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Verfahren und Vorrichtung zur feinsten Verteilung von Gasen in Flüssigkeiten
Nach dem Stammpatent Nr. 199. 170 soll mittels einer Leitvorrichtung einestromlinienartige, stabile, sich mit entsprechender Geschwindigkeit durch die zu begasende Flüssigkeit bewegende
Vacuole erzeugt werden. Die Begrenzung dieser
Vacuole soll nach dem zitierten Patent einerseits durch die rinnenartige Leitvorrichtung, ander- seits durch die randnahen Schichten der sie um- strömenden Flüssigkeit gebildet werden. Das zu verteilende Gas wird dieser Vacuole über eine gleichzeitig dem Antrieb der Leitvorrichtung dienende Hohlwelle von aussen her zugeführt.
Das Gas bewegt sich entlang der Leitvorrichtung und wird an der Umgrenzungsfläche der Vacuole, insbesondere aber in deren Wirbelzopf, zu feinsten Blasen zerteilt.
Ist eine Vorrichtung nach Stammpatent Nr. 199. 170 für eine bestimmte Gasmenge ausgelegt und soll eine kleinere Gasmenge zur Zerteilung gelangen, dann ist der hiefür erforderliche Energieaufwand unnötig gross. Soll umgekehrt eine wesentlich grössere Gasmenge als jene, für die die Vorrichtung ausgelegt ist, feinst zerteilt werden, so nimmt die die Vacuole umgebende Grenzschicht und der ihr folgende Wirbelzopf weniger Gas auf als der Vacuole zuströmt. Ein Teil des Gases entweicht, ohne in der beabsichtigten Weise zerteilt worden zu sein.
Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet ein Verfahren, welches diese Nachteile nicht hat, also eine innerhalb weiter Grenzen variierbare Gasmenge mit praktisch gleicher Wirkung zu zerteilen erlaubt, und eine Vorrichtung zur Ausführung'dieses Verfahrens.
Von einer hohlen, der Gaszuführung dienenden, mit entsprechender Geschwindigkeit rotierenden Nabe verlaufen stabartige Arme strahlenförmig gegen die Wand des die zu begasende Flüssigkeit enthaltenden Gefässes zu. Die eigentliche Leitvorrichtung für die zu erzeugende Gasvacuole wird erfindungsgemäss durch ein an der Vorderseite jedes der stabartigen Arme angebrachtes elastisches Bauteil gebildet.
Wird diese Vorrichtung in Umdrehung ver- setzt, so bildet das elastische Bauteil die vordere
Fläche der nach dem Stammpatent Nr. 199. 170 entstehenden, das Gas an die Verbrauchsstelle leitenden, Vacuole. An jeder Stelle der rotieren- den Leitvorrichtung ist die Form der während des
Betriebes mit ihr umlaufenden Vacuole nach
Höhe (Schattenfläche), Länge und Wölbung der
Wagenflächen durch das Gleichgewicht der auf sie wirkenden äusseren und inneren Kräfte be- stimmt. Sinkt beieiner gegebenen Geschwindigkeit der Leitvorrichtung die Menge des der Vacuole (über eine Hohlwelle) zuströmenden Gases, so wird deren Höhe und damit der Kraftverbrauch der Vorrichtung geringer, im umgekehrten Falle grösser.
Das elastische Bauteil verformt sich unter dem Einfluss der auf dasselbe wirkenden Kräfte selbsttätig und passt sich somit dem Gasdurchsatz an.
In der beiliegenden Zeichnung ist die neue Vorrichtung schematisch in beispielhafter Weise dargestellt. Es zeigen : Fig. 1 einen Aufriss der neuen Vorrichtung, Fig. 2 einen waagrechten Schnitt durch dieselbe, Fig. 3 einen Schnitt durch die elastische Leitvorrichtung in der Ebene II-II im Ruhezustand, Fig. 4 einen Schnitt durch die im Betrieb sich bildende Gasvacuole, wobei die abgehende turbulente Grenzschicht und die, die Vacuole umgebende, Strömung angedeutet sind, Fig. 5 einen Schnitt durch die angeströmte Leitvorrichtung bzw. Vacuole bei einer grösseren zu zerteilenden Gasmenge, wobei Grenzschicht und Strömung wieder angedeutet sind, Fig. 6 einen Schnitt durch eine elastisch verformbare Leitvorrichtung im Ruhezustand, wobei sie eine in der Bewegungsrichtung schwach gewölbte Fläche bildet.
Zum leichteren Verständnis wird in Anlehnung an die in der Strömungslehre gebräuchliche Betrachtungsweise in der folgenden Beschreibung, da wo es zweckmässig erscheint, die kinematische Umkehrung der Strömungsvorgänge angenommen. Die in Wirklichkeit rotierenden Arme b, b1 mit
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dem elastischen Bauelement d ruhen dabei also, und sinngemäss wird die zu begasende Flüssigkeit mit entsprechender Geschwindigkeit an der Vorrichtung vorbei bewegt. Die Leitfläche d wird also angeströmt.
Die mit dem zu zerteilenden Gas über die Hohlwelle a beschickte Nabe a1 mit hohlkörperartigem Fortsatz b trägt stegartige Arme b1. Mit jedem dieser Arme b1 ist ein elastisches Bauteil d verbunden, das im Ruhezustand, im Aufriss gesehen, nach Fig. 3 eben sein oder eine andere, z. B. nach Fig. 6 eine konkav gekrümmte, Gestalt haben kann. Wird die Vorrichtung ai, 61, c, d über die Hohlwelle a in Drehung versetzt, so verformt sich das elastische Bauteil d zufolge der Verschiedenheit der auf die, seiner Bewegungsrichtung zugekehrten bzw. dieser abgekehrten Fläche wirkenden Drucke. Das Bauteil d nimmt die in Fig. 4 angedeutete, konkav verformte Gestalt an.
Die Flüssigkeitsschichten werden, von der Ausströmseite ausgehend, abgelenkt und schliessen sich in einiger Entfernung von dieser wieder bis zu einem gewissen Grade. Es entsteht eine Vacuole e (d. i. ein von dem zu verteilenden Gas durchströmter Hohlraum). Die Höhe (t) sowie die Länge (I) dieser Vacuole sind abhängig von der Menge des diese letztere durchströmenden Gases Steigt dieselbe, so vergrössern sich gemäss Fig. 5 die Stichhöhe der Vacuole auf tl und ihre Länge auf i.
Das Bauteil d kann aus Gummi oder Kunststoff von entsprechender Elastizität, oder aus einem geeigneten dünnen Metall bestehen. Wird das Bauteil d aus Metall, z. B. dünnem Blattfederstahl gebildet, so erhält es zweckmässig eine gegen chemische Angriffe widerstandsfähige Verkleidung aus Gummi, Kunststoff (z. B. Teflon), od. dgl.
Die beiden längsseitigen Ränder dieser Verkleidung können über die dann das Rück- grat" der Leitfläche bildende Stahleinlage (Blattfeder) hinausreichen, um eine grössere Schmiegsamkeit des Bauteiles d zu erzielen.
Hat der sonst-insbesondere in bezug auf seine Widerstandsfähigkeit gegen chemische Ein- flüsse-geeignete Baustoff eine zu geringe Widerstandsfähigkeit gegen Verbiegung, so kann er durch eine federnde Vorrichtung, deren Spannkraft verstellbar sein kann, für den vorliegenden Zweck verwendbar gemacht werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur feinsten Verteilung von Gas in einer Flüssigkeit mittels einer, in der letzteren durch eine rotierende Leitvorrichtung gemäss Stammpatent Nr. 199. 170 erzeugten, stromlinienartigen, mit entsprechender Geschwindigkeit durch die zu begasende Flüssigkeit bewegten Vacuole, dadurch gekennzeichnet, dass die Form, u. zw. insbesondere die Schattenfläche (Stichhöhe) dieser Vacuole entsprechend dem jeweiligen Gasdurchsatz unter Zuhilfenahme der an der Vacuole wirkenden Kräfte selbsttätig eingestellt wird.