DE202008011242U1

DE202008011242U1 - Tauchbelüfter

Info

Publication number: DE202008011242U1
Application number: DE202008011242U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Atb Umwelttechnologien De GmbH
Priority date: 2008-08-22
Filing date: 2008-08-22
Publication date: 2009-12-31
Anticipated expiration: 2018-08-23

Abstract

Tauchbelüfter (30), insbesondere für Kläranlagen, mit einem Motor, der in einem Motorgehäuse (12) untergebracht ist, einer durch den Motor angetriebenen Welle (14), die aus einer Austrittsöffnung (18) an einer Stirnseite (16) des Motorgehäuses (12) austritt, einer Wellendichtung (20) zur Abdichtung der Austrittsöffnung (18), einer am Wellenende angebrachten Anordnung von Rührflügeln (22) und einer Unterdruckkammer (24), die die Welle (14) in einem Bereich zwischen dem Motorgehäuse (12) und den Rührflügeln (22) umschließt und einen Einlaß (28) sowie einem zum Wellenende gerichteten Auslaß aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterdruckkammer (24) von der Stirnseite (16) des Motorgehäuses (12) beabstandet ist und die Wellendichtung (20) zur Umgebung freiliegt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Tauchbelüfter, insbesondere für Kläranlagen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein solcher Tauchbelüfter ist beispielsweise aus dem deutschen Gebrauchsmuster 202 04 231 U1 bekannt. Er läßt sich dazu verwenden, Luft in ein Klärbecken zu pumpen und gleichzeitig das Klärwasser im Becken durch einen scharfen, nach unten gerichteten Luftstrahl in Bewegung zu bringen. Hierdurch wird für eine gleichmäßige Durchmischung des Beckeninhalts gesorgt, während gleichzeitig Luft eingetragen wird.
Der Lufteintrag geschieht durch einen Sog am Auslaß der Unterdruckkammer, der durch die von den rotierenden Rührflügeln erzeugte Strömung verursacht wird. Über einen Einlaß kann Luft in die Unterdruckkammer von außen nachströmen. Wie in dem genannten Gebrauchsmuster 202 04 231 U1 beschrieben wird, kann es erwünscht sein, zunächst ein größeres Wasservolumen ohne Lufteintrag einströmen zu lassen. In diesem Fall wird zunächst Wasser in die Unterdruckkammer gesaugt und tritt durch deren Auslaß in das Klärbecken ein.
Bei den herkömmlichen Tauchbelüftern ist die Unterdruckkammer unmittelbar an das Motorgehäuse angeschlossen. Das heißt, dass eine Stirnwand des Motorgehäuses, aus der die Welle austritt, den Innenraum der Unterdruckkammer vom Motorgehäuse trennt.
Die Wellendichtung die diese beiden Räume gegeneinander abdichtet, unterliegt hierbei einem starken Verschleiß und weist in den herkömmlichen Tauchbelüftern nur eine relativ kurze Lebensdauer auf. Dies liegt an den hohen Temperaturen, die beim Motorbetrieb auftreten, sowie in der Tatsache begründet, dass bei der vorstehend beschriebenen Konstruktion die Wellendichtung nicht aureichend geschmiert werden kann und insbesondere von der Seite der Unterdruckkammer her leicht trockenläuft. Außerdem führen die hohen Betriebstemperaturen dazu, dass der Motor nicht über einen längeren Zeitraum kontinuierlich laufen kann, sondern nur in vergleichsweise kurzen Intervallen. Wird die Motortemperatur zu hoch, muß dieser zeitweilig abge schaltet werden, um Überlastungen vorzubeugen. Dies führt zu einer Einschränkung der Möglichkeiten beim Betrieb der Anlage.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Tauchbelüfter der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem die Lebensdauer der Wellendichtung an der Austrittsöffnung der Welle am Motorgehäuse vergrößert wird. Eine weitere Aufgabe besteht in der Verlängerung der Betriebsintervalle des Motors.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch einen Tauchbelüftern mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die Unterdruckkammer des erfindungsgemäßen Tauchbelüfters ist nicht unmittelbar an das Motorgehäuse angesetzt, sondern von dessen Stirnseite beabstandet. Hierdurch kann das im Klärbecken enthaltene Wasser die Stirnseite überströmen und zur Motorkühlung beitragen. Da auch die Wellendichtung zur Umgebung freiliegt, wird auch diese gekühlt, und zwar nicht nur aufgrund der Wärmeleitung durch die nun gekühlte Stirnseite des Motorgehäuses, sondern unmittelbar durch das umströmende Wasser. Die beim Belüfterbetrieb auftretenden Temperaturen in diesem Bereich werden gesenkt. Ferner wird die Dichtung durch den Wasserkontakt geschmiert, und ein Trockenlaufen wird verhindert. Diese Umstände tragen erheblich zu einer Verlängerung der Lebensdauer der Wellendichtung bei. Die Betriebsintervalle des Motors lassen sich entscheidend verlängern, ohne dass kritische Temperaturen auftreten.
Bevorzugte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
1 ist eine schematische Darstellung eines Tauchbelüfters, wie er nach dem Stand der Technik bekannt ist; und
2 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Tauchbelüfters.
Der bekannte Tauchbelüfter 10 gemäß 1 umfaßt ein Motorgehäuse 12, in welchem ein nicht näher dargestellter Motor zum Antrieb einer Welle 14 untergebracht ist. Die Welle 14 tritt aus einer Stirnseite 16 des Motorgehäuses 12 aus, die in der Figur die Unterseite des Motorgehäuses 12 darstellt. Die Stirnseite 16 ist zu diesem Zweck mit einer zentralen Austrittsöffnung 18 versehen, durch die die Welle 14 nach unten hindurchtritt. Zur Abdichtung der Austrittsöffnung 18 bzw. dem von dieser verbleibenden ringförmigen Zwischenraum zwischen der Stirnseite 16 des Motorgehäuses 12 und der Umfangsoberfläche der Welle 14 ist eine Wellendichtung 20 vorgesehen. Bei dieser kann es sich beispielsweise um einen Simmerring oder um eine Gleitringdichtung handeln.
Die Welle 14 kann, wie in 1 dargestellt, verschiedene Abschnitte mit unterschiedlichen Durchmessern aufweisen. Am Wellenende sind Rührflügel 22 angebracht, die bei Rotation der Welle 14 für eine Strömung des umgebenden Wassers nach unten sorgen. In einem Bereich der Welle 14, der oberhalb der Rührflügel 22 und unterhalb des Motorgehäuses 12 liegt, wird die Welle 14 von einer Unterdruckkammer 24 umschlossen. Diese ist etwa kegelstumpfförmig ausgebildet und weist eine Umfangswand 26 auf, die den. Mantel dieses Kegelstumpfes bildet. Der obere Rand dieser Umfangswand 26 schließt sich bei dem hier dargestellten Tauchbelüfter 10 unmittelbar an den äußeren Rand der Stirnseite 16 des Motorgehäuses 12 an. Der untere Rand der Umfangswand 26 schließt im wesentlichen mit der Oberfläche der Welle 14 ab. Die Welle 14 kann sich innerhalb der Unterdruckkammer 24 frei drehen.
Über einen seitlichen Einlaß 28 in der Umfangswand 26 ist die Unterdruckkammer 24 mit einem Außenbereich über einen nicht dargestellten Schlauch verbunden. Die Welle 14 kann auf hier nicht näher gezeigte Weise als Hohlwelle ausgebildet sein, und ein Auslaß der Unterdruckkammer 24 kann durch Öffnungen an der Oberfläche der Welle 14 gebildet werden, die in einen zentralen Wellenkanal münden, der am unteren Ende der Welle 14 austritt. Ein Fluid, das durch den Einlaß 28 in die Unterdruckkammer 24 eintritt, kann somit durch den zum Wellenende gerichteten Auslaß der Unterdruckkammer 24 in die Welle 14 und an deren unterem Ende aus dieser austreten.
Die durch die rotierenden Rohrflügel 22 erzeugte Strömung verursacht einen Sog am Auslaß der Unterdruckkammer 24. Luft, die sich in der Unterdruckkammer 24 befindet, wird durch das Wellenende ausgetragen, und ein kräftiger Luftstrahl wird erzeugt, der zusammen mit der durch den Rührflügel 22 erzeugten Strömung zu einem Rühreffekt im Klärbecken führt. Durch den Einlaß 28 kann Luft von außen nachströmen. Sofern erwünscht, kann auch zunächst ein Wasservolumen durch den Einlaß 28 in die Unterdruckkammer 24 strömen und auf die vorstehend beschriebene Weise durch den Sog am Auslaß abströmen. Hierbei findet kein Lufteintrag in das Klärbecken statt.
Bei der hier gezeigten bekannten Ausführungsform bildet die Stirnwand 16 die Trennwand zwischen dem Motorgehäuse 12 und der Unterdruckkammer 24. Somit dient auch die Wellendichtung 20 zur Abdichtung des Innenraums des Motorgehäuses 12 gegenüber dem Volumen der Unterdruckkammer 24.
Hingegen ist in der erfindungsgemäßen Ausführungsform des Tauchbelüfters 30 in 2 die Unterdruckkammer 24 von der Stirnseite 16 des Motorgehäuses 12 beabstandet. Dies kann dadurch erreicht werden, dass die Oberseite der Unterdruckkammer 24 durch eine Kammerwand 32 abgeschlossen wird, die unmittelbar mit dem oberen Rand der Umfangswand 26 der Unterdruckkammer 24 verbunden ist. Die Beabstandung der Unterdruckkammer 24 zum Motorgehäuse 12 wird durch eine Verlängerung der Welle 14 an dem Abschnitt 34 erreicht, der durch die Austrittsöffnung 18 der Stirnwand 16 austritt.
Zwischen der Stirnwand 16 und der Kammerwand 32 der Unterdruckkammer 24 entsteht somit ein Spalt 36, durch welchen das umgebende Wasser des Klärbeckens bis zur Oberfläche der Welle 14 strömen kann. Auch die Wellendichtung 20 in der Ablauföffnung 18 liegt zur Umgebung hin frei und kann überströmt werden. Im Gegensatz zum bekannten Tauchbelüfter 10 in 1 kann somit das umgebende Klärwasser zur Kühlung der Stirnseite 16 und der Wellendichtung 20 sowie zur Schmierung der letzteren beitragen. Der Kühleffekt auf das Motorgehäuse 12 wird vergrößert, da eine zusätzliche Kühlfläche vorhanden ist. Infolgedessen werden auch die Betriebsintervalle des Motors verlängert. Ferner wird die Lebensdauer der Wellendichtung 20 vergrößert, da diese nun ebenfalls gekühlt und geschmiert wird, was ein Trockenlaufen verhindert und ihren Verschleiß verringert. Das Eindringen von Klärwasser in das Motorgehäuse 12 wird durch die Wellendichtung 20 zuverlässig verhindert.
Die obere Kammerwand 32 der Unterdruckkammer 24 ist mit einer zentralen Wellen-Durchgangsöffnung 38 versehen. In dieser Durchgangsöffnung 38 kann ebenfalls eine Dichtung angeordnet sein, die das Eindringen von Wasser von oben in die Unterdruckkammer 24 verhindert. Dies ist jedoch nicht zwangsläufig notwendig. Beispielsweise kann die Durchgangsöffnung 38 auch eine ringförmige Manschette umfassen, die sich über die Kammerwand 32 nach oben über einen Wellenabschnitt hinweg erstreckt, beispielsweise über den in 2 als freiliegend dargestellten Abschnitt 34 im Bereich des Spalts 36 bis zur Wellendichtung 20 der Stirnwand 16. Der Innendurchmesser dieser ringförmigen Manschette sollte geringfügig größer sein als der Außendurchmesser des umschlossenen Wellenabschnitts 34, damit die freie Drehung der Welle 14 nicht behindert wird. Die ringförmige Manschette um den Wellenabschnitt 34 kann sich auch nach unten in die Unterdruckkammer 24 erstrecken.
Wie auch bei dem Tauchbelüfter 10 in 1 wird bei dem erfindungsgemäßen Tauchbelüfter 30 ein Fluid wie beispielsweise Luft durch den Einlaß 28 in die Unterdruckkammer 24 eingesaugt und verläßt den Tauchbelüfter 30 nach unten durch das Ende der hohlen Welle 14, so dass ein scharfer Luftstrahl erzeugt wird. Die Funktionsweise der Unterdruckkammer 24 in Kombination mit der Welle 14 bleibt hierbei im Prinzip unverändert. Dies betrifft auch den Auslaß der Unterdruckkammer 24, der in den hohlen Wellenkanal der Welle 14 hineinführt und an welchem der Sog aus der Unterdruckkammer 24 heraus erzeugt wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 20204231 U1 [0002, 0003]

Claims

Tauchbelüfter (30), insbesondere für Kläranlagen, mit einem Motor, der in einem Motorgehäuse (12) untergebracht ist, einer durch den Motor angetriebenen Welle (14), die aus einer Austrittsöffnung (18) an einer Stirnseite (16) des Motorgehäuses (12) austritt, einer Wellendichtung (20) zur Abdichtung der Austrittsöffnung (18), einer am Wellenende angebrachten Anordnung von Rührflügeln (22) und einer Unterdruckkammer (24), die die Welle (14) in einem Bereich zwischen dem Motorgehäuse (12) und den Rührflügeln (22) umschließt und einen Einlaß (28) sowie einem zum Wellenende gerichteten Auslaß aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterdruckkammer (24) von der Stirnseite (16) des Motorgehäuses (12) beabstandet ist und die Wellendichtung (20) zur Umgebung freiliegt.
Tauchbelüfter gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterdruckkammer (24) an der dem Motorgehäuse (12) zugewandten Seite durch eine Kammerwand (32) abgeschlossen wird, die mit einer Wellen-Durchgangsöffnung (38) versehen ist.
Tauchbelüfter gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellen-Durchgangsöffnung (38) eine Manschette aufweist, die einen Wellenabschnitt umschließt und deren Innendurchmesser geringfügig größer ist als der Außendurchmesser des umschlossenen Wellenabschnitts.
Tauchbelüfter gemäß Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine weitere Dichtung zur Abdichtung der Wellen-Durchgangsöffnung (38) in der Kammerwand (32).