DE1557181B2

DE1557181B2 - Vorrichtung zum Eintragen von Gasen in Flüssigkeiten

Info

Publication number: DE1557181B2
Application number: DE1557181A
Authority: DE
Inventors: Herbert Auler; Josef Dr.Rer.Nat. Muskat
Original assignee: Passavant Werke Michelbacher Hutte
Current assignee: Aqseptence Group GmbH
Priority date: 1966-11-21
Filing date: 1966-11-21
Publication date: 1974-07-18
Also published as: DE1557181C3; CH472340A; AT272217B; US3473790A; DE1557181A1; BE706412A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Eintragen von Gasen in Flüssigkeiten, insbesondere zum Belüften von Abwasser, mit einem an der Flüssigkeitsoberfläche um eine lotrechte Achse umlaufenden Läufer und einer diesen ringförmig umgebenden, nach abwärts geneigten und in die Flüssigkeit eintauchenden Prallflächenanordnung.

Eine derartige Vorrichtung kann außer zur Abwasserbelüftung auch für das Eintragen von CCh in Algenkulturen, für das Eintragen von Ozon in Trinkwasser und für ähnliche Zwecke verwendet werden.

Man hat verschiedentlich versucht, bei Vorrichtungen zum Eintragen von Gasen in Flüssigkeiten mit einem umlaufenden vertikalachsigen Rohr durch derartige Prallflächenanordnungen den Wirkungsgrad der Vorrichtung zu erhöhen. Aus der DT-PS 505 793 ist es bekannt, die durch einen umlaufenden Läufer hochgeschleuderten Wassertropfen durch eine kegelringförmige Prallfläche aufzufangen und beschleunigt zur Wasseroberfläche zurückzulenken.

Es wurde aber erkannt, daß es zur Erhöhung des Wirkungsgrades vor allem auf eine Verlängerung des Weges und der Verweilzeit der Luftblase in der Flüssigkeit ankommt. Bei der bekannten Vorrichtung werden die vom Belüfter in der Flüssigkeit erzeugten Strömungsverhältnisse selbst nicht wesentlich beeinflußt, und zur Verlängerung der Verweilzeit der erzeugten Luftblasen in der Flüssigkeit ist eine solche Prallfläche kaum im Stande. Wassertropfen werden vom Läufer tangential weggeschleudert, die im Wasser erzeugte Strömung hat einen spiralförmigen Verlauf; beide treffen also auf eine ringförmige Prallfläche unter einem flachen Winkel auf, so daß sie nicht nur nach unten, sondern vor allem auch (im Grundriß gesehen) nach der Seite und wieder in Richtung auf den Läufer umgelenkt werden. Dies steht dem gewünschten Zweck, die

ίο Belüftungswirkung im Wasser auf möglichst tiefe und möglichst weit vom Läufer entfernte Bereiche übergreifen zu lassen, entgegen. Außerdem wird durch die genannte Umlenkwirkung sowie durch das Mitrotieren der Prallflächenanordnung das sehr unerwünschte Mitrotieren des Wassers mit dem Belüftungsrotor gefördert.

Ferner ist es z.B. aus der DT-PS 908 968 bekannt, koaxial zur Läuferachse durch ein Rohr Gas bzw. Luft in die Flüssigkeit einzuleiten, und es unter der Flüssigkeitsoberfläche durch eine mit dem Läufer zusammenwirkende kegelmantelförmige Fläche wirkungsvoll zu verteilen.

Aus der DT-PS 1 201 815 ist eine mit dem Läufer umlaufende kegelringförmige Abdeckung bekannt, durch die die Luftbewegung über der bewegten Flüssigkeitsoberfläche erhöht und dadurch die Durchmischung der Flüssigkeit mit Luft verbessert wird.

Aus der GB-PS 862 761 ist eine mit dem Läufer umlaufende ringförmige Anordnung von schmalen Zinken bekannt, die als ein die Wassertropfen weiter zerstäubender Diffusor wirken soll. Auch diese Vorrichtungen beeinflussen nicht die Strömungsverhältnisse in der Flüssigkeit in dem angegebenen Sinne.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zusatzeinrichtung für lotrechtachsige Oberflächenbelüfter zu schaffen, die die vom Belüfter ausgehende, die Luftblasen enthaltende Flüssigkeitsströmung auf einen möglichst lange unter dem Flüssigkeitsspiegel verlaufenden und möglichst weit vom Belüfter entfernte Bekkenbereiche umfassenden Weg lenkt, und die baulich sehr einfach und in verschiedenen Beckenformen und -bedingungen leicht anpaßbar ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die an der Rotation des Läufers nicht teilnehmende Prallflächenanordnung aus ringförmig angeordneten Prallflächenelementen besteht, von denen jedes ■ im Grundriß gesehen schräg zur Radialrichtung angestellt ist.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind im wesentlichen darin zu sehen, daß durch die bei ringförmig angeordneten Prallflächenelementen ohne weiteres mögliche Schrägstellung zur Radialrichtung die ja ebenfalls schräg zur Radialrichtung, d. h. spiralförmig, anströmende Strömung im wesentlichen ohne seitliche Ablenkung nach unten umgelenkt werden kann, wodurch sie tiefer und weiter entfernt liegende Beckenbereiche erfassen kann und Kurzschlußströmungen, d. h. ein rasches Zurückkehren der Strömung unter »Wirbelzopfbildung« zum Läufer, weitgehend verhindert werden können. Darüber hinaus ergeben sich aber noch weitere Vorteile: Die Prallflächenelemente können, was bei einem geschlossenen Ring nicht möglich ist, insbesondere bei unrunden Becken, an die in den verschiedenen Abströmrichtungen verschiedenen Verhältnisse angepaßt werden, insbesondere durch unterschiedliche Größe, Neigungswinkel, Eintauchtiefe und/oder Abstand von der Rotorachse der einzelnen

Prallelemente. Auch ist es sehr leicht, aus einzelnen vorgefertigten Prallflächenelementen für verschiedene Beckengrößen und -formen nach Bedarf verschieden große und verschieden ausgebildete Ringanordnungen zusammenzustellen. Schließlich kann auch nur mit einzelnen Prallflächenelementen der Vorteil einer zweimaligen Beeinflussung der Strömung durch hintereinandergestaffelte Prallflächenelemente und/oder die laufende betriebsmäßige Anpassung durch Verändern der Winkeleinstellung realisiert werden.

Vorzugsweise wird die Schrägstellung der Prallflächenelemente so bemessen, daß ihre Schnittlinie mit der Flüssigkeitsoberfläche etwa rechtwinklig zu der sich bei Betrieb des Läufers einstellenden Strömung steht.

Die Prallelemente werden erfindungsgemäß vorzugsweise eben ausgebildet oder sie haben in einem die Läuferachse enthaltenden Schnitt ein kontinuierlich oder polygonal gekrümmtes, vorzugsweise zur Läuferachse konkaves Profil.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung überlappen sich, von der Läuferachse aus gesehen, die Prallflächenelemente. Vorzugsweise sind die Prallflächenelemente an einer oder zwei Achsen verschwenkbar.

Die Erfindung wird in einem Ausführungsbeispiel nachstehend an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

F i g. 1 in Aufsicht eine Ausführungsform der Belüftungsvorrichtung gemäß der Erfindung,

F i g. 2 einen Vertikalschnitt durch die Anordnung nach F i g. 1,

F i g. 3 eine Ausführungsform einer Prallfläche mit Öffnungen.

In F i g. 1 und 2 ist mit 1 die lotrechte Welle eines Läufers 2 bezeichnet, der in einem Abwasserbelüftungsbecken angeordnet ist. Der Läufer erzeugt durch seine Rotation unter gleichzeitigem Eintragen von Luftblasen eine Strömung, wobei das Verhältnis von Radialkomponente zu Tangentialkomponente vom Abstand von der Läuferachse, von den geometrischen Verhältnissen des Beckens, von der Drehzahl und von ähnlichen Größen abhängt.

Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform der Belüftungsvorrichtung weisen die Prallflächen einzelne Flächenelemente 5c auf, die ringförmig um die Läuferachse verteilt sind. Zur besseren Ausnutzung der Strömung überlappen sich die einzelnen Prallflächenelemente 5c in radialer Richtung gesehen, teilweise. Außer der Neigung gegenüber der Horizontalen besitzen die Prallflächenelemente 5c eine Schrägstellung gegenüber der Radialrichtung, und zwar so, daß die Schnittlinien der Prallflächenelemente 5c mit der ruhenden Wasseroberfläche etwa senkrecht zu der aus Radial- und Tangentialkomponente resultierenden Strömung stehen.
Da der Verlauf dieser Resultierenden sich, etwas bei

ao verschiedenen Beckenformen oder bei verschiedenen Drehzahlen, verändern kann, ist es zweckmäßig, die Prallflächenelemente um eine oder zwei Achsen schwenkbar anzuordnen, etwa um die Kante 15 und/oder die Kante 16, so daß nachträglich ein Justieren und sogar während des Belüftungsbetriebes ein Einstellen der Prallflächenelemente auf maximale Wirkung möglich ist.

Es ist vorteilhaft, die Prallflächenelemente nicht als geschlossene Flächen auszubilden, sondern sie mit Aus-

schnitten, Durchbrechungen, öffnungen od. dgl. zu versehen. F i g. 3 zeigt ein Prallflächenelement 5dmit einer Reihe von kleineren öffnungen 10 und größeren öffnungen 9. Auch eine gewellte, gerippte, gerasterte oder eine kammförmige Ausbildung der Prallflächenelemente ist möglich.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Eintragen von Gasen in Flüssigkeiten, insbesondere zum Belüften von Abwasser, mit einem an der Flüssigkeitsoberfläche um eine lotrechte Achse umlaufenden Läufer und einer diesen ringförmig umgebenden, nach abwärts geneigten und in die Flüssigkeit eintauchenden Prallflächenanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Rotation des Läufers nicht teilnehmende Prallflächenanordnung aus ringförmig angeordneten Prallflächenelementen (5c, 5d) besteht, von denen jedes im Grundriß gesehen schräg zur Radialrichtung angestellt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägstellung der Prallflächenelemente (5c, 5d) so bemessen ist, daß ihre Schnittlinie mit dem Flüssigkeitsspiegel etwa rechtwinklig zu der sich bei Betrieb des Läufers einstellenden Strömung (8) steht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallflächenelemente (5c, 5d) eben ausgebildet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallflächenelemente (5c, 5d) in einem die Läuferachse enthaltenden Schnitt ein kontinuierlich oder polygonal gekrümmtes, vorzugsweise zur Läuferachse konkaves Profil haben.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallflächenelemente (5c, 5d) von der Läuferachse aus gesehen, sich überlappen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallflächenelemente (5c, 5d) um eine oder zwei Achsen (15, 16) verschwenkbar sind.