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Dokumentenidentifikation DE69304233T2 06.03.1997
EP-Veröffentlichungsnummer 0562314
Titel Vorrichtung zur Behandlung von Wasser
Anmelder Becchi, Silvano, Cadelbosco Di Sopra, Reggio Emilia, IT
Erfinder Becchi, Silvano, Cadelbosco Di Sopra, Reggio Emilia, IT
Vertreter Kohler Schmid + Partner, 70565 Stuttgart
DE-Aktenzeichen 69304233
Vertragsstaaten BE, DE, DK, ES, FR, GB, IT, PT
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 03.03.1993
EP-Aktenzeichen 931033625
EP-Offenlegungsdatum 29.09.1993
EP date of grant 28.08.1996
Veröffentlichungstag im Patentblatt 06.03.1997
IPC-Hauptklasse A01K 63/04

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Belüftungs- und/oder Sauerstoffzuführvorrichtung für Wasser, das sich in einem Becken befindet. Eine derartige Vorrichtung ist zum Beispiel aus DE-A- 3,417,039 bekannt, welche die in dem Oberbegriff des Anspruchs 1 enthaltenen Merkmale offenbart.

Diese Art von Vorrichtung ist bekannt und wird in Becken zur Fischzüchtung und zur Züchtung in Wasser im allgemeinen verwendet, wie in Fischbecken, Belüftungstanks in Wasserbehandlungsanlagen, sowie in der Behandlung von nährstoffangereicherten Seen und bei ähnlichen Anwendungsgebieten.

Es ist die Aufgabe dieser Art von Vorrichtungen, den Zustand die Fischumgebung und des Wassers zu verbessern, indem sie belüften und möglichst Sauerstoff zuführen, entgasen, das Wasser in Zirkulation bringen, die Schichtenbildung desselben aufheben und auftauen, und all dies mit einer einzigen Vorrichtung.

Dank einer derartigen Vorrichtung ist es deshalb möglich, in Abhängigkeit von der Anwendungsart, die Fischproduktion zu intensivieren, wobei die Krankheiten, die mit dieser Art von Tätigkeit verbunden sind, vermieden werden und das Wasser und die Umgebung sanieret werden.

Die derzeit benutzte Vorrichtung zur Erzielung der obengenannten Aufgaben können wie folgt klassifiziert werden:

- SCHAUFELRÄDER:

Dies sind praktisch Schaufelräder, die teilweise in das Wasser eingetaucht sind. Da sie rotieren, wird das

Wasser belüftet und entgast, jedoch lediglich an der Oberfläche. Auch die heergestellte Zirkulation ist begrenzt, und die Wassermasse ist praktisch nicht mit Sauerstoff angereichert und von ihrer Schichtenbildung befreit. In jedem Fall können die Schaufelräder nicht an Orten arbeiten, die eine Außentemperatur von weniger als 0ºC aufweisen, da die Bewegung der Schaufelräder eine Eisbildung erleichtert, die den Arbeitsprozeß von selbigen stoppt.

- PILZFÖRMIGE ENTGASER (auch bekannt durch den englischen Begriff "surface splashers"):

Sie enthalten einen Elektromotor auf einer vertikalen Achse mit einer sich darunter befindenden schiffsschraubenartige Schraube, wobei alles durch einen Schwimmer getragen wird. Die Schraube drückt das Wasser nach oben, welches daraufhin wieder nach unter fällt, wodurch eine charakteristische Pilzform erzeugt wird. Sie bewirken eine Entgasung, während die Belüftung lediglich auf der Oberfläche erfolgt, wobei nahezu keine Zirkulation erfolgt, weil sie normalerweise über keine ausreichende Leistung verfügen. Sie haben eine überaus lokalisierte Wirkung und sind nicht in der Lage, eine Aufhebung Schichtenbildung hervorzurufen, und können auch die Eisbildung nicht verhindern.

- GEBLÄSE ("blowers"):

Sie enthalten eine Rotationspumpe oder ein Rotationsgebläse der "roots"-Art, oder auch der zentrifugalen Art, das außerhalb des Tanks angeordnet ist, und bei Diffusoren aus gelochten Leitungen besteht, bzw. bei Diffusoren mit mikroporösen Blöcken zur Erzeugung von feinen Blasen. Es ist notwendig, hohe Leistungen vorzusehen, weshalb sie derart lautstark sind, daß sie den Einsatz von Schalldämpfern erfordern. Sie benötigen ortsfeste Leitungsanlagen zur Verteilung der Gebläseluft, und manchmal unterliegen sie Verstopfungen, insbesondere diejenigen mit Diffusoren von feinen Blasen. Sie verursachen erhebliche Installationskosten.

AUFRÜHRER ("water mixers"):

Sie bestehen im wesentlichen aus einer Schraube, die durch einen Elektromotor angetrieben wird, wobei das ganze durch bewegliche Mittel einer Winde auf vertikalen Führungen bewegt wird, die an den Tankwänden oder in einer fixen Tiefe an Schwimmstrukturen befestigt sind.

Sie enthalten eine Kammer, in der eine Dekompression erzeugt wird infolge der Wirkung der Schraube (Dekompressionskammer genannt) und wobei die Kammer einen zirkularen Auslaß aufweist, der das nahe Ende der Schraube umringt, und einen Einlaß, der in Verbindung mit einem Luftansaugschlauch steht, wobei dessen entgegengesetztes Ende oberhalb der freien Oberfläche der Wassermasse mündet. Diese Aufrührer gewährleisten eine gute Zirulation und Schichtenaufhebung der Wassermasse, jedoch haben sie eine begrenzte Belüftungskapazität, sie entgasen nicht, und manchmal sind sie nicht in der Lage, Sauerstoff zuzuführen. Sie können auf sehr ausgebreiteten Oberflächen und unter Einsatz von ortsfesten und sperrigen Anlagen verwendet werden, allerdings erfordern sie zusätzlich ziemlich hohe Betriebsleistungen. Ein weiterer Nachteil leigt darin, die zugeführte Luft nicht mikronisiert wird.

- BELÜFTER

Sie bestehen aus einer Schwimmstruktur, die eine Schraube trägt, welche durch einen Elektromotor oder eine Verbrennungsmaschine angetrieben wird. Sie enthalten eine Dekompressionskammer der Art entsprechend der vorherigen Anlage, mit dem Unterschied, daß die gesamte Anlage, außer der Schbraube, aus der freien Oberfläche des Beckens herausstehend angeordnet ist. Deshalb ist eine Luftsaugleitung nicht notwendig. Es ist deshalb vorgesehen, daß die Schraube wenig unterhalb der Oberfläche bleibt und nicht in geeigneter Tiefe arbeiten kann. Jedenfalls kann sie in der vertikalen Ebene ausgerichtet werden, wobei die Notwendigkeit, die Schraube untergetaucht zu halten den Ausrichtungsgrad begrenzt. Diese Belüfter erlauben eine gute Zirkulation, Schichtenaufhebung und Belüftung, jedoch erlauben sie nicht eine Zuführung von Sauerstoff und keine Entgasung, da es nicht möglich ist, die Schraube in Richtung der Oberfläche auszurichten. Schließlich, da der Motor außerhalb des Wasser angeordnet ist, ist selbiger den nachteiligen Effekten von atmosphärischen Einflüssen ausgesetzt.

Außer den obengenannten Nachteilen der einzelnen, in den Paragraphen beschriebenen Arten der Vorrichtungen kann man generell sagen, daß diese entweder für lediglich einige wenige, spezifische Funktionen begrenzt sind oder in ihrem Anwendungsfeld begrenzt sind.

Diese Erfindung schlägt vor, die oben erwähnten Nachteile zu vermeiden, in dem eine Vorrichtung realisiert wird, die alle gewünschten Funktionen erfüllen kann, d.h. Belüftung, Sauerstoffzufuhr, Entgasung, Zirkulation, Schichtenaufhebung und Enteisung.

Die oben erwähnte Aufgabe wirk durch die Vorrichtung erfüllt, die entsprechend der Merkmale des kennzeichnenden Teils in Anspruch 1 aufgebaut ist.

Solche eine Vorrichtung ist in der Lage, alle oben aufgelisteten Funktionen zu erfüllen, d.h.:

- Wenn die Schraubenwelle vertikal ausgerichtet ist, mit der Schraube nach oben gerichtet, wenig unterhalb der freien Oberfläche des Beckens, wirkt die Anlage im wesentlichen als der bekannte pilzförmige Entgaser;

- wenn die Schraubenwelle bezüglich der vertikalen Achse schräg angestellt ist (vorzugsweise für ungefähr 45º), immer mit der Schraube nach oben gerichtet und wenig unterhalb der freien Oberfläche angeordnet, wird durch die Vorrichtung eine Oberflächenbelüftung und - entgasung erhalten, mit Wirkungen, die ähnlich zu den durch das Schaufelrad erzielten Wirkungen sind, allerdings mit einer besseren Zirkulation;

- wenn die Welle parallel zur Oberfläche angeordnet ist, immer mit der Schraube wenig unterhalb der Oberfläche, ergibt sich eine gute Zirukulation entsprechend derjenigen, die sich mit den bekannten Wasseraufrührern und Belüftern ergibt, sowie ein Enteisungseffekt;

- wenn die Welle bezüglich der horizontalen Ebene geneigt ist (zum Beispiel um 30º), mit der Schraube nach unten gerichtet und in einer nicht weit vom Boden des Beckens entfernten Tiefe angeordnet, ergibt sich eine gute Schichtenaufhebung und Zirulation ähnlich wie mit den bekannten Wasseraufrührern, wobei die Beseitigung der auf dem Grund sich befindenden Ablagerungen erfolgt insbesondere, wenn mehrere dieser Vorrichtungen verwendet werden, die zur Schaffung einer Luftzirkulation angeordnet sind, die neben der Sauerstoffzuführung in das Wasser ebenso eine "kontrollierte" Evakuierung der Ablagerung erlaubt;

- wenn reiner Sauerstoff, oer eine Mischung von Luft und Sauerstoff, durch die Saugleitung geströmt ist, ergibt sich eine Wirkung an Sauerstoffzuführung, die ähnlich derjenigen ist, die durch die bekannten, durch eine Saugleitung versorgte Wasseraufrührer erreicht werden.

Schließlich sei bemerkt, daß es dank der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die geeignet angeordnet wird, indem ihre Ausrichtung und die Tiefe der Schraubenwelle in Abhängigkeit der gewünschten Wirkung eingestellt werden, möglich ist, alle Bedarfsfälle abzudecken, die mit dem zu Beginnn dieser Beschreibung erwähten, speziellen technischen Gebiet verbunden sind.

Entsprechend einer Ausführungsform dieser Erfindung wird die Betriebseinheit durch die Schwimmkonstruktion getragen über wenigstens eine Stützleitung, die ebenfalls als Saugleitung dient. Diese Leitung weist deshalb ein Ende auf, das sich stets oberhalb der freien Wasseroberfläche des Beckens befinden muß.

Die Erfindung wird verständlicher durch Lessen der folgenden Beschreibung einer ihrer Ausführungen, die rein beispielhafter Natur sind. Diese Beschreibung bezieht sich auf die beigefügten Zeichnungen, wobei:

Figur 1 eine perspektivische Ansicht der Wasserbehandlungsvorrichtung entsprechend dieser Erfindung ist;

Figur 2 eine Seitenansicht darstellt, in welcher die Betriebseinheit in drei verschiedenen Tiefen dargestellt ist, in Abhängigkeit der Verwendungsart;

Figur 3 eine Vorderansicht zeigt, in der die Betriebseinheit in einer mittleren Tiefe angeordnet ist;

Figur 4 ein teilweise vergrößerter Teilschnitt lediglich der Betriebseinheit darstellt, entlang einer Vertikalebene, die durch dessen Längsachse verläuft.

Eine Analyse der Figuren zeigt, daß die Vorrichtung 10 im wesentlichen aus einer Schwimmkonstruktion 12 besteht, die aus zwei parallel zueinander stehenden, hohlen Schwimmern 14 und 16 aus Plastikmaterial besteht, die miteinander durch eine horizontale Plattform 18 verbunden sind, die ebenfalls aus Plastikmaterial unfd einteilig mit den Schwimmern 14 und 16 ausgebildet ist. Ein metallischer Querträger 20 ist an dem oberen Teil der Schwimmkonstruktion 12 befestigt.

Die beiden Enden des Querträgers 20 weisen vertikale Führungsbohrungen auf, in welchen vertikale Arme 22 und 24 von entsprechenden L-förmigen Leitungen 26 und 28 gleichzeitig gleiten können. Es sind konventionelle Klemmvorrichtungen vorgesehen, im diese L-förmigen Leitungen 26 und 28 in Position zu halten, so daß sie um einen gewünschten Wert sinken.

Naheliegenderweise wird die Länge der vertikalen Arme 22 und 24 der Leitungen 26 und 28 durch die maximale Tiefe bestimmt, in welcher die Betriebseinheit 30 angeordnet werden soll, wobei die Einheit an den unteren Enden der Leitungen 26 und 28 drehbar befestigt ist, um verschiedene Winkelstellungen in der vertikalen Ebene einnehmen zu können. Die oberen Enden 44 der Leitungen 26 und 28 müssen in jedem Fall über die freie Oberfläche des Beckens vorstehen, in dem die Vorrichtung 10 schwimmt.

In Figur 2 sind beispielhaft drei verschiedene Positionen (in der Figur jeweils mit A, B und C bezeichnet) der Betriebseinheit 30 bezüglich der Schwimmkonstruktion 12 dargestellt, wobei in derselben Figur weiterhin verschiedene Möglichkeiten bezüglich der Ausrichtung der Betriebseinheit 30 gezeigt sind.

Letztere ist in Figur 3 in derselben Tiefe entsprechend Position B in Figur 2 gezeigt.

Die Betriebseinheit 30 ist besser in Figur 4 erkennbar, aus welcher hervorgeht, daß die Einheit aus einem zylindrischen, dichten Teil 34 besteht, das einen (nicht gezeigten) Elektromotor und die entsprechenden Übertragungsorgane enthält, und aus einem im wesentlichen kegelstumpfförmigen Teil 36, das in der Figur im Querschnitt dargestellt ist. Das Teil 36 enthält eine Vakuumkammer 38, die in Längsrichtung durch eine koaxiale Welle 40 durchquert wird, welche durch den oben erwähnten Motor angetrieben wird. Die Wand des kegelstumpfförmigen Teils 36 ist durch zwei symmetrisch gegenüberliegende Öffnungen durchquert (Figur 4 zeigt lediglich eine von diesen Öffnungen, mit 42 gekennzeichnet), die die Kammer 38 mit den Leitungen 24 und 26 jeweils verbinden (nicht gezeigt in Figur 4). Die Leitungen dienen als Luftsaugleitungen sowie als Stützen für die Betriebseinheit 30.

Das Ende des kegelstumpfförmigen Teils 36 weist eine zirkulare Öffnung 46 auf, von der sich die Welle 40 erstreckt, wobei sie in jedem Fall eine ringförmige Öffnung freiläßt. Das äußere Ende der Welle 40 weist eine Nabe auf, die mit der selbigen drehfest verbunden ist und an einer Schraube 50 befestigt ist, die sich somit vollkommen außerhalb der Kammer 38 befindet. Die Nabe 48 weist im Inneren Kanäle auf, von denen lediglich eine sichtbar ist (mit 52 gekennzeichnet), die im gleichen Abstand zueinander auf dem Umfang angeordnet sind und sich parallel zu der Welle 40 erstrecken. Sie verbinden die Kammer 38 mit einer Luftauslaßöffnung 54, die in der Nabe 48 vorgesehen ist.

Naheliegenderweise ist zwischen der Nabe 48 und dem kegelstumpfförmigen Teil 36 eine konventionelle Drehdichtverbindung vorgesehen, um ein Durchsickern von Wasser von außen während der Schraubenrotation zu verhindern.

Die Vakuumkammer 38 weist eine weitere Öffnung 56 auf, die in Figur 4 durch eine Schraubenmutter 58 geschlossen dargestellt ist. Wenn die Schraubenmutter 58 abgeschraubt wird, ist es möglich, die Öffnung 56 mit einem Schaluch (nicht gezeigt) zu verbinden, um Sauerstoff zuzuführen, oder Desinfektionsmittel, Arzneimittel oder ähnliches einzuleiten, sei es in einer flüssigen, pluverförmigen oder körnigen Form, wobei diese sich leicht in der in dem Becken enthaltenen Wassermasse auflösen. Jedenfalls ist es offensichtlich, daß der Sauerstoff und die obengenannten Substanzen auch durch die L-förmigen Leitungen 26, 28 eingeführt werden können; oder letztere können lediglich die Funktion aufweisen, die Betriebseinheit zu stützen, so daß auch die Luft durch den oben erwähnten, mit der Öffnung 56 verbundenen Schlauch angesaugt wird.

Der Motor der Betriebseinheit 30 läuft in einem Ölbad, so daß er keine Wartung benötigt. Die zur Herstellung der Vorrichtung verwendeten Materialien, die sich in Kontakt mit Wasser befinden, sind nichtrostend, um wiederum die Wartung auf ein Minimum zu reduzieren und die Lebensdauer der Vorrichtung auf ein Maximum auszudehnen.

Die Funktionsweise der Vorrichtung ist sehr einfach und sollte bereits aus den bisherigen Ausfürungen klar sein. Dennoch wird sie im folgenden zum besseren Verständnis kurz beschrieben.

Durch Betreiben des Elektromotors, der in dem zylindrischen Teil 34 der Betriebseinheit 30 angeordnet ist - der ein Ein- oder Dreiphasenmotor sein kann, zum Beispiel mit einer Nominalleistung von 0.6 - 0.9 kW, mit 2800 Umdrehungen pro Minute - drehen sich die Welle 40 und folglich die Nabe 48 und die Schraube 50. Letztere bewegt das umgebende Wasser entsprechend den Bahnen, die diagrammartig in Figur 4 durch die Pfeile "x" bezeichnet sind. Diese Wasserbewegung provoziert ein Wiederansaugen des Wassers, das ursprünglich die Kammer 38 füllte, diese leerend und in ihr eine Dekompression erzeugend. Daraufhin wird Luft durch die Öffnungen 42 angesaugt, und Sauerstoff, wenn die zusätzlichen Öffnungen 56 offen sind und zu diesem Zweck verwendet werden. Die angesaugte Luft, möslicherweise mit Sauerstoff angereichert, wird dann durch die Kanäle 52 auf der Nabe 48 angesaugt, um sich mit dem Außenwasser zu mischen.

Wenn die Rotationsgeschwindigkeit des Motors ausreichend hoch ist (zum Beispiel ungefähr 2800 Umdrehungen pro Minute), wird die Luft in geeigneter Weise in Mikroblasen aufgeteilt; deshalb stellt sich ein Optimum in der Belüftung und/oder Sauerstoffzufuhr ein dank der derart erhaltenen großen Luft/Wasser- Kontaktfläche.

In Abhängigkeit der Ausrichtung und der Tiefe der Betriebseinheit 30 ist es möglich, alle gewünschten, oben beschriebenen Wirkungen zu erhalten, und dies durch die Verwendung einer Wasserbehandlungsvorrichtung, die extrem einfach, robust, mit einer langen Lebensdauer, selbst für ungeschultes Bedienungspersonal leicht anzuwenden ist, und die sich durch einfache, kostensparende Wartung auszeichnet.

Entsprechend einer konstruktiven Variante kann die Vorrichtung mit einem Außenschirm um den Schraubenbereich versehen sein, wobei dieser Schirm vorzugsweise aus gitterförmigem Material hergestellt ist, um eine physische Schutzbarriere zu schaffen.


Anspruch[de]

1. Vorrichtung (10) zur Behandlung von Wasser, eine Betriebseinheit (30) enthaltend, die eine Motor betriebene Schraube (50) aufweist, wobei die besagte Betriebseinheit (30) in einer vertikalen Ebene einstellbar ist, und eine Vakuumkammer (38) enthaltend, die mindestens einen Lufteinlaß (42) aufweist, der mit einer Saugleitung (26, 28) verbunden ist, die angepaßt ist, wenn die besagte Betriebseinheit (30) untergetaucht ist, um oberhalb der freien Wasseroberfläche hervorzustehen, die besagte Vakuumkammer (38) weiterhin mindestens einen Luftauslaß (46) aufweist, und daß die besagte Schraube (50) vollständig außerhalb der besagten Vakuumkammer (38) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die besagte Betriebseinheit (30), wenn in Wasser untergetaucht ist, angepaßt ist, um in einer einstellbaren Tiefe von einer Schwimmkonstruktion (12) getragen zu werden, und die besagte Schraube (50) eine Hohlnabe (48) aufweist, die die Außenseite der besagten Vakuumkammer mit dem besagten mindestens einen Luftauslaß (46) verbindet, und daß eine konventionelle Drehdichtvorrichtung zwischen der besagten Nabe (48) und einem starren Teil (36) der besagten Betriebseinheit (30) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Betriebseinheit (30) über wenigstens ein Stützrohr (26, 28) mit der Schwimmkonstruktion (12) verbunden ist, das die besagte Saugleitung einschließt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Schwimmkonstruktion (12) aus zwei parallel zueinander stehenden, hohlen Schwimmern (14, 16) besteht, die miteinander durch eine Plattform (18) verbunden sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei zwei L- förmige Stützrohre (26, 28) vorgesehen sind, deren jeweiliger aufrechtstehender Arm (22, 24) verschiebbar mit der besagten Schwimmkonstruktion durch festklemmbare Mittel verbunden ist, um gleichzeitig in einer Vertikalrichtung zu gleiten.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Vakuumkammer (38) eine Öffnung (56) aufweist, an der eine biegsame Speiseleitung anschließbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die besagte Betriebseinheit (30) an den besagten Stützrohren (26, 28) entsprechend deren Horizontalarme zur Einstellung ihrer Ausrichtung abgestützt ist.







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