DE9013213U1 - Membrane for a surface fumigator and surface fumigator - Google Patents
Membrane for a surface fumigator and surface fumigatorInfo
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Description
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Die Erfindung betrifft eine Meiabran für einen &idigr;iächenbegaser gemäss Oberbegriff von Anspruch 1 sowie einen Flächenbegaser gemäss Anspruch 7.The invention relates to a membrane for a surface fumigator according to the preamble of claim 1 and a surface fumigator according to claim 7.
Fläcnenbegaser zum feinblasigen Belüften von Wasser,- &khgr;:^.-.·&lgr;- «?ondere Abwasser -ind in "an verschiedensten Ausführungsfor-"i«a bekennt und gebrauch!. ;h. Dabei wird in der Regi-I zwisehan ein seheibenförmigfc.. rrägexelr-ment und eine darüber gesperrte, mit kleinen Oeffnungen versehene Membran Druckluft eingeblasen. Die Membran wird ^a^ann;· und die Druckluft tritt in vielen kleinen Bläschen durch die Oeffnungen oder Poren der Membran in die darüberliegende Flüssigkeit aus. Bei einem Flächenbegaser für Abwasser gemäss DE-PS-33 16 140 wird eine elastische Begasungsmembran vorgeschlagen, die sich nach iem Abschalten der Druckluftquelle derart an das Trägerelement anlegen soll, dass durch den Druck des Abwassers eine Dichtwirkung eintreten soll. Dadurch soll verhindert werden, dass Abwasser in die Druckluftleitung eindringt. Beim Flächenbegaser gemäss EP-PS-174 429 wird die Verwendung einer Membran vorgeschlagen, deren Oeffnungen oder Poren sich beim Abstellen der Druckluftquelle elastisch wieder schliessen. Auch damit soll verhindert werden, dass Abwasser in die Druckluftleitung eintritt.Surface aerators for the fine-bubble aeration of water, especially waste water, are known and used in a wide variety of designs. In this process, compressed air is blown in between a disk-shaped support element and a membrane with small openings that is closed above it. The membrane is then opened and the compressed air exits in many small bubbles through the openings or pores of the membrane into the liquid above. In a surface aerator for waste water according to DE-PS-33 16 140, an elastic aeration membrane is proposed that should adhere to the support element after the compressed air source is switched off in such a way that a sealing effect should occur due to the pressure of the waste water. This is to prevent waste water from entering the compressed air line. For the surface fumigator according to EP-PS-174 429, the use of a membrane is proposed, the openings or pores of which close elastically when the compressed air source is turned off. This is also to prevent waste water from entering the compressed air line.
Auch bei der Einrichtung zum feinblasigen Belüften von Wasser gemäss DE-Al-29 42 607 ist vorgesehen, dass sich die Luftverteilerfolie bzw. die Membran bei fehlender oder geringer Luftzufuhr dichtend an die Luft/ ifuhröffnung anlegen soll, um diese zu verschliessen. An der Folie ist dazu auch eine Abdichtrondelle vorgesehen und zum Stützen Her Membran sind Stege, Verstärkungsrippen und auch eine Glasfaser-Kunststoffschicht einaebaut. Ditjse Glasfaser-Kunststoff schicht soll derThe device for fine-bubble aeration of water according to DE-Al-29 42 607 also provides that the air distribution film or membrane should seal against the air/air opening in the event of a lack of or low air supply in order to close it. A sealing disc is also provided on the film for this purpose and webs, reinforcing ribs and a glass-fibre-plastic layer are built in to support the membrane. This glass-fibre-plastic layer is intended to
Folie eine besondere Steifigkeit verleihen, so dass ein Aufwölben der gelochten Folie bei Luftzufuhr vermieden wird.Give the film a special rigidity so that the perforated film does not bulge when exposed to air.
In der Praxis hat sich bei derartigen Flächenbegasern gezeigt, dass aufgrund des höht;- .nnendrucks unter der Membran diese nach relativ kurzer Betriebszeit in verschiedener Hinsicht nichw mehr in der Lage ist, ihre Funktion zu erfüllen. Einerseits wird die Membran vor allem &iacgr;.&tgr;&igr; Zentrum einer derartigen Zugspannung unterworfen, dass sich dio Poren Gder Begasungsöffnungen nicht mehr schliessen. Damit kann Wasser in die Gaszufuhr-Oeffnung eindringen. Ausserdem hat sich gezeigt, dass vor allem bei Membranen aus Gummi-Werkstoff (die unter verschiedensten Gesichtspunkten optimal sind) sogar eine derartige Ueberdehnung eintritt, dass auch die mittlere AbdichtrondelIe davon betroffen ist und damit jede Dichtfunktion dahinfällt. Die Lebensdauer der Membran ist also in der Praxis ausserordentlich gering. Der Versuch gemäss DE-Al-29 42 607, durch Gitter oder Verstärkungsfolien die Membran zu stützen, ist einerseits aufwendig und bringt andererseits keine Verbesserung im Hinblick auf die Ueberdehnung der Poren.In practice, it has been shown that, due to the increased internal pressure under the membrane, after a relatively short period of operation, it is no longer able to fulfil its function in various respects. On the one hand, the membrane, especially in the centre, is subjected to such tensile stress that the pores of the gassing openings no longer close. This allows water to penetrate into the gas supply opening. In addition, it has been shown that, especially with membranes made of rubber material (which are optimal from a variety of points of view), such overstretching occurs that the middle sealing disc is also affected and any sealing function is therefore lost. The service life of the membrane is therefore extremely short in practice. The attempt according to DE-Al-29 42 607 to support the membrane with grids or reinforcing foils is on the one hand complex and on the other hand does not bring any improvement with regard to the overstretching of the pores.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Bekannten zu vermeiden, insbesondere also eine Membran für einen Flächenbegaser und einen Flächenbegaser zu schaffen, bei dem auch nach längerer Betriebsdauer die Funktion der Begasungsfolie einerseits und die zuverlässige Abdichtung des Gaszufuhr-Rohrs andererseits beim Abschalten der Luftzufuhr gewährleistet bleibt. Zudem soll die Möglichkeit geschaffen werden, eine Membran mit Gasdurchtrittsöffnungen zu verwenden, die nicht erst durch einen Ueberdruck aufgeweitet und geöffnet werden müssen, so dass mit geringeren Gasdrucken gearbeitet werden kann. Ausserdem soll die Lebensdauer der Membran ohne Einsatz aufwendiger StützgitLer oder zusätzlicher Stützschichten wesentlich verlängert werden.The aim of the invention is to avoid the disadvantages of the known, in particular to create a membrane for a surface fumigator and a surface fumigator in which the function of the fumigation film on the one hand and the reliable sealing of the gas supply pipe on the other hand are guaranteed even after a long period of operation when the air supply is switched off. In addition, the possibility should be created of using a membrane with gas passage openings that do not have to be expanded and opened by excess pressure, so that work can be carried out with lower gas pressures. In addition, the service life of the membrane should be significantly extended without the use of complex support grids or additional support layers.
Erfindungsgemäss wird dies in erster Linie cjemäss K^nn/eichen der Ansprüche erreicht.According to the invention, this is achieved primarily in accordance with the provisions of the claims.
Als Trägerelement für die Begasungsmembrane eignen sich beliebige Halteeinrichtungen, welche die Membran so einspannen, dass zwischen Membran und Trägerelement ein Raum entsteht, der durch Zufuhr von Gas durch eine Gaszufuhröffnung unter Innendruck gesetzt werden kann. Die Trägerelemente können also insbesondere tellerförmig (z.B. gemä^s EP-PS-174 429 oder DE-PS-33 16 14ü) oder auch rechteckig (gemäss DE-Al-29 42 607) sein.Any type of holding device that clamps the membrane in such a way that a space is created between the membrane and the support element, which can be placed under internal pressure by supplying gas through a gas supply opening, is suitable as a support element for the gassing membrane. The support elements can therefore be plate-shaped (e.g. according to EP-PS-174 429 or DE-PS-33 16 14ü) or rectangular (according to DE-Al-29 42 607).
Als Membran eignen sich vor allem &Sgr; alien aus Kunststoffen und/oder Gummi wie z.B. EDPM- oder anderen flexiblen und/oder elastischen Werkstoffen. Die Gasdurchtrittsöffnungen können in bekannter Weise gebohrt, geschnitten, gestanzt, eingestochen oder auf beliebige andere Weise während des Herstellungsvorgangs der Membran oder in einem separaten Arbeitsgang danach angebracht werden.Membranes made of plastics and/or rubber, such as EDPM or other flexible and/or elastic materials, are particularly suitable. The gas passage openings can be drilled, cut, punched, pierced or installed in any other way during the manufacturing process of the membrane or in a separate operation afterwards.
Die Gaszufuhröffnung kann beliebig durch das Trägerelement oder auch von oben her durch die Membran geführt sein. Besonders Tiweckmässig ist es aber, wenn die Gaszufuhröffnung derart in den Zwischenraum zwischen Membran und Trägerelement mündet, dass die Aufwölbung der Membran bei Druckluft-Zufuhr nicht behindert wird.The gas supply opening can be routed through the support element or from above through the membrane. However, it is particularly useful if the gas supply opening opens into the space between the membrane and the support element in such a way that the arching of the membrane is not hindered when compressed air is supplied.
Beim erfindungsgemässen Flächenbegaser bzw. bei der Membran für den Flächentegaser wird in Abwendung von der Lehre gemäss DE-Al-29 42 607 oder der DE-PS-33 16 140 die Membran zwischen Randbereich und Zentrum mit wenigstens einer Verstärkung in der Begasungsfläche versehen. Diese Verstärkung kann vorteilhaft dadurch erzielt werden, dass z.B. die Membran von Randbereich zum Zentrum hin in wenigstens einem Bereich zunimmt, wobei die Zunahme der Wandstärke kontinuierlich odei sprunghaft erfolgen kann. Ersichtlicherweise nimmt die Span-In the surface gasifier according to the invention or in the membrane for the surface gasifier, in deviation from the teaching according to DE-Al-29 42 607 or DE-PS-33 16 140, the membrane between the edge area and the center is provided with at least one reinforcement in the gassing area. This reinforcement can be advantageously achieved by, for example, the membrane increasing in at least one area from the edge area to the center, whereby the increase in wall thickness can occur continuously or abruptly. Obviously, the tension
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nung in der Membran mit zunehmendem Abstand von dor Einspannstelle am Rand zum Membran-Zentrum hin zu. Durch diese unterschiedlichen Span/iangsverhältnicpe tritt eine unterschiedliche Belastung des Membran-Materials auf, das zu unterschiedlichem Verhalten der Gasdurchtrittsöffnungen und auch unterschiedlicher Dehnunq/Alterung führt. Durch die Verstärkung br.w. die Verstärkungen in der Begasungsfläche wird die Spannungsbelastung des Membran-Querschnitts ausgeglichener, wodurch auf optimal einfache Weise eine Vielzahl von Problemen ohne zusätzliche Massnahme gelöst wird. Kontinuierliche Zunahme der Wandstärke erlaubt dabei weitgehenden Ausgleich von Spannungsunterschieden. Stufenweise Verdickung der Wandstärke kann besonders herstellungsmässig Vorteile bringen.The tension in the membrane increases with increasing distance from the clamping point at the edge to the center of the membrane. Due to these different tension ratios, a different load occurs on the membrane material, which leads to different behavior of the gas passage openings and also different expansion/aging. The reinforcement, i.e. the reinforcements in the gassing area, makes the tension load on the membrane cross-section more balanced, which solves a large number of problems in an optimally simple way without additional measures. Continuously increasing the wall thickness allows for a large compensation of tension differences. Gradual thickening of the wall thickness can bring advantages, especially in terms of production.
In der Praxis hat sich gezeigt, dass sich besonder&ogr; gute Ergebnisse erzielen lassen, wenn die Membrane im dicksten, dem Zentrum benachbarten Flächenabschnitt wenigstens doppelt so dick und vorteilhaft etwa dreimal so dick ist wie im Randbereich. Ganz besonders gute Ergebnisse lassen sich erzielen, wenn die Membran nicht trommelartig über ein konkaves Trägerelement gespannt ist, sondern im aufgeblasenen Zustand etwa einen kalotten- oder halbkugelförmigen Querschnitt aufweist. Dadurch werden die Spannungsunterschiede in der Membranwand weiter reduziert, was bei Anwendungen mit nicht zu hohen Innendrücken manchmal sogar zur Lösung der erfindungsgemässen Aufgabe führen kann, ohne dass eine Verstärkung vorgesehen wird. Das die Membran tragende Trägerelement kann der Membranform angepasst sein (z.B. ebenfalls halbkugelförmig oder kalottenförmig) oder z.B. wie beim Stand der Technik tellerförmig ausgebildet sein.In practice, it has been shown that particularly good results can be achieved if the membrane is at least twice as thick and preferably about three times as thick in the thickest surface section adjacent to the center as in the edge area. Particularly good results can be achieved if the membrane is not stretched like a drum over a concave support element, but has a dome-shaped or hemispherical cross-section when inflated. This further reduces the tension differences in the membrane wall, which in applications with not too high internal pressures can sometimes even lead to the solution of the inventive task without reinforcement being provided. The support element carrying the membrane can be adapted to the shape of the membrane (e.g. also hemispherical or dome-shaped) or, for example, be plate-shaped as in the prior art.
Besonders wenn die Membran in eine Form eingespritzt oder gepresst wird, ist es denkbar, dass die Verstärkung in Form von Rippen zwischen den Gasdurchtritts-Oeffnungen ausgebildet wird. Diese Rippen laufen dann zweckmässig sternförmig vom Zentrum der Begasungsfläche zum Rand der Membran.Particularly when the membrane is injected or pressed into a mold, it is conceivable that the reinforcement is designed in the form of ribs between the gas passage openings. These ribs then run in a star shape from the center of the gassing surface to the edge of the membrane.
Die Verstärkung lässt sich erfindungsgemäss auch erzielen, wenn die Membran wenigntens partiell durch eine Verstärkungseinlage im Bereich der Begasunqsflache verstärkt ist. Die Verstärkungseinlage, z.B. ein textiles Flächengebilde, ein Vlies, ein Gewebe oder ein Gewirke, kann dabei insbesondere von aussei! auf die Membran aufgebracht, z.B. aufgeklebt oder in Form von Zwischenlagen eingebracht werden. Auch eine Sandwich-Bauform der Membran idt vorteilhaft. Die Verstärkungseinlage kann vom Zentrum aus in der Festigkeit abnehmen, wobei z.B. im Zentrum zwei oder mehr Verstärkungseinlagen übereinander vorgesehen werden können, die zum Randboreich hin auslaufen können. Es ist auch denkbar, ein Gewebe, ein Gewirke oder ein Vlies einzusetzen, das im Zentrum dichter ist und dementsprechend im Bereich der grössten Spannungswerte auch die besten Verstärkungseigenschaften aufweist. Wichtig ist dabei erfindungsgemäss in erster Linie nicht die gleichmässige Verstärkung der Membran über die gesamte Fläche hin, sondern die gezielt zunehmende Verstärkung der Membran im Bereich zunehmender Spannung.The reinforcement can also be achieved according to the invention if the membrane is at least partially reinforced by a reinforcing insert in the area of the gassing surface. The reinforcing insert, e.g. a textile fabric, a fleece, a woven fabric or a knitted fabric, can in particular be applied to the membrane from the outside, e.g. glued on or inserted in the form of intermediate layers. A sandwich design of the membrane is also advantageous. The reinforcing insert can decrease in strength from the center, whereby, for example, two or more reinforcing inserts can be provided one above the other in the center, which can run out towards the edge area. It is also conceivable to use a woven fabric, a knitted fabric or a fleece that is denser in the center and accordingly has the best reinforcing properties in the area of the greatest tension values. According to the invention, what is important is not primarily the uniform reinforcement of the membrane over the entire surface, but the targeted increasing reinforcement of the membrane in the area of increasing tension.
Besonders vorteilhaft lässt sich die erfindungsgemässe Mem-■■ bran bei einem Flächenbegaser einsetzen, wenn die Gaszufuhröffnung unterhalb der Membran angeordnet und mit einer sepa-&iacgr; raten Verschliesseinrichtung versehen ist, um den Rückfluss &iacgr; von Wasser in die Gaszufuhröffnung zu verhindern. Durch die >| funktionale Trennung von Verschliesseinrichtung und Membran % wird vor allem erreicht, dass weder durch die Gasdurchtritts- &psgr;.. öff.-angen, z.B. bei Ermüdung der Membran, noch bei einer sonstigen Beschädigung der Membran Wasser in die Gaszufuhr-Öffnung eindringen kann. Die Gaszufuhröffnung wird unabhängig vom Ueberdehnungs- oder Alterungszustand der Membran gell schlossen, sobald der Druck des zugeführten Gases absinkt. f Dies ermöglicht es auch, im Bereich über der GaszufuhröffnungThe membrane according to the invention can be used particularly advantageously in a surface gasifier if the gas supply opening is arranged below the membrane and is provided with a separate closing device to prevent the backflow of water into the gas supply opening. The functional separation of the closing device and the membrane ensures that water cannot penetrate into the gas supply opening either through the gas passage openings, e.g. in the event of fatigue of the membrane or in the event of other damage to the membrane. The gas supply opening is closed as soon as the pressure of the supplied gas drops, regardless of the overstretching or aging state of the membrane. This also makes it possible to
S die Membran mit Poren oder Gasdurchtrittsöffnungen zu verse-S to provide the membrane with pores or gas passage openings
hen, da die Membran in diesem Bereich keine Abdichtfunktionhen, since the membrane in this area has no sealing function
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zu versehen hat.—9—
has to be provided.
Besonders einfach lässt sich die Erfindung realisieren, wenn die Verschliesseinrichtung ein etwa parallel zur Membran liegender Ventilteller ist. Der Ventilteller lässt sich so anordnen, dass beim Absinken des Gasdrucks die Membran direkt oder indirekt zusätzlich auf den Ventilteller drückt und dadurch den Schliessdruck erhöht.The invention can be implemented particularly easily if the closing device is a valve plate lying approximately parallel to the membrane. The valve plate can be arranged in such a way that when the gas pressure drops, the membrane presses directly or indirectly on the valve plate and thus increases the closing pressure.
Ersichtlicherweise schafft die Erfindung vor allem durch die Egalisierung der Spannungsverhältnissp in der Membran und/- oder den Verzicht auf jede Hubbegrenzung der bewusst halbkugel- oder kalottenfönnigen Membran einen neuen Flächenbegaser, der sowohl funktionsmässig als auch hinsichtlich Lebensdauer auf wirtschaftlich einfache Weise optimiert ist.It is evident that the invention creates a new surface gasifier, which is optimized in a simple and economical way both in terms of function and service life, primarily by equalizing the tension ratios in the membrane and/or by dispensing with any stroke limitation of the deliberately hemispherical or dome-shaped membrane.
Die Erfindung ist im folgenden in Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen näher erläutert, es zeigen:The invention is explained in more detail below in exemplary embodiments with reference to the drawings, in which:
Figur 1 die schematische Darstellung eines Querschnitts durch einen Flächenbegaser mit den Merkmalen der Erfindung,Figure 1 shows a schematic representation of a cross section through a surface fumigator with the features of the invention,
Figur 2 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel eines Flächenbegasers gemäss Figur 1,Figure 2 shows a modified embodiment of a surface fumigator according to Figure 1,
Figur 3 ein weiter abgewandeltes Ausführungsbeispiel eines Flächenbegasers,Figure 3 shows a further modified embodiment of a surface fumigator,
Figuren 4 bis 10Figures 4 to 10
schematische Darstellungen verschiedener Membranen im Querschnitt,schematic representations of various membranes in cross-section,
Figur 9a einen Ausschnitt aus der Begasungsfläche der Mem bran gemäss Figur 3 undFigure 9a shows a section of the gassing area of the membrane according to Figure 3 and
et at · · tiet at · · ti
• --.ft· ·■ ·&Igr; · · ■ *• --.ft· ·■ ·&Igr; · · ■ *
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Figur 10a einen Schnitt gemäss der Linie A-A durch die Membran in Figur 10.Figure 10a shows a section along the line A-A through the membrane in Figure 10.
Gemäss Figur 1 weist ein Flächenbegaser 1 ein Trägerelement auf, an welchem mittels eines Spannrings 3 eine Begasungs-Memmbran 4 befestigt ist. Das Trägerelement 2 ist eine kreisförmige Scheibe und die Membran 4 ist im Giessverfahren aus Gummiwerkstoff derart hergestellt, dass sie im aufgeblasenen Zustand eine etwa kalottenförmige oder haibkugeiförmige Form hat. (Da die Anordnung punktsymmetrisch ist, genügen zur eindeutigen Darstellung die Querschnittszeichnungen gemäss Figur 1 bis 3.)According to Figure 1, a surface gasifier 1 has a carrier element to which a gassing membrane 4 is attached by means of a clamping ring 3. The carrier element 2 is a circular disk and the membrane 4 is made from rubber material using a casting process in such a way that it has an approximately dome-shaped or semi-spherical shape when inflated. (Since the arrangement is point-symmetrical, the cross-sectional drawings according to Figures 1 to 3 are sufficient for a clear representation.)
Das Trägerelement 2 ist im Zentrum mit einer Gaszufuhröffnung 5 versehen, durch die Druckluft in den Zwischenraum zwischen Trägerelement 2 und Membran 4 mit einem solchen Ueberdruck eingeblasen wird, dass sie durch eine Vielzahl von Gasdurchtrittsöffnungen 6 austreten und in das zu begasende Abwasser strömen. Die Gasdurchtrittsöffnungen 6 sind etwa gleichmässig über die gesamte Oberfläche der Membran 4 verteilt, so dass möglichst gleichmässige Abgabe feinster Luftbläschen gewährleistet wird.The carrier element 2 is provided in the center with a gas supply opening 5 through which compressed air is blown into the space between the carrier element 2 and the membrane 4 with such an excess pressure that it exits through a large number of gas passage openings 6 and flows into the waste water to be gassed. The gas passage openings 6 are distributed approximately evenly over the entire surface of the membrane 4, so that the finest air bubbles are released as evenly as possible.
Wie in Figur 1 dargestellt ist, verdickt sich die Wandstärke der Membran 4 kontinuierlich vom Randbereich 7 zum Bereich des Zentrums 8 hin. Durch d^.j kalottenförmige Formgebung der Membran 4 wird bereits eine wesentliche Verbesserung der Spannungsverhältnisse in der Wand der Membran 4 erreicht, d.h. die Spannung nimmt nicht wie bei bekannten, z.B. trommelartig gespannten Membranen vom Randbereich 7 zum Zentrum in einer Weise zu, dass das Material der Membran 4 überaus ungleichmässig gespannt und gedehnt bzw, überdehnt wird, AuBserdQtn gewährleistet beim Ausführungfibeispiel gemäes Figur 1 die zunehmende Wandstärke vom Randbereich 7 zum Zentrum 8 hin eine weitere Reduktion der Spannung im Dereich des Zentrums. Dis Dshnur.g der Msssbrar. 4 bsi Druckerhöhung ist des-As shown in Figure 1, the wall thickness of the membrane 4 increases continuously from the edge area 7 to the center area 8. The dome-shaped shape of the membrane 4 already achieves a significant improvement in the tension conditions in the wall of the membrane 4, i.e. the tension does not increase from the edge area 7 to the center as in known membranes, e.g. drum-like tensioned membranes, in such a way that the material of the membrane 4 is tensioned and stretched or overstretched extremely unevenly. In addition, in the embodiment example according to Figure 1, the increasing wall thickness from the edge area 7 to the center 8 ensures a further reduction in the tension in the center area. The tension of the membrane 4 to the pressure increase is therefore
halb ausserordentlich gleichmässig, und die Oeffnungen 7 werden bei Druckerhöhung über die ganze Fläche ziemlich gleichmässig und in kontrollierter Weise durch die Materialdehnv >n<s creöffnet.half extremely uniform, and the openings 7 are opened fairly evenly and in a controlled manner over the entire surface by the material expansion >n<s cre when the pressure increases.
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In der Gaszufuhröffnurig ist ein Ventilteller 9 angeordnet, der durch eine Feder 10 mittels einer Stange 11 gehalten und in Schliessstellung vorgespannt wird. Sobald Iivtt. mit Ueberdruek Ai. das Rohr ! eingebracht wird, wird der Ventilteller 9 gegen die Kraft der Feder 10 angehoben, so dass Luft einströmen kann. Sobald die uruckluftquelle abgeschaltet wird, senkt sicii -er Ventilteller 9 wieder auf den Ventilsitz 13 und schliesst dadurch das Rohr 12 ab, so dass kein Abwasser eindringen kann. Zudem ist auf dem Ventilteller 9 eine Scheibe 14 mittels eines Stifts 15 so befestigt, dass bei Entlastung der Membran 4 diese über Scheibe 14 auf den Ventilteller 9 drückt und diesen in Schliessstellung vorbelastet. Der Durchmesser der Scheibe 14 ist beim Ausführungsbeispiel relativ gross gewählt, um eine grosse Druckbelastung des Ventiltellers 9 zu erreichen, sobald sich die entspannte Membrane 6 unter dem Druck des umgebenden Abwassers zusammenfaltet und in der gestrichelt dargestellten Form auf die Scheibe 14 legt.A valve disk 9 is arranged in the gas supply opening and is held by a spring 10 by means of a rod 11 and is preloaded in the closed position. As soon as the pipe 12 is introduced with excess pressure Ai , the valve disk 9 is raised against the force of the spring 10 so that air can flow in. As soon as the compressed air source is switched off, the valve disk 9 is lowered back onto the valve seat 13 and thereby closes the pipe 12 so that no waste water can penetrate. In addition, a disk 14 is attached to the valve disk 9 by means of a pin 15 in such a way that when the membrane 4 is relieved, it presses onto the valve disk 9 via the disk 14 and preloads it into the closed position. The diameter of the disk 14 is chosen to be relatively large in the embodiment in order to achieve a large pressure load on the valve disk 9 as soon as the relaxed membrane 6 folds under the pressure of the surrounding waste water and lies on the disk 14 in the form shown in dashed lines.
Bei den Ausführungsbeispielen gemäss Figur 2 und 3 sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Abweichend von Figur 1 ist dabei in Figur 2 ein Trägerelement 2 vorgesehen, bei dem die Gaszufuhröffnung 5 seitlich angeordnet ist. In einem Luftzufuhrschlauch 16 ist ein Ventil 17 angeordnet, das durch den Stift 15 analog Figur 1 betätigt wird, sobald die Membrane 4 mit der nn der Membrane befestigten Scheibe durch den Wasserdruck nach unten gepresst wird. Figur 2 zeigt die Anordnung bei geschlossenem Ventil 17.In the embodiments according to Figures 2 and 3, identical parts are provided with identical reference numerals. In contrast to Figure 1, Figure 2 provides a carrier element 2 in which the gas supply opening 5 is arranged at the side. A valve 17 is arranged in an air supply hose 16, which is actuated by the pin 15 in the same way as Figure 1 as soon as the membrane 4 with the disk attached to the membrane is pressed downwards by the water pressure. Figure 2 shows the arrangement with the valve 17 closed.
Abweichend von Figur 1 ist in Figur 2 die Membran 4 ohne Verdickung der Wandstärke ny.egebilrte>t; wobei jedoch aufgrundDeviating from Figure 1, in Figure 2 the membrane 4 is formed without any thickening of the wall thickness ; however, due to
It ··It ··
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der im aufgeblasenen Zustand weitgehend halbkugelförmigen Ausbildung (gestrichelte Linie) die Spannungsverhältnisse in der Membranwand derart gleichmässig sind, dass bei niederen Drucken auf eine Verstärkung verzichtet werden kann.When inflated, the largely hemispherical shape (dashed line) means that the stress ratios in the membrane wall are so uniform that reinforcement is not necessary at low pressures.
Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei weichet: die Membran 4 in der Mitte keine Oeffnungen 6 aufweist. Ausserdem ist die Membrane 4 durch einen Stift 15a derart fixiert, dass beim Aufblasen der Membran 4 diese nur seitlich ringförr:--i-v. und wulstartlg av5f--ebläht ^ird, wie dies gestrichelt bei 4a '^id 4b ir Figur 3 angedeut . ist. Das Mittelteil der 'lambran 4 vird beim Nachlassen des . af tdruck·* vom Wasserdruck in. bekani -'r Weise gegen die Gaszufuhr öffnung 5 gepresst und verschliesst diese.Figure 3 shows an embodiment in which the membrane 4 has no openings 6 in the middle. In addition, the membrane 4 is fixed by a pin 15a in such a way that when the membrane 4 is inflated, it only inflates laterally in a ring - shaped and bead-like manner, as is indicated by dashed lines at 4a and 4b in Figure 3. When the pressure drops, the middle part of the membrane 4 is pressed in a known manner by the water pressure against the gas supply opening 5 and closes it.
Die verschiedenen Ausführungsformen von Membranen gemässThe different designs of membranes according to
Figur 4, 5, 9 wk" 10 sind zur Verwendung bei einem Flächenbe-Figure 4, 5, 9 wk" 10 are for use in a surface
gaser gemäss Figur 3 dargestellt, während die Membranengaser as shown in Figure 3, while the membranes
gemäss Figur 6 bis 8 bei einem Flächenbegaser analog Figur oder 2 eingesetzt werden können. Selbstverständlich ist aber die Verwendung der dargestellten Membranen nicht auf diese Arten von Begasern oder Trägerelementen beschränkt. Z.B. kann auch selbstverständlich eine Membran mit den Merkmalen gemäss Figur 6 bei einem Begaser gemäss Figur 3 oder eine Membranaccording to Figures 6 to 8 can be used in a surface fumigator analogous to Figure or 2. Of course, the use of the membranes shown is not limited to these types of fumigators or carrier elements. For example, a membrane with the features according to Figure 6 can of course also be used in a fumigator according to Figure 3 or a membrane
fi gemäss Figur 4 bei einem Begaser gemäss Figur 1 eingesetzt fi according to Figure 4 used in a fumigator according to Figure 1
werden. Dabei müsste lediglich die Befestigungsöffnung 18Only the mounting hole 18
> angepasst, d.h. entfernt oder vorgesehen werden. Ausserdem> adjusted, i.e. removed or provided. In addition,
: sind die Membranen nur eben dargestellt, obwohl sie selbst-: the membranes are only shown flat, although they themselves
% verständlich auch gewölbt geformt sein können, wie vorstehend % understandable can also be curved, as above
&ngr; beschrieben wurde.&ngr; was described.
Die Membran gemäss Figur 4 ist .ir. einem gesamten äusseren, kreisringförmigen Bereich 6a mit uaffnungen 6 verRehen. Die Wandstärke der Membran steigt zunächst vom Pandbereich 7 kontinuierlich von einer Dicke von 1,6 mm auf eine Dicke von 4.8 mm an. SDannunasunterschiede werden also durch zunehmen-The membrane according to Figure 4 is provided with openings 6 in an entire outer, circular region 6a. The wall thickness of the membrane initially increases continuously from the edge region 7 from a thickness of 1.6 mm to a thickness of 4.8 mm. Differences in the thickness are thus compensated for by increasing
r ·r ·
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den Querschnitt ausgeglichen. Im Bereich des Zentrums 8 nimmt die Wandstärke der Membran 4 noch einmal in einer Stufe 19 zu. Damit ist sichergestellt, dass vor allem im Bereich der üeffr.ung 18 eine zusätzliche ""^»rstärkung erreicht wird.the cross section is balanced. In the area of the center 8, the wall thickness of the membrane 4 increases again in a step 19. This ensures that additional reinforcement is achieved, especially in the area of the opening 18.
Der Durchmesser der Membran gemäss Figur 4 bis 10 beträgt jeweils ca. 52 cn. Der Radius des Zentrums 8 gemäss Figur 4 beträgt acht Zentimeter, wogegen beim Aasführangsbeispiel gsiRäss Figur 5 der Radius des Zentrums 8 zwölf Zentimeter beträgt. Dafür steigt die Membran vom Randbereich 7 her nur bis auf ca. 4,4 mm an.The diameter of the membrane according to Figures 4 to 10 is approximately 52 cm each. The radius of the center 8 according to Figure 4 is eight centimeters, whereas in the example shown in Figure 5 the radius of the center 8 is twelve centimeters. In return, the membrane only rises from the edge area 7 to approx. 4.4 mm.
Beim Ausführungsbeispiel gemäss Figur 6 ist im Bereich des Zentrums 8 eine dreilagige Verstärkungseinlage vorgesehen, die in einem zweiten Bereich 20 zweilagig und in einem dritten Bereich 21 einlagig wird. Als Verstärkung sind kreisringförmige Gewebescheiben 22, 23 und 24 vorgesehen. Die Verstärkungsscheiben bestehen aus einem in der Dehnung begrenzten Gewebe, z.B. einem Trikot, dessen Festigkeit so ausgelegt ist, dass die zum Zentrum 8 zunehmende Spannung aufgenommen werden kann. Statt eines Gewebes lässt sich auch ein Gewirke oder z.B. ein in der Dichte und/oder in der Dicke nach innen zunehmendes Vlies verwenden.In the embodiment according to Figure 6, a three-layer reinforcement insert is provided in the area of the center 8, which becomes two-layered in a second area 20 and one-layered in a third area 21. Circular fabric disks 22, 23 and 24 are provided as reinforcement. The reinforcement disks consist of a fabric with limited stretch, e.g. a jersey, the strength of which is designed so that the tension increasing towards the center 8 can be absorbed. Instead of a fabric, a knitted fabric or, for example, a fleece that increases in density and/or thickness towards the inside can also be used.
Figur 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Membran 4 etwa gleichmässig vom Randbereich 7 zum Mittelpunkt 25 hin in der Wandstärke zunimmt.Figure 7 shows an embodiment in which the membrane 4 increases in wall thickness approximately evenly from the edge region 7 to the center point 25.
Beim Ausführungsbeispiel gemäss Figur S ist eine Wandstärkenzunahme in zwei Stufen 19 und 19a vorgesehen.In the embodiment according to Figure 5, a wall thickness increase is provided in two stages 19 and 19a.
Während bei den Ausführungsbeispielen gemäss Figur 4 bis Figur 8 die Oeffnungen 6 mechanisch durch Stechen orte*: Schneiden erzeugt sind, zeigt das Ausführungsbeispiel gemäss Figur 9 eine Variants, bei der die Oeffnungen 6 bereits tei der Herstellung im Press- oder Giessverfahren angebrachtWhile in the embodiments according to Figure 4 to Figure 8 the openings 6 are created mechanically by piercing or cutting, the embodiment according to Figure 9 shows a variant in which the openings 6 are already made during production in the pressing or casting process.
t* 1*1 ·*· ♦ ' ·t* 1*1 ·*· ♦ ' ·
-- 14 sind. -- 14 are.
Figur 9a zeigt das Raster der Oeffnungen 6. Aus Figur 9 ist ersichtlich, dass die Oeffnungen 6 einen oberen Bereich 6b mit grösserem Durchmesser und einen unteren Bereich 6c mit kleinerem Durchmesser aufweisen. Die unteren Bereiche mit kleinerem Durchmesser sind gleichmässig etwa 1,6 mm hoch und zwar vom Randbereich 7 bis zum Zentrum 8. Durch den Bereich 6b mit dickerem Durchmesser wird dabei, gewährleistet, dass der Durchgangswiderstand der Oeffnung 6 nicht mit zunehmender Wandstärke zunimmt, jo dass auch bei kleinen Gasdrücken gleichmässiger Durchtritt gewährleistet bleibt. Auch (>eim Ausführungsbeispiel gemäss Figur 9 xst die Membran im Zentruit 8 mit einer Scheibe 22 als Verstärkungseinlage versehen.Figure 9a shows the grid of the openings 6. From Figure 9 it can be seen that the openings 6 have an upper area 6b with a larger diameter and a lower area 6c with a smaller diameter. The lower areas with a smaller diameter are uniformly about 1.6 mm high from the edge area 7 to the center 8. The area 6b with a thicker diameter ensures that the passage resistance of the opening 6 does not increase with increasing wall thickness, so that even at low gas pressures uniform passage is ensured. Also ( in the embodiment according to Figure 9) the membrane in the center 8 is provided with a disk 22 as a reinforcing insert.
Das Ausführungsbeispiel gemäss Figur 10 und 10a zeigt eine Variante, bei der die Verstärkung der Membrane vorteilhaft durch eine Vielzahl von strahlenförmig vom Mittelpunkt 25 zuit Randbereich 7 verlaufenden Verstärkungsrippen 26 erfolgt. Die Membran 6 ist vom Randbereich 7 zum Zentrum 8 hin nur unwesentlich verstärkt (1,6 bis 2,4 mm), wogegen die Rippen 26 kontinuierlich zum Zentrum 25 zu dicker werden. Zwischen je zwei Rippen 26 sind Oeffnungen 6 angeordnet, die damit ebenfalls vom Mittelpunkt 25 aus in sternförmig nach aussen verlaufenden Reihen angeordnet sind. Figur 10a zeigt im Schnitt, längs der Linie A-A in Figur 10 auszugsweise den Querschnitt der Rippen 26.The embodiment according to Figures 10 and 10a shows a variant in which the reinforcement of the membrane is advantageously carried out by a large number of reinforcing ribs 26 extending radially from the center 25 to the edge region 7. The membrane 6 is only slightly reinforced from the edge region 7 to the center 8 (1.6 to 2.4 mm), whereas the ribs 26 become continuously thicker towards the center 25. Openings 6 are arranged between every two ribs 26, which are thus also arranged in rows extending outwards in a star shape from the center 25. Figure 10a shows a section along the line A-A in Figure 10 of the cross section of the ribs 26.
Claims (12)
Applications Claiming Priority (1)
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| CH366789 | 1989-10-06 |
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1990
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