DE2455387B2

DE2455387B2 - Vorrichtung zum Umwälzen und Belüften von organische Stoffe enthaltenden Flüssigkeiten

Info

Publication number: DE2455387B2
Application number: DE2455387A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Bucher Guyer AG
Current assignee: Bucher Guyer AG
Priority date: 1973-12-06
Filing date: 1974-11-22
Publication date: 1979-07-19
Also published as: GB1482438A; DE2455387C3; CH572008A5; FR2253716A1; FR2253716B1; DE2455387A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Umwälzen und Belüften von organische Stoffe enthaltenden Flüssigkeiten mit einem in einem abgedeckten Behälter angeordneten Schaufelrad, welches in seinen Kanälen Belüftungsrohre aufweist

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (DE-OS 14 84 834) ist in jedem Kanal des Schaufelrades praktisch eine Strömungspumpe vorgesehen, um durch das durch die Kanäle strömende Wasser Luft durch die Rohre hineinzusaugen, die sich dann mit dem darin befindlichen Wasser innig vermischt Die Praxis hat gezeigt daß der Vermischungsgrad bei dieser bekannten Vorrichtung zu wünschen übrig läßt

Bei einer weiteren bekannten Vorrichtung (DE-PS 8 93 470) weist das Schaufelrad keine Belüftungsröhre auf, durch die die Luft in den Umwälzkreislauf der Flüssigkeit austreten kann. Die Unterseite des Schaufelrades fördert vielmehr nur Wasser und die Oberseite des Schaufelrades im wesentlichen nur Luft, ohne daß letztere fein zerteilt wird. Infolgedessen bildet sich bei der bekannten Vorrichtung im Pumpengehäuse lediglich eine Art großzelliger Schaum. Um die bei der bekannten Vorrichtung angestrebte Vermischung der Luft und der Flüssigkeit zu erzielen, bedarf es eines längeren Betriebes dieser Vorrichtung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung der eingangs genannten Art so weiter auszugestalten, daß besonders schnell eine innige Vermischung der Flüssigkeit mit der Luft erfolgt

Die Vorrichtung nach der Erfindung, bei der diese Aufgabe gelöst ist, zeichnet sich im wesentlichen dadurch aus, daß das Schaufelrad nach der Art einer Zentrifugalpumpe in einem spiralförmigen Pumpengehäuse angeordnet ist das eine unterhalb des Flüssigkeitsspiegels im oberen Drittel des Behälters liegende, dem Flüssigkeitsspiegel zugekehrte Saugmündung und eine im unteren Drittel des Behälters ausmündende Druckleitung aufweist

Im Vergleich zur eingangs erwähnten Vorrichtung nach der DE-OS 14 84 834 wird die Luft nicht in die Kanäle gesaugt und dort mit dem Wasser vermischt sondern bereits auf dem Wege der Belüftungsrohre aus der Atmosphäre in das Pumpengehäuse gesaugt, in dem somit das Flüssigkeits-Luftgemisch entsteht. Dadurch, daß mit den Umwälzkreislauf der Flüssigkeit eingeführt wird, ist ein besonders guter Mischeffekt gegeben, bedingt durch die Tatsache, daß bereits in der Zentrifugalpumpe eine erste Vermischung der Flüssigkeit mit Luft erfolgt Die druckseitig aus dem Schaufelrad austretenden Luftstrahlen werden durch die infolge der Rotation des Rades innerhalb der Flüssigkeit entstehende Scherwiriumg, also sozusagen gewaltsam, fein zerteilt und die dabei nahezu atomisierte, druckseitig in den Umwälzkreislauf der Flüssigkeit in das Pumpengehäuse gebrachte Luft wird intensiv mit der Flüssigkeit vermischt Durch das Einpumpen der Flüssigkeits-Luftgemisches über die Druckleitung in das untere Drittel des Behälters wird in diesem Behälterbereich eine den Vermischungsgrad intensivierende Wirbelung erzeugt die der Verteilung der Luft förderlich ist Mit dem Aufsteigen der feinst verteilten Luft kommt somit der ganze Behälterinhalt in Luftberührung. Für die Erzielung der angestrebten innigen Vermischung der Luft mit dem Behälterinhalt ist somit von Vorteil, daß zuerst ein Primärgemisch aus Flüssigkeit und darin fesp verteilter Luft hergestellt und anschließend für ein »Einwirbein« des Primärgemisches in den Behälterinhalt im unteren Drittel des Behälters zwecks Verteilung der Luft über den ganzen unteren Behälterraum gesorgt wird.

Gegenüber der vorbekannten Vorrichtung nach der DE-PS 8 93470 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung ebenfalls mit dem Vorteil verbunden, daß die Luft nicht unmittelbar nach dem Austreten aus dem Druckrohr aufsteigen kann. Auch bei dieser vorbekannten Vorrichtung wird die Luft die in das das Schaufelrad umgebende, allerdings nicht spiralförmige Gehäuse gelangt nicht in dem Maße zerteilt wie dies erfindungsgemäß der Fall ist so daß die verhältnismäßig großen Luftblasen rasch nach oben steigen, ohne daß es zu einer ausreichend intensiven Belüftung des Behälterinhaltes kommt Mit Hilfe der Vorrichtung nach der Erfindung ist relativ kurzzeitig eine innige Durchmischung der Flüssigkeit mit der Luft erzielbar, wobei auch die regelmäßig Ober dem Flüssigkeitsspiegel schwimmende Schaumdecke in die Belüftung mit einbezogen wird.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch die Vorrichtung,

Fig.2 in größerem Maßstab einen Vertikalschnitt durch die Zentrifugalpumpe, und

Fig.3 einen Horizontalschnitt HMII durch die Zentrifugalpumpe.

Die Vorrichtung hat einen kreiszylindrischen Behälter 1 der durch einen Deckel 2 verschließbar ist und mit an einem Behälterboden 3 befestigten Füßen 4 auf dem Boden abgestützt ist

Ein Elektromotor 5 sitzt auf einer Konsole 6, die auf einem eine Öffnung 7 überdeckenden Flansch 8 befestigt ist Der Elektromotor 5 treibt über eine in einer Buchse 9 gelagerte Vertikalwelle 10 eine Zentrifugalpumpe 11. Die Vertikalwelle 10 trägt ferner drehfest einen Teller 12 und eine Lochscheibe 13, die zusammen mit einem winkelförmigen Ring 14 einen Schaumabscheider bildend, den Schaumaustritt bei einer Gasableitung 15 verhindern solL

Bei der in der Fig.2 und 3 in größerem Maßstab gezeichneten Zentrifugalpumpe U ist mittels eines Keils 16 und einer Mutter 17 ein Schaufelrad 18 drehfest verbunden, das sich aus einer Nabe 19, einer Basisplatte 20 und mehreren, leicht gekrümmten Schaufeln 21 zusammensetzt Zwischen den Schaufeln 21 sind Belüftungsrohre 22 in die Nabe 19 eingesetzt, die an einen Ringraum 23 angeschlossen sind. Dieser Ringraum 23 hat seinerseits über radiale Bohrungen 24

Leitungsverbindung mit einer Saugleitung 25 der Vertikalwelle 10. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, hat die Vertikalwelle 10 außerhalb des Behälters in die Saugleitung 25 einmündende Sauglöcher 26. Das Schaufelrad 18 ist umgeben von einem spiralförmigen Pumpengehäuse 27, das an einem Deckel 28 eine Saugmündung 29 aufweist. Der Standort der Zentrifugalpumpe 11 ist so gewählt, daß die Saugmündung 29 im oberen Drittel des Behülterraumes unterhalb eines Flüssigkeitsspiegels 35 liegt

An einem Druckstutzen 30 des Pumpengehäuses 27 ist ein horizontal aus dem Behälterraum führendes Leitungsstück 31 einer Druckleitung 32 angeschlossen. Die Druckleitung 32 mündet nach einem Dreiwegschieber 33 im Bereich des Behälterbodens 3 in den Behälter 1.

Die Vorrichtung ist beispielsweise anwendbar bei der Pasteurisierung von Flütssigmist Dabei kann die Vorrichtung in ein, eine Voirgrube mit einer Sammelgrube verbindendes Leitungssystem geschaltet sein, wobei der Flüssigmist von einer Pumpe über eine Zuleitung 34 bis zum Flüssigkeitsspiegel 35 in den Behälter 1 eingebracht wird Der Betrieb kann intermittierend erfolgen, indem der Flüssigmist chargenweise in den Behälter 1 eingebracht und nach abgeschlossenem Pasteurisierungsprozeß aus diesem ganz entleert wird.

Bei laufender Zentrifugalpumpe U entsteht im Pumpengehäuse 27 ein Unterdruck, der Flüssigkeit durch die Saugmiindung 23 ansaugen läßt Gleichzeitig wird aber auch auf dem Wege der Belüftungsrohre 22, des Ringraumes i!3, der Bohrungen 24, der Saugleitu;:<g 25 und Sauglöcher 26 Luft aus der Atmosphäre in das Pumpengehäuse 27 gesaugt So entsteht im Pumpengehäuse 27 ein Flüssigkeit;;-Luftgemisch, das über die Druckleitung 32 im Bereich des Behälterbodens 3 in den Behälter eingepumpt wird. Der Arbeitsprozess besteht also in einem stetigen Umwälzen des Behälterinhaltes, wobei die Flüssigkeit im Bereich des Flüssigkeitsspiegels 35 abgesaugt und von unten her in den Behälterraum wieder eingepumpt wird. Und mit dem gleichzeitigen Ansaugen von Luft wird diese druckseitig in den Umwälzkreislauf der Flüssigkeit gebracht Ein guter Mischeffekt ist dadurch gegeben, daß bereits in der Zentrifugalpumpe U eine erste Vermischung der Flüssigkeit mit Luft erfolgt Unter Druckwirkung des Flüssigkeit-Luftgemisches wird im untersten Bereich des Behälterraumes eine Wirbelung erzeugt, welche der Verteilung der Luft förderlich ist, und mit dem Aufsteigen der feinstverteilten Luft kommt der ganze Behälterinhalt in Luftberührur.g.

Das Saugen der Zentrifugalpumpe 11 wirkt auch auf die über dem Flüssigkeitsspiegel 35 schwimmende Schaumdecke. Vorteilhaft wird somit von der einen Teil Schaumdecke bildenden Luft nochmals in den Kreislauf der Zentrifugalpumpe 11 gebracht Der AusnuUungsgrad der Eintragsluft kann dadurch gesteigert werden. Auch wird damit einer extrem starken Schaumbildung entgegengewirkt

Die beim Pasteurisierungsprozeß freiwerdenden Gase steigen in den Freiraum über dem Flüssigkeitsspiegel 35 und entweichen aus diesem über die Gasableitung 15. Um unerwünschte Geruchtsimmissionen zu vermeiden, kann die Gasableitung an einen nicht gezeichneten Erdfilter angeschloßen werden.

Mit der Belüftung der Flüssigkeit bildet sich oberhalb des Flüssigkeitsspiegels 35 eine Schaumdecke. Um die Gasableitung 15 für den Gasaustritt freizuhalten, ist der Schaumabscheider vorgesehen, bei welchem am Teller

12 und am Ring 14 der Schaum zurückgehalten wird. Das Gas hat dabei zwischen dem Teller 12 und der Lochscheibe 13 und durch die Löcher der Lochscheibe

13 Zutritt zur Mündung der Gasableitung 15 und kann durch diese abströmen.

Weitere Lösungen liegen im Rahmen der Erfindung. So wäre beispielsweise auch eine Führung des Druckstromes innerhalb eines Behälters denkbar, wobei vorzugsweise eine axial durch ein unmittelbar über dem Behälterboden ausmündendes Zentralrohr fördernde Pumpe vorgesehen wäre.

Sofern der Eintrag einer größeren Luftmenge wünschbar ist könnte die Pumpe saugseitig auch mit einem Luftkcmpressor beaufschlagt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Vorrichtung zum Umwälzen und Belüften von organische Stoffe enthaltenden Flüssigkeiten mit einem in einem abgedeckten Behälter angeordneten Schaufelrad, welches in seinen Kanälen Belüftungsrohre aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaufelrad (18) nach der Art einer Zentrifugalpumpe in einem spiralförmigen Pumpengehäuse (27) angeordnet ist, das eine unterhalb des Flüssigkeitsspiegels (35) im oberen Drittel des Behälters (J) liegende, dem Flüssigkeitsspiegel zugekehrte Saugmündung (29) und eine im unteren Drittel des Behälters (1) ausmündende Druckleitung (32) aufweist