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Vorrichtung zur feinsten Verteilung von Gas in einer Flüssigkeit unter gleichzeitiger För- derung des ersteren
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Förderung von Gas und zu dessen gleichzeitig feinster Verteilung in einer Flüssigkeit mittels eines rotierenden Verteilers.
Die Verdichtung und Förderung des Gases erfolgt in an sich bekannter Weise nach dem Prinzip der Wasserring-Luftpumpe. Die Erfindung erstreckt sich im wesentlichen auf eine neuartige Anordnung dieser letzteren derart, dass die Gasverteilvorrichtung durch das in die drehbar gelagerte Wasserringpumpe eingeleitete Drehmoment indirekt von dem Antriebmotor der Wasserringpumpe aus in Drehung versetzt wird.
In der beiliegenden Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung schematisch dargestellt.
Fig. 1 zeigt die Einrichtung im Aufriss, u. zw. in Ansicht.
In Fig. 2 ist ein Längsschnitt, in Fig. 3 ein waagrechter Schnitt in der Ebene I-I durch die Gasfördereinrichtung geführt.
Fig. 4 zeigt eine andere Ausführung der letzteren, u. zw. ebenfalls im waagrechten Schnitt.
Die Verdichtung und Förderung des Gases kommt nach Art der Wasserringpumpen auch im vorliegenden Falle dadurch zustande, dass ein in dem zylindrischen Gehäuse d2 mit Deckeln d1 und d3 exzentrisch gelagertes, über die Welle c in Drehung versetztes, Schaufelrad g mit Nabe f eine bestimmte Menge von Wasser in kreisender Bewegung hält. Unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft bildet dieses Wasser am Umfange des Gehäuses d2 einen geschlossenen Wasserring m. Zwischen den einzelnen Armen g des Schaufelrades f, g und dem Wasserrring m bilden sich Gasräume, deren Volumen bei der Rotation des Schaufelrades f, g in dessen Drehrichtung von einem Minimum über ein Maximum wieder zu einem Minimum sich verändert.
Durch einen in der Stirnwand d1 des Gehäuses d1-d3 angeordneten, sichelförmigen Kanal i gelangt das zu fördernde Gas in den Hohlraum der einzelnen, durch zwei benachbarte Arme g des rotierenden
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und die annähernd zylindrische Innenfläche des umlaufenden Wasserringes m gebildeten Zelle.
Bei jeder Drehung der einzelnen Zelle erfolgt eine Ansaugung des Gases über den Schlitz i, darauf die Verdichtung desselben und schliesslich das Ausblasen über den in der Stirnwand d3 vorhandenen Schlitz k in die Hohlwelle e1 der eigentlichen Gasverteilvorrichtung e2/e3.
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dann durch entsprechend angeordnete Verbindungskanäle geführt.
Durch das über das Schaufelrad f, g in die Wasserringpumpe eingeleitete Drehmoment erfolgt erfindungsgemäss der Antrieb der mit der beschriebenen Wasserringluftpumpe c, dj-d., e, f starr verbundenen Gasverteilvorrichtung el-e3. Das in die Wasserringpumpe eingeleitete Drehmoment muss nach dem Momentensatz wieder vernichtet werden. Dadurch wird bedingt, dass die mit der Wasserringpumpe starr verbundene Gasverteilvorrichtung el-e3 sich so rasch dreht, bis das von ihr aufgenommene Drehmoment gleich dem in die Wasserringpumpe eingeleiteten ist.
Ergibt das auf die Gasverteilvorrichtung auf diese Weise übertragene Drehmoment eine für erstere nicht ausreichende Drehzahl, so enthält die Innenfläche des zylindrischen Luftpumpengehäuses d2 Stege h, welche über den Wasserring m ein zusätzliches Drehmoment auf das Gehäuse d2 bzw. die mit diesem Gehäuse starr verbundene Hohlwelle el der Gasverteilervorrichtung e2-e3 übertragen. Die Achse c des auf geeignete Weise, etwa durch einen Elektromotor a, angetriebenen Schaufelrades f, g fällt mit jener der durch ein Lager e geführten Hohlwelle el des Gasverteilers e2-e3 zusammen.
Durch entsprechende Anordnung der Stege h nach Zahl und Abmessungen kann das im einzelnen Falle erforderliche Übersetzungsverhältnis zwischen dem über die Welle c angetriebenen Schaufelrad f, g und der Hohlwelle el der Gasverteileinrichtung ssz-eg hergestellt werden.
Die mit dem Gehäuse d2 verbundenen Stege h erhalten zweckmässig Stromlinienform und bilden dann nach Fig. 4 einen Kranz von Schaufeln h1.
Ordnet man jede dieser Schaufeln h1 im Gehäuse dl-d3 um eine senkrechte Achse drehbar an und verbindet die Achsen sämtlicher Schaufeln h1 durch ein geeignetes Maschinenelement, z. B. einen Zahnkranz, so lässt sich der Anstellwinkel der Schaufeln verändern. Dadurch wird das
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Schlupf zwischen Schaufelrad und Pumpengehäuse geändert. Die Folge ist eine Veränderung des Übersetzungsverhältnisses zwischen der Antriebswelle c und der Gasverteilervorrichtung ei-e3'
Die bei der vorbeschriebenen Einrichtung, durch den zur Antriebswelle c exzentrisch gelagerten Wasserring m entstehende Unwucht wird in bekannter Weise, etwa durch ein Gegengewicht, ausgeglichen.
Eine solche Vorrichtung lässt sich in dem Hohlraum zwischen der, zur Antriebswelle c exzentrisch liegenden Gehäusewand d2 und der zentrisch zu der ersteren liegenden Verschalungswand d4 anordnen.
Die in der zu begasenden Flüssigkeit rotierende Verteilereinrichtung e2, e3 kann in jeder geeigneten Anordnung ausgeführt werden.
Bei schäumenden Flüssigkeiten kann die Gasfördereinrichtung d1-d3, g, f in geringer Entfernung oberhalb der Oberfläche der zu begasenden Flüssigkeit angeordnet werden. Über die Ansaugeöffnungen i tritt dann ein Gas-Flüssigkeitsgemisch in das Innere des Gehäuses d1-da ein und der umlaufende Flüssigkeitsring m wird durch die zu begasende Flüssigkeit selbst gebildet. Der Zuwachs an letzterer gelangt zusammen mit dem geförderten Gas über die Öffnungen k, die Hohlwelle el und die Verteilereinrichtung e2, ea in die zu begasende Flüssigkeit zurück. Die Begasungsvorrichtung gemäss der Erfindung dient in diesem Falle gleichzeitig der Entschäumung des betreffenden Gefässes.
Die Menge der auf diese Weise aus dem Gefäss über die beschriebene Vorrichtung umlaufenden Flüssigkeit kann durch die Lage der Eintrittsöffnungen i zur Oberfläche der Flüssigkeit variiert werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur feinsten Verteilung von Gas in einer Flüssigkeit unter gleichzeitiger Förderung des ersteren, wobei das Gas aus in der Flüssigkeit umlaufenden Hohlkörpern austritt, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderung des Gases durch eine Flüssigkeitsringpumpe (dug) erfolgt, die als Flüssigkeitskupplung zwischen die Motorwelle (c) und die Welle (el) der Gasverteilkörper (e"e,) geschaltet ist.