DE4118956C2 - Tauchbelüfter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Tauchbelüfter mit einem Grundkörper, mit mindestens zwei Ejektoren in dem Grundkörper, die an der Außenseite des Grundkörpers münden, mit einem ersten Hohlraum in dem Grundkörper, der einerseits mit einer Flüssigkeitsdruckleitung verbindbar ist und der andererseits mit den Ejektoren strömungsverbunden ist und mit einem zweiten Hohlraum in dem Grundkörper, der einerseits mit einer Gasansaugleitung verbindbar ist und andererseits mit den Ejektoren strömungsverbunden ist.

Flüssigkeitsbelüftungen werden z. B. in Abwasseranlagen eingesetzt, um den biologischen Abbauvorgang, bei dem organische Stoffe durch Bakterien oxidiert werden, zu beschleunigen.

Eine Flüssigkeitsbelüftung wird auch in Behältern für Kühlmittelemulsionen bei Werkzeugmaschinen angewandt, um die Standzeit der Kühlmittelemulsion zu erhöhen.

Zur Flüssigkeitsbegasung ist das Verfahren der Druckbelüftung bekannt, bei dem Luft durch Gebläse komprimiert und durch ein Rohrleitungssystem meist am Boden des Beckens eingeblasen wird. Dazu werden Tauchbelüfter eingesetzt, die mit einer Gasansaugleitung und einer Flüssigkeitspumpe ausgestattet sind und Ejektoren aufweisen. Diese Ejektoren sind einerseits mit der Flüssigkeitspumpe verbunden und weisen andererseits über Gaszufuhrkanäle eine Verbindung zu der Gasansaugleitung auf. Diese Tauchbelüfter sind aus mehreren Einzelteilen zusammengesetzt. Nachteilig ist bei derartigen Tauchbelüftern, daß sie einen hohen Herstellungsaufwand erfordern, einen großen Raum einnehmen und ein hohes Gewicht aufweisen.

Aus der DE-OS 25 48 754 ist ein Tauchbelüfter der eingangs genannten Art bekannt. Er hat eine komplizierte Form und kann nicht durch einfache spanabhebende Bearbeitung hergestellt werden. Er muß daher aus Einzelteilen z. B. durch Schweißen oder in anderer Weise zusammengesetzt werden, was einen hohen Arbeitsaufwand erfordert.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den eingangs genannten Tauchbelüfter so zu verbessern, daß er sich durch geringen Herstellungsaufwand und einfache Handhabbarkeit auszeichnet.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Tauchbelüfter erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Grundkörper zweiteilig ausgebildet ist und daß die Ejektoren und die Verbindungen des zweiten Hohlraums mit den Ejektoren als Bohrungen in dem Grundkörper ausgebildet sind.

Durch die Anordnung aller funktionswesentlichen Teile in einem Grundkörper wird eine sehr kompakte Bauweise erreicht, woraus eine erhebliche Gewichtsreduzierung und ein geringerer Platzbedarf gegenüber dem bekannten Stand der Technik resultiert. Da die funktionswesentlichen Bauteile, wie die Ejektoren und die Gaszuführungskanäle als Bohrungen ausgebildet sind, wird der Herstellungsaufwand erheblich reduziert.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist sowohl der erste als auch der zweite Hohlraum rotationssymmetrisch gestaltet. Die Hohlräume sind koaxial, d. h. sie besitzen eine gemeinsame Mittelachse. Zwischen beiden Hohlräumen besteht ein Abstand im Grundkörper, so daß diese keine direkte Verbindung zueinander aufweisen.

Die Ejektorbohrungen sind in dieser bevorzugten Ausgestaltung bezüglich der Mittelachse von dem ersten Hohlraum sternförmig radial nach außen gerichtet. Gaszuführkanäle, wie sie für die Funktion der Ejektoren benötigt werden, sind als Kanalbohrungen in axialer Richtung ausgeführt. Wie bereits beschrieben, verbinden diese Kanalbohrungen die als Ejektoren wirkenden Ejektorbohrungen mit dem zweiten Hohl­ raum.

Der Durchmesser des zweiten Hohlraumes ist zumindest an der Seite, an der die Kanalbohrungen den zweiten Hohlraum erreichen, größer als der doppelte Abstand der Kanalbohrun­ gen von der Mittelachse.

Diese bevorzugte Ausgestaltung zeigt eine besonders herstel­ lungsgünstige Form des erfindungsgemäßen Tauchbelüfters, da alle funktionswesentlichen Elemente mit einfachen Bearbei­ tungsvorgängen herstellbar sind.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des Tauchbelüfters sieht vor, daß die Verbindung zu der Gasansaugleitung an einer von der dem ersten Hohlraum abgewandten Seite des zweiten Hohlraumes angeordnet ist.

Weiterhin ist es möglich, den Tauchbelüfter so auszuführen, daß die Verbindung zu der Flüssigkeitspumpe an einer von dem zweiten Hohlraum abgewandten Seite des ersten Hohlraumes angeordnet ist.

Damit kann der Tauchbelüfter direkt an die Flüssigkeitspumpe angeschraubt oder anderweitig mit ihr verbunden werden.

Die Funktion des Tauchbelüfters ist darin zu sehen, daß durch die Flüssigkeitspumpe die Flüssigkeit in den ersten Hohlraum eingedrückt wird. Bedingt durch den Druck im ersten Hohlraum wird die Flüssigkeit über die Ejektorbohrungen nach außen gedrückt. Die Ejektorwirkung im Inneren der Ejektor­ bohrungen bewirkt ein Mitreißen von Gas. Damit wird über die Gaszuführkanäle, die als Kanalbohrungen ausgeführt sind, aus dem zweiten Hohlraum Gas angesaugt. Eine weitere Versorgung mit Frischgas für den zweiten Hohlraum erfolgt über die Gasansaugleitung. Das Mitreißen von Gas im Flüssigkeitsstrom durch die Ejektorbohrungen bewirkt einerseits eine fein­ blasige Verteilung des Gases im Flüssigkeitsstrom, und andererseits bewirkt das Ausstrahlen der Flüssigkeit mit den Gasbläschen eine Verwirbelung der übrigen Flüssigkeit im Flüssigkeitsbehälter.

Mit der Erfindung ist es nunmehr möglich, mit einem Tauchbelüfter, als kleines kompaktes Bauteil, eine Flüssig­ keitspumpe, z. B. eine Tauchmotorpumpe, mit wenigen Handgrif­ fen zu einer Baueinheit für die Flüssigkeitsbegasung auszugestalten. Lediglich eine Gasansaugleitung in der Form einer einfachen Rohrleitung ist an die Oberfläche der Flüssigkeit zu führen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher beschrieben. Die zugehörige Zeichnung zeigt einen Querschnitt durch einen erfindungs­ gemäßen Tauchbelüfter.

In der bevorzugten Ausführung ist der Grundkörper 1 zweigeteilt ausgeführt. Der Grundkörper besitzt eine zylin­ drische Außenkontur mit einer Mittelachse 2.

Ein erster Teil 1a des Grundkörpers 1, in der Figur der untere Teil, und ein zweiter Teil 1b des Grundkörpers 1, in der Figur der obere Teil, sind an der gemeinsamen Berüh­ rungsfläche 3 miteinander verbunden.

Auf der Seite des ersten Grundkörpers 1a, die der Berüh­ rungsfläche 3 gegenüberliegt, ist ein Gewindestutzen 4 angeordnet, der ein Außengewinde aufweist. In dem ersten Teil 1a des Grundkörpers 1 ist ein erster Hohlraum zylindrisch und konzentrisch zur Mittelachse 2 in Form einer Sackbohrung eingebracht, die von der Seite des Gewinde­ stutzens 4 bis unter die Berührungsfläche 3 reicht.

Von der Außenfläche 6 des Grundkörpers 1 bis in den ersten Hohlraum 5 hinein sind Ejektorbohrungen 7 angeordnet. Diese liegen radial und sternförmig zur Mittelachse 2. Etwa von der Hälfte ihrer Länge nach außen sind diese Ejektorbohrun­ gen 7 als Diffusoren konisch aufgeweitet.

Der zweite Teil 1b des Grundkörpers 1 weist einen zweiten Hohlraum 8 auf, der durch eine zylindrisch und koaxial zum Grundkörper 1 liegende Aussparung gebildet wird, die durch die Berührungsfläche 3 verschlossen ist. Von der der Berührungsfläche 3 gegenüberliegenden Seite des zweiten Teiles 1b des Grundkörpers 1 zum zweiten Hohlraum 8 ist eine Gasansaugbohrung 9 eingebracht, die der Verbindung mit einer nicht näher dargestellten Gasansaugleitung dient und zu diesem Zwecke mit einem Innengewinde versehen ist.

Die Verbindung zwischen dem ersten Teil 1a und dem zweiten Teil 1b des Grundkörpers 1 an der Berührungsfläche 3 kann mittels Kleben oder Schrauben oder ähnlichen Verbindungsmög­ lichkeiten hergestellt werden.

Von der Berührungsfläche 3 aus sind Kanalbohrungen 10 in axialer Richtung eingebracht, die bis zu den Ejektorbohrun­ gen 7 reichen. Diese Kanalbohrungen 10 weisen alle den gleichen Abstand zur Mittelachse 2 auf. Der Durchmesser des zweiten Hohlraumes 8 ist größer als der doppelte Abstand der Kanalbohrungen 10 von der Mittelachse. Damit wird erreicht, daß die Ejektorbohrungen 7 über die Kanalbohrungen 10 mit dem zweiten Hohlraum 8 verbunden sind.

Wie nicht näher dargestellt, ist es auch möglich, die Gasansaugbohrung 9 von einer anderen Seite, z. B. seitlich, anzuordnen. Auch eine seitliche Anordnung des Gewinde­ stutzens 4 am ersten Teil 1a des Grundkörpers 1 ist möglich, wodurch sich eine seitliche Verbindung des erfindungsgemäßen Tauchbelüfters mit der nicht näher dargestellten Flüssig­ keitspumpe ergibt.

Das Außengewinde des Gewindestutzens 4 dient dem direkten Aufschrauben des erfindungsgemäßen Tauchbelüfters auf die Flüssigkeitspumpe, die vorzugsweise als Tauchmotorpumpe ausgeführt ist. In die Gasansaugbohrung 9 wird ein Rohr der nicht näher dargestellten Gasansaugleitung eingeschraubt. Dieses Rohr der Gasansaugleitung wird bis über die Flüssig­ keitsoberfläche geführt.

Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Gasansaugleitung mit einem anderen Gasmedium, z. B. reinem Sauerstoff, zu verbinden, wenn ein anderes Medium als Luft zur Flüssig­ keitsbegasung verwendet werden soll.

In der Funktion des erfindungsgemäßen Tauchbelüfters wird durch die direkt an den Tauchbelüfter angeschlossene Flüssigkeitspumpe Flüssigkeit in den ersten Hohlraum 5 und von diesem über die Ejektorbohrungen 7 nach außen gedrückt. Durch die Strömung in den Ejektorbohrungen 7 wird aus den Kanalbohrungen 10 Gas mit dem Flüssigkeitsstrahl mitgerissen und damit im Flüssigkeitsstrahl feinblasig verteilt. Das Ansaugen des Gases erfolgt über die Kanalbohrungen 10 aus dem zweiten Hohlraum 8, der über die Gasansaugbohrung 9 mit einer Gasquelle, z. B. der freien Atmosphäre, verbunden ist, aus der das Gas zur Flüssigkeitsbegasung angesaugt wird.

Wie gezeigt, ist damit ein kleines und kompaktes Bauteil angegeben, welches sich durch geringes Gewicht und geringen Raumbedarf auszeichnet. Insbesondere durch die zweigeteilte Form des Grundkörpers 1 wird der erfindungsgemäße Tauchbe­ lüfter gegenüber dem Stand der Technik in der Herstellung wesentlich vereinfacht.

Claims (4)

1. Tauchbelüfter mit einem Grundkörper (1), mit mindestens zwei Ejektoren (7) in dem Grundkörper, die an der Außenseite (6) des Grundkörpers münden, mit einem ersten Hohlraum (5) in dem Grundkörper, der einerseits mit einer Flüssigkeitsdruckleitung verbindbar ist und der andererseits mit den Ejektoren (7) strömungsverbunden ist und mit einem zweiten Hohlraum (8) in dem Grundkörper, der einerseits mit einer Gasansaugleitung verbindbar ist und andererseits mit den Ejektoren (7) strömungsverbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (1) zweiteilig (1a, 1b) ausgebildet ist und daß die Ejektoren (7) und die Verbindungen (10) des zweiten Hohlraumes (8) mit den Ejektoren (7) als Bohrungen in dem Grundkörper (1) ausgebildet sind.

2. Tauchbelüfter nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der erste (5) und der zweite (8) Hohlraum rotationssymmetrisch und koaxial gestaltet sind, daß die Ejektorbohrungen (7) bezüglich der Mittelachse (2) von dem ersten Hohlraum (5) sternförmig radial nach außen gerichtet sind und Kanalbohrungen (10) in axialer Richtung in einem Abstand zu der Mittelachse (2) aufweisen, und daß der Durchmes­ ser des zweiten Hohlraumes (8) zumindest an der Seite, an der die Kanalbohrungen (10) angeordnet sind, größer als der doppelte Abstand der Kanalbohrungen (10) von der Mittelachse (2) ist.

3. Tauchbelüfter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung (9) zu der Gasansaugleitung an einer von dem ersten Hohlraum (5) abgewandten Seite des zweiten Hohlraumes (8) angeordnet ist.

4. Tauchbelüfter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zu der Flüssigkeitspumpe an einer von dem zweiten Hohlraum (8) abgewandten Seite des ersten Hohlraumes (5) angeordnet ist.