<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Begasung von Flüssigkeiten, insbesondere zur Feinstbelüftung von Nährböden bei der Züchtung von Mikroorganismen, wobei in einem Behälter, in welchem
EMI1.1
ausgebildete Leiteinrichtungen mit Gaseintrittsöffnungen und-austrittsöffnungen in solcher Weise angeordnet sind, dass die Gasaustrittsöffnungen an den senkrecht zur Strömungsrichtung verlaufenden Abströmenden der
Leiteinrichtungen angeordnet sind, nach Patent Nr. 288294.
Bei in Betrieb befmdlicher Vorrichtung nach dem Stammpatent entstehen hinter den Leiteinrichtungen je nach Strömungsgeschwindigkeit der zu begasenden Flüssigkeit grössere oder kleinere Vakuolen, über welche dann das Gas in die vorbeiströmende Flüssigkeit eingebracht wird. Dabei bilden sich den Strömungsverhältnissen angepasste Grenzflächen zwischen dem in den Vakuolen laminar strömenden Gas und der turbulent vorbeiströmenden Flüssigkeit aus, an denen es zur Gasaufnahme durch die Flüssigkeit kommt.
Erfmdungsgemäss wird der Gegenstand des Stammpatents dadurch verbessert, dass in Strömungsrichtung nach den vorzugsweise rinnenförmigen Leiteinrichtungen Ablenkkörper vorgesehen sind, die parallel zu den
Leiteinrichtungen verlaufen und den Zwischenräumen zwischen denselben gegenüberliegen. Durch die Ablenkkörper wird die turbulent vorbeiströmende Flüssigkeit von den Vakuolen und damit in das laminar strömende Gas hineingelenkt, wodurch der Luftstrom eine Beschleunigung erfährt und mit der vorbeiströmenden
Flüssigkeit gut durchmischt wird. Ausserdem hat sich dabei gezeigt, dass der Wirkungsgrad der Ansaugung gesteigert wird, also beispielsweise bei gleichbleibendem Energieeinsatz durch die Umwälzpumpe mehr Luft angesaugt und verdichtet wird.
Zweckmässigerweise kann dabei die Entfernung der oberen Begrenzung der Ablenkkörper von der Ebene, in der die Abströmenden der Leiteinrichtungen liegen, das 0, 5- bis 20fache, vorzugsweise das 1- bis 10fache, der Breite der einzelnen Zwischenräume zwischen den Leiteinrichtungen betragen. Die quer zur Strömungsrichtung der Flüssigkeit gemessene Dicke der Ablenkkörper kann mindestens etwa der Breite der einzelnen Zwischenräume zwischen den Leiteinrichtungen entsprechen. Durch eine solche Dimensionierung der Ablenkkörper wird eine besonders gute Beschleunigung des Gasstromes erzielt, wobei es gleichzeitig zu einer besonders innigen Vermischung desselben mit der Flüssigkeit kommt. Zweckmässigerweise können die parallel zu den rinnenförmigen Leiteinrichtungen verlaufenden Ablenkkörper runden oder ovalen Querschnitt aufweisen.
Solche Querschnitte sind einfach herzustellen und werden von der Strömung bei nicht zu hoher Flüssigkeitsgeschwindigkeit mit relativ geringem Widerstand umflossen. Um die Strömungsverluste noch weiter zu verringern und um Wirbelbildungen hinter den Ablenkkörper zu vermeiden, in denen sich die Gasblasen vereinigen könnten, können die Ablenkkörper anströmseitig die Form einer Zylinderfläche aufweisen, die in zwei ebene Seitenflanken übergeht, welche abströmseitig unter Bildung einer Abströmkante spitzwinkelig zusammenlaufen. Der Zwischenraum zwischen den Ablenkkörper erweitert sich somit von der engsten Stelle in Strömungsrichtung diffusorartig, so dass Geschwindigkeitsenergie weitgehend verlustlos in Druckenergie umgewandelt wird.
Um Zusatzstoffe, die gleichfalls in der Flüssigkeit feinst zu verteilen sind, in diese auf einfache Art einbringen zu können, können einer oder mehrere der Ablenkkörper hohl sein und an ihren Abströmseiten Durchtrittsöffnungen für die in die Ablenkkörper eingebrachten Zusatzstoffe aufweisen.
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Fig. 1 zeigt einen
EMI1.2
Leiteinrichtungen mit darunter befindlichen Ablenkkörper, wobei die sich ausbildenden Strömungslinien angedeutet sind. Die Fig. 3 und 4 stellen andere Querschnittsformen der Ablenkkörper dar.
Mit --1-- sind die rinnenförmigen Leiteinrichtungen bezeichnet, die sich in einem quadratischen Querschnitt aufweisenden Teil--2--einer noch näher zu beschreibenden Umwälzleitung befinden, in welcher die zu begasende Flüssigkeit mittels einer Pumpe --33-- in Strömung gehalten wird. Das in die Flüssigkeit einzubringende Gas gelangt über in der Wandung des Teiles --2-- der Umwälzleitung vorgesehene Gaseintrittsöffnungen --2'- in die rinnenförmigen Leiteinrichtungen In Strömungsrichtung--A-nach den Leiteinrichtungen --1-- sind Ablenkkörper --4-- vorgesehen, die parallel zu den Leiteinrichtungen verlaufen und den Zwischenräumen --5-- zwischen denselben gegenüberliegen.
Die Entfernung--D--der oberen Begrenzung --4'-- der Ablenkkörper --4-- von der Ebene--E--, in der die Abströmkanten --1'-- der Leiteinrichtungen --1-- liegen, entspricht gemäss vorliegendem Ausführungsbeispiel etwa der Breite--B-der einzeinen Zwischenraume--5--zwischen den
EMI1.3
--A-- der FlüssigkeitStrömungsrichtung--A--nach den Ablenkkörpern --4-- strömt die Flüssigkeit in einer Falleitung--6-abwärts und wird durch diese bis nahe dem Boden des Flüssigkeitsbehälters --7-- geführt. Unterhalb der Falleitung ist eine horizontale Scheibe--8--angeordnet,
die in der Mitte im Bereich der Austrittsöffnung --6'-- der Falleitung--6--einen die Umlenkung der Flüssigkeitsströmung begünstigenden Leitkörper --9-- aufweist. Unterhalb der Scheibe --8-- befindet sich ein vom Boden des Flüssigkeitsbehälters --7-ausgehendes zentrales Absaugrohr--10--, das zur Pumpe --3-- führt. Diese fördert über den vertikalen Teil --11-- der Umwälzleitung und einen horizontalen Teil--12--derselben die Flüssigkeit wieder zu den
<Desc/Clms Page number 2>
Leiteinrichtungen Der Teil --12-- der Umwälzleitung ist ein sich in Strömungsrichtung erweiternder Rohrteil, der gleichzeitig auch einen Übergangsteil von runden auf quadratischen Querschnitt der Umwälzleitung darstellt.
An den Teil --12-- schliesst sich ein diesen mit dem Teil --2-- der Umwälzleitung verbindender Eineckkrümmer an.
EMI2.1
im Umlenkbereich im Krümmer Leitbleche --13-- vorgesehen, durch welche der gesamte Flüssigkeitsstrom in mehrere parallel verlaufende Teilströme zerlegt wird, die dann einzeln durch die Leitbleche umgelenkt werden, wonach sie sich wieder vereinigen und als Gesamtstrom den Leiteinrichtungen zugeführt werden, die somit alle gleichmässig beaufschlagt werden.
Das in die Flüssigkeit über die Leiteinrichtungen eingebrachte Gas entweicht nach Gasaustausch mit der
EMI2.2
Unterdruckgebiete, die sich hinter einem in einem Flüssigkeitsstrom befindlichen Körper bilden, Gas eingebracht wird. Die zwischen den Leiteinrichtungen --1-- durchströmenden Flüssigkeitsteilströme werden durch die Ablenkkörper --4-- in die Vakuolen hinein abgelenkt, wodurch es zu einer Verkürzung der Vakuolen kommt.
Es wird also die turbulent strömende Flüssigkeit in das laminar strömende Gas hineingeleitet, so dass es einerseits zu einer stärkeren Ansaugung des Gases durch den Flüssigkeitsstrom und anderseits zu einem sehr guten Vermischen des Gases mit der Flüssigkeit kommt. Die begaste Flüssigkeit strömt dann durch die Falleitung nach unten bis in die Nähe des Behälterbodens, wodurch das Gas in der Flüssigkeit komprimiert, also der Gasdruck in der Flüssigkeit erhöht wird, was eine gute Gasausnutzung mit sich bringt.
Die begaste Flüssigkeit tritt über einen ringdüsenartigen Austrittsspalt--8'--oberhalb der Scheibe--8--aus der Falleitung--6--in den Flüssigkeitsbehälter --7--, wobei dann der gasreiche Teil der Flüssigkeit im Behälter nach oben steigt, wogegen jener Teil, der bereits das Gas an der Flüssigkeitsoberfläche abgegeben hat, nach unten sinkt und um die Aussenkante der Scheibe --8-- herum über die Leitung --10-- von der Pumpe --3-- angesaugt wird, um über die Umwälzleitung wieder den Leiteinrichtungen --1-- zugeführt zu werden.
Die hohlen Ablenkkörper --4-- weisen an ihren Abströmseiten Öffnungen --15-- (Fig. 2) auf, durch welche in die Ablenkkörper eingebrachte Zusatzstoffe, die sehr fein in der Flüssigkeit verteilt werden sollen, wie z. B. Nährstofflösungen, direkt in die Turbulenz des Flüssigkeitsstromes eingebracht werden können, wodurch die Zusatzstoffe in diesem und damit in der gesamten Flüssigkeit fein und gleichmässig verteilt werden.
Unter bestimmten Umständen kann es sich auch als zweckmässig erweisen, andere Profilierungen für die Ablenkkörper --4-- zu wählen. So kann z. B. ihr Querschnitt oval sein (Fig. 3), oder es können die Ablenkkörper anströmseitig die Form einer Zylinderfläche --16-- aufweisen, die in zwei ebene Seitenflanken - -17-- übergeht, die unter Bildung einer Abströmkante --18-- spitzwinkelig zusammenlaufen (Fig. 4).
EMI2.3
keiten, günstig, wobei die vorteilhafte Wirkung der Ablenkkörper nicht beeinträchtigt wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur Begasung von Flüssigkeiten, insbesondere zur Feinstbelüftung von Nährböden bei der Züchtung von Mikroorganismen, wobei in einem Behälter, in welchem Flüssigkeit durch eine Fördereinrichtung in Strömung gehalten wird, feststehende, wenigstens teilweise hohl ausgebildete Leiteinrichtungen mit Gaseintrittsöffnungen und -austrittsöffnungen in solcher Weise angeordnet sind, dass die Gasaustrittsöffnungen an den senkrecht zur Strömungsrichtung verlaufenden Abströmenden der Leiteinrichtungen angeordnet sind, nach
EMI2.4
288294, da dur c h ge k e n n z e ich ne t, dassrinnenförmigen Leiteinrichtungen (1) Ablenkkörper (4) vorgesehen sind, die parallel zu den Leiteinrichtungen (1) verlaufen und den Zwischenräumen (5) zwischen denselben gegenüberliegen.
EMI2.5