CZ279765B6 - Způsob provzdušování kapalin, povrchové provzdušovací lopatkové kolo pro realizaci způsobu a použití povrchového provzdušovacího lopatkového kola - Google Patents

Abstract

Způsob provzdušňování kapalin, při kterém se kapalina bezprostředně před vstupem do dopravních kanálů povrchového provzdušňovacího lopatkového kola (1) vede rozmělňovací jednotkou (8) a po její cirkulaci v nádrži se tento rozmělňovací postup kontinuelně opakuje tak dlouho, až jsou tuhé látky rozmělněny na optimální velikost pro proces biologického odbourání. Zařízení k provádění tohoto způsobu má na straně sání (4) uspořádánu rozmělňovací jednotku (8), jejíž první rozmělňovací element (9) je pevně spojen s tělesem (2). Druhý rozmělňovací element (10) je spojen s rotorovým tělesem (2) pomocí spojovacího hřídele (14). Spojovací hřídel (14) je otočně uložen v pouzdrovitém dílu upevnění (15).ŕ

Description

Vynález se týká způsobu provzdušování kapalin, nalézajících se v nádrži, zejména čeření odpodních vod, motorem poháněným povrchovým provzdušovacím lopatkovým kolem s vertikální osou, jehož rotorové těleso má minimálně jeden lopatkový věnec, který se rozšiřuje od své spodní sací strany do horní výtlakové strany, přičemž mají lopatky přednostně aspoň přibližně profil průřezu ve tvaru L nebo T a volné stěny lopatek jsou připevněny na vnitřní straně rotoru, tvořícího vodicí plochu kapaliny. Každá stěna tvoří na svém horním konci radiální linií výstupní úhel lopatky a tvoří dovnitř stranově otevřené dopravní kanály, které probíhají ve vertikálních rovinách zakřiveně tak, že zespodu do dopravních kanálů vstupující kapalina je v těchto kanálech, vzhledem ke směru proudění, přesměrována o asi 90° a vystupuje v aspoň přibližně horizontálním směru na obvodu povrchového provzdušovacího lopatkového kola a je vrhána přes povrch kapaliny. Kapalina, která má být provzdušena nesmí obsahovat tuhé látky, které by ucpávaly dopravní kanály povrchového provzdušovacího lopatkového kola. Vynález se dále týká povrchového provzdušovacího lopatkového kola pro realizaci tohoto způsobu, a použití tohoto povrchového provzdušovacího kola.

Dosavadní stav techniky

Známé způsoby úvodem jmenovaného druhu mají nedostatek, že v kapalině, určené k provzdušování, se nalézají v zásadě biologicky odbouratelné tuhé látky, vyžadující pro svoji velikost nežádoucí dlouhou a proto nanejvýš nepříznivou dobu odbourání, což je nedostatkem ještě i v aktivovaném kalu, odtaženém z čistírny.

Podstata vynálezu

Úkolem předloženého vynálezu je vytvoření způsobu, který nevykazuje tyto nedostatky, t.j. ve kterém tuhé látky, nalézající se v kapalině, která má být provzdušena, přestože by svými rozměry nezpůsobily ucpání dopravních kanálů povrchového provzdušovacího lopatkového kola, jsou při každé recirkulaci povrchovým provzdušovacím lopatkovým kolem stále znovu dále rozmělňovány a tím zmenšovány v průběhu doby setrvání v nádrži, nutné pro provzdušení, postupně na takovou velikost, že se biologicky nutná doba pro odbourání a tím pro ošetřování podstatně zkrátí.

Tento úkol je řešen způsobem provzdušování kapalin podle vynálezu, jehož podstatou je, že pro zkrácení doby, nutné pro biologické odbourání v kapalině se nalézajících tuhých látek, se kapalina, uzavřená v nádrži a určená k provzdušení, bezprostředně před vstupem do dopravních kanálů povrchového provzdušovacího lopatkového kola vede rozmělňovací jednotkou, a po její cirkulaci v nádrži se tento rozmělňovací postup kontinuálně opakuje tak dlouho, až jsou tuhé látky rozmělněny na optimální velikost pro biologický proces odbourání.

-1CZ 279765 B6

Podstatou vynálezu je dále to, že na sacím otvoru je uspořádána rozmělňovací jednotka, jejíž první rozmělňovací element je pevně spojen s tělesem rotoru, a druhý rozmělňovací element pro spolupůsobení při rozmělňování s prvním rozmělňovacím elementem, je uspořádán zajištěně proti otáčení okolo osy lopatkového kola. Druhý rozmělňovací element je spojovacím hřídelem spojen s rotorovým tělesem a uložen k tomuto relativně otočně. Spojovací hřídel je uložen otočně v pouzdrovitém dílu upevnění a tento díl upevnění je současně rezervoárem mazacího oleje pro mazání ložisek hřídele olejem.

Účelné další provedení povrchového provzdušovacího lopatkového kola má tu podstatu, že první rozmělňovací elementy jsou tvořeny určitým počtem v sacím otvoru hvězdicovitě uspořádaných střižných můstků a druhé rozmělňovací elementy ve tvaru nožové hvězdice jsou uspořádány přímo pod střižnými můstky a tyto střižně míjí při rotaci rotorového tělesa.

Výhodné je dále to, že spolupůsobící řezné hrany střižných můstků a druhého rozmělňovacího elementu jsou tvarovány tak, že se úhel sklonu během průběhu střihu podél řezných hran několikráte zvětší a zmenší.

Je rovněž výhodné, jestliže řezné hrany střižných můstků a/nebo rozmělňovacího elementu mají klikatý nebo vlnitý tvar.

Účelné je, jestliže povrchové provzdušovací lopatkové kolo má ložiska spojovacího hřídele pro zachycení radiálních a axiálních sil.

Rovněž je účelné, když díl upevnění ve tvaru pouzdra je pro své uchycení spojen jednak s hnacím dílem těles rotoru, a jednak na svém protilehlém koncovém úseku pomocí střižních můstků s tělesem rotoru.

Výhodné je, jestliže lopatkové kolo je pevně spojeno s plovoucí konstrukcí.

Výhodně je plovoucí konstrukce uspořádána tak, že hloubka ponoru lopatkového kola je i při změně úrovní hladiny vody v nádrži vždy stejně veliká.

Přehled obrázků na výkresech

Níže bude vynález blíže osvětlen pomocí výkresů, na kterých znázorňuje:

Obr. 1 schematicky v řezu příklad provedení povrchového provzdušovacího lopatkového kola podle vynálezu, určeného pro čistírnu odpadních vod, obr. 2 ve větším měřítku pohled na rozmělňovací jednotku ve směru šipky A na obr. 1, obr. 3 částečný řez povrchovým provzdušovacim kolem, znázorněným na obr. 1, avšak bez zabudované rozmělňovací jednotky, obr. 4 řez rozmělňovací jednotkou, neznázorněnou pro přehlednost na obr. 3 , obr. 5 použití povrchového provzdušovacího kola podle vynálezu, obr. 6 jiné použití povrchového provzdušovacího kola podle vynálezu.

-2CZ 279765 B6

Příklady provedení vynálezu

Jak je patrno zejméma z obrázků 1 a 3, má znázorněné povrchové provzdušovací lopatkové kolo 1 rotorové těleso 2. s vertikální osou, které nese věnec lopatek 2 ^a rozšiřuje se od spodního sacího otvoru 4 k horní výstupní straně.

Lopatky 2 mají profil průřezu ve tvaru T (viz obr. 5), přičemž volné stěny 5 lopatek 3_ jsou upevněny na vnitřní straně rotorového tělesa 3, tvořící vodicí plochu kapaliny. Každá z těchto stěn 5 tvoří, viděno v půdorysu, s radiální linií provzdušovacího lopatkového kola i výstupní úhel lopatky, který má být přednostně v rozsahu od 10° do 35°.

Znázorněné lopatky 3 tvoří dovnitř stranově otevřené dopravní kanály, takže nemohou být i při silném znečištění vody tuhými látkami ucpány. Dopravní kanály probíhají, jak je patrno na obrázcích 1 a 5, ve vertikálních rovinách tak zakřiveně, že zespodu do těchto dopravních kanálů vstupující kapalina se v nich vzhledem ke směru proudění přesměruje o asi 90° a vystupuje v aspoň přibližně horizontálním směru na obvodu 6 povrchového provzdušovacího lopatkového kola a je vržena přes hladinu vody 7.

Aby se dosáhly pro biologické odbourání vhodnější tvary v čištěné odpadní vodě se nalézajících, v předcházejícím rozmělňovači před vtokem do provzdušovací nádrže 26 na velikost neucpávající dopravní kanály rozmělněných tuhých látek, je uspořádána na sací straně povrchového provzdušovacího lopatkového kola 1 rozmělňovací jednotka 8, jejíž první rozmělňovací elementy 9 jsou pevně spojeny s rotorovým tělesem 2 ^a jiné, s prvními rozmělňovacími elementy 9 při rozmělňování spolupůsobící druhé rozmělňovací elementy .10, jsou uspořádány zajištěně proti otáčení okolo osy lopatkového kola 12 pomocí aretovacího dílu 11.

První rozmělňovací elementy 9 jsou tvořeny určitým počtem kruhem (viz obr. 2) spojených, v sacím otvoru hvězdicovitě uspořádaných střižných můstků 13., a druhé rozmělňovací elementy 10 tvoří nožovou hvězdici, uspořádanou přímo pod střižnými můstky 13, které ji při rotaci rotorového tělesa 2 střižně míjejí.

Aby se dosáhlo bezvadné rozstřižení tuhých látek, jsou spolupůsobící řezné hrany střižných můstků 13 a druhé rozmělňovací elementy 10 tvarovány tak, že úhel sklonu se během průběhu střihu podél spolupůsobících řezných hran několikráte zvětší a zmenší. Za tím účelem jsou u známého příkladu provedení řezné hrany druhých rozmělňovacich elementů 10 tvarovány klikatě nebo vlnovitě.

Jak je patrno z obrázků 1 a 4, jsou druhé rozmělňovací elementy 10 prostřednictvím spojovacího hřídele 14 provozně pevně spojeny s tělesem rotoru 2a k tomuto, případně v něm, uloženy otočně.

Spojovací hřídel 14 je přitom otočně uložen v pouzdrovitém dílu upevnění 15 tělesa rotoru 2, přičemž ložiska hřídele (kuželíková ložiska) 16 a 17 spojovacího hřídele 14 jsou provedena jako opěrná pro axiální a radiální síly.

-3CZ 279765 B6

Díl upevnění ve tvaru pouzdra 15 je současně vytvořen jako rezervoár mazacího oleje pro mazání ložisek 16 a 17 olejem 18, přičemž hladina oleje může být kontrolována zvnějšku pomocí hledítka 19 hladiny oleje.

Pro stabilní držení rozmělňovací jednotky 8 v tělese rotoru 2 je pouzdrovitě tvarovaný díl pouzdra 15 jednak na svém horním konci pomocí svého přírubového dílu 20 spojen šrouby s nosným a hnacím dílem 21 tělesa rotoru 2, a jednak na svém spodním konci střižnými můstky 13, jakož tyto můstky spojujícím kruhovým dílem 22, pevně spojen s tělesem rotoru, takže lze stavěcími šrouby 23 dosáhnout seřízení nožů 10, 13 bez vůle.

Na obrázku 3. znázorněné čistírně odpadních vod je povrchové provzdušovací lopatkové kolo 1, fixované v axiálním směru, spojeno s pevným mostem nebo plošinou 25, protože při tomto způsobu provedení se nalézá hladina 7 odpadní vody 27 v provzdušovací nádrži 26 na konstantní úrovni.

U čisticí stanice s jednou nádrží s proměnnou úrovní vodní hladiny 7 na obr. 4 je povrchové provzdušovací lopatkové kolo pevně spojeno s plovoucí konstrukcí 28., uspořádanou v nádrži 26, takže hloubka ponoru povrchového provzdušovacího lopatkového kola 1 zůstává, i při rozdílných úrovních hladiny Ί_, vždy konstantní.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (8)

1. Způsob provzdušování kapalin, nalézajících se v nádrži, zejména čeření odpadních vod motorem poháněným povrchovým provzdušovacím lopatkovým kolem s vertikální osou, jehož rotorové těleso má minimálně jeden lopatkový věnec, který se rozšiřuje od své spodní sací strany do horní výtlačné strany, přičemž mají lopatky přednostně aspoň přibližně profil průřezu ve tvaru T nebo L, volné stěny lopatek jsou připevněny na vnitřní straně rotoru, tvořícího vodicí plochu kapaliny, každá stěna tvoří na svém horním konci radiální linií výstupní úhel lopatky a přitom tvoří stranově otevřené dopravní kanály, které probíhají ve vertikálních rovinách zakřiveně tak, že zespodu do dopravních kanálů vstupující kapalina je v těchto kanálech vzhledem ke směru proudění přesměrována o asi 90° a vystupuje v aspoň přibližně horizontálním směru na obvodu povrchového provzdušovacího lopatkového kola a je vrhána přes povrch kapaliny, přičemž kapalina, která má býti provzdušena, neobsahuje tuhé látky, které by ucpávaly dopravní kanály povrchového provzdušovacího lopatkového kola, vyznačující se tím, že pro zkrácení doby nutné pro biologické odbourání tuhých látek, nalézajících se v kapalině, se kapalina, uzavřená v nádrži a určená k provzdusení, bezprostředně před vstupem do dopravních kanálů povrchového provzdušovacího lopatkového kola vede rozmělňovací jednotkou a po její cirkulaci v nádrži se tento rozmělňovací postup kontinuálně opakuje tak dlouho, až jsou tuhé látky rozmělněny na optimální velikost pro proces biologického odbourání.

-4CZ 279765 B6

2. Povrchové provzdušovací lopatkové kolo k provedení způsobu ošetření podle nároku 1, s rotorovým tělesem s vertikální osou, které nese minimálně jeden věnec lopatek a rozšiřuje se od sacího otvoru k horní výstupní straně, přičemž lopatky mají přednostně profil průřezu přibližně ve tvaru L nebo T, s volnými stěnami lopatek upevněnými na vnitřní straně rotorového tělesa, tvořícího vodicí plochu kapaliny, přičemž každá stěna tvoří na svém horním konci radiální linií výstupní úhel lopatky a přitom tvoří stranově otevřené dopravní kanály, které probíhají ve vertikálních rovinách zakřiveně tak, že kapalina, vstupující zespodu do dopravních kanálů, je v těchto kanálech vzhledem ke směru proudění přesměrována o asi 90° a vystupuje v aspoň přibližně horizontálním směru na obvodu povrchového provzdušovacího lopatkového kola a je vrhána přes povrch kapaliny, vyznačující se tím, že na sacím otvoru (4) je uspořádána rozmělňovaci jednotka (8), jejíž první rozmělňovaci element (9) je pevně spojen s tělesem rotoru (2) a druhý rozmělňovaci element (10) pro spolupůsobení při rozmělňování s prvním rozmělňovacím elementem (9), je zajištěn proti otáčení okolo osy (12) lopatkového kola (1), přičemž druhý rozmělňovaci element (10) je spojovacím hřídelem (14) spojen s rotorovým tělesem (2) a uložen k tomuto otočně a že spojovací hřídel (14) je uložen otočně v pouzdrovitém dílu upevnění (15) a že tento díl upevnění (15) je současně rezervoárem mazacího oleje pro mazání ložisek hřídele olejem (18) .

provzdušovací lopatkové kolo c í se t í m, že jsou tvořeny určitým počtem v sacím uspořádaných střižných můstků elementy (10) ve tvaru nožové podle nároku 2, v y první rozmělňovaci otvoru (4) (13) a druhé hvězdice jsou

Povrchové z n a č u j í elementy (9) hvězdicovitě rozmělňovaci uspořádány přímo pod střižnými můstky (13) a tyto střižně míjí při rotaci rotorového tělesa (2).

4. Povrchové provzdušovací lopatkové kolo podle nároku 3, vyznačující se tím, že spolupůsobící řezné hrany střižných můstků (13) a druhého rozmělňovacího elementu (10) jsou tvarovány tak, že se úhel sklonu ( ψ ) během průběhu střihu podél řezných hran několikráte zvětší a zmenší.

5. Povrchové provzdušovací lopatkové kolo podle nároku 4, vyznačující se tím, že řezné hrany střižných můstků (13) a/nebo druhého rozmělňovacího elementu (10) mají klikatý nebo vlnitý tvar.

6. Povrchové provzdušovací lopatkové kolo podle nároku 2, vyznačující se tím, že má ložiska (16, 17) spojovacího hřídele (14) pro zachycení radiálních a axiálních sil.

7. Povrchové provzdušovací lopatkové kolo podle nároku 3, vyznačující se tím, že díl upevnění ve tvaru pouzdra (15) je pro své uchycení spojen jednak s hnacím dílem (21) tělesa rotoru (2), a jednak na svém protilehlém koncovém úseku pomocí střižních můstků (13) s tělesem rotoru (2).

-5CZ 279765 B6

8. Povrchové provzdušovací lopatkové kolo podle nároku 2 až 7, vyznačující se tím, že lopatkové kolo (1) je pevně spojeno s plovoucí konstrukcí (28).

9. Povrchové provzdušovací lopatkové kolo podle nároku 8, vyznačující se tím, že plovoucí konstrukce (28) je uspořádána tak, že hloubka ponoru lopatkového kola (1) je i při změně úrovní hladiny (7) v nádrži (27) vždy stejně veliká.