DE1632423B2 - Vorrichtung zum Begasen von Flüssigkelten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Begasen von Flüssigkeiten, insbesondere zum Belüften von Abwasser, mit einem an der Flüssigkeitsoberfläche angebrachten, mit Strömungskanälen versehenen Radiallaufrad, unterhalb dem koaxial im Ansaugbereich ein axial nach oben förderndes Flügelrad vorgesehen ist.

Es sind bereits zahlreiche Vorschläge gemacht worden, die zu begasende Flüssigkeit durch radialwirkende Pumpenläufer an die Flüssigkeitsoberfläche zu fördern und dort durch möglichst turbulente Strömung in intensiven Kontakt mit der Atmosphäre zu bringen. Hierfür wird der radial wirkende Pumpenläufer oberhalb des Flüssigkeitsspiegels angeordnet, so daß die radial nach außen geschleuderte Flüssigkeit die Luft mit sich reißt. Der Aufprall des Luft-Flüssigkeitsgemisches erzeugt eine starke Bewegung der Oberfläche und zusätzlichen Gaseintrag, wodurch der Stoffaustausch weiter vergrößert wird. Gleichzeitig werden die Laufschaufeln zur Erhöhung der Turbulenz bewußt strömungsungünstig ausgebildet.

Bei den erstrebenswerten großen Fördermengen und der durch Erfahrungswerte festgelegten Umfangsgeschwindigkeit ergeben sich für derartige bekannte Begasungsvorricfrtungen große Eintrittsdurchmesser und die Laufradschaufeln müssen weit in den Saugmund gezogen und schraubenförmig gekrümmt werden. Der sich somit ergebende große Gesamtdurchmesser verringert den Wirkungsgrad, da die Leistungsverluste proportional n³ ■ D⁵ ansteigen (n = Drehzahl, D = Durchmesser). Auch ein Verzicht auf doppelgekrümmte Schaufeln verschlechtert weiter den Wirkungsgrad, besonders wenn der radialwirkende Pumpenläufer dann nur wenig in die Flüssigkeit eingetaucht ist. Es ist jedoch für den Stoffaustausch vorteilhafter, die Begasungsvorrichtung oberhalb des Flüssigkeitsspiegels zu fahren, insbesondere bei stark schäumenden Flüssigkeiten. Eine weitere Verschlechterung des Wirkungsgrades ergibt sich durch die bewußt strömungsungünstige Form des radial wirkenden Läuferteils.

ίο Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine B egasungsvorrichtung zu finden, die bei einem geringeren Energieverbrauch eine intensivere Begasung der Flüssigkeit ermöglicht.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung dadurch gelöst, daß das Flügelrad im Saugmund des Radiallaufrades angeordnet ist und mittels eines getrennten Antriebes mit wesentlich höherer Drehzahl angetrieben wird als das Radiallaufrad und daß die Wandungen der Strömungskanäle in bekannter Weise mit Gasansaugöffnungen versehen sind.

Hierdurch wird erreicht, daß wegen der höheren Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit im Saugmund der Eintrittsdurchmesser entsprechend kleiner

as gehalten werden kann. Durch diesen Vorteil läßt sich die Gesamtabmessung der Begasungsvorrichtung verringern. Bei gleicher Umfangsgeschwindigkeit ergeben sich geringere Leistungsverluste bei höheren Umwälzleistungen. Da die Axialpumpe die Schaufeln des Radialteiles besser beaufschlagt, ist der Wirkungsgrad der Vorrichtung in geringerem Maße von der Arbeitshöhe abhängig als bei bisher bekannten Systemen.
Durch den getrennten Antrieb können die beiden Förderorgane bei der jeweils günstigsten Drehzahl arbeiten. Der Propeller ist ein Schnelläufer, während der anschließende Radialläufer ein Mittelläufer ist, um der geförderten Flüssigkeit eine hohe Austrittsgeschwindigkeit zu erteilen. Der Antrieb kann durch ein Getriebe mit doppeltem Abgang, z.B. mit einer Hohlwelle, erfolgen. Eine Steuerung des Stoffaustausches ist durch die Änderung der Drehzahl und der Austauschhöhe der Organe sowie durch Wechsel der Drehrichtung des Radialförderers möglich. <

Diese erfindungsgemäße Begasungsvorrichtung ge- ; stattet es bei gleichem Energieaufwand, eine größere Flüssigkeitsmenge an die Oberfläche zu fördern und den Radialteil weiter oberhalb des Flüssigkeitsspiegels anzuordnen.

Die Laufschaufeln und die untere Deckscheibe des Radialläufers werden erfindungsgemäß doppelwandig ausgeführt. Die auf diese Weise gebildeten Hohlräume stehen mit der Gasphase über öffnungen in ! Verbindung. Durch Schikanen an den Schaufelwandüngen erzeugt die Flüssigkeitsströmung einen Unterdruck, durch den Gas durch die öffnungen aus j dem Hohlraum gesaugt wird. i

An den Stellen, an denen durch die Strömung in J den Laufradkanälen ohnehin ein Unterdruck vornan- I den ist, brauchen zur Lösung der erfindungsgemäßen I Aufgabe keine Schikanen angebracht zu werden. An diesen Stellen kann durch vorzusehende öffnungen j durch den natürlichen Unterdruck Gas aus den hohlen Laufschaufeln in die Flüssigkeit abgesaugt werden.

Beim Fahren mit großen Auftauchhöhen, wie es die beschriebene Kombination von Axial- und Radialstufe gestattet, kann auf eine doppelwandige

Ausführung der unteren Deckscheibe verzichtet werden, da die Gasphase unmittelbaren Zutritt hierzu hat.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert.

F i g. 1 zeigt in beispielhafter Ausführungsform eine erfindungsgemäße Begasungsvorrichtung mit einem axial- und einem radialwirkenden Förderorgan. Ein Flügelrad 1 wird über eine Welle 6 angetrieben, während ein Radiallaufrad 3 über eine Hohlwelle 5 angetrieben wird. Die Schaufeln des Radiallaufrades 3 werden an ihrer unteren Seite von einer Ummantelung 2 umgeben und an ihrer oberen Seite durch Bleche 4 gehalten. Bei dieser Ausführung braucht nur das axial wirkende Förderorgan in die Flüssigkeit eingetaucht zu sein.

F i g. 2 zeigt einen Axialschnitt des schematisch in beispielhafter Ausführung dargestellten erfindungsgemäßen Radiallaufrades. Eine das Radiallaufrad antreibende Hohlwelle 8 ist über radiale Versteifungsbleche 7 mit doppelwandig ausgebildeten Laufschaufeln 9 steif verbunden. Die Laufschaufeln 9 sind auf ihrer Oberseite und ihrer Unterseite von Verkleidungsblechen 10, 11 umschlossen. Mit diesen Verkleidungsblechen bilden die Laufschaufeln Strömungskanäle, in denen sich in Strömungsrichtung in die Strömung abgebogene Schikanen 12 befinden. An den Schikanen sind die Wandungen der Strömungskanäle mit öffnungen 13 versehen, durch die von der Strömung Gas in die Flüssigkeit angesaugt werden kann. Das untere Umkleidungsblech ist doppelwandig ausgeführt.

Der somit gebildete Hohlraum 14 steht über die ebenfalls hohlen Laufschaufeln 9 mit der Gasphase in Verbindung. Dadurch kann auch von der Unterseite der Strömungskanäle Gas in den Flüssigkeitsstrom gesaugt werden. Das untere Umkleidungsblech geht nach unten in einen Stabilisierungsring 15 über.

Fig.3 zeigt in einer Teildarstellung das erfindungsgemäße Radiallaufrad teils von oben, teils im Horizontalschnitt. An den Eintrittsstellen der Laufradkanäle genügt es, wenn hier nur öffnungen 16 ohne Schikanen vorhanden sind, da an diesen Stellen ohnehin ein Unterdruck vorhanden ist. An den Oberkanten sind die hohlen Laufschaufeln über Ansaugöffnungen 17 mit der Gasphase verbunden.

Fig.4 und 5 sind beispielhafte Ausführungsformen für die Schikanen dargestellt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Begasen von Flüssigkeiten, insbesondere zum Belüften von Abwasser, mit einem an der Flüssigkeitsoberfläche angebrachten, mit Strömungskanälen versehenen Radiallaufrad, unterhalb dem koaxial im Ansaugbereich ein axial nach oben förderndes Flügelrad vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Flügelrad (1) im Saugmund des Radiallaufrades (3) angeordnet ist und mittels eines getrennten Antriebes mit wesentlich höherer Drehzahl angetrieben wird als das Radiallaufrad und daß die Wandungen der Strömungskanäle in bekannter Weise mit Gasansaugöffnungen (13) versehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der die Strömungskanäle des Laufrades (3) begrenzenden Wandungen als mit der Atmosphäre über öffnungen (17) in Verbindung stehende Hohlwandungen (9, 14) ausgeführt ist und daß diese Hohlwandungen zu den Strömungskanälen und zur Gasphase hin öffnungen (13, 16) aufweisen.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen (13) an den Hohlwandungen (9, 14) mit Schikanen (12) versehen sind, die kanaleinwärts gebogen sind.