CH314904A - Belüftungsvorrichtung für Flüssigkeiten - Google Patents

Description

  



  Beliiftungsvorrichtung für Flüssigkeiten
Die   Erfindung'betrifft    eine Belüftungsvor  richtung für Flüssigkeiten,    die ein in die in einem Behälter befindliche Flüssigkeit eintauchendes, rotierendes, als Hohlkörper ausgebildetes Flügelrad mit von seinem äussern Umfang nach einwärts sich erstreckenden, ent  gegengesetzt    der Drehrichtung angeordneten Öffnungen aufweist, wobei die Luft durch das Flügelrad in die zu   belüftende    Flüssigkeit eingesaugt und in dieser fein verteilt wird.



   Die Erfindung besteht darin, dass der hohle Flügelradkörper mit einer hohlen An  triebswelle,    durch welche die Luftansaugung erfolgt, verbunden ist und dass den genannten Öffnungen entgegen der Drehrichtung geneigte Flächen vorgelagert sind, die an jeder Stelle mit um das Flügelrad   gedaehten,    durch diese Stellen gehenden   Tangentialebenen    spitze Winkel   einschlie#en,    wodurch am Umfang des rotierenden Flügelrades ein Sog entsteht, der Luft aus der   Antriebshohlwelle    über die Nabe und das Innere des Flügelrades in die Flüssigkeit fordert.

   Es können zum Ablenken der luftdurchmisehten Flüssigkeit gegen die Behälterwand rund um das Flügelrad senkreeht stehende ebene Leitschaufeln   angeord-    net sein, die mit den durch ihre   Befestigungs-    bolzen gelegten   Rädialebenen    einen Winkel von mindestens angenähert   30     einschliessen und das Flügelrad als Leitkranz umgeben.



   Die Zeichnung zeigt neben   Erläuterungs-    figuren Ausführungsbeispiele des   Erfindungs-    gegenstandes und Detailvarianten.



   Fig. 1 bis 3   Erläuterungsfiguren    zur Erklärung der Wirkungsweise der   erfindungs-    gemässen Belüftungsvorrichtung,
Fig.   4    ein Ausführungsbeispiel im Schnitt,
Fig. 5 den Querschnitt des aus zwei Bleehronden gemäss Fig. 6 hergestellten Flügelrades dieses Beispiels,
Fig. 6 eine   Blechronde    desselben in ebenem Zuschnitt,
Fig. 7 eine Draufsicht auf Flügelrad und Leitapparat   gemä# Fig. 4 in kleinerem Ma#-    stab,
Fig. 8 im Schaubild eine Ausführungsform und
Fig. 9 im Schaubild eine weitere   Ausfüh-      rungsform,    wobei die
Fig. 10 einen Querschnitt nach der Linie   Z    der Fig. 9 darstellt ;

  
Fig.   ll.    bis 13 zeigen andere   Quersehnitts-    formen für S-förmige   Flügelräder.   



   Nach der bekannten Wirkungsweise von Strahlapparaten entsteht, sobald Flüssigkeiten oder Gase mit grossem Druck bzw. mit grosser Geschwindigkeit durch ein Rohrstück strömen, welches, wie in Fig.   1    dargestellt, nach vorher stetiger Verjüngung sich plötzlich erweitert, an dieser Stelle ein Vakuum, mit dessen Hilfe andere Flüssigkeiten oder Gase durch Zuführungsleitungen, welche im erweiterten Raum münden, angesaugt und mit dem   stromenden,    treibenden   Nledium    innig vermischt werden können.'Wirkungsgrad und Leistung eines Strahlapparates hängen unter anderem auch wesentlich von der Schichtdicke des treibenden Mediums ab.

   Es tritt, wie aus Fig. 2 ersiehtlieh, trotz beliebiger Vergrösserung des Strahl  rohrquersehnittes,    die erwünschte Förderwirkung   hauptsächlich am Rohrinnenumfang    ein.



   Den   dargestellten Belüftungsvorrichtungen    liegt nun die Erkenntnis zugrunde,   da#    das   Kräftespiel    an der richtig geformten Wand des Strahlapparates zwischen dem   vorbeistro-    menden, treibenden und dem angesaugten Medium ein relatives ist und ebenso eintritt, wenn das treibende Medium stillsteht, der wirksame Teil T des Strahlapparates aber, wie in Fig. 3 gezeigt, mit entsprechender Geschwindigkeit im Sinne des gebogenen Pfeils bewegt wird.



   Mit   1      (Fig.    4) ist ein auf einer vertikalen Hohlwelle 2 sitzendes Flügelrad bezeichnet, das von einem Leitsehaufelkranz 15   umsehlos-    sen und im Bereich des Behälterbodens 3 angeordnet ist. Der Flügelkranz des Rades bildet eine in sieh geschlossene   Kette der wirk-    samen Teile von Strahlapparaten, die bei der rasehen Rotation desselben durch die   Flüssig-      keit gezogen werden.    Das in die im   Belaälter    befindliche Flüssigkeit eintauchende Belüftungsrad ist auf der Welle so befestigt, dass die    Luft aus deren Hohlwelle @ 2 durch ihre Boh-    rungen 6 und Bohrungen 5 der Nabe 4 in den Hohlraum des   Belüftungsrades    gelangen kann.



   Der nm das Belüftunsrad angeordnete Leitsehaufelkranz, der die mit Luftbläschen beladene Flüssigkeit nach aussen leiten soll, besteht im wesentlichen aus einer Anzahl senkreeht stehender ebener Fläehen 15. Sie sind zwischen einer   obern    und untern   Ringseheibe      13    und   14    angeordnet.

   Die   Ringseheibe      14    ist mit Hilfe von die Leitschaufeln 15 tragenden Distanzrohren 16 und Stehbolzen 17 gegen die   Ringseheibe      13 verspannt.    Die Leitschaufeln   sehliessen    mit den   durch    die Bolzen 17 gelegten Radialebenen einen Winkel von min  destens    angenähert 30  ein (Fig. 7).   Die An-      triebswelle 2    ist durch ein Schutzrohr 18 umschlossen, dessen unteres Ende gleichzeitig das Lager für die Welle trägt. Der Leitapparat ist über   Stehbleche      19    mit dem Schutzrolir 18 verbunden. Das Rad ist auf der Welle 2 nach oben durch die Laufbüchse 21 und nach unten durch die Befestigungsmutter 20 axial fixiert.



  Die Hohlwelle 2 besteht vorzugsweise aus einem obern und   untern    Zapfen, die durch    das Bohr 2o miteinander verbunden sind. Zwi-    sehen den beiden Ringscheiben 13, 14 tritt die mit Luftbläschen beladene Flässigkeit nach aussen. Dabei tritt die Flüssigkeit von oben und unten bei 22 zentral an das Laufrad heran. Die Luft wird durch die Hohlwelle 2 angesaugt. Die   Bildung der Luftblaschen    und deren   Vermisehung mit    der   Fliissigkeit    erfolgt im Gegensatz zu den meisten bisller bekannten   Belüftungsvorrichtungenerst au#er-    halb des Belüftungsrades,   index    dieses während des Betriebes nur von Luft erfüllt ist.



   Bei der in Fig.   4    bis 7 gezeigten Ausfüh  rungsform    dient als Nabe ein   zylindriselies,    an beiden Enden 4a kurz abgesetztes Rohr  stüek    4 mit Querbohrungen 5, die sich mit entsprechenden Bohrungen 6 der   Antriebs-       hohlwelle2decken.AufdenAbsetzungen4     der Nabe 4 sind im Abstand gezackte Blechronden   12 aufgeschweisst, die, wie    in Fig. 6 in ebenem Zustand   gezeigt, durch eine Anzafil    radialer Einschnitte 8 in ebenso viele Sektoren 7 unterteilt sind. Die Einschnitte 8 enden innen in kleineren Bohrungen 10, die ein Wei   terreissenderEinschnittegegendieMittever-    hindern.

   Jeder Sektor 7 ist   au#en    en einem   Viertelmantel    11 eines 90grädigen Kegels zugeschnitten und wird gegengleich zum analogen Sektor der zweiten Ronde um 90  eingerollt. Die Sektoren   der BIeehronden sind    derart verschränkt,   da#      dureil      Verschwei#ung    ihrer   äu#ersten mantellinien 12 je zwei zu-    geordnete Viertelkegel einen geraden Halbkegel ergeben. Der Umfang des so gebildeten Flügelrades bestellt aus einer Zahl gerader   Halbkegel,    deren Basen in   Eadialebenen des       Belüftungsrades @elüfungsrades liegen.

   Ober- und Untersicht    des   Belüftungsrades ergeben    ein   sägeartiges     Formbild   (Fig.    7), wobei die Neigung der ein  zelnen Flächen gegen    die zur Drehachse des    Rades senkrecht stehende Mittelebene au#en    i)   Kegelanschluss 90  beträgt und gegen die    Mitte des Rades zu auf   0     abnimmt. Es werden so   entgegengesetzt der Drehrichtung an-    geordnete Luftaustrittsöffnungen 24 gebildet,   denen    Flächen 25 vorgelqagert sind, die an jeder stelle mit um das Flüglelrad gedachten,   durch    diese Stellen gehenden   Tangentialebenen    spitze Winkel einschliessen.

   Es entsteht am Umfang des rotierenden Rades ein Sog, der Luft ans der Antriebshohlwelle über die Nabe und das Innere des Flügelrades in die Flüs  sigkeit fördert.   



     Gemä# Fig. 8 und 9 weist    der Flüge] rad  liörper    zwei gleiche, achsnormal, am Nabenkörper 4 voneinander distanzert befestigte, ebene Formteile auf. Nach Fig.   8    bilden die    voneinander distanzierten Formteile nach Art    eines   Sperrzahnrades verzahnte    Blechscheiben 23, wobei die radialen   Flanken 25    die   ent-      gegengesetzt der Drehriehtung    liegenden Aus  I r ittsöffnungen    30 bilden, während die län   geren flanken 24 von aufgeschwei#ten, zur      Antriebshohlwelle parallelen,    also senkreeh  ten Verbindungswänden 26 gebildet    sind.

   Letztere ergeben die den Luftaustrittsöffnungen vorgelagerten Flächen. Sie begrenzen die Öffnungen 30 teilweise.



   Zur   Kraftersparnis    wird es vorteilhaft an   gesellen, die den entgegengesetzt der Dreh-    richtung liegenden Luftaustrittsüffnungen vorgelagerten, den Sog und die Pumpwir  kung    erzeugenden Flächen entgegengesetzt der   Drehriehtung zu krümmen,    also den von die  sen Flächen mit um    das   Beliiftungsrad    ge   dachten Tangentialebenen eingeschlossenen spitzen winkel nach au#en zu verkleinern.   



  Eine solche Ausführungsform zeigt Fig. 9.



  Dieses Belüftungsrad bildet zwei   Strahlappa-       rate. Zur Vermeidung unnötiger Reibungs-    verluste ist dabei der am Nabenkörper 4 befestigte obere und untere ebene Formteil 27 S-fürmig gekrümmt, und beide Teile sind an ihren in der Drehrichtung vorn liegenden    Rändern durch senkrechte Wände 31 verbun-    den. Daclurch wird ein   Belüftungsrad,    bestehend aus einem   S-förmigen    Hohlarm mit   U-förmigem      Quersehnittsprofil    gemäss Fig. 10 geschafften, dessen Öffnung entgegengesetzt der Drehrichtung liegt. Der Hohlraum des Sförmigen Belüftungsrades steht über Öffnungen des Nabenkörpers mit der Antriebshohlwelle in Verbindung.

   Die Aussenfläche der   Rückwand 31 der Hohlarme    dient als Beauf  schlagungsfläche    und die Innenfläche als Zentrifugalpumpenflügel.



   Die in den Fig. 11 bis 13 gezeigten Querschnittsprofile ergeben ebenfalls einen guten Wirkungsgrad für   Belüftungsräder    gemäss Fig. 9. Alle gezeigten Ausführungsformen finden für die submerse Essiggärung eine vor  teilhafte    Anwendung. Sie können jedoch selbstverständlich auch in allen Fällen vorteilhaft verwendet werden, wo Flüssigkeiten begast werden müssen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Belüftungsvorrichtung für Flüssigkeiten, die ein in die in einem Behälter befindliche Flüssigkeit eintauchendes, rotierendes, als Hohlkörper ausgebildetes Flügelrad mit von seinem äussern Umfang nach einwärts sich erstreckenden, entgegengesetzt der Drehrichtung angeordneten öffnungen aufweist, wobei die Luft durch das Flügelrad in die zu belüftende Flüssigkeit eingesaugt und in dieser fein verteilt wird, dadurch gekennzeichnet, da# der hohle Flügelradkörper (1) mit einer hohlen Antriebswelle (2), durch welche die Luftansaugung erfolgt, verbunden ist, und dass den genannten Öffnungen (24) entgegen der Drehrichtung geneigte Flächen (27) vorgelagert sind, die an jeder Stelle mit um das Flügelrad gedachten,

   durch diese Stellen gehenden Tangentialebenen spitze Winkel einschliessen, wodurch am Umfang des rotierenden Flügelrades ein Sog entsteht, der Luft aus der Antriebshohlwelle über die Nabe und das Innere des Flügelrades in die Flüssigkeit för- dert.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Belüftungsvorrichtung nach dem Pa tentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ablenken der luftdurchmischten Flüssig keit gegen die Behälterwand rund um das Flügelrad (1) senkrecht stehende ebene Leitschaufeln (15) angeordnet sind, die mit den durch ihre Befestigungsbolzen (17) gelegten Radialebenen einen Winkel von mindestens angenähert 30 einschliessen und das Flügelrad als Leitkranz umgeben.

   2. Belüftungsvorrichtung nach dem Un teransprueh 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Flügelrad (1) durch Verschweissen zweier aussen um 90 eingerollter, gezackter Blech- ronden (12) gebildet wird, so dass der Um- fang des Flügelrades (1) aus geraden Halbkegeln besteht, deren Basen in Radialebenen des Läufers liegen.

   3. Belüftungsvorrichtung nach dem Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der hohle Flügelradkorper zwei gleiche, achsnormal am Nabenkörper (4) voneinander distanziert befestigte ebene Formteile aufweist, die dem Rande durch senkrechte Ver bindungswände verbunden sind, die einerseits die umfangseitig entgegengesetzt der Drehrichtung angeordneten Luftaustrittsöffnun- gen teilweise begrenzen und anderseits die diesen vorgelagerten, entgegen der Drehrichtung geneigten Fläehen bilden.

   4. Belüftungsvorrichtung nach dem Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden am Nabenkorper (4) befestigten ebenen Formteile als Bleehscheiben mit sperrradartig verzahntem Umfang ausgebildet sind, wobei die längeren schrägen Zahnflanken von den aufgeschweissten Verbindungswänden (26) gebildet sind und die radialen Zahnflanken (25) die Luftaustrittsöffnungen bilden (Fig. 8).

   5. Belüftungsvorriehtlmg nach dem Unteranspruch 3, dadurch gekennzeiehnet, dass die beiden am Nabenkörper (4) befestigten ebenen Formteile, entgegen der Drehrichtung gekrümmt, S-förmig ausgebildet sind und an ihren in Drehriehtung liegenden Rändern Verbindungswände besitzen, die ein U-för- miges Querschnittsprofil ergeben (Fig. 9).