DE1158945B - Device for the finest gassing of liquids - Google Patents
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Description
Vorrichtung zur Feinstbegasung von Flüssigkeiten Die Erfindung befaßt sich mit Einrichtungen, die die Aufgabe haben, in Flüssigkeit, die in einem Behälter ruht, Gas in feinster Verteilung einzuführen, und zwar durch eine sich drehende, mit Hohlflügeln versehene Vorrichtung. Letztere sei im folgenden kurz als Dispergator bezeichnet.Apparatus for fine gassing of liquids The invention is concerned deal with facilities that have the task of liquid in a container is resting to introduce gas in the finest distribution, namely through a rotating, hollow-winged device. The latter is briefly referred to below as a dispersant designated.
Da die Gasblasen naturgemäß die Eigenschaft haben, nach oben zu steigen, muß der Dispergator tief unter dem Flüssigkeitsspiegel, möglichst in der Nähe des Behälterbodens, umlaufen. Es ergibt sich also die Schwierigkeit der Lagerung dieses tief unter dem Flüssigkeitsspiegel umlaufenden Gasverteilers und der Zufuhr des Gases in die Nabe der umlaufenden Dispergatorflügel. Since the gas bubbles naturally have the property of rising upwards, the disperser must be deep below the liquid level, as close as possible to the Container bottom, circulate. So there arises the difficulty of storing this deep under the liquid level circulating gas distributor and the supply of the Gas into the hub of the rotating dispergator blades.
Hierfür gab es bisher zwei Lösungen, die gekennzeichnet sind einmal durch den Antrieb und die Gaszuführung von oben her durch die meist drucklose Oberfläche der Flüssigkeit und zum anderen von unten her durch den Boden des Behälters. Bei der ersten Lösung ergibt sich die Schwierigkeit, daß eine sehr lange Welle erforderlich ist. Diese Welle muß außerdem hohl sein, um das Gas zu dem untenliegenden Verteiler zu führen. Diese Gaszuführung erfordert die Abdichtung der Welle in der Gaszuführungskammer. Die lange Welle macht naturgemäß Schwierigkeiten wegen der Lagerung, da entweder ein zweites Lager am Boden des Behälters innerhalb der Flüssigkeit angebracht werden muß oder bei Anordnung von zwei Lagern über der Flüssigkeit bei relativ kurzem Lagerabstand ein sehr langes frei fliegendes Wellenende vorhanden ist. So far there have been two solutions for this, which are marked once by the drive and the gas supply from above through the mostly pressureless surface the liquid and on the other hand from below through the bottom of the container. at The first solution has the difficulty that a very long shaft is required is. This shaft must also be hollow to allow the gas to flow to the manifold below respectively. This gas supply requires the shaft to be sealed in the gas supply chamber. The long shaft naturally causes difficulties because of the storage, as either a second bearing can be attached to the bottom of the container within the liquid must or with the arrangement of two bearings above the liquid with a relatively short bearing distance there is a very long free-flying shaft end.
Die Gaszuführung bzw. der Antrieb von unten ist nur ausführbar bei Behältern. deren Boden von unten her zugänglich ist. Sie ist also schon nicht möglich bei in die Erde eingelassenen Betonbecken, wie sie beispielsweise für die Behandlung von Abwässern durch Einführung von Gasen erforderlich sind. The gas supply or the drive from below can only be implemented with Containers. whose bottom is accessible from below. So it is already not possible in the case of concrete pools sunk into the ground, such as those used for treatment of sewage by introduction of gases are required.
Außerdem hat die Durchführung der Welle durch den Boden des Behälters natürlich den Nachteil, daß eine Abdichtung gegenüber der Flüssigkeit erforderlich ist. Bei gleichzeitiger Gaszufuhr durch die Welle ist außerdem diese Abdichtung auf einem relativ großen Wellendurchmesser anzubringen.It also has the implementation of the shaft through the bottom of the container of course, the disadvantage that a seal against the liquid is required is. With a simultaneous gas supply through the shaft, this seal is also to be attached to a relatively large shaft diameter.
Es ist besonders hervorzuheben, daß die Abdichtungen auf dem großen Wellendurchmesser noch den Nachteil haben, daß erhebliche Reibungsverluste entstehen, die bei den sonst relativ kleinen Leistungen für den Antrieb einen wesentlichen Teil des Kraftbedarfs der gesamten Anlage ausmachen. Auch die Wellenlagerungen erhalten bei den beschriebenen bekannten Ausführungen sehr große Durchmesser, so daß auch die Reibungsverluste in diesen Lagern gegenüber der nutzbaren Leistung einen großen Anteil ausmachen. It is particularly noteworthy that the waterproofing on the large Shaft diameters still have the disadvantage that considerable friction losses occur, which is an essential part of the otherwise relatively small power for the drive Make up part of the power requirement of the entire system. The shaft bearings are also preserved in the known designs described very large diameter, so that too the frictional losses in these bearings compared to the usable power a big one Make up a share.
Die Erfindung vermeidet alle diese Nachteile, nämlich die Hohlwelle zur Gaszuführung, die Abdichtung dieser Welle gegen den Druck des zuzuführenden Gases, die Abdichtung der Welle gegenüber der Flüssigkeit, die Schwierigkeiten der Lagerung der langen Welle mit einem Lager in der Flüssigkeit oder mit relativ sehr langen frei fliegenden Wellenenden gegenüber einem kurzen Lagerabstand und insbesondere die großen Reibungsverluste, die durch die Abdichtung und die Lagerung auf großen Wellendurchmessern entstehen. Dies wird dadurch erreicht, daß bei einem solchen Dispergator, dem das Gas über ein feststehendes, wenigstens im unteren Teil koaxiales Gaszuführungsrohr zugeführt wird, der als Flanschmotor und gegebenenfalls als Getriebemotor ausgebildete Antriebsmotor unmittelbar über der Nabe des Dispergators innerhalb des entsprechend erweiterten unteren Endes des Gaszuführungsrohres angeordnet und in an sich bekannter Weise zum Schutz gegen Flüssigkeitszutritt mit einer Taucherglocke versehen ist. The invention avoids all of these disadvantages, namely the hollow shaft for gas supply, the sealing of this shaft against the pressure of the to be supplied Gas, the sealing of the shaft against the liquid, the difficulties of Storage of the long shaft with a bearing in the liquid or with a relatively large amount long free-flying shaft ends compared to a short bearing spacing and in particular the large frictional losses caused by the sealing and storage on large Shaft diameters arise. This is achieved in that in such a Dispergator, which the gas over a fixed, at least in the lower part coaxial Gas supply pipe is fed, as a flange motor and optionally as a gear motor trained drive motor directly above the hub of the disperser inside the correspondingly enlarged lower end of the gas supply pipe and arranged in a manner known per se to protect against ingress of liquid with a diving bell is provided.
Es ist bekannt, die Elektromotoren von Pumpen u. ä. durch Taucherglocken gegen Druckwasser zu schützen. Dort besteht aber nicht das Problem, gleichzeitig ein Gas zuzuführen. Die Kombination der Gaszuführung mit der Unterbringung des Motors in der Taucherglockenkammer ergibt eine neue und äußerst vorteilhafte Lösung des Lagerungs-, Antriebs- und Gaszuführungsproblems der zur Gasverteilung dienenden Dispergatoren. It is known that the electric motors of pumps and the like by diving bells to protect against pressurized water. But there is no problem there, at the same time to supply a gas. The combination of the gas supply with the placement of the engine in the diving bell chamber results in a new and extremely advantageous solution of the Storage, drive and gas supply problems of those used for gas distribution Dispersants.
Ein Ausführungsbeispiel ist in Fig. 1 dargestellt. An exemplary embodiment is shown in FIG.
Die Fig. 2 und 3 zeigen die Wirkungsweise in etwas vergrößerter Teildarstellung, und zwar Fig. 2 im Betriebszustand, wobei Gas unter Druck zugeführt wird, Fig. 3 im Stillstand bei Wegfall des Gasdruckes.2 and 3 show the mode of operation in a somewhat enlarged partial representation, namely Fig. 2 in Operating condition with gas supplied under pressure is, Fig. 3 at a standstill when the gas pressure is removed.
Die Einzelteile sind in allen Figuren mit den gleichen Ziffern bezeichnet.The individual parts are denoted by the same numbers in all figures.
In Fig. 1 stellt 1 die Umgrenzung des Behälters dar, die bei der bevorzugten Anwendung der Erfindung beispielsweise die Wand eines Betonbeckens bedeutet. Der Behälter ist bis zu dem dargestellten Spiegel 2 mit Flüssigkeit gefüllt, was durch unregelmäßige waagerechte Strichelung angedeutet ist. In Fig. 1, 1 represents the boundary of the container, which in the preferred application of the invention means, for example, the wall of a concrete basin. The container is filled with liquid up to the mirror 2 shown, what is indicated by irregular horizontal dotted lines.
In der Nähe des Bodens läuft der Dispergator mit der Nabe 3 und den Flügeln 4 um. Die Gaszuführung erfolgt bei 5. Die Gasströmungsrichtung ist durch Pfeile angedeutet. Das Gaszuführungsrohr 6 ist weiterhin durch die Tragvorrichtung 7, die beispielsweise eine Trägerkonstruktion über den oberen Rand des Behälters hinweg bedeutet, aufgehängt, so daß es mit seinem unteren Ende die gesamte Vorrichtung für die Unterbringung des Dispergators tragen kann.In the vicinity of the bottom, the disperser runs with the hub 3 and the Wings 4 um. The gas is supplied at 5. The direction of gas flow is through Arrows indicated. The gas supply pipe 6 is still through the support device 7 showing, for example, a support structure over the top of the container away means suspended so that its lower end covers the entire device to accommodate the disperser.
Zu diesem Zwecke ist in dem gezeichneten Ausführungsbeispiel das Rohr 6 am unteren Ende zu einer Kammer 8 erweitert. Diese Kammer 8 wird nach unten zu durch den Mantel 11 verlängert. 8 und 11 stellen eine äußere Umhüllung dar, in der der Motor 9, der gegebenenfalls zur Untersetzung der Drehzahl ein Getriebe 10 besitzt, mit der Taucherglocke 13 angeordnet ist. Auf dem abtreibenden Wellenstumpf des Getriebes 10 ist direkt die Nabe 3 des Dispergators aufgesetzt. Auf der Dispergatornabe ist ein nach oben offenes Rohr 12 angebracht, welches mit geringem Abstand innerhalb des Mantels 11 umläuft. Innerhalb dieses Nabenrohres befindet sich die nach unten offene Taucherglocke 13, die die Fortsetzung des den Motor und das Getriebe direkt umgebenden Mantels darstellt. Auf der Welle des Getriebes bzw. der Nabe des Dispergators ist direkt unterhalb des Wellenaustritts aus dem Gehäuse eine Fangtasse 14 angeordnet, die etwa austretendes Schmiermittel auffangen und dessen Eintritt in die zu behandelnde Flüssigkeit verhindern soll. Diese Fangtasse ist so groß bemessen bzw. ihr oberer Rand ist so hoch gezogen, daß sie gegebenenfalls die gesamte Schmierstoffüllung aufnehmen kann. For this purpose, this is in the illustrated embodiment Tube 6 expanded at the lower end to form a chamber 8. This chamber 8 is down extended to by the jacket 11. 8 and 11 illustrate an outer envelope in FIG that of the motor 9, which may be a gear 10 to reduce the speed possesses, is arranged with the diving bell 13. On the aborting shaft stump of the transmission 10, the hub 3 of the disperser is placed directly on it. On the disperser hub an upwardly open tube 12 is attached, which at a small distance within of the jacket 11 rotates. Inside this hub tube is the downwards open diving bell 13, which is the continuation of the engine and gearbox directly surrounding mantle. On the shaft of the gearbox or the hub of the disperser a catch cup 14 is arranged directly below the shaft exit from the housing, Catch any escaping lubricant and its entry into the to be treated To prevent liquid. This catch cup is so large or its upper one Edge is drawn so high that it may contain the entire lubricant filling can accommodate.
In Fig. 2 ist angedeutet, welche Räume im Betriebszustand von der Flüssigkeit gefüllt sind und in welchen durch den Überdruck des zugeführten Gases die Flüssigkeit verdrängt ist. Dabei ist die Flüssigkeit durch unregelmäßige waagerechte Striche dargestellt, das Gas durch unregelmäßige Punktierung. Das Gas, das durch die Flügel des Dispergators austreten soll, muß zunächst ungefähr einen Über druck haben, der der Höhe des Flüssigkeitsstandes über den Austrittsöffnungen der Flügel entspricht. In Fig. 2 it is indicated which rooms in the operating state of the Liquid are filled and in which by the excess pressure of the supplied gas the liquid is displaced. Thereby the liquid is by irregular horizontal Lines shown, the gas by irregular dots. The gas that comes through the wing of the disperser is to emerge, must first have about an overpressure the height of the liquid level above the outlet openings of the blades is equivalent to.
Kleine Unterschiede entstehen einmal durch die Fliehkraftwirkung und Saugwirkung in den Verteilerflügeln und andererseits durch den Widerstand bei der Strömung des Gases durch die Zuführungsquerschnitte. Wie in Fig. 2 angedeutet, sind der gesamte Taucherglockenraum sowie der Raum zwischen dem Taucherglockenmantel und dem Nabenrohr 12 mit Gas angefüllt, und der Flüssigkeitsspiegel ist in dem Zwischenraum zwischen dem äußeren Mantel 11 ur.d dem Nabenrohr 12 bis auf den Stand 21 zurückgedrängt. Das Gas kann daher auch - wie durch Pfeile angedeutet -- zwischen dem Nabenrohr 12 und der Taucherglocke 13 in die Nabe 3 des Dispergators und von dort aus in die Flügel 4 eintreten.Small differences arise from the effects of centrifugal force and Suction in the distributor wings and on the other hand by the resistance in the Flow of the gas through the feed cross-sections. As indicated in Fig. 2, are the entire diving bell room as well as the space between the diving bell jacket and the hub tube 12 is filled with gas, and the liquid level is in the gap between the outer jacket 11 and the hub tube 12 pushed back to the stand 21. The gas can therefore also - as indicated by arrows - between the hub tube 12 and the diving bell 13 into the hub 3 of the disperser and from there into the Enter wing 4.
Bei dieser Betriebsweise erfüllt das Gas noch die weitere Funktion, daß es den Motor, der unmittelbar von dem Gas umslrömt wird, kühlt. Die Konstruktion gemäß der Erfindung erlaubt es, einen normalen Flanschmotor mit senkrechter Achse zu verwendet. In this mode of operation, the gas also fulfills the further function, that it cools the engine, which is immediately flowed around by the gas. The construction according to the invention allows a normal flange motor with a vertical axis to used.
Ist dieser Motor mit Kühlrippen für äußere Luftkühlung versehen, so ist es in Weiterbildung der Erfindung für besonders zweckmäßig erkannt worden, den Zwischenraum zwischen dem Motorgehäuse und den Kühlrippen einerseits und der inneren Glockenwandung andererseits mit einer gut wärmeleitenden Masse auszufüllen, um die bestmögliche Kühlung zu erhalten, und andererseits auch den freien Raum in der Vorrichtung möglichst klein zu halten.If this motor is provided with cooling fins for external air cooling, so it has been recognized in a development of the invention for particularly useful, the Gap between the motor housing and the cooling fins on the one hand and the inner one Bell wall on the other hand to be filled with a highly thermally conductive mass to the To get the best possible cooling, and on the other hand also the free space in the device to keep it as small as possible.
Fig. 3 zeigt den Zustand im Stillstand der Anlage, bei dem der obenerwähnte Gasdruck wegfällt. Die Flüssigkeit drängt natürlich den in der Taucherglocke enthaltenen Gasinhalt infolge des durch den Flüssigkeitsstand bedingten Überdruckes zusammen. Dabei tritt die Flüssigkeit innerhalb des äußeren Mantels 11 und 8 auch in das Zuführungsrohr 6 ein und füllt es bis zu der Flüssigkeitshöhe außerhalb des Rohres. Fig. 3 shows the state when the plant is at a standstill, in which the above-mentioned No gas pressure. The liquid naturally pushes the one contained in the diving bell Gas content as a result of the overpressure caused by the liquid level. The liquid inside the outer jacket 11 and 8 also enters the feed pipe 6 and fills it up to the level of the liquid outside the tube.
Sie dringt naturgemäß auch durch die Dispergatorflügel selbst ein und füllt den unteren Teil der Taucherglocke 13. Der noch für die Gasfüllung verbleibende Raum sowie der andererseits im Betriebszustand von dem Gas erfüllte Raum sind so bemessen, daß der Gasrest nur so weit zurückgedrängt wird, daß der Flüssigkeitsstand, der in der Fig. 3 mit 22 angedeutet ist, sich zwischen diesem Taucherglockenmantel 13 und der Fangtasse 14 befindet, so daß ein Eintritt von Flüssigkeit in den Antrieb mit Sicherheit vermieden wird. Die Fangtasse 14 ist, wie schon erwähnt, so groß bemessen bzw. ihr Rand ist so hoch gezogen, daß sie die gesamte Schmieritoftüllung aufnehmen kann. Wenn dieser Fall eintritt, wird gleichzeitig durch die eben beschriebene Lage des höchsten Flüssigkeitsstandes 22 vermieden, daß etwa austretendes Schmiermittel mit der Flüssigkeit in Berührung kommt. Dies ist besonders dann wichtig, wenn es sich um Flüssigkeiten handelt, welche nicht verunreinigt werden dürfen.Naturally, it also penetrates through the disperser blades themselves and fills the lower part of the diving bell 13. The one remaining for the gas filling The space as well as the space filled by the gas in the operating state are like this dimensioned so that the gas residue is only pushed back so far that the liquid level, which is indicated in Fig. 3 with 22, between this diving bell jacket 13 and the catch cup 14 is located, so that an entry of liquid into the drive will certainly be avoided. As already mentioned, the catch cup 14 is so large dimensioned or its edge is drawn so high that it covers the entire lubricant filling can accommodate. When this occurs, the one just described is at the same time Position of the highest liquid level 22 avoids any leakage of lubricant comes into contact with the liquid. This is especially important if there is are liquids that must not be contaminated.
Es ist bekannt, daß unter Umständen eine gewisse Gasaufnahme durch die Flüssigkeit stattfinden kann, was bei der Konstruktion nach der Erfindung allerdings schon durch die verhältnismäßige Kleinheit der Oberfläche 22 auf ein erträgliches Maß reduziert ist. It is known that under certain circumstances a certain amount of gas is absorbed by the liquid can take place, which in the construction according to the invention, however the relatively small size of the surface 22 makes it bearable Dimension is reduced.
Wenn bei Stillstand der Anlage ein entsprechender Gasdruck von außen zur Verfügung steht, wird in Weiterbildung der Erfindung durch eine in den inneren Taucherglockenraum führende Leitung stets eine entsprechende geringe Menge Gas zugeführt, um das Gasvolumen aufrechtzuerhalten. Zweckmäßig wird dabei der äußerst geringe Gaszusatz bestimmt durch eine Messung bzw. Regelung des Druckes. Der Druck in der Taucherglocke muß dem Sollwert des Höhenunterschiedes von dem inneren Flüssigkeitsspiegel zu der Flüssigkeitsoberfläche des Behälters entsprechen.If there is a corresponding gas pressure from outside when the system is at a standstill is available, is in a development of the invention by an in the inner The pipe leading to the diving bell room is always supplied with a correspondingly small amount of gas, to maintain the gas volume. The extremely low one is useful here The addition of gas is determined by measuring or regulating the pressure. The pressure in the Diving bell must correspond to the nominal value of the height difference from the inner liquid level correspond to the liquid surface of the container.
Steht kein Druckgas zur Verfügung, so kann eine Maßnahme getroffen werden, die die Absorption des Gases durch Flüssigkeit verhindert. Dies erfolgt durch die in Fig. 2 und 3 eingezeichnete Ringmembran 16. Diese besteht aus Gummi oder einem entsprechenden weichen Kunststoff und ist mit ihrem Außendurchmesser dichtend an der Innenwand der Taucherglocke 13 angebracht. An ihrem Innendurchmesser trägt sie einen Hohlring 17, der bei Betrieb, d. h. bei Gasfüllung des Innenraumes (vgl. Fig. 2), lose herabhängt. Bei Ansteigen des Flüssigkeitsspiegels in dem unteren Glockenraum dagegen wird der Schwimmring 17 nach oben mitgenommen und gegen die Unterseite der Fangtasse 14 gedrückt. Es wird damit ein dichter Abschluß zwischen dem Gasraum und dem Flüssigkeitsraum erreicht, so daß keine Möglichkeit der Absorption des Gases in der Flüssigkeit mehr gegeben ist. Selbst wenn der Ring nicht ganz dicht schließt und etwas Flüssigkeit hindurchsickert, ist doch die Gasaufnahme weitgehend unterbunden. If no compressed gas is available, a measure can be taken which prevents the gas from being absorbed by the liquid. this happens through the annular diaphragm 16 drawn in FIGS. 2 and 3. This consists of rubber or a corresponding soft plastic and is with its outer diameter attached to the inner wall of the diving bell 13 in a sealing manner. At their inner diameter she wears a hollow ring 17, which when in operation, d. H. with gas filling of the interior (see. Fig. 2), hangs loosely. When the liquid level rises in the lower bell space, however, the floating ring 17 is taken upwards and pressed against the underside of the catch cup 14. It will be a tight seal reached between the gas space and the liquid space, so that no possibility the absorption of the gas in the liquid is more given. Even if the ring does not close completely tightly and some liquid seeps through, because of the gas uptake largely prevented.
Die Zeichnungen stellen ein Ausführungsbeispiel dar, bei dem die besonders vorteilhafte Anordnung getroffen ist. daß die gesamte Vorrichtung durch das von oben hineinragende und oben abgestützte koaxiale Gaszuführungsrohr getragen wird. wobei der äußere Mantel durch eine Erweiterung des unteren Endes des Gaszuführungsrohres gebildet wird. Es sind natürlich auch andere Ausführungen der Erfindung möglich, bei denen die Taucherglocke mit Motor und Getriebe und Gaszuführung zur Dispergatornabe sinngemäß angeordnet sind, bei denen aber die Vorrichtung in anderer Weise abgestützt ist und die Gaszuführung beispielsweise seitlich in den äußeren Mantel erfolgt, der dann gewissermaßen die Fortsetzung eines nur im unteren Teil koaxialen Zuführungsrohres darstellt. The drawings illustrate an embodiment in which the particularly advantageous arrangement is made. that the entire device through the coaxial gas supply pipe projecting from above and supported above is carried will. wherein the outer jacket by an extension of the lower end of the gas supply tube is formed. Of course, other embodiments of the invention are also possible, where the diving bell with motor and gearbox and gas supply to the dispergator hub are arranged accordingly, but in which the device is supported in a different way and the gas is supplied to the side of the outer jacket, for example, which then to a certain extent the continuation of a feed pipe that is only coaxial in the lower part represents.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEA38221A DE1158945B (en) | 1961-08-31 | 1961-08-31 | Device for the finest gassing of liquids |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DEA38221A DE1158945B (en) | 1961-08-31 | 1961-08-31 | Device for the finest gassing of liquids |
Publications (1)
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DE1158945B true DE1158945B (en) | 1963-12-12 |
Family
ID=6930660
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DEA38221A Pending DE1158945B (en) | 1961-08-31 | 1961-08-31 | Device for the finest gassing of liquids |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1158945B (en) |
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1961
- 1961-08-31 DE DEA38221A patent/DE1158945B/en active Pending
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