DE1932752A1

DE1932752A1 - Mechanische Oberflaechenbelueftungseinrichtung

Info

Publication number: DE1932752A1
Application number: DE19691932752
Authority: DE
Inventors: Roos John Treymann
Original assignee: Bird Machine Co Inc
Current assignee: Bird Machine Co Inc
Priority date: 1968-06-27
Filing date: 1969-06-27
Publication date: 1970-01-02
Also published as: US3539158A; GB1223392A; FR2014291A1

Description

: 8068-69/Dr.v.B/Ro. . . ι η ο ο-7 r ^

j U.S.-Ser.No. 740,759 .- \ ο ο/. / b 4

Filed: June 27, 1968

Bird Machine Company, Neponset Street,
South Walpole, Massachusetts, V.St.A.

Mechanische Oberflächenbelüftungselnrichtuns.

I . Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine mechanische
^: Oberflächenbelüftungseinrichtung zur Einführung von Luft in einen
ι großen Flüssigkeitskörper, z.B. für Abwasserklärtanks oder Klär- · becken, mit- einem Wurfrad, das in der Flüssigkeit in der Nähe der

j Grenzfläche zwischen der Flüssigkeit und der Luft arbeitet, die j I Flüssigkeit "heftig umrührt und verspritzt* und mit einer Vorrich- j ! tung zum Verändern der Eintauchtiefe des Wurfrades während des j

- Betriebes ohne Änderung seiner Drehzahl. :

ι — - " ' 1

- Einrichtungen zum Belüften großer Flüssigkeitskörper, auf :

^: die sich die vorliegende Erfindung bezieht, enthalten eiqen Läuferj ! oder ein Wurfrad, die unter und in der Nähe der Flüssigkeitsober- ]-j fläche angeordnet sind und die Flüssigkeit heftig durchrühren, so ' : daß sie versprüht wird und Ströme und Wellen entstehen, die nach
I außen geworfen werden, wobei große Mengen von Luft in Form von ! i Blasen in die Flüssigkeit eingeführt werden. ;

Bei solchen Belüftungseinrichtungen muß im allgemeinen die · ^; pro Zeiteinheit eingeführte Luftmenge innerhalb ziemlich weiter j Grenzen veränderbar sein. Bei der Klärung von Abwässern ist es ;'■

f.

beispielsweise erforderlich,"den Grad-derBelüftung den jeweiligen; Bedingungen anzupassen, z.B. der Abwasserkonzentration, der Strö-. mungsgeschwindigkeit und dem Sauerstoffgehalt. Eine zu. starke Be- ; lüftung muß ebenso wie eine zu geringe Belüftung nicht nur wegen
des Leistungsverbrauches aus wirtschaftlichen Gründen vermieden
werden sondern auch weil eine zu stärke Belüftung bei Klärverfahren, die mit Aktivierung arbeiten, zu einer Störung der Flocken-

^: 9 0388 1/136 1. -

bildung führen kann. Die BeIUftungsrate muß also zwischen einer oberen und einer unteren Grenze verändert werden können.

Die Intensität der Belüftung hängt sowohl /on der Drehzahl j des Wurfrades als auch von seiner Eintauchtiefe ab. In den meisten! ^! Fällen ist.es praktisch nicht möglich, die Intensität der Belüf- ^! ; tung durch Veränderung der Drehzahl zu steuern, vor allem nicht j wenn die Intensität bei mehreren Belüftungseinrichtungen unab- _; ; hängig verändert werden soll. Die Kosten waren nämlich untragbar, .^; wenn man die einzelnen Belüftungseinrichtungen mit drehzahlveränderlichen Motoren versehen würde oder über entsprechende ^triebe von einer gemeinsamen Welle antreiben würde. Im allgemeinen wird daher die Intensität der Belüftung durch Veränderung der : I Eintauchtiefe des Wurfrades gesteuert. Bei manchen bekannten Be- . lüftungseinriehtungen kann die Eintauchtiefe des Wurfrades durch.' · Verstellen der Wurfradwelle bezüglich'der Plüssigkeitsoberflache ! eingestellt werden. Dies ist jedoch sehr zeitraubend und erfordert^ I daß die Einrichtung stillgesetzt wird. Verstellvorrichtungen die- _v j ser Art eignen sich also nicht für Falle, bei denen eine Verstel-I lung in kürzeren Abständen, z.B, täglich oder noch häufiger er- !forderlich sind. Bei der Belüftung von Kanälen lsi: es bekannt, .:"/".";■ ! die Eintauchtiefe des Wurfrades durch ein verstellbares Auslaß- j i - " " . ■ . - ■■■■■■"-■■.-■'

\ wehr zu verändern, durch das der Flüssigkeitsspiegel im Kanal er- ; j höht oder erniedrigt werden kann. Hierdurch'"werden. - selbst" verstand I lieh alle in den betreffenden Kanal angeordneten Belüftungsein-. .

richtungen in gleicher Weise beeinflußt, was "unerwünscht sein -■■..

kann, und außerdem kann es für die Regelung erforderlich werden/ aus dem Kanal Flüssigkeit zu unerwünschten Zeiten oder in uner-..

wünschten Mengen abzulassen. -'.:._ · "■-·.."

Der vorliegenden Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, die".Nachteile des Standes der .Technik zu· vermeiden und" eine mechanische Oberflächenbelüftungseinrichtung anzugeben, die eine Vorrichtung enthält, durch die die Eintauchtiefe des Wurf- - j rades und seine Ausgangsleistung bei einer vorgegebenen Drehzahl' | individuell verändert werden kann,, ohne daß hierfür die Elfirlch·-- tung stillgesetzt oder der Flüssigkeitsspiegel "im Flüssigkeit^-^ körper verändert werden .müßten. Die Verstellvorrichtung soll' datiel billig sein und schnell und einfach bedient werden !formen. Welt er»

hin soll es möglich sein, die durch die Belüftungseinrichtung verursachte Strömung in gewünschter Weise zu regeln.

Diese Ziele werden gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Einrichtung mit einem Behälter für Flüssigkeit versehen ist, der das Wurfrad umgibt.und einen offenen Oberteil hat, durch das das Wurfrad die" Flüssigkeit-"aus dem Behälter auf die Oberfläche des Flüssigkeitskörpers herausschleudert. Der Behälter ist mit einem unter dem Flüssigkeitsspiegel angeordneten Einlaß versehen, j der eine Ventilanordnung aufweist, mit der die Flüssigkeitsmenge ". j verändert werden .kann, die durch die Pumpwirkung des Wurfrades ■bei einer vorgegebenen Drehzahl in den Behälter gezogen wird, ;Durch geeignete Regelung der Ventilanordnung lassen sich der Flüssigkeitsstand im Behälter und die Eintauchtiefe des Wurfrades zwischen Grenzen verändern, deren obere bei völlig geöffneter Ventiljanordnung durch den Flüssigkeitsstand außerhalb des Behälters bestimmt wird. Die Intensität ,der durch das Wurfrad bewirkten Belüftung läßt sich daher ändern, ohne daß dabei der Läufer angehalten oder die Läuferdrehzahl oder der Flüssigkeitsstand in dem zu belüftenden Flüssigkeitskcrper geändert werden müßten.

Bei einer bevorzugten Aus fühi'ungs form wird eine Belüftungs- \ ■■■■-- - i

ι einrichtung vom Kegeltyp verwendet und der Behälter ist der rotierende Kegel, der auf seiner Innenseite Schaufeln urägt, die das j Wurfrad bilden. Der Einlaß umfaßt eine Hitte!öffnung im Kegel und leine kürze oder lange, sich gegebenenfalls im Querschnitt veränidernde, z.B. verjüngende Zuflußröhre, in der ein Ventil, z.B. ein [Dreh- oder Klappschütz, Flügelventil oder Mehrfach-Flüge!ventil 1 angeordnet ist, das durch ein Gestänge betätigt wird, welches aus

'dem Flüssigkeitskörper heraus zu einer geeigneten Stelle führt, von der aus es von Hand oder maschinell zur Drosselung der Strö-■raung in den Behälter verstellt werden kann. Die Zuflußrohre kann iirgendeine 'gewünschte Querschnittsform haben, ihr Querschnitt hat jedoch vorzugsweise eine (quadratische oder/eine andere nichtrunde ■ Form, da hierdurch das Auftreten'Von Wirbelströmungen gehemmt oder ; verhindert wird, die.durch das Wurfrad in einer Zuflußröhre mit rundem Querschnitt erzeugt und die Gleichförmigkeit des Flüssigkeitsstandes und der Wurfradwirlcung beeinträchtigen könnten.

909881/^6,

Eine vorteilhafte Alternative zu der oben erwähnten Ventilan-I Ordnung besteht darin, zur Steuerung der Strömung im Flüssigkeits- -körper den Behälter mit einer kaminartigen Zuflußröhre zu versehen [die im wesentlichen bis zum Boden des Flüssigkeitskörpers, reicht. : Unten an der Zuflußrohre befinden sich ein oder mehrere Einlasse, !die immer offen sind und einen so klein bemessenen Querschnitt !haben, daß die Strömung in die Zuflußröhre bei einer vorgegebenen ^! V/urfraddrehzahl einen minimalen Wert hat, der dem vorgegebenen Minimum des Flüssigkeitsstandes im Behälter und der vorgegebenen unteren Grenze der Wurfradausgangsleistung und Belüftungsintensität entspricht. Längs der Zuflußröhre sind in Abständen Hilfsfc einlasse angeordnet, die mit Ventilanordnungen in Form von Verschlüssen '/ersehen sind, durch die die Einlasse mit Hilfe von Be- ! tätigungsgestängen, die aus dem Flüssigkeitskörper herausführen, [ mehr oder weniger weit geöffnet oder verschlossen werden können. [... Die gemeinsame CuUersehnittsfläche der ganz geöffneten Hilfsein-! . lasse und der immer geöffneten'unteren Einlaßanordnung ist so be- ; messen, daiBdie Flüssigkeitbei der vorgegebenen Wurfraddrehzahl : mit einem maximalen Durchsatz durch die Zuflußröhre strömt, welcher vorgegebenen Höchstwerten des Flüssigkeitsstandes im Behältern der V/urfradausgangsleistung und der BeIUftungsintensität entspricht,

Wenn die Hilfseinlässe geschlossen sind, verläuft die durch [ das Wurfrad im Flüssigkeitskörper verursachte Strömung im wesent- -. ^ liehen .entlang der oberfläche zu den die Flüssigkeit, einschließen-; ■ den Seitenwänden, entlang dieser Wände nach unten und dann nach i . innen längs des Bodens zu der dort befindlichen Einlaßanordnung der Zuflußrohre. Eine solche zirkulierende Strömung ist wichtig : um zu verhindern, daß sich abgesetzte Feststoffe an den Wänden und: , am Boden absetzen, und die Mindestgröße des Einlasses der Zuflußröhre ist so berr,essen, daß eine ausreichende Strömung der erwähnten Art gewährleistet ist. Durch diese im wesentlichen längs der Grenzen des Flüssigkeitskörpers verlaufende Randströmung werden jedoch, verhältnismäiiig. unbewegte oder "tote" Bereiche der Flüssigkeit zwischen dem Strömungsweg und der Zuflußröhre nicht erfaßt. Wenn nur eine kleine Belüftungsintensität gefordert wird, hat dies keine erheblichen Konsequenzen, bei hoher Belüftungsintensität würde jedoch eine solche Randströmung, die die" erwähnten toten Bereiche nicht erfaßt, zu einer zu starken Belüftung in dem.vom

Kreislauf erfaßten Teil des Flüssigkeitskörpers und zu einer zu scnwachen Belüftung in den nicht mit zirkulierenden Bereichen führen, was nachteilige Folgen haben kann. Die längs der Zuflußröhre verteilten Hilfseinlässe, die offen sind, wenn eine hohe Belüftungsintensität erforderlich ist, zweigen jedoch einen Teil der Strömung- durch die Flüssigkeitszone innerhalb der Randströmung zu den Hilfseinlässen ab, so daß eine wesentlich gleichförmigere Zirkulation und Belüftung gewährleistet ist. Da das Wurfrad bei hoher-Belüftungsintensität ein wesentlich größeres Flüssigkeitsvolumen pro Zeiteinheit umwälzt als bei niedriger Inten- ■ sität, wird die Randströmung zu der am Boden angeordneten Einlaß- j anordnung der.Zuflußröhre mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit . j aufrechterhalten, die zur Reinigung der Wände und des Bodens aus- j

reicht und für die die abgezweigte zusätzliche Strömung nicht be-j

nötigt wird. . ■:.- " " _; ■"■■".. .

Eine Belüftungseinrichtung vom Kegeltyp wird bevorzugt, da sie ein kegelförmiges .Bauteil enthält, _:das die Wurfradschaufeln umgibt und haltert sowie,den für die Erfindung erforderlichen Behälter liefert. Es können jedoch auch"Belüftungseinrichtungen anderen Typs, die ein in äer- Flüssigkeit arbeitendes Lauf-, Schaufel- oder Wurf rad. enthalt en> mit einem konischen oder anders4 geformten,^ den Läufer umgebenden Behälter versehen werden, welcher ruhen oder am Läufer befestigt, und mit diesem umlaufen kann. Man kann auf diese.Welse ebenfalls die Arbeitstiefe und die Be- ; lüftungsintensität fturch^Hegelung: des Zuflusses zum Behälter ge-- |- mäß der: Erfindung regeln oder steuern. ■ ι Γ

; Die_: Erfindung, wird int folgenden..an Hand-.der Zeichnung näher ..erläutert, es ■._ zeigen: ;.-;■" '..'_."".-■' : . - / : .

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Belüftungseinrichtung vom Kegeltyp mit einer Zuflußrohre gemäß^: _/der Erfindungr die Halterungsanordnung.ist dabei zum Teil weggebröchen! ^: ·

Fig, 2 einen querschnittineiner Ebene 2-2 der Fig. 1, gesehen in Pfeilrichtung■; -:,' - . . . ; - . '

Fig. J eine teilweise geschriitteneSeitenanlscht eines zweiten Ausführungsbeispieles der Erfindung j

9098 8 1/136

■j _ Pig. 4 eine teilweise geschnittene perspektivische Ansicht , j einer Ventilanordnung der in Fig. 3 dargestellten Einrichtung, ^!

ι und . ' ' ■""■""'[

■ Pig. 5 eine Seitenansicht, einer Belüftungseinrichtung gemäß -

einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung, die in einem ■■ :

Tank angeordnet ist, weIcher im Vertikalschnitt dargestellt ist. ^:

In Fig. 1, ^ und 5 sind Belüftungseinrichtungen dargestellt, '. die im Prinzip in bekannter Weise aufgebaut sein können, wie es · z.B. in der ÜSA-Patentschrift 2 802 647 beschrieben ist. Diese .; Einrichtungen enthalten einen kegelförmigen Läufer IQ^ der auf seiner Innenseite mit Schaufeln 12 versehen ist und ein Wurf'rad ; bildet. Der Läufer ist über eine Spinne 14 mit einer Welle ver-.""'. ;-.. bunden, die durch eine Motor-Getriebe-Einheife 16 angetrieben wird,-welche auf einem nur teilweise dargestellten Träger" 16 montiert- ^; ist, der sich über: einen Flüssigkeitskörper erstreckt. Der kegel- '■ förmige Läufer weist unten einen AuiBenkragen 20 kreisförmigen ^; Querschnittes und einen nicht. dargestellten inneren-. Kragen glei- ; eher Form auf, die zwischen sich einen Schnitt.bilden, der das ~'_ : kreisförmige obere Ende 24 einer' Zuflußröhre 22 aufnimmt..·; Die he--= \ schriebene Anordnung bildet die übliehe. Luft-Flüssigkeits-Dleh^■■■'■; ,; j tung zwischen dem kegelförmigen Läufer und dem oberen Endender ^j Ansaug- oder Zuflußföhre. Wie erwähnt* hat -. der Hauptteil: -26 der ^;;.t Zuflußröhre einen im wesentlichen quadratischen Querschnitt. Und .; ist mit dem kreisförmigen oberen Ende 24 durch ein geeignetes;^;« i.-. Übergangsstück 28 verbunden. Unten am Teil 26-ist ein sich er*;: [ weiternder Kragen JO vorgesehen, der durch Füße J2 von eihem den ,· FlUssigkeitskörper begrenzenden Behälter-; oder Beckehboden j4 ab- , gestützt wird. Der Zwischenraum zwischen dem Kragen j50 und dem. ' Boden 34 bildet die Zuflußöffnung für die durch die;Zuflußrohre j angesaugte Flüssigkeit.. \ : /" ,-■ . i.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel kann die-} Strömung durch die ZufluiBröhr.e zur Veränderung des'Flüssigkeits- ί Standes im kegelförmigen Läufer durch ein einfaches Klappenventil 26 gedrosselt; werden. Wie Fig, 2 zeigt, enthält das Klappenventil eine Klappe 38, die über Augen 40 an einer Welle 42 befestigt ist, welche in Lagern 44 an gegenüberliegenden Wänden des Teiles26 der Zuflußrohre drehbar gelagert ist. Ein verlängertes Ende 46 der

^ 90988T7T361 V

Welle 42-reicht seitlich über den. Rand des kegelförmigen Läufers 10 hinaus und. ist in Lagern 48 an den Seitenwänden einer kastenförmigen Zahnstangenführung 50 drehbar gelagert, die über Platten 52 an der benachbarten Wand des Hauptteiles 26 der Zuflußröhre befestigt ist. Die Welle 42 kann zwischen zwei Endstellungen, die der größtmöglichen bzw. kleinstmöglichen Drosselung der Strömung durch die Klappe J5B entsprechen, durch ein Ritzel 54 gedreht werden, das in der Führung 50 am Ende 46 der Welle befestigt ist und mit einer Zahnstange 56 kämmt, die in der Führung 50 zwischen ei-, ner ihrer Wände und dem Ritzel 54 verschiebbar gelagert ist. Die ι Zahnstange 56 ist mit einer Stange 58 verbunden, die aus dem j Flüssigkeitskörper heraus zu einer Betätigungsvorrichtung, z.B. einem Hydraulikmotor 60 führt, die auf dem Träger l8 angeordnet ; ist und die Stange 5^;5 in Vertikalrichtung zu verstellen gestattet.

\ Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird eine Kre'is-■ oder Wirbelströmung in der Zuflußröhre nicht nur durch die unrunde Form des Teiles 26 der Zuflußröhre sondern auch durch die Klappe /58 verhindert.

Bei der in Fig. 'j und 4 dargestellten Ausführungsform ist die Einrichtung mit einer kurzen Ansaug- oder Zin'luiBröhre 70 "/er sehen* die über Streben 72 an einem nur teilweise dargestellten ■ Rahmen 74- befestigt ist, der auch den Antriebsmotor l6 für das -Wurfrad trägt. Der Rahmen 74 kann mit einem festen oder schwimmenden Träger (nicht dargestellt) verbunden sein. Das Ventil zur • Drosselung der Strömung von dem offenen unteren Ende der Zuflufij röhre in. das kegelförmige Wurfrad besteht in diesem Falle aus einem Mehrfach-Kläppenventil das, wie Fig. 4 zeigt, eine Anzahl von im wesentlichen kreissektorförmigen Klappen 76 enthält, die Γ Sich der in Fig. 4 gezeigten geschlossenen Stellung mit ihren ] Rändern überlappen. Die Klappen sind jeweils an. eigenen Betäti- gungswelien 78 befestigt, die- am einen Ende in.Lagern 80 an der ■ Zuflußrohre 70 gelagert sind. Bj3i Zuflußröhren großen Durchmessers ] können auah die inneren Enden der Wellen 7ö in einem Ring drehbar • gelagert sein.

Die Enden der"Wellen 78 sind außerhalb der Zuflußröhre mit Ritzeln 32 versehen,, die mit einem unterhalb von ihnen angeordneten Zahnring 34 kämmen, der in Ansätzen 86 drehbar an der Zuflu3-

_ 9 0 9 8 8 1 / 1 3 6 T 1ΑΘ ORIGINAL

j röhre gelagert ist. Eine der-Wellen 78 weist eine, über .,das züge j hörige Ritzel 82 hinausreichende Verlängerung 88 auf,: deren Ende ; mit dem einen Ende eines Schwenkhebels. 90 verbunden ist. -Das. an-¹ dere Ende des Hebeis 90 ist mittels eines Stiftes, der. von einem Schlitz 94 aufgenommen wird, schwenkbar mit einer Betätigungs- , '. stange 96 verbunden, die durch rohrförmige Führungen 72' an einer der Streben 72 gelagert ist und senkrecht nach oben aus. der Plüs- : sigkeit heraus zu einem am Rahmen 74 befestigten Stellmotor 98 führt. Wenn die Wellenverlängerung 88 durch Betätigung des beschriebenen Gestänges gedreht wird, dreht das zugehörige Ritzel 82J über den Zahnring 84 alle anderen Ritzel und verstellt dadurch ^! die Klappen 76 in gleicher Weise in die gewünschte Stellung. . j

Bei voll geöffnetem Ventil stehen die Klappen alle im wesentlichen senkrecht und bilden dabei einen erheblichen Widerstand gegen eine Wirbelströmung in der Zuflußröhre ,welche Wirbelströ- j raung zu einer Absenkung des Flüssigkeitsspiegels im kegelförmigen ] Wurfrad "unter den bei der voll geöffneten Stellung des Ventiles gewünschten Maximalwert zur Folge haben könnte. Wenn die Klappen teilweise geschlossen sind, ändert sich ihr Einfluß dahingehend, daß sie eine Wirbelströmung nun nicht mehr behindern sondern sogar fördern. Eine solche gesteuerte Wirbelströmung ist jedoch wünschenswert, wenn die Strömung durch das Ventil gedrosselt wird, da sie den Strömungswiderstand der Klappen bezüglich der Absenkung des Flüssigkeitsstandes im Wurfrad unterstützt. .

Das in Fig. 5 dargestellte Ausführungsbeispiel enthält eine Zuflußrohre'100, die einen beliebigen, z.B., wie dargestellt, runden Querschnitt haben kann und durch Füße 102 getragen wird, die von einem sich nach unten erweiternden Teil 104 zum Boden eines Tanks I06.reichen, an dem sie befestigt sind. Die eigentliche Belüftungseinrichtung ist an einem Träger IO8 befestigt, der auf den Seitenwänden des Tankes ruht. Der Zwischenraum zwischen dem unteren Ende des sich erweiternden Teiles .104 und dem Boden des Tankes bildet einen Einlaß, der so bemessen ist, daß in die Zuflußröhre eine vorgegebene Mindestmenge an Flüssigkeit . einströmen,.kann;, die Strömung zu diesem unteren Einlaß verläuft 4ni^v/es-entlichen .längs der ausgezogen gezeichneten Pfeile von der Belü-ftUiJgseinrioiitung längs der. Oberfläche des Flüssigkeitskörpers!

909881 Al 3 6 1- --

und -dann längs der Wände und quer über den Boden. Diese Mindestströmung reicht aus.um die Wände des Tanks säuberzuhalten, sie ist; jedoch so gedrosselt, daß sich bei der Nenn-Drehzahl des Wurfradeii in diesem" ein Flüssigkeitsstand einstellt, der dem gefordertentiefsten Wert entspricht. Der untere Einlaß entspricht also der am stärksten drosselnden Einstellung der Ventile bei dem anderen Ausführungsbeispiel. »

Längs der Zuflußrohre 100 sind noch im Abstand voneinander angeordnete Hilfseirilässe vorgesehen, von denen drei, die gleiche Breite und Länge haben, bei 110, 112 und 114 gestrichelt dargestellt sind, da sie durch eine Schieberplatte 116 verschlossen sind, die in Führungen H8, die außen an der Zuflußröhre befestigt sind, in Vertikalrichtung verstellbar ist. Die Schieberplatte 116 hat? drei öffnungen 120, 122 und 124, die" in der dargestellten geschlossenen Stellung der Hilfseinlässe alle unterhalb der Einlasse 110, 112 und 114 liegen. Die öffnungen 120, 122 und 124 haben dieselbe Breite wie die Hilfseinlässe 110, 112'und 114, jedoch verschiedene 'Längen und zwar ist die untere öffnung 120 dreimal, die mittlere öffnung 122 zweimal und die obere öffnung 124 genau so lang'(gerechnet in-der Verschiebungsrichtung der Platte 116) wie die Hilfseinlässe. In der geschlossenen Stellung der Schieberplatte 116 befinde't sich die öffnung 120 unmittelbar unterhalb des Hilfseinlasses 110, während die öffnung 122 in . j einem der Länge eines Einlasses entsprechenden Abstand unterhalb | des Einlasses 112 liegt und die öffnung 124 sich in einem. Abstand.), der der doppelten Länge eines ,Einlasses entspricht, unterhalb der öffnung 114 befindet.. - . _:

Mit einer solchen Anordnung ist es möglich, die Hilfsein-.: lasse 110, 112 und 114"in gewünschter Weise nacheinander zu-öffnen oder zu schließen, indem man die Schieberplatte llöjafebt-odör senkt. Wenn man die Platte 116 also um eine der^Länge^eiries-Einlasses entsprechende Strecke hebt, wird nur -der-'Einlafl Ί10 freigegeben, wenn man die Platte um eine Strecke-nach oben verschiffet, die gleich der doppelten Länge' eines Einlasses ist, werden die". ■■■ Einlasse 110 und 112 geöffnet" und" alle drei Einlasse werden'vöM geöffnet, wenn man die Platte um eine der dreifachen Länge'<&±ims Einlasses" entsprechende Strecke hebt. 'Beim Absenken^ der,iP

9a988 TV 1 36 -1

116 werden die Hilfseinlässe in der umgekehrten Eeihenfolge wieder geschlossen. Beim öffnen eines Hilfseinlasses nimmt die Strö-; mung der Flüssigkeit durch die Zuflußröhre in das kegelförmige Wurf rad 10 und damit die Ausgangsleistung und die Belüftung ent ^ .^: sprechend zu. Gleichzeitig erhöht sich dadurch auch das pro Zeiteinheit im Tank umgewälzte Flüssigkeitsvolumen, von dem ein Tell i durch die geöffneten Hilfseinlässe abgezweigt wird, wie durch die gestrichelten Pfeile angedeutet ist. Diese abgezweigte Strömung erhöht die Beluftungsintensitat indem sie tote Bereiche in der Flüssigkeit ausschaltet, was erwünscht ist, wenn eine den Mindestwert übersteigende Belüftungsintensität gefordert wird. Da die durch die Hilfseinlässe abgezweigte Strömung dem zusätzlichen \ Durchsatz durch die Einrichtung entspricht, ist sie -auch_ nicht ! für die durch die ausgezogen gezeichneten Pfeile angedeutete, j reinigende Randströmung erforderlich. ^χ _ -

Die Platte 116 kann einfach mittels eines Kabels 126 verstellt werden, welches am oberen Ende der Platte befestigt ist ; und über eine Rolle 128 läuft, die an der Zuflußrohre angebracht ist, und das zu einer nicht dargestellten Winde oder dergl. an. der Seite des Tanks führt. Eine entsprechende Anordnung von-Hi;lfs-f einlassen, Schieberplatte und Betätigungsvorrichtung kann an.der gegenüberliegenden Seite der Zuflußrohre vorgesehen sein. Die Anzahl der Hilfseinlässe und ihre Größe kann selbstverständlich in W Abhängigkeit von der Länge der Zuflußröhre, der Tankgröße,,der Größe und Kapazität der Belüftungseinrichtung und anderen Parametern bemessen werden. Die beschriebene Ausführungsform zeichnet sictr durch besondere Einfachheit aus, man kann selbstverständlich aber auch die Hilfseinlässe anstelle der Schieberplatte'1.16 ■mitgetrennten ■■Verschlußschiebern, oder -klappen versehen, die schwenk^ bar-, drehbar oder verschiebbar gelagert» un4 einzeln „oder gemeinsam durch Kabel oder andere Vorrichtungen betätigbar SeIn, können. Anstelle einer oder mehreren Platten kann auch ein einziges, ,rpjirformales Verschlußglied vorgesehen sein, das das mit,Hilfseinlässen versehene Stück der Zuflußrohre umgibt und drehbar „jgela-giert istv-so, daß öffnungen, die in diesem Verschlußglied vorgesehen siHLd_st;4urch Verdrehen des Verschlußgliedes mittels eines geeignet ten Mechanismus ganz, teilweise oder gar nicht in Deckung mit den

909881/1361"

Hilfselnlässen gebracht werden können. _v .

Obwohl in den Zeichnungen nur einzelne Belüftungseinrichtungen dargestellt sind, wird man bei der Belüftung eines einzigen Flüssigkeitskörpers in der Praxis häufig mehrere Belüftungseinrichtungen gemäß der Erfindung verwenden. Eine der nützlichsten Anwendungen der Erfindung ist sogar die sogenannte stufenweise Belüftung, bei der Belüftungseinrichtungen in einer oder mehreren j Reihen in einem langen Tank angeordnet sind, dem die zu belüftenj de Flüssigkeit am einen Ende zugeführt wird und von dem die bei_Tüftete Flüssigkeit am anderen Ende abgesogen wird. Bei einer "solchen Anordnung soll die Belüftungsintensität gewöhnlich ab- ! nehmen während die Flüssigkeit zum Auslaßende strömt. Wegen der hohen Kosten für Einzelantriebe oder verschiedene Untersetzungsgetriebe mußte man bisher jedoch darauf verzichten, die Belüftungsintensität von Belüftungseinrichtung zu Belüftungseinrichtung zu verringern und man hat die Belüftungseinrichtungen daher zu Gruppen zusammengefaßt, die gleichförmig betrieben werden,

aer
wobei die erste Gruppe mit/höchstenBelüftungsintensität arbeitet. Durch die vorliegende Erfindung ist es nun aber ohne weiteres möglich geworden, .die Belüftungsintensität der einzelnen Belüftungseinrichtungen einer gemeinsam betriebenen Gruppe individuell zu regeln und abzustufen und damit eine wesentlich bessere Kontrolle über die endgültige Belüftung zu erreichen.

Mit der Erfindung ist es auch möglich, die durch eine Be- ; lüftung bewirkte Sauerstoffanreicherung zwischen gewünschten Grenzen wie, 1 bis 2 Teile pro Million mittels einer Sauerstoffanalysiereinrichtung, z.B. elektrischen Senden, die in den Flüssigkeitskörper eintauchen, automatisch zu regeln. Bei einer solchen Regelung kann das Stellglied für die Ventilbetäuigungsanordriung einer Oder mehrerer BelüftungseinrichtunsengemäS der Erfindung j automatisch so betätigt werden, daß sich, eine Erhöhung oder Er-■'iitedrigung-des Flüssigkeitsstandes im Behälter des Wurfrades ent- ^^ der Anzeige der Analyseeinrichtung und dem Sauerstoff f-

^ 5 ,, Heim in.Reihen angeordnete Beiüftungseinriehtungen gemäß : l.d.em ,in Fig. 5. dargestellten Ausführungsbeispiel' in einem einzigen Eiüssigkeitskörper ohne Wände ""zwischen den einzelnen Belüftiüngs-

9Ο9881/136Λ,,----

einrichtungen verwendet werden,rist<i die" Strömungsverteilung,, die sich bei Wechselwirkung der Strömungen der aufeinanderfolgenden Be lüf tungseinri chtungen einstellt, im wesentlichen gleich der, die ! in Fig. 5 durch die ausgezogen gezeichneten Pfeile därgVs1;eIlt * ist. Selbstverständlich ist das Ausführungsbeispiel gemäß Fig/ B nicht auf eine Verwendung in einem Tank beschrähkti da die BiI^" j dung von i toten Zonen mit nicht genügend"umgewälzter FlÜsäigkeit* bei den meisten Belüftungseiririchtungen für Flüssigkeitskörper" '' nennenswerter Tiefe ein Problem darstellt. " '* " ~''^k'"'"''

πον

.·;■ --ι.·- - ·■■ -■*■■/■-

■*· ■ ϋ-.^;ΐ; ■

iM^-m-^ü^ \,:-i> ν

INSPEGTED

Claims

Jh c-

1.J Mechanische Oberf lächenbe^üftungselnrichtung zur Einführung von Lvift in einen grpßen^^piüs.Hgifeitskörper^ . mit. einem Wurf rad, das,in der Flüssigkeit In der.,Nähe,der,Grenzfläche zwischen der Flüsslgkeit.undtder Luft, arbeitet, die.Flüssigkeit,heftig umrührt und ver spr. i t ζ ti. und> e iner VR?5ir 9^WiS -- SW? XfT^Pf?^¹™ ^der Eint auchtiefe des Wurfrades während des Betriebes ohne Änderung seiner Drehzahl, dadurch gekennzeichnet, daß das Wurfrad (10) von einem Behälter umgeben ist, der einen offenen Oberteil hat, durch das das Wurfrad Flüssigkeit aus dem Behälter herausschleudert, und mit einer Einlaßanordnung versehen ist, durch die Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitskörper unterhalb von dessen Oberfläche in den Behälter strömen kann, und Gaß die Einlaßanordnung mit einer Ventilanordnung (56.in Fig. 1 und 2; .JjS, In Fig. 4; 110, 112, 114, II6 in Fig. 5) versehen ist, die den FlUssigkeitsdurchsatz vom Flüssigkeitskörper in den Behälter und damit den Flüssigkeitsstand im Behälter zu steuern gestattet.

2.) Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßanordnung eine vorzugsweise senkrechtstehende Zuführungsröhre (22, 70, 100) umfaßt, die mit der Ventilanordnung (36; 76; 110, 112, 114, II6) versehen ist.

3.) Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch, gekenn-^ ζ e lehnet , daß die Ventilanordnung eine in der Zuflußröhre (22, ΙΟ) mindesten· eine beweglich montiert· Klappe (36, 76) enthält,

4.) Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung eine Anzahl von öffnungen (110, 112, 114) in der Zuflußrohre (100) entnlit, die in Längsrichtung der Zuflußröhre im Abstand voneinander angeordnet sind, und daß eine Vorrichtung (116) vorgesehen ist, durch dl· die Offnungen in einem gewünschten Örad itui Plüi*igleelt»WJrj>«r geöffnet werden Mtomen.

5.) Einrichtung nach einen der vorhergehenden Ansprüche, d a -durch gekennzeichnet, daß da· Wurf rad (10) einen umlaufenden kegelförmigen Mantel «nthält, der den B«hiü«r

ΪΑΒ:'QBIGINAL

• »φ * *

bildet.

6.) Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge ken n zeichnet, daß der größere Teil (26) der Zuflußröhre einen im wesentlichen quadratischen Querschnitt hat.

Leerseite

" ä? g. 'S Jf

O "i iS .

,-ν; " ί ur^:'^<:'"¹Ia:., ■' :■■■.»ι-γ·".