CH619154A5 - Device for admixing a liquid with gas. - Google Patents

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CH619154A5
CH619154A5 CH1623576A CH1623576A CH619154A5 CH 619154 A5 CH619154 A5 CH 619154A5 CH 1623576 A CH1623576 A CH 1623576A CH 1623576 A CH1623576 A CH 1623576A CH 619154 A5 CH619154 A5 CH 619154A5
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Stelzer Erwin
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Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Begasung von Flüssigkeit, mit einem völlig in die Flüssigkeit untergetauchten, angetriebenen, doppelseitig beschaufelten Rotor, der auf der dem Flüssigkeitsspiegel zugekehrten Seite über ein Tauchrohr Gas, und auf der gegenüberliegenden Rotorseite Flüssigkeit aus der Umgebung des Rotors ansaugt und beide Medien am Rotoraustritt dispergiert, und mit einem im rotornahen Bereich angeordneten, das Tauchrohr umgebenden, wenigstens angenähert achssenkrecht verlaufenden Schirm, dessen Aussendurchmesser wesentlich grösser ist als der Aussendurchmesser des Rotors. The invention relates to a device for the gassing of liquid, with a completely immersed in the liquid, driven, double-sided bladed rotor, the gas on the side facing the liquid level via a dip tube, and on the opposite side of the rotor draws liquid from the vicinity of the rotor and both Media dispersed at the rotor outlet, and with a screen which is arranged in the area near the rotor and surrounds the immersion tube and runs at least approximately perpendicularly, the outside diameter of which is substantially larger than the outside diameter of the rotor.

Umwälzbelüfter sollen Wasser, Abwasser, Abwasserschlamm, Flüssigmist und Substrate mit grossen Gehalten an organischen Stoffen, also flüssige Medien mit gelösten und suspendierten Stoffen unterschiedlichster Zusammensetzung, umwälzen und mit Luft oder anderen Gasen anreichern, um in dem geförderten Flüssigkeitsstrom physikalische, chemische und/oder biochemische Reaktionen auszulösen und durchzuführen, z.B. Ausschäumen kolloidaler und suspendierter Stoffe, Neutralisieren von Alkalien durch Begasung mit Rauchgas, Entkarbonisieren von sauren Wässern, Oxydieren und damit Abbau der in den flüssigen Medien vorhandenen organischen Stoffe durch exotherm verlaufende biochemische Reaktionen. Circulation aerators should circulate water, wastewater, sewage sludge, liquid manure and substrates with a high content of organic substances, i.e. liquid media with dissolved and suspended substances of various compositions, and enrich them with air or other gases in order to achieve physical, chemical and / or biochemical in the liquid flow Trigger and carry out reactions, e.g. Foaming colloidal and suspended substances, neutralizing alkalis by gassing with flue gas, decarbonising acidic water, oxidizing and thus degrading the organic substances present in the liquid media through exothermic biochemical reactions.

Die bisher ausgeführten Umwälzbelüfter bestehen normalerweise aus einem in die Flüssigkeit eintauchenden, stumpf endenden Ansaugrohr, unter dem sich mit einem Spalt zum Ansaugrohrende der Belüftungsrotor befindet. Dieser ist mit einem oberhalb des Ansaugrohres angebrachten Antriebsmotor durch eine Welle verbunden. Der Belüftungsrotor besteht normalerweise aus einer Platte, an deren Oberseite Gasschaufeln und an deren Unterseite Flüssigkeitsschaufeln radial angeordnet sind. Die Schaufeln sollen einerseits das flüssige Medium umwälzen und in dieses anderseits Gas unterschiedlichster Zusammensetzung, vielfach Luft, eintragen. The circulation aerators previously carried out normally consist of a blunt-ended suction tube immersed in the liquid, below which the ventilation rotor is located with a gap to the end of the suction tube. This is connected to a drive motor mounted above the intake pipe by a shaft. The ventilation rotor normally consists of a plate with gas blades on the top and liquid blades on the bottom. The blades should on the one hand circulate the liquid medium and on the other hand should introduce gas of various compositions, often air.

Herkömmlich wurden die Umwälzbelüfter als Wasserstrahlpumpen mit einem zwischen dem Saugrohrende und der Radscheibe des Rotors gebildeten, ringförmigen Saugspalt aufgefasst. Der von dem sich drehenden Rotor radial nach aussen geförderte Wasserstrom erzeugt beim Vorbeifliessen an dem Saugspalt einen Unterdruck; dadurch wird das in dem Ansaugrohr befindliche Gas angesaugt und in dem Flüssigkeitsstrom verteilt. Conventionally, the circulation aerators were conceived as water jet pumps with an annular suction gap formed between the end of the suction pipe and the wheel disc of the rotor. The water flow radially outwardly conveyed by the rotating rotor creates a negative pressure as it flows past the suction gap; as a result, the gas located in the intake pipe is drawn in and distributed in the liquid flow.

Im Gegensatz zu der in vielen Bauformen üblichen, im Bereich des Flüssigkeitsspiegels arbeitenden Oberflächenbelüftung ist aber auch schon eine Einrichtung der eingangs beschriebenen Art bekannt, deren Umwälzorgane unterhalb der Oberfläche des Flüssigkeitskörpers arbeiten, ihn ohne Hebung kräftig umwälzen und dabei Gas eintragen (DE-OS 1782485). Dabei sind zwischen der Rotornabe und den spiralig verlaufenden Rotorschaufeln schwimmhautartige, achssenkrecht angeordnete Umlenkstege vorgesehen, die auf den nabennahen Bereich beschränkt und an ihrer freien Kante stark bogenförmig eingeschnitten sind. Auch sind diese Stege an der Rückseite der jeweils vorauslaufend angrenzenden Schaufel in radialer Richtung bewusst wesentlich länger gehalten als an der Vorderseite der nachlaufend angrenzenden Schaufel. Die sich achssenkrecht erstreckenden Rotorteile sind nicht rotationssymmetrisch angeordnet, ihre Projektions5 In contrast to the surface ventilation that is common in many designs and works in the area of the liquid level, a device of the type described at the outset is also known, the circulating elements of which work below the surface of the liquid body, vigorously circulate it without lifting and thereby introduce gas (DE-OS 1782485 ). Here, between the rotor hub and the spiral rotor blades, floating skin-like, perpendicularly arranged deflection webs are provided, which are limited to the area near the hub and are strongly curved in their free edge. These webs on the rear side of the respective leading blade in the radial direction are deliberately kept much longer than on the front of the trailing blade. The rotor parts, which extend perpendicular to the axis, are not arranged rotationally symmetrically, their projection5

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fläche ist daher etwa sternförmig mit entgegen der Drehrichtung gebogenen schlanken Zacken, deren Wurzeln radial nach innen fast bis an die Rotornabe heranreichen. Im Vergleich zum lichten Querschnitt des Luftansaugrohres ist der Inhalt einer solchen Projektionsfläche sehr klein. The surface is therefore approximately star-shaped with slender spikes curved against the direction of rotation, the roots of which extend radially inwards almost to the rotor hub. In comparison to the clear cross section of the air intake pipe, the content of such a projection surface is very small.

Diese sternförmigen Gebilde können deshalb und wegen ihrer ausgezackten Kontur nicht als Radscheibenkörper fungieren. Im Saugrohr ist gasseitig ein Unterdruck zu verzeichnen, dessen Betrag mindestens der Eintauchtiefe des Saugrohres entspricht und dem ein vom Rotor durch die Flüssigkeitsförderung aufgebauter hydraulischer Unterdruck gegenübersteht. Bei dem radial tief eingeschnittenen Stern der Umlenkstege kommt es im Bereich der Rotationsebene stets zu einem instabilen Hin- und Herflattern der Phasengrenze zwischen Gas und Flüssigkeit. Überwiegt der hydraulische Unterdruck momentan, so kann örtlich Gas durchgerissen werden und es gelangen einzelne grosse Gasblasen in die Flüssigkeit. Sinkt der hydraulische Unterdruck jedoch gegenüber dem erforderlichen Mittelwert ab, so schlägt Flüssigkeit örtlich bzw. momentan durch den Radstern in das Saugrohr zurück, wodurch vorübergehend wenig Gas angesaugt wird. Dies erklärt wahrscheintlich den bei der bekannten Einrichtung in der Praxis beobachteten, sehr unruhigen Lauf mit grobblasigem Gaseintritt und dementsprechend schlechtem Gasübergang. For this reason and because of their jagged contours, these star-shaped structures cannot function as wheel disk bodies. In the intake manifold, a vacuum is to be recorded on the gas side, the amount of which corresponds at least to the immersion depth of the intake tube and which is opposed by a hydraulic vacuum built up by the rotor through the liquid delivery. In the case of the radially deeply cut star of the deflection webs, the phase boundary between gas and liquid always flickers unstably in the area of the rotation plane. If the hydraulic negative pressure currently prevails, gas can be locally torn through and individual large gas bubbles enter the liquid. However, if the hydraulic vacuum drops below the required mean value, liquid strikes back locally or momentarily through the wheel spider into the intake manifold, which means that little gas is temporarily drawn in. This probably explains the very restless run observed in practice with the known device with coarse-bubble gas entry and accordingly poor gas transfer.

Bei einer anderen bekannten Einrichtung (FR-PS Nr. 1050396) ist weder ein grosser achssenkrecht angeordneter Schirm noch ein für Gas und für Flüssigkeit doppelseitig beschau-felter Rotor vorgesehen. Es wird vielmehr das angesaugte Gas ausschliesslich durch die einzig vorhandene, gasfördernde Beschaufelung in die Flüssigkeit hineingepresst, wodurch viel Antriebsenergie verlorengeht, da der an der Stelle des Rotors herrschende Flüssigkeitsdruck von dem gasfördernden Schaufelrad überwunden werden muss, was mit geringem Durchsatz verbunden ist und die spezifische Sauerstoffeintragsleistung stark mindert. Die Rührflügel, die unterhalb der gasfördernden Beschaufelung mit Abstand davon angeordnet sind, erzeugen ferner keine enggebündelte rasche Strömung, wie sie für ein Dispergieren feiner Bläschen mit turbulenter Umwälzung erforderlich wäre; sie leisten lediglich ein mehr oder minder gleichmässiges Verteilen von gesättigter Flüssigkeit im Behälter. In another known device (FR-PS No. 1050396) there is neither a large screen arranged perpendicular to the axis nor a rotor which is bladed on both sides for gas and for liquid. Rather, the sucked-in gas is pressed into the liquid solely by the only gas-promoting blading, as a result of which much drive energy is lost, since the liquid pressure prevailing at the location of the rotor must be overcome by the gas-promoting impeller, which is associated with low throughput and the specific one Oxygen input greatly reduces. The agitator blades, which are arranged below the gas-conveying blading at a distance therefrom, furthermore do not produce a concentrated, rapid flow, as would be required for dispersing fine bubbles with turbulent circulation; they only provide a more or less even distribution of saturated liquid in the container.

Gleiches gilt hinsichtlich einer weiteren bekannten Einrichtung (CH-PS Nr. 466818), bei der am unteren Ende des Tauchrohres ein kleiner Kragen oder Flansch angeordnet ist, der an seinem Aussenumfang einen beschaufelten Diffusor trägt. Kragen und Diffusor sind Bestandteile der gasfördernden Pumpe. Der den Rotor umgebende Diffusor bewirkt eine Verzögerung der Strömung. In kurzem Radialabstand um den Diffusor herum ist ein Zylinder angeordnet, der als Umlenkschirm die Strömung in die Vertikale zwingt und eine radiale Ausbreitung der Gasblasen verhindert. Ein energiearmer Gaseintrag lässt sich bei einem solchen Aufbau nicht erreichen. The same applies to another known device (CH-PS No. 466818), in which a small collar or flange is arranged at the lower end of the immersion tube, which carries a bladed diffuser on its outer circumference. Collar and diffuser are part of the gas pump. The diffuser surrounding the rotor delays the flow. A cylinder is arranged at a short radial distance around the diffuser, which forces the flow into a vertical direction as a deflecting screen and prevents radial expansion of the gas bubbles. Low-energy gas entry cannot be achieved with such a structure.

Eine andere bekannte Konstruktion weist eine Doppelanordnung von Schirmen auf (DE-OS 2229833), wodurch die vom Rotor ausgeworfene Strömung starr kanalisiert wird. Die beiden im Abstand voneinander angeordneten Schirme bilden einen Radialdiffusor, in dem der Strömungsquerschnitt für eine radial verlaufende Strömung von innen nach aussen proportional zur Entfernung vom Zentrum zunimmt. Wenn der Abstand zwischen den Schirmen von innen nach aussen ausserdem noch ansteigt, ist aus Kontinuitätsgründen eine starke Radialverzögerung der Strömung unausweichlich. Durch eine solche sehr schädliche Strömungsverlangsamung wird die Blasenkoaleszenz begünstigt; eine Vereinzelung und gegenseitige Entfernung der vom Rotor dispergierten Gasbläschen kann nämlich nicht erzielt werden. Infolgedessen tritt die Strömung am Aussenrand zwischen den beiden Schirmen relativ langsam und grobblasig aus, wobei die Auftriebskräfte der Grobblasen gegenüber den Massenkräften der strömenden Flüssigkeit überwiegen. Die steil zum Flüssigkeits- ' Spiegel aufsteigenden groben Blasen bilden einen kräftigen Another known construction has a double arrangement of screens (DE-OS 2229833), whereby the flow ejected by the rotor is rigidly channeled. The two screens, which are arranged at a distance from one another, form a radial diffuser in which the flow cross section for a radially running flow increases from the inside outwards in proportion to the distance from the center. If the distance between the shields also increases from the inside to the outside, a strong radial deceleration of the flow is inevitable for reasons of continuity. The bladder coalescence is promoted by such a very damaging flow slowdown; a separation and mutual removal of the gas bubbles dispersed by the rotor cannot be achieved. As a result, the flow at the outer edge between the two screens emerges relatively slowly and in a coarse bubble, the buoyancy forces of the coarse bubbles outweighing the mass forces of the flowing liquid. The coarse bubbles rising steeply to the liquid 'level form a strong one

Schleier, der eine Schleppwirkung auf die Flüssigkeit ausübt. Bei kurzen Kontaktzeiten und nur relativ geringen Kontaktflächen ist der erzielbare Gasübergang entsprechend schlecht. Veil that tugs the liquid. With short contact times and only relatively small contact areas, the achievable gas transfer is correspondingly poor.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, alle diese Mängel zu beseitigen und eine Einrichtung der eingangs geschilderten Art zu schaffen, die bei einfacher Konstruktion, preisgünstiger Fertigung sowie bequemer Montage und Wartung einen zuverlässigen, wirksamen Betrieb über lange Zeiträume gewährleistet und einen feinblasigen Gaseintrag ermöglicht. The invention has for its object to eliminate all these shortcomings and to provide a device of the type described above, which ensures reliable, effective operation over long periods of time with a simple construction, inexpensive manufacture and convenient assembly and maintenance and enables a fine-bubble gas input.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass der Rotor nach Art eines doppelflutigen, radial durchströmten Pumpen- oder Gebläserades einen auf beiden gegenüberliegenden Seiten Förderschaufeln tragenden, geschlossenen Radscheibenkörper aufweist, der im Durchmesser grösser ist als der lichte Durchmesser des Tauchrohres, und dass der radial innere Bereich des Schirmes axial und radial unterbrechungsfrei bis an die oberseitigen Schaufeln des Rotors heranreicht, ohne sie zu berühren. The invention solves this problem in that the rotor, in the manner of a double-flow, radially flowed pump or blower wheel, has a closed wheel disc body carrying conveying blades on both opposite sides, the diameter of which is larger than the inside diameter of the dip tube, and that the radial inner area of the screen reaches axially and radially without interruption up to the top blades of the rotor without touching them.

Es ist eine wichtige Erkenntnis, dass die Art der Kontur und der Flächeninhalt der Projektionsfläche des Radscheibenkörpers mitentscheidend für die Blasengrösse des eingetragenen Gases ist. Dieser Zusammenhang ist konstruktiv realisiert, indem erfin-dungsgemäss ein geschlossener Radscheibenkörper am Rotor vorgesehen ist, dessen Projektionsfläche den gasfördernden Querschnitt am Saugrohrende vollflächig überdeckt. Im gesamten gasführenden Durchmesserbereich des Rotors wird also die Phasengrenze durch eine geschlossene Wand stabilisiert und zugleich näher an die Saugrohrstirnkante herangerückt, denn es erfolgt nicht nur eine radiale Trennung der Phasen, sondern die Wand ist radial gleichbleibend so weit nach aussen gelegt, dass sich über den ganzen Umfang des Radscheibenkörpers hinweg ein kontinuierlich hoher hydraulischer Unterdruck aufbauen kann. Das einzutragende Gas wird mithin gezwungen, durch einen schmalen Schlitz entlang einer grossen Umfangsstrecke in die Flüssigkeit überzutreten, so dass zwangsläufig feine Gasblasen entstehen. It is an important finding that the type of contour and the area of the projection surface of the wheel disc body are also decisive for the bubble size of the gas that is introduced. This connection is realized constructively, in that, according to the invention, a closed wheel disc body is provided on the rotor, the projection surface of which completely covers the gas-producing cross section at the end of the intake manifold. In the entire gas-carrying diameter range of the rotor, the phase boundary is stabilized by a closed wall and at the same time moved closer to the edge of the intake manifold, because not only is there a radial separation of the phases, but the wall is radially constant so far that it lies out over the A continuously high hydraulic vacuum can build up over the entire circumference of the wheel disc body. The gas to be entered is therefore forced to pass through a narrow slot along a large circumferential distance into the liquid, so that fine gas bubbles are inevitable.

Die starke Neigung kleiner Bläschen, zu groben Blasen zu koaleszieren und aufzusteigen, soll der Schirm verhindern. Dazu ist er nach der Erfindung axial und radial derart ausgebildet, dass die vom Rotor ausgeworfene Dispersion mit grosser Geschwindigkeit und entsprechender Turbulenz unter ihm in einer relativ dünnen Strömungsschicht entlangströmt. Die Blasen können auf Grund der hohen Turbulenz nicht koaleszieren, die im Gegenteil einen weiteren Bläschenzerfall mit ständiger Phasengrenzener-neuerung bewirkt, was den Gasübergang begünstigt. Weil der grosse Schirm unterbrechungsfrei bis in den saugwirksamen Rotorbereich hineinragt, verhindert er ausserdem, dass die Bläschen aufsteigen. Sie werden niedergehalten und zwangsweise auf grosser Umfangsstrecke verteilt, wodurch sich ihr gegenseitiger Abstand vergrössert. Die weiträumige Bläschendispersion und Vereinzelung unterbindet weitestgehend die Möglichkeit, mit Nachbarbläschen zu koaleszieren. Daher kann die sich verlangsamende Strömung die feinen Bläschen in der Schwebe halten, was bei grösseren Blasen nicht möglich wäre. Die feine Bläschendispersion wird nun gleichmässig im Beckeninhalt verteilt. Dabei ist die insgesamt je Mengeneinheit tatsächlich gelösten Gases aufgewendete Antriebsleistung wesentlich geringer als nach dem Stand der Technik. The screen should prevent the strong tendency of small bubbles to coalesce and rise to coarse bubbles. For this purpose, according to the invention, it is designed axially and radially in such a way that the dispersion ejected by the rotor flows under it in a relatively thin flow layer at high speed and with corresponding turbulence. The bubbles cannot coalesce due to the high turbulence, which on the contrary causes a further bubble breakdown with constant renewal of the phase boundary, which favors the gas transfer. Because the large screen extends uninterruptedly into the suction-effective rotor area, it also prevents the bubbles from rising. They are held down and forcibly distributed over a large circumferential distance, which increases their mutual distance. The extensive bubble dispersion and separation largely prevents the possibility of coalescing with neighboring bubbles. Therefore, the slowing flow can keep the fine bubbles in suspension, which would not be possible with larger bubbles. The fine bubble dispersion is now evenly distributed in the pelvic contents. The total drive power actually consumed per unit of quantity of gas is considerably lower than according to the prior art.

Eine wichtige Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass an der Flüssigkeitseintrittsseite alle Teile des Rotors völlig frei der Flüssigkeit ausgesetzt, also keine Einbauten wie Leitflächen, Zufuhrkanäle, Hilfsrotoren oder dgl., vorhanden sind. Sie würden lediglich die Strömung behindern .und in grob verunreinigten Flüssigkeiten Ansatzflächen zum Festsetzen von Fasermaterial oder dgl. bilden, was eine weitere Querschnittsverengung und Strömungsverlangsamung zur Folge hätte. Die Strömung muss möglichst verlustarm bleiben, denn eine rasche Umwälzung mit vor allem am Rotoraustritt schneller Flüssigkeitsströmung bei geringstmöglicher Rotorantriebsleistung ist für die Erzielung eines An important embodiment of the invention consists in that on the liquid inlet side all parts of the rotor are exposed to the liquid completely free, that is to say there are no internals such as guide surfaces, feed channels, auxiliary rotors or the like. They would only obstruct the flow and form attachment surfaces for the fixing of fiber material or the like in coarsely contaminated liquids, which would result in a further cross-sectional narrowing and a slowdown in flow. The flow must remain as low as possible, because rapid circulation with a rapid flow of liquid, especially at the rotor outlet, with the lowest possible rotor drive power is essential for achieving one

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optimalen Gaseintrages je Einheit Antriebsenergie von grosser Bedeutung. Je rascher die Flüssigkeit am Rotor austritt, um so mehr Gas wird durch Injektorwirkung angesaugt; und je schneller die Behälterflüssigkeit umgewälzt wird, um so grösser kann das Diffusionsgefälle für das Gas bzw. für eine Gaskomponente, beispielsweise LuftsauerstofT, an den in den Bereich der Begasungseinrichtung gelangenden Flüssigkeitsvolumina sein, d.h. um so intensiver wird z.B. Sauerstoff aus eingetragener Luft aufgenommen. Sowohl saugseitige Einbauten wie auch unnötige doppelte Leitschirme oder dgl. an der Rotoraustrittseite würden die Saug- und Umwälzströmung nur behindern. Diese bleibt daher zweckmässigerweise in ihrem Verlauf sich selbst überlassen. Demgemäss kann lediglich ein einziger, die Rotoraustrittsströmung nur nach oben begrenzender Schirm vorhanden sein, durch dessen Verteilerwirkung das frei strömende Flüssigkeits/Gas-Gemisch radial weit in den Behälterinhalt hineingefördert wird. optimal gas input per unit of drive energy of great importance. The faster the liquid emerges from the rotor, the more gas is drawn in through the injector effect; and the faster the container liquid is circulated, the greater the diffusion gradient for the gas or for a gas component, for example atmospheric oxygen, at the liquid volumes reaching the area of the gassing device, i.e. the more intense e.g. Oxygen absorbed from the air. Both internals on the suction side and unnecessary double baffles or the like on the rotor outlet side would only hinder the suction and circulating flow. It is therefore expedient to leave it to itself in its course. Accordingly, there can only be a single screen, which only limits the rotor outlet flow upwards, through the distributor action of which the free-flowing liquid / gas mixture is conveyed radially far into the container contents.

Da der Schirm der erfindungsgemässen Einrichtung sehr gross sein kann, vermag sich darüber in einem sogenannten Totwassergebiet gasreiche Flüssigkeit anzusammeln, die vom übrigen Beckeninhalt getrennt und für die Begasung wirkungslos umlaufen würde. Um diese sogenannte Totwasserwalze möglichst verlustarm zu führen, sie in die Hauptbeckenströmung zurückzuleiten und auch diesen Volumenteil gleichmässig mit dem gesamten Inhalt des Behälters zu vermischen, können strömungsgünstige, rotationssymmetrische Umlenkflächen im Bereich der Flüssigkeitsoberfläche und im Übergangsbereich zum Schirm an der Begasungseinrichtung vorgesehen sein. Die Totwasserwalze wird durch einen am Schirmumfang aufsteigenden Blasenschleier ständig angetrieben. Die dadurch in die Flüssigkeit hineingetragene kinetische Energie bleibt an den Umlenkstellen weitgehend erhalten, so dass sich oberhalb des Schirmes eine spürbare zentrifugale Strömung mit gut begaster Flüssigkeit ausbildet. Diese strömt relativ rasch bis zum Schirmrand und vermischt sich mit der darunter hervortretenden Hauptströmung. Die durch den Blasenschleier an die Flüssigkeit übertragene Strömungsenergie wird so in hohem Masse für das Umwälzen des übrigen Beckeninhaltes ausgenutzt. Zugleich erzielt man den wichtigen Vorteil, Since the screen of the device according to the invention can be very large, gas-rich liquid can accumulate above it in a so-called dead water area, which liquid would be separated from the rest of the pool and would have no effect on fumigation. In order to run this so-called dead water roller with as little loss as possible, to guide it back into the main pool flow and to mix this part of the volume evenly with the entire contents of the container, flow-optimized, rotationally symmetrical deflection surfaces can be provided in the area of the liquid surface and in the transition area to the screen on the gassing device. The dead water roller is constantly driven by a bubble curtain that rises on the perimeter of the screen. The kinetic energy thus carried into the liquid is largely retained at the deflection points, so that a noticeable centrifugal flow with well-fumigated liquid forms above the screen. This flows relatively quickly to the edge of the screen and mixes with the main flow emerging below. The flow energy transferred to the liquid through the bubble curtain is thus used to a large extent for circulating the rest of the pool contents. At the same time you get the important advantage

dass die Eintauchtiefe des Umwälzbegasers ohne Vergrösserung der Leistungsaufnahme gegenüber weniger strömungsgünstiger Führung der Umwälzströme erhöht werden kann. Versuche haben gezeigt, dass der spezifische Gaseintrag ein ausgeprägtes Optimum hat, wenn der Aussendurchmesser des Schirmes so bemessen wird, dass die Geschwindigkeitshöhe der Strömungsgeschwindigkeit am Schirmrand kleiner als die Eintauchtiefe ist. that the immersion depth of the recirculation gasifier can be increased without increasing the power consumption compared to less flow-efficient guidance of the recirculation streams. Tests have shown that the specific gas input has a pronounced optimum if the outer diameter of the screen is dimensioned so that the speed of the flow velocity at the edge of the screen is less than the immersion depth.

Nicht nur die sich unmittelbar um den Umwälzbegaser herum oberhalb des Schirmes ausbildende Flüssigkeitswalze wird verlustarm geführt, sondern auch die Hauptströmung im Becken, wozu eine Vielzahl von Massnahmen beitragen können. Bei der Umwälzung mittels einer untergetauchten Begasungseinrichtung können zwei rotationssymmetrische, sich gegensinnig durchströmende Flüssigkeitswaken übereinander vom Rotor her angeschoben werden. Durch spezielle Abstimmung der Bemessung der Behältertiefe in bezug auf Beckenform — im Vertikalschnitt gesehen — und Eintauchtiefe ergeben sich wesentlich kleinere Verluste als herkömmlich. Not only is the liquid roller formed directly around the recirculation gas generator above the screen with low losses, but also the main flow in the basin, to which a large number of measures can contribute. During the circulation by means of a submerged gassing device, two rotationally symmetrical liquid wafers flowing in opposite directions can be pushed one above the other from the rotor. Through special coordination of the dimensioning of the tank depth in relation to the basin shape - seen in vertical section - and immersion depth, there are significantly smaller losses than conventional.

Der Begasungsrotor saugt an seiner Unterseite Flüssigkeit aus tiefliegenden Schichten des Behälters an und führt sie mit hoher Geschwindigkeit an der radialen Aussenkante des Radscheibenkörpers vorbei. Dort tritt die vom Rotor bewegte, gasangereicherte Flüssigkeit mit hoher Geschwindigkeit radial aus. Die in dem Gemisch enthaltenen Gasblasen haben die Tendenz, diese zunächst tellerartige radiale Strömung schon innerhalb des Rotors schirm- oder schüsselartig nach oben abzudrängen, wodurch sich die Kontaktzeit des Gases mit der Flüssigkeit verkürzen und eine Entmischung (Blasenkoaleszent) eintreten würde. Angestrebt wird aber eine möglichst lange Kontaktzeit zwecks Stabilisierung des feinblasigen Gemisches sowie eine tiefe Lage und ein flacher Verlauf der Tellerströmung, damit auch möglichst tiefe Schichten von der Umwälzbewegung erfasst, in Radialrichtung stabilisiert und mit grosser Unterwasser-Wurfweite abgegeben werden. Dies lässt sich z.B. dadurch verwirklichen, dass an den gasseitigen, axialen Stirnseiten der Schaufeln wenigstens in dem radial über den Radscheibenkörper überstehenden Bereich achssenkrecht verlaufende Leitflächen vorgesehen sind. The gassing rotor draws liquid from the deep layers of the container on its underside and guides it past the radial outer edge of the wheel disc body at high speed. There the gas-enriched liquid moved by the rotor radially escapes at high speed. The gas bubbles contained in the mixture have the tendency to force this initially plate-like radial flow upwards inside the rotor like a screen or bowl, which would shorten the contact time of the gas with the liquid and cause segregation (bubble coalescence). However, the aim is to achieve the longest possible contact time in order to stabilize the fine-bubble mixture, as well as a low position and a flat course of the plate flow, so that layers as deep as possible are captured by the circulation movement, stabilized in the radial direction and released with a large underwater throw. This can e.g. Realize that on the gas-side, axial end faces of the blades, at least in the region protruding radially beyond the wheel disc body, guide surfaces are provided which run perpendicular to the axis.

Die für das Ansaugen möglichst grosser Volumina ausgebildete Unterseite des Rotors gibt der Austrittsströmung ohne sonstige Massnahmen eine unerwünscht steile Richtung, die den Gasauftrieb beschleunigen würde. Diese Austrittsströmung kann z.B. durch Leitflächen in die Horizontale umgelenkt und in dieser Richtung stabilisiert werden. Der Richtungswechsel der Tellerströmung bewirkt zusätzliche Wirbel, welche die vom Flüssigkeitsstrom angesaugten Gasblasen verkleinern und ihnen damit eine für Transport und Gasübergang günstigere Grösse geben. Durch die Verlängerung des gemeinsamen Fliessweges von Flüssigkeit und Gasblasen sowie durch die grössere Oberfläche des Gasvolumens werden Kontaktzeit und -fläche zwischen beiden Medien vergrössert. Damit steigert sich auch ganz wessentlich die Ausnutzung der wirksamen Bestandteile in dem angesaugten Gas, wie Sauerstoff in der Luft, Kohlendioxid im Rauchgas oder Ozon in der ozonisierten Luft und am Meer. The underside of the rotor, designed for the largest possible volume, gives the outlet flow an undesirably steep direction without any other measures, which would accelerate the gas lift. This exit flow can e.g. are deflected into the horizontal by guide surfaces and stabilized in this direction. The change in direction of the plate flow causes additional vortices, which reduce the gas bubbles sucked in by the liquid flow and thus give them a size which is more favorable for transport and gas transfer. The extension of the common flow path of liquid and gas bubbles and the larger surface area of the gas volume increase the contact time and area between the two media. This also significantly increases the utilization of the active components in the sucked-in gas, such as oxygen in the air, carbon dioxide in the flue gas or ozone in the ozonized air and at the sea.

Damit sich bei grob verunreinigten Flüssigkeiten, etwa Flüssigmist oder Abwasserschlamm, die Schaufelkanäle nicht zusetzen, können die Leitflächen in Umfangsrichtung zweckmässig kürzer als der Abstand benachbarter Schaufeln sein. In solchen bereichsweise offenen Schaufelkanälen mit durchgehenden Längs-öffnungen werden auch grobe mechanische Verunreinigungen mitgerissen. Da sich der Hauptteil der bereits mit feinen Gasblasen angereicherten Austrittsströmung an der — in Drehrichtung — vorderen Seite der Schaufeln befindet, ist es günstig, wenn sich die Leitflächen in Rotordrehrichtung nach vorne erstrecken. Um mechanisch dichte Bestandteile wie Halme, Fasern, Papierschnitzel und dgl. daran zu hindern, sich an einer in Umfangsrichtung vorstehenden Kante der Leitflächen anzulagern, ist deren freie, in Drehrichtung vordere Kontur vorteilhaft derart gestaltet, dass sie an einem beliebigen Konturenpunkt mit einem dorthin gezogenen Zentrumsstrahl einen spitzen Winkel einschliesst. Verunreinigungen gleiten dann stets radial nach aussen ab. So that the blade channels do not become clogged in the case of coarsely contaminated liquids, such as liquid manure or sewage sludge, the guide surfaces in the circumferential direction can expediently be shorter than the distance between adjacent blades. In such regionally open blade channels with continuous longitudinal openings, coarse mechanical contaminants are also carried away. Since the main part of the outlet flow, which is already enriched with fine gas bubbles, is located on the front side of the blades in the direction of rotation, it is advantageous if the guide surfaces extend forward in the direction of rotation of the rotor. In order to prevent mechanically dense components such as straws, fibers, shredded paper and the like from accumulating on an edge of the guide surfaces which protrudes in the circumferential direction, their free contour, which is at the front in the direction of rotation, is advantageously designed in such a way that it is drawn at any contour point with a drawn there Center beam encloses an acute angle. Contaminants then always slide radially outwards.

Die Umlekung der innerhalb des Rotors zunächst schräg aufsteigenden Strömung in die Horizontale und das Mitreissen der feinen Gasblasen wird noch mehr gefördert, wenn die Leitflächen vorzugsweise sichelförmig radial nach aussen über die Schaufelspitzen hinaus verlängert sind. Diese Leitflächenverlängerungen erzeugen zusätzlich zu der bereits erwähnten Tellerströmung eine weitere, sehr dünne, gasblasenfreie, schirm- oder tellerartige, raschere Strömung, die sich über den zunächst genannten, mit Gasblasen angereicherten Grundstrom legt. Diese raschere, obere, dünne Abdeck- oder Schirmströmung kann die Gasblasen erst durchbrechen, wenn deren Steigkraft grösser ist als die horizontalen Bewegungsimpulse der darüber befindlichen blasenfreien Schirmströmung. Letztere saugt nebenbei vornehmlich oberhalb des Rotors befindliche Flüssigkeit an und verlängert so die Kontaktzeit zwischen den beiden Medien. The redirection of the flow initially rising obliquely within the rotor into the horizontal and the entrainment of the fine gas bubbles is promoted even more if the guide surfaces are preferably crescent-shaped and are extended radially outward beyond the blade tips. In addition to the plate flow already mentioned, these guide surface extensions produce a further, very thin, gas-bubble-free, umbrella-like or plate-like, faster flow, which overlies the basic flow enriched with gas bubbles mentioned above. This faster, upper, thin cover or screen flow can only break through the gas bubbles if their rising force is greater than the horizontal movement impulses of the bubble-free screen flow located above. The latter also sucks in liquid located above the rotor and thus extends the contact time between the two media.

Beim feinblasigen Gaseintrag wird je nach Art der Flüssigkeit zwangsläufig auch Schaum erzeugt. Es können suspendierte Stoffe ausflotiert werden, die sich in bis über den Antriebsmotor hinauswachsenden Schaumdecken von grosser Mächtigkeit einlagern können. Die durch den Kühlventilator in das Innere des Antriebsmotors hineingesogene Schaumfeuchtigkeit und die mitgetragenen Schmutzpartikel können im Motor mechanische und elektrische Beschädigungen hervorrufen. Es kommt sogar vor, dass ausflo-tierte Substanzen sich an den die Belüftungseinrichtung tragenden Schwimmern stark angereichert ablagern, mit diesen die ganze Anlage in die Tiefe ziehen und auch dadurch mechanische oder elektrische Folgeschäden verursachen. Depending on the type of liquid, foam is inevitably generated in the case of fine-bubble gas entry. Suspended substances can be floated out, which can be embedded in foam ceilings of great thickness that extend beyond the drive motor. The foam moisture drawn into the interior of the drive motor by the cooling fan and the dirt particles carried along can cause mechanical and electrical damage in the motor. It can even happen that flotated substances accumulate on the floats carrying the aeration device, so that they drag the entire system down and cause mechanical or electrical consequential damage.

Es ist schon versucht worden, den Schaum zusammen mit der einzutragenden, am Tauchrohr angesaugten Luft in den Beckenin5 An attempt has already been made to place the foam in the pool together with the air to be drawn in, which is sucked into the dip tube

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halt zurückzuführen. Dies führt über kurz oder lang zu einer Verstopfung des Ansaugquerschnittes. Im übrigen versagt diese Methode ohnehin von vornherein in den Fällen, in denen ein Gas, z.B. Kohlendioxid oder sonst eine Abluft, in die Flüssigkeit eingetragen werden soll und das Tauchrohr an jeder Stelle nach aussen hin geschlossen sein muss. Demgegenüber ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung um das Tauchrohr herum ein Schaumfallrohr angeordnet, das einen gegenüber dem Gasansaugkanal des Tauchrohres gesonderten Rückführkanal für Schaum und/oder SchwimmstofFe bildet. stop attributed. Sooner or later this leads to a blockage of the intake cross section. Otherwise, this method fails anyway from the outset in cases where a gas, e.g. Carbon dioxide or other exhaust air into which liquid is to be introduced and the dip tube must be closed to the outside at all points. In contrast, in a preferred embodiment of the invention, a foam downpipe is arranged around the immersion tube, which forms a return duct for foam and / or floating substances that is separate from the gas suction channel of the immersion tube.

Die günstigste Höhe der Schaumfallkante ist fallweise empirisch zu ermitteln. Sie wird auf jeden Fall oberhalb des Flüssigkeitsspiegels liegen, vorzugsweise etwa 10 bis 25 cm darüber. Die Schaumdecke kann um etwa dasselbe Mass über die Höhe der Schaumfallkante hinauswachsen ; will man sie je nach Art des Schaumes auf eine Mächtigkeit von etwa 25 bis 50 cm begrenzen, so kann hierzu am oberen Ende des Schaumfallrohres ein axial justierbarer Ring vorgesehen sein, der sich z.B. über wenigstens drei radial feststehende Befestigungs- und Führungsschrauben und eine entsprechende Anzahl schraubenlinienförmig verlaufender Langlöcher im Ring durch eine Drehbewegung nach Art einer Mutter axial verstellen lässt. The most favorable height of the foam falling edge is to be determined empirically on a case-by-case basis. In any case, it will be above the liquid level, preferably about 10 to 25 cm above it. The foam blanket can grow about the same amount beyond the height of the foam falling edge; if you want to limit them to a thickness of about 25 to 50 cm depending on the type of foam, an axially adjustable ring can be provided for this purpose at the upper end of the foam downpipe. can be adjusted axially by at least three radially fixed fastening and guide screws and a corresponding number of helically extending elongated holes in the ring by a rotary movement in the manner of a nut.

In manchen Einsatzfällen schwankt das Schäumverhalten der Flüssigkeit; gerade dann ist es wichtig, die Schaumfallkantenhöhe der jeweiligen Schaumentwicklung anpassen zu können. Die Schaumdecke darf nicht zu hoch über die Schaumfallkante hinauswachsen, weil es sonst leicht zu Brückenbildung innerhalb des ringförmigen Querschnittes des Schaumfallrohres kommen kann. Die Verschiebbarkeit der Schaumfallkante mittels eines axial beweglichen Ringes ist nur in solchen Fällen anwendbar, in denen die Flüssigkeit nicht übermässig schmutz- und krustenbildend ist. Neigt die zu begasende Flüssigkeit stärker zu Ablagerungen und zur Krustenbildung an den Wänden, so ist es besser, den Überstand des Schaumes in etwa der gleichen Grössenordnung zu halten wie die radiale Abmessung des ringförmigen Schaumfallquerschnittes, indem man die ganze Belüftungseinrichtung entsprechend dem Anwachsen bzw. Absinken der Schaumschicht anhebt bzw. absenkt. Hierzu kann auf dem Schwimmer eine Seilrolle und eine Seilwinde angeordnet sein, mit denen die an einem Seil aufgehängte Einrichtung auf- und abbewegbar ist. In some applications, the foaming behavior of the liquid fluctuates; then it is important to be able to adjust the height of the foam falling edge to the respective foam development. The foam blanket must not grow too high beyond the foam trap edge, because otherwise bridging can easily occur within the annular cross section of the foam trap. The displaceability of the foam falling edge by means of an axially movable ring can only be used in those cases in which the liquid does not form excessively dirt and crusts. If the liquid to be fumigated is more prone to deposits and crust formation on the walls, it is better to keep the excess of the foam about the same order of magnitude as the radial dimension of the annular foam fall cross-section, by moving the entire ventilation device according to the increase or decrease the foam layer raises or lowers. For this purpose, a rope pulley and a rope winch can be arranged on the float, with which the device suspended on a rope can be moved up and down.

Der vom Schaumfallrohr umschlossene Kanal mündet mit Vorteil in einen die AnsaugöfTnung des Tauchrohres umgebenden Ringschlitz an der Oberseite des Rotors innerhalb von dessen Saugbereich aus. Wenn der zwischen Ringschlitz und AnsaugöfTnung verbleibende Ringspalt radial eine genügende Mindestbreite hat, so lässt sich eine beachtliche Saugkraft des Rotors aufbauen. The channel enclosed by the foam downpipe advantageously opens out into an annular slot at the top of the rotor surrounding the suction opening of the immersion tube within its suction area. If the annular gap remaining between the ring slot and the suction opening has a sufficient radial width, a considerable suction power of the rotor can be built up.

Vorteilhaft ist ferner eine Ausgestaltung, wonach der Aussendurchmesser des Ringschlitzes etwa so gross ist wie oder kleiner als der Rotoraussendurchmesser. A configuration is also advantageous, according to which the outer diameter of the ring slot is approximately as large as or smaller than the rotor outer diameter.

Damit sich in dieser Querschnittsverengung keine Verstopfungen bilden können und sich hier ein Vordrall der Luftströmung ausbilden kann, wird der Kanal in seinem letzten Abschnitt bis zum ausmündenden Ringschlitz zweckmässig von Distanzhaltern, Einbauteilen und dgl. freigehalten. Die Sauberhaltung des Ringschlitzes und die Ausbildung eines Vordralls wird z.B. durch auf der Oberseite des Radscheibenkörpers des Rotors axial nach oben sich in den Ringschlitz hineinerstreckende Räumfinger begünstigt. So that no blockages can form in this cross-sectional constriction and a pre-twist of the air flow can form here, the channel is expediently kept free of spacers, built-in parts and the like in its last section up to the opening ring slot. Keeping the ring slot clean and the formation of a pre-twist is e.g. favored by clearing fingers extending axially upward into the ring slot on the upper side of the wheel disc body of the rotor.

Die distanzhaltenden Einbauteile im Schaumfallrohr können derart gestaltet sein, dass sie eine Drallbildung der Luft begünstigen. Um das herkömmlicherweise nötige Einhängen von Blechen zum Abfangen gröberer Schmutzteile oder Schwimmbeckenteile im Schaumfallrohr zu vermeiden, kann vorgesehen sein, dass die Distanzhalter jeweils als sich unterbrechungsfrei über die axiale Länge der Abstützung erstreckende Bleche ausgebildet sind. The spacing components in the foam downpipe can be designed in such a way that they promote a swirling of the air. In order to avoid the conventionally necessary hanging of sheets to catch coarser dirt parts or swimming pool parts in the foam downpipe, it can be provided that the spacers are each designed as sheets that extend uninterruptedly over the axial length of the support.

Auch bei einer Belüftungseinrichtung mit Schaumfallrohr ist um die AnsaugöfTnung und den Ringschlitz herum ein radial stehender Blasenverteilschirm angeordnet. Wird er vom Schaumfallrohr gehaltert, so lässt sich der Ringschlitz frei von Einbauteilen halten. Der Übergang vom Tauchrohr bzw. vom Schaumfallrohr in den Schirm kann auch mit im Axialschnitt strömungsgünstigen Umlenkflächen versehen sein. In the case of a ventilation device with a foam downpipe, a radially standing bubble distribution screen is arranged around the suction opening and the ring slot. If it is held by the foam downpipe, the ring slot can be kept free of built-in parts. The transition from the dip tube or from the foam downpipe to the screen can also be provided with deflection surfaces which are aerodynamically favorable in axial section.

Die oberflächennahe Umlenkfläche ist vorteilhaft derart unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche angeordnet, dass sich ihre Höhenlage bei Justierung der Höhe der Schaumfallkante nicht mit verändert. Ist zur Anpassung der Höhenlage der Schaumfallkante an die Schaumschichtstärke ein Anheben bzw. Absenken der ganzen Belüftungseinrichtung vorgesehen, so sind diese oberflächennahen Umlenkflächen am besten unmittelbar am Schwimmer befestigt. The deflection surface near the surface is advantageously arranged below the liquid surface in such a way that its height does not change when the height of the foam falling edge is adjusted. If the entire ventilation device is intended to be raised or lowered in order to adapt the height of the foam falling edge to the foam layer thickness, these deflection surfaces near the surface are best attached directly to the float.

Zur Erleichterung der Fertigung, des Transportes, der Montage und der Wartung, z.B. bei starker Verunreinigung, ist es zweckmässig, wenn das den Schirm haltende Schaumfallrohr als separater, über das Tauchrohr axial hinweg verschiebbarer Teil ausgebildet und so bequem demontierbar ist. To facilitate manufacturing, transport, assembly and maintenance, e.g. in the event of severe contamination, it is expedient if the foam downpipe holding the screen is designed as a separate part which can be displaced axially over the immersion tube and is thus easy to disassemble.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar zeigen : Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing, namely:

Fig. 1 einen Übersichtsquerschnitt durch einen Flüssigkeitsbehälter mit einer erfindungsgemässen Begasungseinrichtung, 1 shows an overview cross section through a liquid container with a gassing device according to the invention,

Fig. 2 einen vergrösserten Querschnitt durch eine Begasungseinrichtung ähnlich Fig. 1, 2 shows an enlarged cross section through a gassing device similar to FIG. 1,

Fig. 3 einen weiter vergrösserten, vertikalen Längsschnitt durch den unteren Teil einer erfindungsgemässen Begasungseinrichtung, 3 shows a further enlarged, vertical longitudinal section through the lower part of a gassing device according to the invention,

Fig. 4 eine axiale Draufsicht auf die Oberseite des Rotors der Einrichtung von Fig. 3, 4 is an axial plan view of the top of the rotor of the device of FIG. 3,

Fig. 5 eine vertikale Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer Begasungseinrichtung nach der Erfindung, 5 is a vertical sectional view of a further embodiment of a gassing device according to the invention,

Fig. 6 eine gasseitige Axialansicht eines Rotors für eine erfin-dungsgemässe Begasungseinrichtung, 6 shows a gas-side axial view of a rotor for a gassing device according to the invention,

Fig. 7 eine schematisierte Ausschnitt-Seitenansicht einer schwimmend angeordneten Begasungseinrichtung nach der Erfindung mit absenk- und anhebbarer Begasungseinheit und Fig. 8 eine Draufsicht auf die Anordnung von Fig. 7. Ein flüssiges Substrat 1, z.B. Flüssigmist, ist im Beispiel der Fig. 1 in den strömungsgünstig gestalteten, vorzugsweise runden Behälter 2 eingefüllt. Geeignet wäre auch ein etwa quadratischer Behälter mit abeschrägten oder gerundeten Ecken. Über eine aus Stahlträgern gebildete Brücke 3 ist im Behälter 2 mittig eine Belüftungseinrichtung 4 mit Tauchrohr 5, Rotor 6 und Antriebsmotor 7 angeordnet. Der Behälter 2 kann im Querschnitt etwa halbquadratisch sein, so dass der Durchmesser D etwa doppelt so gross ist wie die Füllhöhe H bei Betrieb. Auf dem Flüssigkeitsspiegel 8 kann je nach Art des Substrates 1 eine Schaumdecke oder eine Schwimmdecke 9 (Fig. 2) gebildet sein. Die Eintauchtiefe t der Belüftungseinrichtung 4 in die Flüssigkeit beträgt etwa ein Viertel der Füllhöhe H. Durch diese Anordnung — H~D/2 und t«H/4 — ergeben sich besonders günstige Strömungsverhältnisse, so dass es möglich ist, die Umwälzung mit geringstem Energieaufwand optimal aufrechtzuerhalten. Zusätzlich sind in den Eckenbereichen am Boden und in Spielgelnähe Verdrängerkörper 10 bzw. 11 angeordnet, die eine verlustarme Strömungs-umlenkung bewirken. Ferner ist am Boden unterhalb des Rotors 6 in der Beckenmitte ein rotationssymmetrischer Verdrängungskörper 12 von Kegel- oder Hyperboloidform angeordnet, um eine möglichst verlustarme Umlenkung einer zentripetalen, horizontalen Flüssigkeitsbewegung in eine aufwärtsgerichtete Strömung zu begünstigen. Im Becken 2 des dargestellten Querschnitts bilden sich daher im wesentlichen zwei rotationssymmetrische Flüssigkeitswalzen aus, die vom Rotor 6 her angeschoben werden, nämlich eine Grundwalze (Strömungspfeile 13), die sich ständig mit einer sauerstoffreichen, oberflächennahen, zentrifugalen Flüssigkeitsströmung (Strömungspfeile 13a) vereinigt, und eine kleinere Oberwalze (Strömungspfeile 14), die durch aufsteigende Blasen von eingetragenem Gas angeregt wird. Fig. 7 is a schematic cut-out side view of a floating gassing device according to the invention with lowering and raising gassing unit and Fig. 8 is a plan view of the arrangement of Fig. 7. A liquid substrate 1, e.g. Liquid manure is filled in the example of FIG. 1 in the aerodynamically designed, preferably round container 2. An approximately square container with chamfered or rounded corners would also be suitable. A ventilation device 4 with dip tube 5, rotor 6 and drive motor 7 is arranged in the center of the container 2 via a bridge 3 formed from steel girders. The container 2 can be approximately semi-square in cross-section, so that the diameter D is approximately twice as large as the filling height H during operation. Depending on the type of substrate 1, a foam blanket or a floating blanket 9 (FIG. 2) can be formed on the liquid level 8. The immersion depth t of the aeration device 4 in the liquid is approximately a quarter of the filling height H. This arrangement - H ~ D / 2 and t «H / 4 - results in particularly favorable flow conditions, so that it is possible to circulate with the least amount of energy optimally maintained. In addition, displacement bodies 10 and 11 are arranged in the corner areas on the floor and near the game gel, which cause a low-loss flow deflection. Furthermore, a rotationally symmetrical displacement body 12 of conical or hyperboloidal shape is arranged on the floor below the rotor 6 in the middle of the basin in order to promote a deflection of a centripetal, horizontal liquid movement into an upward flow with as little loss as possible. In the basin 2 of the cross section shown, therefore, essentially two rotationally symmetrical liquid rollers form, which are pushed by the rotor 6, namely a base roller (flow arrows 13), which is constantly combined with an oxygen-rich, near-surface, centrifugal liquid flow (flow arrows 13a), and a smaller top roller (flow arrows 14), which is excited by rising bubbles of introduced gas.

Mit der dargestellten Anordnung erzielt man eine besonders hohe Eintragsleistung von Luft und damit von Sauerstoff in das s With the arrangement shown, a particularly high input performance of air and thus of oxygen into the s is achieved

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Substrat 1 durch möglichst verlustarme Umwälzung und Vermischung des gesamten Beckeninhaltes derart, dass die mit Gasblasen besonders gut erreichbaren Flüssigkeitsgebiete mit weniger gut erreichbaren Zonen ständig in Kontakt gebracht werden. Während der Belüftungszeit wird der örtliche Sauerstoffgradient innerhalb des Substrats 1 sehr gering gehalten, so dass nicht etwa örtlich eine teilweise Sättigung und an anderer Stelle teilweise noch ein starkes Defizit an Sauerstoff eintritt. Durch Umwälzung, Durchmischung und Vergleichmässigung des Sauerstoffgehaltes wird die Sättigungszeit für den gesamten Beckeninhalt verkürzt, d.h. die erforderliche Antriebsleistung je Mengeneinheit an eingetragenem und gelöstem Sauerstoff wird geringer im Vergleich zu einer weniger guten, verlustreicheren Mischung und Umwälzung des Beckeninhaltes nach dem Stand der Technik. Die Beckengestaltung und die Anordnung der Belüftungseinrichtung 4 innerhalb des Behälters 2 ist also für die technologische Leistungsfähigkeit mit entscheidend. Substrate 1 by circulating and mixing the entire pool contents with as little loss as possible in such a way that the liquid regions which are particularly easily accessible with gas bubbles are constantly brought into contact with zones which are less easily accessible. During the aeration time, the local oxygen gradient within the substrate 1 is kept very low, so that partial saturation does not occur locally and another strong deficit of oxygen elsewhere. The saturation time for the entire pool content is shortened by circulating, mixing and equalizing the oxygen content, i.e. the required drive power per unit of quantity of oxygen introduced and dissolved is lower in comparison with a less good, less lossy mixture and circulation of the pool contents according to the prior art. The basin design and the arrangement of the ventilation device 4 within the container 2 is therefore crucial for the technological performance.

Die in Fig. 2 bis 4 vergrössert gezeigte Belüftungseinrichtung 4 ist über Abstandshalter 16 an einer Plattform 15 befestigt, die ihrerseits Teil einer Brücken- oder einer Schwimmkonstruktion ähnlich Fig. 7 und 8 sein kann. Die Einrichtung 4 taucht unter den Spiegel 8 einer in einem (hier nicht gezeichneten) Behälter befindlichen Flüssigkeit ein. Der Belüfter 4 besteht im wesentlichen aus dem Tauchrohr 5, welches mittels eines Flansches 5a an der Plattform 15 befestigt ist, dem Antriebsmotor 7 mit einer das Tauchrohr 5 durchsetzenden Antriebswelle 17 und dem an ihrem Ende befestigten, unterhalb des Tauchrohres 5 liegenden Rotor 6. Das Tauchrohr 5 kommuniziert oben mit der Luft über der Plattform 15 und endigt unten mit möglichst geringem axialem Spiel an einer luftseitigen Beschaufelung des Rotors 6. Das letzterem zugekehrte Ende des Tauchrohres 5 bildet daher eine Ansaugöffnung 18. The ventilation device 4 shown enlarged in FIGS. 2 to 4 is attached to a platform 15 via spacers 16, which in turn can be part of a bridge or floating structure similar to FIGS. 7 and 8. The device 4 is immersed under the mirror 8 of a liquid in a container (not shown here). The aerator 4 consists essentially of the immersion tube 5, which is fastened to the platform 15 by means of a flange 5a, the drive motor 7 with a drive shaft 17 passing through the immersion tube 5 and the rotor 6 attached at its end and lying below the immersion tube 5 Dip tube 5 communicates at the top with the air above the platform 15 and ends at the bottom with as little axial play as possible on an air-side blading of the rotor 6. The end of the dip tube 5 facing the latter therefore forms a suction opening 18.

Die Welle 17 kann im Motor 7 weitestgehend schwingungsfrei gelagert sein. Wahlweise oder zusätzlich kann nahe dem unteren Ende der Welle 17 ein Stützlager 17a vorgesehen sein, das seitliche Ausschläge der Welle 17 unmöglich macht. The shaft 17 can be mounted in the motor 7 largely free of vibrations. Optionally or additionally, a support bearing 17a can be provided near the lower end of the shaft 17, which makes lateral deflections of the shaft 17 impossible.

Der Rotor 6 besteht aus einem Radscheibenkörper 19 mit strömungsgünstig gewölbter Ober- und Unterseite sowie aus beiderseits des Radscheibenkörpers 19 angebrachten Schaufeln, von denen die Schaufeln 20 auf der Oberseite des Radscheibenkörpers 19 die oberhalb der Plattform 15 angesaugte Luft und die Schaufeln 21 auf der Unterseite des Radscheibenkörpers 19 Flüssigkeit (Substrat 1) fördern. Die Anzahl der Schaufeln 20 auf der Oberseite ist grösser als die der Schaufeln 21 auf der Unterseite. Soweit möglich sind die oberseitigen und unterseitigen Schaufeln 20, 21 deckungsgleich angeordnet. Die Flüssigkeitsschaufeln 21 und diejenigen Luft- bzw. Gasschaufeln 20, welche mit ersteren deckungsgleich liegen, erstrecken sich über den Aussendurchmesser dr des Radscheibenkörpers 19 hinaus bis auf einen Durchmesser da, wodurch die äussere Begrenzung des Rotors 6 gebildet ist (Fig. 3). The rotor 6 consists of a wheel disc body 19 with aerodynamically curved top and bottom and from both sides of the wheel disc body 19 attached blades, of which the blades 20 on the top of the wheel disc body 19, the air sucked in above the platform 15 and the blades 21 on the underside of the Pump the wheel disc body 19 liquid (substrate 1). The number of blades 20 on the top is greater than that of blades 21 on the bottom. As far as possible, the top and bottom blades 20, 21 are arranged congruently. The liquid blades 21 and those air or gas blades 20, which are congruent with the former, extend beyond the outer diameter dr of the wheel disc body 19 to a diameter da, whereby the outer boundary of the rotor 6 is formed (FIG. 3).

Der vom Antriebsmotor 7 in Umlauf versetzte Rotor 6 saugt durch die Ansaugöffnung 18 und das Tauchrohr 5 Luft aus der Atmosphäre an (Strömungspfeile 22); zugleich saugt der Rotor 6 axial aus der Tiefe des Beckens 2 Flüssigkeit 1 an (Strömungspfeile 23). Beide Medien, Luft und Flüssigkeit, werden am Rotoraustritt dispergiert und radial nach aussen ausgeworfen (Strömungspfeile 24). Um den Rotor 6 herum ist ein breiter Schirm 26 angeordnet, an dessen Unterseite die turbulente Strömung 24 zunächst entlangfliesst, wobei das Luft-/Flüssigkeitsgemisch feinblasig dispergiert wird und aufgrund der Turbulenz ein intensiver Phasengrenzenaustausch stattfindet. The rotor 6, which is rotated by the drive motor 7, sucks in air from the atmosphere through the suction opening 18 and the immersion tube 5 (flow arrows 22); at the same time, the rotor 6 sucks in liquid 1 axially from the depth of the basin 2 (flow arrows 23). Both media, air and liquid, are dispersed at the rotor outlet and ejected radially outwards (flow arrows 24). A broad screen 26 is arranged around the rotor 6, on the underside of which the turbulent flow 24 initially flows, the air / liquid mixture being dispersed in fine bubbles and an intensive phase boundary exchange taking place due to the turbulence.

Der Schirm 26 hindert die dispergierten Luftblasen zunächst am Aufsteigen und hält sie mit der zentrifugal ausgeworfenen Flüssigkeit über eine lange Strecke hinweg in turbulentem Kontakt. Im radialen Bereich des Schirmes 26 hat die vom Rotor 6 ausgeworfene Flüssigkeit noch eine hohe Strömungsgeschwindigkeit und Turbulenz, was eine Blasenkoaleszenz verhindert. Die eingetragene Luft bleibt feinblasig und in geringer Mächtigkeit in der Strömungsflüssigkeit erhalten ; der Gasauftrieb ist dadurch sehr gering. The screen 26 initially prevents the dispersed air bubbles from rising and keeps them in turbulent contact with the centrifugally ejected liquid over a long distance. In the radial area of the screen 26, the liquid ejected by the rotor 6 still has a high flow velocity and turbulence, which prevents bubble coalescence. The air entered remains in fine bubbles and with little thickness in the flow liquid; the gas lift is therefore very low.

Der Schirm 26 darf aber nicht zu gross sein und sich nicht in solche Bereiche hinein erstrecken, in denen sich die Flüssigkeitsströmung unter gewisse Mindestgeschwindigkeitswerte verlangsamt; sonst käme es am Rande des Schirmes 26 doch noch zu Grobblasenbildung und zu einem Rückstau von Flüssigkeit, der sich nicht nur auf die ganze Umwälzbewegung im Becken 2 ungünstig auswirken, sondern auch eine starke Beeinträchtigung des Überganges der Blasen in die Flüssigkeit bringen würde. Ausserdem wäre bei Rückstau und Grobblasenbildung das vom Rotor 6 eingetragene Gas in so grosser Mächtigkeit unter dem Schirm 26 vorhanden, dass ein Auftrieb entstünde, der schwimmende Belüftungseinrichtungen 4 anheben und deren Lagestabilität beeinträchtigen könnte. However, the screen 26 must not be too large and must not extend into areas in which the liquid flow slows down below certain minimum speed values; otherwise there would be coarse bubble formation and a backflow of liquid on the edge of the screen 26, which would not only have an unfavorable effect on the entire circulating movement in the basin 2, but would also severely impair the transition of the bubbles into the liquid. In addition, in the event of a backflow and the formation of coarse bubbles, the gas introduced by the rotor 6 would be present under the screen 26 with such great thickness that a lift would arise which could raise the floating ventilation devices 4 and impair their positional stability.

Um diesen Mängeln zu begegnen, ist eine solche Bemessung vorgesehen, dass die Geschwindigkeitshöhe der Schirmaustrittsströmung etwas geringer als die Eintauchtiefe t des Rotors 6 ist. Dadurch wird die eingetragene Antriebsenergie besonders günstig ausgenutzt, und die Flüssigkeit innerhalb des Bereichs des Schirmes 26 strömt mit Sicherheit noch ausreichend schnell, um eine Grobblasenbildung zu verhindern. Der richtig bemessene Schirm bietet im Zusammenwirken mit der Strömungsturbulenz innerhalb des Substrates 1 den weiteren Vorteil eines intensiven Pha-sengrenzenaustausches mit der feinblasig dispergierten eingetragenen Luft. Die rasche Phasengrenzenerneuerung begünstigt einen Sauerstoffübergang, indem sie in der unmittelbar benachbarten Grenzschicht der Flüssigkeit die schnelle Gassättigung unterbindet, welche sonst die weitere Sauerstoffaufnahme verlangsamen würde. Diese Turbulenz wird noch gefördert oder zumindest trotz Strömungsverlangsamung aufrechterhalten, wenn an der Unterseite des Schirmes 26 Unstetigkeiten 27 (Fig. 3), z.B. in Form von kleinen Bolzen, Noppen oder dgl. angeordnet sind, deren Höhe sich durch die Blasendurchmesser bestimmt. In order to counter these deficiencies, such a design is provided that the speed level of the screen outlet flow is somewhat less than the immersion depth t of the rotor 6. As a result, the input drive energy is used in a particularly favorable manner, and the liquid within the area of the screen 26 certainly flows sufficiently quickly to prevent the formation of coarse bubbles. In combination with the flow turbulence within the substrate 1, the correctly dimensioned screen offers the further advantage of an intensive exchange of phase boundaries with the fine-bubble dispersed air. The rapid renewal of the phase boundary favors an oxygen transition by preventing rapid gas saturation in the immediately adjacent boundary layer of the liquid, which would otherwise slow down further oxygen absorption. This turbulence is still promoted or at least maintained despite the flow slowing if discontinuities 27 (FIG. 3), e.g. are arranged in the form of small bolts, knobs or the like, the height of which is determined by the bubble diameter.

Am Aussenumfang des Blasenschirmes 26 bildet sich aufgrund des Gasauftriebes ein aufsteigender Blasenschleier (Strömungspfeile 28). Diese Aufwärtsströmung 28 verursacht oberhalb des Schirmes 26 eine die Belüftungseinrichtung 4 ringförmig umgebende Strömungswalze (Pfeile 14). Durch Einbau von strömungs-begünstigenden Umlenkflächen 29 (Fig. 2 und 3) unterhalb der Wasseroberfläche 8 und am Übergangsbereich in den Schirm 26 werden die Strömungsverluste dieser Flüssigkeitswalze 14 besonders gering gehalten, wobei die durch den Blasenschleier 28 in das Substrat 1 hineingetragene kinetische Energie weitgehend erhalten bleibt. An ascending bubble curtain (flow arrows 28) is formed on the outer circumference of the bladder screen 26 due to the gas lift. This upward flow 28 causes above the screen 26 a flow roller surrounding the ventilation device 4 in a ring (arrows 14). By installing flow-promoting deflection surfaces 29 (FIGS. 2 and 3) below the water surface 8 and at the transition area in the screen 26, the flow losses of this liquid roller 14 are kept particularly low, the kinetic energy carried through the bubble curtain 28 into the substrate 1 largely preserved.

Je nach Art der zu begasenden Flüssigkeit 1 bildet der aufsteigende Blasenschleier 28 mehr oder weniger stark Schaum. Zur Begrenzung der Mächtigkeit einer solchen Schaumdecke 9 (Fig. 2) kann zur betriebssicheren Rückführung des Schaumes in das Substrat 1 konzentrisch um das Tauchrohr 5 herum ein Schaumfallrohr 30 angeordnet sein, welches zusammen mit dem Tauchrohr 5 einen ringförmigen Schaumfallkanal 31 bildet und welches über einen die Ansaugöffnung 18 umgebenden Ringschlitz 32 im unmittelbar wirksamen Bereich auf der Oberseite des Rotors 6 mündet. Ein zwischen Ringschlitz 32 und Ansaugöffnung 18 befindlicher Ringspalt 33 mit einer gewissen radialen Mindestbreite bf gewährleistet eine ausreichende Saughöhe für die durch das Tauchrohr angesaugte Luft. Der Aussendurchmesser ds des Ringschlitzes 32 ist so bemessen, dass dieser sich nur bis in Bereiche hinein erstreckt, in denen eine Saugwirkung des Rotors 6 noch vorhanden ist. Auch die Öffnung 18 ist derart bemessen, Depending on the type of liquid 1 to be gassed, the rising bubble curtain 28 forms more or less foam. To limit the thickness of such a foam blanket 9 (FIG. 2), a foam downpipe 30 can be arranged concentrically around the immersion tube 5 for reliable return of the foam into the substrate 1, which foam tube together with the immersion tube 5 forms an annular foam downpipe 31 and which via a the annular slot 32 surrounding the suction opening 18 opens in the immediately effective area on the upper side of the rotor 6. An annular gap 33 with a certain minimum radial width bf located between the annular slot 32 and the suction opening 18 ensures a sufficient suction height for the air sucked in through the immersion tube. The outer diameter ds of the ring slot 32 is dimensioned such that it extends only into areas in which a suction effect of the rotor 6 is still present. The opening 18 is also dimensioned in such a way

dass in ihrem Bereich der von dem Belüfter 4 erzeugte Unterdruck grösser ist als der Gegendruck, welcher der Eintauchtiefe t des Rotors 6 entspricht. that in its area the negative pressure generated by the aerator 4 is greater than the counter pressure, which corresponds to the immersion depth t of the rotor 6.

Die dargestellte Anordnung verhindert, dass sich im Schaumfallrohr 30 ein Flüssigkeitsspiegel ausbilden könnte, da etwa übertretendes Wasser und Schaum sofort durch den Rotor 6 The arrangement shown prevents a liquid level from developing in the foam downpipe 30, since any water and foam that may be transferred immediately through the rotor 6

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

7 7

619 154 619 154

abgeführt werden. Die radiale Breite bs des Ringschlitzes 32 ist für einen ungehinderten Durchtritt des Schaumes ausgelegt. Der Ringschlitz 32 erstreckt sich zwischen der Ansaugöffnung 18 bzw. dem Ringspalt 33 am unteren Ende des Tauchrohres 5 und dem Schirm 26 am unteren Ende des Schaumfallrohres 30, das mithin die Halterung für den Blasenschirm 26 bildet. be dissipated. The radial width bs of the ring slot 32 is designed for unimpeded passage of the foam. The annular slot 32 extends between the suction opening 18 or the annular gap 33 at the lower end of the immersion tube 5 and the screen 26 at the lower end of the foam downpipe 30, which therefore forms the holder for the bladder screen 26.

Das Tauchrohr 5 ragt mit seinem oberen Ende über den Wasserspiegel 8 hinaus und bildet dort eine Schaumfallkante 34 für den Schaum 9. Die Überfallhöhe Hk der Schaumfallkante 34 ist der Mächtigkeit Hs der Schaumdecke so anpassbar, dass ein gewisser Überstand Hü des Schaumes 9 über der Kante 34 die Bildung von Schaumbrücken im ringförmigen Schaumfallkanal 31 unterbindet. Im Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 2 ist zu dieser betriebsgemässen Anpassung der Höhw Hk der Schaumfallkante 34 ein Schaumfallring 35 vorgesehen, der durch Drehbewegung gegenüber dem Schaumfallrohr 30 axial beweglich ist, beispielsweise indem Stehbolzen 35a des einen Teils in schräg oder schraubenlinienförmig verlaufende Langlöcher 35b des anderen Teils eingreifen. The upper end of the immersion tube 5 extends beyond the water level 8 and forms a foam trap edge 34 for the foam 9. The head height Hk of the foam trap edge 34 is so adaptable to the thickness Hs of the foam cover that a certain protrusion Hü of the foam 9 over the edge 34 prevents the formation of foam bridges in the annular foam fall channel 31. In the exemplary embodiment according to FIG. 2, a foam fall ring 35 is provided for this operational adjustment of the height Hk of the foam fall edge 34, which is axially movable by rotational movement relative to the foam fall pipe 30, for example by means of stud bolts 35a of one part in oblique or helical elongated holes 35b of the other part intervention.

Bei sehr stark durch suspendierte Stoffe verunreinigten Flüssigkeiten und Schaumdecken, die in das Schaumfallrohr 30 (Pfeile 36) eine starke Schmutzfracht einbringen, könnte der Ring 35 und damit der Überstand Hü der Schaumfallkante 34 nach einer gewissen Betriebs- und Verschmutzungsdauer nicht mehr gut einstellbar sein, wenn sich die Gleitflächen mit Schmutz zugesetzt haben und eine Verstellbewegung erschweren. Für diese Fälle ist die in Fig. 7 und 8 dargestellte Konstruktion vorgesehen, die weiter unten erläutert wird. In the case of liquids and foam blankets which are very heavily contaminated by suspended substances and which introduce a heavy amount of dirt into the foam downpipe 30 (arrows 36), the ring 35 and thus the overhang Hü of the foam downflow edge 34 could no longer be easily adjusted after a certain period of operation and contamination, if the sliding surfaces have become clogged with dirt and make an adjustment movement difficult. For these cases, the construction shown in FIGS. 7 and 8 is provided, which will be explained further below.

Zur Wartung ist lediglich eine axiale Befestigung des Schaumfallrohres 30 zu beseitigen und der Rotor 6 zu entfernen. Danach kann das Schaumfallrohr 30 im Bedarfsfall axial von dem Tauchrohr 5 abgezogen werden. For maintenance, only an axial fastening of the foam downpipe 30 has to be removed and the rotor 6 has to be removed. Thereafter, the foam downpipe 30 can be removed axially from the dip tube 5 if necessary.

An der Innenseite des Schaumfallrohres 30 sind radialdistanz-haltende Bleche 37 angeschweisst, die radial nach innen vor dem Tauchrohr 5 frei endigen. Lediglich an ihren oberen und unteren Enden sind die Distanzbleche 37 durch Versteifungsringe 38, 38a gegeneinander stabilisiert. Der obere Versteifungsring 38 kann mit Klemmschrauben versehen sein, durch die sich das Schaumfallrohr 30 und der Schirm 26 in der richtigen axialen Position gegenüber dem Tauchrohr 5 und dem Ringspalt 33 axial und in Um-fangsrichtung fixieren lassen. On the inside of the foam downpipe 30 are radially spaced sheets 37 welded, which end radially inward in front of the dip tube 5. Only at their upper and lower ends are the spacer plates 37 stabilized against one another by stiffening rings 38, 38a. The upper stiffening ring 38 can be provided with clamping screws, by means of which the foam downpipe 30 and the screen 26 can be fixed axially and in the circumferential direction in the correct axial position relative to the immersion tube 5 and the annular gap 33.

Mit Rücksicht auf die axiale Verschiebbarkeit der Schaumfallkonstruktion auf dem Tauchrohr 5 ist auch der Aussendurchmesser ds des Ringschlitzes 32, welcher gleich dem Innendurchmesser des Blasenschirmes 36 ist, etwas grösser als der Aussendurchmesser des Tauchrohres 5. Die Distanzhalter 37 sind unterbrechungsfrei durchlaufende Bleche, die dem einfallenden Schaum keinerlei unnötige Angriffsflächen bieten, an denen sich mitgeschleppter Schmutz festsetzen könnte. Die Bleche 37 können schraubenlinienförmig verbunden sein, so dass sie der durch das Schaumfallrohr 30 hindurch angesaugten Luft einen Vordrall im Sinne der Drehrichtung des Rotors 6 erteilen. In view of the axial displaceability of the foam case construction on the immersion tube 5, the outer diameter ds of the ring slot 32, which is equal to the inner diameter of the bladder shield 36, is also somewhat larger than the outer diameter of the immersion tube 5. The spacers 37 are continuous sheets that pass through to the incident Foam does not offer any unnecessary contact surfaces on which dirt that has been carried along could adhere. The sheets 37 can be connected in a helical manner so that they impart a pre-twist to the air sucked through the foam downpipe 30 in the sense of the direction of rotation of the rotor 6.

Der letzte, vor dem Ringschlitz 32 befindliche Abschnitt 39 des Schaumfallrohres 30, in dem sich der ringförmige Querschnitt des Schaumfallkanals 31 auf den Querschnitt des Ringschlitzes 32 verjüngt, ist von Einbauten freigehalten. Durch diese Querschnittsverengung und die damit einhergehende Strömungsbeschleunigung (Pfeile 36a) wird ein bereits eingeleiteter Drall verstärkt, ohne dass ihn irgendwelche Einbauten in diesen Drallvorraum 39 beeinträchtigen könnten. The last section 39, located in front of the ring slot 32, of the foam downpipe 30, in which the annular cross section of the foam drop channel 31 tapers to the cross section of the ring slot 32, is kept free of internals. Due to this narrowing of the cross-section and the associated acceleration of flow (arrows 36a), a swirl that has already been initiated is amplified without any installations in this swirl anteroom 39 impairing it.

Die Ausbildung eines solchen Vordalls wird noch begünstigt durch sich vom Rotor 6 her axial in den Ringschlitz 32 hinein erstreckende und ihn ständig freihaltende Räumfinger 40. Diese sind am Aussenumfang des Radscheibenkörpers 19 des Rotors 6 so angeordnet, dass sie auf der in Drehrichtung 41 rückwärtigen Seite einer Schaufel 20 sitzen, wodurch sie einen ganz geringen Strömungswiderstand bieten. The formation of such an advance is further favored by clearing fingers 40 which extend axially from the rotor 6 into the annular slot 32 and keep it clear at all times. These are arranged on the outer circumference of the wheel disc body 19 of the rotor 6 such that they are on the rear side in the direction of rotation 41 a blade 20 sit, so that they offer a very low flow resistance.

In den Fig. 5 und 6 ist eine andere Ausgestaltung der Erfindung erläutert. Dieses Ausführungsbeispiel ist einfacher als die vorbeschriebene Konstruktion, da das Schaumfallrohr entfallen kann. Im wesentlichen waagrechte Leitflächen 53 bzw. 54 an den Luftschaufeln 20' unterstützen die Funktion des Blasenschirmes 26 an der Belüftungseinrichtung 4' in vorteilhafter Weise. 5 and 6 another embodiment of the invention is explained. This embodiment is simpler than the construction described above, since the foam downpipe can be omitted. Essentially horizontal guide surfaces 53 and 54 on the air blades 20 'advantageously support the function of the bladder shield 26 on the ventilation device 4'.

Man erkennt in Fig. 6, dass an den Gasschaufeln 20' axial sich erstreckende Leitflächen angeordnet sind. In der oberen Hälfte von Fig. 6 sind kurze Leitflächen 53 und — als Ausführungsvariante — in der unteren Hälfte von Fig. 6 verlängerte Leitflächen 54 gezeichnet, die sich jeweils in dem den Radscheibenkörper 19 des Rotors überragenden Bereich der Gasschaufeln 20' befinden. Die Leitflächen 53 bzw. 54 erstrecken sich nur einseitig von den Schaufeln 20' in Drehrichtung 41 nach vorn und reichen nicht bis zur jeweils benachbarten Schaufel. Eine durchgehende Öffnung (Abstand A) gewährleistet, dass selbst grobe mechanische Verunreinigungen durch den so gebildeten Schaufelkanal hindurchgerissen werden, so dass er stets frei von Verunreinigungen bleibt. Die freie Kante 55 der Leitflächen 53, 54 ist so gestaltet, dass jeder zu einem beliebigen Punkt 56 der Kontur gezogenen Zentrumsstrahl 58 mit der Tangente 57 in diesem Punkt einen spitzen Winkel a einschliesst. Die Kante 55 ist für sich leicht festsetzendes Material abweisend, dadurch bleibt sie stets frei und voll wirksam. It can be seen in FIG. 6 that axially extending guide surfaces are arranged on the gas blades 20 '. In the upper half of FIG. 6, short guide surfaces 53 and — as an embodiment variant — elongated guide surfaces 54 are drawn in the lower half of FIG. 6, each of which is located in the region of the gas blades 20 ′ projecting beyond the wheel disc body 19 of the rotor. The guide surfaces 53 and 54 extend only on one side from the blades 20 'in the direction of rotation 41 and do not extend to the respectively adjacent blade. A continuous opening (distance A) ensures that even coarse mechanical impurities are torn through the blade channel formed in this way, so that it always remains free of impurities. The free edge 55 of the guide surfaces 53, 54 is designed such that each center ray 58 drawn to any point 56 of the contour includes an acute angle a with the tangent 57 at this point. The edge 55 is repellent to easily fixing material, so it always remains free and fully effective.

Der Zweck der kurzen. Leitflächen 53 besteht darin, das von der Flüssigkeitsströmung in Pfeilrichtung 24 bzw. 41 mitgerissene Gas nicht durch Auftriebskräfte sofort wieder entweichen zu lassen, sondern den dispergierten Gasbläschen wenigstens für eine etwas längere Strecke die Richtung der Radialströmung 24 aufzuzwingen. Hierdurch wird die Kontaktzeit insbesondere sehr feiner Gasbläschen mit der Flüssigkeit erhöht und bei gleicher Antriebsleistung ein besserer Übergang der wirksamen Bestandteile im angesaugten Gas, wie O2 in der Luft, CO2 im Rauchgas oder O3 in ozonisierter Luft, erzielt. Überdies wird die Radialströmung 24 nicht so stark nach oben abgedrängt, so dass sie leichter in weniger oberflächennahe Schichten gelangen kann. The purpose of the short. Guide surfaces 53 consist in not letting the gas entrained by the liquid flow in the direction of arrow 24 or 41 immediately escape through buoyancy forces, but rather forcing the dispersed gas bubbles in the direction of the radial flow 24 at least for a somewhat longer distance. This increases the contact time, especially of very fine gas bubbles, with the liquid and, with the same drive power, achieves a better transition of the active components in the sucked-in gas, such as O2 in the air, CO2 in the flue gas or O3 in ozonized air. In addition, the radial flow 24 is not pushed up so strongly that it can more easily reach layers that are less near the surface.

Die Kontaktzeit der gasförmigen und flüssigen Medien wird durch sichelartig verlängerte Leitflächen 54 noch weiter gesteigert, indem der mit Gasblasen angereicherte Strom 24 teller- oder schirmartig durch einen dünnen, blasenfreien Strom 25 überdeckt wird. Dessen grosser Horizontalimpuls verhindert die Herauslösung der Gasblasen aus dem sich darunter bewegenden Dispersionsstrom 24. Der sich mit grosser Geschwindigkeit ausbreitende Abdeckstrom 25 kann erst von den Gasblasen durchbrochen werden, wenn ihre Steigkraft grösser ist als der Horizontalimpuls des dünnen Abdeckstromes. The contact time of the gaseous and liquid media is further increased by means of guiding surfaces 54 which are elongated in the manner of a sickle, in that the stream 24 enriched with gas bubbles is covered by a thin, bubble-free stream 25 in a plate-like or umbrella-like manner. Its large horizontal pulse prevents the gas bubbles from being released from the dispersion stream 24 moving underneath. The covering stream 25, which is spreading at high speed, can only be broken by the gas bubbles if their rising force is greater than the horizontal pulse of the thin covering stream.

Für stark schmutzende Flüssigkeiten mit stark wechselnder Schaumbildung ist eine Ausbildung und Aufhängung der Begasungseinheit 4" gemäss dem Ausführungsbeispiel von Fig. 7 und 8 zweckmässig. An einer Schwimmerkonstruktion 42 ist die aus Antriebsmotor 7, Rotor 6, Tauchrohr 5, Schaumfallrohr 30 und Schrim 26 bestehende Begasungseinheit 4" über einen veränderbaren Seilzug 49, 50, 51 höhenverstellbar eingehängt. Die Schwimmerkonstruktion 42 kann drei im Winkel von etwa 120° zueinander angeordnete Ausleger 43 aufweisen, die gegenseitig durch Streben oder Rohre 44 abgestützt und versteift sind. Die Ausleger 43 sind an Standrohren 45 angeordnet, die nach unten bis unterhalb des Rotors 6 in seiner höchsten Position reichen können, so dass die ganze Einrichtung auf dem Trockenen ohne Beschädigung des Rotors 6 auf den Standrohren 45 abgestellt werden kann. An letzteren sind jeweils drei Schwimmkörper 46 mit Reifen 47 befestigt. Die Schwimmkörper 46 können gut abgedichtete Kunststofifässer sein, wie sie zum Transport von Flüssigkeiten oder dgl. verwendet werden. Insbesondere bei der Anwendung für stark schmutzende Flüssigkeiten 1 bzw. stark schmutzende Schaumdecken 9 sind grosse Schwimmkörpervolumina wichtig, weil die Schwimmkörper 46 im Betrieb mit einer hohen Schmutzfracht belastet werden. For heavily soiling liquids with strongly changing foam formation, it is advisable to design and mount the gassing unit 4 ″ according to the exemplary embodiment of FIGS. 7 and 8. On a float construction 42, the drive motor 7, rotor 6, immersion tube 5, foam downpipe 30 and screen 26 are provided Fumigation unit 4 "suspended in a height-adjustable manner via a variable cable 49, 50, 51. The float construction 42 can have three cantilevers 43 arranged at an angle of approximately 120 ° to one another, which are mutually supported and stiffened by struts or tubes 44. The arms 43 are arranged on standpipes 45, which can extend down to below the rotor 6 in its highest position, so that the entire device can be parked on the dry without damaging the rotor 6 on the standpipes 45. Three floats 46 are fastened to the latter with tires 47. The floats 46 can be well-sealed plastic drums, such as those used to transport liquids or the like. Large float volumes are important, in particular when used for heavily soiling liquids 1 or heavily soiling foam blankets 9, because the floats 46 are loaded with a high amount of dirt during operation.

Das Standrohr 45 eines der Ausleger 43 ist nach oben hin The standpipe 45 of one of the arms 43 is upward

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

619 154 619 154

8 8th

verlängert. An dieser Verlängerung 45a ist eine Konsole mit einer Standfläche 48 sowie eine z.B. durch eine Handkurbel 49a zu betätigende Seilwinde 49 befestigt. In der Mitte der Anordnung, wo sich die drei Auslegerspitzen treffen, ist eine zur Seilwinde 49 hin gerichtete Rolle 50 angeordnet, über die von der Seilwinde ein Seilzug 51 geführt ist. An diesem hängt über ein entsprechend stabil gebautes Regenschutzgehäuse 52 die Begasungseinheit 4". Durch Anheben bzw. Absenken der Begasungseinheit 4" mittels der Seilwinde 49 kann die Höhe Hk der Schaumfallkante 34 jeweils der Mächtigkeit Hs der Schaumdecke 9 angepasst und so der optimale Überstand Hü eingestellt werden. Bei Spiegelhöhen Schwenkungen bleibt dieser Überstand Hü dank der Schwimmerkonstruktion 42 erhalten. Lediglich wenn sich das Schäumverhalten der zu begasenden Flüssigkeit ändert und daher die Schaumdickenmächtigkeit Hs entsprechend schwankt, muss die Höhenlage des Gehäuse 52 in bezug auf die Spiegelhöhe 8 variiert werden. Die Erfindung zieht auch Mittel in Betracht, mit denen eine 5 gleichzeitige Veränderung der Eintauchtiefe t der Begasungseinheit 4" in einfacher Weise kompensiert werden kann, z.B. durch Höhenverstellbarkeit der Begasungseinheit 4" relativ zu dem Gehäuse 52. extended. On this extension 45a is a console with a base 48 and a e.g. attached by a hand crank 49a to be operated winch 49. In the middle of the arrangement, where the three jib tips meet, a roller 50 directed towards the winch 49 is arranged, via which a cable pull 51 is guided by the winch. The gassing unit 4 ″ hangs from this via a suitably sturdy rain protection housing 52. By raising or lowering the gassing unit 4 ″ by means of the cable winch 49, the height Hk of the foam falling edge 34 can in each case be adapted to the thickness Hs of the foam blanket 9 and thus the optimal projection Hü can be set will. In the case of pivoting mirror heights, this overhang Hü is retained thanks to the float construction 42. Only when the foaming behavior of the liquid to be gassed changes and therefore the thickness of the foam thickness Hs fluctuates accordingly, must the height of the housing 52 be varied with respect to the mirror height 8. The invention also takes into account means with which a simultaneous change in the immersion depth t of the gassing unit 4 "can be compensated in a simple manner, for example by adjusting the height of the gassing unit 4" relative to the housing 52.

Die Rohr- und Rotorkonstruktion des Ausführungsbeispiels io von Fig. 5 und 6 ist prinzipiell bei den Anordnungen nach Fig. 1 bis 4 oder Fig. 7 und 8 ebenfalls anwendbar. Umgekehrt ist die letztere Anordnung zur höhenbeweglichen Halterung auch mit der vereinfachten Begasungseinrichtung 4' geeignet. The tube and rotor construction of the exemplary embodiment io from FIGS. 5 and 6 can in principle also be used in the arrangements according to FIGS. 1 to 4 or FIGS. 7 and 8. Conversely, the latter arrangement is also suitable for vertically movable mounting with the simplified gassing device 4 '.

R R

4 Blätter Zeichnungen 4 sheets of drawings

Claims (10)

619 154619 154 1. Einrichtung zur Begasung von Flüssigkeit, mit einem völlig in die Flüssigkeit untergetauchten, angetriebenen, doppelseitig beschaufelten Rotor, der auf der dem Flüssigkeitsspiegel zugekehrten Seite über ein Tauchrohr Gas, und auf der gegenüberliegenden Rotorseite Flüssigkeit aus der Umgebung des Rotors ansaugt und beide Medien am Rotoraustritt dispergiert, und mit einem in rotornahen Bereich angeordneten, das Tauchrohr umgebenden, wenigstens angenähert achssenkrecht verlaufenden Schirm, dessen Aussendurchmesser wesentlich grösser ist als der Aussendurchmesser des Rotors, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (6) nach Art eines doppelflutigen, radial durchströmten Pumpen- oder Gebläserades einen auf beiden gegenüberliegenden Seiten Förderschaufeln (20, 21) tragenden, geschlossenen Radscheibenkörper (19) aufweist, der im Durchmesser (dr) grösser ist als der lichte Durchmesser (di) des Tauchrohres (5), und dass der radial innere Bereich des Schirmes (26) axial und radial unterbrechungsfrei bis an die oberseitigen Schaufeln (20) des Rotors (6) heranreicht, ohne sie zu berühren. 1.Device for the gassing of liquid, with a completely submerged, driven, double-sided bladed rotor, which draws gas on the side facing the liquid level via a dip tube, and on the opposite side of the rotor draws liquid from the surroundings of the rotor and both media on Dispersed rotor outlet, and with a screen arranged in the area close to the rotor and surrounding the immersion tube and running at least approximately perpendicularly, the outside diameter of which is considerably larger than the outside diameter of the rotor, characterized in that the rotor (6) is in the manner of a double-flow, radially flowing pump or impeller has a closed wheel disc body (19) carrying on both opposite sides of the conveyor blades (20, 21), which is larger in diameter (dr) than the inside diameter (di) of the dip tube (5), and that the radially inner area of the Screen (26) axially and radially interrupted s free up to the top blades (20) of the rotor (6) without touching them. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 2. Device according to claim 1, characterized in dass die Flüssigkeitseintrittsseite des Rotors (6) frei von Einbauten gehalten und lediglich ein einziger, die Rotoraustrittsströmung (24) nach oben begrenzender Schirm (26) vorhanden ist. that the liquid inlet side of the rotor (6) is kept free of internals and only a single screen (26) which limits the rotor outlet flow (24) is present. 2 2nd PATENTANSPRÜCHE PATENT CLAIMS 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, 3. Device according to claim 2, characterized in dass auf der Unterseite des Schirmes (26) in dem radial ausserhalb des Rotors (6) liegenden Bereich eine Vielzahl von Unstetigkei-ten (27) angeordnet ist, die als konzentrisch zum Rotor (6) angeordnete, ringförmige Stege, als vorzugsweise nach aussen zurückspringende Stufen oder als Vorsprünge, z.B. Noppen oder Bolzen (27), ausgebildet sind. that a plurality of discontinuities (27) is arranged on the underside of the screen (26) in the area lying radially outside of the rotor (6), the annular webs being arranged concentrically to the rotor (6) and preferably projecting outwards Steps or as projections, e.g. Knobs or bolts (27) are formed. 4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, 4. Device according to claim 2, characterized in dass an den gasseitigen, axialen Stirnseiten der Schaufeln( 20') wenigstens in dem radial über den Radscheibenkörper( 19) überstehenden Bereich achssenkrecht verlaufende Leitflächen (53, 54) vorgesehen sind, die in Umfangsrichtung kürzer sind als der Abstand benachbarter Schaufeln (20'), die sich in Drehrichtung (41) des Rotors (6') nach vorn erstrecken und deren freie Kante (55) einen spitzen Winkel (a) mit einem zu dem jeweiligen Konturenpunkt (56) gezogenen Zentrumsstrahl (58) einschliesst. that on the gas-side, axial end faces of the blades (20 '), at least in the area projecting radially beyond the wheel disc body (19), there are guide surfaces (53, 54) which are perpendicular and which are shorter in the circumferential direction than the distance between adjacent blades (20') which extend forward in the direction of rotation (41) of the rotor (6 ') and whose free edge (55) encloses an acute angle (a) with a center beam (58) drawn to the respective contour point (56). 5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 5. Device according to claim 1, characterized in dass der Radscheibenkörper (19) an der Unterseite einen unbe-schaufelten, rotationssymmetrischen Verdrängungskörper aufweist. that the wheel disc body (19) has an unshoved, rotationally symmetrical displacement body on the underside. 6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 6. Device according to claim 1, characterized in dass um das Tauchrohr (5) herum ein Schaumfallrohr (30) angeordnet ist, welches mit seinem oberen, eine Überfallkante (34) bildenden Ende höheneistellbar und bis über die Flüssigkeitsoberfläche (8) zu reichen bestimmt ist und welches einen gegenüber dem Gasansaugkanal des Tauchrohres (5) gesonderten Rückführkanal (31) für Schaum (9) und/oder für Schwimmstoffe bildet, der in einen die Ansaugöffnung (18) des Tauchrohres (5) umgebenden Ringschlitz (32) and der Oberseite des Rotors (6) innerhalb von dessen Saugbereich ausmündet und sich wenigstens im mündungsnahen Bereich zum Rotor (6) hin verjüngt. that a foam downpipe (30) is arranged around the immersion tube (5), the height of which can be adjusted with its upper end, which forms an overflow edge (34), and which is to extend beyond the liquid surface (8) and which is opposite the gas suction channel of the immersion tube ( 5) forms a separate return duct (31) for foam (9) and / or for floating materials, which opens into an annular slot (32) surrounding the suction opening (18) of the immersion tube (5) and on the top of the rotor (6) within its suction area and tapers towards the rotor (6) at least in the area near the mouth. 7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, 7. Device according to claim 6, characterized in dass zwischen dem Aussenrand der Ansaugöffnung (18) und dem inneren Rand des Ringschlitzes (32) ein wenigstens angenähert achssenkrecht verlaufender Ringspalt (33) vorhanden ist. that there is an at least approximately axially perpendicular annular gap (33) between the outer edge of the suction opening (18) and the inner edge of the annular slot (32). 8. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, 8. Device according to claim 6, characterized in dass im oberen Teil des Rückführkanals (31) zwischen Tauchrohr (5) und Schaumfallrohr (30) Distanzhalter (37) zur AbStützung des Schaumfallrohres vorgesehen sind, die jeweils als sich unterbrechungsfrei erstreckende Bleche ausgebildet sind, beispielsweise in Form von Drallflächen. that spacers (37) are provided in the upper part of the return duct (31) between the immersion tube (5) and the foam downpipe (30) for supporting the foam downpipe, which are each designed as uninterrupted sheets, for example in the form of swirl surfaces. 9. Einrichtung nach Anspruch 1, mit einem Schwimmer, der auf der zu begasenden Flüssigkeit schwimmt und eine Plattform oder ein Gerüst aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine aus 9. Device according to claim 1, with a float that floats on the liquid to be gassed and has a platform or a frame, characterized in that one of Antriebsmotor (7), Rotor (6), Tauchrohr (5), Schaumfallrohr (30) und Schirm (26) bestehende Baueinheit als Ganzes gegenüber dem Schwimmer (42) heb- und senkbar ist. Drive motor (7), rotor (6), immersion tube (5), foam downpipe (30) and screen (26) existing unit as a whole can be raised and lowered relative to the float (42). 10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Schwimmer (42) eine Seilwinde (49) sowie an erhöhter Stelle eine Seilumlenkrolle (50) angeordnet ist, über die ein zur Seilwinde (49) führender Seilzug (51) die Baueinheit (7, 6, 5, 30, 26) trägt. 10. Device according to claim 9, characterized in that on the float (42) a cable winch (49) and at a higher point a cable deflection roller (50) is arranged, via which a cable winch (49) leading to the structural unit (51) 7, 6, 5, 30, 26).
CH1623576A 1975-12-30 1976-12-23 Device for admixing a liquid with gas. CH619154A5 (en)

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