DE102009037760A1

DE102009037760A1 - Kupplungselement zum Anschluss eines Belüftungskörpers einer Gewässer-Belüftungseinrichtung

Info

Publication number: DE102009037760A1
Application number: DE102009037760A
Authority: DE
Inventors: Peter Kröner
Original assignee: BIOWORKS VERFAHRENSTECHNIK GmbH
Current assignee: BIOWORKS VERFAHRENSTECHNIK GmbH
Priority date: 2009-08-17
Filing date: 2009-08-17
Publication date: 2011-04-21
Also published as: US20120193819A1; WO2011020532A1

Abstract

Es wird ein Kupplungselement (10) zum Anschluss wenigstens eines Belüftungskörpers an die Zuführleitung (3) einer Gewässer-Belüftungseinrichtung (1) vorgeschlagen. Es ist vorgesehen, dass dieses entlang eines Bogenabschnitts (11) wenigstens einen integrierten Strömungskanal (12) für ein gasförmiges Medium aufweist, dessen Einlassöffnung (13) und Auslassöffnung (14) in verschiedenen Winkelpositionen angeordnet sind. Ferner wird eine Belüftungseinrichtung (1) zur Einleitung eines gasförmigen Mediums in ein Gewässer mit wenigstens einem solchen Kupplungselement vorgeschlagen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kupplungselement zum Anschluss eines Belüftungskörpers an die Zuführleitung einer Gewässer-Belüftungseinrichtung. Die Erfindung betrifft ferner eine Belüftungseinrichtung zur Einleitung eines gasförmigen Mediums in ein Gewässer.
Belüftungseinrichtungen für Gewässer sind aus dem Stand der Technik bekannt, wozu stellvertretend auf die DE 32 27 672 C2 und EP 0 437 718 B1 verwiesen wird. Eine solche Belüftungseinrichtung umfasst mehrere Belüftungskörper die im Gewässer angeordnet sind und aus denen ein Gas, insbesondere Luft, zur Belüftung dieses Gewässers austritt. Die Versorgung der Belüftungskörper erfolgt über eine oder mehrere Zuführleitungen an der Oberfläche des Gewässers, mit denen die Belüftungskörper über Zuleitungen verbunden sind. Hierzu werden an die Unterseite der Zuführleitungen Austrittsöffnungen im Form von Löchern oder Bohrungen eingebracht und Anschlussstutzen bzw. Anschlusstüllen befestigt, insbesondere angeschweißt. Ferner sind aus dem Stand der Technik diverse Kupplungselemente bekannt, wie in der DE 32 27 672 C2 und EP 0 437 718 B1 gezeigt. Nachteilig im Stand der Technik sind u. a. schlechte Montage-, Wartungs- und Reparaturbedingungen.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Kupplungselement vorzuschlagen, bei dem die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile vermieden oder zumindest stark verringert werden, insbesondere eine Möglichkeit zur Vermeidung der mit dem Stand der Technik einhergehenden Nachteile aufzuzeigen.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Kupplungselement gemäß Anspruch 1 und durch eine Belüftungseinrichtung gemäß dem nebengeordneten Anspruch. Bevorzugte und vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Das erfindungsgemäße Kupplungselement dient dem Anschluss wenigstens eines Belüftungskörpers an die Zuführleitung einer Gewässer-Belüftungseinrichtung. Es ist vorgesehen, dass dieses Kupplungselement entlang eines Umfangsabschnitts bzw. Bogenabschnitts wenigstens einen integrierten Strömungskanal für ein gasförmige Medium, insbesondere Luft, aufweist, dessen Einlassöffnung und Austrittöffnung, bezüglich einer Querschnittsbetrachtung der Zuführleitung, in verschiedenen Winkelpositionen angeordnet sind.
Im montierten Zustand korrespondiert die Einlassöffnung des im Kupplungselement integrierten Strömungskanals zu wenigstens einer Austrittsöffnung in der Zuführleitung und die Auslassöffnung korrespondiert zu wenigstens einer Abströmöffnung zum Belüftungskörper. Aufgrund der verschiedenen Winkelpositionen von Einlassöffnung und Auslassöffnung können die Austrittsöffnung in der Zuführleitung und die Abströmöffnung zum Belüftungskörper entfernt zueinander angeordnet werden. Damit ist es z. B. möglich, die Austrittsöffnung in einem einfach zugänglichen Abschnitt in der Zuführleitung zu positionieren und zwar weitgehend unabhängig von der Position der Abströmöffnung zum Belüftungskörper.
Der Einsatz eines solchen Kupplungselements bietet zudem die Vorteile, dass auf das Anschweißen von Stutzen bzw. Tüllen an die Zuführleitung, was insbesondere vor Ort mit einem hohen Aufwand verbunden ist, verzichtet werden kann. Bei der Demontage muss nicht ins Gewässer gegriffen werden, um an die Zuleitung und den Belüftungskörper zu gelangen. Ein Kupplungselement kann mit einer Zuleitung und einem Belüftungskörper vormontiert werden und muss dann vor Ort nur noch an die Zuführleitung angebracht werden.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist die Einlassöffnung, bezüglich einer bevorzugten Einbaulage des Kupplungselements, oben und die Auslassöffnung unten angeordnet. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Einlassöffnung, bezüglich des Querschnitts der Zuführleitung, bei etwa 12 Uhr und die Auslassöffnung gegenüberliegend bzw. um 180° versetzt bei etwa 6 Uhr positioniert ist. Dadurch wird es möglich, dass die Austrittsöffnung in der Zuführleitung oberhalb der Gewässeroberfläche liegt, während die Abströmöffnung wie gehabt unterhalb der Gewässeroberfläche liegt, woraus sich diverse Vorteile insbesondere bei der Montage während des Betriebs einer Gewässer-Belüftungseinrichtung ergeben.
So kann die Öffnung von oben in die Zuführleitung eingebracht werden und liegt damit oberhalb der Gewässeroberfläche. Dies bedeutet eine erhebliche Vereinfachung und Zeitersparnis bei der Montage. Wird das Kupplungselement zu Wartungszwecken abmontiert, können die oben liegenden Öffnungen, auch über einen längeren Zeitabschnitt, mit einem Stopfen verschlossen werden, so dass der weitere Betrieb der Belüftungseinrichtung nicht beeinträchtigt wird. Während einer Montage, Wartung und/oder Reparatur können die oberhalb der Gewässeroberfläche liegenden Öffnungen vorübergehend auch offen bleiben, d. h. ein sofortiger Verschluss, wie bei einer unten liegenden Öffnung, ist nicht zwingend erforderlich, um das Eindringen von Wasser zu vermeiden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Einlassöffnung, bezüglich einer bevorzugten Einbaulage des Kupplungselements, bei etwa 10.00 Uhr und die Auslassöffnung unten angeordnet.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung des Kupplungselements sind (10) zwei Haltebögen mit einem Bogenabschnitt über zwei vorzugsweise Gelenke lösbar verbunden, was den Austausch von Teilen erleichtert und ein Verlorengehen der Haltebögen bei der Montage erschwert.
Die Erfindung erstreckt sich auch auf eine Belüftungseinrichtung zur Einleitung eines gasförmigen Mediums in ein Gewässer, insbesondere zur Einleitung eines gasförmigen Mediums in ein Wasseraufbereitungsbecken, umfassend wenigstens eine Zuführleitung und wenigstens ein daran angeordnetes, erfindungsgemäßes Kupplungselement, welches dem Anschluss wenigstens eines Belüftungskörpers an diese Zuführleitung dient. Bei der Zuführleitung handelte es sich insbesondere um eine Schwimmleitung.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen mittels der Zeichnung im Folgenden näher erläutert.
1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Belüftungseinrichtung zum Belüften von Gewässern.
2 zeigt einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Kupplungselement gemäß dem in 1 gezeigten Schnittverlauf.
3 zeigt einen Schnitt durch eine weitere Variante des erfindungsgemäßen Kupplungselements gemäß dem in 1 gezeigten Schnittverlauf.
Eine in 1 gezeigte Belüftungseinrichtung 1 umfasst eine Zuführleitung 3, die als Schwimmleitung ausgebildet ist und auf der Gewässeroberfläche eines Gewässers 2 schwimmt. Bei dem Gewässer 2 handelt es sich beispielsweise um ein Wasseraufbereitungsbecken, wie z. B. ein Klärbecken oder Schlammbecken einer biologischen Kläranlage. Im Gewässer 2 und damit unterhalb der Gewässeroberfläche befindet sich ein Belüftungskörper 5 zum Ausbringen eines gasförmigen Mediums, insbesondere Luft, wobei dieser über eine Zuleitung 4 an die Zuführleitung 3 gekoppelt ist und hierüber mit dem gasförmigen Medium versorgt wird. Die Zuleitung 4 dient ferner als Befestigung des Belüftungskörpers 5 an der Zuführleitung 3. Die Zuleitung 4 kann als flexibler Schlauch oder als starres Rohr ausgebildet sein. Die Verbindung zwischen der Zuleitung 4 und der Zuführleitung 3 erfolgt mittels eines Kupplungselements 10. Anstelle einer Zuleitung 4 kann ein Belüftungskörper 5 auch direkt mit dem Kupplungselement 10 verbunden sein.
2 zeigt in einer Schnittansicht das Kupplungselement 10 in einer bevorzugten Ausführungsform gemäß dem Schnittverlauf A-A in 1. Die Darstellung entspricht einer bevorzugten Einbaulage des Kupplungselements 10.
Das Kupplungselement 10 ist in Form einer Rohrschelle ausgebildet und umfasst einen als C-Bogen 11 ausgebildeten Bogenabschnitt bzw. Umfangsabschnitt, der mit seiner Maulöffnung von außen auf die Zuführleitung 3 aufgesetzt werden kann, wobei sich der C-Bogen 11 formschlüssig an das im Querschnitt kreisringförmige Rohr der Zuführleitung 3 anlegt. Um das Aufsetzen zu ermöglichen ist das Kupplungselement 10, bevorzugt einteilig, aus einem elastischen und wasserfesten Kunststoffmaterial gebildet und z. B. als Spritzgussteil ausgebildet. Ergänzend kann z. B. eine nicht gezeigte Metallverstärkung vorgesehen sein.
Der C-Bogen 11 umfasst einen integrierten Strömungskanal, der eine oben liegende Austrittsöffnung 31 (gemäß der Darstellung bei 12.00 Uhr) in der Zuführleitung 3 mit einer untenliegenden Abströmöffnung 15 (bei 6.00 Uhr) zum Belüftungskörper 5 verbindet. Durch diesen integrierten Strömungskanal 12 kann das zum Belüften des Gewässers 2 dienende gasförmige Medium strömen. Hierzu weist der integrierte Strömungskanal 12 eine Einlassöffnung 13, welche zur Austrittsöffnung 31 in der Zuführleitung 3 korrespondiert, und eine Auslassöffnung 14, welche zur Abströmöffnung 15 korrespondiert, auf. Die Abströmöffnung 15 befindet sich am unteren axialen Ende eines Anschlussstutzens 16, der zum Anschluss der Zuleitung 4 vorgesehen ist. Die Auslassöffnung 14 des integrierten Strömungskanals 12 mündet in das andere, obere axiale Ende des Anschlussstutzens 16. Der Anschlussstutzen 16 ist bezüglich der Zuführleitung 3 radial nach außen gerichtet. Ohne einen solchen Anschlussstutzen 16 würden die Auslassöffnung 14 und die Abströmöffnung 15 im Wesentlichen zusammenfallen.
Ein mit diesem Kupplungselement 10 einhergehender Vorteil ist darin zu sehen, dass die Austrittsöffnungen 31 in der Zuführleitung 3 von oben, d. h. von der Zugangsseite, eingebracht werden können, was Montageaufwand, aber auch Wartungs- und Reparaturaufwand reduziert.
Die Einlassöffnung 13 und die Auslassöffnung 14 des integrierten Strömungskanals 12 sind gegenüberliegend angeordnet. Somit erstreckt sich der integrierte Strömungskanal 12, bezüglich der in 2 gezeigten Querschnittsdarstellung, zumindest über einen Winkel von 180°, wobei der integrierte Strömungskanal 12 über die Einlassöffnung 13 und Auslassöffnung 14 hinausgehend ausgebildet ist, was strömungstechnisch vorteilhaft ist, und sich somit über einen Gesamtwinkel von ca. 210° erstreckt, wie gezeigt. Der integrierte Strömungskanal 12 weist vorteilhafterweise über seine Länge einen konstanten Strömungsquerschnitt auf. Er ist auf der Innenseite des C-Bogens 11 offen ausgebildet und wird durch die Anlage an den Außenmantel der Zuführleitung 3 geschlossen. Dies bietet u. a. den Vorteil, dass der C-Bogen 11 relativ flexibel ist. Die Abdichtung erfolgt mittels von Dichtschnüren oder O-Dichtringen, die in eine korrespondierende Nut 17 eingebracht sind.
Das Befestigen des Kupplungselements 10 auf der Zuführleitung 3 erfolgt mittels zweier separater Haltebögen 20a und 20b, die identisch ausgebildet sein können. Die Haltebögen 20a und 20b werden nach Aufsetzen des Kupplungselements 10 auf die Zuführleitung 3 von der anderen Seite der Zuführleitung angesetzt und befestigt, wodurch die Zuführleitung 3 im betreffenden Bereich komplett umschlossen ist. Hierbei greifen die Haltebögen 20a und 20b an einem Ende formschlüssig in einen korrespondierenden, massiv ausgebildeten Abschnitt 18a bzw. 18b am Kupplungselement 10 ein. Alternativ können die Haltebögen 20a und 20b auch gelenkig an das Kupplungselement 10 angebunden sein. Mit ihren anderen Enden werden die Haltebögen 20a und 20b in einem Abstand zueinander befestigt, was z. B. mittels der dargestellten Schraube 21 erfolgen kann. Anstelle der gezeigten Schraubenmutter 22 kann in einem der Haltebögen 20a oder 20b ein Gewindeabschnitt ausgebildet sein.
Das Verändern der Spannkraft, mit der das Kupplungselement 10 auf der Zuführleitung 3 in seiner Winkellage und axialen Position gehalten wird, erfolgt bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel durch die Schraube 21. Das Festspannen bzw. Festklemmen wird durch einen Reibschluss herbeigeführt. Ergänzend hierzu kann die Einlassöffnung 13 des integrierten Strömungskanals 12 mit einem nicht dargestellten Kragen ausgebildet sein, welcher formschlüssig in die Austrittsöffnung 31 in der Rohrleitung 3 eingreift. Anstelle der Schraube 21 kann auch ein Bügelspanner oder dergleichen vorgesehen sein. Anstelle von zwei Haltebögen 20a und 20b können auch nur ein Haltbogen oder mehr als zwei Haltebögen vorgesehen sein.
3 zeigt in einer Schnittansicht ein Kupplungselement 110 in einer bevorzugten Ausführungsform, ebenfalls gemäß dem Schnittverlauf A-A in 1. Die Darstellung entspricht einer bevorzugten Einbaulage des Kupplungselements 110.
Das Kupplungselement 110 ist in Form einer Rohrschelle ausgebildet und umfasst einen als C-Bogen 111 ausgebildeten Bogenabschnitt bzw. Umfangsabschnitt, der mit seiner Maulöffnung von außen auf eine Zuführleitung 103 aufgesetzt werden kann, wobei sich der C-Bogen 111 formschlüssig an das im Querschnitt kreisringförmige Rohr der Zuführleitung 103 anlegt. Um das Aufsetzen zu ermöglichen ist das Kupplungselement 110 in einem etwa 180° überspannenden Bogen ausgebildet. Zwei jeweils etwa 90° überspannende Haltebögen 120a und 120b sind mit dem C-Bogen 111 über zwei Gelenke 118a, 118b vorzugsweise lösbar verbunden und werden (in der Darstellung nach 3) bei etwa 2.00 Uhr mit einem geeigneten Verbindungsmittel wie z. B. einer Schrauben oder Klemmverbindung 121 gegeneinander und an der Zuführleitung 103 fixiert. Die Lage der Verbindung 121 bei etwa 2.00 Uhr ermöglicht eine Montage oberhalb des etwa geringfügig über der Achse des Zuführkanals 103 liegenden (anzunehmenden) Wasserspiegels WSP. Eine Dichtung 122 dichtet den integrierten Strömungskanal 112 des Kupplungselements 110 gegen die Zuführleitung 103 ab.
Der C-Bogen 111 umfasst einen integrierten Strömungskanal 117, der eine gemäß der Darstellung nach 3 bei etwa 10.00 Uhr liegende Austrittsöffnung 131 in der Zuführleitung 103 mit einer untenliegenden Abströmöffnung 115 (bei 6.00 Uhr) zum Belüftungskörper 5 (1) verbindet. Sowohl die Einlassöffnung 113 des integrierten Strömungskanals 112, als auch die korrespondierende Austrittsöffnung 131 in der Zuführleitung 103 liegen erfindungsgemäß über dem Wasserspiegel WSP und lassen demzufolge eine problemlose Montage oder Demontage der erfindungsgemäßen Kupplungselements über dem Wasserspiegel während des Betriebs einer Anlage mit den bereits oben geschilderten Vorteilen zu.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 3227672 C2 [0002, 0002]
EP 0437718 B1 [0002, 0002]

Claims

Kupplungselement (10) zum Anschluss wenigstens eines Belüftungskörpers (5) an die Zuführleitung (3) einer Gewässer-Belüftungseinrichtung (1), dadurch gekennzeichnet, dass dieses entlang eines Bogenabschnitts (11) wenigstens einen integrierten Strömungskanal (12) für ein gasförmiges Medium aufweist, dessen Einlassöffnung (13) und Auslassöffnung (14) in verschiedenen Winkelpositionen angeordnet sind.
Kupplungselement (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassöffnung (13) des integrierten Strömungskanals (12), bezüglich einer bevorzugten Einbaulage des Kupplungselements (10), oben und die Auslassöffnung (14) unten angeordnet ist.
Kupplungselement (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassöffnung (13) des integrierten Strömungskanals (12), bezüglich einer bevorzugten Einbaulage des Kupplungselements (10), etwa „bei 10 Uhr” und die Auslassöffnung (14) unten angeordnet ist.
Kupplungselement (10) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der integrierte Strömungskanal (12) einen Winkel von 105° bis 210° überspannt.
Kupplungselement (10) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der integrierte Strömungskanal (12) zu einer Innenseite des Bogenabschnitts (11) hin offen ausgebildet ist, und durch das Anlegen des Kupplungselements (10) an die Zuführleitung (3) von dieser geschlossen wird.
Kupplungselement (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass dieses wenigstens eine Dichtschnur und/oder wenigstens einen Dichtring umfasst, die bzw. der in einer korrespondierenden Nut (17) angeordnet ist, zur Abdichtung des integrierten Strömungskanals (12) auf der Zuführleitung (3).
Kupplungselement (10) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses im Wesentlichen als C-Bogen ausgebildet ist und mit wenigstens einem korrespondierenden Haltebogen (20a; 20b) an der Zuführleitung (3) befestigbar ist.
Kupplungselement (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zu dessen Befestigung zwei Haltebögen (20a, 20b) vorgesehen sind, welche mittels einer Verbindungseinrichtung; insbesondere einer Schraube (21, 22) miteinander verbindbar sind.
Kupplungselement (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Haltebögen (120a, 120b) mit dem Bogenabschnitt (111) über zwei vorzugsweise Gelenke (118a, 118b) lösbar verbunden sind.
Kupplungselement (10) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassöffnung (14) des integrierten Strömungskanals (12) in einen Anschlussstutzen (16) mündet.
Kupplungselement (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussstutzen (16) einteilig mit dem Kupplungselement (10) ausgebildet ist.
Kupplungselement (10) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses einteilig aus einem elastischen Kunststoffmaterial gebildet ist.
Belüftungseinrichtung (1) zur Einleitung eines gasförmigen Mediums in ein Gewässer (2), insbesondere zur Einleitung eines gasförmigen Mediums in ein Wasseraufbereitungsbecken, umfassend wenigstens eine Zuführleitung (3) und wenigstens ein daran angeordnetes Kupplungselement (10) gemäß einem der vorausgehenden Ansprüche, welches dem Anschluss wenigstens eines Belüftungskörpers (5) an diese Zuführleitung (3) dient.
Belüftungseinrichtung (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführleitung (3) als Schwimmleitung ausgebildet ist.