DE4211648A1 - Plattenbelüfter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Plattenbelüfter zum Einbringen von Gasen in eine Flüssigkeit.

Bei derartigen Plattenbelüftern kommt es auf ein mög­ lichst großflächiges und feindisperses Einbringen der Ga­ se, beispielsweise von Luft oder Sauerstoff in einen Be­ hälter zum biologischen Reinigen von Abwässern an.

Dies geschieht üblicherweise mit Begasungsgeräten, die im wesentlichen aus einem Stützkörper und einer darüber ge­ spannten, mit einer Perforation versehenen elastischen Membrane bestehen. Das Gas wird dabei über den Stützkör­ per im Bereich der Berührungsfläche zwischen Stützkörper und mehr oder weniger eng anliegender Membrane unter Druck eingespeist. Dabei hebt sich die Membrane unter gleichzeitiger Dehnung von dem Stützkörper ab, was mit einem Öffnen der Perforation verbunden ist. Das Öffnen der Perforation erlaubt den gewünschten Gasaustritt, wäh­ rend das Verschließen der Perforation beim Abschalten der Gaszufuhr im Zusammenwirken mit der auf die Oberfläche des Stützkörpers zurückkehrenden Membrane ein Eindringen der Flüssigkeit in die Gaszuleitung verhindert. Auf diese Weise ergibt sich ein vom Gasdruck zwischen der Membrane und dem Stützkörper abhängiges Öffnen und Verschließen der Perforation.

In konstruktiver Hinsicht ist es für ein wirksames Bega­ oben gerichtet ist, um ein koalszenzfreies Ablösen der Gasblasen und deren feindisperses Aufsteigen in der Flüs­ sigkeit zu gewährleisten. Des weiteren sollten die Belüf­ ter auftriebsarm sein, um sie ohne Schwierigkeiten am Bo­ den eines Begasungsbehälters anordnen und halten zu kön­ nen. Schließlich sollten derartige Belüfter ohne Beein­ trächtigung ihrer Handhabung eine möglichst große Be­ gasungsfläche besitzen, um den Leitungsaufwand für das Zuführen des Gases gering zu halten.

Diesen Anforderungen genügen die bekannten Belüfter nicht in allen Punkten. So beschreibt die deutsche Patent­ schrift 33 19 161 einen Belüfter mit einem rohrförmigen Tragkörper. Der Tragkörper besitzt einen kreisförmigen Querschnitt und Längsnuten, in die Gaseintrittsöffnungen münden, während die schlauchförmige Membrane im wesentli­ chen über ihre gesamte Oberfläche perforiert ist. Demzu­ folge gibt der Belüfter das Gas praktisch über seine gesamte Oberfläche, d. h. auch an seiner im Einbauzustand unteren Seite ab. Dies führt zwangsläufig zu einer Verei­ nigung der Gasblasen im Bereich der Unterseite des Belüf­ ters und zu einer erhöhten Gaskonzentration beiderseits des Belüfters.

Des weiteren ist aus der deutschen Patentschrift 33 16 140 ein Tellerbelüfter mit einem scheibenförmigen Trag­ körper bekannt, über den eine perforierte Membrane ge­ spannt ist. Dies gewährleistet zwar eine günstige, nach oben gerichtete Begasungsfläche. Der Rohrleitungsaufwand für die Gaszufuhr und der durch das Entstehen eines Luft­ polsters zwischen dem Tragkörper und der Membrane be­ dingte Auftrieb sind jedoch verhältnismäßig groß.

Schließlich ist aus der europäischen Offenlegungsschrift 00 28 728 auch bereits ein Plattenbelüfter bekannt, bei dem zwischen zwei peripher miteinander verschraubte Git­ terrahmen eine gasundurchlässige Bodenfolie und darüber­ liegend eine perforierte Begasungsfolie gespannt sind. Bei den Gitterrahmen handelt es sich um eine material- und arbeitsaufwendige Konstruktion, die einen Folienwech­ sel schwierig macht, weil dabei eine Vielzahl von Schrau­ ben gelöst und entfernt werden muß. Hinzu kommt der große Auftrieb dieses Belüfters, weil sich auch hier Luftpol­ ster zwischen den Membranen bilden.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Plat­ tenbelüfter zu schaffen, der sich auf einfache Weise her­ stellen läßt und bei geringem Auftrieb eine feindisperse und homogene Verteilung des Gases erlaubt.

Die Lösung dieser Aufgabe basiert auf dem Gedanken, dem Belüfter sowohl im Bereich des Gasaustritts einen im Hin­ blick auf die Gasverteilung in der zu begasenden Flüssig­ keit als auch im Bereich der Membranbefestigung im Hin­ blick auf die Befestigungsmittel jeweils optimalen Quer­ schnitt zu geben. Dies geschieht erfindungsgemäß mit ei­ nem Stützkörper aus einem flachen Begasungsteil und min­ destens einem im Querschnitt kreisförmigen Kopfstück je­ weils gleichen Umfangs und einer schlauchförmigen per­ forierten Membrane sowie im Bereich des Kopfstücks ange­ ordneten Befestigungsmitteln.

Aufgrund der beiden unterschiedlichen Querschnitte lassen sich der Begasungsteil und das Kopfstück im Hinblick auf ihre völlig unterschiedlichen Funktionen jeweils optimal gestalten. Die Erfindung weist so die beiden Funktionen Gasverteilung und Membranbefestigung jeweils einem beson­ deren Teil bzw. Querschnitt des einheitlichen Stützkör­ pers zu und erlaubt trotz der unterschiedlichen Quer­ schnitte der beiden Teile aufgrund deren gleichen Umfangs die Verwendung einer auf der gesamten Oberfläche des Stützkörpers eng anliegenden schlauchförmigen Membrane.

Im Hinblick auf eine möglichst große Begasungsfläche be­ sitzt der Begasungsteil des Stützkörpers vorzugsweise einen rechteckigen oder ovalen Querschnitt, während der Umfang des Kopfteils möglichst weitgehend einem Kreis entsprechen sollte. Dies erlaubt die Befestigung der Mem­ brane mit Hilfe eines einfachen Schellenbandes, das sich ohne besonderen Montageaufwand anbringen und auch wieder entfernen läßt. Der Kopfteil kann an ein Gasrohr ange­ flanscht und mit einem vorzugsweise achsparallelen Gaska­ nal versehen sein, in dem ein Rückschlagventil angeordnet sein sollte.

Aus statischen Gründen kann der Belüfter in Strömungs­ richtung des Gases eine abnehmende Höhe und eine zuneh­ mende Breite besitzen und dabei in der Draufsicht bei­ spielsweise etwa trapezförmige Kontur besitzen. Dies er­ laubt eine Verringerung der Wanddicke in Strömungsrich­ tung bei gleichbleibendem Umfang. Die damit verbundene Gewichtsverringerung verkleinert das am Befestigungsende des Belüfters wirksame Moment.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeich­ nung dargestellten Ausführungsbeispiels des Näheren er­ läutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen axialen Längsschnitt durch einen Plattenbelüfter,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Plattenbelüfter ge­ mäß Fig. 1,

Fig. 3 eine Stirnansicht des Belüfters nach Fig. 1,

Fig. 4 einen Querschnitt durch den Kopfteil des Belüfters der Fig. 1 nach der Linie IV-IV,

Fig. 5 einen Querschnitt durch den Begasungsteil des Belüfters der Fig. 1 nach Linie V-V und

Fig. 6 und 7 die den Fig. 1 und 5 entsprechenden Schnitte im Betriebszustand des Belüfters.

Der Belüfter besteht aus einem einstückigen Stützkörper mit einem mittleren Teil 1 und zwei Kopfstücken 2, 3. Wie sich aus den Querschnitten der Fig. 3 bis 5 ergibt, besitzen die Kopfteile 2, 3 einen kreisförmigen Quer­ schnitt, der entsprechend Fig. 4 zunächst in einen ova­ len Querschnitt und alsdann entsprechend Fig. 5 in den etwa flach-rechteckigen Querschnitt des Begasungsteils l übergeht.

Der Stützkörper 1, 2, 3 ist mit Hilfe eines in das Kopf­ stück 2 eingeschraubten Zugankers 4 an ein Gasrohr 5 an­ geflanscht und besitzt zwei achsparallele Gaskanäle 6, 7 mit Rückschlagventilen 8, 9.

Der Stützkörper 1, 2, 3 ist mit einer schlauchförmigen Membrane 10 versehen, die aufgrund des in allen Quer­ schnitten des Stützkörpers gleichen Umfangs und der abge­ rundeten Seiten des Begasungsteils 1 auf der gesamten Stützkörperoberfläche satt anliegt. Die Membrane 10 ist an beiden Kopfstücken 2, 3 mit Hilfe je eines Schellen­ bandes 11, 12 gasdicht befestigt.

Beim Einspeisen von Gas über die beiden Gaskanäle 6, 7 hebt sich die lediglich im Bereich ihrer nach oben wei­ senden Oberfläche mit einer Perforation 13 versehene Mem­ brane von der Stützkörperoberfläche ab und bildet einen Blähraum 14, von dem aus das Gas durch die Perforation 13 in die Flüssigkeit gelangt.

Trotz der wenig aufwendigen Befestigung der Membrane im Bereich eines kreisförmigen Querschnitts besitzt der er­ findungsgemäße Belüfter den im wesentlichen rechteckigen Querschnitt eines Plattenbelüfters und garantiert auf diese Weise bei verhältnismäßig geringem Auftrieb eine einfache Montage, einen schnellen und einfachen Membran­ wechsel und eine großflächige, feindisperse Gasverteilung in der Flüssigkeit. Der Auftrieb ist besonders gering, wenn die Tragkörperoberfläche im Bereich des Begasungs­ teils geringfügig gewölbt ist.

Claims (7)

1. Plattenbelüfter zum Einbringen von Gasen in eine Flüssigkeit mit

• - einem Stützkörper (1, 2, 3) aus einem fla­ chen Begasungsteil (1) und
• - mindestens einem im Querschnitt kreisförmigen Kopfstück (2, 3),
• - jeweils gleichen Umfangs,
• - einer schlauchförmigen perforierten Mem­ brane (10) und
• - im Bereich des Kopfstücks angeordneten Be­ festigungsmitteln (11, 12).

2. Belüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Begasungsteil (1) einen rechteckigen oder ovalen Querschnitt besitzt.

3. Belüfter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß ein Schellenband (11, 12) das Kopfstück (2, 3) mit der Membrane (10) umspannt.

4. Belüfter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfteil (2) an ein Gasrohr (5) angeflanscht ist.

5. Belüfter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Gaskanal (6, 7) des Kopfstücks (2) ein Rückschlagventil (8, 9) angeordnet ist.

6. Belüfter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gaskanal (5, 6) achsparallel verläuft.

7. Belüfter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Belüfter eine in Strömungsrichtung des Gases abnehmende Höhe und zunehmende Breite besitzt.