DE2240847A1

DE2240847A1 - Surface aeration impeller - with extension flaps hinged to blades for angle of incidence adjustment

Info

Publication number: DE2240847A1
Application number: DE2240847A
Authority: DE
Inventors: Manfred Illmer
Original assignee: Heinrich Koppers GmbH
Current assignee: Heinrich Koppers GmbH
Priority date: 1972-08-19
Filing date: 1972-08-19
Publication date: 1974-02-28

Abstract

A surface aeration impeller for fluids (esp. waste water) in ludes an inner and an outer cone which are immersed in the surface and between which blades are uniformly distributed. The impeller revolves around the axis of rotation. Triangular flaps are attached to hinges at the lower edge of the blades, their bottom points contact a ring in the cylindrical extension of the outer cone so that the angle of incidence can be changed by changing the height of the ring.

Description

Vorrichtung zum Umwälzen und Belüften einer Flüssigkeit Di orliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Umwälzen und Belüften einer Flüssigkeit. die im Bereich der Flüssigkeitsoberfläche in die Flüssigkeit eingetaucht ist. Device for circulating and aerating a liquid in the room The invention relates to a device for circulating and aerating a liquid. which is immersed in the liquid in the area of the liquid surface.

Derartige Vorrichtungen, die in der Praxis oft in Form von sogen. Such devices, which in practice often take the form of absorbed.

Oberflächenbelßftungskreiseln benutzt werden, sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Eine bekannte Ausfthrungsform sieht beispielsweise vor, dass zwischen einem äusseren und einem inneren Konus über den gesamten Umfang gleichmässig verteilt Schaufeln angeordnet sind, eo dass ein turbinenradähnliches Gebilde entsteht, welches um seine zentralsymmetrisch angeordnete Rotationsachse drehbar ist und bei dessen Rotation die gewünschte Umwälzung und Belüftung der Flüssigkeit stattfindet. Surface ventilation gyroscopes are used in various Embodiments known. A known embodiment provides, for example, that between an outer and an inner cone over the entire circumference evenly blades are arranged in a distributed manner, so that a structure similar to a turbine wheel is created, which is rotatable about its centrally symmetrically arranged axis of rotation and at whose rotation the desired circulation and aeration of the liquid takes place.

Diese Konstruktion, bei der natürlich viele Varianten, insbesondere 3m Hinblick auf die Ausgestaltung der Schaufeln, möglich sind, wird in der Praxi zur Belüftung von A@wasser häufig benutzt. Der Einsatz kann dabei sowohl in Verbindung mit einem Steigrohr als auch ohne dieses erfolgen.This construction, of course, many variants, in particular With regard to the design of the blades, it is possible in practice Often used to aerate A @ water. The use can be both in connection with and without a riser.

Obwohl im allgemeinen mit dieser Konstruktion sehr befriedigende Ergebnisse erzielt werden, so hat es sich doch gezeigt, dass inabesondere beim praktischen Betrieb von Oberflächenbelüftungskreiseln mit grosse@ Durchmesser gewisse Schwankungen in der Stromaufnahme und damit in der Leistung des Oberflächenbelüftungskreisels auftraten, über deren Ursachen sich die Fachwelt zunächst nicht im Klaren war.Although in general very satisfactory results with this construction be achieved, it has been shown that especially in the practical Operation of surface ventilation gyroscopes with a large diameter, certain fluctuations in the power consumption and thus in the performance of the surface ventilation gyro occurred, the causes of which the experts were initially not clear.

Eingehende Untersuchungen der Anmelderin haben gezeigt, dass die Ursache für diese Erscheinung in einer nicht vollständigen Fnllung der Schaufelkanäle des Oberflächenbelüftungskreisels mit Flüssigkeit bei bestimmten Drehzahlen und Leistungen zu suchen ist. Die dabei in die Schaufelkanäle eintretende Luft führt zu einem Abriss der Fördersäule. Der nachfolgend auftretende Druckanstieg im umgebenden Medium führt dann zu einer erhöhten Förderleistung. Diese wechselseitig auftretenden Erscheinungen verursachen die Schwankungen in der Leistung und in der Stromaufnahme des Oberflächenbelüftungskreisels. Es liegt auf der Hand, das dabei auch Schäden an den elektrischen und mechanischen Antriebsvorrichtungen des Oberflächenbelüftungskreisels auf treten kennen.In-depth investigations by the applicant have shown that the cause for this phenomenon in an incomplete filling of the blade channels of the Surface aeration gyroscope with liquid at certain speeds and powers to look for. The air entering the blade channels in the process leads to a tear the funding pillar. The subsequent rise in pressure in the surrounding medium leads then to an increased delivery rate. These mutually occurring phenomena cause the fluctuations in the performance and in the power consumption of the surface ventilation gyro. It is obvious that doing this will also damage the electrical and mechanical Drive devices of the surface ventilation gyroscope know to occur.

Der vorliegenden Erfindung lag deshalb die Aufgabe zugrunde, die Konstruktion des Oberflächen;beiüftungskreisels durch geeignete Masnahmen so zu verbessern, dass die weiter oben geschilderten Schwankungen in der Leistung vermieden bzw. ausgeglichen werden können.The present invention was therefore based on the object of the construction of the surfaces; to improve ventilation gyroscopes by taking suitable measures so that the fluctuations in performance described above are avoided or evened out can be.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch einen Oberflächenbelüftungskreisel der weiter oben geschilderten Art, der dadurch gekennzeichnet ist, dass an der Unterkante der Schaufeln vermittels der Scharniere dreiecksförmige Schaufeln befestigt sind, deren untere Spitze auf einem in seiner Höhenlage im Bereich der zylinderförmigen Verlängerung des ausleeren Konus verstellbaren Einstellring lose aufliegt.According to the invention, this object is achieved by a surface ventilation gyro of the type described above, which is characterized in that at the lower edge the blades are attached to the triangular blades by means of the hinges, its lower tip on one in its height in the area of the cylindrical Extension of the empty cone, the adjustable setting ring rests loosely.

Durch die Verstellung der Höhenlage des Einstellringes der erfindungsgemessen Vorrichtung ist es möglich, den Anstellwinkel, den die unteren dreiecksförmigen Schaufeln zur senkrechten Achse des Förderstromes bilden, zu verändern . Durch die Veränderung des Anstellwankels gelingt es, die betriebliche Umstellung des Oberflächenbelüftungskreisels von der Wirkunsgweise als Schöpfrad zur WirkunWsweise als Zentrifugalpumpe und umgekehrt ohne Betriebsstörungen und Schwankungen durchzuführen.By adjusting the height of the adjusting ring according to the invention Device it is possible to adjust the angle of attack, the lower triangular Form blades to the vertical axis of the flow rate to change. Through the Change of the angle of inclination succeeds in the operational conversion of the surface ventilation gyro from working as a bucket wheel to working as a centrifugal pump and vice versa to carry out without malfunctions and fluctuations.

Die Wirkungsweise des Oberflächenbelüftungskreisels als Schöpfrad ist dabei gegeben, wenn eine Teilbelüftung der Schaufelkanäle unter ungehindertem Zutritt der Außenluft gewährleistet ist. Die Wirkungsweise als Zentrifugalpumpe ist demgegenüber dann gegeben, wenn alle Schaufelkanäle vollständig mit der zu fördernden Flüssigkeit gefüllt sind.How the surface ventilation gyro works as a bucket wheel is given when partial ventilation of the blade channels is below unimpeded Access to the outside air is guaranteed. How it works as a centrifugal pump In contrast, this is the case when all of the vane channels are completely connected to the Liquid are filled.

Es hat sich gezeigt, da durch Verlnderung der Stellung der unteren, dreiecksförmigen Schaufeln theoretisch jede gewünschte und praktisch jede betrieblich notwendige, von der Kreiselgrösse abhängige Sauerstoffeintragsleistung erzielt werden kann. Sinkt die Leistung des Oberflächenbelüftungskreisels ab, so werden die dreiecksförmigen Schaufeln flacher eingestellt, d. h. der Anstellwinkel wird größer. Steigt dagegen umgekehrt die Leistung an, so wird die Schaufeleinstellung steiler vorgenommen, d. h. der Anstellwinkel wird kleiner. Diese Aussage gilt für den Betrieb des Oberflächenbelüftungskreisels mit schleppender Stellung der Schaufeln. Bei einem Wechsel der Drehrichtung ist analog dem geschilderten Leistungsverhalten ebenfalls eine Leistungsregelung im höheren Leistungabereich möglich. Hierbei arbeitet der Oberflächenbelüftungskreisel ab einer bestimmten Leistungsaufnahme als Zentrifugalpumpe mit konstantem, nicht schwankendem Leistungsbild in den einzelnen Einstellungen.It has been shown that by changing the position of the lower, triangular blades theoretically any desired and practically any operational necessary, depending on the size of the gyroscope, oxygen introduction rate can be achieved can. If the performance of the surface aeration gyro decreases, the triangular ones become Blades set shallower, d. H. the angle of attack increases. On the other hand, it rises conversely, the power increases, the blade setting is made steeper, d. H. the angle of attack becomes smaller. This statement applies to the operation of the surface ventilation gyro with a dragging position of the blades. When changing the direction of rotation analogous to the performance behavior described, a power control in the higher performance range possible. This is where the surface ventilation gyro works from a certain power consumption as a centrifugal pump with constant, not fluctuating performance in the individual settings.

Zur Sicherung und Stabilisierung der Förderleistung kann unter Umständen die Anordnung von Belüftungeschlitzen auf den oberen Schaufeln des Belüftungskreisels angebracht sein.To secure and stabilize the conveying capacity, under certain circumstances the arrangement of ventilation slots on the upper blades of the Ventilation gyro to be appropriate.

In der Abbildung ist die Seitenansicht der erfindungsgemässen Vorrichtung wiedegegeben. Die linke Elfte ist dabei bis zur Mittellinie hin aufgeschnitten. Man erkennt den inneren Konus 1 und den äußeren Konus 2. Der äußere Konus weist dabei nach unten hin die zylinderförmige Verlängerung 3 auf, die in ihrer Höhe so bemessen ist, das sie eine ausreichende Verschiebbarkeit des Einstellringes 9 gewährleistet. Zwischen den beiden Konen sind die Schaufeln 4 angeordnet und zwar sind diese Schaufeln gleichmässig über den gesamten Umfang des durch die Konen gebildeten Kreisels verteilt, so dass ein turbinenradähnliches Gebilde entsteht. Die Ausgestaltung und Anzahl der Schaufeln kann dabei von Fall zu Fall verschieden sein und kann von der in der Abbildung wiedergegebenen Ausführungsform abweichen. Am ineren Konus ist die zentralsymmetrisch angeordnete Rotationsachse 5 mit Hilfe der Schrauben 11 befestigt. Diese ist im vorliegenden Falle als Hohlachse ausgebildet und steht mit dem nicht dargestellten Antriebsaggregat in Verbindung, das den Oberflächenbelüftungskreisel in Rotation versetzt. Bei Rotation desselben tritt die Flüssigkeit von unten in diese ein und gelangt durch die von den Schaufeln 4 und den Konen 1 und 2 begrenzen Schaufelkanäle nach oben, wo sie durch den Au stritts spalt 6 austritt und über die Flüssigkeitsoberfläche verspritzt wird.The figure shows the side view of the device according to the invention reproduced. The left eleventh is cut open to the center line. You can see the inner cone 1 and the outer cone 2. The outer cone points while downward on the cylindrical extension 3, which in its height as is dimensioned that it ensures sufficient displaceability of the adjusting ring 9. The blades 4 are arranged between the two cones, namely these are blades evenly distributed over the entire circumference of the top formed by the cones, so that a structure similar to a turbine wheel is created. The design and number of the blades can be different from case to case and can be different from the one in the The embodiment shown in the illustration may differ. At the inner cone it is centrally symmetrical arranged axis of rotation 5 fixed with the aid of screws 11. This is in present case designed as a hollow axle and is not shown with the Drive unit in connection that rotates the surface ventilation gyro offset. When it rotates, the liquid enters it from below and passes through the blade channels delimited by blades 4 and cones 1 and 2 upwards, where it exits through the Au stritts gap 6 and over the liquid surface is splashed.

An den Unterkanten der Schaufeln 4 befinden sich gemäss der Erfindung die Scharniere 7, an denen die dreiecksfOrmigen Schaufeln 8 in der Weise aufgehängt sind, dass sie jeweils mit der unteren Spitze des Dreiecks auf dem Einstellring 9 lose aufliegen. Der Einstellring ist im Bereich der zylindrischen Verlängerung 3 des äußeren Konus 2 in seiner Höhenlage verstellbar, wodurch - worauf bereit weiter oben hingewiesen wurde - eine Veränderung des Ansteliwinkeis der unteren, dreiecksiörmigen Schaufeln 8 herbeigeführt wird, da diese ja mit ihren Spitzen nur lose auf dem Einstellring aufliegen.According to the invention, there are at the lower edges of the blades 4 the hinges 7 on which the triangular blades 8 are suspended in the manner are that they each match the lower tip of the triangle on the adjustment ring 9 lie loosely. The adjustment ring is in the area of the cylindrical extension 3 of the outer cone 2 adjustable in height, whereby - what ready next was pointed out above - a change in the angle of inclination of the lower, triangular Shovels 8 is brought about, since these with their tips only loosely on the adjustment ring rest.

Die Arretierung des Einstellringes in der gewünschten Höhenlage kann auf verlchiedene Art und Weise erfolgen, beispielsweise durch Schrauben. Sie kann aber auch, wie auf der rechten Hälfte der Abbildung angedeutet ist, durch einen stufenförmigen Raster 10 vorgenommen werden. The locking of the adjustment ring at the desired height can be be done in various ways, for example by screwing. she can but also, as indicated on the right half of the figure, by a step-shaped grid 10 can be made.

Die Verschiebung des Einstaliringes 9 und damit der dreiecksförmigen Schaufeln 8 kann von Hand oder mechanisch erfolgen. Ist das Letztere der Fall, so kann die Verschiebung auch in Abhängigkeit von dem in der Flüssigkeft gemessenen Sauerstoffgehalt automatisch geregelt werden. The displacement of the Einstaliringes 9 and thus the triangular Shoveling 8 can be done by hand or mechanically. If the latter is the case, so the displacement can also depend on that measured in the liquid Oxygen content can be regulated automatically.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann mit oder ohne Steigrohr betrieben werden. Ebenso kann natürlich die Rotationsachse höhenverstellbar ausgebildet werden. The device according to the invention can be operated with or without a riser pipe will. The axis of rotation can of course also be designed to be height-adjustable.

Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung handelt es sich, wie die Abbildung zeigt, um eine verhältnismässig einfache Konstruktion, die sich auch zum nachträglichen Einbau in bereits vorhandene Obe rflächenbelüftungskreisel eignet.The device according to the invention is like the illustration shows a relatively simple construction, which can also be used afterwards Suitable for installation in existing surface ventilation gyroscopes.

Claims

Device for circulating and aerating a liquid, in which between an outer and an inner cone evenly distributed over the entire circumference Blades are arranged and around the axis of rotation arranged in a centrally symmetrical manner rotatable and immersed in the liquid in the area of the liquid surface is, characterized in that on the lower edge of the blades (4) by means of the Hinges (7) triangular blades (8) are attached, the lower tip of which on one in its height in the area of the cylindrical extension (3) of the outer cone (Z> adjustable setting ring (9) is loosely attached.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the Adjusting ring (9) through the stepped grid (10) at the desired height is locked.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the adjusting ring (9) is locked at the desired height with screws.

4. Device according to claims 1 to 3, characterized in that the ventilation slots are arranged on the blades (4).

5. Device according to response 1 to 4, characterized in that that the adjustment ring (9) is adjusted mechanically and as a function of is controlled by the oxygen content measured in the liquid.

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