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Beschreibung
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Belüftungskörper für Abwasserreinigungsanlagen Die Erfindung bezieht
sich auf einen Belüftungskörper zum feinblasigen Eintragen von Luft und/oder Sauerstoff
in das Abwasser biologischer Reinigungsanlagen oder in natürliche Gewässer mit wenigstens
einem Belüfterelement, welches einen von einer Wandung aus porösem Material umgebenen
Luftkanal umfaßt, und einem Anschlußstück mit einer Durchgangsbohrung zum Anschließen
des Belüfterelementes an eine Versorgungsleitung für die Luft und/oder den Sauerstoff.
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Die aus der Praxis bekannten Belüftungskörper dieser Art bestehen
im allgemeinen aus zwei koaxial angeordneten Belüfterelementen in Form von an einem
Ende offenen Hohlkörpern mit poröser Wandung, die an ihren offenen Enden durch ein
starres Anschlstück miteinander unter Zwischenlegung von Dichtungen verbunden sind.
Das Anschlußstück stellt über seine Durchgangsbohrung gleichzeitig die Verbindung
mit der Luftversorgungsleitung dar. Beide Belüfterelemente sind durch einen Zuganker
mit dem Anschlußstück zur Bildung des Belüftungskörpers verspannt. Der Belüftungskörper
ist im Wasser schwebend z..B. an einer flexiblen Schlauchleitung aufgehängt.
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Die Belüfterelemente bestehen im allgemeinen aus einem gesinterten
Keramikmaterial. Zur Erzielung einer ausreichenden Dichtigkeit des Belüftungskörpers
muß der
Zuganker infolge der verhältnismäßig rauhen Oberfläche dieses
Keramikmaterials derart vorgespar.nt werden, daß die dabei auftretenden Kräfte häufig
zu Oeschädigungen oder Bruch des spröden Keramikmaterials führen. Auch durch ein
Verkanten der Belüfterelemente gegenüber dem Anschlußstück kann es zu Beschädigungen
des Keramikmaterials, insbesondere an deren Stirnfffiächen, kommen, so daß eine
ausreichende Dichtigkeit des Belüftungskörpers nicht mehr erzielbar ist. Das giiche
gilt im verstärkten Maße auch für den Fall, daß die Belüfterelemente die Form von
beidseitig offene Rohrabschnitten aufweisen, die an ihren einander abgewar:dten
Enden durch starre Deckel verschlossen sind.
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Es sind auch Belüfterelemente bekannt, die aus einem Fasermaterial
mit Filzstruktur bestehen. Diese Belüfterelemente weisen im Vergleich zu den aus
Keramik bestehenden Elementen einen höheren spezifische Luftdurchsatz und eine geringe
Verstopfungsneigung der porösen Wandung auf. Jedoch führt die verhältnismärffiig
geringe Eigensteifigkeit dieses Fasermaterials dazu, daß auch schon bei verhältnismäßig
geringer Vorspannung des Zugankers die Belüfterelemente aus ihrer Ebene ausweichen,
so daß eine abdichtende Verbindung mit dem Anschlußstück nicht erzielt werden kann.
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Ein weiterer Nachteil der bekannten Belüftungskörper besteht darin,
daß bei Druckabfall der zugeführten Luft bis zu einem dem Gegendruck des umgebenden
Wassers entsprechenden Wert, das Wasser durch die roröse Wandung der Belüfterelemente
in dieselben eindringt und sehr schnell zu deren Verstopfung führt.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Belüftungskörper der eingangs
erwähnten Art in einfacher Weise so weiterzubilden, daß seine Funktionsfähigkeit
auch bei Verwendung eines Belüfterelementes mit einer aus Fasermaterial mit Filzstruktur
bestehenden porösen Wandung und beim Auftreten von Druckabfall sicher gewährleistet
ist.
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Dies wird dadurch erreicht, daß das Anschlußstück aus einem Material
mit gummielastischen, abdichtenden Eigenschaften, vorzugsweise Weich-PVC, besteht,
und daß die Durchgangsbohrung mit einem lediglich in Einströmrichrichtung der Luft
in das Belüfterelement öffnenden Einwegventil versehen ist.
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Da das Anschlußstück aus gummielastischem, abdichtendem Material besteht,
übernimmt es gleichzeitig eine abdichtende Funktion, so daß die Verwendung von Dichtringen
entfällt. Im Vergleich zu diesen Dichtringen kann das Anschlußstück infolge seiner
größeren Abmessungen, insbesondere Dickenabmessungen, bei gleicher Kraft mehr Verformungsarbeit
aufnehmen bzw. gleiche Verformungsarbeit mit geringer Kraft erzielen. Das Anschlußstück
kann mit geringerem Kraftaufwand völlig in Unebenheiten der abzudichtenden Fläche
des Belüfterelementes eingedrückt werden. Dadurch wird sowohl die Bruchgefahr von
Belüfterelementen- aus gesintertem Keramikmaterial ausgeschaltet als auch das Ausweichen
von aus Fasermaterial mit Filzstruktur bestehenden Belüfterelementen aus ihrer Ebene
unterbunden und somit völlige Dichtigkeit des Belüftungskörpers erreicht. Die Verwendung
eines das Rückströmen von Luft aus dem Belüfterelement verhindernden Einwegventils
hält bei einer Unterbrechung der Luftzufuhr beispielsweise die im Belüfterelement
befindliche Luft zurück und damit den ursprünglichen
Luftdruck aufrecht.
Somit wird ein Eindringen von Wasser in den Belüftungskörper sowie die Luftleitung
und dadurch deren Verschmutzung verhindert. Durch die Kombination dieser Merkmale
wird ein Belüftungskörper geschaffen, dessen Dichtigkeit sowohl in Bezug auf ein
Austreten der Luft an falschen Stellen als auch in Bezug auf ein schädliches Eindringen
von Wasser auch bei Verwendung verschiedenster Materialien für das Belüfterelement
und bei Druckabfall der zugeführten Luft und/oder des Sauerstoffs sicher gewährleistet
ist.
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Außerdem wird ein zusätzlicher Vorteil insoweit erzielt, als die im
allgemeinen sich einstellende Schrägstellung eines flexibel aufgehängten Belüftungskörpers
bei einem zum Eindringen von Wasser in seine Belüfterelemente führenden Druckabfall
sicher verhindert wird. Bei den im Stand der Technik bekannten Belüftungskörpern
dringt in einem solchen Fall im allgemeinen eine größere Wassermenge in das eine
als in das andere Belüfterelement ein, so daß der Belüftungskörper eine von der
Horizontalen abweichende Schrägstellung einnimmt. Die zugeführte Luft dringt sodann
in das höher angeordnete Belüfterelement ein, stabilisiert dadurch die Schrägstellung
des Belüftungskörpers und führt zu falscher Belüftung des Wassers. Die Schrägstellung
des Belüftungskörpers ist bedingt durch das trübe Abwasser von außerhalb nicht erkennbar,
so daß regelmäßiges Abschalten der gesamten Anlage zur Überprüfung erforderlich
ist.
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Die Erfindung vermeidet auch diese Nachteile.
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Vorteilhafterweise wird eine gleichmäßigere Luftzufuhr zum Belüfterelement
durch Ausbildung der Durchgangsbohrung des Anschlußstückes als Drosselbohrung erreicht.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann das Anschlußstück als
ein in den Luftkanal des Belüfterelementes hineinragender Zapfen mit einem der Stirnfläche
der Wandung des Belüfterelementes anliegenden Dichtflansch ausgebildet sein.
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Vorzugsweise ist der im Bereich des Dichtflansches verlaufende Teil
der Durchgangsbohrung als eine Erweiterung mit größerem Durchmesser als der im Bereich
des Zapfens befindliche Teil der Durchgangsbohrung ausgebildet.
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Vorteilhafterweise ist der Durchmesser der Erweiterung geringfügig
kleiner als der Durchmesser des Zapfens.
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Daraus ergibt sich eine Materialschwächung und somit eine Scharnierwirkung
im Übergangsbereich zwischen dem Dichtflansch und dem Zapfen. Infolge dieser Scharnierwirkung
ist ein abdichtendes Anschmiegen des Dichtflansches an die abzudichtenden Flächen
mit einer weiter verringerten Anpresskraft möglich. Ist beispielsweise die abzudichtende
Fläche sehr uneben und dadurch schwer abzudichten, so kann durch ein geringes Überschreiten
dieser Anpreßkraft der Dichtflansch und/oder der Zapfen an die von der Stirnfläche
und der Innenfläche der Wandung des Belüfterelementes gebildeten Kante angedrückt
werden, so daß infolge der vergleichsweise hohen Kantenpressung eine sichere Abdichtung
erzielt wird.
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Eine weitere Verbesserung der Abdichtung kann dadurch erreicht werden,
daß der Zapfen innerhalb des Belüfterelementes mit abdichtendem Sitz an dessen Wandung
anliegt. Der gleiche Effekt läßt sich erzielen, wenn die Versorgungsleitung in der
Erweiterung der Durchgangsbohrung mit abdichtendem Sitz an deren Umfangsfläche anliegt,
Die zur Abdichtung erforderlichen Anpreßkräfte können insbesondere bei einem aus
Fasermaterial mit Filzstruktur bestehendem Belüfterelement in einfacher Weise durch
eine im Bereich des Anschlußstückes angeordnete Schelle aufgebracht werden, welche
sowohl die nachgiebige Wandung des Belüfterelementes gegen die Umfangsfläche des
Zapfens als auch den Dichtflansch axial gegen die Stirnfläche des Belüfterelementes
und die Luftleitung sowie radial gegen den der Umfangsfläche der Erweiterung der
Durchgangsbohrung anliegenden Teil der Luftleitung andrückt.
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Eine besonders einfache Ausführung des Ein.regventils ergibt sich
bei der Ausbildung desselben als eine an der innerhalb des Luftkanals befindlichen
Stirnfläche des Zapfens befestigte , die Durchgangsbohrung im Schließzustand abdeckende
Rückschlagklappe aus dünnem, gummielastischem Material mit niedriger Härte. Hierbei
kann die Rückschlagklappe aus Teflon-Folie bestehen, deren Foliendicke möglichst
gering ist, jedoch ein Hineinziehen der Rückschlagklappe in die Durchgangsbohrung
verhindert. Dadurch wird eine sehr hohe Ansprechempfind lichkeit der Rückschlagklappe
erreicht.
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Die zur Abdichtung und zum Zusammenhalt des Belüftungskörpers erforderlichen
Kräfte können durch eine Spannvorrichtung aufgebracht werden. Hierbei ist es vorteilhaft,
daß das Anschlußstück eine durchgehende Längsbohrung zur Aufnahme dieser Spannvorrichtung
aufweist.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann der Belüftungskörper
zwei mit ihren Dichtflanscen einander zugekehrte koaxial angeordnete Anschlußscke
aufweisen, die zwei Belüfterelemente mit der Versorgungsleitung verbinden. Hierbei.
ist es vorteilhaft, je eine radial durchlaufende Rinne in den Dichtflanschen der
Anschlußstücke auszubilden, die beide einen Kanal zur Aufnahme der Versorgungsleitung
mit abdichtendem Stz bilden.
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Es ist aber auch möglch, daß die Versorgungsleitung zwischen den Dichtflanschen
eine scheibenartige Erweiterung aufweist, deren Dicke dem Durchmesser der Versorgungsleitung
entspricht und gegen deren Parallelflächen die Dichtflansche mit abdichtenden Sitz
anliegen.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles
unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.
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Es zeigen, Fig.1 einen Längsschnitt eines rcftrförmigen Belüftungskörpers
mit zwei Belüfterelementen, Fig.2 eine vergrößerte Darstellung eines der in Fig.1
gezeigten Anschlußstücke im Längsschnitt, Fig.3 eine Seitenansicht des in Fig.2
dargestellten Anschlußstückes bei Betrachtung von der Zapfenseite her, und Fig.4
eine der Fig.3 entsprechende Darstellung bei Betrachtung von der entgegengesetzten
Seite.
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Ein Belüftungskörper 1 ist in hier nicht dargestellter Weise im Abwasser
einer biologischen Reinigungsanlage schwebend angeordnet. Er besteht aus zwei koaxial
angeordneten Belüfterelementen 2 in Form zylindrischer Rohrabschnitte,deren Wandung3aus
einem porösen Material besteht, welches eine aus feinen Fasern bestehende Filzstruktur
aufweist. Um den Belüfterelementen 2 eine gewisse Formbeständigkeit zu verleihen,
ist die Filzstruktur mit einem aushärtbaren Kunststoff getränkt.
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Jedes Belüfterelement 2 weist einen Luftkanal 4 auf.
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Die einander zugewandten Enden der Belüfterelemente 2 sind durch je
ein später noch zu beschreibendes Anschlußstück 5 aus einem Material mit gummielastischen,
abdichtenden Eigenschaften dicht verschlossen. Die einander abgewandten Enden der
Belüfterelemente 2 sind durch je einen später noch zu beschreibenden Verschlußteil
6, der ebenfalls aus einem Material mit gummielastischen, abdichtenden Eigenschaften
besteht, dicht verschlossen. Eine Versorgungsleitung 7 ist mit abdichtendem Sitz
zwischen beiden Anschlußstücken 5 angeordnet. Die zur Abdichtung und zum Zusammenhalt
des Belüftungskörpers 1 erforderlichen Kräfte werden durch einen innerhalb des Belüftungskörpers
1 angeordneten Zuganker 8 aufgebracht. An seinem einen Ende ist dieser Zuganker
8 mit einem auf der Außenseite des entsprechenden Verschlußteils 6 angeordneten
festen Widerlager 9 und an seinem anderen Ende mit einem mittels einer Feststellmutter
10 verstellbaren Widerlager 11 versehen. Die Bauelemente 10 und 11 sind ebenfalls
auf der Außenseite des zugeordneten Verschlußteils 6 angeordnet. Der Zuganker 8
ist mit abdichtendem Sitz in zentralen Längsbohrungen 12 bzw.I3 der Anschlußstücke
5
und der Verschlußteile 6 aufgenommen.
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Jedes Anschlußstück 5 besteht aus einem Zapfen 14, an dessen einem
Ende sich ein Dichtflansch 15 radial nach außen erstreckt. Eine Durchgangsbohrung
16 mit kleinerem Durchmesser als der Luftkanal 4 verläuft durch den Zapfen 14 und
mündet ebenso wie die Längsbohrung 12 in eine zentrale Erweiterung 17, deren Tiefe
in etwa den Dickenabmessungen des Dichtflansches 15 entspricht. Der Durchmesser
dieser Erweiterung 17 ist geringfügig kleiner als der Durchmesser des Zapfens 14.
Letzterer ist innerhalb des Luftkanals 4 des Belüfterelementes 2 angeordnet. Seine
Umfangsfläche liegt mit abdichtendem Sitz der Innenseite der Wandung 3 des Belüfterelementes
2 an. Zum besseren Einschieben in das Belüfterelement 2 ist die dem Inneren desselben
zugewandte Kante des Zapfens 14 durch Ausbildung eines Konus gebrochen.
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Im montierten und mittels des Zugankers 8 verspannten Belüftungskörper
1 Legen die Dichtflansche 15 der Anschlußstücke 5 mit abdichtendem Sitz sowohl den
zugeordneten Stirnflächen der Wandungen 3 der 3elüfterelemente 2 als auch der zwischen
ihnen angeordneten Versorgungsleitung 7 an. Letztere weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel
einen sich quer zum Belüftungskörper 1 erstrekkenden scheibenförmigen Ansatz mit
einer dem Durchmesser der Versorgungsleitung 7 entsprechenden Dicke zur Schaffung
von Parallelflächen auf, welchem die Dichtflansche 15 mit abdichtendem Sitz anliegen.
Die Versorgungsleitung 7 ist weiterhin mit zwei koaxialen Rohrstutzen 18 versehen,
die innerhalb der Erweiterungen 17 deren Umfangsflächen mit abdichtendem Sitz anliegen.
Die Versorgungsleitung 7 weist den gleichen Durchmesser wie die Stutzen 18 auf,
so daß die Durchgangsbohrung 16 rnitgeringerafl Durchmesser eine Drosselstelle darstellt
Zur Aufnahme der Versorgungsleitung 7 ist es auch möglich, beide Dichtflansche 15
mit je einer radial durchlaufenden Rinne zu versehen,
die beide
einen Kanal zur Aufnahme der beispielsweise einen kreisrunden Querschnitt aufweisenden
Versorgungsleitung 7 bilden. Der Durchmesser des Kanals ist hierbei zur Gewährleistung
eines abdichtenden Sitzes kleiner als der Durchmesser der Versorgungsleitung 7.
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An der dem Inneren des Belüfterelementes 2 angeordneten Stirnfläche
19 des Zapfens 14 ist eine Rüekschlagklappe 20 befestigt, welche zum Absperren der
Durchgangsbohrung 16 im Falle einer Unterbrechung der Luftzufuhr dient.
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Diese Rückschlagklappe 20 ist in Fig.1 i geöffneten Zustand und in
Fig.2 in der SchlielEstollung gezeigt.
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Die Rückschlagklappe 20 besteht aus einer einseitig befestigten Teflonfolie,
deren Dicke möglichst gering ist, jedoch gleichzeitig ein Hineinziehen der Rückschlagklappe
20 in die Durchgangsbohrung 16 verhindert.
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Eine derartig ausgebildete Rückschlagklape weist eine besonders hohe
Ansprechempfindlichkeit gegenüber Druckschwankungen auf.
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Eine einfache Abwandlung des Anschlußstückes 5 stellt der Verschlußteil
6 dar. Abgesehen von der Durchgangsbohrung 16 und der Rückschlagklappe 20 stimmt
er mit dem Anschlußstück 5 überein. Dadurch ist es möglich, auch beidseitig offene
Belüfterelemente 2 in der sich aus der Erfindung ergebenden vorteilhaften Weise
zu verschließen.
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In Fig.1 sind der besseren Übersichtlichkeit wegen die einander mit
abdichtendem Sitz anliegenden Flächen durch Linien mit gegenseitigem Abstand eingezechnet.
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Die Erfindung beschränkt sich nicht nur auf das vorstehend beschriebene
Ausführungsbeispiel. Gesäß weiteren Ausgestaltungen der Erfindung kann der Zuganker
mit Dicht-
sitz in der Längsbohrung des Zapfens des Anschlußstückes
eingesetzt sein, indem der Durchmesser der Längsbohrung kleiner als der des Zugankers
ausgebildet ist.
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Zur Erzielung einer weiter verbesserten Abdichtung können die der
Innenseite und/oder der Stirnfläche der Wandung des Belüfterelementes und/oder der
Versorgungsleitung anliegenden Flächen des Anschlußstückes mit ringförmigen Oberflächenerhöhungen
versehen sein. Auch andersartige Oberflächengestaltungen, auch an der Versorgungsleitung
bzw. dem Belüfterelement sind zum gleichen Zwecke denkbar.
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Um sicherzustellen, daß unterschiedlich lange und daher unterschiedliche
Luftmengen abnehmende Belüftungskörper mit Anschlußstücken montiert werden, deren
Durchgangsbohrungen einen der jeweiligen Luftmenge entsprechenden Durchmesser aufweisen,
können die Anschlußstücke mit einer den Durchmesser der Durchgangsbohrung kennzeichnenden
Markierung, vorzugsweise in Form unterschiedlicher Farbgebung, versehen sein.
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- L e e r s e i t e -