleiste 29 weist dazu zwei Schenkel 23,24 auf, zwischen denen eine Aufnah- me-Nut 25 für die Platte 2 definiert ist. Im oberen Schenkel 23 ist die für die randseitige Membran- Verdickung 7 vorgesehene Längsvertiefung 28 ausgebildet, und benachbart dieser Längsvertie- fung 28 ist über eine ein Filmscharnier bildende Materialverdunnung 26 ein Abdeckteil 27 ein- stückig angeformt.
Dieser Abdeckteil 27 kann, wie mit den bogenförmigen Pfeilen in Fig. 3A ange- deutet ist, umgeklappt und dabei über die Membran-Verdickung 7 gelegt werden, wonach wieder- um ein Klammerelement 30 von der Seite her auf den Verbindungsbereich aufgeschoben wird, s.
Fig. 3B. Mit Hilfe des Abdeckteils 27 kann dabei die Membran 3, insbesondere deren Verdickung 7, geschont werden, da das federnde Edelstahl-Klammerelement 30 nicht direkt auf die Membran 3 drückt.
In Fig. 3C ist sodann die komplette Verbindung am Rand der Platte 2 veranschaulicht.
Die Ausführungsbeispiele gemäss den Fig. 4A bis 4C und 5A bis 5C entsprechen weitgehend jenen gemäss Fig. 3A bis 3C, so dass sich eine Wiederholung der Beschreibung erübrigen kann, soweit Übereinstimmung bei den einzelnen Elementen hinsichtlich Aufbau und Funktion gegeben ist. Bei den Ausführungsformen gemäss Fig. 4A bis 4C bzw. Fig. 5A bis 5C wird die Verdickung an der Membran 3 jeweils anstatt durch eine einfache Materialverdickung 7, durch Herumschlagen der Membran 3 um einen Einlageteil 40 (Fig. 4A bis 4C) bzw. 50 (Fig. 5A bis 5C) erhalten. Die ent- sprechenden Materialverdickungen sind mit 47 bzw. 57 bezeichnet und die zugehörigen, passen- den Längsvertiefungen in der jeweiligen Profilleiste 49 bzw. 59 sind mit 48 bzw. 58 angegeben.
Der herumgeschlagene Rand der Membran 3 ist mit der übrigen Membran dabei jeweils bleibend, fest, d.h. unlösbar, z.B. durch Anschweissen oder Ankleben verbunden, was in Fig. 4A schematisch bei 43 angegeben ist.
Im Ausfuhrungsbeispiel gemäss Fig. 4A bis 4C ist der Einlageteil 40 durch eine im Querschnitt rechteckige, gegebenenfalls auch hohle Leiste gebildet, wogegen beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 5A bis 5C der Einlageteil 50 durch ein Rundmaterial, wie eine Stange, einen Draht, ein Rohr oder dgl., gebildet ist. Selbstverständlich konnen auch davon abweichende Einlageteile verwendet
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werden, und insbesondere kann auch die Längsvertiefung in ihrer Querschnittsform exakt der Form der mit Hilfe des Einlageteils erzielten Verdickung 47,57 der Membran 3 angepasst sein.
Die Profilleisten 49,59 bzw. 29 und die Platte 2 bestehen insbesondere aus einem entspre- chend festen Kunststoff, wie z.B. Polyvinylchlorid, Polyethylen, Polypropylen, Polycarbonat, ABS oder dergl., und die Membran bzw. Folie 3 besteht aus einem biegsamen, elastischen Kunststoff, wie einem Polykondensat oder einem Polyadditionsprodukt, wie insbesondere Polyurethan, EPDM, Silikon, Viton, Polyethylen-Trifluorid oder Polycarbonat.
PATENTANSPRÜCHE:
1. Einrichtung zur Befestigung einer perforierten Membran an einer Platte einer Einrichtung zum feinblasigen Eintragen von Gasen in Flüssigkeiten, mit einem randseitigen Profil und einem auf dieses passenden federnden Klammerelement zur Fixierung der Membran, da- durch gekennzeichnet, dass die Membran (3) für eine formschlüssige Verbindung mit dem Profil (9; 19 ; 49 ; in an sich bekannter Weise eine randseitige Verdickung (7,47; 57) aufweist, zu deren Aufnahme im Profil eine Längsvertiefung (8; 18; 28 ; 48; 58) vorgesehen ist, und dass das federnde Klammerelement (10; 20 ; im aufgeschnappten Zustand die randseitige Verdickung (7; 47 ; 57) in der Längsvertiefung (8; 18 ; 48 ; 58)hält.