DE3516887C1

DE3516887C1 - Schaumanzeigegerät

Info

Publication number: DE3516887C1
Application number: DE19853516887
Authority: DE
Inventors: Wiprecht Dipl.-Chem. Dr. 5166 Kreuzau Eberius; Reinhold Dipl.-Ing. 5167 Kelz Wegert
Original assignee: Akzo GmbH
Current assignee: Akzo Patente 5600 Wuppertal De GmbH
Priority date: 1985-05-10
Filing date: 1985-05-10
Publication date: 1986-09-18

Description

Es ist jedoch auch möglich, die Verzweigung in zwei Rohre bzw. zwei Schenkel in anderer Art und Weise auszuführen, z. B. in Y-förmiger Ausführung, so daß die beiden Rohre (3) und (4) wie zwei gleiche Schenkel ausgeführt sind.
Entweder das Rohr (4) oder das Rohr (3) weist eine Austrittsöffnung (7) für den gebildeten Schaum auf. Am unteren Teil des Steigrohrs, d. h. an dem Teil, der in das zu untersuchende Wasser getaucht wird, ist ein mechanisch wirkendes Mittel zur Schaumerzeugung angeordnet (2). Dieses Mittel ist vorzugsweise als ein Rohr oder Schlauch ausgebildet, der eine Krümmung aufweisen kann und durch den Luft oder Gas eingeblasen wird, so daß sich Blasen bilden, welche in dem Steigrohr aufsteigen und dabei Schaum bilden. Der Schaum steigt bei Gebrauch des Gerätes, wenn schaumbildende Stoffe im Wasser vorhanden sind, in dem Steigrohr (1) hoch und steigt dann weiter in den beiden abgezweigten Rohren (3) und (4) so hoch, bis er die Höhe des Auslaufs (7) erreicht, durch den bei Fortsetzung von Schaumbildung der weitere gebildete Schaum abläuft.
Am oberen Ende der beiden verzweigten Rohre ist ein Schallgeber (5) bzw. ein Schallempfänger (6) angebracht. Dabei kann der Schallgeber entweder am Rohr (3) oder am Rohr (4) angebracht sein. Zwischen Schallgeber (5) und Schallempfänger (6) besteht eine Schallstrecke, d. h. wenn der Schallgeber (5) einen Schall erzeugt, gelangt dieser Schall durch das Rohr (3) und das Rohr (4) zum Schallempfänger (6). Sobald sich Schaum bildet und der Schaum in die abgezweigten Rohre (3) und (4) steigt, wird die Schallstrecke durch Schaum unterbrochen. Dies wirkt sich entweder in der Weise aus, daß der Schall vom Schallgeber den Schallempfänger überhaupt nicht mehr erreichen kann oder daß die Schallintensität merklich herabgesetzt wird. Dies wird durch den Schallempfänger entsprechend registriert.
An Stelle des Rohrs oder Schlauchs zum Einblasen von Luft oder Gas kann auch ein anderes mechanisch wirkendes Mittel angeordnet werden, z. B. ein Rührer, der durch seine Bewegung Schaum bildet.
Es ist zweckmäßig, wenn das Steigrohr (1) ein stabförmig ausgebildetes bewegliches Mittel (8) enthält, das den Schaum vorzugsweise langsamer zerstört als er gebildet wird. Dieses stabförmige Mittel ist zweckmäßig so befestigt, daß es innerhalb des Steigrohres Pendelbewegungen durchführen kann, wobei es im Laufe der Zeit den gebildeten Schaum wieder zerstört.
Schallgeber und Schallempfänger können in einfacher Weise ausgeführt sein. So sind Oszillatoren einfachster Bauweise geeignet. Auch für die Empfänger können übliche schallaufnehmende Vorrichtungen eingesetzt werden. So sind im Prinzip Schallgeber und Schallempfänger geeignet, wie sie bei einem Telefon oder in einer Stereoanlage zum Einsatz gelangen. Der Schallgeber und der Schallempfänger ist zweckmäßigerweise mit einer Schutzhülle, z. B. einer Plastikmembran wasserdicht abgeschlossen, so daß Feuchtigkeit und evtl. Wasserspritzer die Funktionsweise der Geräte nicht stören können.
Es ist vorteilhaft, wenn der Schallgeber in der Lage ist, verschiedene Frequenzen abzugeben, da bei einer feststehenden Frequenz die Gefahr besteht, daß durch Änderungen der Wasserhöhe und in Folge der Verschmutzungen sich die Resonanzfrequenz des Rohrsystems verändert. Dadurch ergeben sich unerwünschte Lautstärkeschwankungen am Empfänger, die zu Fehlanzeigen führen können. Deshalb ist es zweckmäßig, wenn der Schallgeber als Schallgeber mit periodisch sich verändernden Frequenzen ausgebildet ist.
So ist z. B. eine Ausführungsform geeignet, die im Sekundenzyklus die Frequenz von 1 kHz auf ca. 2 kllz ändert. Lautstärkeunterschiede durch Resonanzfrequenzen können so elektronisch ausgemittelt werden.
Das Rohrsystem, d. h. das Steigrohr und die Zweigrohre können z. B. aus Kunststoff ausgeführt sein. Es ist aber auch möglich, die Rohre aus metallischen Werkstoffen herzustellen. Die lichte Weite der Rohre kann in verhältnismäßig weiten Grenzen variieren. Es ist jedoch vorteilhaft, wenn die lichte Weite zumindestens etwa 30 mm beträgt, da auf diese Weise die Reinigung der Geräte einfacher durchzuführen ist. Auch steigt der Schaum in Rohren, die einen inneren Durchmesser von mindestens 30 mm aufweisen, ungestört nach oben, und die Gefahr von Verschmutzung während der Untersuchung ist verhältnismäßig gering.
Der maximale Durchmesser der Rohre hängt einmal von der Intensität der Schaumbildung der zu untersuchenden Wasser ab, zum anderen aber auch von der Stärke der zur Schaumerzeugung wirkenden mechanischen Mittels ab. So sind für die meisten Fälle innere Durchmesser von etwa 30 bis etwa 70 mm sehr geeignet. Die Vorrichtung sollte so dimensioniert sein, daß die Verzweigung während des Gebrauchs der Vorrichtung nicht allzu weit über der Wasseroberfläche liegt Es ist zweckmäßig, wenn das Steigrohr bei der Benutzung mindestens etwa 50 mm tief in das Wasser eingetaucht wird, im praktischen Gebrauch haben sich Eintauchtiefen von 50 bis 300 mm und sogar bis 1000 mm bewährt.
Die Entfernung vom untersten Ende des Steigrohrs bis zur Verzweigungsstelle sollte dann etwa 200 bis 500 bzw. 200 bis 1200 mm betragen.
Da im allgemeinen der sich bildende Schaum eine Zeitlang stabil ist, ist es zweckmäßig, dafür Sorge zu tragen, daß der Schaum allmählich auch wieder zerstört wird. Das bewegliche stabförmige Mittel ist in der Lage, im Steigrohr hin und her zu pendeln oder bewegt zu werden und zwar in allen Richtungen, und zerstört dabei die gebildeten Schaumbläschen. Wird während der Untersuchung aus dem untersuchten Wasser kein Schaum mehr nachgeliefert, da keine schaumbildenden Stoffe mehr vorhanden sind, wird durch Zerstörung des Schaums die Schallstrecke wieder frei, so daß die Schallimpulse vom Schallgeber den Schallempfänger wieder voll erreichen können.
Im allgemeinen ist, während der Schaum gebildet wird, der Schaum so stabil, daß er in der Lage ist, Steigrohr und die abgezweigten Zweigrohre bis in Höhe des Auslaufs anzufüllen, ohne daß er bereits in der Entstehungsphase von der mechanisch wirkenden stabförmigen Mittel schneller zerstört wird, als er gebildet wird.
Es versteht sich von selbst, daß bei instabileren Schäumen das stabförmig ausgebildete bewegliche Mittel arretiert oder entfernt wird, so daß es nicht vorzeitig den Schaum zerstören kann.
Es ist natürlich auch möglich, den gebildeten Schaum in regelmäßigen und unregelmäßigen Abständen in der Meßvorrichtung durch Zugabe eines Antischaummittels oder durch Einsprühen von Alkohol zu zerstören, so daß die Schallstrecke wieder frei wird, sich wieder neuer Schaum bilden kann und die Meßvorrichtung entsprechend zu füllen vermag.
Es war besonders überraschend, daß man mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Mittel in der Hand hat, mit dem man schnell und zuverlässig feststellen kann, ob Wasser schaumbildende Stoffe enthält. Das Gerät ist sehr robust und unempfindlich gegenüber Verschmutzungen. Es ist sehr einfach in seinem Aufbau und wirtschaftlich herstellbar und sehr wirtschaftlich in seinem Einsatz, da es keines komplizierten apparativen Aufbaus bedarf und da es vollständig ohne chemisch arbeitende Analysenmethoden wirkt. Insoweit spricht das Gerät auf alle schaumbildenden Substanzen an, gleichgültig welchen chemischen Aufbaus sie nun sind.
Das Gerät zeigt bei Einsatz innerhalb kurzer Zeit an, ob das Wasser schaumbildend ist oder nicht. Vielfach dauert es höchstens 20 Sekunden, bis es zu einer entsprechenden Anzeige kommt, so daß dann sofort eine entsprechende Behandlung des Wassers erfolgen kann, z. B. durch Zusatz von Antischaummitteln in Kläranlagen.

Claims

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum Erkennen von schaumbildenden Stoffen in Wasser, gekennzeichnet durch ein Steigrohr (1), an dessen unterem zum Eintauchen in das Wasser dienenden Ende ein mechanisch wirkendes Mittel (2) zur Schaumerzeugung angeordnet ist und das sich in seinem oberen Teil in zwei Zweigrohre (3) und (4) verzweigt, wobei das eine Zweigrohr (3) oder (4) einen Schallgeber (5) und das andere Zweigrohr (4) oder (3) einen Schallempfänger (6) aufweist und die Rohrverzweigung zwischen Schallgeber und Schallempfänger eine Schallstrecke bildet, und eines der Zweigrohre (3) oder (4) oberhalb der Verzweigung und unterhalb des Schallempfängers oder Schallgebers eine Austrittsöffnung (7) für den gebildeten Schaum besitzt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Schaumerzeugung dienende Mittel (2) als Rohr oder Schlauch zum Einblasen von Luft oder Gas ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steigrohr (1) eine U-förmige Verzweigung aufweist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schallgeber (5) als Schallgeber mit periodisch sich verändernden Frequenzen ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schallgeber (5) als Frequenzgeber im Bereich von 1 bis 2 kHz ausgebildet ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schallgeber (5) als Ultraschallgeber ausgebildet ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Steigrohr (1) ein stabförmig ausgebildetes, bewegliches Mittel (8) zum mechanischen Zerstören des gebildeten Schaums enthält.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das stabförmige Mittel (8) in einer Weise angeordnet ist, daß es durch die Wasserströmung bewegt wird.

Die meisten fließenden Wasser enthalten heute in mehr oder weniger großen Mengen schaumbildende Substanzen wie synthetische Tenside, Detergentien, Seifen u. dgl., so daß sich an vielen Stellen unerwünschter Schaum bildet. Eine solche Schaumbildung ist besonders zu beobachten an Stromschnellen, Schleusen, Wasserfällen u. dgl. und vor allem auch in Kläranlagen, in denen Wasser geklärt werden, die im besonderen Maße zur Schaumbildung neigen. Hier tritt vor allem der Schaum auch in den biologischen Reinigungsstufen, auf, wo in das zu klärende Wasser Luft eingeblasen wird.

Vor allem an sogenannten Waschtagen, aber auch bei Betriebsstörungen der Einleiter kann es zu erhöhter Schaumbildung in den Kläranlagen kommen. Die Schaumbildung muß vielfach durch Zusatz von Antischaummitteln bekämpft werden.

Um Schäden für die Biologie der Kläranlage durch Einsatz von Antischaummitteln zu verhindern, ist es wünschenswert, frühzeitig zu erkennen, ob die zu klärenden Wasser schaumbildend sind oder nicht. Chemische Analysenverfahren, mit denen man das Wasser untersuchen kann, haben den Nachteil, daß sie nur auf bestimmte Stoffgruppen ansprechen. Die entsprechenden Analysengeräte, insbesondere solche, welche automatisch arbeiten, sind, sofern überhaupt vorhanden.

darüber hinaus kostspielig in der Anschaffung und Wartung und ferner häufig störanfällig.

Es besteht deshalb noch das Bedürfnis nach einem billigen und relativ wartungsfrei arbeitenden Schaumanzeigegerät, das unabhängig von der chemischen Zusammensetzung des im Wasser vorhandenen schaumbildenden Stoff anzeigt, ob das Wasser schaumbildend ist oder nicht.

Aufgabe der Erfindung ist deshalb eine Vorrichtung, welche in einfacher Weise ohne Zuhilfenahme von chemisch arbeitenden Analyseverfahren anzeigt, daß das Wasser schaumbildend ist, d. h. daß es schaumbildende Stoffe enthält, und die sich durch robusten Aufbau auszeichnet, die problemlos arbeitet und die in einfacher Weise an eine Alarmanlage oder weitere Anzeigegeräte angeschlossen werden kann.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Erkennen von schaumbildenden Stoffen in Wasser gelöst, die gekennzeichnet ist durch ein Steigrohr (1), an dessen unterem zum Eintauchen in das Wasser dienenden Ende ein mechanisch wirkendes Mittel (2) zur Schaumerzeugung angeordnet ist und das sich in seinem oberen Teil in zwei Zweigrohre (3) und (4) verzweigt, wobei das eine Zweigrohr (3) oder (4) einen Schallgeber (5) und das andere Zweigrohr (4) oder (3) einen Schallempfänger (6) aufweist, und die Rohrverzweigung zwischen Schallgeber und Schallempfänger eine Schallstrecke bildet und eines der Zweigrohre (3) oder (4) oberhalb der Verzweigung und unterhalb des Schallempfängers oder Schallgebers eine Austrittsöffnung (7) für den gebildeten Schaum besitzt. Vorzugsweise ist das zur Schaumerzeugung dienende Mittel (2) als Rohr oder Schlauch zum Einblasen von Luft oder Gas ausgebildet. Das Steigrohr (t) weist vorzugsweise eine U-förmige Verzweigung auf.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Schallgeber als Schallgeber mit periodisch sich verändernden Frequenzen ausgebildet. Der Schallgeber kann als Frequenzgeber im Bereich von 1 bis 2 kHz ausgebildet sein.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Schallgeber als Ultraschallgeber ausgebildet. Es ist vorteilhaft, wenn das Steigrohr ein stabförmig ausgebildetes, bewegliches Mittel (8) zum mechanischen Zerstören des gebildeten Schaums enthält. Dieses bewegliche Mittel ist vorzugsweise so angeordnet, daß es durch die Wasserströmung der schaumbildenden Stoffe enthaltenden Wassers bewegt wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird an Hand der Figur beispielhaft beschrieben. Das Steigrohr (1), das mit seinem unteren Ende in das zu untersuchende Wasser getaucht wird, weist eine Verzweigung in zwei Rohre (3) und (4) auf. Dabei kann eine Verzweigung in einer geradlinigen Verlängerung des Steigrohrs (1) bestehen.

wobei die andere Verzweigung (4) abgewinkelt, im vorliegenden Fall im rechten Winkel, angebracht ist. Diese Art der Verzweigung ist ein Beispiel für die vorteilhafte U-förmige Verzweigung.