DE10150180A1

DE10150180A1 - Halterung für eine Vorrichtung zum Belüften von Wasser

Info

Publication number: DE10150180A1
Application number: DE10150180A
Authority: DE
Original assignee: Jaeger Gummi GmbH and Co KG
Current assignee: Jaeger Gummi GmbH and Co KG
Priority date: 2001-10-12
Filing date: 2001-10-12
Publication date: 2003-04-24
Also published as: US20040094849A1; CA2408047A1; US6769673B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Begasen von Flüssigkeiten, insbesondere zum Belüften von Wasser, mit langgestreckten Belüftungselementen, die mit einem der Luftzufuhr dienenden Verteilerrohr verbunden sind, wobei ein Belüftungselement ein im wesentlichen starres Stützrohr mit einer auf dem Stützrohr angeordneten Membran aus Gummi oder einem gummiähnlichen Kunststoff aufweist und wobei vorgespannte Luft zwischen Stützrohr und Membran gebracht werden kann und über Schlitze in der Membran in die zu begasende Flüssigkeit austreten kann. DOLLAR A Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbindung von Belüftungselement und Verteilerrohr vorzuschlagen, die für lange Belüftungselemente geeignet ist, zudem elastisch ist, um Bewegungen der Vorrichtung oder Strömungen in der Flüssigkeit ausgleichen zu können, und die leicht montierbar ist und mit wenigen, einfachen Bauteilen auskommt. DOLLAR A Diese Aufgabe wird durch einen in einer elastisch verformbaren Buchse gelagerten Bolzen gelöst. Der Bolzen dient sowohl der mechanischen Verbindung als auch, vermittels seiner hohlen Ausführung, dem Transport der Luft bzw. des Gases zwischen Verteilerrohr und dem Belüftungselement. Der Bolzen kann durch Verschrauben mit dem Belüftungselement verbunden sein, wobei nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung durch eine Verrastung zwischen Belüftungselement und Buchse eine Sicherung gegen ungewolltes Lösen der Verschraubung herstellbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Belüften von Wasser nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Derartige Vorrichtungen werden z. B. Kläranlagen eingesetzt. An einem Verteilerrohr kann eine Vielzahl von Belüftungselementen angeordnet sein, wobei durch das Verteilerrohr einerseits die Zufuhr der Luft zu den Belüftungselementen und andererseits auch deren Befestigung erfolgt. Mehrere Verteilerrohre können wiederum zu einem System zusammengeschlossen sein.
Ein langgestrecktes Belüftungselement in der Art des im Oberbegriff erwähnten ist aus der DE 33 19 161 A1 bekannt. Aus der DE 36 00 234 ist eine Vorrichtung zum Belüften von Wasser bekannt, bei der einzelne Belüftungselemente über Buchsen mit dem Verteilerrohr verbunden sind, wobei die Buchse bei der Montage unter elastischer Verformung in eine Bohrung im Verteilerrohr gepresst wird und dadurch eine formschlüssige Verbindung ausbildet. Es handelt sich hierbei jedoch um tellerförmige Belüftungselemente. Für langgestreckte Belüftungselemente, die eine Länge von bis zu 1 m aufweisen können, ist eine derartige Verbindung nicht geeignet. Bei Bewegungen der Vorrichtung oder Strömungen in der zu belüftenden Flüssigkeit wirken die langen Belüftungselemente wie Hebelarme, so dass an den Verbindungsstellen viel höhere Kräfte auftreten als bei den tellerförmigen Belüftungselementen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine Vorrichtung der eingangs genannten Art eine Verbindung von Belüftungselement und Verteilerrohr vorzuschlagen, die für lange Belüftungselemente geeignet ist, die zudem elastisch ist, um Bewegungen der Vorrichtung oder Strömungen in der Flüssigkeit ausgleichen zu können, und die trotzdem leicht montierbar ist und mit wenigen, einfachen Bauteilen auskommt.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Durch die Buchse wird dabei eine elastische Lagerung erzielt. Der Bolzen dient sowohl der mechanischen Verbindung als auch, vermittels seiner hohlen Ausführung, dem Transport der Luft bzw. des Gases zwischen Verteilerrohr und dem Belüftungselement. Der Bolzen kann durch Verschrauben mit dem Belüftungselement verbunden sein, wobei nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung durch eine Verrastung zwischen Belüftungselement und Buchse eine Sicherung gegen ungewolltes Lösen der Verschraubung herstellbar ist.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Belüftungselemente jeweils paarweise an einander gegenüberliegenden Stellen am Verteilerrohr angeordnet, wobei das Verteilerrohr innerhalb eines Querschnittes an zwei einander gegenüberliegenden Stellen Bohrungen aufweist, die von einem Bolzen durchsetzt werden, der beide Belüftungselemente miteinander verbindet. Auf diese Weise erfolgt die Abstützung des Bolzens gegenüber der Wandung des Verteilerrohres durch das jeweils andere Belüftungselement. Die Belüftungselemente stützen sich somit gegeneinander ab, und die Vorrichtung kommt mit einem Minimum an Teilen aus.
Weiter Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Zeichnung erläutert, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist.
Es zeigen:
Fig. 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung,
Fig. 2 eine Buchse der Vorrichtung aus Fig. 1 in der Seitenansicht,
Fig. 3 die Buchse aus Fig. 2 in der Draufsicht und
Fig. 4 ein Belüftungselement der Vorrichtung aus Fig. 1 mit Sicht auf die Stirnseite.
Die Vorrichtung weist ein Verteilerrohr 1 auf, an dem zwei Belüftungselemente 2 und 3 angeordnet sind. Das rechte Belüftungselement 3 ist im Schnitt und das linke Belüftungselement 2 im vom Verteilerrohr 1 demontierten Zustand dargestellt. Die Belüftungselemente 2, 3 verlaufen senkrecht zum Verteilerrohr 1. Das Verteilerrohr 1 kann mit einer Vielzahl derartiger Paare von Belüftungselementen 2, 3 ausgestattet sein. Im folgenden sollen Aufbau und Funktionsweise der Belüftungselemente 2, 3 kurz erläutert werden.
Die Belüftungselemente weisen jeweils ein Stützrohr 5 aus einem im wesentlichen starren Werkstoff, z. B. einem zähharten Kunststoff auf, auf dem eine schlauchförmige Membran 5 angeordnet ist, die das Stützrohr 5 elastisch umschließt und im folgenden auch als Mantel 4 bezeichnet wird. Der Mantel 4 wird durch eine Schelle 6 gehalten. In der Zeichnung ist nur ein kurzer Abschnitt des langgestreckten Belüftungselementes 2 bzw. 3 dargestellt. Am nicht dargestellten Ende des Belüftungselementes kann ebenfalls eine Schelle 6 zur Befestigung des Mantels 5 auf dem Stützrohr 5 vorgesehen sein.
Das Belüftungselement 3 wird an seiner Stirnseite durch eine Wand 7 abgeschlossen. Die Wand 7 kann auf beliebige Weise mit dem Stützrohr 5 verbunden sein bzw. in dieses übergehen. Zwischen der Wand 7 und einer Zwischenwand 8 ist eine Kammer 8 ausgebildet, die der Luftzufuhr zum Belüftungselement 2, 3 dient. Die Wandung des Stützrohres 5 ist im Bereich der Kammer mit Durchbrechungen 10 versehen.
An der anderen, nicht dargestellten Stirnseite ist das Stützrohr 5 offen, so dass das die Vorrichtung umgebende Wasser oder andere Flüssigkeit bis zu der Zwischenwand 8 Zutritt zum Inneren des Stützrohres 5 hat. Durch diese Bauweise wird erreicht, dass während des Betriebes nur ein kleiner Teil des Stützrohres mit Luft gefüllt und der Auftrieb der Vorrichtung daher gering ist, was besonders bei sehr langen Belüftungselementen 2, 3 von Vorteil ist.
Der Mantel 4 besteht aus einem elastischen Werkstoff, insb. aus Gummi oder einem gummiähnlichen Kunststoff. Er ist mit einer Vielzahl feiner Schlitze versehen, die für das Belüftungselement 2 bei 11 angedeutet sind. Diese Schlitze sind jedoch nur in dem Teil des Belüftungselementes 2, 3 vorgesehen, der von der Befestigungsstelle aus gesehen hinter der Zwischenwand 8 liegt, während der Mantel 5 im Bereich der Kammer 9 ungeschlitzt bleibt.
Während des Betriebes strömt vorgespannte Luft von der Kammer 9 über die Durchbrechungen 10 zwischen Stützrohr 5 und Mantel 4 und tritt über die Schlitze im Mantel in feinen Bläschen in die umgebende Flüssigkeit aus.
Wichtig ist nun die Verbindung eines Belüftungselementes 2 bzw. 3 mit dem Verteilerrohr 1. Dazu dient ein Bolzen 13, der zusammen mit einer Buchse 12 Bohrungen 15 im Verteilerrohr durchsetzt.
Die Buchse 12 weist einen im wesentlichen zylindrischen Abschnitt 14 und einen im wesentlichen flachen Abschnitt 16 auf. Der flache Abschnitt 16 liegt an der Außenfläche des Verteilerrohres 1 an, wobei er eine der Wölbung der Außenfläche entsprechende konkave Anlagefläche 17 aufweist. Die gegenüberliegende Außenfläche 18 der Buchse 12 liegt an der Wand 7 an der Stirnseite des Belüftungselementes 2. bzw. 3 an.
Der Bolzen 13 ist durch eine Bohrung 19 in der Buchse 12 hindurchgeführt. Der Durchmesser der Bohrung 19 ist im nicht montierten Zustand etwas kleiner als der Außendurchmesser des Bolzens 13. Im montierten Zustand wirkt die Buchse 12 dadurch wie ein Dübel und hält den Bolzen 13 durch Klemmung in der Bohrung 15 des Verteilerrohres 1. Der Bolzen 13 ist an seinen Enden jeweils mit einem Gewinde 20 versehen, das zur Verbindung mit dem Belüftungselement 2 bzw. 3 dient. Die Belüftungselemente sind mit entsprechenden Gewindebohrungen 21 in ihren Stirnwänden 7 versehen.
Das Verteilerrohr 1 weist in der in Fig. 1 dargestellten Querschnittsebene zwei Bohrungen 15 auf, die an am Umfang des Rohres 1 einander gegenüberliegenden Positionen angeordnet sind. Der Bolzen 13 ist so lang, dass er beide Bohrungen 15 durchsetzt. Die Belüftungselemente 2 und 3 sind daher zueinander fluchtend angeordnet und halten sich gegenseitig, indem der Bolzen 13 gegen Herausziehen in Richtung des einen Belüftungselementes durch das aufgeschraubte andere Belüftungselement gesichert ist.
Der Bolzen 13 ist als ein hohles Rohr ausgebildet. In seinem mittleren Abschnitt weist er Durchbrechungen 23 auf, durch die die Bohrung 22 im Inneren des Bolzens 13 mit dem Verteilerrohr 1 kommuniziert. Durch die Durchbrechungen 23 wird Luft aus dem Verteilerrohr 1 über die Bohrung 22 und von da aus in die Kammern 10 beider Belüftungselementen 2, 3 geführt, von wo aus sie schließlich über die Membranen in die zu begasende Flüssigkeit gelangt. Der Bolzen 13 dient somit sowohl zur Befestigung der Belüftungselemente 2, 3 als auch zur Luftzufuhr.
Die Vorrichtung ist mit Einrichtungen ausgestattet, die ein ungewolltes Lösen ihrer Komponenten voneinander verhindert. In der Stirnwand 7 der Belüftungselemente 2 und 3 sind dabei jeweils Vertiefungen 24 im Bereich des Umfanges angeordnet, die durch speichenartig verlaufende Rippen 25 voneinander getrennt sind (Fig. 4). Die Buchse 12 ist auf ihrer dem Belüftungselement zugewandten Fläche 18 mit keilförmigen Vorsprüngen 26 versehen. Beim Aufschrauben der Belüftungselemente 2 bzw. 3 auf den Bolzen 13 gleiten die keilförmigen Vorsprünge 26 mit schrägen Flächen 27 über die Rippen 25 hinweg und rasten schließlich in den Vertiefungen 24 ein. Die senkrechten Flächen 28 der Vorsprünge 26 verhindern dann ein Losdrehen, d. h. Buchse und Belüftungselemente 2 bzw. 3 sind gegeneinander verrastet.
Die Buchse 12 ist auf ihrem zylindrischen Abschnitt 14 mit Rippen 29 versehen, die zum freien Ende des zylindrischen Abschnitts 14 flach ansteigen, zum flachen Abschnitt 16 der Buchse 12 hin jedoch steiler abfallen. Durch diese wiederhakenartige Ausbildung des Abschnitts 14 wird erreicht, dass die Buchse 12 sich leicht in die Bohrung 15 einsetzen lässt, ein ungewolltes Lösen jedoch verhindert wird.
Es ist weiterhin wichtig, dass bei der Vorrichtung alle Verbindungsstellen dicht sind, und zwar nicht nur, um unnötige Druckverluste zu unterbinden, sondern auch, um ein Eindringen von verschmutztem Wasser zu verhindern. Um die Dichtwirkung zu erhöhen, ist die Buchse 12 auf den Außenflächen 17 und 18 ihres flachen Abschnittes 16 sowie in der Bohrung 19 mit umlaufenden Dichtleisten 30, 31 und 32 versehen, die sie gegenüber dem Belüftungselement 2 bzw. 3, dem Verteilerrohr und dem Bolzen 13 abdichten.

Claims

1. Vorrichtung zum Begasen von Flüssigkeiten, insb. zum Belüften von Wasser, mit langgestreckten Belüftungselementen, die mit einem der Luftzufuhr dienenden Verteilerrohr verbunden sind, wobei ein Belüftungselement ein im wesentlichen starres Stützrohr mit einer auf dem Stützrohr angeordneten Membran aus Gummi oder einem gummiähnlichen Kunststoff aufweist, und wobei vorgespannte Luft zwischen Stützrohr und Membran gebracht werden kann und über Schlitze in der Membran in die zu begasende Flüssigkeit austreten kann, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Verteilerrohr (1) und einem Belüftungselement (2, 3) eine elastisch verformbare Buchse (12) aus Gummi oder einem gummiähnlichen Werkstoff angeordnet ist, wobei die Buchse (12) in einer die Wandung des Verteilerrohres (1) durchsetzenden Bohrung (15) angeordnet ist und einen flachen Abschnitt (16) aufweist, dessen eine Seite an der Außenwand des Rohres (1) und dessen andere Seite an der Stirnseite (7) des Belüftungselementes (2, 3) anliegt, und wobei ein hohler Bolzen (13) fest mit dem Belüftungselement (2, 3) verbunden und durch eine Bohrung (19) in der Buchse in das Innere des Verteilerrohres (1) geführt ist, sich gegen das Verteilerrohr (1) abstützt und auf dem im Inneren des Verteilerrohres (1) angeordneten Abschnitt Durchbrechungen (23) in der Wandung aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Verteilerrohr (1) in einer Querschnittsebene zwei Bohrungen (15) an über den Umfang des Verteilerrohres (1) gesehen einander gegenüberliegenden Positionen angeordnet sind, und dass zwei zueinander fluchtend angeordnete Belüftungselemente (2, 3) durch einen Bolzen (13) miteinander verbunden sind, der beide Bohrungen (15) durchsetzt.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Belüftungselement (2, 3) an seiner Stirnseite (7) eine Gewindebohrung (21) aufweist, in die der Bolzen (13) eingeschraubt ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die der Außenfläche des Verteilerrohres (1) zugewandte Fläche (17) des flachen Abschnittes (16) der Buchse (12) eine der Außenfläche des Verteilerrohres (1) entsprechende Krümmung aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Bohrung (19) in der Buchse (12) geringer ist als der Durchmesser des Bolzens (13).

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschraubung zwischen Bolzen (13) und Belüftungselement (2, 3) durch eine Verrastung zwischen den einander berührenden Flächen von Belüftungselement (2, 3) und Buchse (12) gesichert ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass an der Buchse (12) auf der dem Belüftungselement (2, 3) zugewandten Fläche (18) ein oder mehrere keilförmige Vorsprünge (26) angeordnet sind, denen Vertiefungen (24) auf der Stirnseite (7) des Belüftungselementes (2, 3) zugeordnet sind, wobei Vorsprünge flach ansteigende Flächen (27) aufweisen, auf denen die die Vertiefungen (24) begrenzenden Wandungen (25) beim Festschrauben der Belüftungselemente am Bolzen (13) abgleiten, und steil abfallende Flächen (28), an denen die die Vertiefungen begrenzenden Wandungen (25) beim Losschrauben der Belüftungselemente (2, 3) vom Bolzen (13)anliegen.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (12) auf der dem Belüftungselement (2, 3) zugewandten Fläche (18) und/oder der dem Verteilerrohr (1) zugewandten Fläche (17) und/oder in der Bohrung (19) eine oder mehrere rippenförmige Dichtleisten aufweist.