DE4416447C1 - Eiweißabschäumer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Abschäumer, insbesondere ei­ nen Eiweißabschäumer für Meerwasseraquarien.

Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet derartiger Abschäumer sind Meerwasseraquarien, die zur Aufrechterhaltung einer zufriedenstellenden Wasserqualität ständig gefiltert wer­ den müssen. Von den verschiedenen Filtertypen hat sich die Eiweißabschäumung besonders bewährt und in verschie­ denen Ausführungsformen durchgesetzt.

Dabei wird das Wasser mit feinperligen Luftblasen in Kon­ takt gebracht, an die sich organische Schadstoffe anla­ gern. Die Luftblasen sammeln sich als stabiler Schaum an der Oberfläche des Gerätes und können von dort abgeführt werden.

Ein besonderes. Problem bildet bei der Eiweißabschäumung der Eintrag des Gases, in aller Regel Luft, die gegebe­ nenfalls mit Ozon angereichert ist, in das Wasser. Hierzu sind verschiedene Verfahren bekannt:

• - Eintrag über Holz- oder Keramikausströmer
• - Eintrag über Venturidüsen mit Gaseinzug an der Druckseite der Pumpe
• - Eintrag über Dispergatoren, das sind Pumpen, die das Gas an der Saugseite der Pumpe einziehen und die Luftblasen an einem Flügelrad im Pumpenge­ häuse mit dem Wasser mischen und dabei zerstäu­ ben.

Sämtliche bekannten Vorrichtungen und Verfahren haben zum Teil erhebliche Nachteile. So sind Ausströmersteine sehr wartungsintensiv und müssen oft ausgetauscht werden, weil sich ihre feinen Poren zusetzen. Anlagen mit Venturidüsen benötigen hohen Druck am Injektor und sind daher insbe­ sondere für kleine Anlagen energetisch ungünstig, da sie verhältnismäßig große und starke Pumpen mit entsprechend erhöhtem Strombedarf benötigen. Die nach dem Dispergator­ prinzip arbeitenden Anlagen können zwar auch bei kleinen Anlagen zufriedenstellende Ergebnisse liefern, jedoch sind bisher bekannte Geräte mit starker Geräuschentwick­ lung behaftet und bereiten bei der Einstellung des Gleichgewichts zwischen Gas- bzw. Luft- und Wasserförde­ rung erhebliche Schwierigkeiten. Bei vielen im Aquarium befindlichen Abschäumern gelangen mit dem gereinigten Wasser Luftblasen ins Aquarium, die insbesondere beim Einsatz von Ozon am Abschäumer zu schädlichen Auswirkun­ gen auf die Aquarienbewohner führen können.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 92 09 563 ist ein nach dem Dispergatorprinzip arbeitender Proteinfänger bekannt, der die Luft mit normalen Flügelräder-Pumpen einsaugt. Dabei ist im Einzelfall die Luftleistung unter Umständen befriedigend, jedoch entwickeln diese Geräte im Betrieb eine erhebliche Lautstärke und es kommt zu Brummge­ räuschen. Zudem fehlt bei den nach diesem Prinzip arbei­ tenden, bekannten Geräten die Anpassung an unterschiedli­ che Pumpen bzw. Leistungen.

Aus der DE-OS 35 25 861 ist eine Vorrichtung bekannt, die als Eiweißabschäumer für Meerwasseraquarien dient und einen von Wänden begrenzten Reaktionsraum aufweist. Mittels einer Pumpe wird ein Gemisch aus Wasser und Luft erzeugt; die dabei entstehenden Luftblasen bewegen sich nach oben und führen hierbei unerwünschtes Eiweiß mit. Bei der bekannten Vorrichtung können Blasen am un­ ten liegendenden Auslaßende des Reaktionsraumes entwei­ chen, was nicht erwünscht ist, da das an den Blasen haftende Eiweiß dann nicht entfernt wird; außerdem kön­ nen Luftblasen aus ästhetischen Gründen im Aquarium un­ erwünscht sein.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu­ grunde, das Dispergatorprinzip derart zu verbessern, daß es geräuscharm einzusetzen ist und das Entweichen von Luftblasen ins Aquarium reduziert bzw. die Luftzufuhr optimiert wird.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.

Ein besonderes Merkmal der Erfindung besteht in der Querschnittserweiterung des vorzugsweise rohrförmig ausgebildeten Reaktionsraums, denn in diesem Bereich vermindert sich aufgrund der Erweiterung die Strömungs­ geschwindigkeit des in das Reaktionsrohr eingeführten Gas-Wasser-Gemisches, so daß die Luftblasen stehenblei­ ben und sogar aufsteigen und das Reaktionsrohr nicht mit dem Wasserstrom verlassen, sondern mit den daran haftenden, zu entfernenden Partikeln in den Abscheider gelangen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist saugseitig der Dispergator-Kreiselpumpe ein Vorfilter vorgeschal­ tet, das als mechanisches Filter wirkt und den Grob­ schmutz zurückhält.

Bevorzugt ist die Querschnittserweiterung trichterför­ mig am unteren Ende des vertikal angeordneten Reakti­ onsrohres vorgesehen, an dessen Auslaß im Bereich der Erweiterung sich vorzugsweise ein Filter befindet, das aus einem einen Filterschwamm umgebenden Filterkorb be­ stehen kann.

Das Gas-Wasser-Gemisch, das von der Dispergatorpumpe dadurch erzeugt wird, daß durch den Unterdruck an der Saug­ seite Gas, d. h. vorzugsweise Luft eingesaugt und in der Pumpe mit dem Wasser vermischt und zu feinsten Blasen zerschlagen wird, gelangt unter Druck dann in den oberen Bereich des Reaktionsrohres mit nach unten gerichteter Strömung, so daß die Luft zunächst mitgerissen wird. In der trichterförmigen Querschnittserweiterung vermindert sich die Strömungsgeschwindigkeit, so daß die Luftblasen stehenbleiben und aufsteigen. Die feinsten Luftblasen, die noch mit nach unten gezogen werden, gelangen durch eine im Filterkorb einlaßseitig vorgesehene zentrale Ein­ trittsöffnung mit dem Wasser in den Filterschwamm, der bei Ozonbetrieb auch mit Aktivkohle beschichtet bzw. durchsetzt sein kann, um restliches Ozon zu reduzieren. Die zentrale Eintrittsöffnung ist vorzugsweise von mehre­ ren im Durchmesser kleineren Steiglöchern umgeben, durch die die mitgerissenen Luftblasen in dieser besonders be­ ruhigten Zone wieder aufsteigen. Diese Anordnung verhin­ dert das Aufsteigen großer Luftblasen aus dem Schwamm, die die Schaumbildung im oberen Bereich des Reaktionsroh­ res stören würden.

Um an der Pumpe einen hohen Unterdruck zu erzeugen und eine große Luftmenge bei gleichzeitig hoher Wassermenge pumpen zu können, ist der Impeller der Dispergatorpumpe in weiterer Ausgestaltung der Erfindung als Nadelrad ausgebildet, wodurch auch die Betriebsgeräusche minimiert und die Luftblasen effektiv zerschlagen werden. Diese ho­ he Luftmenge wird benötigt, um die hohe Leistung des Ab­ schäumers zu gewährleisten. Das Nadelrad besteht bevor­ zugt aus mehreren radial sternförmig nach außen ragenden Nadeln bzw. Stiften und kann aus mehreren, jeweils in ei­ ner Ebene liegende Nadeln tragenden Nadelscheiben (zwei bis zehn Stück) zusammengesetzt sein, die drehfest auf eine Achse derart versetzt aufzuschieben sind, daß die Nadeln in axialer Richtung nicht fluchten. Die Achse kann als Adapter ausgebildet sein, so daß das erfindungsgemäße Nadelrad an verschiedene Pumpentypen angepaßt werden kann. Dabei ermöglicht der modulare Aufbau des Nadelrads den Einsatz der Nadelscheiben in Pumpen unterschiedlicher Stärke und verschiedenen Abmessungen der Pumpengehäuse.

Eine weitere Optimierung des Wirkungsgrades des erfin­ dungsgemäßen Abschäumers wird durch die Gestaltung des Abscheiders erreicht, der als bodenseitig offener Schaumtopf lösbar auf dem Reaktionsrohr aufgesetzt ist und mit einem Entlüftungslöcher aufweisenden Deckel ver­ sehen sein kann.

Die aufsteigenden Luftblasen werden im oberen Bereich des Abschäumers entwässert und der Schaum in den Schaumtopf gedrückt und dort gespeichert. Da der Schaumtopf lösbar auf das Reaktionsrohr aufgesetzt ist, kann er zum regel­ mäßigen Säubern leicht abgenommen werden. Seine besondere Ausbildung liegt in seiner doppelwandigen Gestaltung, wo­ bei die Wände an ihren unteren Rändern einstückig mitein­ ander verbunden sind und die innere Wand in Achsrichtung kürzer als die äußere ist.

Während die äußere der beiden koaxialen Wände des Schaum­ topfes Zylinderform besitzt, verjüngt sich die innere als Schaumrohr gestaltete Wand vom unteren Rand zum inneren des Schaumtopfes hin trichterförmig oder konisch, und zwar ohne Kante auf weniger als die Hälfte ihres ur­ sprünglichen Durchmessers, der vorzugsweise dem des obe­ ren Randes des Reaktionsrohres entspricht. Dieser koni­ sche oder trichterförmige Verlauf führt im Laufe der Ent­ wässerung, die eine Volumenverminderung bedeutet, zu gleichbleibender Aufstiegsgeschwindigkeit der Blasen und zu einem besonders leichten Schaumauswurf in den äußeren, ringförmigen Bereich des Schaumtopfes.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand eines in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbei­ spiels näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Eiweißabschäumer in schematisch perspekti­ vischer Darstellung und

Fig. 2 einen Impeller für die Dispergatorpumpe des Ab­ schäumers gemäß Fig. 1, in axialer Frontansicht.

Der komplett in das zu behandelnde Aquarienwasser einzu­ tauchende Abschäumer 1 besteht in der dargestellten Aus­ führungsform aus den folgenden Baukomponenten:

• - einer Dispergatorpumpe 2,
• - einem auf der Wasseransaugseite der Pumpe 2 vor­ geschalteten Vorfilter;
• - einem der Pumpe 2 druckseitig nachgeschalteten Reaktionsrohr 4 und
• - einem auf das vertikale Reaktionsrohr 4 oben aufgesetzten Schaumtopf 5.

Aus bereits erläuterten Gründen ist die Dispergatorpumpe 2 im vorliegenden Ausführungsbeispiel mit einem gemäß Fig. 2 gestalteten Impeller 6 anstelle des üblichen Flü­ gelrades der Kreiselpumpen versehen, der als Nadelrad ge­ staltet ist und zweckmäßigerweise aus mehreren hinter­ einander auf eine Achse 7 aufgesteckten Nadelscheiben 6a, 6b besteht. Zwischen zwei bis zehn der flachen Nadel­ scheiben 6a, b können in Anpassung an die gewünschte Lei­ stung und die Abmessungen des Pumpengehäuses auf eine entsprechend als Adapter typabhängig gestaltete Achse 7 aufgesteckt werden, und zwar in der Weise, daß sich der in Fig. 2 gezeigte Versatz der Nadeln ergibt, was zu ei­ nem erhöhten Dispersionswirkungsgrad führt. Die Nadeln 8 sind vorzugsweise im Querschnitt kreisrund, und es sind jeweils acht bis zwölf Stück auf einer Scheibe sternför­ mig vertikal zur Achse 7 angeordnet.

Das mechanische Vorfilter 3 besteht aus einem geflochten Gehäuse oder Gitterkäfig 9, der einen Schwamm 11 um­ schließt. Angesaugtes Wasser tritt allseitig gemäß den Pfeilen A in das Vorfilter 3 ein, wird vom Grobschmutz befreit und gelangt gemäß Pfeil B über einen Anschluß­ stutzen 12 in die Dispergatorpumpe 2, die über den Impel­ ler 6 gleichzeitig durch einen Luftansaugstutzen 13 Luft oder ein anderes Behandlungsgas, das mit Ozon angerei­ chert sein kann, gemäß dem Pfeil C ansaugt, so daß es zu einer Verwirbelung des Gases mit dem Wasser und zu einem intensiven Zerschlagen der Gasblasen in kleinere bis zu Mikrobläschen kommt (Dispersion).

Dieses "Dispersions"-Gemisch wird von der Pumpe 2 über deren Druckleitung 14 in den oberen Teil des Reaktions­ rohrs 4 gefördert, und zwar aufgrund der endseitig nach unten abgeknickten Druckleitung 14 mit nach unten gerich­ teter Strömungsrichtung D, die zudem durch entsprechende Schrägstellung des abgeknickten Endes der Druckleitung 14 eine Tangentialkomponente erfahren kann.

Von der nach unten gerichteten Strömung werden die Luft­ bläschen mitgerissen, an denen sich die zu entfernenden Partikel, insbesondere Eiweißstoffe, anlagern. Je weiter die Bläschen nach unten gelangen, um so mehr nimmt die nach oben gerichtete Aufstiegs kraft zu, so daß die Bläs­ chen beginnen, in der Strömung stehenzubleiben bzw. nach oben aufzusteigen.

Am unteren Ende besitzt das Reaktionsrohr eine Quer­ schnittserweiterung 15 in Form eines Trichterabschnitts, an den sich ein ein Endfilter 16 aufnehmender Endab­ schnitt des Reaktionsrohres 4 anschließt. Das Endfilter 16 besteht aus einem gegebenenfalls mit Aktivkohle durchsetzten und/oder beschichteten Filterschwamm, der von einem Käfig umgeben ist, dessen obere Stirnseite mit einer zentralen Eintrittsöffnung 17 von etwa zwei Dritteln des Rohrdurchmessers versehen ist, die von mehreren im Durchmesser demgegenüber kleineren Steig­ löchern 18 umgeben ist. Nach unten ist das Filter 16 mit einem Gitter 19 versehen, so daß das gereinigte Aquarien­ wasser dort gemäß Pfeil E austreten kann.

Das Filter 16 sorgt, wie bereits erwähnt, dafür, daß ge­ gebenenfalls noch unterhalb des Trichters 15 gelangende Luftblasen im Filterschwamm am Austritt nach unten aus dem Reaktionsrohr 4 gehindert und zum Aufstieg im Reak­ tionsrohr veranlaßt werden, wobei die vorbeschriebene Ge­ staltung das Aufsteigen großer Luftblasen aus dem Schwamm verhindert, die im Abschäumerrohr im Gegenstrom zum ein­ geführten, frisch dispergierten Wasser die Schaumbildung stören würden.

Wie ebenfalls bereits erwähnt, erfolgt im oberen Teil des Reaktionsrohrs 4 die Entwässerung der mit zu entfernenden Stoffen angereicherten Luftblasen unter Schaumbildung. Um hier eine optimale Entsorgung zu ermöglichen, wird der Schaum in den regelmäßig zu entleerenden Schaumtopf 5 überführt, der im dargestellten Ausführungsbeispiel durch eine Steckverbindung 21 auf das Reaktionsrohr 4 gesteckt wird, so daß er jederzeit im Bedarfsfall abgenommen wer­ den kann. Durch die der Darstellung in Fig. 1 zu entneh­ mende doppelwandige Gestaltung des Schaumtopfes 5 ergibt sich ein Ringraum 22, in den sich der durch das konisch nach innen sich verjüngende, gegenüber der Schaumtopfau­ ßenwand kürzere Schaumrohr 23 aufsteigende Schaum sam­ melt. Der konische Verlauf des Schaumrohres 23 trägt in hervorragender Weise der Tatsache Rechnung, daß der Schaum durch die fortschreitende Entwässerung im Volumen nach oben hin abnimmt, so daß sich dann im Ringraum 22 eine besonders optimale Schaumkonsistenz ergibt. Durch Entfernen eines oben auf dem Schaumtopf 5 vorgesehenen Deckels 24, der mit Entlüftungslöchern 25 versehen ist, wird der Ringraum 22 für die Entsorgung freigegeben.

Besonders günstig für die Handhabe ist es, daß die ein­ zelnen Komponenten des Abschäumers über Steckverbindungen zusammengefügt sind, so daß sie sich baukastenmäßig aus­ einandernehmen und zusammensetzen lassen, was die Wartung und Montage sehr erleichtert. So kann das Vorfilter 3 von der Pumpe 2 ebenso gelöst werden, wie diese vom Reak­ tionsrohr 4 und von diesem der Schaumtopf 5.

Claims (25)

1. Abschäumer, insbesondere Eiweißschäumer (1) für Meerwasseraquarien, mit

• - einer Wasser und Gas, insbesondere Luft und/oder Ozon ansaugenden Dispergatorpumpe (2),
• - einem druckseitig angeschlossenen Reaktionsraum (4),
• - einem Abscheider (5) auf dem oben liegenden Ende des Reaktionsraums (4) und
• - einer Querschnittserweiterung (15) am unten lie­ genden Auslaßende des Reaktionsraums (4).

2. Abschäumer nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein saugseitiges Vorfilter (3) für das aufzuberei­ tende Wasser.

3. Abschäumer nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein Rohr als Reaktionsraum (4).

4. Abschäumer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine trichterförmige Erweiterung (15) am unten liegenden Auslaßende des vertikal angeordneten Reaktionsrohres (4).

5. Abschäumer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine im Reaktionsrohr (4) nach unten gerichtete Zuführung (D) der Wasser- Luft-(Ozon-)Dispersion.

6. Abschäumer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch ein Filter (16) am Auslaßende des Reaktionsrohres (4).

7. Abschäumer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (16) aus einem einen Filterschwamm um­ gebenden Filterkorb besteht.

8. Abschäumer nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch einen aktivkohlebeschichteten und/oder -belade­ nen Filterschwamm.

9. Abschäumer nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Filterkorb auslaßseitig ein Gitter (19) aufweist und einlaßseitig mit einer zentralen Eintrittsöffnung (17) versehen ist, die von im Durch­ messer kleineren Steiglöchern (18) umgeben ist.

10. Abschäumer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der bodenseitig offene Abscheider (Schaumtopf) (5) lösbar auf das Re­ aktionsrohr (4) aufgesetzt ist.

11. Abschäumer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaumtopf (5) mit einem Deckel (24) versehen ist.

12. Abschäumer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (24) Entlüftungslöcher (25) besitzt.

13. Abschäumer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaumtopf (5) doppelwandig ausgebildet ist, wobei die Wände an ihren unteren Rändern einstückig miteinander verbun­ den sind.

14. Abschäumer nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Wand (23) in Achsrichtung kürzer als die äußere ist.

15. Abschäumer nach Anspruch 13 oder 14, gekennzeichnet durch koaxiale Wände.

16. Abschäumer nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Wand (23) als Schaumrohr sich vom unteren Rand zum Innern des Schaumtopfs (5) hin trichterförmig verjüngt.

17. Abschäumer nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der größte Querschnitt des Schaumrohres (23) dem des oberen Randes des Reaktionsrohres (4) entspricht.

18. Abschäumer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17, gekennzeichnet durch Kreisquerschnitte des Reaktionsraumes (4), des Abscheiders (5), des Vorfil­ ters (3) und/oder des Endfilters (16).

19. Impeller für die Dispergatorpumpe des Abschäumers (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Impeller ein mehrere Nadeln (8) tragendes Rad (6) ist.

20. Impeller nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch meh­ rere axial hintereinander drehfest auf einer Achse (7) befestigte Nadelscheiben.

21. Impeller nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Nadeln (8) sternförmig vertikal zur Impellerachse (7) nach außen ragen.

22. Impeller nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jede Nadelscheibe acht bis zwölf Nadeln (8) in einer Ebene trägt.

23. Impeller nach einem oder mehreren der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Nadelscheiben winkelversetzt auf die Achse (7) gesteckt sind.

24. Impeller nach einem oder mehreren der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Nadelrad (6) aus bis zu zehn versetzt hintereinander angeordneten Nadelscheiben besteht.

25. Impeller nach einem oder mehreren der Ansprüche 20 bis 24, gekennzeichnet durch deinen pumpentypabhängi­ gen Adapter, auf den die Nadelscheiben aufgesteckt werden können.