CH532950A

CH532950A - Gasdurchlässiges Wandelement

Info

Publication number: CH532950A
Application number: CH1215470A
Authority: CH
Inventors: Schnyder Hans
Original assignee: Schnyder Hans
Priority date: 1970-08-13
Filing date: 1970-08-13
Publication date: 1973-01-31

Description

Gasdurchlässiges Wandelement
Die Erfindung betrifft ein gasdurchlässiges Wandelement, insbesondere zur Einleitung von Gasen in Flüssigkeiten sowie eine Verwendung dieses Wandelementes in einer rotierenden B egasungsvorrichtung.

Für zahlreiche chemische Verfahren und insbesondere bei der Abwasserbelüftung ist es erforderlich, Gas in eine Flüssigkeit eindiffundieren zu lassen. Der mögliche Gaseintrag ist dabei um so grösser, je grösser die Grenzfläche zwischen dem Gas und der Flüssigkeit ist. Es wird deshalb angestrebt, das Gas in Form von möglichst kleinen Blasen in die Flüssigkeit einzuleiten. Hierfür ist es beispielsweise bekannt, das Gas durch Rohre oder Kästen aus einem porösen Wandmaterial mit Hilfe eines Belüfters in die Flüssigkeit einzubringen.

Es hat sich jedoch gezeigt, dass insbesondere die feinporigen Gasaustrittsöffnungen dieser Begasungseinheiten durch in der Flüssigkeit befindliche feste Stoffteilchen verstopfen können, so dass es erforderlich wurde, einen Kompromiss zu schliessen zwischen der erreichbaren Blasengrösse und der zu erreichenden Betriebszeit, nach der der Druckverlust in der gasdurchlässigen Wand einen zu hohen Wert erreichte. Beispielsweise ist es bei der Belüftung von häuslichen Abwässern mit einer Schlammkonzentration von 4-6 kg Trockensubstanz/m3, die somit nicht einer Vorklärung unterzogen wurden, erforderlich, Belüftungseinheiten zu verwenden, deren Luftaustrittsöffnungen einen Durchmesser von mehr als 12 mm haben. Da derartige Abwässer jedoch auch einen besonders hohen Sauerstoffeintrag erfordern, sind derartige grobblasig arbeitende Begasungseinheiten in ihrer Leistung wenig zufriedenstellend.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gasdurchlässiges Wandelement zu finden, das einen feinblasigen Gaseintrag in eine Flüssigkeit ermöglicht, ohne dass seine Gaseintrittsöffnungen verstopfen können. Allgemein soll das Wandelement auf einfache Weise herzustellende ventilartige Durchtrittsöffnungen haben, so dass es auch für zahlreiche andere Aufgaben vorteilhaft eingesetzt werden kann. Das erfindungsgemässe Wandelement ist dadurch gekennzeichnet, dass es aus einem unter dem Gasdruck flexiblen Material besteht und mit durch das Wandelement hindurchgeführten und zu seiner Oberfläche schräg verlaufenden Schlitzen versehen ist, so dass sich die beiden Begrenzungsflächen jedes Schlitzes unter dem Druck des Gases voneinander abheben und bei sinkendem Gasdruck wieder aufeinanderlegen.

Die erfindungsgemässe Verwendung ist dadurch gekennzeichnet, dass das gasdurchlässige Wandelement die Gasverteilungswand von jeweils einer an einer Hohlwelle angeschlossenen umlaufenden Begasungseinheit bildet, wobei mindestens ein Teil der Schlitze jedes Wandlemenetes in Richtung oder schräg zu einer Tangente der Umlaufbahn der betreffenden Begasungseinheit verläuft.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen:
Die Fig. la und lb perspektivische Darstellungen eines Ausschnittes aus einem Wandelement mit quer durch einen Schlitz geführten Schnitt, mit geöffnetem und geschlossenem Schlitz,
Fig. 2 die perspektivische Darstellung einer Begasungseinheit, in der das gasdurchlässige Wandelement verwendet ist,
Fig. 3 die perspektivische Darstellung eines weiteren Beispiels einer Begasungseinheit, die Fig. 4a und 4b einen Schnitt durch den Schlitz eines Wandelementes und einen entlang der Schlitzebene geführten Teilschnitt durch ein Wandelement und die Fig. 5a und Sb eine rotierende Begasungsvorrichtung im Schnitt und in der Aufsicht mit die Wand von Schlauchstücken bildenden gasdurchlässigen Wandelementen.

Das Wandelement 1 besteht beispielsweise aus einer Folie aus Polyvinylchlorid, Polyamid, Polytetrafluoräthylen oder Polyäthylen und kann eine Ebene oder auch eine gekrümmte Oberfläche haben. Es ist mit zahlreichen, beispielsweise parallel zueinander verlaufenden einzelnen Schlitzen 2 versehen, die quer durch die Folie hindurchgeführt sind und schräg zur Oberfläche des Wandelementes verlaufen. Jeder Schlitz hat somit zwei Begrenzungsflächen 3 und 4, die in seiner geschlossenen Position, die in Fig. lb dargestellt ist, dichtend aufeinanderliegen. Erhält eine Seite des Wandelementes einen Überdruck, so hebt sich die zur Druckseite abgelegene Begrenzungsfläche 3 von der ihr gegenüberliegen den Begrenzungsfläche 4 ab und gibt eine spaltförmige Öffnung frei, wie in der Fig. la abgebildet ist.

Diese Funktionsweise der Schlitze 2 verhindert wirksam ein Eindringen von Feststoffteilchen und der Bakterienwuchs wird durch die ventilierende oder auch kiemenartige Bewegung des Schlitzbereiches stark eingeschränkt. Vorteilhaft ist hierfür auch die Verwendung eines Kunststoffmaterials, dessen Oberfläche gute Gleiteigenschaften hat.

Die Schlitze können, wie in den Fig. la und lb dargestellt ist, geradlinig geführt sein, in ihrer Längsrichtung gewellt sein oder auch sigeblattähnliche Zacken aufweisen. Weiterhin kann auch die Länge eines Schlitzes von der Eintrittsseite des Gases der Wand zur gegenüberliegenden Wandseite sich ver grössern so dass die gemeinsamen Seitenlinien 5 und 6 der Begrenzungsflächen 3 und 4 des Schlitzes 2 in der vorgesehenen Strömungsrichtung des Gases durch das Wandelement 1 divergieren. Diese Form des Schlitzes ist in den Fig. 4a und 4b dargestellt. Dabei ist die Fig. 4b ein Schnitt nach der Linie IVb-IVb in der Fig. 4a.

In den Fig. 2, 3 und 5 sind verschiedene Anwendungsbeispiele für das mit schrägen Schlitzen versehene gasdurchlässige Wandelement dargestellt. Im Beispiel nach Fig. 3 bildet es die Gasverteilungswand 7 einer kastenförmig ausgebildeten Begasungseinheit. Diese Gasverteilungswand 7 ist als Folienmatte in einem Flanschrahmen 8 eingespannt und, um ein Aufblähen der Wand 7 zu vermeiden, befindet sich über der Folie 7 ein Giter 9, an dem die Folie 7 sich unter dem Druck des Gases anlegt. Entsprechend der zur Verfügung stehenden Druckhöhe des Gases kann der Filterkasten mehr oder weniger tief unter der Oberfläche der Flüssigkeit angeordnet werden. und über eine nicht dargestellte Gasanschlussleitung wird beispielsweise Luft in die Begasungseinheit geleitet und auf einer der Gasverteilungswand entsprechenden Fläche verteilt.

Dabei treten feine Luftblasen über der Länge jedes Schlitzes 2 aus, so dass es verständlich ist, dass eine möglichst lange obere Schnittkante 10, wie in Fig. 4b dargestellt, von besonderem Vorteil ist. Bei einer feststehenden Begasungseinheit, die in einer nichtzirkulierenden Flüssigkeit angeordnet ist, steigen die einzelnen Gasblasen nahezu vertikal an die Oberfläche der Flüssigkeit, so dass sie auf einem der Tiefe des Kastens unter dem Flüssigkeitsspiegel entsprechenden Weg mit der Flüssigkeit in Kontakt stehen.

Um die Länge des Weges der in der Flüssigkeit aufsteigenden Gasblasen zu vergrössern, werden vorteilhaft rotierende Begasungsvorrichtungen verwendet, die eine Zirkulation der Flüssigkeit und damit ein schraubenlinienförmiges Aufsteigen der Gasblasen ermöglichen. Fig. 2 zeigt eine Begasungseinheit einer rotierenden Begasungsvorrichtung, von der mehrere strahlenförmig an einer gemeinsamen Hohlwelle angeordnet sind. Von dieser nicht dargestellten, vertikal verlaufenden Hohlwelle tritt das Gas durch den Stutzen 11 in die betreffende Begasungseinheit ein, die als schmaler liingli- cher Kasten ausgebildet ist. Die Gasverteilungswand 12 befindet sich an einer Seite der Begasungseinheit und ist, wie in Fig. 2 dargestellt, beispielsweise vertikal gerichtet, so dass das Gas durch die Schlitze 2 entweder schräg nach oben oder schräg nach unten austritt.

Die Rotation jeder Begasungseinheit entsteht durch die horizontal gerichtete Komponente der austretenden Gasblasen. Wie bereits zur Fig. 3 beschrieben wurde. ist auch die Begasungseinheit nach Fig. 2 mit einem Giter 13 versehen, durch das ein Aufblähen oder Auswölben der Gasverteilungswand 12 verhindert wird.

Im Beispiel nach Fig. 5 bilden die gasdurchlässigen Wandelemente bogenförmige Schlauchstücke 14, die kreisförmig um eine Hohlwelle 15 verlaufen und an strahlenförmig an die Hohlwelle angeschlossene Rohre 16 angeschlossen sind.

Hierzu hat jedes Rohr in einer senkrecht zur Hohlwelle 15 verlaufenden Ebene mehrere Schlauchanschlussstutzen 17, auf die die Enden der Schlauchstücke 14 aufgeschoben sind.

Um eine Drehung der Begasungsvorrichtung durch das austretende Gas zu erreichen, sind die nicht dargestellten Schlitze 2 in den Schlauchstücken 14 derart gerichtet, dass eine Komponente des austretenden Gases in tangentialer Richtung zu der Hohlwelle 15 verläuft. Bei Inbetriebsetzung der Vorrichtung nach Fig. 5 strömt das Gas über die Hohlwelle 15 in die strahlenförmig nach aussen verlaufenden Rohre 16 ein und von diesen in die Schlauchstücke 14, um durch deren schräge Schlitze auszutreten. Dabei setzt sie sich langsam in Umdrehung, um anschliessend auch die Flüssigkeit in rotierende Bewegung zu versetzen. Dabei erhalten die aufsteigenden Gasblasen in zunehmendem Masse einen schraubenlinienförmigen Weg, so dass ihre Aufenthaltszeit in der Flüssigkeit stark vergrössert wird und eine entsprechend grössere Gasaufnahme durch die Flüssigkeit erfolgt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Gasdurchlässiges Wandelement, insbesondere zur Einleitung von Gasen in Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, dass es aus einem unter dem Gasdruck flexiblen Material besteht und mit durch das Wandelement hindurchgeführten und zu seiner Oberfläche schräg verlaufenden Schlitzen (2) versehen ist, so dass sich die beiden Begrenzungsflächen (3, 4) jedes Schlitzes (2) unter dem Druck des Gases voneinander abheben und bei sinkendem Gasdruck wieder aufeinanderlegen.

II. Verwendung des Wandelementes nach Patentanspruch I in einer rotierenden Begasungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass das gasdurchlässige Wandelement die Gasverteilungswand (12, 14) von jeweils einer an einer Hohlwelle (15) angeschlossenen umlaufenden Begasungseinheit bildet, wobei mindestens ein Teil der Schlitze (2) jedes Wandelementes in Richtung oder schräg zu einer Tangente der Umlaufbahn der betreffenden Begasungseinheit verläuft.

UNTERANSPRÜCHE 1. Wandelement nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die durch das Wandelement verlaufenden gemeinsamen Seitenlinien (5, 6) der Begrenzungsflächen (3, 4) der Schlitze (2) in der vorgesehenen Strömungsrichtung des Gases durch das Wandelement divergieren.

2. Wandelement nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze (2) in der Ebene des Wandelementes gewölbt sind.

3. Wandelement nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze (2) zickzack- oder wellenförmig verlaufen.

4. Wandelement nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandelemente eine gekrümmte Oberfläche haben.

5. Verwendung nach Patentanspruch II, gekennzeichnet durch von einer gemeinsamen Hohlwelle (15) strahlenförmig nach aussen verlaufende und an ihrem Ende geschlossene Rohre (16), die mit in einer senkrecht zur Hohlwelle verlaufenden Ebene liegenden Schlauchanschlussstutzen (17) versehen sind sowie an diesen Stutzen (17) angeschlossene bogenförmige Schlauchstücke (14) durch die jeweils benachbarte Rohre (16) verbunden sind, wobei die Schlauchstücke (14) durch das gasdurchlässige Wandelement gebildet werden, derart, dass mindestens ein Teil der Schlitze (2) in den Schlauchstücken (14) schräg zu einer Tangente an die bogenförmigen Schlauchstücke verläuft.