DD216389A5 - Einrichtung zum einfuehren einer fremdfluessigkeit und/oder eines fremdgases in eine aufnahmefluessigkeit - Google Patents

Einrichtung zum einfuehren einer fremdfluessigkeit und/oder eines fremdgases in eine aufnahmefluessigkeit Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Einfuehren einer Fremdfluessigkeit und/oder eines Fremdgases in eine Aufnahmefluessigkeit, und zum intensiven Mischen dieser mit der Aufnahmefluessigkeit. Waehrend es Ziel der Erfindung ist, die Gebrauchswerteigenschaften derartiger Einrichtungen auf kostenguenstige Weise zu erhoehen, besteht die Aufgabe darin, eine einfache Einrichtung zum Einfuehren einer Fremdfluessigkeit und/oder eines Fremdgases in eine Aufnahmefluessigkeit und zum intensiven Mischen dieser mit der Aufnahmefluessigkeit zu schaffen, in welcher der Fluessigkeitsstrom und der Gasstrom zusammen in die Aufnahmefluessigkeit eingefuehrt, dadurch die Intensitaet der Mischung erhoeht und der Energiebedarf der Einrichtung gesenkt werden. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe derart geloest, dass die Einrichtung einen, zwischen der oberen Fluegelreihe und der unteren Fluegelreihe ausgebildeten, von den Fluegelreihen in axialer Richtung hermetisch getrennten und die axiale Eintrittsoeffnung fuer das Gasansaugen einen mit der radialen Austrittsoeffng. verbunden. Gasraum aufweist.

Description

Berlin, den 17.5,1984
AP B Ol F/260 708/8 63 686/25/38
Einrichtung zum Einführen einer FremdflQssigkeJ>t und/oder eines Fremdgases in eine Aufnahmeflüssigkeit
Anwendungsgebiet der, Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Einführen einer Fremdflüssigkeit und/oder eines Fremdgases in eine Aufnahmeflüssigkeit, und zum intensiven Mischen dieser mit der Aufnahmeflüssigkeit·
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Eine Einrichtung für den obigen Zweck ist in der HU-PS 180 647 dargestellt« Diese Einrichtung weist einen, im Betriebszustand in der Flüssigkeit eingetauchten rotierenden Teil und einen mit diesem teil gekoppelten Motor auf. Der rotierende Teil ist durch ein Laufrad, mit zweckmäßig vertikaler Wellenanordnung und mit je einer unteren und oberen Flügelreihe ausgeführt« Die obere Flügelreihe verfügt über eine mit einem Gasansaugrohr verbundene axiale Eintritts« öffnung und eine mit dieser Eintrittsöffnung verbundene radiale Austritteöffnung« Im Bereich der unteren Flügelreihe sind je eine radiale Eintrittsöffnung und Austrittsöffnung zwischen den benachbarten Flügeln angeordnet. Die obere und die untere Flügelreihe sind durch eine flüssigkeit β- und gasdichte Trennwand voneinander abgesondert«
Diese Lösung hat sich in der Praxis bewährt, einige Mangel sind aber aufgetreten. Der wichtigste Mangel besteht darin, daß die Intensität der Vermischung der Fremdflüssigkeit bzw,
des Fremdgases mit der Aufnahmeflüssigkeit bzw, miteinander das angestrebte Maximum nicht erreicht, da die 'Flössigkeitsströme bzw« die Gasströme gesondert in die Aufnahmeflüssigkeit eintreten und ihre Energie schon vor der effektiven Mischung vermindert wird» Demzufolge ist auch der Wirkungsgrad der Einrichtung niedriger als erwünscht.
Darüber hinaus hat diese Einrichtung einen relativ kompli~ zierten Aufbau, damit verbunden hohe Herstellungskosten bei großem Gewicht und schwerer Handhabung,
ZJeI1 der Erfindung,
· " '.'-. , <
Ziel der Erfindung ist es, die Gebrauch'swerteigenschaften derartiger Einrichtungen auf kostengünstige Weise zu er« höhen,
Darlepupp des niWesens, der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache Einrichtung zum Einführen einer Fremdfiüssigkeit und/oder eines Fremdgases in eine Aufnahmeflüssigkeit, und zum intensiven Mischen dieser mit der Aufnahmeflüssigkeit zu schaffen, in welcher der Flüssigkeitsstrom und der Gasstrom zusammen in die Aufnahmeflüssigkeit eingeführt, dadurch die Intensität der Mischung erhöht und der Energiebedarf der Einrichtung gesenkt werden» ~>
Pie gestellte Aufgabe, eine Einrichtung zum Einführen einer Fremdflüssigkeit und/oder eines Fremdgases in eine Aufnahme-
flüssigkeit, und zum intensiven Mischen dieser mit der Aufnahmeflüssigkeit herzustellen, wurde durch eine Einrichtung ν gelöst, die einen, im Betriebszustand in der Aufnahmeflüssigkeit eingetauchten rotierenden Teil und einen mit diesem Teil gekoppelten Motor aufweist, wobei der rotierende Teil durch ein Laufrad, mit zweckmäßig vertikaler Wellenanordnung, und mit je einer unteren und oberen Flügelreihe ausgeführt ist, und das Laufrad weiter über eine mit einem Gasansaugrohr verbundene axiale Eintrittsöffnung und eine mit dieser verbundene radiale Austrittsöffnung verfügt, ferner über mindestens je eine, innerhalb der oberen und unteren Flügelreihe, zwischen den benachbarten Flügeln ausgestaltete weitere Eintrittsöffnung und Auetrittsöffnung, und über einen, im Sinne der Erfindung zwischen der oberen und unteren Flügelreihe ausgebildeten, von den Flügelreihen in axialer Richtung hermetisch getrennten und die axiale Eintrittsöffnung für das Gasansaugen mit der radialen Austrittsöffnung verbindenden Gasraum·
In einer bevorzugten Ausführungeform der erfindungsgemäßen Einrichtung ist der Gasraum durch eine untere Abschlußplatte und eine, mit einer zentralen Eintrittsöffnung versehene obere Abschlußplatte begrenzt.
Nach einem weiteren bevorzugten AusfUhrungsbeispiel liegt der äußere Rand der unteren und/oder oberen Flügelreihe in radialer Richtung außerhalb der mit dem Gasraum verbundenen radialen Austrittsöffnung.
Eine vorteilhafte Wirkung wird erzielt, wenn die Flügel der unteren und/oder oberen Flügelreihe durch untere und obere
Schäfte von zusammenhängenden, U«förmigen Elementen gebildet sind*
Eine vorteilhafte Wirkung wird weiterhin dadurch erzielt, wenn ein Abschlußring unter der unteren FlQgelreihe und/oder über der oberen Flügelreihe angeordnet ist#
In einer weiteren bevorzugten Ausführungeform ist der Abschluß ring aus voneinander durch axiale Spalten getrennten Segmenten aufgebaut. Vorteilhafterweise sind diese Segmente als eich von der Laufradachse ausgehende, in mindestens einem Bereich sich verbreiternde Elemente ausgeführt,
" Λ ' ' . ' > Eine vorteilhafte Wirkung wird auch dann erzielt, wenn die Flügel der unteren und/oder oberen Flügelreihe als von der Lauf radachse ausgehende, sich in mindestens einem Bereich verbreiternde Elemente ausgeführt sind,
Ausfüh rungsbeispiel
Die Erfindung soll nachfolgend in mehreren Ausführungsbeispieleh anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert werden* Es zeigen:
Fig, Is eine schematische Seitenansicht einer oben angetriebenen Einrichtung, teilweise geschnitten? ,
Fig» 2: eine schematische Seitenansicht einer unten angetriebenen Einrichtung, teilweise geschnitten;
Fig. 3: einen Schnitt durch ein in der Einrichtung gemäß der Fig, 1 oder der Fig# 2 verwendetes geschlossenes Laufrad;
Fig. 4: eine Draufsicht auf das Laufrad gemäß der FiQ- 3;
Fig. 5: einen Schnitt durch ein offenes Laufrad;
Fig, 6: eine Draufsicht auf das Laufrad gemäß der Fig. 5;
Fig, 7: einen Schnitt durch ein halb geschlossenes Laufrad und
Fig. Si eine Draufsicht auf das Laufrad gemäß der Fig, 7.
' '
Wie aus der Fig. 1 ersichtlich, weist die erfindungsgemäße Einrichtung einen Motor 1 auf, an dessen nach unten stehendem Wellenstumpf über eina Kupplung 2 eine vertikale Rohrwelle 3 angeschlossen ist* Die Rohrwelle 3 iet in einem festen Rohr 5 konzentrisch angeordnet und durch zwei Lager 6 gelagert» Das obere Ende des festen Rohres 5 bzw, der Motor 1 ist auf einer schematisch dargestellten Haltevorrichtung 7 montiert»
Das untere Ende des festen Rohres 5 ist geschlossen, und das obere Ende desselben ist seitwärts mit einer Gaszufuhr 8 versehen. Ein Teil des festen Rohres 5 unterhalb der Gaszufuhr 8 ist unter'der Oberfläche einer Aufnahmeflüssigkeit 14 angeordnet« Die Aufnahmeflüssigkeit 14 kann z. B, zu klärendes Abwasser, und das über die Gaszufuhr 8 eingesaugte Gas z. 3, Luft sein. Die Rohrwelle 3 verfügt über eine weitere öffnung 9 in dem Bereich innerhalb des festen Rohres 5, zweckmäßig in der Nähe des tiefsten Punktes dieees Bereiches·
An dem aus dem geschlossenen unteren Ende des festen Rohres 5 heraussagenden Unteren Ende der Rohrwelle 3 ist ein Laufrad 4 befestigt* das gemäß, den Figa 3? 4; 5j 6 oder 7; 8 frei ausgestaltet werden kann* Die Einrichtung gemäß der Fig« 2 weicht von der gemäß der Fig* 1 ab, indem der Motor ·
1 am Boden· eines* die Aufnahmeflüssigkeit. 14 enthaltenden und in der Zeichnung nur schematisch dargestellten Behälters angeordnet ist und ein stehendes Saugrohr 11 statt der rotierenden Rohrwelle 3 hat, wobei das obere Ende des Saug~ rohres 11 über der Oberfläche der Aufnahnseflüssigkeit 14 hinausragt n und das untere Ende desselben unmittelbar über deiüj, an dem nach oben stehenden Wellenstumpf des Motors 1 verkeilten Laufrad 4 angeordnet ist» Das untere Ende des Saugrohres 11 ist durch einen am Gehäuse des Motors 1 be*- fesiigten Haltebock 12 gehalten* Diesem Motorgehäuse ist ein die Fremdflüseigkeit ansaugendes Rohr 13 angeschlossen, wobei die Fremdflüssigkeit, z« Be auch Belebtschlamm (in Abwasserkläreinrichtungen) sein kann«
Das Laufrad 4 kann auch in diesem Fall gemäß» den Fig» 3; 4; 5} 6 oder 7j 8 frei ausgestaltet werden, . ·-
Während des Betriebes der Einrichtungen gemäß den Fig* I und
2 saugt das durch den Motor 1 angetriebene Laufrad 4 über das Saugrohr 11 bzw* die Rohrwelle 3, das feste Rohr 5 und die Gaszufuhr 8 Luft, und über das Rohr 13 und über die nachfolgend dargestellten Eintrittsöffnungen Fremdflüssig~ keit oder Aufnahmeflüssigkeit ein und spritzt diese zusammen in radialer Richtung bei intensiver Berührung und Mischung in d,ie Aufnahmeflüssigkeit*
Das Laufrad 4 in den Fig. 3 und 4 weist einen, durch eine parallel angeordnete obere Abschlußplatte 15 und einen durch eine untere Abschlußplatte 17 begrenzten Gasraum 23 auf. Beide Abschlußplatten 15; 17 sind scheibenförmige Elemente mit gleichem Durchmesser. Die obere Abschlußplatte 15 ist mit einem zentralen Kreisausschnitt versehen, der eine axiale Eintrittsöffnung 16 bildet und mit einem axialen Ansaugrohrstutzen 24 verbunden ist. Der Ansaugrohrstutzen 24 steht mit der Rohrwelle 3 oder mit dem Sagrohr 11 in kommunikativer Verbindung, Die untere Abschlußplatte 17 ist ein völlig geschlossenes, rundscheibenförmiges Element.
An den Abschlußplatten 15 und 17 sind Flügel 19 z. B. durch Kleben oder Löten befestigt. Die Flügel 19 sind U-förmige Elemente, deren oberer Schaft über der oberen Abschlußplatte 15, der untere Schaft unter der unteren Abschlußplatte und der Verbindungsteil in radialer Richtung außerhalb der Ränder der Abschlußplatte 15; 17 angebracht ist. Die un~ teren Teile der Flügel 19 bilden eine untere Flügelreihe 26, und die oberen Teile der Flügel 19 bilden eine obere Flügolreihe 27. Die Flügel 19 sind der in der Fig. 4 durch den Pfeil A gezeigten Drehrichtung gegenüber gekrümmt nach hinten gebogen. Ein oberer Abschlußring 28 ist über die obere Flügelreihe 27 und ein unterer Abschlußring 18 unter der unteren Flügelreihe 26 angeordnet. Die Abschlußringe 18; 28 sind mit den Abschlußplatten 15; 17 parallele, zweckmäßig plattenförmige Elemente, deren Durchmesser den der Abschlußplatten 15; 17 übertrifft und mit einer zentralen, kreisförmigen öffnung 20 mit einem den Durchmesser derEintrittsöffnung 16 übertreffenden Durchmesser versehen sind.
Das Laufrad 4 gemäß den Fig, 3 und 4 saugt das Gas über die Eintrittsöffnung 16 und die Fremdflüssigkeit und/oder Aufnghmeflüssigkeit über die öffnungen 20 hinein» Die zwischen der unteren und oberen Flügelreihe 26 und 27 mit hoher Geschwindigkeit herausströmende Flüssigkeit nimmt das aus dem Gasraum 23 über die Austrittsöffnung 25 auf die Saugwirkung austretende Gas mit und tritt mit dem Gas zusammen in die Aufnahmeflüssigkeit 14 hinein. Das intensiv vermischte Gas und die Flüssigkeit verlassen das Laufrad 4 durch die Austrittsöffnung 21.
Das Laufrad 4 gemäß, den Fig# 5 und 6 weicht von dem in den Fig, 3 und 4 insofern ab, daß keine Abschlußringe 18 und vorhanden sind und ein innerer Rand 22 der Flügel 19 sich unter einem spitzen Winkel an den Abschlußplatjten 15; 17 anschließt.
Das Laufrad 4 gemäß den Fig. 7 und 8 weicht von dem in den Fig. 3 und 4 insofern ab, daß an den oberen und unteren Rändern der Flügel 19 keine unterbrochenen Abschlußringe 18 und 28, sondern Segemente angeschlossen sind* Oedem Flügel 19 gehört je ein Segment 29 im oberen und unteren Bereich, zwischen denen axiale Spalten 30 ausgebildet sind. Die Segmente 29 sind als sich radial nach außen verbreiternde Elemente ausgestaltet, deren eine Seite der Linie des zugehörenden Flügels 19 folgt und die andere Seite mit dem benachbarten Flügel 19 parallel verläuft.
Der Abschnitt der Ränder 22 bzw. die sMi nach außen verbreiternde /tosgestaltung der Segmente 29 verhindert das
Hängenbleiben der in der Fremdflüssigkeit befindlichen Fa~ serstoffe am Laufrad 4 und unterstützt deren Hinausfliegen aus den Zwischenräumen der Flügel 19*
Die Fremdflüssigkeit bzw. die Aufnahmeflüssigkeit kann gegebenenfalls eine Suspension sein. Unter radialer Richtung versteht sich in dieser Beschreibung jede, öicht vollkommen tangentiale bzw» axiale Richtung, Eine axiale Richtung bedeutet ebenso jede, nicht vollkommen radiale bzw, tangentiale Richtung«
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Einrichtung werden Fremdflüssigkeiten und/oder Fremdgase unter besserem Wirkungsgrad in eine Aufnahmeflüssigkeit eingeführt. Die eingeführte Fremdflüssigkeit und/oder das Fremdgas wird in der Aufnahmeflüssigkeit sehr günstig dispergiert, vermischt bzw, gelöst.
In der erfindungsgemäßen Einrichtung wird ein intensiver Unterdruck durch den mit den oberen und unteren Flügelreihen beschleunigten Flüssigkeitsstrom hervorgerufen, womit der zwischen den zwei Flügelreihen ausgestaltete, aber von denen getrennte Gasraum kräftig angesaugt wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auf dem Gebiet der Wasserklärung und der Abwasserreinigung für die Einmischung von Luft, Oxigen, Ozon, Chemikalien, Suspensionen oder für das Austreiben, die Flotation von Gasen, für die Trennung von festen und flüssigen Phasen oder für die Fermentation günstig verwendet werden.
In homogenen, reinen Flüssigkeiten ist die Anwendung geschlossener Lgufräder, und in faserstoffhaltigen und feststoffhaltigen Flüssigkeiten die Anwendung offener oder halb geschlossener Lauf räder empfehlenswert.

Claims (8)

E r f induncj sansp ruch
1, Einrichtung zum Einführen einer FremdflGssigkeit und/oder eines Fremdgases in eine Aufnahmeflüssigkeit,, und zum intensiven Mischen dieser mit der Aufnahmeflüssigkeit, die einen, im Betriebszustand in der Aufnahmeflüssigkeit eingetauchten rotierenden Teil und einen» mit diesem Teil gekoppelten Motor aufweist, wobei der rotierende Teil durch ein Laufrad, mit vorzugsweiser vertikaler liVellenanordnung, und mit je einer unteren und oberen Flügelreihe ausgeführt ist, und das Laufrad über eine mit einem Gasansaugrohr verbundene axiale Eintritts-Öffnung und eine mit dieser Eintrittsöffnung verbundene radiale Austrittsöffnung, ferner über mindestens je eine, innerhalb der oberen und unteren Flügelreihe, zwischen den benachbarten Flügeln ausgestaltete weitere Eintrittsöffnung und Austrittsöffnung verfügt, gekennzeichnet dadurch, daß die Einrichtung einen zwischen der oberen Flügelreihe (27) und der unteren Flügelreihe (26) ausgebildeten, von den Flügelreihen (26; 27) in axialer Richtung hermetisch getrennten und die axiale Eintrittsöffnung (16) für das Basansaugen einen mit der radialen Austrittsöffnung (25) verbundenen Gasraum (23) aufweist.
2, Einrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Gasraum (23) durch eine untere Abschlußplatte (17) und eine mit einer zentralen Eintrittsöffnung (16) versehene obere Abschlußplatte (15) begrenzt ist,
3, Einrichtung nach den Punkten 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, da& derjäußere Rand der unteren und/oder oberen
Flügelreihe (26; 27) in radialer Richtung außerhalb der mit dem Gasraum (23) verbundenen radialen Austrittsöffnung (25) liegt·
4. Einrichtung nach einem der Punkte 1 bis 3, gekennzeichnet dadurchi daß die Flügel (19) der unteren und der oberen Flügelreihe (26; 27) durch untere und obere Schäfte von zusammenhängenden, U-förmigen Elementen gebildet sind.
5. Einrichtung nach einem der Punkte 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß sie einen Abschlußring (18) unter der unteren Flügelreihe (26) und/oder einen Abschlußring (28) über der oberen Flügelreihe (27) angeordnet aufweist.
6. Einrichtung nach Punkt 5, gekennzeichnet- dadurch, daß die Abschlußringe (18; 28) mit voneinander durch axiale Spalte (30) getrennte Segmente (29) aufgebaut sind.
7. Einrichtung nach Punkt 6, gekennzeichnet dadurch, daß die Segmente (29) als von der Laufradachse ausgehend sich in mindestens einem Bereich verbreiternde Elemente ausgeführt sind,
8. Einrichtung nach einem der Punkte 1 bis 7, gekennaaichnet dadurch, daß» die Flügel (19) der unteren und/oder der oberen Flügelreihe (25; 27) als von der Laufradachse ausgehende sich in mindestens einem Bereich verbreiternde Elemente auegestaltet sind«
Hierzu 5 Seiten Zeichnungen
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