DE19647956A1 - Verbesserte Filterreinigung in Betriebsvorrichtungen und -verfahren für eine wartungsfreie Warmwasser-Aquarienanlage - Google Patents
Verbesserte Filterreinigung in Betriebsvorrichtungen und -verfahren für eine wartungsfreie Warmwasser-AquarienanlageInfo
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Classifications
-
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- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01K—ANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
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- A01K63/04—Arrangements for treating water specially adapted to receptacles for live fish
- A01K63/045—Filters for aquaria
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Description
Die Entfernung der (insbesondere) Sinkstoffe aus Aquarienbecken wird bei
den heutigen Betriebssystemen mehr oder weniger dem Zufall überlassen, d. h.
die Schmutzstoffe setzen sich irgendwo im Becken ab, werden durch die
Fische oder einen mehr oder weniger "punktförmigen" Einlaß-Wasserstrahl,
der zumeist im oberen Wasserbereich beginnt, wieder aufgewirbelt, setzen
sich wieder irgendwo ab oder gelangen zufällig und erst nach meist mehreren
"Stationen" und langer Zeit in einen meist "kleinflächigen" und in einer
Aquarienecke befindlichen Ablauf (vgl. D. Untergasser: "Gesunde Diskus und
Großichliden", bede-Verlag, 1991, Bd. I, S. 16 ff.). Teilweise wird auch mit
mehreren Ablauföffnungen an verschiedenen Stellen oder in einer Reihe
gearbeitet, welches offensichtlich auch keine wesentliche Verbesserung
gebracht hat. Das Ergebnis ist hohe Wasserbelastung durch Auslaugung der
Stoffe und ihre Zersetzung im Wasser bis hin zur Bildung von Mulm, der
regelmäßig abgesaugt werden soll.
Zur Vorreinigung des aus dem Aquarium abgesaugten Wassers sind Vorfilter
in Gebrauch. Diese ergeben aber nur Sinn, wenn sie wegen der ansonsten
schnell erfolgenden Auslaugung der Schmutzpartikel täglich mehrmals
gereinigt werden. Sie existieren in Form von Wattefiltern, Schaumstoffplatten
oder -patronen u. a. m. und werden häufig in die Hauptfilter integriert. Zu
ihrer Reinigung muß in den allermeisten Fällen die Filterung gestoppt
werden, so daß sie meist vernachlässigt werden. Auch seit nicht allzulanger
Zeit verfügbare Schnellwechsel-Vorfilter bedürfen kurzfristiger
Aufmerksamkeit. Die Ausschwemmung ihrer Schadstoffe wird teilweise durch
Absorptionsstufen (mit zu erneuerndem Absorptionsmaterial) kompensiert.
Die Hauptfilter haben Bakterienträger aus Wattelagen, Schaumstoff,
Tonröhrchen, Schaumglas, Kies u. a. m., die alle mehr oder weniger gute
Filtereigenschaften bieten; sie wurden früher ausnahmslos von oben nach
unten durchströmt, heute wegen der starken Kreiselpumpen meistens von
unten nach oben; auch sie müssen jedoch - je nach Qualität und
Säuberungsintervallen eines Vorfilters - von Zeit zu Zeit gereinigt werden,
was in vielen Fällen zeitaufwendig, zumindest aber mit nicht unerheblichem
Frischwasserverbrauch verbunden ist. Darüber hinaus werden bei jeder
Reinigung die Bakterienstämme erheblich in Mitleidenschaft gezogen und
bringen folglich während der Regenerationszeit deutlich weniger
"Nitrifikationsleistung", d. h. einen verschlechterten Abbau des Ammoniums
(NH4⁺) zu Nitrat (NO3⁻).
Eine gewisse Ausnahme bilden Rieselfilter, die zumeist aus "Bio-Igeln" oder
"Bio-Bällen" bestehen und aus Kunststoff hergestellt sind. Sie reinigen sich in
der Tat selbst, indem das rieselnde Wasser abgestorbenen und abfallenden
"Bakterienrasen" - wenn auch sehr langsam und mit vielen Zwischenstationen -
aus dem Filter befördert. Ihr entscheidender Nachteil ist somit ein konstant
hoher innerer Verschmutzungsgrad und der Anfall relativ groß-plackiger
Schmutzpartikel. Diese sollen aufgefangen werden in einem Nachfilter, der
wie der Vorfilter häufig gereinigt werden muß, um die Zersetzung sowie die
Auslaugung zumindest in erträglichen Grenzen zu halten.
Allen heutigen Systemen ist gemein, daß sie absolut durch- (wanderungs-)
lässig für z. B. Kiemenwurmer, Ciliaten und andere Schädlinge sind.
Demgegenüber hat sich die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende
Hauptanmeldung P 196 23 229.5-23 die Aufgabe gestellt, die Reinigung des
Aquariengewässers ohne die mehr oder weniger kurzfristig anfallenden
Filterreinigungsarbeiten zu ermöglichen und somit effizienter zu machen.
Dabei soll der Schmutz unverzüglich aus dem Aquarium und dem Kreislauf
sowie insbesondere auch ein großer Teil der Schädlinge entfernt werden und
keine störenden Verwirbelungen des Wassers in dem zu reinigenden Becken
entstehen. Bei Warmwasserbecken soll zudem eine Ausnutzung vorhandener
Abfallwärme erfolgen.
Diese Aufgabe wird in der P 196 23 229.5-23 gelöst durch eine
Aquarienanlage nach dem dortigen Patentanspruch 1. Weitere
Ausgestaltungsmöglichkeiten sind in den dortigen Unteransprüchen erfaßt.
Das System der P 196 23 229.5 hat 4 Hauptabschnitte:
- 1. Kontinuierliche Säuberung des Beckens von Futterresten, Kot und sonstigen Schwebe- und Sinkstoffen durch einen im wesentlichen nur am und nahe dem Boden über die gesamte Beckenbreite schnell laufenden ("laminaren") Wasserstrom, ausgehend von einer oder mehreren Schlitzeinlaßdüsen, gezielt gerichtet auf einen am oder nahe dem Boden über die gesamte Beckenbreite reichenden Schlitzauslaß an der ersten Stirnseite des Beckens. Dieser Wasserstrom setzt sich teilweise und langsamer von dem Schlitzauslaß nach oben fort, bei Warmwasseraquarien gestützt durch eine Stirnflächenheizung über dem Auslaß, läuft unter Mitnahme der aufgeschwommenen Schmutzstoffe an der Wasseroberfläche gegenläufig zu dem "laminaren" Bodenstrom hin zu einer über die gesamte Beckenbreite reichenden Oberflächenabzugsrinne oder zwei Eck-Abzügen an der zweiten Stirnseite des Beckens, an der sich die erste Schlitzeinlaßdüse befindet.
- 2. Mechanische Vorreinigung des abgeflossenen Wassers durch einen ein- oder zweistufigen Bandfilter mit einer Porenfeinheit von unter 10 µm (je nach Konstruktionsvorgabe), der die groben ausgefilterten Stoffe kontinuierlich und in Minutenschnelle auf dem kürzesten Wege aus dem Wasser entfernt und sie in Behältnissen sammelt und trocknet sowie die feinen Stoffe und Schädlinge in einen Sekundärfilter von langer Standzeit befördert. Der Vorfilter wird kontinuierlich und jeweils vollständig gereinigt.
- 3. Biologische Reinigung des vorgefilterten Wassers in einem Filter nach dem klassischen Prinzip der Umwandlung von Schadstoffen in Gewässern durch aerobe Bakterien in weniger schädliche Stoffe (Nitrifikation). Die Bakterienträger (durchgängig poröse Substanzen wie z. B. Schaumstoffe, Schaumglas, Filterwatte u. a. m.) werden bewegt und sind unterteilt so angeordnet, daß sie taktweise kontinuierlich gereinigt werden. Der Filter hat ein Stillstands-Belüftungssystem.
- 4. Mechanisch arbeitender ein- oder zweistufiger Trommel-Nachfilter, der die aus dem Biologischen Filter kommenden Schmutzpartikel je nach Konstruktionsvorgabe mit einer Porenfeinheit von unter 10 µm kontinuierlich ausfiltert und die groben Partikel in Minutenschnelle an den Vorfilter zum Austrag aus dem Wasser befördert, die feinen Partikel und Schädlinge wiederum in einen Sekundärfilter von langer Standzeit. Der Nachfilter wird kontinuierlich vollständig gereinigt.
Im folgenden wird die Aquarienanlage nach der Hauptanmeldung mit Hilfe
der Abbildungen beispielhaft im Detail beschrieben. Die Abbildungen sind
dabei weder als komplett noch als maßstabsgetreu zu verstehen, sondern
dienen lediglich dem Verständnis. Dargestellt sind typische Realisationen der
vier Hauptkomponenten Aquarium 100, Vorfilter 200, Hauptfilter 300 und
Nachfilter 400.
Fig. 1 zeigt die gesamte Aquarienanlage.
Fig. 2 zeigt den Ultraschallschwingkopf.
Am Boden des Aquarienbeckens 101 befinden sich die Einlaßschlitzdüsen
102, 103. Die erste Düse 102 besteht aus einem Hohlkörper in Form eines
Kegels mit einem Wasserzulauf an der Kegelbasis. Dieser Kegel liegt in voller
Länge mit der oberen Mantelfläche im Beckenboden horizontal an der
gesamten ersten Stirnseite des Beckens an, von der die "Laminarströmung"
ausgehen soll. Oberhalb der Berührungslinie Kegel/Stirnseite ist der
Kegelmantel längs-geschlitzt. Auf diesem Schlitz sind zwei Längswände
aufgesetzt. Diese sind mit Seitenabdichtungen zunächst senkrecht nach oben
geführt, zur Beckenseite hin abgeknickt, und dann wieder schräg nach unten
fortgesetzt. Vorzugsweise liegen in diesem schrägen Teil zwischen den
Längswänden parallel untereinander verbundene, schwenkbare Leit"bleche",
durch welche die Strömungsrichtung verändert werden kann. Nach dem Ende
der Leitbleche verlaufen die immer noch parallelen Längswände wieder
horizontal, so, daß die untere Längswand mit ihrer Oberseite eine Linie mit
der Oberfläche des Beckenbodens bildet. Die obere Längswand endet eher
als die untere und kann vorzugsweise geringfügig aus der Parallele zur
unteren herausgenommen werden, so daß die Austrittsgeschwindigkeit (und
damit die mitgerissene Menge des Wassers aus dem Becken) verändert
werden kann, bei etwa gleicher Zulaufmenge an Wasser.
Die zweite Düse 103 (und bei längeren Becken noch weitere) liegt ebenso
über die gesamte Beckenbreite im Boden mit der oberen Mantelseite des
Kegels parallel unterhalb der Bodenoberfläche. Die Mantelseite ist oben
geschlitzt. Am Schlitz sind parallele Längswände mit Seitenabdichtung in
Richtung des Laminarstromes angesetzt, wobei die obere Längswand mit dem
Boden der abgewandten Seite ("links"), die untere mit dem Boden auf der
Auslaßseite ("rechts"), eine Linie bildet. Es entsteht also ein leichter
Bodenabsatz. Die vorzugsweise schwenkbaren Leitbleche liegen somit
horizontal, die untere Längswand ist länger als die obere - wiederum
verstellbare Längswand. Die Düse wird zweckmäßigerweise so in den Boden
gelegt, daß der Auslaßschlitz aus optischen Gründen schräg zur
Beckenrückwand zeigt; die Düse wird dann folglich länger ausgeführt als die
Stirnseitendüse.
Der Hauptauslauf 104 des Aquariums besteht in seinem Unterteil ebenfalls
aus einem Kegel-Hohlkörper, mit dem Auslauf an der Kegelbasis, erstreckt
sich über die gesamte Beckenbreite und liegt an der dem Einlaß 102
gegenüberliegenden Stirnseite des Beckens an. Dieser Kegel ist wie die erste
Einlaßdüse längsgeschlitzt. Der Schlitz wird durch 2 seiten- abgedichtete
Längswände senkrecht nach oben fortgeführt, bis er über den Bodengrund
genügend (bis etwa 3 cm) herausragt. Die in Richtung Aquariummitte
liegende Längswand ist dann in Richtung Aquariummitte schräg nach unten
abgeknickt und läuft bis an den Bodengrund heran und von dort mit ihrer
Oberseite in Höhe der Bodenoberfläche noch ein kurzes Stück horizontal
weiter. Sie bildet somit eine fließgünstige Führung für den Laminarstrom und
gleichzeitig eine Absetzzone für aufgewirbelten Bodengrund (Sand, feiner
Kies etc.), ohne den Transport der auszutragenden Sinkstoffe wesentlich zu
behindern. Eine Hochführung der Längswände über den Bodengrund hinaus
ist bei grobem Kies als Bodengrund nicht erforderlich.
Die Einlaßschlitzdüsen 102, 103 und der Hauptauslauf 104 sind in ihrem aus
dem Aquariumboden ragenden, also sichtbaren Teil mit dem gleichen
Material beschichtet, aus dem die Bodenoberfläche besteht. Kegelwinkel,
Ein/Auslaßöffnungen und Schlitze sind so dimensioniert, daß die
Strömungsgeschwindigkeit in den Schlitzen überall gleich ist.
Alternativ zu den Kegelkörpern können drei- oder vierseitige "Pyramiden"
oder geschlitzte Rohre oder lange Quader verwendet werden, in die mit
Innenverteilung durch ein mehrfach gelochtes Rohr oder von außen durch
mehrere Rohre Wasser zufließt bzw. abgesaugt wird, um auf diese Weise auch
gleichmäßige Fließgeschwindigkeiten in den Schlitzen zu erreichen.
Der Oberflächenabzug besteht aus einer innen an der ersten
Aquariumstirnseite (über der ersten Einlaßdüse 102) befindlichen Rinne 105
in horizontaler Lage; ihre Überlaufkante ist entsprechend dem Stand der
Technik mit Durchflußkerben versehen, so daß aufgeschwommene Blätter
etc. nicht in die Rinne gelangen können; sie hat an beiden Enden in den
Ecken des Aquarienbeckens Fallrohre, die längsverschiebbar und abgedichtet
in je einem Fallkanal 106 münden, der jeweils aus einer Seitenscheibe, der
Stirnscheibe und einer eingeklebten Platte besteht, so daß die Fallkanäle die
Schnittform eines rechtwinkligen, gleichschenkligen Dreiecks haben.
Alternativ zu der Rinne 105 läuft das Oberflächenwasser direkt über der
eingeklebten Platte (Basis des Querschnitt-Dreiecks: "Sehnenkante") in die
Fallkanäle. Die Sehnenkante besteht in diesem Falle aus einer abdichtenden
Gummiplatte mit mehrfach gekerbter Oberkante, die von einer Federklemme
gehalten höhenverschiebbar und mit den Seitenscheiben formschlüssig auf
der weiter nach unten führenden eingeklebten Platte sitzt. Die Fallkanäle
münden über der Bodenscheibe des Beckens in Abflußschläuche. Die erste
Einlaßdüse 102 hat den dreieckigen Fallkanälen 106 entsprechende
Abkantungen zu den hinteren äußeren Ecken.
Alternativ bestehen die Fallkanäle aus senkrecht in den Ecken stehenden
Kunststoff-Hohlprofilen mit dem Querschnitt eines rechtwinkligen, gleich
schenkligen Dreiecks, mit abgedichtet vertikal verschiebbaren Kopfstücken,
die auf der oberen Kante eingekerbt sind.
Sämtliche Wasser- Zu- und Ableitungen werden über oder durch die erste
Stirnscheibe geführt, um das Aquarium auch außen an 3 Seiten von störenden
Technikkomponenten freizuhalten.
Das durch den Hauptauslauf 104 ausfließende Wasser wird in der
Sammelleitung zum Vorfilter durch ein Drosselventil 108 (Regulier- und
Absperrventil) geführt. Der Leitungsquerschnitt ist so bemessen, daß bei
fehlender Drosselung das gesamte dem Becken zugeführte Wasser durch
diese Leitung abfließt. Erst mit erfolgender Drosselung fließt Wasser über die
Oberflächenabzugsrinne 105 in einen Vorrats- und Ausgleichsbehälter 109,
von wo es mit einer Pumpe 110 in die Sammelleitung nach dem Drosselventil
108 gedrückt wird. Der Boden des Ausgleichsbehälters 109 ist konisch nach
unten laufend ausgebildet, die Pumpe 110 saugt unmittelbar über der
Konusspitze an, so daß sich in dem Behälter kein Schmutz absetzen kann.
Durch diesen Ausgleichsbehälter 109 mit der Pumpe 110 wird der
Wasserstand in dem Becken und dem Vorfilter stets auf Normalhöhe
gehalten, und ein kurzfristiges Nachfüllen von Wasser als
Verdunstungsausgleich entfällt.
Der vorzugsweise zweistufige Vorfilter 200 besteht aus einem mit Wasser
gefüllten Filterbecken 201 und zwei von obenher einzubringenden
Filtereinsätzen 202, 203.
Der Grobfilter-Einsatz 202 besteht aus einem an der oberen Breitseite
offenen, langen, abgeflachten Quader 204 mit starken Stirn- und
Seitenwänden. Diese Wände sind zu der offenen Quaderseite hin von glatter
Oberfläche (z. B. mit Flachglas belegt). Die Seitenwände können in
Längsrichtung mit einer leichten Aufwölbung zur Mitte hin versehen sein, so
daß das Band 208 auf seiner ganzen Länge fest anliegt. Quer zur
Längsrichtung sind die Längsseiten des Quaders so mit mehreren
festsitzenden Rundstäben 205 oder Stabrollen verbunden, daß diese mit
ihrem sichtbaren Umfang und der glatten Oberfläche eine Ebene bilden.
Angelegt an diese "offene" Oberfläche und gespannt durch eine Antriebsrolle
206 und eine festsitzende zumindest halbrunde Umlenkfläche 207 (Halbrohr)
(beide haben parallel laufende Längsachsen) mit äußerst glatter Oberfläche
(z. B. Quarzglas oder polierte Hartkeramik), umläuft ein schräg zur
Laufrichtung oder V-förmig geklebtes endloses Filterband 208 mit einer
Porengröße von z. B. 15 µm den Quader 204 auf der Oberseite von der
Antriebsrolle 206 ausgehend in Längsrichtung. Die Antriebsrolle 206 ist
dreigeteilt, erstreckt sich über die gesamte Bandbreite und hat eine leicht
verformbare Oberfläche (z. B. Silikon-Gummi). Seitlich angelegt ist je eine
Führungsscheibe für das Filterband, mit etwas größerem Durchmesser als die
Antriebsrolle. Der mittlere Teil der Rolle 206 wird über seine Welle
angetrieben, die rechten und linken Teile sind frei drehbar auf der Welle
gelagert und dienen zur Stützung/Spannung des Filterbandes. Auf diese
Weise werden Längenunterschiede innerhalb des Bandes besser "verkraftet".
Die Umlenkfläche 207 ist etwas länger als das Band breit, hohl, hat eine
seitliche Luftzuführung und an der von dem Filterband bedeckten Seite einen
Schlitz, der etwa quer zum Band in einem spitzen Winkel zu der Längsachse
des Halbrohres (oder Rohres) läuft. Der Schlitz ist etwas länger als die
Öffnung des Quaders breit ist. Alternativ wird der Schlitz als eine eng und
versetzt liegende Doppelreihe von Löchern ausgeführt.
Etwa in der Länge des Mittelteils der Antriebsrolle 206 kurz vor Verlassen
derselben durch das Band, drückt eine parallel zur Antriebsrolle geführte,
freilaufende Walze 209 mit ihrem Eigengewicht oder federungsgespannt
(oder pneumatisch oder hydraulisch) auf das Band, so daß eine erhöhte
Reibung zwischen Antriebsrolle und Band 208 entsteht, ausreichend für eine
sichere Fortbewegung des Bandes. Über die Öffnung des Quaders wird eine
an beiden Längsseiten des Quaders abgedichtet befestigte Haube 210 gesetzt,
die an der Antriebsseite ihre größte Höhe hat und zu der Seite mit der
Umlenkfläche 207 hin degressiv abfällt, bis ihr Dach das Band 208 fast
berührt. Das untere Ende der (hohen und in Richtung Umlenkfläche
gekippten) Stirnseite der Haube berührt das Band nicht. Vorzugsweise ist in
die Haube 210 eine weiche, flache Gummidichtung integriert, die senkrecht
und an dem Band leicht anliegend die Quaderöffnung umläuft und nur die
Stirnseite der Quaderöffnung an der Seite der Umlenkfläche 207 ausspart.
Oberhalb dieser Dichtung wird das Schmutzwasser in den Haubenbereich an
der Antriebsseite eingeleitet und durch zwei Leitbleche 211 so gesteuert, daß
es das Band von unten nach oben überspült, das Filterband aufgrund seiner
Schwerkraft durchfließt und aus einer Öffnung 212 mit Rohrstutzen in einer
Seite des Quaders wieder herausläuft. Schließlich wird das Wasser in einem
Rohr zu dem Fein-Vorfilter 203 geleitet.
Die Antriebsrolle 206 wird so gedreht, daß das Filterband 208 von ihr
ausgehend über die Quaderöffnung hin zu der Umlenkfläche 207 läuft.
An der Umlenkfläche 207 dreht sich hochtourig eine mit Hochflorgewebe
bespannte Walze 213 mit ihrer Längsachse in gleicher Richtung wie der oben
beschriebene Schlitz in der Umlenkfläche 207. Sie wird so an das Band
herangeführt, daß die Florspitzen das Band an dessen beiden Rändern gerade
eben berühren. Die Florspitzen treffen auf das Band gegen dessen
Laufrichtung. Die florbespannte Walze 213 hat die gleiche Wirkung wie ein
schnell bewegtes Tuch, das die auf dem Band festgehaltenen Schmutzpartikel
schräg gegen dessen Laufrichtung fortwischt und -schleudert und sich nicht
von der Bandoberfläche lösende Partikel zur Seite schiebt; beides unterstützt
durch leichte Druckluft, welche durch den Schlitz (oder Lochschlitz) in der
Umlenkfläche 207 geschickt wird. Der so vom Band fortgeschaffte Schmutz
wird in Behältnissen aufgefangen und trocknet dort. Die Hochflorwalze hat
beidseitig eine Lager- und Antriebswelle, über die sie von einem
Elektromotor angetrieben wird (typische Drehzahl: 3000 U/min.); sie hat 2
tiefe, sich gegenüber liegende Längsnuten, in deren Verlängerung zeigend die
Welle rechts und links der Walze durchbohrt ist und in dieser Bohrung je eine
Doppelspindel, in der Mitte gehalten, mit gegenläufigen Gewinden der beiden
Spindelseiten, so daß 2 rechteckige Spannstangen mit je 2 Gewindeköpfen
einen zunächst lose über die Walze geschobenen Schlauch aus
Hochflorgewebe gleichmäßig in die Längsnuten einziehen und somit spannen.
Alternativ zu der Hochflor-Walze kann eine hochtourig laufende
Rotationsbürste eingesetzt werden (in der Abbildung nicht dargestellt). Es
genügt die Qualität einer runden Flaschenbürste, jedoch muß die Länge der
Borsten von beiden Bürstenrändern her zur Mitte hin so abnehmen, daß die
Borstenspitzen das Band auf der ganzen, spitzwinklig zur Längsachse der
Umlenkfläche laufenden Berührungslinie gleich leicht treffen, um so ihr
Knicken und seitliches Ausbrechen aus dem Mittelbereich und eine
Beaufschlagung des Bandes zu vermeiden.
Alternativ zu Hochflorwalze und Rotationsbürste mit Radialborsten kann
eine Rotations-Flachbürste eingesetzt werden, deren Mittelwelle so außerhalb
des Bandbereiches positioniert und angetrieben ist, daß das Band auf seiner
gesamten Scheitellinie schräg gegen seine Laufrichtung abgebürstet wird (vgl.
Flachbürste 224 beim Feinfilter 203).
Der beschriebene Filter 202 ist auch für andere als aquaristische Zwecke
einsetzbar. Dabei wird das Band alternativ zu den bisher beschriebenen
Ausführungen z. B. mit einer Rotationsbürste mit radial an einer Mittelwelle
befestigten schmalen Flachbürsten-Flügeln schräg zum Bandlauf gereinigt.
Außerdem wird das Band fakultativ in einen oder mehrere oben offene
Behälter mit Reinigungsflüssigkeit weitergeführt und durch quer zur
Laufrichtung liegende Walzen in diese Flüssigkeit getaucht, um danach mit
Druckluft in den beschriebenen Formen auf ganzer Breite ausgeblasen zu
werden und über einen Ultraschall-Reinigungskopf zu der Antriebswalze
zurückzulaufen.
Bei Einsatz des Filters zur Gasentstaubung wird er, ohne Wasserbad, mit
horizontalem oder abfallendem Bandlauf betrieben und mit einer
Walzendichtung (Walze dichtet Ausgang des Filterbandes aus der Haube ab)
und einem Abstreifer (zum Abstreifen von Material an der Walze) versehen.
Diese sind an der Schmalseite der Filterhaube, wo das Filterband die Haube
verläßt, angebracht und verlaufen über die ganze Haubenbreite. Zu- und
Ablauf-Gasmenge werden alternativ durch Gebläse kontrolliert
gleichgehalten. Der festgehaltene Schmutz wird nach Austritt aus dem
Haubenbereich mit aufgesprühter, geeigneter Flüssigkeit gebunden und
danach schräg nach oben von einem der beschriebenen Reinigungsgeräte in
einen Behälter geschleudert. Die Ultraschallstufe (siehe weiter unten) wird
ebenfalls mit geeigneter Reinigungsflüssigkeit (und Sekundärfilter) betrieben,
wobei der Schwingkopf und die Gegenhaube zu dem Band hin beide durch
Rutschdichtungen hinreichend abgeschlossen werden. Dennoch austretende
Reinigungsflüssigkeit wird in einer Wanne aufgefangen und dem
Sekundärfilter durch eine Pumpe zugeführt.
Das vorgereinigte Band 208 hebt an der Unterseite von der Umlenkfläche 207
ab und läuft in einigem Abstand von der Quaderunterseite zurück zu der
Antriebsrolle 206.
Alternativ zu der geschlitzten Umlenkfläche 207 kann eine Umlenktrommel
mit klein- und enggelochter Mantelfläche eingesetzt werden, die sich auf einer
Hohlachse dreht (in der Abbildung nicht dargestellt). An der Hohlachse
befestigt ist in spitzem Winkel zu ihrer Längsrichtung ein flacher Luftkanal,
der in der Breite der Quaderöffnung rutschend und hinreichend luftdicht die
Mantelinnenseite in dem Bereich berührt, in dem außen das Band von der
"Hochflorwalze" (oder Bürste) gereinigt wird. Die Hohlachse ist im Bereich
des Luftkanals durchbohrt, so daß Pressluft nur in den Bandreinigungsbereich
gelangt.
Alternativ zu der Umlenkfläche 207 kann ferner eine Radial-Flügelwalze mit
mehreren um die Längsachse (wendeltreppenartig) leicht gewundenen
Flügeln eingesetzt werden, vergleichbar den Flügeln in einem konventionellen
Rasenmäher, jedoch bis zu der Achse/Hohlachse gegen diese abgedichtet
durchgeführt (in der Abbildung nicht dargestellt). Die beiden Stirnflächen der
Flügelwalze sind kreisförmig so durch auf der Achse befestigte Scheiben
abgedeckt, daß die Flügelspitzen mit dem Scheibenumfang eine Ebene bilden.
In einer der Scheiben befindet sieh zwischen jedem Flügelpaar ein Loch.
Diese Scheibe gleitet an einem am Rahmen des Filtereinsatzes festsitzenden
Luftzuführungsloch hinreichend abgedichtet vorbei. Die Luftzuführung trifft
die Scheibe an der Stelle, die in ihrer Fortsetzung zwischen den Flügeln den
Reinigungsbereich des Bandes ausmacht. Bei der alternativ möglichen Wahl
einer Hohlachse für die Flügelwalze wird eine radiale Bohrung in diese Achse
auch an die Stelle gelegt, die durch die Hohlachse eingeblasene Luft nur in
den Reinigungsbereich des Bandes gelangen läßt.
Der Filtereinsatz 202 wird schräg ansteigend mit der Antriebswalze 206 unten
in das Filterbecken 201 eingesetzt und so gehalten. Die Wasserzuführung
erfolgt durch eine Stirnwand des Filterbeckens über ein Rohr mit Kupplung in
die Stirnseite der Haube. Der Abfluß erfolgt über den seitlichen Rohrstutzen
und die fortführende Leitung aufgrund der Schwerkraft zu dem Fein-Vorfilter
203.
Das Band 208 transportiert somit die ausgefilterten Schmutzpartikel
einschließlich Sandkörnern auf gerader Linie schräg nach oben aus dem
Wasser heraus, wird im oberen Umlenkbereich von der Bürste 213
vorgereinigt und tritt kurz nach dem Abheben von der Umlenkfläche 207 in
einen flachen Tunnel (nicht dargestellt) ein, der oberhalb der
Wasseroberfläche beginnt und gedichtet an dem Kopf 215a und der Haube
214a eines Ultraschall-Schwingelements 216 unter Wasser befestigt ist. Der
Tunnel verhindert, daß etwa an der Bandoberseite verbliebener oder an
seiner Unterseite festgesetzter Schmutz in das Wasser des Filterbeckens
gelangen kann.
Das runde oder kantige Schwingelement 216 hat zwei gleichartige Köpfe
215a, b, an dessen oberem das Band 208 unmittelbar vorher oder anliegend
vorbeiläuft. Die Köpfe sind gegenständig an das Schwingelement 216
angeschraubt und bestehen aus einer Metallplatte von der Breite des Bandes
208, in die mehrere Nuten quer zur Laufrichtung des Bandes eingelassen sind,
die an ihrem Boden genügend Wasser, das durch das Band in die Nuten
gesaugt wurde, seitlich abfließen lassen können. Die Nuten haben einen in
Hinblick auf die Energieabstrahlung günstigen Querschnitt, der die
Schwingungswirkungen auf das unmittelbar vor ihnen oder an den nicht
genuteten Oberflächenresten der Kopfplatte anliegende und rutschende Band
208 optimiert. Die Kopfplatte 215a wird nach beiden Seiten nicht-genutet
fortgesetzt. In diese Fortsetzungsstücke, die auch aus angeschraubtem
Kunststoff bestehen können, wird je ein Kanal längs so eingelassen, daß er
Öffnungen zu dem unteren Teil der Nuten hat, so daß durch diese Kanäle
praktisch nur Wasser gesaugt werden kann, welches das in Schwingung
befindliche Band 208 durchlaufen und den gelösten Schmutz von dem Band
wegtransportiert hat. Auf die Schwingköpfe 215a, b wird unten im
Zusammenhang mit Fig. 2 noch einmal eingegangen werden.
Das "Reinigungswasser" wird von einer Pumpe über eine Schlauchleitung in
einen Sekundärfilter gesaugt (in der Abbildung nicht dargestellt). Nach der
dortigen Reinigung läuft es (in gleicher Menge wie abgesaugt) in eine Haube
214a, die seiten-abgedichtet fest mit den Fortsetzungsstücken verbunden über
dem Band liegt und deren Längs-Stirnwände soweit an die Kopfplatte 215a
herangeführt sind, daß sie gerade noch das Band 208 frei durchrutschen
lassen. Auf diese Weise kann nur sekundär gereinigtes Wasser das Band
durchfließen.
Fakultativ ist der Filtereinsatz 202 mit einem nicht drehbaren, äußerst glatten
Spannrohr 217 (z. B. Quarzglas) quer zum Filterband ausgerüstet, das durch
zwei seitliche parallel nach unten laufende Stege (beide senkrecht zu dem
Quader) fest gehalten wird und an dem das Band 208 entlangschleift. Die
Stege sind aufgrund von Langlöchern an der Schraubstelle zu dem Quader
längs verschiebbar, so daß das Band an dieser Stelle zusätzlich gestrafft
werden kann, indem es gleichweit aus der Parallelen zu der gegenläufigen
Bandseite herausgedrückt wird. Das sich so ergebende Dreieck zwischen den
unteren Abhebepunkten von Umlenkfläche/Antriebsrolle und der
Scheitellinie des nicht drehbaren Spannrohres 217 wird ausgenutzt, um durch
einseitige Verschiebung des Rohres in parallel zur Hypotenuse des Dreiecks
laufenden Langlöchern (mit Feststellsehrauben) auf der Rohrseite in den
Stegen, unterschiedliche Dreiecke und damit durch unterschiedliche
Umlaufstrecken einseitige Straffungen des Bandes herbeiführen zu können,
welches bei nachlässiger Bandherstellung oder unterschiedlicher
Banddehnung im Betrieb von Vorteil ist, da an der Umlenkfläche/-Trommel
ein sehr gleichmäßiger Bandzug wegen der davon abhängigen Dichtwirkung
zwischen Band und Umlenkfläche/-Trommel benötigt wird.
Die Verwendung eines feststehenden "Rutschrohres" 217 verhindert ein
Herausdrehen des Bandes aus seiner Längsrichtung, wie dieses bei einer sich
drehenden Trommel/Walze der Fall wäre.
Beim Fein-Filtereinsatz 203 umläuft ein schräg zur Laufrichtung oder
V-förmig geklebtes gespanntes Endlosfilterband 218 mit einer Porenfeinheit von
deutlich unter 10 µm (z. B. Stahl-Köpertresse) eine große Trommel 219 unter
Wasser und eine kleine Umlenkwalze 220 über Wasser sowie einen Hohlraum
221, dessen obere Spitze kurz aus dem Wasser herausragt. Die Trommel 219
wird durch eine Hohlwelle in entgegengesetzter Richtung wie die
Antriebswalze 206 des Grobfilters 202 angetrieben, ihr Mantel besteht aus
einem festen grobmaschigen Sieb, das sich an die starkwandigen seitlichen
silikonummantelten Trommelscheiben so anschließt, daß es mit ihren
Umfangsflächen eine Ebene bildet. Der Hohlraum 221 hat starke
Seitenwände und schließt mit einer Rutschdichtung an den von dem Band 218
nicht bedeckten Teil der Trommel 219 an und setzt sich mit gegen das Band
gerichteten, mit Glas belegten Flächen, oder der Länge nach leicht gewölbten
Stirnflächen, auf der steigenden Seite des Bandes bis kurz über das Wasser
fort und fällt dann gegen die fallende Bandseite ab, bis er das Band unter
Wasser trifft, und dann weiter bis an die Trommel heran. Die Stirnseiten des
Hohlkörpers 221 sind auf den vom Band 218 bedeckten Flächen bis auf eine
seitlich und an den beiden oberen Enden verbleibende Dichtungsfläche offen
und (wie bei dem Quader 204 des Grobfilters 202) mit Stützstäben oder
-rollen verbunden. Zu der Trommel 219 hin hat die untere, gebogene Wand
des Hohlkörpers eine Öffnung 222, durch die das gefilterte Wasser in die
Trommel 219, von dort durch Öffnungen in der Hohlwelle und von dort
zusammen mit dem durch das Filterband 218 und den Trommelmantel
eingeströmten Wasser über eine Leitung 223 aus dem Filterbecken 201
heraus in den biologischen Filter 300 gesaugt wird. Der Feinfilter-Einsatz 203
hat eine horizontal abgedichtet zusammensetzbare Haube 221, die über der
Wasseroberfläche offen ist und unter Wasser nur die Zuleitung von dem
Grobfilter her aufnimmt und eine abgedichtete Öffnung für das Ultraschall-
Schwingelement 216 besitzt.
Das Band 218 wird an der Umlenkwalze 220 von einer dem Grobvorfilter
gleichartigen schräg laufenden Walze mit Hochflorstoff oder einer der oben
beschriebenen gleichartigen Bürste 224 oberflächlich gereinigt.
Der Feinfilter 203 ist so dimensioniert und in dem Filterbecken eingesetzt,
daß das Band 218 nach dem Wiedereintauchen ins Wasser durch den zweiten
(unteren) Kopf 215b des Schwingelements 216, ebenfalls mit Haube 214b und
Zu- und Ableitungen sowie Pumpe zu einem Sekundärfilter, nachgereinigt
wird.
Alternativ zu dem beschriebenen und in der Abbildung dargestellten Band-
Vorfilter 200 wird ein ein- oder zweistufiger Trommelvorfilter eingesetzt, mit
folgenden Merkmalen:
Wie bei dem weiter unten beschriebenen Nachfilter 400 drehen sich zwei Trommeln in zwei durch den Filterbehälter und rohrförmige, horizontale Abteilungen gebildeten Räumen, mit gleichen Ultraschall- Reinigungsvorrichtungen, jedoch ist auch die Zulaufseite der Ultraschall- Haube des Grob-Teils rundum zu dem Filtermantel hin abgedichtet. Der Filterbehälter ist oben offen und nur soweit mit Wasser gefüllt, daß die Filtertrommeln mit ihrem oberen Teil nicht wasserbedeckt sind; die horizontalen "Rohrkammern" sind dicht über der Wasseroberfläche abgeschnitten und offen. An der Hohlachse ist vorzugsweise ein zusätzlicher, senkrecht nach oben bis abgedichtet an den Filtermantel herangeführter, schmaler Lufttunnel befestigt, der den Filtermantel in spitzem Winkel zu der Achsrichtung auf ganzer Breite trifft. Für die Versorgung des Tunnels mit Druckluft ist eine Seite der Hohlachse längs zweigeteilt und zusätzlich durchbohrt. In dem Berührungsbereich Band/Lufttunnel wird das Band außen durch ein Rotationselement mit den Merkmalen wie beim Bandvorfilter mechanisch gereinigt.
Wie bei dem weiter unten beschriebenen Nachfilter 400 drehen sich zwei Trommeln in zwei durch den Filterbehälter und rohrförmige, horizontale Abteilungen gebildeten Räumen, mit gleichen Ultraschall- Reinigungsvorrichtungen, jedoch ist auch die Zulaufseite der Ultraschall- Haube des Grob-Teils rundum zu dem Filtermantel hin abgedichtet. Der Filterbehälter ist oben offen und nur soweit mit Wasser gefüllt, daß die Filtertrommeln mit ihrem oberen Teil nicht wasserbedeckt sind; die horizontalen "Rohrkammern" sind dicht über der Wasseroberfläche abgeschnitten und offen. An der Hohlachse ist vorzugsweise ein zusätzlicher, senkrecht nach oben bis abgedichtet an den Filtermantel herangeführter, schmaler Lufttunnel befestigt, der den Filtermantel in spitzem Winkel zu der Achsrichtung auf ganzer Breite trifft. Für die Versorgung des Tunnels mit Druckluft ist eine Seite der Hohlachse längs zweigeteilt und zusätzlich durchbohrt. In dem Berührungsbereich Band/Lufttunnel wird das Band außen durch ein Rotationselement mit den Merkmalen wie beim Bandvorfilter mechanisch gereinigt.
Da der Trommel-Vorfilter kaum Sand/Feinkies ausfiltert, ist bei seiner
Verwendung ein Sandabscheider 111 wesentlicher Bestandteil, der in der
Sammelleitung zum Vorfilter 202 vor dem Absperr/Drosselventil 108 liegt.
Durch allmähliche gleichmäßige Vergrößerung des Rohrquerschnitts der
Sammelleitung wird die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers soweit
reduziert, daß sich Kies und auch Feinsand am Rohrboden absetzen. In der
Absetzzone läuft die Sammelleitung genügend schräg nach oben, so daß der
Sand/Kies bei Wasserstillstand Tendenz zum Zurückrutschen an den Anfang
der Zone zeigt, wo unten aus der Sammelleitung ein Rohrstutzen 112
herausführt, auf den ein Schlauch geschoben wird. Dieser Sehlauch 113 wird
zunächst mit gleichmäßiger Krümmung, danach gerade senkrecht nach oben
bis über die Wasseroberfläche des Aquariums geführt und dort offen, sicher
und abnehmbar befestigt. Nach Abstellen des Filterkreislaufs wird das offene
Schlauchende von Hand abgesenkt, so daß der Sand/Kies von zum Teil aus
dem Vorfilter rückströmendem Wasser ausgespült wird. Das "offene
Verschlußsystem" des Sandabscheiders umgeht Störungen durch Sand in
einem sonst erforderlichen Ablaßventil.
Der biologische Filter 300 besteht aus einem (zweckmäßigerweise)
zylindrischen, geschlossenen und aufrecht stehenden Gefäß 301, in das
vorgereinigtes Wasser aus der Leitung 223 am oberen Rand fast tangential
durch ein nach innen reichendes Rohr eingesaugt wird. Der Wasserstrahl setzt
ein mittig angeordnetes horizontales Schaufelrad 302 nach Stand der Technik
in Drehbewegung, dieses gibt über ein darunterliegendes zwei- oder
mehrstufiges auf einer horizontalen Trennwand 303 befestigtes
Reduktionsgetriebe die Drehbewegung an eine Welle 307 ab, die die
Längsachse des Zylinders darstellt und auf der das Schaufelrad frei gelagert
ist. Die Welle dreht sich in je einer Mittelbohrung der genannten und einer
weiteren Trennwand 304, die dicht über dem Gefäßboden horizontal sitzt. Die
obere Trennwand hat z. B. drei auf halbem Radius des Zylinders im Winkel
von je 120° zueinander liegende Öffnungen 305a genügender Größe. Die
untere Trennwand 304 hat drei entsprechende Öffnungen 305b, jedoch gegen
die oberen um 60° versetzt. Durch die obere Trennwand 303 strömt das
Wasser in den Mittelraum des Zylinders mit den Bakterienträgern 306, die
von der Mittelwelle 307 in Drehung und bei Ausstattung des
Reduktionsgetriebes mit einem Pleuelantrieb in hin- und hergehende
Teildrehbewegung versetzt werden. Mindestens sieben
Bakterienträgerplatten 306, z. B. aus durchgängig porösem Schaumstoff oder
zwischen 2 Siebwänden gefaßten Schaumglas- oder Tonkörper o.a., sind in
Rahmen gefaßt und in ganzer Länge federnd an der Mittelwelle befestigt. Die
Rahmen reichen radial durch den Mittelraum des Zylinders und sind zu den
beiden Trennwänden 303, 304 sowie dem Zylindermantel mit einer
Gummidichtung versehen, die an den Flächen rutscht. Die Mantelseite ist
vorzugsweise mit mehreren in den Zylinderraum ragenden halbrunden und
senkrecht verlaufenden Aufwölbungen versehen, die die an der Mittelwelle
federnd gelagerten Rahmen während der Drehung solange in der Bewegung
innehalten lassen, bis die Federkraft die mantelseitige Dichtung plötzlich über
die Aufwölbung schnellen läßt. Dadurch entsteht ein verstärkter Wasserstrom
durch die Bakterienträgerplatten 306, die im übrigen aufgrund der in den
Trennwänden versetzt angebrachten Öffnungen 305a, b wechselweise in
beiden Richtungen durchflossen und somit kurzfristig gereinigt werden.
Bei der alternativen Verwendung von in Siebwänden gefaßten
Schaumglasröhrchen als Körper werden zunächst zwei unterschiedlich große
Röhrchen ineinander gesetzt und durch mehrere auf einen O-ring befestigte
Stäbchen, die zwischen die beiden Röhrchen geschoben werden, gleichmäßig
auf Abstand gehalten, so daß die Filteroberfläche gegenüber der freien
Durchflußfläche wesentlich vergrößert wird. Diese Doppelröhrchen werden
über- und nebeneinander senkrecht zum Radius horizontal oder schräg
gelegt, so daß sie eine Wand bilden. Typische Durchmesser der Röhrchen
sind 15 und 25 mm für den Außen- und 10 und 20 mm für den
Innendurchmesser.
Alternativ werden die Rahmen federnd sowie das Reduktionsgetriebe fest an
dem Mantel befestigt und die Trennwände 303, 304, starr verbunden durch
die Mittelwelle, und vorzugsweise mit mehreren nach innen liegenden radial
verlaufenden Auswölbungen versehen, drehen sich leicht abgedichtet zu dem
Mantel, so daß die Rahmen von den Aufwölbungen über die an den
Trennwänden 303, 304 anliegenden Dichtungen aus ihrer Lage gezogen
werden und bei Überspringen der Wölbungen durch die Federkraft in ihre
ursprüngliche Lage beschleunigt zurückgezogen werden. Im übrigen werden
auch bei dieser Anwendungsform die Bakterienträger in wechselnder
Richtung durchflossen und dadurch gereinigt.
Bei einer alternativen Realisierung der Bakterienträger unter Verwendung
von Ton- oder Schaumglasröhrchen werden die Trennwände 303, 304 mit
einem oder mehreren radialen Schlitzen versehen, und anstelle der Rahmen
einschließlich Schaumstoff (oder z. B. auch Watteplatten) wird eine Vielzahl
von radial verlaufenden Trägerleisten an der Mittelachse über- und
nebeneinander liegend befestigt, die sich in ihrem Verlauf nach außen
V-förmig in zwei- bis dreiteilige Trägerleisten teilen und soweit an den Mantel
heranreichen, daß sie von dort befindlichen senkrecht laufenden
Aufwölbungen in der Drehbewegung noch kurzzeitig, aber genügend
zwischengebremst werden. Die Trägerleisten mit hochkant rechteckigem
Querschnitt sind an ihrer Oberseite mit von Mittelwelle zu Mantel schräg
fallenden und senkrecht endenden aufeinanderfolgenden Kerben von gleicher
Länge wie die Röhrchen versehen, die auf sie aufgeschoben werden. Die
Röhrchen liegen somit leicht schräg nach außen (d. h. zum Mantel hin) - unten
geneigt radial in dem von oben nach unten durchflossenen Zylinder 301 und
bilden damit für die Bakterienkulturen besonders günstige Ruhezonen in
ihrem Inneren. Andererseits werden sie durch das ruckartige Abrutschen der
Leisten von den Aufwölbungen genügend bewegt, so daß sich auch aus ihrem
Inneren der Schmutz "herausrüttelt".
Eine Alternative wird erreicht, indem ohne Aufwölbungen am Mantel dort
radial nach innen verlaufende feststehende Leisten gleicher Ausbildung
befestigt werden, die vertikal soweit unter der Drehebene der an der
Mittelachse befestigten Trägerleisten liegen, daß die Röhrchen der gedrehten
Leiste beim Überlaufen der Röhrchen an der feststehenden Trägerleiste
leicht angehoben und etwas gedreht werden. Die Röhrchen der feststehenden
Trägerleisten werden nachfolgend durch die Röhrchen der nächstunteren
umlaufenden Trägerleiste gehoben und gedreht, usw. Weitere Bauformen
ergeben sich durch fast horizontale/radiale oder vertikale Einzelaufhängung
der Röhrchen an Befestigungen, die mechanisch bewegt werden, z. B.
Nylonfäden.
Allen Ausführungsformen des Bio-Filters 300 gemeinsam ist die Unterteilung
und eine gleichmäßige oder ruckweise Bewegung der Bakterienträger (bei
Trägerplatten 306 zusätzlich noch gegenläufig wechselnde Durchströmung),
so daß Schmutz leicht und taktweise kontinuierlich zwangsläufig
ausgeschwemmt und nach unten ausgespült wird.
Alternativ hat der Bio-Filter folgende Ausgestaltungsmerkmale:
Die obere und die untere Trennwand 303, 304 haben je einen schmalen radialen Schlitz, welche etwa übereinander liegen. Die Trennwände 303, 304 sind mit der Mittelwelle fest verbunden und drehen sich gegenüber dem Mantel, leicht abgedichtet. Am Mantel sind nach innen laufend senkrecht stehende Rahmen befestigt, die dünne Platten aus Schaumglas umfassen. Zum Beispiel acht Platten reichen radial bis dicht an die Mittelwelle heran, die nächsten laufen jeweils im Abstand von ca. 0,5 cm parallel zu diesen bis auf ca. 0,5 cm an die nächste der acht Radialplatten heran. Das Wasser fließt also streifenförmig umlaufend senkrecht mit großer Geschwindigkeit jeweils zwischen mehr als zwei Platten von oben nach unten, während zwischen den übrigen Platten das Wasser ruhig verweilt. Der Wechsel zwischen Ruhe- und Strömungszonen an den Platten fördert die Bakterienbildung und -tätigkeit und reinigt taktweise.
Die obere und die untere Trennwand 303, 304 haben je einen schmalen radialen Schlitz, welche etwa übereinander liegen. Die Trennwände 303, 304 sind mit der Mittelwelle fest verbunden und drehen sich gegenüber dem Mantel, leicht abgedichtet. Am Mantel sind nach innen laufend senkrecht stehende Rahmen befestigt, die dünne Platten aus Schaumglas umfassen. Zum Beispiel acht Platten reichen radial bis dicht an die Mittelwelle heran, die nächsten laufen jeweils im Abstand von ca. 0,5 cm parallel zu diesen bis auf ca. 0,5 cm an die nächste der acht Radialplatten heran. Das Wasser fließt also streifenförmig umlaufend senkrecht mit großer Geschwindigkeit jeweils zwischen mehr als zwei Platten von oben nach unten, während zwischen den übrigen Platten das Wasser ruhig verweilt. Der Wechsel zwischen Ruhe- und Strömungszonen an den Platten fördert die Bakterienbildung und -tätigkeit und reinigt taktweise.
Anstelle der Platte können auch Ringe (kurze Röhrchen) über senkrecht
stehende Trägerleisten geschoben werden; diese Ringe bilden dann ein
senkrechtes "Rohr" und werden innen und außen bespült. Die Trägerleisten
sind oben und unten an dem Rahmen befestigt.
Zwischen der unteren Trennwand 304 und dem Zylinderboden dreht die
Mittelwelle 307 einen konventionellen Rührarm, so daß von dort der Schmutz
mit Wasser unverzüglich durch das Abflußrohr 309 in der Mantelwand
abgesaugt wird. Das Abflußrohr ist nach Austritt aus dem Mantel bis an den
Deckel des Zylinders hochgezogen, bevor es dann wieder zu der
Hauptfilterpumpe 310 abfällt (nicht in der Abbildung dargestellt). An der
obersten Stelle ist es durch einen Steckschlauch geringen Querschnitts mit
dem Filterinnenraum oberhalb des Schaufelrades verbunden. Er wird zum
Füllen des Filters abgezogen und dient im Betrieb - unter Inkaufnahme einer
geringen by-pass-Menge ungefilterten Wassers - als kontinuierlicher Abzug
manchmal anfallender Gasbläschen, die dann in dem Abflußrohr von dem
Wasser zur Pumpe mitgerissen werden. Der kontinuierliche Abzug geringer
Gasmengen verhindert eine wesentliche Minderung der Pumpenleistung
sowie das Sinken des Wasserstandes in dem Filter.
Die Stillstandsbelüftung 311 des Filters wird durch einen Strömungswächter
vor der Hauptfilterpumpe 310 bei Strömungsausfall automatisch in Betrieb
gesetzt und bei Wiedereinsetzen der Strömung ausgeschaltet. Sie besteht aus
einer handelsüblichen elektrisch (bei Stromausfall durch einen Akku mit
Konverter) betriebenen Luftpumpe und einem senkrecht stehenden, oben
offenen Belüftungsrohr 312 mit Ausströmerstein, das so dimensioniert ist, daß
es Wasser aus dem Filterabflußrohr an dessen Fuß vor dem
Strömungswächter aufgrund der Belüftung absaugt und genügend über die
Oberkante des Filters in eine Verteilerrinne oder ein vielfach gelochtes
Verteilerrohr hebt, von wo es vorzugsweise über eine darunter offen liegende,
wenig schräggestellte Platte 313 gewellter oder genoppter
Oberflächenstruktur in eine Sammelrinne und die Rückflußleitung 314 läuft;
diese fällt bis auf Aufstellungshöhe der Aquariumanlage ab, steigt dann
wieder auf und wird oberhalb der Trennwand 305 in den Bio-Filter 300
eingespeist. Es ist jedoch auch möglich, die Rückflußleitung unmittelbar
unterhalb der oberen Trennwand 305 auf mehrere Stellen verteilt in den Bio-
Filter 300 zu führen (nicht dargestellt). Die Förderleitung (Belüftungsrohr)
und die fallende Leitung haben einen erheblich größeren Querschnitt und
halten somit ein weit größeres Wasservolumen, als für den
Belüftungskreislauf erforderlich wäre. In ihrem Fuß sind
Querschnittsminderer eingesetzt, die genügend Wasser für die Belüftung
durchlassen, aber beim Wiederanfahren der Hauptfilterpumpe 310
verhindern, daß durch den plötzlichen Unterdruck die Steig/Fallrohre
leergesaugt werden (weil das Wasser aus dem Vorfilter und den Leitungen
sich erst langsam in Bewegung setzt) und die Hauptfilterpumpe aufgrund
angesaugter Luft in der Leistung gemindert wird oder ganz "zusammenbricht".
Bei ausreichender Größe der Platte 313 reicht die durch die Belüftung in dem
Steigrohr 312 und das Rinnen des Wassers in dünnem Film erfolgende
Gesamtbelüftung aus, die Bakterienkultur in dem Filter am Leben und den
Filter jederzeit voll arbeitsfähig zu halten. Alternativ wird das Steigrohr so
ausgelegt, daß das belüftete Wasser direkt in die Rückflußleitung 314 fließen
kann, unter gleichzeitiger Gewährleistung einer ausreichenden Belüftung der
Filter mit Sauerstoff.
Die Hauptfilterpumpe 310 fördert das Wasser in einen mit abgedichtetem
Deckel geschlossenen Behältnis 401 arbeitenden Dreh-Trommel-Nachfilter
400, der in dieser Beschreibung zweistufig ausgeführt ist. Das Wasser wird
durch eine Öffnung in dem Behältnis in ein horizontal, quer zur Längsrichtung
des Behältnisses und von einer oberen sowie einer unteren Halbkreisschale,
mit hinreichender Dichtung gebildeten gegen beide Seitenwände liegenden
Zylinder 402 geführt, in dem sich eine Trommel 403 mit Filtermantel von
etwa 15 µm Porenfeinheit dreht. Durch die durchbohrte und gegen die
Stirnscheiben abgedichtete Hohlachse der Trommel und eine Leitung 404
fließt das Wasser nach der ersten Nachreinigung über eine Leitung in einen
parallel liegenden zweiten Zylinder 405 konstruktiv gleicher Beschaffenheit,
und von dort wiederum durch den jetzt deutlich feinporigeren (unter 10 µm
Porengröße, z. B. Köpertresse) Filtermantel und die Hohlachse einer zweiten
Filtertrommel 406 aus dem Filterbehältnis 401 heraus. Beide Hohlachsen
haben eine etwa mittig und quer zur Längsrichtung liegende Trennwand. Der
zweite Zylinder 405 hat wegen des erhöhten Filterwiderstandes einen deutlich
größeren Durchmesser und eine größere Trommel 406, die im übrigen beide
bis genügend dicht an die Innenwände der beiden Zylinder heranreichen, so
daß sich aufgrund der Strömung kein wesentlicher Schmutz festsetzen kann.
Die Stirnscheiben der Trommeln 403, 406 sind drehbar auf der Hohlachse so
gelagert, daß sich ihr Abstand nicht verringern kann. Sie bestehen aus dem
Zentralstück und je einem aufgesetzten Außenring, von denen je einer außen
einen aufgesetzten Zahnkranz besitzt, der mit einem gegenüber dem
Außenring kleineren Innendurchmesser verhindert, daß der Ring über sein
Zentralstück rutschen kann. Der zweite Außenring kann über beide
Zentralstücke rutschen. Über beide Mantelflächen der Ringe wird das
Filterband mit einer Breite geklebt, die etwas geringer als der Außenabstand
der Stirnscheiben ist. Der zweite Außenring wird mit einer in ihn integrierten
Spannvorrichtung soweit nach außen gezogen, daß das Band auf der gesamten
Mantelseite fest gespannt ist und somit eine sehr starre Verbindung zwischen
den Stirnscheiben bildet. Die Spannvorrichtung besteht aus mehreren
halbkreisförmigen Nuten quer zum Außenmantel des Zentralstücks und
entsprechenden Nuten mit (Halb-)Gewinde an den Innenflächen des
Außenringes. In den so gebildeten Löchern mit halb umlaufendem Gewinde
werden Schrauben soweit angezogen, daß der Bandmantel überall fest
gespannt ist.
Der Antrieb beider Trommeln 403, 406 erfolgt durch je einen Elektro-
Getriebemotor, dessen Welle mit dem Zahnritzel gedichtet durch die
Seitenwand des Filterbehälters geführt wird und in den Zahnkranz eingreift.
Die beiden Trommelfilter werden durch ein einziges Ultraschall-
Schwingelement 407 mit zwei gegenständigen Schwingköpfen 408a, b
gereinigt, die wie bei dem Vorfilter 200 ausgebildet sind. Sie haben nur eine
gerundet dem jeweiligen Filtermantel vorzugsweise anliegende Stirnfläche,
die sich über die ganze offene Breite des Filterbandes erstreckt und gegen
dieses mit einer Rutschdichtung drückt, die nur auf der Zulaufseite des
groben (1.) Nachfilters 403 einen schmalen Spalt zu dem Band hin offen läßt.
Das Schwingaggregat liegt mittig zwischen den beiden Trommeln 403, 406, ist
durch die beiden Zylinderwände geführt und mit ihnen
schwingungsunschädlich und abgedichtet verbunden. Starr an den Hohlachsen
befestigt und gegen das Band (von innen) rutschend rundherum angedichtet
liegt je ein gegen das Band hin offener Zulauftunnel für Reinigungswasser
(nicht dargestellt in der Abbildung). Die Ausdehnung der Zulauftunnel in
ihrer am Band anliegenden Stirnfläche ist jeweils gleich der Stirnfläche des
genuteten Teils des Schwingkopfes 408a, b. Den Tunneln wird das
Reinigungswasser durch den Teil der Hohlachse unter Druck zugeführt, die
nicht von dem abfließenden gereinigten, zum Weiterfluß in das Aquarium
bestimmten Wasser belegt ist.
Das Reinigungswasser für den ersten (groben) Teil des Nachfilters wird der
Zuleitung 223 zu dem Biofilter über eine Kreiselpumpe entnommen, die es
durch das Band und den Schwingkopf unter Mitnahme des Schmutzes und
dessen Ableitung in die Sammelleitung 107 zu dem Vorfilter drückt (nicht
dargestellt). Aufgrund des leichten Unterdrucks in der Sammelleitung 107
zum Vorfilter und des leichten Überdrucks in dem Leitungssystem nach der
Hauptfilterpumpe 310 fließt eine geringe Zusatzmenge zu dem
Reinigungswasser gemeinsam mit diesem in nicht nachgereinigtem Zustand in
die Sammelleitung 107 zu dem Vorfilter, und zwar die Menge, die durch die
Dichtungsaussparung zum Filtermantel in den Schwingkopf fließen kann und
dabei den groben Schmutz von dem Filtersieb abspült.
Das Reinigungswasser für den zweiten (feinen) Nachfilter 406 wird einem
Sekundärfilter über eine Kreiselpumpe entnommen und diesem nach
reinigendem Durchlaufen des Nachfilters in gleicher Menge wieder zugeführt
(nicht dargestellt). Die beiderseitige Rutschdichtung an dem filternden
Mantelteil des zweiten Nachfilters verhindert eine Zu- oder Abnahme der
Wassermenge des Sekundärkreislaufs.
Nach Austritt aus dem Nachfilter 400 fließt das Wasser des Hauptkreislaufs in
ein Belüftungsrohr 409, in dem dem Wasser bei Bedarf auch Kohlendioxyd
(CO2) zugesetzt wird. Dieses Rohr ist zur Belüftung erforderlich, da das
konventionelle Belüften des Aquariums über Sprudelsteine o. ä. zu große
Störungen des Wasserkreislaufs innerhalb des Aquariums bewirken wurde.
Das Belüftungsrohr 409 steht aufrecht und ist oben offen; ihm wird das
Wasser am Boden durch eine Leitung zugeführt. Etwas oberhalb dieser
Zuführung wird eine ringförmige Luftausströmungsgalerie befestigt, von der
aus nach oben das Wasser mit der eingepreßten Luft versetzt wird. Etwa in
Höhe der Aquarien-Wasseroberfläche befindet sich eine horizontale
halbkreisförmige Teiltrennwand 410 in dem Belüftungsrohr, die an ihrer
geraden Seite ein Stück weiter nach oben senkrecht fortgeführt wird, so daß
Wasser nur über die horizontale Oberkante dieser Fortführung in einer
Beruhigungs- und Ausperlzone zu der unterhalb der Oberkante aus dem
Belüftungsrohr herausführenden Leitung 411 zu den Einlaßschlitzdüsen im
Aquarium gelangen kann, also frei von störenden Luftblasen.
Kohlendioxyd (CO2) wird über eine Schlauchwendel 412 aus
handelsüblichem äußerst feinporigen Silikonschlauch in das Wasser
eingepreßt. Der "Wendel-Schlauch" ist um zwei oder mehrere senkrecht
stehende, rechteckige Trägerleisten/ -stangen mit Abstand zwischen den
einzelnen Windungen gewickelt und am unteren Ende abgeklemmt; das obere
Ende führt zu der CO2 Dosierapparatur. Die komplette Wendel ist in ein
Rohr mit Abstand zu dessen Wänden eingepaßt, das innerhalb des
Belüftungsrohres bis in die Beruhigungszone und dort bis kurz vor die
beginnende Leitung zu den Einlaßschlitzdüsen reicht. Das Rohr mit der
Wendel beginnt am Fuß des Belüftungsrohres 409 so, daß ein genügend
starker Teilstrom in das innere (CO2) Rohr eingepreßt wird, gut unterhalb
der
Luftausströmungsgalerie. Auf diese Art wird verhindert, daß Kohlendioxyd
nach dem Einpressen wieder herausgelüftet wird.
Die Sekundärfilter (nicht dargestellt) bestehen aus unten geschlossenen und
am Boden mit einem Auslaufrohr versehenen, senkrecht stehenden Rohren,
in die über dem Auslauf eine horizontale Trennwand mit mehreren
kreisförmig angeordneten mit der Rohrachse senkrecht stehenden
Rohrstutzen eingelassen ist. Auf diese Rohrstutzen werden mit
Schlauchverbindung oben offene, innen hohle Filterkörper aufgesetzt, die
senkrecht stehen und den Querschnitt vergleichbar Apfelsinenscheiben
haben, mit Zwischenräumen untereinander und zu dem Außenrohr. Am Fuße
dieser Filterkörper wird durch handelsübliche Ausströmungssteine oder einen
Ausströmerschlauch ozonisierte Luft eingepreßt, so daß die Filterkörper im
Wasser der Länge nach gleichmäßig umspült werden. Der Ozongehalt des
Wassers verhindert, daß sich in der Filterwand, bestehend aus filzähnlichem
Gewebe mit innerer Formstützung, oder aus zwei z. B. Stahlgewebewänden
mit zwischengeschüttetem Feinstsand Bakterien ansiedeln können, und
verbrennt zugleich einen Teil des mit dem Wasser im oberen Rohrteil
zwischen die Filterkörper eingespülten Schmutzes. Die Rohre haben einen
abgedichteten Deckel und einen Luftauslaß mit Ozonkatalysator.
Alternativ zu den beschriebenen Sekundärfiltern, die ihre extrem lange
Standzeit aus ihrer großen Filteroberfläche und der Ozonbelüftung beziehen,
werden Filter mit den folgenden Merkmalen eingesetzt (Breitbandfilter):
Ein oben offener quaderförmiger Behälter hat eingeklebt ein von einer Längsseite unten schräg bis kurz unter die Oberkante der anderen Längsseite laufende "diagonale" Trennwand, die bis auf rundum breite Randstreifen und Längsstreben ausgeschnitten ist. Auf dieser Trennwand rutscht ein bis an beide Stirnseiten reichendes filzähnliches Tuch von unten nach oben, nachdem es von einer Tuchrolle oberhalb des Beckens senkrecht in den tiefen Teil des Beckens geführt und durch eine fast an der Trennwand anliegende Rolle umgelenkt worden ist. Nachdem das Band die Trennwand überlaufen hat, wird es - gegen vorzeitiges Abheben wiederum durch eine fast an Trennwand und Längswand des Beckens oben anliegende Rolle geführt - auf eine zweite über dem Becken angebrachte Tuchrolle aufgewickelt. Auf das Tuch wird über den ausgeschnittenen Teil der Trennwand eine Haube von rechtwinkligem, mit der kürzeren Kathete nach unten in den tieferen Teil des Beckens zeigenden Querschnitt gelegt. Diese Haube hat nach außen reichende Randflächen an der offenen Seite, die mit den Randflächen der Trennwand übereinanderliegen, und einen etwas eingezogenen eingefügten Boden an der Hypotenusenseite, der bis auf einen Längsspalt an die senkrechte Kathete heranreicht. Das Becken hat eine Ablauföffnung unter der Trennwand und eine Zulauföffnung oberhalb, die mit einer Kupplung bis in die Haube fortgesetzt wird. Das Wasser fließt somit aus dem Haubenraum nur durch den unteren Spalt in den freien Raum zwischen Haubenboden und Filtertuch, auf diesem schräg nach oben über das Tuch und durch das Tuch in den unteren Haubenraum mit dem Abfluß, wobei der eingespülte Schmutz immer möglichst weit zur Austragsseite des Tuches getrieben wird. Die "Ozonisierung" des Wasser erfolgt bei dieser Filteralternative in einem vorgeschalteten senkrechten Belüftungsrohr, das bei entsprechender Dimensionierung und genügend starker Perlbelüftung mit ozonisierter Luft auch als Fördervorrichtung (unter Entfall der Pumpe) für den Reinigungskreislauf des jeweiligen Filters dient. Das Tuch wird bei Bedarf von Hand oder automatisch weiterbewegt.
Ein oben offener quaderförmiger Behälter hat eingeklebt ein von einer Längsseite unten schräg bis kurz unter die Oberkante der anderen Längsseite laufende "diagonale" Trennwand, die bis auf rundum breite Randstreifen und Längsstreben ausgeschnitten ist. Auf dieser Trennwand rutscht ein bis an beide Stirnseiten reichendes filzähnliches Tuch von unten nach oben, nachdem es von einer Tuchrolle oberhalb des Beckens senkrecht in den tiefen Teil des Beckens geführt und durch eine fast an der Trennwand anliegende Rolle umgelenkt worden ist. Nachdem das Band die Trennwand überlaufen hat, wird es - gegen vorzeitiges Abheben wiederum durch eine fast an Trennwand und Längswand des Beckens oben anliegende Rolle geführt - auf eine zweite über dem Becken angebrachte Tuchrolle aufgewickelt. Auf das Tuch wird über den ausgeschnittenen Teil der Trennwand eine Haube von rechtwinkligem, mit der kürzeren Kathete nach unten in den tieferen Teil des Beckens zeigenden Querschnitt gelegt. Diese Haube hat nach außen reichende Randflächen an der offenen Seite, die mit den Randflächen der Trennwand übereinanderliegen, und einen etwas eingezogenen eingefügten Boden an der Hypotenusenseite, der bis auf einen Längsspalt an die senkrechte Kathete heranreicht. Das Becken hat eine Ablauföffnung unter der Trennwand und eine Zulauföffnung oberhalb, die mit einer Kupplung bis in die Haube fortgesetzt wird. Das Wasser fließt somit aus dem Haubenraum nur durch den unteren Spalt in den freien Raum zwischen Haubenboden und Filtertuch, auf diesem schräg nach oben über das Tuch und durch das Tuch in den unteren Haubenraum mit dem Abfluß, wobei der eingespülte Schmutz immer möglichst weit zur Austragsseite des Tuches getrieben wird. Die "Ozonisierung" des Wasser erfolgt bei dieser Filteralternative in einem vorgeschalteten senkrechten Belüftungsrohr, das bei entsprechender Dimensionierung und genügend starker Perlbelüftung mit ozonisierter Luft auch als Fördervorrichtung (unter Entfall der Pumpe) für den Reinigungskreislauf des jeweiligen Filters dient. Das Tuch wird bei Bedarf von Hand oder automatisch weiterbewegt.
Die Stirnflächenheizung 114 besteht aus einer ins Aquarium gerichteten
Sichtplatte (z. B. Schiefer) auf die an ihrer zur Stirnscheibe zeigenden Seite
der niederohmige isolierte Heizdraht schlangenförmig mit langen parallelen
Strecken aufgeklebt ist. Die aus dem Wasser zu dem Transformator
führenden Zu- und Ableitungen werden im Querschnitt so bemessen, daß sie
sich beim Betrieb der Heizung mit Sicherheitsspannung (z. B. 24 V) nicht
erwärmen. Auf die Heizdrähte folgt eine Vergußschicht (z. B.
2-Komponentenkleber), die auch die sich anschließende und an der
Stirnscheibe glatt anliegende Wärmedämmschicht (z. B. Styropor) hält. Die
Temperaturregelung erfolgt durch ein analoges Regelniveau nach Stand der
Technik, so daß das konventionelle Ein- und Ausschalten der Heizung
verhindert wird und somit eine kontinuierliche Stützung der Umwälzströmung
erfolgt.
Damit die spezifische Wärmeleistung (pro cm2 Heizfläche) der
Stirnflächenheizung 114 auch aus Gründen der Wasserbiologie schonend
niedrig gehalten werden kann, ist eine Zusatz-Bodenheizung 115 erforderlich.
Diese ist als Warmwasser-Rohrheizung ausgeführt, mit folgenden Merkmalen:
Auf einer direkt auf der Bodenscheibe des Aquariums aufliegenden
Kunststoffplatte befinden sich, schlangenförmig mit langen parallelen
Strecken, durchgehende senkrechte Stege 116, auf die an der oberen
Stirnseite eine durchgehende Rohrleitung aufgeklebt ist. Diese
Leitungshalterung verhindert, daß Pflanzwurzeln unter der Leitung
durchwachsen können, was zu Schwierigkeiten beim Herausnehmen von
Pflanzen führt. Die Leitung besteht auf der Eingangsseite etwa bis zur Mitte
der Leitung aus Plastik, danach bis zum Ende aus z. B. Niro-Stahl. Durch die
Verwendung unterschiedlich wärmeleitenden Materials wird eine recht
gleichmäßige Wärmeeinbringung in den Boden erreicht. Die Zu- und
Ableitung des Heizwassers erfolgt in einem Doppelrohr durch die erste
Stirnscheibe.
Während der Beleuchtungszeit des Aquariums wird die für die Bodenheizung
115 erforderliche Energie aus der "Abfallwärme" der handelsüblichen
Niederspannungs-Leuchtstofflampen 117 gewonnen, die vielfach zur
Beleuchtung eingesetzt werden. Die Drosseln der Lampen werden fest
anliegend an einen wasserdurchflossenen Wärmetauscher befestigt, von dem
zumindest der Boden (also an den Drosseln anliegend) aus geeignetem Metall
(z. B. Niro-Stahl) besteht. Durch diesen Wärmetauscher mit Übertemperatur
Schutzsicherung für den Stromkreis drückt eine kleine Kreiselpumpe (z. B.
4 W Stromaufnahme) Wasser, danach durch eine wärmeisolierte Leitung zu
der ersten Leuchtstofflampe. Diese Lampe hat in ihrem Leuchtteil einen
Mantel 118 aus Glas oder z. B. Acrylglas, der an seinen Enden je ein
Außengewinde besitzt, über das eine Überwurf-Verschraubung mit
Gleitplatte und Quetschdichtung (zwischen Lampe und Mantel) gedreht wird.
Der Mantel hat kurz vor seinen Enden je einen Zu/Abfluß. Durch den so
gebildeten, die Lampe wasserdicht umschließenden Mantel fließt das "von
dem 1. Wärmetauscher" kommende Heizwasser und wird weiter erwärmt;
danach folgen die weiteren ebenso ummantelten Lampen und die Boden-
Heizungsrohre als Wärmeabgeber sowie dann die Rückführung zu der Pumpe
über ein Entlüftungs- und Druckausgleichsgefäß mit Wassereinfüllöffnung.
Das Heizungssystem wird mit destilliertem Wasser betrieben, damit Verlust
an Lichtausbeute für das Aquarium durch Algenbildung oder
Mineralanlagerungen in den Mantelbereichen vermieden wird; es
gewährleistet eine Energierückgewinnung von über 2/3 der Stromaufnahme
der Beleuchtung und korrespondiert dadurch mit den für Bodenheizungen in
Aquarien möglichen Energiewerten.
Zur Vermeidung von, wenn auch geringen Veränderungen im Lichtspektrum
der Leuchtstofflampen hat das Wärmerückgewinnungssystem alternativ
anstelle der Voll-Ummantelung der Lampen folgende Merkmale: Ein weißes
Kunststoffrohr mit einem unteren ca. 140°-Ausschnitt wird anliegend über
den Glasteil der Lampe geschoben. Ausgehend von den Ausschnittkanten und
schräg nach außen unten laufend befinden sich weiße wasserdicht verklebte
Kunststoffstreifen, die der Lichtreflektion auf die Aquarien-Wasseroberfläche
dienen. Über die gesamte Länge dieses "Halbrohres von helmähnlichem
Querschnitt" wird ein wiederum im unteren Teil etwa 140° ausgeschnittenes
"Rohr" von so großem Querschnitt gelegt, daß sich dessen Ausschnittskanten
fast mit den äußeren Enden der Reflektionsstreifen treffen; sie werden mit
diesen wasserdicht verklebt, ebenso wie mit den beiden Stirnseiten passender
Flächenform. Alternativ wird ein extrudierter Langkörper oder ein verpreßtes
Rohr gleichen Querschnitts und mit gleichem Stirnflächenverschluß
eingesetzt.
Der dermaßen gebildete Hohlraum wird mit an den Längsenden
angebrachten Zu/Ableitungen versehen und bildet dann fast den gleichen
Wärmerückgewinnungsteil wie die voll ummantelte Lampe.
Eine Kunststoffausführung des Halbmantels an den Leuchtstoffröhren ist
möglich, weil die spezifische Wärmeabgabe der Lampe die
Wärmeleitfähigkeit des Kunststoffes nicht übersteigt.
Während die Beleuchtung und gleichzeitig die Heizungsumwälzpumpe
ausgeschaltet sind, wird die Bodenheizung elektrisch mit 24 V Wechselstrom
betrieben, durch einen isolierten niederohmigen Heizdraht, der längs in dem
Heizrohr im Aquariumboden läuft und aus diesem Rohr außerhalb des
Beckens abgedichtet herausgeführt wird, zur Parallelschaltung mit der
Stirnflächenheizung.
Fig. 2 stellt den Ultraschallkopf 500 dar, welcher als Ultraschallkopf 215a, b;
408a, b eingesetzt wird. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ultraschallkopf
handelt es sich um ein so in der Praxis nicht verwendetes Modell, welches aus
Darstellungsgründen drei verschiedene mögliche Abstrahlungselemente 502,
503, 504 im selben Ultraschallkopf 500 untergebracht enthält. Der
Ultraschallkopf besteht zunächst aus einem flachen Quader. In die dem
Filterband zugewandte Oberfläche sind Kanäle 505 eingelassen. Durch das
Filterband in Richtung auf den Ultraschallkopf durchtretendes
Reinigungswasser wird in diesen Kanälen aufgefangen und dann über
Bohrungen 501 aus dem Ultraschallkopf 500 abgeleitet. Der rundumlaufende
Rand des Ultraschallkopfes verhindert weitestgehend ein Austreten des
Reinigungswassers zur Seite hin. Im Inneren der dem Filterband zugewandten
Oberseite des Ultraschallkopfes 500 sind zur Übertragung der
Ultraschallenergie Abstrahlungselemente angeordnet. Diese können
verschiedenartig ausgestaltet sein. Es kann sich bei ihnen um über nahezu die
gesamte Breite des Ultraschallkopfes (und quer zur Laufrichtung des
Filterbandes) erstreckende Stege 502 handeln. Bevorzugt werden jedoch
gitterförmige Anordnungen von einzelnen Zapfen oder Kontaktstiften 503,
504. Diese haben in der Regel eine quadratische Grundfläche. An ihrer
Oberseite verjüngt sich ihr Querschnitt zu einer Kreisfläche bei den Stiften
503 bzw. zu einem Quadrat bei den Stiften 504. Die Kreisfläche bzw. das
Quadrat liegen unmittelbar am zu reinigenden Filterband an. Die
abgeschrägten Flächen am Kopf der Kontaktstifte 503, 504 strahlen die
Ultraschallenergie senkrecht, d. h. in Richtung der Flächennormalen, ab.
Durch eine geeignete feldartige Anordnung der Stifte kommt es daher im
Zwischenraum zwischen den Stiften zu einer Konzentrierung der
abgestrahlten Ultraschallenergie. Hierdurch wird eine besonders effiziente
Reinigung des Filterbandes ermöglicht. Für die genaue Ausgestaltung der
Oberfläche des Ultraschallkopfes 500 sind verschiedene Ausführungsarten
denkbar, solange gewährleistet ist, daß (a) die Energieübertragung durch
Kontakt erfolgt, (b) geneigte Abstrahlungsflächen für eine konzentrierte
Ausrichtung der Ultraschallenergie auf das Band sorgen und (c) ein
Kanalsystem für das Ableiten von durch das Band durchtretendem
Reinigungswasser vorhanden ist.
Die vorliegende Erfindung hat sich eine Verbesserung der Filterleistung und
der Reinigung der Filtermedien in der oben beschriebenen Anlage gemäß
dem Hauptpatent P 196 23 229.5-23 (Biofilter 300, Band- oder Trommelfilter
200, 400) zum Ziel gesetzt.
Der in der Hauptanmeldung beschriebene Band-Vorfilter 200, ersetzbar
durch den abgewandelten Trommel-Nachfilter 400, wird unter anderem durch
Luft, welche das Filtermedium Band 208, 218 entgegen der Durchflußrichtung
beim Filtrieren durchströmt, und durch verschiedenartige rotierende,
mechanisch wirkende "Bürsten" 213, 224 gereinigt. Zur Dichtung des
Filtermediums gegen das luftdurchströmte Umlenkelement 207, 220 erfordert
dessen Mantel gleiche Durchmesser über seine ganze Länge. Außerdem ist
erforderlich, daß die (dreigeteilte) Antriebswalze 206 über ihre ganze Länge
gleiche Durchmesser hat, so daß das Band auf ganzer Breite gleichmäßig
gespannt ist.
Wegen der Luftdurchströmung des Filtermediums ist der Vorfilter als offener
Filter ausgeführt, dem das zu filternde Wasser aufgrund der Schwerkraft
zugeführt wird, welches aus Betriebssicherheitsgründen eine Bohrung in der
Stirnscheibe 201 und außerdem einen großen Querschnitt der Abflußleitung
107 des verschmutzten Wassers aus dem Aquarienbecken 101 erforderlich
macht.
Die Luftdurchströmung des Bandes weist dabei eine Reihe von Nachteilen
auf. Diese sollen mit der vorliegenden Erfindung beseitigt werden. Die
Erfindung hat sich dabei insbesondere folgende Aufgaben gestellt:
- 1) Es sollen alle handelsüblichen oder vorhandenen Aquarien für das Verfahren benutzt werden können, ohne Erforderlichkeit einer wesentlichen Nachbearbeitung und Schwächung der Bruchsicherheit des Beckens (aufgrund der großen Scheibendurchbohrung für den Schmutzwasserabfluß).
- 2) Technische Vereinfachung des Vorfilters und längere Lebensdauer des Filterbandes.
- 3) Entfall der Investitions- und Betriebskosten für die Luftdurchströmung des Bandes.
- 4) Gegebenenfalls Entfall der "Bürsten-Reinigungsstufe" des Bandes, mit geringeren Investitions- und Betriebskosten (besonders: Bürstenverschleiß).
- 5) Umwandlung des Verfahrens in ein geschlossenes Filtersystem mit kleineren Leitungsquerschnitten und damit höherer "Selbstreinigung" der Leitungen aufgrund schnellerer Fließgeschwindigkeiten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Wasserkreislauf-
Betriebssystem nach der Hauptanmeldung (P 196 23 229.5-23) gelöst, welches
dadurch gekennzeichnet ist, daß das Filterbecken des mechanischen
Vorfilters durch einen Deckel gasdicht verschließbar ist.
Diese Maßnahme hat erhebliche vorteilhafte Auswirkungen auf die
Auslegung des gesamten Wasserkreislauf-Betriebssystems. Denn durch die
gasdichte Konstruktion des Vorfilters ist es möglich, innerhalb des
Vorfilterbehälters einen Unterdruck zu erzeugen bzw. aufrechtzuerhalten.
Vermöge dieses Unterdruckes wird dann das Abwasser aus dem
Aquarienbecken abgesaugt. Es ist nicht mehr erforderlich, daß dieses Wasser
wie bei dem System nach der Hauptanmeldung aufgrund der Schwerkraft aus
dem Aquarienbecken herausfließt. Dementsprechend muß auch nicht die
Stirnwand des Aquarienbeckens durchbrochen werden, um den Abfluß am
tiefsten Punkt herauszuführen, sondern von der Auslaßschlitzdüse des
Aquarienbeckens kann eine Leitung an der Beckenwand hoch und über die
Beckenkante herausgeführt werden. Denn die erforderliche Saugkraft für das
Entfernen des Abwassers wird durch den Unterdruck im Vorfilter geliefert.
Mit einer derartigen Anlage ist es daher möglich, übliche Aquarienbecken
ohne eine Veränderung, insbesondere eine Durchbrechung von Scheiben, zu
benutzen. Es liegt auf der Hand, daß damit die Einsetzbarkeit herkömmlicher
Aquarienbecken erheblich gesteigert wird.
Im Rahmen der Erfindung wird weiterhin vorzugsweise eine
Entgasungsleitung zwischen dem Vorfilter und der Hauptpumpe des
Kreislaufsystems vorgesehen. Diese Entgasungsleitung ist innerhalb des
Vorfilters über ein Schwimmer-gesteuertes Ventil verschlossen. Sobald sich
eine überschwellige Menge von Gas innerhalb des Vorfilters ansammelt
(wobei dieses Gas z. B. aus Entgasungsprozessen des Abwassers stammt),
öffnet das Ventil, und die überschüssige Gasansammlung wird zur
Hauptpumpe hin abgesaugt. Auf diese Weise wird vermieden, daß sich der
Wasserspiegel innerhalb des Vorfilters unter ein vorgegebenes Niveau senken
kann.
Desweiteren gehört es zur Erfindung, daß das Filterband des Bandfilters,
welcher z. B. im Vorfilter eingesetzt wird, über zwei einteilige Umlenkrollen
geführt wird, von denen vorzugsweise eine antreibbar ist. Desweiteren ist
ebenfalls eine der Rollen vorzugsweise ballig geformt, d. h., daß sie eine
tonnenförmig nach außen gewölbte Form hat, welche einen stabilen und
mittigen Lauf des Filterbandes garantiert. Bei dieser Ausgestaltung des
Vorfilters ist im Gegensatz zu der Version nach der Hauptanmeldung die
über dem Wasser befindliche Umlenkeinheit als Rolle ausgebildet. Es ist nicht
mehr vorgesehen, daß es sich hierbei vorzugsweise um ein feststehendes
Umlenkelement handelt, welches Auslässe für Reinigungsluft hat, die durch
das Filterband geblasen wird. Ferner kann im Rahmen der vorliegenden
Erfindung insbesondere auf die mechanischen Reinigungsbürsten für den
Bandfilter (bzw. alternativ den Trommelfilter) verzichtet werden, und
insbesondere auch auf die Reinigungsluft. Ein derartiges Durchblasen des
Filterbandes mit Reinigungsluft hat bei der vorliegenden gasdichten
Konstruktion des Vorfilters auch den Nachteil, daß sich erhebliche Mengen
Gases innerhalb kurzer Zeit im Vorfilter ansammeln wurden, welche über die
Entgasungsleitung entfernt werden müßten.
Die mechanischen Reinigungsbürsten können bei der vorliegenden Erfindung
durch eine andere Art der mechanischen Grobreinigung des Filterbandes
bzw. der Filtertrommel ersetzt werden. Hierbei handelt es sich um ein System
aus einem Abstreifer, welcher anliegend an das Filterband bzw. die
Filtertrommel für ein mechanisches Abstreifen des aufliegenden Schmutzes
sorgt, und welcher in Verbindung mit einem Schmutzsammelsystem steht, in
welchem der abgestreifte Schmutz aufgefangen wird. Dieses
Schmutzsammelsystem bildet vorzugsweise ein eigenes vom übrigen Wasser
des Vorfilters hinreichend getrenntes System. Hierdurch wird vermieden, daß
sich der Schmutz mit dem Wasser im Vorfilter vermischt und somit zu dessen
Verunreinigung beiträgt. Der in dem Schmutz-Sammelsystem befindliche
Schmutz kann von Zeit zu Zeit durch ein Spülen dieses Systems entfernt
werden. Dabei wird als Spülwasser vorzugsweise Wasser des Vorfilters
benutzt, welches über ein Ventil in das Schmutzsammelsystem eintritt.
Der Abstreifer ist bei der Erfindung (ebenso wie andere mechanische
Reinigungssysteme) fakultativ mit einer Vibrationsvorrichtung verbunden,
welche ihn in hochfrequente oder vorzugsweise niederfrequente
Schwingungen versetzt. Durch diese Schwingungen wird ein Ablösen des
Schmutzes vom Filterband bzw. der Filtertrommel aktiv unterstützt.
Zur vorliegenden Erfindung gehört es auch, daß das Ultraschall-
Schwingelement gegenüber der Hauptanmeldung vereinfacht ausgelegt wird.
Es ist nämlich auch möglich, als Ultraschall-abstrahlende Einheiten
stabförmige Elemente zu verwenden, welche quer zur Laufrichtung des Filters
angeordnet werden. Derartige Elemente haben den Vorteil, daß sie gängige
und damit kostengünstige Bauteile darstellen.
Um die Reinigungsleistung des Ultraschall-Elementes zu erhöhen, kann es
ferner im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, die Ultraschall-
Schwingelemente in einer Pumpvorrichtung anzuordnen, mit welcher das
Reinigungswasser beschleunigt und pulsierend durch das Filterband gedrückt
und gleichzeitig gesaugt werden kann. Durch die Durchströmgeschwindigkeit
kommt es dabei zu einem mechanischen Losreißen des Schmutzes vom
Filterband. Da eine kontinuierliche Durchströmung des Filterbandes in der
Regel einen zu hohen Wasserdurchsatz bedeuten würde, ist es im Rahmen
der Erfindung vorzugsweise vorgesehen, die Durchströmung pulsierend
vorzunehmen. Die Frequenz dieser Pulsation und die Vorlaufgeschwindigkeit
des Bandes sind dabei so aufeinander abgestimmt, daß in der Zeit, während
ein bestimmter Abschnitt des Bandes die Ultraschall-Reinigung durchläuft,
mehrere Pulse des Reinigungswassers durch das Filterband in gleicher Menge
gedrückt und gleichzeitig gesaugt werden. Vorzugsweise besteht die
Pumpvorrichtung aus einem Gehäuse und Kolben, welcher während seines
Vortriebs das Reinigungswasser durch das Filterband drückt und saugt. Bei
der entgegen der Pumprichtung gerichteten Bewegung der Kolben öffnen sich
vorzugsweise in dem Kolben Ventile, die Wasser durchströmen lassen und
damit den Pumpvorgang nur in einer Bewegungsrichtung des Kolbens
auftreten lassen.
Alternativ hierzu erzeugt eine außerhalb der Ultraschall-Reinigung
angeordnete Pumpe den gleichen Druck-/Saugeffekt.
Zur Lösung der Aufgabenstellung der Erfindung gehört auch eine
Verbesserung des biologischen Filters mit einer vereinfachten, d. h.
kostengünstigeren und störungssicheren Bauweise. Diese Verbesserung
besteht aus einem biologischen Filter, bei welchem
- a) der biologische Filter vorzugsweise aus einem Zylindergefäß besteht,
- b) der mittlere Abschnitt des Zylinders zwischen zwei Trennscheiben eine oder mehrere radial von der Mittelwelle zum Mantel des Zylinders verlaufende Bakterienträgerplatten enthält,
- c) die eine Trennscheibe Schlitze und ggfs. Schlitzdüsen enthält, durch die das zu filternde Wasser auf die Oberfläche der Bakterienträgerplatten gerichtet werden kann,
- d) die andere Trennscheibe Schlitze enthält, durch die das Wasser nach An- oder Durchströmen der Bakterienträgerplatten den Bereich dieser Platten wieder verlassen kann, und
- e) Trennscheiben einerseits und Trägerplatten andererseits relativ zueinander gedreht werden können, wobei im Laufe der Drehung der die Schlitze verlassende Wasserstrahl auf alle Punkte der Oberfläche der Trägerplatten trifft.
Im Gegensatz zur Hauptanmeldung ist hierbei nicht mehr die Bildung von
dichten Sektoren zwischen den Bakterienträgerplatten erforderlich. Die
Selbstreinigung des Filtermediums erfolgt vielmehr dadurch, daß der
Wasserstrahl des zu filtrierenden Wassers nach und nach über die gesamte
Oberfläche der Bakterienträgerplatte streicht und sie durchläuft, und diese
somit mechanisch säubert.
Es folgt eine Erläuterung der Erfindung mit Hilfe der Fig. 3 bis 7, welche
die Fig. 1-2 gemäß der Hauptanmeldung fortführen.
Fig. 3 zeigt die erfindungsgemäße Gesamtanlage.
Fig. 4 zeigt im Schnitt den Abstreifer am Bandfilter.
Fig. 5 zeigt im Schnitt den Abstreifer am Trommelfilter.
Fig. 6 zeigt ein Ultraschall-Reinigungselement mit Kolbenpumpe.
Fig. 7 zeigt eine Variante einer separaten Kolbenpumpe.
Von der Auslaufschlitzdüse 104 führt die Abflußleitung 150 über den oberen
Beckenrand des Aquariums 101.
Der Vorfilterbehälter 201 erhält einen dicht schließenden Deckel 250, der mit
einem Schwimmer-gesteuerten Luftauslaßventil versehen ist. Bei sinkendem
Wasserstand in dem Vorfilter 201, der durch Ausgasung des Wassers wegen
des durch die Hauptfilterpumpe 310 erzeugten Unterdrucks verursacht wird,
öffnet das Ventil 251 und gibt eine Luftleitung 252 frei, die in den
Wasserkreislauf direkt vor der Hauptfilterpumpe 310 führt, wo der
Unterdruck stärker als in dem Vorfilterbehälter 201 ist. Die Luft wird dort mit
Wasser vermischt und durch die Pumpe 310 weiterbefördert in den Nachfilter
400, der unter Überdruck steht. Dort wird sie bei sinkendem Wasserstand
durch ein Schwimmer-betätigtes Ventil 450 ins Freie gelassen.
Anstelle der bisherigen Umlenkelemente 206, 207 des Vorfilters 200 erhält er
an den gleichen Stellen wie bisher zwei parallel laufende einteilige Walzen
253, 254, von den eine vorzugsweise mit "Gummi" belegt ist und angetrieben
wird. Zumindest eine Walze hat einen balligen (d. h. tonnenförmigen)
Außenmantel, so daß das Filterband ohne Seitenführung stets etwa mittig
läuft. Eine der Umlenkwalzen hält das Band durch eine
Spannungsvorrichtung straff. Die bisherige Andrückwalze 209 der
Antriebsseite und die unter dem Quader vorgesehene Spannfläche 217
entfallen.
Die Oberflächenreinigung durch eine der beschriebenen "Bürsten" 213 erfolgt
wie bisher.
Fig. 3 zeigt ferner den verbesserten biologischen Filter 300. Dieser wird zur
Einsparung des Getriebes bei gleichem kontinuierlichen
Selbstreinigungseffekt wie folgt ausgeführt:
In einem geschlossenen Zylinder 301 wird oben etwa tangential das mechanisch vorgereinigte Wasser durch ein Rohr 223 eingeführt und trifft auf ein konventionelles Schaufelrad 302, das sich mit seiner Welle 307 um die Längsachse des Zylinders dreht. Die Welle reicht von dem Schaufelrad bis an den Boden des Zylinders und wird in zwei horizontalen Trennwänden 303, 304 gelagert, deren obere unterhalb des Schaufelrades 302 und deren untere soweit vom Zylinderboden entfernt befestigt ist, daß direkt über dem Boden noch ein Rührarm 308 von ihr gedreht werden kann, so daß auftretender Schmutz sich nicht absetzt, sondern durch den direkt über dem Boden befindlichen Auslauf 309 mit abfließt.
In einem geschlossenen Zylinder 301 wird oben etwa tangential das mechanisch vorgereinigte Wasser durch ein Rohr 223 eingeführt und trifft auf ein konventionelles Schaufelrad 302, das sich mit seiner Welle 307 um die Längsachse des Zylinders dreht. Die Welle reicht von dem Schaufelrad bis an den Boden des Zylinders und wird in zwei horizontalen Trennwänden 303, 304 gelagert, deren obere unterhalb des Schaufelrades 302 und deren untere soweit vom Zylinderboden entfernt befestigt ist, daß direkt über dem Boden noch ein Rührarm 308 von ihr gedreht werden kann, so daß auftretender Schmutz sich nicht absetzt, sondern durch den direkt über dem Boden befindlichen Auslauf 309 mit abfließt.
Die horizontalen Trennwände 303, 304 haben je mindestens einen radialen
Schlitz 305a, b, wobei diese in etwa senkrecht über- bzw. untereinander liegen,
so daß der Wasserstrom gerichtet senkrecht durch den Schlitz 305a nach
unten fließt. Die Ausrichtung des Stromes kann durch eine Schlitzdüse
verstärkt werden, die von dem oberen Schlitz 305a ausgehend etwas in den
Raum zwischen den Trennwänden hineinragt.
Zwischen den Trennwänden 303, 304 sind radial mehrere "Wände" 306
(Bakterienträgerplatten) auf der Welle 307 befestigt, und zwar aus der
Senkrechten oben leicht in Drehrichtung gekippt, so daß der gerichtete
Wasserstrom die leicht nach oben zeigenden Rückseiten der "Wände" 306
während der Drehung trifft und sie durchströmt. Der Auftreffpunkt wandert
dabei im Zuge der Drehung von oben nach unten entlang der
Bakterienträgerplatte.
Die Bakterienträger-"Wände" 306 bestehen vorzugsweise aus in Drehrichtung
etwas nach unten geneigten, senkrecht zum Radius befestigten
Schaumglasringen, die vorzugsweise bei geeignet differierenden
Durchmessern mit Abstandhaltern ineinandergesetzt sind, oder aus längs
horizontal und radial, quer leicht in Drehrichtung nach unten geneigten
Streifen geeigneter Stärke aus Schaumglas bestehen, die in genügendem
senkrechten Abstand gehalten werden.
Die Bakterienträgerplatten werden an die Zylinderwand 301 und die untere
Trennwand 304 so nahe herangeführt, daß sich kein wesentlicher Schmutz
absetzen kann.
Die Entlüftung des Bio-Filters 300 und seine Stillstandsbelüftung 311 werden
wie bei der Hauptanmeldung ausgeführt.
Die geneigte Anordnung der Bakterienträgerplatten 306 ist vorzugsweise so,
daß sie sich gegenseitig nicht in bezug auf den Strahl des zu filtrierenden
Wassers aus dem Schlitz 305a (bzw. der zugehörigen Schlitzdüse) abschatten.
Alternativ zu der "Bürsten-Stufe" ist im Rücklaufbereich des Bandes eine
Abstreifvorrichtung 260 für den groben Schmutz angebracht. Diese ist in
Fig. 4 im Detail dargestellt und weist folgende Merkmale auf:
Über der Wasseroberfläche beginnt ein Tunnel 261, der von dem Band 208 des Filters durchlaufen wird. Der Tunnel wird nach unten hin flacher und hält einen unter der Wasseroberfläche befindlichen Abstreifer 262, auf der verschmutzten Seite des Bandes, der das Band soweit an die dem Abstreifer gegenüber liegende Innenwand des Tunnels drückt, daß es gerade noch durchlaufen kann. Der Tunnel ist an seinem unteren Ende dicht mit der Haube über dem Ultraschallschwingkopf und dem Schwingkopf selbst verbunden; das gleiche gilt für das unten erwähnte Durchlaufgefäß.
Über der Wasseroberfläche beginnt ein Tunnel 261, der von dem Band 208 des Filters durchlaufen wird. Der Tunnel wird nach unten hin flacher und hält einen unter der Wasseroberfläche befindlichen Abstreifer 262, auf der verschmutzten Seite des Bandes, der das Band soweit an die dem Abstreifer gegenüber liegende Innenwand des Tunnels drückt, daß es gerade noch durchlaufen kann. Der Tunnel ist an seinem unteren Ende dicht mit der Haube über dem Ultraschallschwingkopf und dem Schwingkopf selbst verbunden; das gleiche gilt für das unten erwähnte Durchlaufgefäß.
Der Abstreifer 262 und die der verschmutzten Seite des Bandes
gegenüberliegende, über Wasser beginnende Breitseite des Tunnels 261
bilden den oberen Beginn eines rundum geschlossenen, flachen
Schmutzkanals 263 in der Breite des Bandes 208, durch den der abgestreifte
Schmutz in ein Sammelrohr 264 sinkt, das mit dem Kanal 263 dicht verbunden
ist. Das eine Ende des Rohres ist nach oben abgewinkelt und endet unter der
Wasseroberfläche in einer Schwimmer-verschlossenen Öffnung 265. Das
andere Ende wird in einem Schlauch fortgesetzt, der aus dem Filterbehälter
herausgeführt und mit einem Verschluß versehen wird. Durch Absenken des
freien Schlauchendes und Öffnen des Verschlusses fließt das Wasser aus dem
Sammelrohr 264 und dem Schmutzkanal 263 ab, so daß der Schwimmer im
Ventil 265 öffnet und Wasser aus dem Filterbecken spülend nachläuft.
Durch den "Über-Wasser-Beginn" des Tunnels 261 und damit des im oberen
Bereich integrierten Schmutzkanals 263, die gedichtete Anbringung des
Schmutzsammelrohres 264 und die Abdichtung der beiden Rohrenden
gegenüber dem umgebenden Wasser des Filterbehälters wird der abgestreifte
Schmutz dem Aquarienkreislauf voll entzogen und von ihm getrennt gehalten,
so daß die Entleerung des Sammelrohres in sehr großen Zeitabständen
erfolgen kann, ohne daß Zersetzungsvorgänge das Aquarienwasser negativ
beeinflussen können: durch das langsam laufende Filterband 208 wird in dem
Tunnel 261 praktisch kein Wasser aus dem Abstreifbereich 260
weiterbefördert, da keins nachlaufen kann, und die Ultraschall-gestützte
Durchspülung des Bandes entzieht diesem den Restschmutz und ersetzt das in
dem Band seit dem Filtervorgang "gespeicherte" Wasser durch geklärtes
Wasser aus dem Sekundärfilter. Es ergibt sich also im wesentlichen der
gleiche Effekt wie bei dem Sammeln des von der "Bürstenstufe" entfernten
Schmutzes in einem Trockenbehälter, jedoch ohne die Investitions- und
Betriebskosten für diese Station.
Der Abstreifer 262, der Tunnel 261 und der Schmutzkanal 263 werden
vorzugsweise mit einer Vibrationsvorrichtung versehen, um das Ablösen des
Schmutzes vom Band zu unterstützen.
Alternativ zu dem Bandfilter kann ein Trommelfilter als Vorfilter eingesetzt
werden. Er hat die Merkmale der Hauptanmeldung mit folgenden
Abweichungen:
Die Filtertrommel befindet sich nur teilweise unter Wasser und wird etwa auf dem höchsten Punkt der Trommel mechanisch durch eine Bürstenvorrichtung wie bei dem Bandfilter gereinigt.
Die Filtertrommel befindet sich nur teilweise unter Wasser und wird etwa auf dem höchsten Punkt der Trommel mechanisch durch eine Bürstenvorrichtung wie bei dem Bandfilter gereinigt.
Bei der in Fig. 5 dargestellten alternativen Reinigungsstufe durch einen
Abstreifer wird der dem Bandfilter entsprechende "Tunnel", der vorzugsweise
einer Vibration ausgesetzt sein kann, aus einer dem Filtermantel auf ganzer
Breite innen anliegenden Dichtplatte 272 und einer ihr gegenüberliegenden,
seitlich zum Filtermantel abgedichteten "Tunnelseite" gebildet. Der
Schmutzkanal und das Sammelrohr 273 haben die gleichen Merkmale wie
beim Bandfilter.
Das Reinigungswasser wird der Schwingkopfhaube durch die feststehende
Achse der Filtertrommel 271 zugeführt und durch den Schwingkopf in den
Sekundärfilter geleitet.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung betrifft das Ultraschall-
Reinigungssystem und ist in Fig. 6 dargestellt.
Alternativ zu dem Schwingkopf mit Haube durchläuft das Band 208 etwa
mittig durch zwei Schlitze in den Stirnseiten ein Durchlaufgefäß 280, in das
quer zur Bandrichtung unter und/oder über dem Band ein oder mehrere
Stab(Rohr-)-Schwingelemente 281 eingebaut sind, so daß sie das Band 208
berühren oder gerade eben nicht berühren. Das Gefäß 280 und das Band 208
werden von Reinigungswasser aus dem Sekundärfilter durchflossen, das in
gleicher Menge zu dem Sekundärfilter zurückgepumpt wird. Das Band wird
gegen Verbiegen durch quer zur Bandrichtung liegende Stützrollen 282 in
voller Breite gestützt und außerdem durch seitliche Laufflächen, die von den
Gefäßwänden nach innen ragen.
Fakultativ erhält das Gefäß zwei Scheibenkolben 283, die entweder
magnetisch (gleichzeitig jeweils in gleicher Richtung) oder mechanisch und
durch einen über die obere und untere Kopfseite laufenden
Verbindungsbügel 284 gekoppelt in Schwingung versetzt werden. Die
Scheibenkolben 283 und die beiden über und unter dem Band liegenden
Hälften des Durchlaufgefäßes 280 enthalten Durchlaufventile 285, die alle so
öffnen und schließen, daß Reinigungswasser das Band nur entgegen der
Richtung beim Filtern des Aquarienwassers durchströmt. Durch den
Gleichlauf der Scheibenkolben 283 wird eine pulsierende Durchströmung des
Filterbandes mit reinigender Wirkung erreicht, ohne daß Wasser in das
Filterbecken oder den Tunnel gedrückt wird. Die Zuschaltung der
Ultraschallelemente 281 kann somit je nach Verschmutzungsgrad des Bandes
mehr oder weniger lange unterbrochen werden, gesteuert durch den erhöhten
Unterdruck, der bei stärkerer Bandverschmutzung in dem Quader entsteht.
Bei Verwendung der Scheibenkolben 283 kann die Pumpe zum Sekundärfilter
entfallen.
Die Durchlaufventile 285 können beliebiger Bauart sein, einschließlich
"Klappenventilen" bestehend aus zwei gegenständigen Gummilippen, die
aufgestellt sind und in geschlossenem Zustand mit ihren Spitzen
aneinanderreichen.
Alternativ zu dem Durchlaufgefäß 280 mit Scheibenkolben 283 erfolgt die
Förderung des Reinigungswassers gemäß Fig. 7 durch eine außerhalb des
Durchlaufgefäßes 280 betriebene doppelt wirkende (fördernde und
saugende) Kolbenpumpe 286 mit durchgehender Kolbenstange 287. Beim
Betrieb von 2 Ultraschallschwingköpfen mit Haube oder 2 Durchlaufgefäßen
280 werden 2 Kolbenpumpen 286 parallel betrieben, so daß nur ein Antrieb
erforderlich ist und außerdem der Einsatz nur eines Sekundärfilters für 2
mechanische Filter.
Um die Konstruktion der Kolbenpumpen einfach und besonders
kostengünstig zu halten, werden die erforderlichen Rückschlagventile in die
Zu- bzw. Ablaufschläuche als selbstständige und gleiche Einheiten mit je zwei
Schlauchstutzen so eingesetzt, daß Reinigungswasser durch das Filterband nur
entgegen der Filterrichtung fließen kann (z. B. 6 Ventile für 2 Pumpen).
Zur Vermeidung von Pumpen und Ventilstörungen durch Bildung und
Festsetzung biologischer Unreinheiten (hauptsächlich in Filmform) wird das
Reinigungswasser gleich nach Austritt aus dem Sekundärfilter vorzugsweise in
einem Belüftungsrohr erneut mit ozonisierter Luft versetzt.
100
Aquarium
101
Aquarienbecken
102
Erste Einlaßdüse
103
Mittlere Einlaßdüse
104
Hauptauslauf
105
Oberflächenabzugsrinne
106
Fallkanal
107
Sammelleitung
108
Drosselventil
109
Vorrats- und
Ausgleichbehälter
110
Pumpe
111
Sandabscheider
112
Rohrstutzen
113
Schlauch
114
Stirnflächenheizung
115
Bodenheizung
116
Stege
117
Beleuchtung
118
Wärmetauscher-Mantel
150
Abflußleitung
200
Vorfilter
201
Filterbecken
202
Grobfilter
203
Feinfilter
204
Quader
205
Rundstäbe
206
Antriebsrolle
207
Umlenkrolle
208
Filterband (grob)
209
Walze
210
Haube
211
Leitbleche
212
Abflußöffnung
213
Hochflor-Walze
214
a, b Haube
215
a, b Ultraschall-
Schwingelement
217
Spann-Rohr
218
Filterband (fein)
219
große Trommel
220
Umlenkwalze
221
Hohlraum
222
Öffnung
223
Leitung
224
Flachbürste
250
Deckel
251
Luftauslaßventil
252
Luftleitung
253
Walze
254
Walze
260
Abstreifvorrichtung
261
Tunnel
262
Abstreifer
263
Schmutzkanal
264
Sammelrohr
265
Einlaß-Ventil
270
Abstreifer
271
Filtertrommel
272
Dichtplatte
273
Schmutzableitung
280
Durchlaufgefäß
281
Schwingelemente
282
Stützen
283
Scheibenkolben
284
Verbindungsbügel
285
Ventile
286
Kolbenpumpe
287
Kolbenstange
288
Wassereinlauf
289
Wasserauslauf
290
Einlauf vom Sekundärfilter
291
Auslauf vom
Sekundärfilter
300
Biofilter
301
Zylindergefäß
302
Schaufelrad
303
Trennwand oben
304
Trennwand unten
305
a, b Öffnungen
306
Bakterienträgerplatten
307
Mittelwelle
308
Rührer
309
Abflußrohr
310
Hauptpumpe
311
Stillstandsbelüftung
312
Belüftungsrohr
313
Platte
314
Rückflußleitung
400
Nachfilter
401
Behältnis
402
Zylinder
403
Trommel (grob)
404
Leitung
405
Zylinder
406
Trommel (fein)
407
Schwingelement
408
a, b Schwingkopf
409
Belüftungsrohr
410
Trennplatte
411
Zuflußleitung
412
Schlauchwendel (CO2
)
450
Auslaßventil
500
Ultraschallschwingkopf
501
Wasserablauf
502
Abstrahlbalken
503
Abstrahlkegel
504
Abstrahlpyramide
505
Kanal
Claims (12)
1. Wasserkreislauf-Betriebssystem nach Patent Nr. P 196 23 229.5,
dadurch gekennzeichnet, daß das Filterbecken (201) des
mechanischen Vorfilters (200) durch einen Deckel (250) gasdicht
verschließbar ist.
2. Wasserkreislauf-Betriebssystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Entgasungsleitung (252)
über ein Schwimmer-gesteuertes Ventil (251) vom Vorfilter (200) zur
Hauptpumpe (310) führt.
3. Wasserkreislauf-Betriebssystem nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptauslauf (104) des
Aquarienbeckens (101) durch eine Leitung (150) über den Beckenrand
geführt werden kann.
4. Wasserkreislauf-Betriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß das Filterband (208, 218)
über zwei Umlenkrollen (253, 254) geführt wird, von denen
vorzugsweise eine antreibbar ist und vorzugsweise eine ballig geformt
ist.
5. Wasserkreislauf-Betriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß an dem Filterband (208, 218)
und/oder der Filtertrommel (271) anliegend ein Abstreifer (262, 270)
angeordnet ist, der Schmutz in ein vom Filterbecken getrenntes
Schmutz-Sammelsystem (263, 264, 265, 273) leitet.
6. Wasserkreislauf-Betriebssystem nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der Abstreifer (262, 270) mit
einer Vibrationsvorrichtung verbunden ist.
7. Wasserkreislauf-Betriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß das
Ultraschallschwingelement aus quer zur Laufrichtung des Filters
(208, 218) angeordneten stabförmigen Abstrahlelementen (281) besteht.
8. Wasserkreislauf-Betriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Ultraschallschwingelemente (281) in einem Durchflußgefäß (280, 285)
mit eingebauter (282, 283, 284) oder externer (287, 288, 289, 290)
Pumpvorrichtung angeordnet sind, mit welcher das Reinigungswasser
pulsierend durch das Filterband (208) gleichzeitig gedrückt und gesaugt
werden kann.
9. Wasserkreislauf-Betriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die externe
Pumpvorrichtung einen oder mehrere Kolben enthält, die über einen
Antrieb (287) oszillierend in jeweils einem Kolbenraum bewegt werden
können, wobei
- a) ein erstes Ende des Kolbenraums mit einer Zuleitung (290a) für Frischwasser und einem Auslaß (288b) versehen ist und durch Anordnung entsprechender Ventile jeweils nur Zufluß oder Abfluß stattfinden kann, und
- b) ein zweites Ende des Kolbenraums mit einer Ableitung (290b) für verbrauchtes Wasser und einem Einlaß (288a) versehen ist und durch Anordnung entsprechender Ventile jeweils nur Zufluß oder Abfluß stattfinden kann.
10. Wasserkreislauf-Betriebssystem nach Patent Nr. 196 23 229.5 oder
einem der Ansprüche 1 bis 9, bei welchem
- a) der biologische Filter (300) vorzugsweise aus einem Zylindergefäß (301) besteht,
- b) der mittlere Abschnitt des Zylinders (301) zwischen zwei Trennscheiben (303, 304) eine oder mehrere von der Mittelwelle (307) zum Mantel des Zylinders (301) verlaufende Bakterien trägerplatten (306) enthält,
- c) die erste Trennscheibe (303) einen oder mehrere Schlitze (305a) und ggfs. Schlitzdüsen enthält, durch die das zu filternde Wasser auf die Oberfläche der Bakterienträgerplatte(n) (306) gerichtet werden kann,
- d) die zweite Trennscheibe (304) Schlitze (305b) enthält, durch die das Wasser nach An- oder Durchströmen der Bakterienträgerplatte(n) (306) den Bereich dieser Platte(n) wieder verlassen kann, und
- e) Trennscheiben (303, 304) einerseits und Trägerplatte(n) (306) andererseits relativ zueinander gedreht werden können, wobei im Laufe der Drehung der die Schlitze (305a) verlassende Wasserstrahl auf alle Punkte der Oberfläche der Trägerplatte(n) (306) trifft.
11. Wasserkreislauf-Betriebssystem nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die Bakterienträgerplatten
(306) zur ersten Trennscheibe (303) hin in Drehrichtung aus der
Senkrechten geneigt sind.
12. Wasserkreislauf-Betriebssystem nach einem der Ansprüche 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die Bakterienträgerplatten
- a) aus ineinandergesteckten und auf Abstand gehaltenen Schaumglasringen unterschiedlichen Durchmessers, oder
- b) aus flachen, auf Abstand gehaltenen Schaumglasstreifen, oder
- c) aus groben Schaumglaskörpern, die zwischen zwei Siebplatten gehalten werden, bestehen.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996123229 DE19623229C2 (de) | 1996-06-11 | 1996-06-11 | Wasserkreislauf-Betriebssystem für Aquarien |
DE1996147956 DE19647956A1 (de) | 1996-06-11 | 1996-11-20 | Verbesserte Filterreinigung in Betriebsvorrichtungen und -verfahren für eine wartungsfreie Warmwasser-Aquarienanlage |
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DE1996123229 DE19623229C2 (de) | 1996-06-11 | 1996-06-11 | Wasserkreislauf-Betriebssystem für Aquarien |
DE1996147956 DE19647956A1 (de) | 1996-06-11 | 1996-11-20 | Verbesserte Filterreinigung in Betriebsvorrichtungen und -verfahren für eine wartungsfreie Warmwasser-Aquarienanlage |
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---|---|
DE19647956A1 true DE19647956A1 (de) | 1998-05-28 |
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DE1996147956 Ceased DE19647956A1 (de) | 1996-06-11 | 1996-11-20 | Verbesserte Filterreinigung in Betriebsvorrichtungen und -verfahren für eine wartungsfreie Warmwasser-Aquarienanlage |
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