PL171456B1 - Urzadzenie wirowe do napowietrzania powierzchniowego cieczy PL - Google Patents

Abstract

1 Urzadzenie wirowe do napowietrzania powierzchniowego cieczy znajdujacej sie w zbiorniku, zwlaszcza wody sciekowej przeznaczonej do oczyszczenia, posiadajace korpus wirnika o pionowej osi z co najmniej jednym wiencem lopatkowym, przy czym korpus wirnika jest od dolnej strony zasysania rozbiezny ku górnej stronie wyrzucania, a lopatki wirnika maja, co najmniej w przyblizeniu, profil przekroju poprzecznego w ksztalcie litery L lub T, zas wolne zeberka lopatek sa umocowane na wewnetrznej stronie korpusu wirnika, tworzacej powierzchnie prowadzaca dla cieczy, przy czym kazde zeberko, na swym górnym koncu, tworzy z linia promieniowa kat wyjscia lopatki, wyznaczajac kanaly transportowe, bocznymi scianami otwarte do wewnatrz, które w plaszczyznach pionowych maja zakrzywienie, nadajace cieczy wchodzacej od dolu w kanaly transportowe odchylenie o kat okolo 90° wzgledem kierunku przeplywu, rak ze wychodzi ona, co najmniej w przy- blizeniu, w kierunku poziomym na obwodzie urzadzenia wirowego i zostaje wyrzucona nad powierzchnie cieczy, przy czym po stronie zasysania jest umieszczony zespól rozdrabniajacy, którego pierwsze elementy rozdrabniajace sa polaczone trwale z korpusem wirnika i którego drugie elementy rozdrabniajace, wspóldzialajace z pier- wszymi elementami rozdrabniajacymi, sa umieszczone nieobrotowo wzgledem osi urzadzenia wirowego, przy czym drugie elementy rozdrabniajace sa polaczone wspólnie z korpusem wirnika, za pomoca walu laczacego, i sa wzgledem tego wirnika ulozyskowane obrotowo, zas wal laczacy jest ulozyskowany obrotowo w tulejowym elemencie ustalajacym korpusu wirnika, znamienne tym, ze tulejowy element ustalajacy (15) ma postac zbiornika oleju smarnego do smarowania lozysk tocznych olejem (18) Fig. 1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie wirowe do napowietrzania powierzchniowego cieczy znajdującej się w zbiorniku, zwłaszcza wody ściekowej przeznaczonej do oczyszczenia, posiadające korpus wirnika o pionowej osi z co najmniej jednym wieńcem łopatkowym, przy czym korpus wirnika jest od dolnej strony zasysania rozbieżny ku górnej stronie wyrzucania, a

171 456 łopatki wirnika mają, co najmniej w przybliżeniu, profil przekroju poprzecznego w kształcie litery L lub T, zaś wolne żeberka łopatek są umocowane na wewnętrznej stronie korpusu wirnika, tworzącej powierzchnię prowadzącą dla cieczy, przy czym każde żeberko, na swym górnym końcu, tworzy z linią promieniową kąt wyjścia łopatki, wyznaczając kanały transportowe, bocznymi ścianami otwarte do wewnątrz, które w płaszczyznach pionowych mają zakrzywione, nadaj ące cieczy wchodzącej od dołu w kanały transportowe odchylenie o kąt około 90° względem kierunku przepływu, tak że wychodzi ona, co najmniej w przybliżeniu, w kierunku poziomym na obwodzie urządzenia wirowego i zostaje wyrzucona nad powierzchnię cieczy, przy czym po stronie zasysania jest umieszczony zespół rozdrabniający, którego pierwsze elementy rozdrabniające są połączone trwale z korpusem wirnika i którego drugie elementy rozdrabniające, współdziałające z pierwszymi elementami rozdrabniającymi, są umieszczone nieobrotowo względem osi urządzenia wirowego, przy czym drugie elementy rozdrabniające są połączone wspólnie z korpusem wirnika, za pomocąwału łączącego, i sąwzględemtego wirnikaułożyskowane obrotowo, zaś wał łączący jest ułożyskowany obrotowo w tulejowym elemencie ustalającym korpusu wirnika.

Ze szwajcarskiego opisu CH 531 468 znane jest urządzenie wirowe napowietrzające powierzchniowo do napowietrzania znajdującej się w zbiorniku cieczy, zwłaszcza wody ściekowej przeznaczonej do oczyszczenia, z korpusem wirnika o pionowej osi, którego ma co najmniej jeden wieniec łopatkowy i który od dolnej strony zasysania jest rozbieżny ku górnej stronie wyrzucania. Łopatki wirnika mają profil przekroju poprzecznego w kształcie litery L lub T. W urządzeniu tym wolne żeberka łopatek są umocowane na wewnętrznej stronie korpusu wirnika, tworzącej powierzchnię prowadzącą dla cieczy, przy czym każde żeberko, na swym górnym końcu, tworzy z linią promieniową kąt wyjścia łopatki, tworząc kanały transportowe, bocznymi ścianami otwarte do wewnątrz, które w płaszczyznach pionowych przebiegają w sposób zakrzywiony tak, że ciecz wchodząca od dołu w kanały transportowe zostaje w tych kanałach odchylana o około 90° względem kierunku przepływu, wychodzi w kierunku poziomym na obwodzie urządzenia wirowego i zostaje wyrzucona nad powierzchnię cieczy, przy czym na stronie zasysania jest umieszczony zespół rozdrabniający. Pierwsze elementy rozdrabniające tego zespołu sąpołączone trwale z korpusem wirnika, a drugie elementy rozdrabniające, współdziałające z pierwszymi elementami rozdrabniającymi, są umieszczone w sposób zabezpieczony przed obrotem względem osi urządzenia wirowego. Drugie elementy rozdrabniające sąpołączone wspólnie z korpusem wirnika, za pomocą wału łączącego, i sąwzględem tego wirnika łożyskowane obrotowo, zaś wał łączący jest ułożyskowany obrotowo w tulejowym elemencie ustalającym korpusu wirnika.

To znane urządzenie wirowe napowietrzające powierzchniowo ma dzięki umieszczonemu w nim zespołowi rozdrabniającemu tę zaletę, że substancje włókniste ulegają w nim rozdrabnianiu przy każdym przejściu. Korpus wirnika jest osadzony obrotowo względem stałego elementu rozdrabniającego za pomocąłożysk kulkowych. Łożyska kulkowe znajdują się przy tym pomiędzy falistym fragmentem stałego noża i tulejowym elementem ustalającym korpusu wirnika. Tulejowy element ustalający korpusu wirnika otacza całkowicie łożyska kulkowe, co oznacza, że komora mieszcząca łożyska kulkowe jest zamknięta od zewnątrz.

W znanym z CH 531 468 urządzeniu wirowym napowietrzającym powierzchniowo po pewnym czasie pracy może dojść do znacznego wzrostu energii elektrycznej niezbędnej do napędu korpusu wirnika. Stąd też do eksploatacji wymagane są silniki napędowe o odpowiednio dużej mocy. Ponadto pobór mocy po upływie pewnego czasu pracy staje się stosunkowo wysoki co łączy się z odpowiednimi kosztami eksploatacyjnymi lub kosztami energii.

Celem wynalazku jest zaproponowanie urządzenia wirowego napowietrzającego powierzchniowo, którego eksploatacja będzie łatwa i tania.

Urządzenie według wynalazku charakteryzuje się tym, ze tulejowy element ustalający korpusu wirnika ma postać zbiornika oleju smarnego do smarowania łożysk tocznych olejem.

Korzystnie w tulejowym elemencie ustalającym znajduje się wziernik kontroli poziomu oleju.

171 456

Korzystnie pierwsze elementy rozdrabniające mają postać szeregu żeberek tnących rozmieszczonych gwiaździście w otworze ssącym, a drugie elementy rozdrabniające mają postać gwiazdy nożowej, umieszczonej bezpośrednio pod tymi ostatnimi, przy czym zwłaszcza, współdziałające ze sobą krawędzie ostrzy żeberek tnących oraz gwiazdy nożowej mają kąt ścinania, kilkakrotnie zwiększający się i zmniejszający wzdłuż krawędzi ostrzy.

Krawędzie ostrzy żeberek tnących i/lub gwiazdy nożowej mogą mieć kształt zygzakowaty lub falisty.

Korzystnie łożyska toczne wału łączącego są promieniowo-osiowe, a tulejowy element ustalający jest zamocowany zjednej strony przez połączenie z częścią nośną i napędowąkorpusu wirnika, a z drugiej strony, w swym przeciwległym obszarze końcowym, przez połączenie z korpusem wirnika za pomocą żeberek tnących.

Tulejowy element ustalający służący jednocześnie jako zapasowy zbiornik oleju smarnego do smarowania łożysk tocznych olejem, przynosi bardzo istotne zalety urządzeniu wirowemu do napowietrzania.

Stwierdzono, ze zwiększony pobór mocy po pewnym czasie pracy wynika stąd, że łożyska kulkowe znanych urządzeń wirowych nie są już w dostatecznym stopniu smarowane, co powoduje zwiększenie sił tarcia. Ukształtowanie tulejowego elementu ustalającego jako zbiornika środka smarnego zapewnia istnienie wystarczającej ilości oleju smarnego do smarowania łożysk tocznych. Nie należy się zatem obawiać niewystarczającego smarowania łożysk tocznych, które mogłoby prowadzić nawet do ich uszkodzenia. Poza tym ilość oleju smarnego można w razie potrzeby łatwo uzupełnić. Poza tym oczywiste jest, że ciągły nadmiar środka smarnego w zbiorniku zapewnia optymalne, a co za tym idzie, trwałe smarowanie, dzięki czemu działające na łożyska siły tarcia są najmniejsze z możliwych. Umożliwia to zastosowanie do napędu korpusu wirnika stosunkowo małych silników napędowych. Poza tym zapotrzebowanie na energię zasilającą silniki napędowe utrzymuje się na stałym, stosunkowo niewielkim poziomie.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym kolejne figury przedstawiają: fig. 1 - schematycznie, przekrój przez urządzenie wirowe napowietrzające powierzchniowo, przeznaczone dla oczyszczalni ścieków, fig. 2 - w powiększonej skali, widok na zespół rozdrabniający w kierunku strzałki A według fig. 1, fig. 3 - częściowo w przekroju, przedstawione na fig. 1, urządzenie wirowe napowietrzające powierzchniowo, bez wbudowanego zespołu rozdrabniającego, fig. 4 - przekrój przez zespół rozdrabniający oraz figury 5 i 6 - dwa różne zastosowania urządzenia wirowego napowietrzającego powierzchniowo.

Jak to jest uwidocznione, zwłaszcza na figurach 1i 3, urządzenie wirowe 1 napowietrzające powierzchniowo ma korpus 2 wirnika o pionowej osi 12, zaopatrzony w wieniec wyposażony w łopatki 3, który jest rozbieżny od dolnej strony zasysania ku górnej stronie wyrzucania.

Łopatki 3 maja przekrój profilu w kształcie litery T (patrz figura 3), przy czym wolne żeberka 5 łopatek 3 są umocowane na wewnętrznej stronie korpusu 2 wirnika, tworzącej powierzchnię prowadzącą dla cieczy. Każde z tych żeberek 5 tworzy, patrząc w rzucie poziomym, z linią promieniową urządzenia wirowego 1 kąt wyjścia łopatki, który mieście się w zakresie od 10° do 35°.

Przedstawione łopatki 3 tworzą kanały transportowe otwarte bokami do wewnątrz, taż że nie mogą się one zatkać, nawet przy ściankach zawierających duże ilości stałych składników. Kanały transportowe przebiegają, jak to widać z figur 1 i 3, rozpatrując w płaszczyznach pionowych, w sposób zakrzywiony, tak ze ciecz wchodząca od dołu w te kanały transportowe zostaje z nich odchylana o około 90° względem kierunku przepływu, a więc wychodzi co najmniej w przybliżeniu, w kierunku poziomym na obwodzie 6 urządzenia wirowego 1 i zostaje wyrzucona nad powierzchnię cieczy 7.

Stałe składniki znajdujące się w ściekach przeznaczonych do oczyszczania, zostają przed skierowaniem ścieków do zbiornika napowietrzającego 26, rozdrobnione w rozdrabniaczu wstępnym do takiej wielkości, aby nie zatykały kanałów transportowych urządzenia wirowego napowietrzającego. Ażeby teraz te biologicznie rozkładalne stałe składniki doprowadzić do postaci nadającej się do rozkładu biologicznego, umieszczono na stronie ssącej urządzenia wirowego 1 napowietrzającego powierzchniowo zespół rozdrabniający 8, którego pierwsze

171 456 elementy rozdrabniające 9 są połączone na stałe z korpusem 2 wirnika, i którego drugie elementy rozdrabniające 10, współdziałające z pierwszymi elementami rozdrabniającymi 9, są umieszczone w osi 12 urządzenia wirowego i zabezpieczone przed obrotem za pomocą części blokującej 11.

Pierwsze elementy rozdrabniające 9 są utworzone z pewnej liczby żeberek tnących 13 wbudowanych w jeden pierścień (patrz figura 2) i rozmieszczonych gwiaździście w otworze ssącym, a drugie elementy rozdrabniające stanowi gwiazda nożowa 10, umieszczona bezpośrednio pod żeberkami tnącymi 13 i w trakcie obracania się korpusu 2 wirnika przesuwająca się po nich sposobem ścinającym.

Ażeby uzyskać prawidłowe rozcinanie stałych składników, krawędzie ostrzy współdziałających ze sobą żeberek tnących 13 oraz gwiazdy nożowej 10 są ukształtowane w ten sposób, że kąt ścinania φ podczas zabiegu cięcia wzdłuż współdziałających ze sobą krawędzi ostrzy, kilkakrotnie zwiększa się i zmniejsza. W tym celu, wprzedstawionymprzykładzie wykonania, krawędzie ostrzy gwiazdy nożowej 10 mają kształt zygzakowaty, lub falisty.

Jak widać z figur 1 i 4, gwiazda nożowa 10 jest za pośrednictwem wału 14 trwale połączona ruchowo z korpusem 2 wirnika i ułożyskowana obrotowo wraz z nim, względnie w nim.

Wał łączący 14 jest przy tym ułożyskowany obrotowo- w elemencie ustalającym 15 typu tulei korpusu 2 wirnika, zaś łożyska 16 i 17 (łożyska wałeczkowo-stożkowe) wału łączącego 14 są ukształtowane odpowiednio do przenoszenia sił promieniowych i osiowych. Element ustalający 15 ma kształt tulei tworzącej pojemnik na olej do smarowania olejem łożysk wału 16 i 17, przy czym poziom oleju 18 może być kontrolowany z zewnątrz za pośrednictwem szklanego wziernika 19.

W celu stabilnego zamocowania zespołu rozdrabniającego 8 w korpusie 2 wirnika, element ustalaj ący 15 w kształcie tulei jest, z j ednej strony na swym górnym końcu, za pomocą elementu kołnierzowego 20, połączony za pomocą śrub z częścią nośną i napędową 21 korpusu 2 wirnika, a z drugiej strony na swym górnym końcu, za pomocą żeberek tnących 13, oraz łączącej je wzajemnie części pierścieniowej 22, połączony trwale z korpusem 2 wirnika, tak że poprzez śruby nastawcze 23 można osiągnąć bezluzowe nastawienie współdziałających elementów tnących w postaci gwiazdy nożowej 10 i żeberek tnących 13.

W oczyszczalni ścieków przedstawionej na figurze 5 urządzenie wirowe 1 napowietrzające powierzchniowo jest ustalone w kierunku osiowym przez połączenie ze stałym mostkiem lub platfomią25, ponieważ w tej postaci wykonania lustro wody 7 ścieków napowietrzających 27, znajduje się w osadniku 26 na stałym poziomie.

W jednozbiornikowej oczyszczalni ścieków przedstawionej na figurze 6, o zmiennym poziomie lustra wody 7, zespół napowietrzania powierzchniowego połączony jest trwale z umieszczoną w zbiorniku 26 konstrukcją pływającą 28, tak że głębokość zanurzenia urządzenia wirowego 1 ma zawsze tę samą wielkość, również przy różnym poziomie lustra wody 7.

171 456

171 456

Ffę. 3

171 456

Az). 2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 eg Cena 2,00 zł

Claims (8)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie wirowe do napowietrzania powierzchniowego cieczy znajdującej się w zbiorniku, zwłaszcza wody ściekowej przeznaczonej do oczyszczenia, posiadające korpus wirnika o pionowej osi z co najmniej jednym wieńcem łopatkowym, przy czym korpus wirnika jest od dolnej strony zasysania rozbieżny ku górnej stronie wyrzucania, a łopatki wirnika mają, co najmniej w przybliżeniu, profil przekroju poprzecznego w kształcie litery L lub T, zaś wolne żeberka łopatek sąumocowane na wewnętrznej stronie korpusu wirnika, tworzącej powierzchnię prowadzącą dla cieczy, przy czym każde żeberko, na swym górnym końcu, tworzy z linią promieniowąkąt wyjścia łopatki, wyznaczając kanały transportowe, bocznymi ścianami otwarte do wewnątrz, które w płaszczyznach pionowych majązakrzywienie, nadające cieczy wchodzącej od dołu w kanały transportowe odchylenie o kąt około 90° względem kierunku przepływu, tak ze wychodzi ona, co najmniej w przybliżeniu, w kierunku poziomym na obwodzie urządzenia wirowego i zostaje wyrzucona nad powierzchnię cieczy, przy czym po stronie zasysania jest umieszczony zespół rozdrabniający, którego pierwsze elementy rozdrabniające sąpołączone trwale z korpusem wirnika i którego drugie elementy rozdrabniające, współdziałające z pierwszymi elementami rozdrabniającymi, sąumieszczone nieobrotowo względem osi urządzenia wirowego, przy czym drugie elementy rozdrabniające są połączone wspólnie z korpusem wirnika, za pomocą wału łączącego, i są względem tego wirnika ułożyskowane obrotowo, zaś wał łączący jest ułożyskowany obrotowo w tulejowym elemencie ustalającym korpusu wirnika, znamienne tym, że tulejowy element ustalający (15) ma postać zbiornika oleju smarnego do smarowania łożysk tocznych olejem (18).
2. 2. Urządzenie wirowe według zastrz. 1, znamienne tym, że w tulejowym elemencie ustalającym (15) znajduje się wziernik (19) do kontroli poziomu oleju.
3. 3. Urządzenie wirowe według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że pierwsze elementy rozdrabniające (9) mają postać kilku żeberek tnących (13) rozmieszczonych gwiaździście w otworze ssącym (4), a drugie elementy rozdrabniające mają postać gwiazdy nożowej (10) umieszczonej bezpośrednio pod tymi ostatnimi.
4. 4. Urządzenie wirowe według zastrz. 3, znamienne tym, że współdziałające ze sobą krawędzie ostrzy żeberek tnących (13) oraz gwiazdy nożowej (10) mają kąt ścinania (φ), kilkakrotnie zwiększający się i zmniejszający wzdłuż krawędzi ostrzy.
5. 5. Urządzenie wirowe według zastrz. 4, znamienne tym, że krawędzie ostrzy żeberek tnących (13) i/lub gwiazdy nożowej (10) mają kształt zygzakowaty.
6. 6. Urządzenie wirowe według zastrz. 4, znamienne tym, że krawędzie ostrzy żeberek tnących (13) i/lub gwiazdy nożowej (10) mają kształt falisty.
7. 7. Urządzenie wirowe według zastrz. 1, znamienne tym, że łożyska toczne (16,17) wału łączącego (14) sąpromieniowo-osiowe.
8. 8. Urządzenie wirowe według zastrz. 3, znamienne tym, że tulejowy element ustalający (15) jest zamocowany z jednej strony przez połączenie z częścią^ nośną i napędową (21) korpusu (2) wirnika, a z drugiej strony, w swym przeciwległym obszarze końcowym, przez połączenie z korpusem (2) wirnika za pomocą żeberek tnących (13).

   * * *