DE1284400B

DE1284400B - Vorrichtung zum Umwaelzen und Belueften einer Fluessigkeit

Info

Publication number: DE1284400B
Application number: DEA45650A
Authority: DE
Inventors: Bolton James Frankland
Original assignee: Ames Grosta Mills & Co Lt
Current assignee: Ames Grosta Mills & Co Lt
Priority date: 1963-04-04
Filing date: 1964-04-02
Publication date: 1968-12-05
Also published as: SE304958B; GB1022284A; BE646116A; FR1393721A; CH415480A; US3235233A; NL6403528A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Umwälzen und Belüften einer Flüssigkeit in einem Behälter, bestehend aus einem im Behälter befindlichen Steigrohr mit trichterförmigem Oberteil mit über dem Flüssigkeitsspiegel hervorstehenden freien Rand und in diesem Oberteil befindlichen und mit ihm um eine senkrechte Achse umlaufenden, teilweise über den Flüssigkeitsspiegel hervorragenden Flügeln zum Umwälzen der Flüssigkeit aus dem Steigrohr über den Rand des trichterförmigen Oberteils.
Eine solche benannte Vornehtung kann beispielsweise bei der Belebtschlammbehandlung von Abwasser verwendet werden. Hierbei wird das Wasser von dem trichterförmigen Oberteil in Form eines Schirmes ausgeworfen, der aus einer Vielzahl von Strömen besteht, die zwischen den Flügeln austreten.
Die gestuft ausgebildeten Flügelränder unterteilen zwar jeden Strom in eine Vielzahl einzelner Ströme, aber trotzdem verbleibt eine innere Zone unmittelbar um das trichterförmige Oberteil herum, welche durch den zentrifugalen Abfluß übergangen wird und daher ungenügend belüftet wird.
Aufgabe der Erfindung ist, im Vergleich zur bekannten Vorrichtung eine gründlichere Zirkulation der in Behandlung befindlichen Flüssigkeit bei gleicher Energiezufuhr zu erzielen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß außen an dem Oberteil und/oder an seinem steigrohrseitigen Kragen und/oder an einer oberen mitumlaufenden etwa horizontalen Leitfläche, welche sich vom größten Durchmesser des Oberteils nach außen erstreckt, weitere Flügel angeordnet sind.
Die bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehene Anbringung weiterer Flügel erlaubt eine wirksame Oberflächenbelüftung in der inneren Zone, da sie zu einer zweiten Reihe von einzelnen Strömen hoher Geschwindigkeit führt, die die Oberfläche unmittelbar bei der Leitfläche des trichterförmigen Oberteils erreichen, und die auch die Gesamtströmungsgeschwindigkeit an der Behälteroberfläche, an den Wänden und am Boden zurück zum Steigbezirk erhöhen. Die zusätzlichen Flügel bewirken also eine schnellere Diffusion des an der Oberfläche gelösten Sauerstoffs und auch eine ausreichende Strömungsgeschwindigkeit an den Wänden und am Boden, um Sdilammablagerung zu verhindern.
Wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung bei der Behandlung von Abwasser eingesetzt wird, ergibt sie eine wesentlich höhere Luftdiffusionsgeschwindigkeit durch das Abwasser und folglich eine schnellere Reinigung als mit bekannten Vorrichtungen, die eine vergleichbare Zirkulationsgeschwindigkeit liefern.
Vorteilhafterweise sind die inneren Flügel zwischen der inneren Fläche des Oberteils und der äußeren Fläche einer konzentrischen Kegelfläche befestigt und verbinden diese.
Die inneren Flügel können auch in bezug auf die Überlaufkante des trichterförmigen Oberteils sich nach oben erstreckende, durch eine etwa horizontale Ringfläche nach oben begrenzte Ansätze aufweisen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung besitzen die inneren Flügel und'oder die äußeren Flügel sich nach oben und außen erstreckende Ansätze, die gezahnte oder abgestufte Ränder aufweisen, so daß der Flüssigkeitsstrom in eine Vielzahl von kleinen Strömen mit fortschreitend größerer Wurfweite unterteilt wird.
Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung sind die inneren Flügel an einer ringförmigen Platte befestigt. In der Zeichnung sind F i g. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer verbesserten Oberfiächenbelüftungsvorrichtung, Fig. 2 und 3 andere Anordnungen der äußeren Flügel, F i g. 4 eine abgewandelte Ausführungsform von Fig. 1, F i g. 5 noch eine andere Anordnung der Flügel.
Bei dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sitzt ein umgekehrter Kegelstumpf A zwecks Rotation um eine vertikale Achse am oberen Teil eines festen Steigrohres B, dessen unteres Ende frei von dem Boden des Behälters, in welchem die zu belüftende Flüssigkeit C enthalten ist, gehalten wird.
Wahlweise und um die Notwendigkeit einer ringförmigen Luftschleuse D an der Verbindung des Steigrohres B mit dem unteren Rand des Kegels A zu umgehen, kann der letztere einen herabhängenden und mit ihm umlaufenden zylindrischen Hals und/oder einen sich erweiternden Rand haben.
Im Innern des Kegels A ist eine Mehrzahl mit Winkelabstand angeordneter FlügelE befestigt, welche entweder radial oder etwas tangential zu jedem Rand solches Kegels sein können und welche etwas über den letzteren herausragen.
Der obere Rand des Kegels A ist - wie dargestellt - etwas oberhalb des Niveaus der Flüssigkeit C in dem Behälter und es muß beachtet werden, daß während der Rotation die FlügelE bewirken, daß die Flüssigkeit von dem unteren Teil des Behälters weggezogen und zentrifugal über ihre Oberfläche geschleudert wird, wobei die durch den Kegel erzeugte Steiggeschwindigkeit derart ist, daß Flüssigkeitsströme mit einer kurzen steilen Bahn abgegeben werden, so daß sie eine kräftige Wellenbildung hervorrufen.
Die so bewirkte allgemeine Vertikalbewegung und kontinuierliche Zirkulation des Behälterinhalts wird dadurch gesteigert, daß auf dem äußeren des Kegels A weitere Flügel F vorgesehen werden. Diese äußeren Flügel, welche radial oder in anderer Weise entweder gegenüber oder zwischen den Positionen der inneren Flügel angeordnet sein können, erzeugen eine mehr örtliche Zirkulaiion in dem Behälter, wobei die von ihnen fortgeschleuderte Flüssigkeit durch eine flache periphere Lippe G an dem oberen Rand des Kegels A vorzugsweise nach außen gerichtet wird, so daß sie gegen die von den inneren Flügeln E fallenden Ströme schlägt und den Belüftungseffekt der letzteren steigert.
Die äußeren Flügel F sind in F i g. 1 so dargestellt, daß sie sich über die volle Höhe des Kegels A und seines herabhängenden zylindrischen Halses wie auch über die flache Lippe G an seiner Peripherie erstrecken, aber offensichtlich können sie auf den tatsächlichen Kegel A (F i g. 2) oder auf seinen oberen oder unteren Teil (F i g. 3) begrenzt sein.
Das Außere des Kegels A kann aber auch nackt sein und die Flügel F können nur an der peripheren Lippe G und/oder an dem herabhängenden Hals H vorgesehen sein, wie in Fig.4, welche eine abgewandelte Konstruktion der Belüftungsvorrichtung darstellt.
In diesem Falle sind die inneren Ränder der inneren Flügel E zu einer umgekehrten konischen Ummantelung vereinigt, welche konzentrisch mit dem Kegel A angeordnet ist und damit eine Einheit bildet. Der Kegel A und die Ummantelung K können - wie gezeigt -- ähnliche Winkel einschließen oder wahlweise kann der eingeschlossene Winkel der Ummantelung K erheblich größer sein als der mindestens des unteren Teils des Kegels, so daß der ringförmige Zwischenraum, der die Flügel E enthält, nach außen konvergent ist und die Flüssigkeit für eine gegebene Rotationsgeschwindigkeit mit einer höheren Geschwindigkeit daraus abläuft.
Die inneren FlügelE können an oder dicht bei dem oberen Rand des Kegels A enden, aber vorzugsweise reichen sie - wie bei EI - über diesen Rand und sind zu einer flachen peripheren Lippe L auf der Ummantelung K vereinigt.
Anstatt daß die periphere Lippe G auf dem Kegel A und/oder die Lippe L auf der Ummantelung K (wenn eine vorgesehen ist) kontinuierlich ist, kann sie zwischen den zusammengehörigen Flügeln E, F unterbrochen sein oder wahlweise können die Lippe oder die Lippen weggelassen werden und die verschiedenen Flügel jedes Satzes an ihren oberen Enden mit in gleicher Ebene liegenden Ablenkflächen ausgebildet sein, welche von diesen Flügeln in der Richtung, in der der Kegel umläuft, vorragen.
Die Teile Et der inneren Flügel, die über den Kegel A hinausragen, haben vorzugsweise - wie dargestellt - an ihren freien Rändern Stufen oder Nuten, so daß die Flüssigkeit, die über einen solchen Flügel fließt, in eine Vielzahl von kleinen Strömen geteilt wird, deren Geschwindigkeiten und Bahnen durch die entsprechenden Radien, bei denen die Stufen oder die Nuten sitzen, bestimmt werden. In ähnlicher Weise können die freien Ränder der äußeren Flügel E gestuft oder mit Nuten versehen sein wie bei N (Fig. 5).
Unabhängig von der Konstruktion wird der Kegel A koaxial zu einer obengesteuerten Welle O gehalten, mit der er durch eine Mitnehmerscheibe P oder einen Speichenstern verbunden ist, wobei die innere Peripherie der letzteren an einer geflanschten Nabe oder Lagerbüchse Q auf der Welle O und an einstellbaren Streben sitzt, die von ihrer äußeren Peripherie nach einem Ring S herabhängen, der an den oberen Rändern der inneren Flügel E oder am Innern der konzentrischen UmmantelungK (wenn vorhanden) befestigt ist.

Claims

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum Umwälzen und Belüften einer Flüssigkeit in einem Behälter, bestehend aus einem im Behälter befindlichen Steigrohr mit trichterförmigem Oberteil mit über dem Flüssigkeitsspiegel hervorstehenden freien Rand und in diesem Oberteil befindlichen und mit ihm um eine senkrechte Achse umlaufenden, teilweise über den Flüssigkeitsspiegel hervorragenden Flügeln zum Umwälzen der Flüssigkeit aus dem Steigrohr über den Rand des trichterförmigen Oberteils, dadurch gekennzeichnet, daß außen an dem Oberteil (A) und/oder an seinem steigrohrseitigen Kragen (H) und/oder an einer oberen mitumlaufenden etwa horizontalen Leitfläche (G), welche sich vom größten Durchmesser des Oberteils nach außen erstreckt, weitere Flügel (F) angeordnet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Flügel (E) zwischen der inneren Fläche des Oberteils (A) und der äußeren Fläche einer konzentrischen Kegelfläche (K) befestigt sind und diese verbinden.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Flügel (E) in bezug auf die Überlaufkante des trichterförmigen Oberteils (A) sich nach oben erstreckende, eine durch etwa horizontale Ringfläche (L) nach oben begrenzte Ansätze (E1) aufweisen.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Flügel (E) und/oder die äußeren Flügel (F) sich nach oben und außen erstreckende Ansätze (M bzw. N) besitzen, die gezahnte oder abgestufte Ränder aufweisen, so daß der Flüssigkeitsstrom in eine Vielzahl von kleinen Strömen mit fortschreitend größerer Wurfweite unterteilt wird.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Flügel (E) an einer ringförmigen Platte (S) befestigt sind.