DE2164359C3 - Oberflächenbelüftungskreisel zur Eintragung von Luft oder einem anderen Sauerstoffgasgemisch in Abwässer oder ähnliche Flüssigkeiten - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Oberflächenbelüftungskreisel zur Eintragung von Luft oder einem anderen Sauerstoffgasgemisch in Abwasser oder ähnliche Flüssigkeiten, bei dem bei lotrecht verlaufender Rotations- <>5 achse ein Schaufelkranz aus einer Anzahl von in vertikalen Ebenen gekrümmten, geschlossenen Förderkanälen gebildet ist, deren äußere Umfangsfläche zumindest teilweise von einem nach oben divergierenden, geraden Kreiskegelstumpfmantel gebildet wird und deren Arsaugbereich mindestens annähernd vertikal und deren Austrittsbereich mindestens annähernd horizontal verläuft, derart, daß von unten in die Förderkanäle eintretende Flüssigkeit in diesen Kanälen um etwa 90° umgelenkt wird und in angenähert horizontaler Richtung am Umfang des Rotors austritt, und der mindestens einen weiteren, koaxial zum ersten Schaufelkranz angeordneten und diesen umgebenden Schaufelkranz aufweist.

Es ist bereits ein Oberflächenbeiüftungskreisel dieser Art zur Eintragung von Luft oder einem anderen Sauerstoffgasgemisch in Abwasser bekannt, bei welchem mit an den Förderschaufeln angebrachten Zakken eine Aufteilung der aus den Förderkanälen austretenden Flüssigkeitsströme erreicht wird (CH-PS 4 15 480).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Oberflächenbeiüftungskreisel der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei dem die Aufteilung der aus den Förderkanälen austretenden Flüssigkeitsströme und die Sauerstoffeintragleistung bei etwa gleichen Kreiselaußenabniessungen weiter verbessert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der den ersten, innersten Schaufelkranz umgebende zweite Schaufelkranz mit geschlossenen Förderkanälen versehen ist, d;e längs des allein die äußere Umfangsfläche der gleichmäßig gekrümmten Förderkanäle des ersten, innersten Schaufelkranzes bildenden geraden Kreiskegelstumpfmantels durchgehend von dem unteren Ansaugbereich der Förderkanäle des ersten, innersten Schaufelkranzes bis zu deren Austrittsbereich verlaufen.

Da die Ausströmrichtung der aus dem bzw. den äußeren Schaufelkränzen austretenden Flüssigkeit stark nach oben gerichtet ist und die Ausströmrichtung der aus dem innersten Schaufelkranz austretenden Flüssigkeit schneidet wird eine sehr starke Turbulenz in der aus dem erfindungsgemäßen Oberflächenbeiüftungskreisel austretenden Flüssigkeit und damit eine stark erhöhte Sauerstoffeintragleistung erzielt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Ansprüche 2,3 und 4.

Ausführungsformen des Oberflächenbelüftungskreisels nach der Erfindung sind in der Zeichnung beispielsweise dargestellt, die nachstehend näher erläutert wird. Es zeigen

Fig. 1 bis 5 teilweise im Schnitt verschiedene beispielsweise Ausführungsformen von Oberflächenbelüftungskreiseln.

Wie aus F i g. I ersichtlich, weist der dargestellte Oberflächenbeiüftungskreisel zwei konzentrisch zueinander und in radialer Richtung nebeneinander angeordnete Schaufelkränze 1 und 2 auf, wobei zwischen den beiden einander benachbarten Schaufelkränzen 1 und 2 eine Trennungswand 3 vorgesehen ist.

Bei vertikal verlaufender Rotationsachse 4 bildet der innere Schaufelkranz 1 eine Vielzahl von in vertikalen Ebenen gekrümmten Förderkanälen 5, derart, daß von unten in die Förderkanäle 5 eintretende Flüssigkeit in diesen Kanälen um etwa 90° umgelenkt und in angenähert horizontaler Richtung am Umfang des Rotors austritt.

Die zwischen den einzelnen Schaufeln der Schaufelkränze 1 und 2 gebildeten Förderkanäle 5 bzw. 6 sind über die Verbindungskanäle 7 bzw. 8 mit der Oberseite des Kreisels verbunden, zum Zweck, daß durch die Saugwirkung der durch die Förderkanäle 5 und 6 strö-

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menden Flüssigkeit ein Unterdruck an der in den Förderkanälen sich befindenden Mündung der Verbindungskanäle 7 und 8 erzeugt und durch diesen Sauerstoff oder ein Sauerstoffgemisch, wie z. B. Luft, angesaugt und mit der durch die Förderk.mäle 5 und 6 strömenden Flüssigkeit gut vermischt wird.

Auf diese Weise wird die zu belüftende Flüssigkeit bereits im Innern des Oberflächenbelüftungskreisels mit Sauerstoff angereichert.

Der äußerste Schaufelkranz 2 ist zur Bildung von geschlosstfien Förderkanälen 6 mit einer Außenwand 9 versehen. Die Förderkanäle 5 und 6 der beiden einander benachbarten Schaufelkränze 1 und 2 verlaufen, wie aus F i f. 1 deutlich ersichtlich, derart, daß die durch die in radialer Richtung nebeneinander sich be- «5 findenden Förderkanäle 5 und 6 strömende Flüssigkeit unmittelbar nach dem Austritt aus den letzteren intensiv miteinander vermischt wird.

Um die Lagerung des Oberflächerbelüftungskreisels zur einfacheren Ausbildung in axialer Richtung mögliehst wenig zu belasten, ist der Schaufelkranztragteil IO hohl ausgebildet, so daß er einen Schwimmkörper darstellt. Der Hohlraum des Schaufelkranztragteiles 10 ist derart bemessen, daß das Gewicht des Belüftungskreisels etwa dem durch den Hohlraum entstehenden Auftrieb entspricht.

Als Material für den Oberflächenbelüftungskreiscl wird zweckmäßigerweise Kunststoff, insbesondere glasfaserverstärktes Kunstharz oder rostfreier Stahl verwendet.

In F i g. 2 ist eine zweite beispielsweise Ausführungsform eines Oberflächenbelüfiungskreisels dargestellt, wobei Teile, die entsprechenden Teile des in F 1 g. 1 dargestellten Oberflächenbelüftungskreisels entsprechen, mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.

Dieser Oberflächenbelüftungskreisel weist drei konzentrisch zueinander und in radialer Richtung nebeneinander angeordnete Schaufelkränze 1, 2 und 11 auf, wobei zwischen den einander benachbarten Schaufelkränzen 1 und 2 bzw. 2 und 11 je eine Trennungswand 3 bzw. 12 vorgesehen ist.

Auch hier ist es so, daß bei vertikal verlaufender Rotationsachse der innerste Schaulelkranz 1 eine Vielzahl von in vertikalen Ebenen gekrümmten Förderkanälen 5 bildet, so daß von unten in diese Förderkanäle 5 eintretende Flüssigkeit in diesen Kanälen um etwa 90° umgelenkt wird und in angenähert horizontaler Richtung am Umfang des Rotors austritt.

Der äußerste Schaufelkranz 11 besteht aus Schaufeln 13, die radial nach außen gesehen, offene Förderkanäle 14 bilden, wobei die Schaufeln 13 sich angenähert schraubenlinienförmig längs der zwischen diesem und dem benachbarten Schaufelkranz 2 befindenden Trennungswand 12 erstrecken und an dieser befestigt sind. Zur Zuführung von Luft in die einzelnen Förderkanäle 5, 6 und 14 sind von den letzteren bis an die Kreiseloberfläche sich erstreckende Verbindungskanäle vorgesehen.

Auf diese Weise ergibt sich ein sehr einfach herzustellender Oberflächenbelüftungskreisel. Mit dem glei- to chen Schaufelkranztragteil kann nach dem Baukastensystem durch bloßes Anfügen der gewünschten Anzahl von Schaufelkränzer. ein Belüftungskreisel mit der benötigten Sauerstoffeintragungsleisiung hergestellt werden. Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Schaufeln eines Schaufelkranzes auf der, in radialer Richtung gesellen, außen sich befindenden Seite an einer den Schaufelkranz begrenzenden Wandung befestigt sind. Diese Wandung bildet dann nach der Montage die Trennungswand zwischen zwei benachbarten Schaufelkränzen bzw. die Außenwandung.

In F i g. 3 ist eine beispielsweise Ausführungsform eines Oberflächenbelüftungskreisels dargestellt, bei dem die Oberseite 20 des Kreiselkörpers sich bis über die Austrittsöffnungen der Förderkanäle 5 und 6 erstreckt. Durch diesen über die Austrittsöffnungen der Förderkanäle 5 und 6 sich erstreckenden Wandungsteil werden die aus den ersteren austretenden Wasserstrahlen in ihrer Richtung nach oben begrenzt und die Sprühnebelbildung vermindert.

Im Bereich der Eintrittskante 21 der Schaufeln des inneren Schaufelkranzes J sind Durchirinsöffnungen 22 vorgesehen, die bewirken, daß die Blasen von vor der Ansaugöffnung des Belüftungskreisels in die Flüssigkeit eingebrachten Sauerstoff oder eines Sauerstoffgemisches, wie beispielsweise Luft, während des Betriebes durch diese Durchtrittsöffnungen 22 hindurchgedrückt und dabei verkleinert werden, wodurch der Sauerstoffeintrag verbessert werden kann.

Bei der in Fig.4 dargestellten beispielsweisen Ausführungsform eines Oberflächenbelüftungskreiseis sind der Kreiselkörper und die Austrittsöffnungen der Förderkanäle 5 und 6 durch eine stillstehende Abdeckhaube 23 überdeckt, wodurch im Winter die Gefahr e>ner Eisbildung auf der Kreiseloberseite vermieden werden kann.

In F i g. 5 ist eine beispielsweise Ausführungsform eines Oberflächenbelüftungskreiseis dargestellt, welcher mit drei konzentrisch zueinander angeordneten Schaufelkränzen 1,2 und 11 versehen ist.

Der innerste Schaufelkranz 1 bildet bei vertikal verlaufender Rotationsachse 4 eine Vielzahl von in vertikalen Ebenen gekrümmten Förderkanälen 5, derart, daß \on unten in die Förderkanäle 5 eintretende Flüssigkeit in diesen Kanälen um etwa 90° umgelenkt wird und in angenähert horizontaler Richtung am Außenumfang des Kreisels austritt. An den Austrittskanten der Schaufeln dieses Schaufelkranzes I sind um je eine senkrecht zur Rotationsachse 4 in radialer Richtung verlaufende Schwenkachse geneigte Leitflächen 25 angeordnet, die sich in Umfangsrichtung des Kreisels über je einen Teil der einer Schaufei benachbarten Förderkanäle 5 erstrecken. Diese Leitflächen 25 bewirken eine zusätzliche Aufteilung der aus den Austrittsöffnungen der Förderkanäle 5 austretenden Flüssigkeit und erhöhen dadurch die mit der Umgebungsatmosphäre in Berührung kommende Flüssigkeitsoberfläche.

Bei genügend langer Ausbildung der Leitflächen 25 in radialer Richtung wirken diese zusätzlich noch als Ventilatorflügel und erhöhen damit die Luftzirkulation im Bereich der aus dem Belüftungskreisel austretenden Flüssigkeit, wodurch die Sauerstoffeintragung verbessert wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Oberflächenbeiüftungskreisel zur Eintragung von Luft oder einem anderen Sauerstoffgasgemisch in Abwässer oder ähnliche Flüssigkeiten, bei dem bei lotrecht verlaufender Rotationsachse ein Schaufelkranz aus einer Anzahl von in vertikalen Ebenen gekrümmten, geschlossenen Förderkanälen gebildet ist, deren äußere Umfangsfläche zumindest teilweise von einem nach oben divergierenden, geraden Kreiskegelstumpfmantel gebildet wird und deren Ansaugbereich mindestens annähernd ^vertikal und deren Aüstriftsbereich mindestens annähernd horizontal verläuft, derart, daß von unten in die Förderkanäle eintretende Flüssigkeit in c'iesen Kanälen um etwa 90° umgelenkt wird und in angenähert horizontaler Richtung am Umfang des Rotors austritt, und der mindestens einen weiteren, koaxial zum ersten Schaufelkranz angeordneten und diesen umgebenden Schaufelkranz aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der den ersten, innersten Schaufelkranz (1) umgebende zweite Schaufelkranz (2) mit geschlossenen Förderkanälen (6) versehen ist, die längs des allein die äußere Umfangsfläche der gleichmäßig gekrümmten Förderkanäle (5) des ersten, innersten Schaufelkranzes (1) bildenden geraden Kreiskegelstumpfmantels durchgehend von dem unteren Ansaugbereich der Förderkanäle (5) des ersten, innersten Schaufelkranzes (1) bis zu deren Austrittsbereich verlaufen.

2. Oberflächenbeiüftungskreisel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter, äußerster Schaufelkranz (11) vorgesehen ist, der aus Schaufeln (13) besteht, die radial nach außen gesehen offene Förderkanäle (14) bilden und sich zur Erzeugung einer von unten nach oben längs der Kreiseloberfläche verlaufenden Flüssigkeitsströmung mindestens angenähert schraubenlinienförmig längs der äußeren Umfangsfläche des benachbarten zweiten Schaufelkranzes (2) erstrecken.

3. Oberflächenbeiüftungskreisel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Austrittskanten der Förderkanäle (5) des innersten Schaufelkranzes (1) um senkrecht zur Kreiseldrehachse (4) in radialer Richtung verlaufende Schwenkachsen neigbare Leitflächen (25) angeordnet sind, die sich in Umfangsrichtung des Oberflächenbelüftungskreisels über einen Teil der Austrittsöffnungen der Förderschaufeln (6) des benachbarten Schaufelkranzes (2) erstrecken.

4. Oberflächenbeiüftungskreisel nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die radial verlaufenden Austrittskanten von, in radialer Richtung gesehen, benachbarten Förderkanälen, in der Draufsicht gesehen, gegeneinander versetzt sind.