DE102010015059B4

DE102010015059B4 - Begasungseinrichtung zum Einbringen eines Gases in eine Flüssigkeit

Info

Publication number: DE102010015059B4
Application number: DE102010015059.2A
Authority: DE
Inventors: Alexander Ott
Original assignee: Individual
Current assignee: OTT GROUP GMBH, DE
Priority date: 2010-04-15
Filing date: 2010-04-15
Publication date: 2016-09-08
Anticipated expiration: 2030-04-16
Also published as: DE102010015059A1; WO2011127914A1

Abstract

Begasungseinrichtung zum Einbringen eines Gases in eine Flüssigkeit, insbesondere Luft in Abwasser, mit wenigstens einem Einleitungskörper (10), der aus einem starren Trägerkörper (12) und einer auf dem Trägerkörper (12) angeordneten Membran (14) mit Perforationslöchern (20) zum Einleiten des Gases in die Flüssigkeit besteht, wobei die Membran (14) aus einem Silikonwerkstoff besteht, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Membran (14) und dem Trägerkörper (12) ein Stoßdämpfer aus einer Schicht (22) aus einem elastischen Werkstoff angeordnet ist, wobei die Schicht (22) aus dem elastischen Werkstoff aus einem silikonfreien gummielastischen Werkstoff besteht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Begasungseinrichtung zum Einbringen eines Gases in eine Flüssigkeit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 197 22 781 A1 ist eine Begasungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Gemäß einer der beschriebenen Ausführungsformen umfasst die Begasungseinrichtung wenigstens einen Einleitungskörper, bestehend aus einem Trägerkörper mit einer Membran, die eine Beschichtung aus einem Silikonwerkstoff trägt. Dieser Werkstoff zeichnet sich durch hydrophobe Eigenschaften aus und verhindert so eine Ablagerung von im Abwasser enthaltenen Mikroorganismen und Feststoffen an der Oberfläche der Membran.
Bei einer aus der DE 200 07 347 U1 bekannten Begasungseinrichtung ist als einer von mehreren geeigneten Werkstoffen für eine Membran Silikon genannt.
Es hat sich allerdings gezeigt, dass eine Silikon als Werkstoff enthaltende Membran trotz ihrer elastischer Eigenschaften empfindlich gegen Druck- und Schlagbelastungen ist. Solche Druck- und Schlagbelastungen können vorwiegend bei der Lagerung, beim Transport und beim Einbau des Einleitungskörpers auftreten, jedoch auch im Betrieb durch Feststoffe, die beim Begasen der Flüssigkeit bewegt werden. Als Folge dieser Druck- und Schlagbelastungen wird die Membran an den ehemaligen Druckstellen geschwächt und kann an diesen geschwächten Stellen während des bestimmungsgemäßen Begasungsbetriebs einreißen.
Ferner ist aus der DE 35 09 848 C2 eine weitere Begasungseinrichtung bekannt, bei der zwischen einem Teller als Trägerkörper und einer Platte als Membran eine Lage eines Gewebes angeordnet ist. Dieses Gewebe dient als Distanzhalter und als Verteiler für die durchtretende Luft.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Begasungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dahingehen zu verbessern, dass die Membran resistenter gegen Druckbelastungen wird.
Diese Aufgabe wird bei einem Einleitungskörper nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die Merkmale dieses Anspruchs gelöst.
Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Untersprüchen.
Durch den Stoßdämpfer zwischen dem Trägerkörper und der Membran werden mechanische Belastungen vermindert. Wenn impulsartig und punktuell Kräfte auf die Membran einwirken, kann die Membran unterhalb der Einwirkungsstelle zum Stoßdämpfer und Trägerkörper hin ausweichen, wodurch Verformungsenergie vom Stoßdämpfer aufgenommen und die Flankensteilheit des Kraftanstiegs der auf die Membran einwirkenden Kraft vermindert wird. Außerdem wird die einwirkende Kraft mit zunehmender Verformung auf eine größere Fläche der Membran und des Stoßdämpfers verteilt und so auch der absolute Kraftanstieg reduziert.
Für den Fall extremer Beanspruchungen wird eine Schädigung der Membran durch den Stoßdämpfer zumindest reduziert. Sollte eine solche Schädigung eintreten, werden die Auswirkungen auf die Funktion jedoch dadurch gemindert, dass der Stoßdämpfer als Rückschlagventil wirkt und so ein Eindringen von Flüssigkeiten bzw. Abwasser in den Trägerkörper verhindert.
Die Schicht aus dem elastischen Werkstoff fängt schädliche Druck- und Schlageinwirkungen auf die Membran ab, indem sie einen zusätzlichen elastischen Absorber bietet und verleiht der Membran daher bessere mechanische Eigenschaften hinsichtlich der Toleranz von Druck- und Schlagbelastungen.
Der eingesetzte silikonfreie gummielastische Werkstoff besitzt im Gegensatz zu einem Silikonwerkstoff schlagfeste Eigenschaften und wird somit durch punktuelle, mit hoher Flankensteilheit einwirkende Kräfte nicht dauerhaft geschädigt. In Kombination mit der Membran aus einem Silikonwerkstoff übernimmt die Schicht aus dem silikonfreien gummielastischen Werkstoff überwiegend die Druck- und Schlageinwirkungen auf die Membran auf und entlastet die Membran so von Druck- und Schlagbelastungen. Letztlich erhält die Kombination aus der Membran und der silikonfreien, gummielastische Schicht daher ähnliche mechanische Eigenschaften, wie eine reine silikonfreie, gummielastische Schicht, jedoch unter Beibehaltung der vorteilhaften Eigenschaften des Silikonwerkstoffs, nämlich Ablagerungen und Verkrustungen auf der Oberfläche der Membran zu verhindern oder zu vermindern.
Weiterhin kann der Stoßdämpfer mit Perforationslöchern versehen sein.
Durch diese Maßnahme kann der Stoßdämpfer weitgehend die Eigenschaften der Membran übernehmen, nämlich Gas bzw. Luft in fein dosierter Form an die Flüssigkeit bzw. das Abwasser abzugeben und bei Begasungspausen als Rückschlagventil das Eindringen von Flüssigkeit bzw. Abwasser in den Trägerkörper zu verhindern, sofern an einer Stelle die eigentliche Membran geschädigt ist und einen offenen Bereich darbietet.
Nachfolgend wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. Die Zeichnung zeigt einen Querschnitt durch eine Begasungseinrichtung.
In der Zeichnung ist ein Einleitungskörper 10 der erfindungsgemäßen Begasungseinrichtung dargestellt. Der Einleitungskörper 10 ist hier pilsförmig dargestellt, er könnte jedoch auch rohrförmig ausgestaltet sein. Der Einleitungskörper 10 umfasst einen Trägerkörper 12 aus einem hochschlagfesten Kunststoff oder aus Metall, auf dem eine Membran 14 angeordnet ist. In dem Trägerkörper 12 sind Nuten 16 vorhanden, die mit einem Gaszuführungskanal 18 strömungsverbunden sind. Die Membran 14 ist mit Perforationslöchern 20 versehen, jedoch befinden sich diese Perforationslöcher 20 nur außerhalb des Bereichs der Nuten 16. Damit Gas in die umgebende Flüssigkeit austreten kann, muss ein Überdruck aufgebaut werden, der zunächst die Membran 14 etwas abhebt und dann einen Ringraum bildet, so dass Gas von denen Nuten 16 über den Ringraum zu den Perforationslöchern 20 gelangt und dort in die umgebende Flüssigkeit austreten kann. In Begasungspausen wird der Druck entlastet, woraufhin sich die Membran 14 wieder anlegt und nach Art eines Rückschlagventils einen Rückfluss in die Nuten 16 verhindert.
Zwischen der Membran 14 und dem Trägerkörper 12 befindet sich erfindungsgemäß ein Stoßdämpfer in Form einer silikonfreien gummielastischen Schicht 22. Diese Schicht 22 dämpft Auswirkungen von punktuellen steil ansteigenden Kräften auf die Membran 14, indem sie die Impulsenergie verzehrt und die Krafteinwirkung auf eine größere Fläche verteilt. Solche Krafteinwirkungen können nach der Montage eines Einleitungskörpers 10 während der anschließenden Handhabung, also beim Versand und der Montage in einem Klärwerk auftreten. Aufgrund der elastischen Eigenschaften der Membran 14 sind solche Schäden jedoch nicht ohne weiteres erkennbar und treten erst im Betrieb in Erscheinung. Weiterhin sind im Betrieb selbst auch Beschädigungen durch Feststoffe möglich, die beim Begasen der Flüssigkeit herumgewirbelt werden. Durch die Stoßdämpferschicht 22 werden Schäden an der Membran 14 zum großen Teil vollständig vermieden oder zumindest derart begrenzt, dass noch ein Weiterbetrieb ohne wesentliche Beeinträchtigung der gesamten Begasungseinrichtung zu erwarten ist.

Claims

Begasungseinrichtung zum Einbringen eines Gases in eine Flüssigkeit, insbesondere Luft in Abwasser, mit wenigstens einem Einleitungskörper (10), der aus einem starren Trägerkörper (12) und einer auf dem Trägerkörper (12) angeordneten Membran (14) mit Perforationslöchern (20) zum Einleiten des Gases in die Flüssigkeit besteht, wobei die Membran (14) aus einem Silikonwerkstoff besteht, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Membran (14) und dem Trägerkörper (12) ein Stoßdämpfer aus einer Schicht (22) aus einem elastischen Werkstoff angeordnet ist, wobei die Schicht (22) aus dem elastischen Werkstoff aus einem silikonfreien gummielastischen Werkstoff besteht.
Begasungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoßdämpfer mit Perforationslöchern versehen ist.