DE19645733A1 - Vorrichtung zur Beeinflussung der Abströmung aus einer Coanda-Tulpe mittels Steuerscheibe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beschickung von Rundbecken durch Abwasser über eine Rohrleitung und eine soge­ nannte Coanda-Tulpe, bestehend aus einer an die Rohrleitung ansatzlos sich anschließenden trompetenförmigen symmetrischen Aufweitung, mit einer Steuerscheibe.

Eine solche Vorrichtung ist bekannt aus der PCT/EP92/01596.

Solche Coanda-Tulpen haben sich bewährt. Insbesondere bei vor­ geschalteter Drallkammer mit der Anordnung einer Steuerscheibe mit relativ großem Durchmesser waren die Beschleunigungen im Bereich der Steuerscheibe so groß, daß der Impulseintrag in das Becken relativ groß war, was entsprechend große Massen in Bewe­ gung setzte, was für die Sedimentation gegebenenfalls abträglich war.

Aber selbst mit diesen Verhältnissen bedeutete die Coanda-Tulpe einen bedeutenden Schritt vorwärts auf dem Gebiet der Mittel­ bauwerke.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, zusätzliche Be­ schleunigungen beim Eintritt in das Becken zu verringern oder gegebenenfalls ganz aufzuheben und so den Volumenstrom des im Strahl mitgeführten Fluids im Becken zu verringern. Zudem soll die Phasentrennung maximiert werden.

Erreicht wird dies erfindungsgemäß überraschend dadurch, daß die Steuerscheibe konzentrisch innerhalb der Aufweitung angeordnet und längs der Symmetrieachse von Rohr und Tulpe verschiebbar ausgebildet ist.

Zweckmäßig ist die Steuerscheibe bis nahe an die Ebene der Rand­ begrenzung der Aufweitung verschiebbar bzw. einstellbar, d. h. bei vertikal angeordneter Coanda-Tulpe bis in die Höhe der Aus­ trittsebene der Aufweitung.

Die Steuerscheibe kann auch fix, insbesondere im oder nahe dem Bereich des Austritts der trompetenförmigen Aufweitung angeord­ net sein.

Die bisher kreisrunde flach ausgebildete Steuerscheibe kann oben kegelförmig sein und so den Schlamm besser abrutschen lassen.

Die Befestigung kann über ein Achsenkreuz nach außen an der Tulpe erfolgen. Die Verschiebungseinrichtung der Steuerscheibe kann von mechanischem oder hydraulischem Typ sein.

Durch die Verschiebung der Steuerscheibe wird die zwischen Tul­ penrand und der Berandung der Steuerscheibe gebildete Spaltweite mit zunehmender Entfernung vom Beginn der Aufweitung vergrößert.

Ist die Fläche des so gebildeten Spaltes größer als die Fläche des Zulaufrohres, so entfällt die zusätzliche Beschleunigung der Strömung nach der Steuerscheibe. Dadurch werden nicht nur die Strömungsverluste beim Durchströmen der Coanda-Tulpe verringert, sondern auch die Einmischvorgänge hinter der Steuerscheibe so beeinflußt, daß die Zunahme des Volumenstroms des im Strahl mitgeführten Fluids wesentlich verringert wird. Der Energieein­ trag ins Becken wird somit verringert, was günstige Auswirkungen auf die Phasentrennung im Sedimentationsreaktor hat.

Die Verstellbarkeit der Scheibe ermöglicht es zudem, für jedes Becken in Abhängigkeit der Betriebskennwerte eine optimale Ein­ stellung zu finden, bei der die Phasentrennung maximiert wird.

Selbstverständlich kann der Coanda-Tulpe neben dem Zuführungs­ rohr so wie bei der oben genannten PCT/EP92/01596 eine Drall­ kammer vorgeschaltet sein.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung soll nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden, in der

Fig. 1 eine Draufsicht,

Fig. 2 eine geschnittene Seitenansicht zu Fig. 1 und

Fig. 3 eine Variante zu Fig. 2 ist.

Nach Fig. 1 und 2 ist ein trompetenförmiger oder torusförmiger Körper 4, im folgenden trompetenförmiger Körper genannt, vor­ gesehen. Zur Erzeugung eines Ringspaltes 30 ist eine kreisrunde Steuerscheibe 2 eingebracht. Die Steuerscheibe ist, wie im Prin­ zip in Fig. 2 zu sehen, auf- und abbeweglich und gegebenenfalls zur Feineinstellung in begrenztem Maße hin und her beweglich (bei 18), und zwar bei vertikaler Anordnung der Coanda-Tulpe gemäß der vertikalen Symmetrieachse. Die Bewegungseinrichtung kann von mechanischem oder hydraulischem Typ sein. In Fig. 2 erkennt man ein Führungsstück 90, innerhalb dessen die Spindel 10, die mit der Steuerscheibe 2 verbunden ist, durchläuft. Die Führung 90 und damit die Steuerscheibe sitzt an einem Achsen­ kreuz 92, das aus kreuzförmig angeordneten Streben, die an der Tulpe 8 fest sind, gebildet sein kann.

Zusätzliche Streben unterhalb des Befestigungskreuzes, die zum Tulpenrand führen (nicht dargestellt), vermeiden gegebenenfalls Schwingungen.

Es ist auch möglich, die Befestigung über 3 Streben auszuführen. Diese sind dann unter 120° im gleichen Abstand am Beginn der Aufweitung angeordnet.

Je nach Heben und Senken der Steuerscheibe 2 ändert sich die Größe der Spaltweite 30 und damit der Energieeintrag.

Nach einer abgeänderten Ausführungsform (Fig. 3), die sonst Fig. 2 gleicht, trägt die Steuerscheibe 2 eine keglige Erhöhung 98, längs der Schlamm oder sonstige Sedimentationsmaterialien ab­ rutschen können.

Ausbildung und Betrieb der der Einströmung dienenden Vorrichtung sind wie in der oben genannten PCT beschrieben, deren Inhalt hiermit als in die vorliegende Offenbarung aufgenommen betrach­ tet wird.

Mit R ist der Radius der Coanda-Tulpe mit β der Öffnungswinkel der Tulpe, der beispielsweise zwischen 70 und 120° liegen kann, bezeichnet.

Es ist allgemein überraschend, daß neben dem angestrebten Er­ folg, die Unruhe im Becken zu beheben, trotz allem gefunden wurde, daß der Coanda-Effekt weiterhin voll wirksam bleibt, auch selbst dann, wenn die Spaltdurchtrittsfläche größer als die Querschnittsfläche des Zulaufrohres ist. In Fig. 2 ist über der Steuerscheibe genauso wie bei der oben erwähnten PCT die freie Trennfläche der Strömung angedeutet (wirkt wie eine Tulpe in der Darstellung).

Der Einbau der Scheibe im Bereich 6 (zwischen Rohr und Tulpe) (wie bei der Basisanmeldung) kann natürlich auch vorgenommen werden, d. h. er ist nicht auszuschließen, bildet aber keinen Teil der vorliegenden Erfindung. Mit 7 ist das Zulaufrohr be­ zeichnet, 8 ist die Abreißkante der Tulpe bzw. der trompetenför­ mige Körper bzw. der Torus, 4 ist als Rotationskörper als aus einer konvex gekrümmten kontinuierlichen Raumkurve entstanden anzusehen, wobei "trompetenförmig" als vereinfachte Definition anzusehen ist.

Die Befestigung der Steuerscheibe kann auch außerhalb der Tulpe vorgenommen werden, die Steuerscheibe kann auch aufgeständert sein. Bei Verschiebung der Steuerscheibe bewegt sich die Füh­ rung 90 längs der Spindel 100.

Eventuell auftretenden ungleichförmige Anströmungen durch das Dükerrohr können durch eine quer zur Symmetrieachse von Rohr und Tulpe verschiebbare Steuerscheibe ausgeglichen werden.

Es ist auch möglich, die Steuerscheibe mit einem Führungsrohr fest zu verbinden, das in oder auf einem anderen, etwa über ein Gerüst oder ein Kreuz mit der Coanda-Tulpe verbundenen Rohr gleitet und durch Beaufschlagung durch hydraulischen Druck die Scheibe anzuheben und abzusenken.

Claims (16)

1. Vorrichtung zur Beschickung von Rundbecken durch Abwasser über eine Rohrleitung und eine sogenannte Coanda-Tulpe, beste­ hend aus einer an die Rohrleitung ansatzlos sich anschließenden trompetenförmigen symmetrischen Aufweitung, mit einer Steuer­ scheibe, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerscheibe konzentrisch in­ nerhalb der Aufweitung angeordnet und längs der Symmetrieachse von Rohr und Tulpe verschiebbar ausgebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerscheibe bis nahe an die Ebene der Randbegrenzung der Aufweitung verschiebbar bzw. einstellbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerscheibe quer zur Symmetrieachse von Rohr und Tulpe verschiebbar zur Feineinstellung verschiebbar ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß bei vertikal angeordneter Coanda-Tulpe die Steuerscheibe vertikal nach oben bis in die Höhe der Aus­ trittsebene der Aufweitung verschiebbar ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerscheibe fix, insbesondere im oder nahe des Bereich(s) des Austritts der trompetenförmigen Aufweitung angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die gegebenenfalls kreisrunde in ihrem Grund­ körper flach ausgebildete Steuerscheibe oben kegelförmig ausge­ bildet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringspaltbreite zwischen Innenumfang der Berandung und der Steuerscheibe veränderlich ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerscheiben unterschiedliche Größe und Form haben.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung für die Bewegungseinrichtung der Steuerscheibe unterhalb des Tulpenrandes angebracht bzw. befestigt ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung für die Bewegungseinrichtung der Steuerscheibe auf Randhöhe der Tulpe angebracht ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungseinrichtung durch kreuzförmig angeordnete Stre­ ben (Fig. 1) gebildet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei Tulpen großen Durchmessers diese Befestigungen zur Vermei­ dung von Schwingungen auch durch zusätzliche schräge Streben gesichert werden, welche unterhalb des Befestigungskreuzes zum Tulpenrand geführt werden.

13. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei kleinen Tulpendurchmessern die Befestigung durch drei Stre­ ben gebildet wird, welche jeweils um 120° versetzt im gleichen Abstand vom Beginn der Aufweitung angeordnet sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebungseinrichtung der Steuerscheibe von mechanischem, hydraulischem oder pneumatischem Typ ist.

15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsfläche der Spaltweite größer als die Fläche des Zulaufrohres ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerscheibe so gelagert ist, daß sie sich durch den hy­ draulischen Staudruck in der Höhenlage selbst einregeln kann.