DE2355639A1 - DEVICE FOR DELIVERY AND GASIFICATION OF A LIQUID GAS MIXTURE - Google Patents

DEVICE FOR DELIVERY AND GASIFICATION OF A LIQUID GAS MIXTURE

Info

Publication number
DE2355639A1
DE2355639A1 DE19732355639 DE2355639A DE2355639A1 DE 2355639 A1 DE2355639 A1 DE 2355639A1 DE 19732355639 DE19732355639 DE 19732355639 DE 2355639 A DE2355639 A DE 2355639A DE 2355639 A1 DE2355639 A1 DE 2355639A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
impeller
liquid
gas
pressure
channels
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19732355639
Other languages
German (de)
Inventor
Ernst Dipl-Ing Braun
Josef-Ing Hofschneider
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vogelbusch GmbH
Original Assignee
Vogelbusch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vogelbusch GmbH filed Critical Vogelbusch GmbH
Publication of DE2355639A1 publication Critical patent/DE2355639A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20Mixing gases with liquids
    • B01F23/23Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/233Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements
    • B01F23/2331Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements characterised by the introduction of the gas along the axis of the stirrer or along the stirrer elements
    • B01F23/23311Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements characterised by the introduction of the gas along the axis of the stirrer or along the stirrer elements through a hollow stirrer axis
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20Mixing gases with liquids
    • B01F23/23Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/233Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements
    • B01F23/2331Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements characterised by the introduction of the gas along the axis of the stirrer or along the stirrer elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20Mixing gases with liquids
    • B01F23/23Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/233Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements
    • B01F23/2331Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements characterised by the introduction of the gas along the axis of the stirrer or along the stirrer elements
    • B01F23/23314Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements characterised by the introduction of the gas along the axis of the stirrer or along the stirrer elements through a hollow stirrer element
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20Mixing gases with liquids
    • B01F23/23Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/233Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements
    • B01F23/2334Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements provided with stationary guiding means surrounding at least partially the stirrer
    • B01F23/23342Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements provided with stationary guiding means surrounding at least partially the stirrer the stirrer being of the centrifugal type, e.g. with a surrounding stator
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30Injector mixers
    • B01F25/31Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • B01F25/312Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows with Venturi elements; Details thereof

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Aeration Devices For Treatment Of Activated Polluted Sludge (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

PatentnnwiMlePatent notice

Dipi-ii. !.öi — cDipi-ii. ! .öi - c

Dip'-.-'äj· '*- -ϊ'-'ϊ' υ-·- VDip '-.-' äj · '* - -ϊ' - 'ϊ' υ- · - V

8Wur:i.f.en2,Rosental7
Tel. 2603989
8Wur : ifen2, Rosental7
Tel. 2603989

- 7. fccv. ίϊΓ/3- 7. fccv. ίϊΓ / 3

Vogelbusch Gesellschaft m.b.H. in ¥ienVogelbusch Society m.b.H. in ¥ ien

Vorrichtung zur Förderung und Begasung eines Flüssigkeitsgas gemisches Device for conveying and gassing a liquid gas mixture

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur FörderungThe invention relates to a device for conveying

und Begasung eines Fltissigkeitsgasgeraisches mit einem Laufradkanäle aufweisenden Krexselpumpenlaiafrad. Xnsbe.sondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung aur Begasung einer in einem. Behälter befindlichen Flüssigkeit, wobei die .Flüssigkeit aus dem Behälter angesaugt, im Kreislauf über eine Begasungsstelle geführt und in den Behälter zurückgefordert wird0 Bei einer solchen Vorrichtung sur feinsten Begasung einer "in einem Reaktionsbehälter befindlichen Flüssigkeit wird die zn begasende Flüssigkeit mittels ain@s uihI auf enden, mit Laufradkanälen ausgestatteten, radial von innen nacli außen beaufschlagten Laufrades9 welches 'die su begasende Flüssigkeit ansaugt9 und mittels &®τ Schaufeln aussclaleudert, iia Kreislauf aur Begasuagsstell® geführt 9 wobei das Lsufrad vorzugsweise in die w& begasende Flüssigkeit .©intauoht. Heibei sollen die ^Gas© in der Flüssigkeit feiisst mn& gleichmäßig verteilt werdeno B©i teohniseheH Begasungsproblemen-and gassing of a liquid gas device with a Krexselpumpenlaiafrad having impeller channels. The invention particularly relates to a device for gassing one in one. Container located liquid, the .Flüssigkeit from the container is sucked, is recirculated via a fumigation and recovered in the tank 0 In such a device sur finest fumigation a "in a reaction vessel liquid contained, the zn gassed liquid by means of ain @ s uihI on end, equipped with impeller channels, radially from the inside nacli externally applied impeller 9 which 'the su fumigated draws liquid 9 and aussclaleudert means & ®τ blades iia circuit aur Begasuagsstell® out 9 wherein the Lsufrad preferably gassed liquid into the w. © intauoht . Heibei to the ^ © gas in the liquid feiisst Mn are uniformly distributed o © B i teohniseheH Begasungsproblemen-

hat die vom Schaufelrad angesaugte neu zu begasende Flüssigkeit in der Regel einen Gasgehalt von 5 his 50 Vol.-%.has the liquid to be gassed that has been sucked in by the paddle wheel usually a gas content of 5 to 50% by volume.

Es ist nun unvermeidlich, daß Gasblasen, die die Förderwirkung stören bzw. unmöglich machen, mit der zusätzlich zu begasenden Flüssigkeit angesaugt werden.It is now inevitable that gas bubbles, which interfere with the conveying effect or make it impossible, with the additional to be fumigated are sucked in.

Allen diesen bekannten Vorrichtungen haftet daher der Nachteil an, daß sie das zu fördernde Gasflüssigkeitsgemisch überhaupt nicht oder nur mit größtem Energieaufwand för«- dern können. Der Grund hiefür ist offenbar darin gelegen, daß im rotierenden Kreiselrad die Gasblasen infolge ihres geringeren spezifischen Gewichtes relativ zur Flüssigkeit der Förderrichtung entgegenwandern. Diese Trennung von schweren und leichten Gemischbestandteilen in Kreiselpumpen bekannter Bauart wird durch das Druckgefälle im Kreiselrad verursacht, welches einen Auftrieb der Blasen zum niederen Druck hin, also der Förderrichtung entgegen, hervorruft. (Die Bewegung der Blasen in der Flüssigkeit wird im folgenden einfachheitshalber als "Steigen" bezeichnet, obwohl sie nicht in vertikaler Richtung erfolgen muß). Am Radeintritt, bei radial oder halbaxial beaufschlagten Kreiselpumpen, also im achsnahen Bereich, tritt dieser Effekt des Auszentrifugierens nur in geringem Maße auf, so daß die Gasblasen zusammen mit der Flüssigkeit in die Radkanäle gelangen und darin mit zunehmender Steilheit des Druckgefälles immer mehr gegenüber der Flüssigkeit zurückbleiben. Sie sammeln sich an der Stelle, an der die auf das Laufrad bezogene Relativgeschwindigkeit der Förderflüssigkeit und die dieser entgegengerichtete Komponente der auf die Flüssigkeitsströmung bezogenen . :"!:Steigges0hwindigkeit der Blasen gleich groß sind, und bilden im weiteren Verlauf einen Gaspolster, welcher nicht weitergefördert werden kann und zum bekannten Abreißen (Unterbrechen) der Förderung führt. Es wurde bereits vorgeschlagen, zum Zwecke der Förderung und Begasung eines Flüssigkeitsgemisches ein Kreiselpumpenlaufrad vorzusehen und zwischen beiden Laufradhälften das zur Begasung dienende Gas zuzuführen. Durch eine solche Ausbildung wird zwar die Vermischung des Gases mit der ge-All these known devices therefore have the disadvantage that they contain the gas-liquid mixture to be conveyed not at all or only with the greatest expenditure of energy «- can change. The reason for this is obviously to be found in the fact that the gas bubbles in the rotating impeller are smaller because of their smaller size specific gravity relative to the liquid migrate in the opposite direction to the conveying direction. This separation of serious and light mixture components in centrifugal pumps of known design is caused by the pressure gradient in the centrifugal wheel, which causes the bubbles to lift towards the lower pressure, i.e. counter to the conveying direction. (The movement of the Bubbles in the liquid will be used below for the sake of simplicity referred to as "rising", although not in vertical Direction must take place). At the wheel entry, with radial or semi-axial pressurized centrifugal pumps, i.e. in the area close to the axis, this effect of centrifuging out occurs only to a small extent, so that the gas bubbles together with the liquid get into the wheel channels and there with increasing steepness of the pressure gradient more and more in relation to the liquid lag behind. They collect at the point where the relative speed of the The conveyed liquid and the component of the opposite direction related to the liquid flow. : "!: Rate of climb of the bubbles are the same size, and in the further course form a gas cushion which cannot be conveyed further can and leads to the known tearing off (interruption) of the promotion. It has already been suggested for the purpose Provide a centrifugal pump impeller for conveying and gassing a liquid mixture and between the two halves of the impeller to supply the gas used for fumigation. By such a Training is the mixing of the gas with the ge

— 2 —- 2 -

!20/0888! 20/0888

förderten Flüssigkeit begünstigt, jedoch wird dadurch noch in keiner Weise der Nachteil behoben, dafl^ sich in den Laufradkanälen Luft ansammelt, wodurch ein Abreissen der Pumpenförderung bewirkt wird.promoted liquid, but this in no way eliminates the disadvantage that there are in the impeller channels Air collects, causing the pump delivery to stall.

Die Erfindung zielt nun darauf ab, diese Nachteile zu beseitigen. Die Erfindung bezieht sich im besonderen auf eine Vorrichtung zum Fördern und Begasen eines Flüssigkeitsgasgemisches, mit einem Laufradkanäle aufweisenden zweif rutigen Kreiselpumpenlaufrad radialer oder halbaxialer Bauart, dessen beide Laufradhälften durch eine der Gaszuführung dienende am Umfang offene Kammer voneinander getrennt sind und besteht im wesentlichen darin, daß der Querschnitt der Laufradkanäle in Förderrichtung stetig abnimmt und daß beide Laufradhälften von einem gemeinsamen als Verdichter ausgebildeten feststehenden Leitkranz umgeben sind.The invention now aims to eliminate these disadvantages. The invention relates in particular to a device for conveying and gassing a liquid gas mixture, with a two-rutigen impeller channels having Centrifugal pump impeller of radial or semi-axial design, the two impeller halves of which are used for gas supply through one at the periphery open chamber are separated from each other and consists essentially that the cross-section of the impeller channels steadily decreases in the conveying direction and that both impeller halves are surrounded by a common stationary guide ring designed as a compressor.

Dadurch, daß der Querschnitt der Laufradkanäle in Förderrichtung stetig abnimmt, wird erreicht, daß in Förderrichtung die Relativgeschwindigkeit (Strömungsgeschwindigkeit relativ zum Laufrad) zunimmt und der Druck abnimmt oder zumindest nicht wesentlich ansteigt. Die Resultierende aus Relativgeschwindigkeit der geförderten Flüssigkeit und Steiggeschwindigkeit der Blasen ist daher in die Richtung der Relativgeschwindigkeit gerichtet. In anderen Worten ausgedrückt ergibt somit an jeder Stelle des Laufradkanals die Resultierende aus Relativgeschwindigkeit der Flüssigkeit bezogen auf den Laufradkanal einerseits und der Steiggeschwindigkeit der Blasen bezogen auf die Flüssigkeit anderseits, eine Komponente in Längsrichtung des Laufradkanals, welche zum Kanalsaustritt hin weist und größer als Null ist. Damit wird.erreicht, daß die Gasblasen in Richttung des Förderstromes weggefördert werden und die Bildung eines Gaspolsters in der Fördereinrichtung vermieden wird. Wenn der Druck in Richtung der Flüssigkeitsströmung abnimmt, so kann sich sogar ein Voreilen der Blasen gegenüber dem Flüssigkeitsstrom ergeben, während bei in der Förderrichtung gleichbleibendem Druck die Gasblasen mit der Flüssigkeit gleich-The fact that the cross section of the impeller channels steadily decreases in the conveying direction ensures that in the conveying direction the relative speed (flow speed relative to the impeller) increases and the pressure decreases or at least does not increase significantly. The resultant of the relative speed of the pumped liquid and the rate of rise of the Bubble is therefore directed in the direction of the relative speed. In other words, it gives everyone Place the resultant of the relative speed in the impeller channel the liquid related to the impeller channel on the one hand and the rate of rise of the bubbles related to the liquid on the other hand, a component in the longitudinal direction of the impeller channel, which points towards the channel outlet and is larger than Is zero. It is thus achieved that the gas bubbles are in the direction of the conveyed flow are conveyed away and the formation of a gas cushion in the conveying device is avoided. If the pressure decreases in the direction of the liquid flow, the bubbles can even lead in relation to the Result in the flow of liquid, while at constant pressure in the conveying direction, the gas bubbles are equal to the liquid.

409820/08 8.6409820/08 8.6

sinnig gefördert werden. Wenn der Druck geringfügig in der Förderrichtung zunimmt, so werden zwar die Gasblasen zurückbleiben, jedoch werden sie immer noch durch den Flüssigkeitsstrom mitgerissen. Im letzten Fallen können zwar die zurückbleibenden Gasblasen die Förderleistung beeinträchtigen, jedoch wird in allen Fällen die Bildung eines Gaspolsters vermieden und die Gefahr eines Abreissens der Pumpenförderung wird mit Sicherheit ausgeschaltet. Die Maßnahme, den Querschnitt der Laufradkanäle in der Förderrichtung abnehmen zu lassen, bringt nun wohl den Effekt mit sich, daß «in Abreissen der Pumpenförderung vermieden wird, jedoch können durch diese Maßnahme für sich allein die auftretenden Förderprobleme noch nicht bewältigt werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient im bevorzugten Maße zur Umwälzung der zu begasenden Flüssigkeit in einem Bottich, wobei die Pumpe .unterhalb des Flüssigkeitsspiegels in dem Bottich angeordnet ist und die geförderte und neuerlich begaste Flüssigkeit wieder in den Bottich hineingedrückt werden muß, wobei der statische Druck an der betreffenden Stelle unterhalb des FlüssigkeitEBpiegels im Bottich Überwunden werden muß. Venn nun aber der Druck in den Laufradkanälen abnimmt und der Austrittsdruck geringer als der.statische Druck in der Umgebung der Austrittsstelle ist, wird wieder die Förderung durch denbe promoted sensibly. If the pressure increases slightly in the conveying direction, the gas bubbles will remain, but they will still be carried away by the flow of liquid. In the latter case, the remaining gas bubbles can adversely affect the delivery rate, but in all cases the formation of a gas cushion is avoided and the risk of the pump delivery being torn off is definitely eliminated. The measure of reducing the cross-section of the impeller channels in the conveying direction now has the effect of preventing the pump conveying from breaking off, but this measure alone cannot overcome the conveying problems that occur. The device according to the invention is used in a preferred measure to circulate the liquid to be gassed in a tub, the pump .below the liquid level is arranged in the tub and the pumped and newly gassed liquid must be pushed back into the tub, the static pressure on the relevant point below the liquid level in the vat must be overcome. If, however, the pressure in the impeller channels decreases and the outlet pressure is lower than that. static pressure is in the vicinity of the exit point, the promotion is again carried out by the

. Gegendruok unterbrochen. Das gleiche gilt auch für die Bewältigung anderer Förderprobleme» Um dies zu vermeiden, ist nun das zweite Merkaal erforderlich, nämlloh daß beide Lauf-. Gegenruok interrupted. The same also applies to the handling of other conveying problems . To avoid this, the second Merkaal is now required, namely that both running

, radhälften von einen gemeinsamen als Verdichter ausgebildeten feststehenden Leitkran« itageben sind« Durch diesen Leitkranz wird nun der Druck des aus den Laufradkanälen austretenden Flüssigkeitega>gemi«ch·· wieder erhöht, so daß die Förderung der Pumpe sichergestellt ist. Ia feststehenden Leitradkranz besteht nun nicht mehr die Gefahr, daß durch entgegen der Forderrichtung «urUekbleibende Gasblaeen die Förderung unterbrochen wird, da ja das Flttssigkeltsgasgemisoh durch Pumpe in dem feststehenden Leitkranz sozusagen axt naohgesohoben wird und auch «in «loh gegebenenfalls bildender Gae-, the wheel halves of a common stationary guide crane designed as a compressor are provided by this guide ring, the pressure of the liquid escaping from the impeller channels is increased again, so that the pumping of the pump is ensured. Ia fixed Leitradkranz there is now no longer the risk that the promotion is interrupted by opposite to the Ford establishment "urUekbleibende Gasblaeen, since the Flttssigkeltsgasgemisoh is naohgesohoben speak ax by pump in the fixed nozzle ring and also" in "tan optionally forming GAE

ß fl fi ft Λ ß fl fi ft Λ

k U XS © 2 k U XS © 2

polster nicht mehr di© Förderung beeinträchtigen könnte.upholstery could no longer affect the promotion.

Gemäß der Erfindung ist nun zweckmäßig das Kreiselpumpenlaufrad so ausgelegts daß das Quadrat d©r realtiven Strömungsgeschwindigkeit (w*) des geförderten Mediums an der Austrittsstelle gleich oder größer ist als die Summe aus dem Quadrat der relativen Strömungsgeschwindigkeit (w ) des zu fördernden Mediums an der Eintrittsstelle und der Differenz zwischen dem Quadrat der Umfangsgeschwindigkeit (ug) des Laufrades an der Austrittsstelle und dem Quadrat der Umfangsgeschwindigkeit (u^) des Laufrades an der Eintrittsstelle. Die Energiegleichung für die Relativstrtaung in den Laufradkanälen einer solchen Kreiselpumpe istAccording to the invention, the centrifugal pump impeller is expediently designed so that the square d © r realtiven Flow velocity (w *) of the conveyed medium the exit point is equal to or greater than the sum of the square of the relative flow velocity (w) of the to conveying medium at the point of entry and the difference between the square of the peripheral speed (µg) of the Impeller at the exit point and the square of the peripheral speed (u ^) of the impeller at the point of entry. The energy equation for the relative disturbance in the impeller channels such a centrifugal pump

Hiebei und in dan folgenden Ausführungen bedeutenHere and in dan mean the following statements

w = Relatiygeschwindigkeit der Flüssigkeit bezogen auf das Laufrad,w = relative speed of the liquid in relation to the impeller,

w~- Relatigesehwindigkeit der Flüssigkeit -w ~ - relative speed of the liquid -

bezogen aaf das Laufrad, am driaekssitigen außerhalb des Laufkanals,related to the impeller, on the third side outside the channel,

w- Relativgeschwindigkeit der Flüssigkeit bezogen aiaf das Laufraäj, ae @aug©@itigen Umfang d@s Lbmfschaff®lkrems@ss auaßer- halb des Lswfkanals. w- relative speed of the liquid referred aiaf the Laufraäj, ae @ aug © @ itigen circumference d @ s Lbmf schaff®lkrems @ s s outside the Lswfkanal.

Laufrades οImpeller ο

Ug-= UiQfangsgesefewimdiglseit eines Punktes des Laufrades &m taaekaeitigen Laufradumfang.Ug- = UiQfangsgesefewimdiglseit a point of the impeller & m taaeka-sided impeller circumference.

U^- Umfangsg®s©hwiiadigkeit ®inas Punktes ö®s Laufrades am sauigseitigen Umfang des Laufs chauf e1kranz e s.U ^ - circumference g®s © hwiiadigkeit ®inas point ö®s Impeller on the dirty side of the barrel chauf e1kranz e s.

h = Druck, ausgedrückt als Flüssigkeitssäule.h = pressure expressed as a column of liquid.

hg- Druck, ausgedrückt in PltiSBigkeitssäul® am Ausgang der Laufradkanäle.hg pressure, expressed in PltiSBigkeitssäul® am Output of the impeller channels.

h±- Druck- ausgedrückt als Flüssigkeitssäule am Eingang der Laufradkanäle.h ± - pressure - expressed as a column of liquid at the entrance of the impeller channels.

g - Erdbeschleunigung.g - acceleration due to gravity.

g ist jedenfalls konstant. Es lassen sich folgende zwei Fälle unterscheiden. Für h^ = In2 ergibt sichIn any case, g is constant. The following two cases can be distinguished. For h ^ = In 2 we get

- 5 -409820/0886 - 5 - 409820/0886

•Für hg \ als h1 ergibt sich• For hg \ as h 1 we get

V>o2< - H2 ·V> o 2<- H 2 ·

Es ist somit der Druck an der Austrittsseite des Laufrades dann gleich oder kleiner als der Druck an der Eintrittsseite, wennThe pressure on the outlet side of the impeller is then equal to or less than the pressure on the Entry side if

Diese Bedingung gibt dem Konstrukteur die Richtlinie für die Auslegung der Laufradkanäle. Diese Bedingung ergibt sor mit den bevorzugten Fall, daß der Druck in Förderriohtung gleich bleibt oder abnimmt, d.h. also daß die Gasblasen mitgefördert werden und eine Trennung von der Flüssigkeit vermieden wird.This condition gives the designer the guideline for the design of the impeller channels. This condition gives sor with the preferred case that the pressure in the conveying direction remains the same or decreases, i.e. that the gas bubbles are also conveyed and a separation from the liquid is avoided.

Zweckmäßig ist die Anordnung so getroffen, daß der Durchströmquerschnitt der Laufradkanäle an der Eintrittsstelle bis zum Vierfachen, vorzugsweise das Zweifache des Durchströmquerschnittes an der Austrittsstelle beträgt. Auf diese Weise wird ein Sicherheitsfaktor geschaffen, so daß auch unter den ungünstigsten Bedingungen die Förderung nicht beeinträchtigt werden kann. Ein solcher Sicherheitsfaktor ist deshalb vorteilhaft, weil die Ansaugung des Gases an der Austrittsstelle der Laufradkanäle Energie verbraucht.The arrangement is expediently such that the flow cross-section of the impeller channels at the point of entry is up to four times, preferably twice that Flow cross-section at the exit point is. In this way a safety factor is created so that Even under the most unfavorable conditions, the production cannot be impaired. Such a safety factor is advantageous because the suction of the gas at the outlet point of the impeller channels consumes energy.

Die Erfindung bietet somit wesentliche Vorteile für die Förderung von Gaseinschlüsse aufweisenden Flüssigkeiten bzw. Flüssigkeitsgasgemischen jeder Art, kann aber insbesondere für die Förderung von Fltissigkeitsgasgemlschen, deren Gasanteil 10 bis 50 Vol,-%, wie dies bei technischen Begasungspro-» blemen in Betraoht kommt, und auoh mehr beträgt, Anwendung finden. Wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung in einem Fermentierbottioh angeordnet ist, so liegt im Bottich bereits nach kurzer Betriebsdauer ein Flüssigkeitsgasgemisch vor, welches über eine Begasungsstelle uragepumpt und dort neu begast wird. Die Pumpe muß daher die Förderung eines Flüssigkeitsgasgemisohes mit großem Gasanteil bewältigen können und hiefür ist die erfindungsgemäße Vorrichtung im besonderen Maße geeignet.The invention thus offers significant advantages for the conveyance of liquids or liquids containing gas inclusions. Liquid gas mixtures of any kind, but can be used in particular for pumping liquid gas mixtures, their gas content 10 to 50% by volume, as is the case with technical fumigation pro- » blemen comes into question, and auoh more amounts to application Find. If the device according to the invention is in a fermentation tank is arranged, a liquid gas mixture is already in the tub after a short period of operation before, which uragepumpt through a fumigation point and there is re-fumigated. The pump must therefore be able to cope with the delivery of a liquid gas mixture with a large proportion of gas and for this purpose the device according to the invention is in particular Dimensions suitable.

- 6 - , ' 409820/0886 - 6 - , ' 409820/0886

In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen schematisch dargestellt.In the drawing, the invention is based on exemplary embodiments shown schematically.

Fig.l stellt das Geschwindigkeitsdreieck bei bekannten Pumpen dar und Fig.2 stellt das Geschwindigkeitsdreieck bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung dar, Fig.3 und h zeigen die erfindungsgemäße Vorrichtung, xiobei Fig,3 einen Vertikalschnitt nach der Linie III-III der Fig.4 und Fig.k einen Horizontalschnitt nach der Linie IV-IV der Fig.3 darstellt. Fig.5 zeigt einen Vertikalschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung, bei welcher mehrere Laufräder an einer senkrechten Hohlwelle angeordnet sind.Fig.l shows the speed triangle in known pumps and Fig.2 shows the speed triangle in the device according to the invention, Fig.3 and h show the device according to the invention, xiobei Fig. 3 is a vertical section along the line III-III of Fig.4 and FIG. K shows a horizontal section along the line IV-IV of FIG. 5 shows a vertical section through a device according to the invention, in which several running wheels are arranged on a vertical hollow shaft.

Fig.!stellt das Geschwindigkeitsdreieck bei einem gebräuchlichen Pumpenlaufrad dar, wogegen Fig.2 die Geschwindigkeitsverhältnisse am Radeintritt und -austritt bei einem Pumpenlaufrad der erfindungsgemäßen Vorrichtung darstellt. Die Bezeichnungen der Seiten der Geschwindigkeitsdreiecke ist gemäß DIN 1331 gewählt. Soweit die Bezeichnungen nicht bereits im Vorigen erklärt sind, bedeutetFig.! Represents the speed triangle in a common Pump impeller, whereas FIG. 2 shows the speed ratios at the wheel inlet and outlet for a pump impeller represents the device according to the invention. The designation of the sides of the speed triangles is according to DIN 1331 selected. Unless the terms have already been explained above, means

e die absolute Geschwindigkeit eines Flüssigkeitsteilchens am saugseitigen Umfang des Laufschaufelkranzes außerhalb des Laufkanals.e is the absolute velocity of a liquid particle on the suction-side circumference of the rotor blade ring outside the runner channel.

c_ die absolute Geschwindigkeit am druckseitigen * Laufradumfang außerhalb des Laufkanals,c_ the absolute speed on the pressure-side * impeller circumference outside of the runner channel,

C3m die Komponente der absoluten Geschwindigkeit eines Flüssigkeitsteilchens am druckseitigen Laufradumfang außerhalb des Laufkanals in Meridianrichtung und C 3m is the component of the absolute velocity of a liquid particle on the pressure-side impeller circumference outside of the running channel in the meridional direction and

c- die Komponente der absoluten Geschwindigkeit eines Flüssigkeitsteilchens am druckseitigen Laufradumfang außerhalb des Laufkanals in Umfangsrichtung.c- the component of the absolute velocity of a liquid particle on the pressure side Impeller circumference outside the runner channel in Circumferential direction.

Im Gegensatz zu einem bekannten Pumpenrad, bei welchem c_ etwa gleich cq ist, muß bei einem erfindungsgemäßen Schaufelrad c_ in einem bisher noch nicht ausgeführten Maße erhöht werden. Die große meridiane Austrittsgeschwindigkeit ermöglicht den größten Teil der Förderhöhe der Pumpe in der Austrittegeschwindigkeit q„ unterzubringen. Es ist erfindungsgemäß möglich, c- und damit w„In contrast to a known pump wheel, in which c_ is approximately equal to c q , in a paddle wheel according to the invention c_ must be increased to a degree that has not yet been carried out. The large meridian exit speed enables the majority of the delivery head of the pump to be accommodated in the exit speed q ". According to the invention, it is possible to use c- and thus w "

C=, "7 ^C =, "7 ^

409 8 20/0886409 8 20/0886

so zu erhöhen, daß der Spaltdruck negativ wird. Beträgt der Druck am Eintritt des Schaufelrades beispielsweise 4 m WS, so kann der Hrideintritt so bemessen werden, daß dort nur ein Druck von 0,5m herrscht und der restliche Teil der Druckenergie, also 3»5m WS in Geschwindigkeitsenergie von 8,26m/s verwandelt wird. Im Schaufelrad selbst kann beispielsweise der Druck von +0,5m WS auf -0,5m WS herabgesetzt werden, wobei gleichzeitig der Energiegehalt der aus dem Schaufelrad austretenden Flüssigkeit auf beispielsweise 8 kpm/, erhöht wird; etwa 4 kpm/, dienen dann zur Überwindung des statischen Druckes, wobei die restlichen 4 kpm/,to be increased so that the nip pressure becomes negative. If the pressure at the inlet of the paddle wheel is, for example, 4 m WS, the Hrid entrance be dimensioned so that there is only a pressure of 0.5m prevails and the remaining part of the pressure energy, i.e. 3 »5m WS is converted into speed energy of 8.26m / s. In the paddle wheel itself, for example, the pressure of + 0.5m WS can be reduced to -0.5m WS, while at the same time the energy content of the liquid emerging from the paddle wheel to, for example 8 kpm /, is increased; about 4 kpm /, then serve for Overcoming the static pressure, with the remaining 4 kpm /,

für die Kompression des angesaugten Gases zur Verfügung stehen.are available for the compression of the sucked gas.

Fig.3 und Fig.4 zeigen eine Anordnung zur Begasung einer in einem Reaktionsbehälter 1 befindlichen Flüssigkeit. Das Laufrad 18 ist zweiflutig ausgebildet und rotiert innerhalb des. Reaktionsbehälters 1, dessen Boden mit 2 bezeichnet ist. Die beiden Laufradhälften sind mit 7 und 8 bezeichnet. Die Antriebswelle 9 ist durch den Boden 2 des Behälters 1 hindurchgeführt und gegenüber dem Boden durch eine Dichtung, beispielsweise eine Stopfbüchse 10, abgedichtet. Der Antrieb erfolgt mittels einer Welle 9. 3 sind die Laufradkanäle, welche durch Schaufeln 4 gebildet sind. 5 sind die Eintrittsstellen in das Laufrad und 6 die Austrittsstellen. Eine Hohlwelle 11 dient für die Gaszuführung. Durch Durchbrechungen 12 gelangt das Gas in eine Kammer 13 zwischen den beiden Laufradhälften 7 und 8. Die an den Austrittsstellen 6 der beiden Laufradhälften austretende Flüssigkeit gelangt in eine ringförmige Mischkammer 14. Die Kammer 13 ist an ihrem Umfang offen und mündet in die Mischkammer 14. Der Förderdruck an der Austrittsstelle 6 ist kleiner als der Gasdruck in der Kammer 13, so daß Gas aus der Kammer 13 angesaugt wird. Wenn durch die Hohlwelle 11 Gas mit atmosphärischem Druck zugeführt wird, so soll der Förderdruck an der Austrittsstelle 6 unter Atmosphärendruck liegen. In der Mischkammer 14 bildet sich daher eine Gasvakuole 15, an deren Grenzflächen das Gas in die vorbeiströmende Flüssigkeit in feinster Verteilung eingebracht wird. In einem an die ringförmige Mischkammer 14 anschließenden ringförmigen Diffusor l6 des feststehendenFig.3 and Fig.4 show an arrangement for gassing a liquid located in a reaction container 1. The impeller 18 has a double-flow design and rotates within the reaction container 1, the bottom of which is denoted by 2. the the two halves of the impeller are labeled 7 and 8. The drive shaft 9 is passed through the bottom 2 of the container 1 and against the bottom by a seal, for example a Stuffing box 10, sealed. The drive takes place by means of a Shaft 9. 3 are the impeller channels, which are formed by 4 blades. 5 are the entry points into the impeller and 6 the exit points. A hollow shaft 11 is used for the gas supply. The gas enters a through openings 12 Chamber 13 between the two impeller halves 7 and 8. The at The liquid exiting the exit points 6 of the two impeller halves enters an annular mixing chamber 14 Chamber 13 is open at its periphery and opens into the mixing chamber 14. The delivery pressure at the outlet point 6 is lower than the gas pressure in the chamber 13, so that gas is sucked out of the chamber 13. When through the hollow shaft 11 gas with atmospheric Pressure is supplied, the delivery pressure at the outlet point 6 should be below atmospheric pressure. In the mixing chamber 14 therefore forms a gas vacuole 15, at the interfaces of which the gas is finely distributed in the liquid flowing past is introduced. In a ring-shaped diffuser l6 of the stationary one adjoining the ring-shaped mixing chamber 14

409820/0886409820/0886

Leitkranzes 21 wird das Flüssigkeitsgasgemisch auf den erforderlichen Druck gebracht, welcher den statischen Druck des im Behälter 1 befindlichen Flüssigkeitsgasgemisches in der Höhe dieses Diffusors 16 überschreiten muß. Die beiden Laufradhälften 7 und 8 sind durch radiale Rippen 17 miteinander verbunden.Guide ring 21 is the liquid gas mixture to the required Brought pressure, which is the static pressure of the liquid gas mixture in the container 1 in the Height of this diffuser 16 must exceed. The two halves of the impeller 7 and 8 are connected to one another by radial ribs 17.

Fig.5 zeigt äne Anordnung, bei welcher mehrere Laufräder 18 gemäß Fig.3 und Fig„^ an einer gemeinsamen hohlen Welle 9 in verschiedenen Höhenlagen angeordnet sind«, Das Gas wird wieder durch den Hohlraum Ii der Welle 9 zugeführt, wobei an der Stelle jedes Laufrades eine Gasaustrittsöffnung 12 vorgesehen ist. 19 ist die Halterung für den Diffusor. Jedes dieser Laufräder begast nun über den Diffusor 16 ein ihm zu-r gehöriges Gebiet. Die Pfeile 20 deuten die Umwälzung des Flüssigkeitsgasgemisches vom Diffusor ±6 zu den Eintrittsstellen 5 der Laufräder ano FIG. 5 shows an arrangement in which several impellers 18 according to FIG. 3 and FIG. 3 are arranged on a common hollow shaft 9 at different heights a gas outlet opening 12 is provided for each impeller. 19 is the holder for the diffuser. Each of these impellers now fumigates an area belonging to it via the diffuser 16. The arrows 20 indicate the circulation of the liquid gas mixture from the diffuser ± 6 to the entry points 5 of the impellers o

Wenn nach dem Zulaufverfahren gearbeitet wird, so kann es vorkommen, daß zu Beginn .des Verfahrens eines oder mehrere der höher angeordneten Laufräder in einer GasatmoSphäre oberhalb des Flüssigkeitsgasgemisches laufen. Die radialen Rippen 17 sind nun als Verdichterschaufeln ausgebildet, so daß dem durch den Kanal Ii zugeführten Gas ein geringer überdruck erteilt wird, durch welchen verhindert wird, daß verbrauchtes Gas aus der Gasatmosphäre oberhalb des zu begasenden Flüssigkeitsgasgemisches in die Gaszuführung 11 eindringt. Eine solche Anordnung mit mehreren übereinander gelagerten Laufrädern hat eine starke Umwälzbewegung und eine große Turbulenz und Mikrοturbulenz zur,Folge. Diese erhöhte Turbulenz bewirkt einen vermehrten Stoffaustausch, welcher bei den bekannten Vorrichtungen nicht erreicht werden kann. Im Diffusor~16 muß das Gas durch die Förderenergie der Laufräder auf den statischen Druck an der Austrittsstelle kompensiert werden. Die Anordnung mehrerer Laufräder übereinander erfordert somit einen geringeren Energieaufwand, weil an der Austrittsstelle der höher angeordneten Laufräder nur ein geringerer statischer Druck überwunden werden muß.If the feed process is used, it can It can happen that at the beginning of the process, one or more of the higher-order impellers are in a gas atmosphere run above the liquid gas mixture. The radial Ribs 17 are now designed as compressor blades, so that the gas supplied through the channel Ii has a slight overpressure is issued, by which it is prevented that used gas from the gas atmosphere above that to be gassed Liquid gas mixture penetrates into the gas supply 11. Such an arrangement with several superposed impellers has a strong overturning movement and a great turbulence and micro-turbulence result. This increased Turbulence causes an increased exchange of substances, which at the known devices can not be achieved. In the diffuser ~ 16 the gas has to pass through the conveying energy of the impellers to be compensated for the static pressure at the exit point. The arrangement of several impellers on top of each other requires thus a lower energy consumption, because at the exit point With the impellers arranged higher up, only a lower static pressure has to be overcome.

Patentansprüche;Claims;

409820/Ve 8 8409820 / Ve 8 8

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: ( i.j Vorrichtung zum Fördern und Begasen eines Flüssigkeit sgasgemisches, mit einem Laufradkanäle aufweisenden zweiflutigen Kreiselpumpenlaufrad radialer oder halbaxialer Bauart, dessen beide Laufradhälften durch eine der Gaszuführung dienede am Umfang offene Kammer voneinander getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Laufradkanäle (3) in Förderrichtung stetig abnimmt und daß beide Laufradhälften (7> 8) von einem gemeinsamen als Verdichter ausgebildeten feststehenden Leitkranz (21) umgeben sind. (i.j device for conveying and gassing a liquid sgasgemisches, with a double flow having impeller channels Centrifugal pump impeller of radial or semi-axial design, the two halves of the impeller through one of the gas supply lines serving chambers which are open on the periphery are separated from one another, characterized in that the cross-section of the impeller channels (3) decreases steadily in the conveying direction and that both impeller halves (7> 8) are surrounded by a common stationary guide ring (21) designed as a compressor. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kreiselpumpenlaufrad (18) so ausgelegt ist, daß das Quadrat der relativen Strömungsgeschwindigkeit (w-) des geförderten Mediums an der Austrittsstelle (6) gleich oder größer ist als die Summe aus dem Quadrat der relativen Strömungsgeschwindigkeit (w ) des zu fördernden Mediums an der Eintrittsstelle (5) und der Differenz zwischen dem Quadrat der Umfangsgeschwindigkeit (ug) des Laufrades an der Austrittsstelle (6) und dem Quadrat der Umfangsgeschwindigkeit (u±) des Laufrades an der Eintrittsstelle (5).2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the centrifugal pump impeller (18) is designed so that the square of the relative flow rate (w-) of the conveyed medium at the outlet point (6) is equal to or greater than the sum of the square of the relative flow velocity (w) of the medium to be conveyed at the entry point (5) and the difference between the square of the circumferential speed (ug) of the impeller at the exit point (6) and the square of the circumferential speed (u ± ) of the impeller at the entry point (5 ). 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchströmquerschnitt der Laufradkanäle (3) an der Eintrittsstelle (5) bis zum Vierfachen, vorzugsweise das Zweifache des Durchströmquerschnitts an der Austrittsstelle (6) beträgt.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the flow cross-section of the impeller channels (3) at the entry point (5) up to four times, preferably twice the flow cross-section at the exit point (6) is. 409820/08 8 6 i6.io.73 /si409820/08 8 6 i6.io.73 / si
DE19732355639 1972-11-15 1973-11-07 DEVICE FOR DELIVERY AND GASIFICATION OF A LIQUID GAS MIXTURE Pending DE2355639A1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT971172A AT326488B (en) 1972-11-15 1972-11-15 DEVICE FOR DEMANDING AND GASING A LIQUID GAS MIXTURE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2355639A1 true DE2355639A1 (en) 1974-05-16

Family

ID=3616574

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19732355639 Pending DE2355639A1 (en) 1972-11-15 1973-11-07 DEVICE FOR DELIVERY AND GASIFICATION OF A LIQUID GAS MIXTURE

Country Status (7)

Country Link
JP (1) JPS5425674B2 (en)
AT (1) AT326488B (en)
CH (1) CH563531A5 (en)
DE (1) DE2355639A1 (en)
FR (1) FR2206121B1 (en)
GB (1) GB1416107A (en)
IT (1) IT999298B (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5843072B2 (en) * 1975-01-25 1983-09-24 ナカヤマ ナツキ Biseibutsunadonobaiyounisaishi
AT399754B (en) * 1986-03-17 1995-07-25 Vogelbusch Gmbh DEVICE FOR CONVEYING AND GASSING A LIQUID GAS MIXTURE
FI91242C (en) * 1992-07-17 1994-06-10 Outokumpu Mintec Oy The aerator
WO2008143056A1 (en) * 2007-05-18 2008-11-27 Kabushiki Kaisha Teikoku Denki Seisakusho Dispersion/stir device and dispersion container

Also Published As

Publication number Publication date
FR2206121A1 (en) 1974-06-07
IT999298B (en) 1976-02-20
JPS5425674B2 (en) 1979-08-29
CH563531A5 (en) 1975-06-30
FR2206121B1 (en) 1977-09-16
AT326488B (en) 1975-12-10
GB1416107A (en) 1975-12-03
JPS504846A (en) 1975-01-18
ATA971172A (en) 1975-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2307328A1 (en) VENTILATION METHOD AND DEVICE
DE2844398C2 (en) Method and device for dispersing a gas in a liquid
DE2722826A1 (en) DEVICE FOR INJECTION OF GAS INTO A LIQUID
DE2208460A1 (en) Aeration device for liquids and procedures for their operation
DE1957160B2 (en) DEVICE FOR GASIFICATION OF LIQUIDS
DE2151205A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR VENTILATING LIQUIDS IN A CONTAINER
DE2355639A1 (en) DEVICE FOR DELIVERY AND GASIFICATION OF A LIQUID GAS MIXTURE
DE2457321C2 (en) Device for gassing liquids
DE2712465A1 (en) GENERATION OF SMALL GAS BUBBLES IN A LIQUID
DE1275512B (en) Mixing device
DE2459710C3 (en) Self-priming aeration and gassing of liquids
DE2120362A1 (en) Method and device for injecting gas into a liquid
DE2452295B2 (en) METHOD AND DEVICE FOR BIOLOGICAL WASTE WATER TREATMENT
DE3621903C2 (en)
DE1782139A1 (en) Method and device for gassing liquids in tall containers
DE2361298C2 (en) Plant for fumigation of liquids, in particular fermentation liquids
LU101956B1 (en) centrifugal pump
DE942211C (en) Device for distributing a gas in a liquid
DE2646517C2 (en) Gassing device
DE2523855C3 (en) Device for compressing a reactive gas
DE2433414A1 (en) Liquid gasification esp. for aerobic processes - using rotor near bottom of deep tank with air inlet in venturi throat above
CH454804A (en) Aerating device for liquids
AT335954B (en) DEVICE AND METHOD FOR GASIFYING AND TRANSFERRING LIQUIDS
CH509943A (en) Liquid effluent aerated by two propellors
DE2235009C3 (en) Device for dispersing gases in liquids

Legal Events

Date Code Title Description
OHJ Non-payment of the annual fee