DE1254600B - Vorrichtung zum Verteilen feiner Gasblasen in einer Fluessigkeit - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

BOIf

Deutsche KL: 12 e-4/01

Nummer: 1254 600

Aktenzeichen: E 29194III/12 e

Anmeldetag: 22. April 1965

Auslegetag: 23. November 1967

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verteilen feiner Gasblasen in einer Flüssigkeit. Insbesondere betrifft die Erfindung derartige Vorrichtungen, die mit einem Becherkörper ausgestattet sind, der an eine Gaszuführleitung angeschlossen ist und an seinem Oberrand durch einen federnd aufliegenden Deckel verschließbar ist.

Bei den bekannten Vorrichtungen sind die Deckel starr und werden durch eine auf einer starren Führungsstange sitzende Schraubenfeder geschlossen ge- ίο halten. Sie werden als Ganzes durch den inneren Gasdruck gegen den äußeren Flüssigkeitsdruck angehoben, so daß am Rand Gasblasen entweichen können.

Die Nachteile einer solchen Vorrichtung liegen vor allem darin, daß die Gasblasen, die in die Flüssigkeit entlassen werden, aus folgenden Gründen nicht sehr klein gehalten werden können. Um ein Kippen des Deckels und damit das Ausströmen des Gases durch einen breiten Spalt zu vermeiden, muß die Führungsstange eng geführt sein. Dadurch werden jedoch schnelle Zitterbewegungen des Deckels, die zu kleinen Gasbläschen führen würden, erschwert. Weiterhin muß die gesamte Masse des starren Dekkels mit der daran befindlichen Führungsstange bei eventuellen Zitterbewegungen beschleunigt und verzögert werden, was nur begrenzt möglich ist.

Soll die Vorrichtung dennoch empfindlich sein, d. h. der Deckel sich vom Rand bereits bei geringem Überdruck des Gases abheben, um kleinste Bläschen durchtreten zu lassen, so muß für die Führung ein großer Aufwand getrieben und die Führung während des Betriebes oft gewartet werden. Dies führt zu hohen Anschaffungs- und Unterhaltungskosten.

Die Aufgabe der Erfindung liegt also darin, eine Vorrichtung zum Verteilen feiner Gasblasen in einer Flüssigkeit zu schaffen, die erstens einfach und damit billig und wartungsfrei ist und zweitens durch geringe beschleunigte Massen der Zitterbewegung, die für das Entlassen feinster Bläschen in die Flüssigkeit erforderlich ist, nur sehr geringen Widerstand entgegensetzt.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Deckel auf dem Becherkörper aus einem biegeelastischen Werkstoff besteht, mit seinem Mittelabschnitt starr mit dem Becherkörper verbunden ist und mit Eigenspannung allseitig auf die Randzonen des Becherkörpers drückt.

Es werden also keine Führungsorgane benötigt, die beschleunigt werden müßten und die einer Wartung bedürften, und die bei der Zitterbewegung zu beschleunigenden Massen sind' sehr gering. Auch Vorrichtung zum Verteilen feiner Gasblasen in
einer Flüssigkeit

Anmelder:

The Eimco Corporation, Salt Lake City, Utah

(V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. E. Maier, Patentanwalt,

München 22, Widenmayerstr. 5

Als Erfinder benannt:

Lars Gunnar Olavson, Cupertino, Calif.

(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. ν. Amerika vom 24. April 1964 (362 374)

können bei nur geringfügigem Gasüberdruck Gasblasen an nur einem kleinen Teil des Umfangs entweichen, da die Deckelplatte in sich verbiegbar ist. Nimmt dann der Gasdruck zu, so entweichen die Gasblasen am gesamten Umfang des Deckels.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Becherkörper als kreisförmiges Hyperboloid mit Auslaß an der Basis ausgebildet, und der Deckel ist kreisförmig gestaltet und durch verstellbare Befestigungselemente einstellbar gegen die Becherwände gepreßt. Damit ist es möglich, den Deckel den Gegebenheiten des Gas- und Flüssigkeitsdruckes anzupassen.

Weiterhin kann sich der Deckel in eingespanntem Zustand an die Becherinnenwandung anschmiegen. Außerdem können die Befestigungselemente derart gestaltet sein, daß mit ihnen der Becherkörper zugleich auf der Gaszuleitung befestigt ist.

Die Gestalt des Becherkörpers kann von der Kreisform abweichen und z.B. auch einen rechteckigen Grundriß aufweisen.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese nachfolgend in Verbindung mit den Zeichnungen näher beschrieben, und zwar zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht im Schnitt eines mit Flüssigkeit gefüllten Tanks einer Belüftungsanlage, welche die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt. In den Zeichnungen ist diese Vorrichtung (Diffusor) und die Luftzufuhrleitung zum besseren Verständnis im Aufriß gezeigt,

709 6897413

F i g. 2 eine auseinandergezogene Ansicht des in F i g. 1 gezeigten Diffusors,

F i g. 3 eine Ansicht im Querschnitt des Diffusors nach F i g. 2 in vollständig zusammengebauter Form,

Fig. 4 eine Seitenansicht im Schnitt eines erfindungsgemäßen Diffusors in einer völlig unabhängigen Bauform zum Ein- oder Ausbau als Einheit,

F i g. 5 einen Schnitt nach der Linie 5-5 der Fig. 3, gesehen in Richtung der Pfeile,

F i g. 6 einen Schnitt nach der Linie 6-6 in F i g. 4, gesehen in Richtung der Pfeile.

In F i g. 1 bis 3 ist ein mit Flüssigkeit gefüllter Behälter 10 gezeigt, in welchem eine Belüftungseinrichtung eingebaut ist, die eine mit Ventilen versehene Leitung 11 aufweist, welche mit einem Quer- oder T-Stück 12 versehen ist, das als Sammelleitung dient, auf dem eine Anzahl Diffusoren 13 angeordnet ist. Jeder der Diffusoren besteht aus einem hohlen Körper 14 von einer Form, die am besten als Hyperboloid beschrieben werden kann, das an beiden Enden offen ist, wobei die Basis den Auslaß bildet und die Öffnung an der Spitze als Einlaß dient. Hierbei ist zu erwähnen, daß sich die Wand nach außen erweitert und an einem kreisförmigen Umfang 16 endet.

Der Deckel 17 aus einem verhältnismäßig starren jedoch nachgiebigen Material ist mit einer Größe und Form vorgesehen, welche die gleiche Erstreckung wie der Auslaß an der Basis hat und über diesen paßt und so nach unten gezogen werden kann, daß die Umfangsflächenteile des Deckels Flächenkontakt mit der sich nach außen erweiternden Wand, benachbart ihrem Umfang, haben und die Mitte in den Auslaß eingetieft ist. Die Leitung oder Sammelleitung 12 ist mit einer Öffnung 19 von einer Größe versehen, die der Öffnung an der Spitze des Körpers entspricht.

Die ganze Anordnung wird mittels eines Bolzens 21 zusammen und in ihrer Lage gehalten, der durch die entgegengesetzte Wand der Leitung 12 und dann durch die Öffnung 19 nach oben durch die Spitzenöffnung des Körpers sowie durch die Mitte des Dekkels 17 geführt ist und an diesen mittels geeigneter Versteifungsteile 22, Beilagscheiben 23 und Muttern 24 befestigt ist.

Die Schale bzw. der hohle Körper ist durch die untere Mutter 24 und den benachbarten Versteifungsteil 22, der gegen die Innenrippen 15 innerhalb der Schale festgezogen ist, in seiner Stellung gesichert. Der Deckel wird unabhängig von der Schale durch den oberen Versteifungsteil und die obere Mutter in seiner Lage gehalten. Der Druck zwischen dem Dekkel und den Wänden des erweiterten Körpers ist innerhalb Grenzen durch Lockern und Festziehen der oberen Mutter und des Versteifungsteils und/oder durch Versteifungsteile von geringerem oder größerem Durchmesser einstellbar. Dies ist wichtig, da hierdurch die Zugspannung und damit die Leichtigkeit, mit welcher Luft unter der Deckelkante austreten kann, verändert werden kann.

Wie vorangehend erwähnt, ist es wichtig, daß die den Deckel in seiner Lage haltende Anordnung zentriert ist und eine solche Form hat, daß ein im wesentlichen gleicher Abstand von der Mitte zu den Kanten besteht, an welchen die Luft austritt, um eine gleichmäßige Spannung vollständig um die Austrittskante herum sicherzustellen. Bei der gezeigten kreisförmigen Bauform wird dies durch die mittige Verbindung erzielt. Wenn das Gebilde anders, z.B.

rechteckig, geformt wäre, würde es notwendig sein, einen entsprechend geformten und in der Größe bemessenen Versteifungsteil anstatt des runden Versteifungsteils 22 zu bilden. Zum Beispiel kann bei einer länglichen rechteckigen Form der Versteifungsteil lediglich ein schmaler Streifen oder eine schmale Schiene sein, die in Längsrichtung auf dem sie in der Lage haltenden Deckel zentriert ist, wobei die Basis in diesem Fall zweckmäßig mit nur ihren zwei längsten Seitenwänden sich so erweitert, daß Luft im wesentlichen nur von unterhalb der Längskanten des Deckels austreten kann.

Da sich der Deckel ständig unter Spannung befindet und sich nur öffnet, wenn Druckluft von der Sammelleitung 12 nach außen zwischen dem Deckel und den Wänden gefördert wird, besteht keine Möglichkeit, daß Flüssigkeit nach innen leckt. Wenn keine Luftströmung besteht; sitzt der Deckel selbsttätig auf und trägt die darüber befindliche Flüssigkeit dazu bei, die Abdichtung noch besser zu machen. Dies ist in F i g. 4 dargestellt, in welcher der Deckel unter der Wirkung des Wasserdrucks, wie durch die nach unten gerichteten Pfeile gezeigt, vollständig aufsitzend dargestellt ist.

Wie ersichtlich, ist die in Verbindung mit F i g. 2 und 3 beschriebene Anordnung derart, daß die Diffusorbauelemente und die Sammelleitung zu einer einzigen Baugruppe zusammengebaut sind.

In F i g. 4 ist eine etwas abweichende Ausführungsform der Erfindung gezeigt, bei welcher der Diffusor als solcher unabhängig ist und als Einheit an einer Leitung oder an einer anderen Druckmittelquelle angebaut oder von dieser abgenommen werden kann. Die Anordnung nach F i g. 4 besitzt einen offenendigen hohlen Körper 26, an dem sich radial erstreckende Rippen 35 angegossen oder in anderer Weise angeformt sind, einen Deckel 27 und eine mittig angeordnete Deckelsicherung mit einem Gewindebolzen 31, der mit den Rippen aus einem Stück besteht oder sonst in anderer Weise an diesen befestigt ist. Die Einlaßöffnung 28 ist mit einer Schulter 29 versehen, die als Haltering dienen kann, um gegebenenfalls Öffnungseinsätze zu halten. Der Gewindebolzen 31 erstreckt sich von den Rippen nach außen durch die Mitte des breiten Endes oder Auslasses und trägt den Deckel 27, den Versteifungsteil 32, die Beilagscheibe 33 und die Mutter 34. Wie bei der Anordnung nach F i g. 2 und 3 wird die Spannung zwischen dem Deckel und den Wänden durch den Grad geregelt, mit welchem die Mitte des Deckels in den Körper nach unten gezogen.wird.

Der vollständige Diffusor kann als Einheit in eine Wand einer Druckzufuhrleitung, wie bei 36 gezeigt, angebaut werden, was in einfacher Weise dadurch geschieht, daß das kleine Ende des Körpers in eine Gewindeöffnung in der Leitung eingeschraubt wird. Für den Diffusor können beliebige geeignete Werkstoffe verwendet werden, und es kann jede Bauform zur Herstellung in Metallguß oder durch einen Kunst-Stoffpreßvorgang angepaßt werden.

Obwohl ein normalerweise flacher Deckel, wie beschrieben, von dem Gesichtspunkt der Kosten und der Leichtigkeit der Verwendung bevorzugt wird, können natürlich auch andere Formen verwendet werden. Beispielsweise kann der Deckel so vorgeformt werden, daß er normalerweise konkav ist, und zwar entweder über seine ganze Fläche oder nur im Mittelteil, und die konkave Seite kann dem Auslaß

zugekehrt sein oder wenn der hohle Körper ausreichend groß ist, nach außen gerichtet sein.

Aus dem Vorangehenden ergibt sich, daß durch die Erfindung ein Luftdiffusor von vielseitiger Verwendbarkeit geschaffen wurde, dessen Herstellung einfach ist, der leicht eingebaut werden kann, eine Einstellung für die Erhöhung oder Verringerung der Spannung zwischen dem Deckel und dem Körper ermöglicht, so daß die Größe der erzeugten Blasen geregelt werden kann, der die Verwendung von verhältnismäßig billigen Materialien oder Werkstoffen ermöglicht und trotzdem die erforderliche Abdichtung ergibt, welche den Eintritt von Wasser in den Diffusor verhindert und die Luftzufuhr ermöglicht.

Obwohl die Erfindung für die besondere Anwendung auf eine Belüftungseinrichtung beschrieben wurde, kann sie natürlich auch zur Verteilung anderer gasförmiger Strömungsmittel in einer Flüssigkeit verwendet werden.

Claims (1)

1. Patentansprüche: ^ao

   1. Vorrichtung zum Verteilen feiner Gasblasen in einer Flüssigkeit mit einem an eine Gaszuleitung angeschlossenen Becherkörper, der an seinem Oberrand durch einen federnd aufliegenden Deckel verschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (17, 27) aus einem biegeelastischen Werkstoff besteht, mit seinem Mittelabschnitt starr mit dem Becherkörper (14,

   26) verbunden ist und mit Eigenspannung allseitig auf die Randzonen (16) des Becherkörpers (14, 26) drückt.

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Becherkörper (14, 26) als kreisförmiges Hyperboloid mit Auslaß an der Basis ausgebildet ist und daß der Deckel (17, 21) kreisförmig gestaltet ist und durch verstellbare Befestigungselemente (21 bis 24; 31 bis 34) einstellbar gegen die Becherwände gepreßt wird.

   3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Deckel (17, 27) in eingespanntem Zustand an die Becherinnenwandung anschmiegt.

   4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Becherkörper mittels der den Deckel (17) haltenden Befestigungselemente (21 bis 24) mit seiner Einlaßöffnung gegen eine die Gaszuleitung (12) durchbrechende öffnung gezogen ist.

   5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Becherkörper einen rechteckigen Grundriß aufweist.

   6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die langgestreckten Becherwände sich zur Auslaßkante hin erweitern.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschrift Nr. 940 649.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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