BRPI0814951B1

BRPI0814951B1 - dispositivo agitador para lodos ativados

Info

Publication number: BRPI0814951B1
Application number: BRPI0814951A
Authority: BR
Inventors: Höfken Marcus
Original assignee: Invent Umwelt & Verfahrenstech
Priority date: 2007-08-09
Filing date: 2008-07-18
Publication date: 2018-11-06
Also published as: CN101778665B; JP5307812B2; ZA201000605B; WO2009018915A1; ES2366873T3; US20100196165A1; EP2175973A1; IL203596A; BRPI0814951A2; EG25611A; CN101778665A; EP2175973B1; ATE510613T1; PL2175973T3; JP2010535610A; DK2175973T3

Description

(54) Título: DISPOSITIVO AGITADOR PARA LODOS ATIVADOS (73) Titular: INVENT UMWELT-UND VERFAHRENSTECHNIK AG.. Endereço: Am Pestalozziring 21, 91058 Erlangen, ALEMANHA(DE) (72) Inventor: MARCUS HÕFKEN.

Prazo de Validade: 10 (dez) anos contados a partir de 06/11/2018, observadas as condições legais

Expedida em: 06/11/2018

Assinado digitalmente por:

Liane Elizabeth Caldeira Lage

Diretora de Patentes, Programas de Computador e Topografias de Circuitos Integrados

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DISPOSITIVO AGITADOR PARA LODOS ATIVADOS [001] A invenção refere-se a um dispositivo agitador para Iodos ativados.

[002] Tal dispositivo é conhecido, por exemplo, do documento DE 42 18 027 Al ou documento DE 198 26 098 C2. Com o dispositivo agitador conhecido, o corpo agitador hiperboloide é fixado a um eixo. É provida uma pluralidade de nervuras de transporte correndo radialmente inclinadas no lado superior do corpo agitador. Durante a rotação do corpo agitador, um fluxo direcionado em afastamento do limite circunferencial do corpo agitador é gerado no meio líquido circundando o corpo agitador devido a seu formato hiperboloide bem como devido ao efeito das nervuras de transporte.

[003] A invenção se baseia no objetivo de especificar um dispositivo agitador com eficiência de agitação aumentada.

[004] De acordo com as provisões da invenção, um dispositivo orientador de fluxo que circunda o limite circunferencial do corpo agitador e que é relativamente fixo a este é provido para orientar o fluxo gerado pelo corpo agitador em um plano que corre essencialmente verticalmente ao eixo. Isto aumenta a eficiência de agitação de maneira simples e não dispendiosa.

[005] A invenção se baseia na observação de que a eficiência de agitação aumenta com o aumento da faixa radial do fluxo direcionado em afastamento do limite circunferencial do corpo agitador. Foi observado que, devido ao fluxo abaixo do corpo agitador, uma sucção não significativa se desenvolve que provoca um fluxo de retorno

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2/10 oposto ao fluxo. O fluxo de retorno diminui a velocidade do fluxo e inibe o desenvolvimento de uma faixa radial do mesmo.

[006] O dispositivo orientador de fluxo sugerido pela invenção orienta o fluxo gerado pelo corpo agitador em um plano que corre essencialmente verticalmente ao eixo e se contrapõe em particular à formação dos componentes de fluxo direcionados inclinados na direção do fundo do tanque. Uma interação mútua do fluxo e do fluxo de retorno é reduzida. Isto pode aumentar significativamente a faixa radial do fluxo.

[007] As nervuras de transporte de maneira útil formam um primeiro ângulo de inclinação de -30° a -90°, preferivelmente de -40° a -80°, com a direção radial pelo menos na área do limite circunferencial.

[008] Em uma realização vantajosa, o dispositivo orientador de fluxo apresenta um espaço angular circundando o limite circunferencial, espaço este que é formado por meio condutores de fluxo inferiores e superiores dispostos coaxialmente ao eixo. Os meios condutores de fluxo podem ser elementos planos, feitos de plástico, em particular de plástico reforçado por fibra, ou também de metal, preferivelmente de aço inoxidável. O dispositivo orientador de fluxo de maneira útil forma uma unidade de montagem. Para este propósito, os meios condutores de fluxo inferiores e superiores podem ser conectados entre si por meio de uma conexão. O meio de conexão pode ser paredes que correm essencialmente radialmente. O provimento de tais paredes contribui para uma orientação melhorada do fluxo na direção radial e desta forma aumenta ainda mais a faixa do fluxo.

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3/10 [009] Em uma realização alternativa, os meios de conexão são primeiras paredes inclinadas, correndo inclinadas em relação à direção radial que forma um segundo ângulo de inclinação de +30° a +90°, preferivelmente de +40° a +80°, com a direção radial. O sinal positivo utilizado na frente do valor do segundo ângulo de inclinação previamente apontado indica que o segundo ângulo de inclinação se abre na direção de rotação em relação à direção radial. O segundo ângulo de inclinação é em particular selecionado de forma tal que é essencialmente direcionado em paralelo ao fluxo gerado pelo corpo agitador. Consequentemente, um desvio do fluxo é evitado. A faixa radial do fluxo pode, desta forma, ser ainda mais aumentada.

[0010] Em uma realização adicional, o meio condutor de fluxo inferior é um disco em anel que se estende essencialmente em paralelo ao plano. Uma quebra provida no centro do disco em anel possibilita a passagem do meio líquido no fundo do tanque flui de volta para a área operacional do corpo agitador e, desta forma, sua aceleração em uma direção radial apontando para o exterior.

[0011] Elementos de suporte para suporte em um fundo do tanque podem ser providos em um lado inferior do meio de fluxo inferior apontando para o lado oposto do meio de fluxo superior de tal forma que um espaço anular adicional é formado entre o fundo e o meio de fluxo inferior. O espaço anular adicional possibilita o desenvolvimento essencialmente desimpedido do fluxo de retorno em uma área abaixo do corpo agitador.

[0012] O meio de suporte pode ser paredes adicionais que correm essencialmente radialmente. Tais

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4/10 paredes adicionais provêm uma baixa resistência do fluxo para o fluxo de retorno, desta forma, contribuindo para o desenvolvimento de um fluxo com uma faixa aumentada.

[0013] Em uma realização alternativa, os meios de suporte são segundas paredes inclinadas que correm inclinadas em relação à direção radial que forma um terceiro ângulo de inclinação de -30° a -90°, preferivelmente de -40° to -80°, com a direção radial. O sinal negativo utilizado na frente do valor do terceiro ângulo de inclinação previamente indicado indica por sua vez que este ângulo se abre em uma direção oposta à direção de rotação do corpo agitador em relação à direção radial. A inclinação sugerida das segundas paredes inclinadas é em particular selecionada de tal forma que corra em paralelo à direção de um fluxo de retorno próximo ao fundo. Um desvio do fluxo de retorno é, desta forma, evitado. Consequentemente, o fluxo de retorno é exposto a uma resistência tão ligeira quanto possível, pelo que a faixa radial do fluxo pode por sua vez ser aumentada.

[0014] Em uma realização particularmente vantajosa, uma largura do espaço anular que corre essencialmente paralela ao eixo se expande na direção do limite circunferencial do corpo agitador. Neste caso, o espaço anular forma um bocal em anel com o qual o fluxo direcionado em afastamento do limite circunferencial do corpo agitador não é apenas orientado em um plano essencialmente paralelo ao fundo do tanque, mas é também acelerado neste plano. Isto contribui significativamente novamente para o aumento da faixa radial do fluxo.

[0015] As nervuras de transporte podem se dobrar na direção do limite circunferencial a partir de uma direção

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5/10 aproximadamente radial em uma direção aproximadamente tangencial direcionada em oposição à direção de rotação.

Além disto, podem se estender apenas em uma seção radial externa do lado superior. Nesta realização, um fluxo direcionado em afastamento de um limite circunferencial do

corpo agitador	pode ser	gerado com	uma velocidade
particularmente	alta.
[0016]	Em uma	realização	adicional,	uma

pluralidade de nervuras de cisalhamento que correm essencialmente radialmente é provida e, um lado inferior adicional localizado oposto ao lado superior. Uma altura das nervuras de cisalhamento pode aumentar na direção do limite circunferencial do corpo agitador. Tais nervuras de cisalhamento são utilizadas para distribuir o ar que pode ser suprido por meio de uma linha de suprimento de ar para a área abaixo do corpo agitador. Com isto, o meio líquido que circunda o corpo agitador pode não apenas ser transportado eficientemente com uma ampla faixa em uma direção radial, mas pode também ser misturado com bolhas de ar muito finas.

[0017] A invenção será agora descrita em mais detalhes utilizando-se um exemplo baseado no desenho:

Fig. 1 - uma vista em seção transversal parcial de um dispositivo agitador,

Fig. 2 - uma vista em seção transversal completa do dispositivo agitador de acordo com a Fig. 1,

Fig. 3 - uma vista em perspectiva do dispositivo agitador, e

Fig. 4 - uma vista superior de um dispositivo agitador adicional.

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6/10 [0018] A Fig. 1 mostra uma vista lateral de um corpo agitador hiperboloide (1) que é fixado a um eixo (2) . Nervuras de transporte (3) são providas em um lado superior (O) do corpo agitador (1) em uma seção radialmente externa cujas nervuras se estendem até um limite circunferencial (UM) . As nervuras de transporte (3) inicialmente correm em uma direção essencialmente radial e então se dobram em uma direção oposta à direção de rotação (R) em uma direção essencialmente tangencial. Em um lado inferior (U) nervuras de cisalhamento (4) são providas nas proximidades do limite circunferencial (UM) cuja altura aumenta em uma direção apontando radialmente para o particularmente claro na Fig. 2, formado a partir de uma parede de corpo agitador (5) em formato hiperboloide. Desta forma, contém um recesso em forma de funil (6) em seu lado inferior (U).

[0019] Como mostrado nas Figs. 1 a 3, o limite circunferencial (UM) do corpo agitador (1) é circundado por um dispositivo orientador de fluxo (7). O dispositivo orientador de fluxo (7) compreende um disco em anel inferior (8) e um elemento condutor de fluxo em forma de disco (9) localizado acima, o qual é mantido a uma distância do disco em anel (8) por meio de paredes que correm radialmente (10) . Um espaço anular (11) é formado entre o disco em anel (8) e o fluxo (9) que circunda o limite O elemento condutor de fluxo (9) é curvado para cima em uma direção que aponta para o eixo (2) de tal forma que o espaço anular (11) se expande na direção do limite circunferencial (UM) . O disco em anel (8) é suportado por meio de paredes adicionais (12), as quais são exterior. Como o corpo agitador (1) elemento condutor de circunferencial (UM) .

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7/10 também dispostas essencialmente radialmente em um fundo (B) de um tanque (não completamente mostrado aqui). Uma altura das paredes adicionais (12) define um espaço anular (13) adicional entre o fundo (B) e o disco em anel (8).

[0020] A função do dispositivo agitador é como se segue:

[0021] Um fluxo (S) apontando para o exterior em afastamento do limite circunferencial (UM) é gerado em particular pela ação das nervuras de transporte (3) por meio de uma rotação do corpo agitador (1) na direção de rotação (R) . O meio líquido em fluxo, por exemplo lodo de esgoto, água servida ou similar, é forçado através do espaço anular (11) . Devido à seção transversal decrescente do espaço anular (11), o meio em fluxo é acelerado. Por outro lado, o fluxo (S) é forçado em uma direção que corre essencialmente em paralelo ao fundo (B).

[0022] Como resultado do fluxo (S) em desenvolvimento, é gerada uma sucção abaixo do corpo agitador (1) , sucção esta que por sua vez gera um fluxo de retorno (RS) na direção oposta ao fluxo (S). O fluxo de retorno (RS) que também é essencialmente direcionado em paralelo ao fundo (B) entra no dispositivo orientador de fluxo (7) através do espaço anular inferior (13) e é então desviado pela ação do corpo agitador (1) de maneira a deixar o espaço anular (11) novamente com o fluxo (S).

[0023] Ar pode ser suprido ao recesso (6) por meio de uma linha de suprimento de ar (não mostrada aqui). A linha de suprimento de ar pode se estender essencialmente em paralelo ao fundo (B) e dobrar abaixo do eixo (2) na direção do recesso (6) . O meio que flui de volta como fluxo de

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8/10 retorno (RS) pode ser misturado com o ar suprido por meio das nervuras de cisalhamento (4), enquanto que saindo através do espaço anular (11) . Um meio liquido sai então através do espaço anular (11) contendo bolhas de ar muito finas.

[0024] Com o dispositivo orientador de fluxo (7) sugerido o fluxo (S) e o fluxo de retorno (RS) são orientados em planos paralelos localizados por cima um do outro. Isto reduz as interações entre ambos os fluxos (S, RS). Uma faixa radial do fluxo (S) e, desta forma, a eficiência do dispositivo agitador são aumentadas.

[0025] A Fig. 4 mostra uma vista superior de um dispositivo agitador adicional. Como os componentes do dispositivo agitador adicional são idênticos ou essencialmente similares aos componentes do dispositivo agitador mostrado nas Figs. 1 a 3, os sinais de referência utilizados ali são também utilizados aqui. O sinal de referência α designa um primeiro ângulo de inclinação que é formado entre uma seção das nervuras de transporte (3) na área do limite circunferencial (UM) e uma direção radial (RR) . O primeiro ângulo de inclinação α é em uma área de 30° a -90°, aqui aproximadamente a -45°.

[0026] O dispositivo agitador adicional difere do dispositivo agitador mostrado nas Figs. 1 a 3 essencialmente em uma inclinação das paredes (5) , bem como das paredes adicionais (12). As primeiras paredes inclinadas (10a) são sugeridas na Fig. 4 com linhas longas quebradas. Conectam os elementos condutores de fluxo (9) com o disco em anel (8) disposto por baixo. Com uma direção radial (RR), as primeiras paredes inclinadas que correm verticalmente (10a) formam um segundo ângulo de inclinação β de +30° a +90°, aqui

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9/10 aproximadamente +45°. As segundas paredes inclinadas (12a) suportam o disco em anel (8) contra o fundo (B). Juntamente com a direção radial (RR), as segundas paredes inclinadas também verticalmente dispostas (12a) formam um terceiro ângulo de inclinação γ na área de -30° a -90°, aqui aproximadamente -45°.

[0027] Conforme indicado na Fig. 4, as primeiras paredes inclinadas (10a) correm aproximadamente perpendiculares às segundas paredes inclinadas (12a). O fluxo (S) gerado pelo corpo agitador (1) corre aproximadamente em paralelo às primeiras paredes inclinadas (10a) . O fluxo de retorno (RS) corre aproximadamente em paralelo às segundas paredes inclinadas (12a).

[0028] Como indicado adicionaimente na Fig. 4, em particular as primeiras paredes inclinadas (10a) não são dispostas em paralelo entre si. Uma seção em espaço anular criada pelas primeiras paredes inclinadas (10a) se amplia na direção radial. Consequentemente, a velocidade do fluxo decresce na direção radial devido à seção em espaço anular. De maneira a neutralizar esta desvantagem e se obter uma faixa particularmente ampla do fluxo (S), uma parede auxiliar (10b) pode ser provida em uma realização adicional, parede esta que corre em paralelo à primeira parede inclinada (10a) disposta em oposição à direção de rotação (R), e que apresenta uma borda comum com a próxima primeira parede inclinada (10a) nas vizinhanças do limite circunferencial (UM) . Com esta realização, é alcançado que uma área de entrada de uma seção em espaço anular vizinhanças da seção circunferencial (UM) corresponda aproximadamente a uma área de saída da seção em espaço anular. Com isto, pode ser

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10/10 evitada uma redução da velocidade do fluxo (S) passagem através do espaço anular (11).

Lista de sinais de referência:

Corpo agitador

Eixo

Nervura de transporte

Nervura de cisalhamento

Parede

Recesso

Dispositivo orientador de fluxo

Disco em anel elemento condutor de fluxo durante a

10	Parede
10a	Primeira parede inclinada
10b	Parede auxiliar
11	Espaço anular
12	Parede adicional
12a	Segunda parede inclinada
13	Espaço anular adicional

O Lado superior

UM Limite circunferencial

U Lado inferior

R Direção de rotação

S Fluxo

RS Fluxo de retorno

B Fundo

RR Direção radial α Primeiro ângulo de inclinação β Segundo ângulo de inclinação γ Terceiro ângulo de inclinação

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. DISPOSITIVO AGITADOR PARA LODOS ATIVADOS, compreendendo um corpo agitador hiperboloide (1) fixado a um eixo (2),

- onde um lado superior (0) do corpo agitador (1) , uma pluralidade de nervuras de transporte (3) correndo na direção de seu limite circunferencial (UM) é provido,

- onde as nervuras de transporte (3) correm inclinadas pelo menos em seções em relação a uma direção radial e

- onde uma primeira inclinação das nervuras de transporte (3) é selecionada de tal forma que, quando o corpo agitador (1) gira em uma direção de rotação (R) predeterminada, é gerado um fluxo (S) direcionado em afastamento do limite circunferencial (UM) do corpo agitador (1) para o exterior, caracterizado pelo fato de:

- um dispositivo orientador de fluxo (7) que circunda o limite circunferencial (UM) do corpo agitador (1) e que é relativamente fixo a este é provido para orientar o fluxo (S) gerado pelo corpo agitador (1) em um plano que corre essencialmente verticalmente ao eixo (2) .
2. DISPOSITIVO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato das nervuras de transporte formarem um primeiro ângulo de inclinação (a) de -30° a -90°, preferivelmente de -40° a -80°, com a direção radial pelo menos na área do limite circunferencial (UM).
3. DISPOSITIVO, de acordo com uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato do dispositivo orientador de fluxo (7) apresentar um espaço anular (11)

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2/4 circundando o limite circunferencial (UM) que é formado por meios condutores de fluxo inferiores e superiores dispostos coaxialmente ao eixo (2).
4. DISPOSITIVO, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato dos meios condutores de fluxo inferiores e superiores serem conectados entre si por meios de conexão.
5. DISPOSITIVO, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato dos meios de conexão serem paredes que correm essencialmente radialmente (10).
6. DISPOSITIVO, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato dos meios de conexão serem primeiras paredes inclinadas (10a) correndo inclinadas em relação à direção radial que formam um segundo ângulo de inclinação (β) de +30° a +90°, preferivelmente de +40° a +80°, com a direção radial.
7. DISPOSITIVO, de acordo com uma das reivindicações 3 ou 4, caracterizado pelo fato do meio condutor de fluxo inferior ser um disco em anel (8) se estendendo essencialmente em paralelo ao plano.
8. DISPOSITIVO, de acordo com uma das reivindicações 3 ou 4, caracterizado pelo fato de serem providos elementos de suporte em uma parte inferior do meio condutor de fluxo inferior apontando em direção contrária ao meio condutor de fluxo superior (9) para suporte em um fundo (B) de um tanque de tal forma que um espaço anular adicional (13) é formado entre o fundo (B) e o meio condutor de fluxo inferior.

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9. DISPOSITIVO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato dos meios de suporte serem paredes adicionais que correm essencialmente radialmente (12).
10. DISPOSITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato dos meios de suporte serem segundas paredes inclinadas (12a) correndo inclinadas em relação à direção radial (RR) o que forma um terceiro ângulo de inclinação (γ) de -30° a -90°, preferivelmente de -40° a -80°, com direção radial.
11. DISPOSITIVO, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de uma largura de espaço do espaço anular (11) que corre essencialmente em paralelo ao eixo (2) se expande na direção do limite circunferencial (UM) do corpo agitador (1).
12. DISPOSITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato das nervuras de transporte (3) se dobrarem na direção do limite circunferencial (UM) de uma direção aproximadamente radial para uma direção aproximadamente tangencial direcionada em oposição à direção de rotação (R).
13. DISPOSITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato das nervuras de transporte (3) se estenderem apenas em uma seção radial externa do lado superior (O).
14. DISPOSITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de uma pluralidade de nervuras de cisalhamento (4) que correm essencialmente radialmente ser provida em uma parte inferior adicional (U) localizada em oposição ao lado superior (O).

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15. DISPOSITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de uma altura das nervuras de cisalhamento (4) aumentar na direção do limite circunferencial (UM) do corpo agitador (1) .

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