DE2513917A1 - MIXING DEVICE - Google Patents

MIXING DEVICE

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DE2513917A1 DE19752513917 DE2513917A DE2513917A1 DE 2513917 A1 DE2513917 A1 DE 2513917A1 DE 19752513917 DE19752513917 DE 19752513917 DE 2513917 A DE2513917 A DE 2513917A DE 2513917 A1 DE2513917 A1 DE 2513917A1
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Description

GENERAL SIGNAL CORPORATIONGENERAL SIGNAL CORPORATION

280 Park Avenue280 Park Avenue

New York, Nev York« Y,St,A.New York, Nev York «Y, St, A.

Unser Zeichen: G 1364 Our reference: G 1364

MischvorrichtungMixing device

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mischen von Flüssigkeit und Gas, insbesondere zum Beimischen von Sauerstoff zu Industrieabfällen oder Abwässern, die einen biochemischen Sauerstoffbedarf (B0D=biochemical oxigen demand) haben. Mischvorrichtungen behandeln BOD-enthaltende Abwasser, wie städtische Abwasser, biochemisch durch Beimischung von Sauerstoff. Dies geschieht üblicherweise mit Hilfe eines Sprenklerringes unterhalb eines Propellers in einem Tank. Der Propeller wälzt das Abwasser um, und der Sprenklerring führt Sauerstoff in den Tank, welcher beigemischt werden soll, vgl. die US-PS 3 227 701 und 3 547 813.The invention relates to a device for mixing liquid and gas, especially for adding oxygen to industrial waste or sewage, which has a biochemical Have oxygen demand (B0D = biochemical oxygen demand). Mixers treat BOD-containing wastewater in the same way as urban ones Wastewater, biochemically by adding oxygen. This is usually done with the help of a sprinkler ring below of a propeller in a tank. The propeller circulates the wastewater, and the sprinkler ring carries oxygen into the tank, which is to be admixed, see U.S. Patents 3,227,701 and 3,547,813.

Bei einem bekannten biochemischen Oxidationsverfahren wird das Abwasser mit einem Sauerstoff enthaltenden Gas, wie Luft, und einem Paulschlamm vermischt. Der letztere besteht im wesentlichen aus Aerobenorganismen, welche die Fähigkeit haben, in Gegenwart von hinreichend verteiltem Sauerstoff das biochemisch oxidierbare organische Material des städtischen Abwassers zu absorbieren und assimilieren und dadurch das organische Material so umwandeln können, daß es leicht von dem gereinigten Wasser getrennt werden kann. Unter normalen Bedingungen vermehren dieIn a known biochemical oxidation process that is Wastewater mixed with an oxygen-containing gas such as air and a Paul sludge. The latter essentially consists from aerobic organisms that have the ability in the presence to absorb the biochemically oxidizable organic material of the urban sewage from adequately distributed oxygen and can assimilate and thereby transform the organic material so that it is easily separated from the purified water can be. Under normal conditions they multiply

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Bakterien sich in den Aerationstanks während dieses Verfahrensschrittes. Wenn die erforderliche Zeit zur BOD-Umwandlung verstrichen ist, läßt man die gemischte Flüssigkeit ruhen und sich absetzen, dekantiert das gereinigte Ablaufwasser in Aufnahmewasser und zieht den Faulschlamm vom Boden der Kläranlage ab.Bacteria settle in the aeration tanks during this process step. When the required time for BOD conversion has passed if the mixed liquid is allowed to stand and settle, the purified drainage water is decanted into receiving water and removes the digested sludge from the bottom of the sewage treatment plant.

Es wurde bereits darauf hingewiesen, daß die Verwendung von Sprenklerringen zur Zuführung von Sauerstoff enthaltendem Gas zu dem Abwasser bekannt ist. Der Sprenklerring ist dabei unterhalb eines Umwälzpropellers angeordnet, so daß das beigemischte Gas zu der Ansaugseite des Propellers wandert. Der Propeller rotiert im allgemeinen mit einer festen Geschwindigkeit. Wenn über den Sprenklerring Gas in den Tank eingeführt wird, ist für die Rotation des Propellers eine Leistung erforderlich, die als Flüssigkeits-Gas-Leistung bezeichnet wird. Wenn dem Tank über den Sprenklerring kein Gas zugeführt wird, ist für die Rotation des Propellers eine Leistung erforderlich, die als reine Flüssigkeitsleistung bezeichnet wird. Das Verhältnis der Flüssigkeitsleistung zu der Flüssigkeits-Gas-Leistung ist als K-Faktor bekannt. Im allgemeinen ist der K-Faktor ziemlich klein, da das System mehr Leistung verbraucht, wenn kein Gas beigemischt wird, weil zur Rotation des Propellers in einer Flüssigkeit ein grö'sseres Drehmoment erforderlich ist als zur Rotation des Propellers in einem Gas. Deshalb kann der Motor Schaden erleiden, wenn er für einen Propeller ausgelegt ist, der mit einer vorbestimmten Flüssigkeits-Gas-Leistung arbeiten soll und wenn jemand zufällig die Gaszufuhr abstellt und die verbrauchte Leistung ansteigt. It has already been pointed out that the use of Sprinkler rings for supplying oxygen-containing gas to the wastewater is known. The sprinkler ring is below a circulating propeller arranged so that the admixed gas migrates to the suction side of the propeller. The propeller rotates generally at a fixed rate. If gas is introduced into the tank via the sprinkler ring, it is for the Rotation of the propeller requires a power that is referred to as liquid-gas power. When the tank is over If no gas is supplied to the sprinkler ring, a power is required for the rotation of the propeller, which is pure liquid power referred to as. The ratio of the liquid capacity to the liquid-gas capacity is given as the K-factor known. In general, the K-factor is quite small because the system uses more power if no gas is added, because for the rotation of the propeller in a liquid a larger one Torque is required than to rotate the propeller in a gas. This is why the engine can suffer damage if it is designed for a propeller that is to work with a predetermined liquid-gas power and if someone happens to be turns off the gas supply and the power consumed increases.

Gemäß der Erfindung soll eine Vorrichtung zum Mischen von Flüssigkeit und Gas geschaffen werden, welche sowohl bei Gaszuführung als auch ohne Gaszuführung arbeiten kann, ohne daß eine Überlastung des Motors eintreten kann; diese Vorrichtung soll mit einer hohenAccording to the invention a device for mixing liquid and gas can be created, which can work both with gas supply and without gas supply, without overloading of the engine can occur; this device is said to have a high

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Leistung arbeiten, damit die Massentransportgeschwindigkeit erhöht wird.Performance work so that the mass transport speed increases will.

Diese Aufgabe ist bei Vorrichtungen zum Mischen von Flüssigkeit und Gas, mit einem Flüssigkeitstank, einer Einrichtung zum Einführen von Gas und einer Zirkulationseinrichtung dadurch gelöst, daß die Einrichtung zum Einführen von Gas so ausgebildet ist, daß sie nur außerhalb der Saugseite der Zirkulationseinrichtung Gas einführt und letztere nur den Flüssigkeitswiderstand erfährt.This task is in devices for mixing liquid and gas, with a liquid tank, a device for introducing solved by gas and a circulation device in that the device for introducing gas is designed so that they only outside the suction side of the gas circulation device introduces and the latter experiences only the fluid resistance.

Gemäß der Erfindung mischt die Vorrichtung Flüssigkeit und Gas in einem Gefäß, z.B. in einem Tank. Eine Zirkulationseinrichtung, z.B. ein eingetauchter Propeller, wird von einem Motor betrieben und wälzt die Flüssigkeit in dem Tank um. Ein Sprenklerring führt das Gas in den Tank ein. Dieser Sprenklerring ist unterhalb des Propellers angeordnet und weist Gaszufuhreinrichtungen auf, z.B. eine Anzahl von Löchern, welche auf seiner Oberseite angeordnet sind. Die Gaszuführeinrichtungen sind so angeordnet, daß das zugeführte Gas nicht in den Saugbereich des Propellers gelangen kann und eine hohe Massentransportgeschwindigkeit gewährleistet ist.According to the invention the device mixes liquid and gas in a vessel, for example a tank. A circulation device, e.g. a submerged propeller, is driven by a motor and circulates the liquid in the tank. A sprinkler ring leads the gas in the tank. This sprinkler ring is arranged below the propeller and has gas supply means, e.g. a number of holes arranged on its top. The gas supply devices are arranged so that the supplied Gas cannot get into the suction area of the propeller and ensures a high mass transport speed is.

Die Erfindung ist im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels und in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigernThe invention is described below on the basis of an exemplary embodiment and described in more detail in connection with the drawing. Show it

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Mischvorrichtung, 1 shows a cross section through a mixing device according to the invention,

Fig. 2 eine Unteransicht eines Propellers der Erfindung,Fig. 2 is a bottom view of a propeller of the invention,

Fig. 3 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Sprenklerring und3 is a plan view of a sprinkler ring according to the invention and

Fig. 4 einen Querschnitt, welcher das Verhältnis des Sprenklerringes zu dem Propeller veranschaulicht.Fig. 4 is a cross section showing the ratio of the sprinkler ring illustrated to the propeller.

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Wie man in Fig. 1 sieht, mischt eine Vorrichtung eine Flüssigkeit L mit Gas G. Die Vorrichtung umfaßt einen Tank 10, der Flüssigkeit L enthält. Eine Einrichtung 20 wälzt die Flüssigkeit L in dem Tank 10 um. Ein Beimischungs- oder Sprenklerring führt das Gas außerhalb des Saugbereiches 21 der Umwälzeinrichtung 20 ein, so daß die Umwälzeinrichtung 20 lediglich dem Flüssigkeitswiderstand ausgesetzt ist.As can be seen in Fig. 1, an apparatus mixes a liquid L with gas G. The apparatus comprises a tank 10 which Contains liquid L. A device 20 circulates the liquid L in the tank 10. An admixture or sprinkler ring leads the gas outside the suction area 21 of the circulation device 20 a, so that the circulation device 20 is only exposed to the fluid resistance.

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung im Querschnitt dargestellt. Diese Vorrichtung umfaßt einen Tank 10 mit Seitenwänden 12, mit einer Vorder- und einer Rückwand (nicht dargestellt) und einer Basis 14· Der Tank besteht im allgemeinen aus Beton. Eine Einlaßöffnung 16 führt die Flüssigkeit L, z.B. städtische Abwasser, in den Tank 10. Ferner ist eine Auslaßöffnung 18 vorgesehen, durch welche die Flüssigkeit zu einer weiteren Vorrichtung, z.B. zu einer Kläranlage, geleitet werden kann, nachdem die Flüssigkeit mit Sauerstoff durchsetzt worden ist.In Fig. 1 a device according to the invention is in cross section shown. This device comprises a tank 10 with side walls 12, with a front and a rear wall (not shown) and a base 14. The tank is generally composed of Concrete. An inlet port 16 leads the liquid L, e.g., municipal sewage, into the tank 10. Further, there is an outlet port 18 provided, through which the liquid can be conducted to a further device, e.g. to a sewage treatment plant, after the liquid has been oxygenated.

Die Umwälzeinrichtung 20 kann irgendein geeigneter Mischer mit einem Leitrad sein, vorzugsweise mit einem Propellerrad mit gekrümmten Blättern, wie das Modell Nr. 89Q125, welches von der Firma Mixing Equipment Company, Rochester, New York, vertrieben wird. Die Umwälzeinrichtung enthält einen Motor 22, z.B. einen Induktionsmotor mit einer Leistung von 125 PS, welcher eine Antriebswelle 24 dreht. Am unteren Ende der Antriebswelle 24 ist ein Kragen 26 ausgebildet, welcher mit mehreren Schrauben, von denen zwei bei 30 in Fig. 4 gezeigt sind, an einer Scheibe 28 befestigt ist. Die Propeller- oder Turbinenblätter 32 sind mit geeigneten Mitteln, wie Schrauben oder Schweißverbindungen (nicht dargestellt) starr an der Scheibe 28 befestigt. Die Fig. 2 zeigt eine ünteransicht der Scheibe 28 mit daran befestigten Propelleroder Turbinenblättern 32. Die Antriebswelle 24, die Scheibe 28The circulation device 20 can have any suitable mixer be an idler, preferably with a curved blade propeller, such as model no. 89Q125, which is used by the Mixing Equipment Company, Rochester, New York. The circulator includes a motor 22, e.g. Induction motor with an output of 125 HP, which turns a drive shaft 24. At the lower end of the drive shaft 24 is a collar 26 is formed, which with a plurality of screws, two of which are shown at 30 in FIG. 4, on a washer 28 is attached. The propeller or turbine blades 32 are with rigidly attached to the disk 28 by suitable means, such as screws or welded connections (not shown). Fig. 2 shows a bottom view of the disc 28 with attached propeller or Turbine blades 32. The drive shaft 24, the disk 28

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und die Blätter 32 können aus "beliebigem, geeignetem Material hergestellt sein, z.B. aus nicht rostendem oder galvanisiertem Stahl. Die Blätter 32 sind auf der Scheibe 28 so ausgerichtet, daß die Flüssigkeit L beim Verlassen der Propellerblätter im wesentlichen radial zirkuliert. Im Ausführungsbeispiel wurde zwar eine von oben eintauchende TJmwälzeinrichtung 20 dargestellt, es ist jedoch auch möglich, eine vom Boden aus eintauchende Umwälzeinrichtung zu verwenden. Es können auch Stabilisierungsringe oder -einrichtungen, welche nicht dargestellt sind, zur Begrenzung der radialen Bewegung der Welle verwendet werden.and sheets 32 may be made from "any suitable material be made, e.g. of stainless or galvanized steel. The blades 32 are aligned on the disc 28 so that that the liquid L circulates essentially radially when it leaves the propeller blades. In the exemplary embodiment was a TJmwälzeinrichtung 20 immersed from above is shown, it however, it is also possible to use a circulation device that is immersed from the bottom. Stabilizing rings can also be used or devices, which are not shown, are used to limit the radial movement of the shaft.

Wie man in Fig. 1 sieht, wird ein Gas dem Tank 10 über einen Beimischungs- oder Sprenklerring 40 zugeführt, der an dem Tank 10 mit geeigneten Mitteln wie Bügeln (nicht dargestellt) befestigt ist, welche ihrerseits an der Basis 14 befestigt sind. Das Gas wird dem Sprenklerring 40 mit einer Pumpe 36 über eine Gasleitung 38 zugeführt. Wie man aus Fig. 1 sieht, gelangt das Gas von der Gasleitung 38 in eine hohle Ringkaminer 41 des Sprenklerrings 40 und verläßt diesen durch einen Satz von Öffnungen 42 in der Oberseite 43 des Sprenklerrings 40.As can be seen in Figure 1, a gas is supplied to the tank 10 via an admixture or sprinkler ring 40 which is attached to the tank 10 by suitable means such as brackets (not shown) which in turn are attached to the base 14. The gas is fed to the sprinkler ring 40 with a pump 36 via a gas line 38. The gas As seen from Fig. 1, passes from the gas line 3 8 in a hollow ring 41 of the Kaminer Sprenklerrings 40 and leaves this through a set of apertures 42 in the top 43 of the Sprenklerrings 40.

Es war bislang üblich, den Sprenklerring unter den Propellerblättern anzubringen, so daß das Gas von dem Sprenklerring in den Saugbereich der Blätter gelangt. Dadurch wird die Dichte des Mediums, welche von den Blättern umgewälzt oder zirkuliert werden soll, verringert. Dieses Medium mit geringerer Dichte setzt der Rotation der Blätter einen geringeren Widerstand entgegen. Da die Leistung des Motors bei der Drehung des Propellers proportional zu dem Widerstand des Mediums ist, zieht der Motor weniger Leistung, wenn Gas in den Saugbereich der Blätter abgegeben wird. Dies kann wünschenswert erscheinen, mit Ausnahme der Tatsache, daß die Geschwindigkeit des Massentransportes mitder von dem Motor verbrauchten Leistung abnimmt.It was previously common to place the sprinkler ring under the propeller blades to be attached so that the gas from the sprinkler ring reaches the suction area of the leaves. This will increase the density of the Medium which is to be circulated or circulated by the leaves is reduced. This medium with lower density sets the Rotation of the leaves counteracts less resistance. Because the power of the engine is proportional to the rotation of the propeller depending on the resistance of the medium, the motor draws less power when gas is released into the suction area of the leaves will. This may seem desirable, except for the fact that the rate of mass transport is changing with that of the power consumed by the engine decreases.

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Gemäß der Erfindung führt der Sprenklerring Gas außerhalb des Saugbereichs der Blätter ein, so daß die Blätter lediglich den Widerstand der Flüssigkeit erfahren. Dies wird dadurch erreicht, daß der Sprenklerring so angeordnet ist, daß er Gas lediglich innerhalb eines Volumens V abgibt, welches in Fig. 4 durch gestrichelte Linien dargestellt ist. Das Yolumen V umfaßt einen Ring mit einer radialen Abmessung a und einer axialen Abmessung b. Die radiale Abmessung a erstreckt sich vom 1- bis 1,5-Fachen des Durchmessers Dt der Blätter. Die axiale Abmessung b erstreckt sich von der Scheibe 28 ungefähr um eine Entfernung nach unten, welche der Höhe der Blätter 32 entspricht. Solange Gas in das Volumen V eingeführt wird, kann es nicht in den Saugbereich der Blätter gelangen. Die Fig. 4 zeigt dieses Verhältnis für den Sprenklerring 40f, es wird jedoch darauf hingewiesen, daß dieses Prinzip auch für andere Sprenklerringe anwendbar ist, z.B. für denjenigen der Fig. 1. Der Durchmesser Ds des Sprenklerrings beträgt an der Öffnung ungefähr das 1,2-Fache des Durchmessers Dt der Turbinenblätter, so daß das Gas an diesem Ort eingeführt wird.According to the invention, the sprinkler ring introduces gas outside the suction area of the leaves, so that the leaves only experience the resistance of the liquid. This is achieved in that the sprinkler ring is arranged so that it emits gas only within a volume V, which is shown in Fig. 4 by dashed lines. The yolumen V comprises a ring with a radial dimension a and an axial dimension b. The radial dimension a extends from 1 to 1.5 times the diameter Dt of the blades. The axial dimension b extends downward from the disk 28 approximately a distance corresponding to the height of the blades 32. As long as gas is introduced into volume V, it cannot get into the suction area of the leaves. FIG. 4 shows this relationship for the sprinkler ring 40 f , but it is pointed out that this principle can also be used for other sprinkler rings, for example that of FIG. 1. The diameter Ds of the sprinkler ring is approximately 1 at the opening. 2 times the diameter Dt of the turbine blades, so the gas is introduced at this location.

Der Durchmesser Ds wird in dieser Beschreibung als imaginärer Kreis angenommen, welcher von dem radial innersten Punkt jeder Öffnung einer Gruppe von Öffnungen gebildet wird, wie der imaginäre Kreis C für die Öffnungen 42'. Der Durchmesser Dt, der im folgenden als Durchmesser der Blätter bezeichnet wird, ist tatsächlich der Durchmesser eines Kreises, welcher von den äußeren Spitzen der rotierenden Blätter gebildet wird. Durch Anordnung der Öffnungen oder Löcher radial außerhalb der Turbinenblätter erfahren diese bei ihrer Rotation lediglich den Widerstand der Flüssigkeit. Dabei wird mehr Leistung gezogen und deswegen die Massentransportgeschwindigkeit erhöht. Falls Gas in radialer Richtung außerhalb des Volumens V eingeführt wird, sinkt die Massentransportgeschwindigkeit erheblich.The diameter Ds is assumed in this description to be an imaginary circle which is from the radially innermost point each Opening of a group of openings is formed, such as the imaginary circle C for openings 42 '. The diameter Dt, which is in hereinafter referred to as the diameter of the leaves is actually the diameter of a circle which is defined by the outer Tips of rotating blades is formed. By arranging the openings or holes radially outside the turbine blades When they rotate, they only experience the resistance of the liquid. More power is drawn and therefore the Mass transport speed increased. If gas is introduced in the radial direction outside the volume V, the decreases Mass transport speed considerably.

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Palls Gas oberhalfc des Yolumens V eingeführt wird, nimmt die Massentransportgeschwindigkeit ab. Palis Gas unterhalb des Volumens Ύ eingeführt wird, kann es in den Saugbereich der Blätter treiben und die gezogene Leistung verringern. Das Gas wird für den besten Massentransport vorzugsweise etwa im Mittelpunkt der Blätter (axial) eingeführt.If gas is introduced above the volume V, the mass transport rate decreases. Palis gas is introduced below the volume Ύ , it can drift into the suction area of the blades and reduce the power drawn. The gas is preferably introduced approximately in the center of the blades (axially) for the best mass transport.

Die Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf einen modifizierten Beimischungs- oder Sprenklerring 40'. Dieser Ring 40' unterscheidet sich von dem Ring 40 dadurch, daß er zwei Gruppen von Löchern aufweist. Eine erste Gruppe von Löchern 42' ist auf der Oberseite 43' des Sprenklerringeε 40' angeordnet. Eine zweite Gruppe von Öffnungen 44' ist ebenfalls auf der Oberseite 43' angeordnet. Die zweite Gruppe von Löchern ist radial außerhalb der ersten Gruppe angeordnet. Jede Gruppe von Löchern liegt auf einem Kreis auf der Oberseite des Sprenklerrings, dies ist jedoch lediglich eine Frage der Einfachheit, entscheidend ist, daß das Gas von dem Saugbereich der Propeller—blätter 32 fortgerichtet ist.Fig. 3 shows a plan view of a modified admixture or sprinkler ring 40 '. This ring 40 'is different differs from ring 40 in that it has two sets of holes. A first group of holes 42 'is on the top 43 'of Sprenklerringeε 40' arranged. A second group of Openings 44 'is also arranged on the top 43'. The second group of holes is arranged radially outside the first group. Each group of holes lies on a circle on top of the sprinkler ring, but this is only a matter of simplicity, what matters is that the gas from the Suction area of the propeller blades 32 is directed away.

Aus Fig. 4 wird die Anordnung von zwei Gruppen von Löchern besonders klar. Der Sprenklerring 40' enthält einen ringförmigen Teiler 46, welcher den Innenraum des Ringes in zwei verschiedene, hohle Abschnitte 41' und 41" unterteilt. Ein Gas kann in eine dieser hohlen Kammern oder in beide Kammern eingeführt werden. Falls die innere hohle Kammer 4I' verwendet wird, wird das Gas über die Löcher 42' in den Tank abgegeben. Falls die äußere hohle Kammer 41" verwendet wird, wird das Gas durch die Löcher 44' in den Tank abgegeben. Auf diese Weise ist es möglich, den Durchmesser Ds von Ds(1) zu Ds(2) zu ändern, abhängig davon, welcher Kammer 4I' oder 41 " über die Leitung 38 Gas zugeführt wird.From Fig. 4 the arrangement of two groups of holes becomes particular clear. The sprinkler ring 40 'contains an annular divider 46 which divides the interior of the ring into two different, hollow sections 41 'and 41 "are divided. A gas can be divided into one of these hollow chambers or both chambers can be inserted. If the inner hollow chamber 4I 'is used, this will be Gas is released into the tank through holes 42 '. If the outer hollow chamber 41 "is used, the gas is discharged through holes 44 ' discharged into the tank. In this way it is possible to change the diameter Ds from Ds (1) to Ds (2), depending on which one Chamber 4I 'or 41 "via line 38 gas is supplied.

Es wird darauf hingewiesen, daß ein ringförmiger Schlitz (oder Schlitze) anstelle einer Gruppe von öffnungen verwendet werdenIt should be noted that an annular slot (or slots) may be used in place of a group of openings

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können. Außerdem ist es zwar einfach, einen Sprenklerring mit rechteckigem Querschnitt zu verwenden, es kann jedoch auch ein Hing mit einem beliebigen Querschnitt verwendet werden. Darüberhinaus ist es auch möglich, einen unterteilten Sprenklerring zu verwenden, um der Flüssigkeit ein oder mehrere Gase beizumischen.can. In addition, while it is easy to use a rectangular cross-section sprinkler ring, it can also be a Hung can be used with any cross-section. Furthermore It is also possible to use a split sprinkler ring to mix one or more gases with the liquid.

Beispielexample

Ein rechtwinkliger Tank von etwa 11,5 x 12,5 m und etwa 9 m Tiefe enthält ungefähr 6 m Wasser. Ein Induktionsmotor mit 125 PS rotiert eine Stahlscheibe mit einer Geschwindigkeit von wenigstens 100 U/min. Jedes Blatt hat einen Krümmungsradius von ungefähr $6 cm, und jedes Blatt ist etwa unter einem Winkel von 55° gegenüber der radialen Linie von dem äußeren Rand des Blattes geneigt. Ein Gas wird mit einer Strömungsgeschwindigkeit von ungefähr 85 m /min. durch einen Sprenklerring zugeführt, dessen Durchmesser Ds ungefähr 2,1 m beträgt. Dieser Durchmesser Ds weist ungefähr 24 Löcher auf, die jeweils einen Durchmesser von etwa 1,9 cm und einen Druckabfall von etwa 105 g/cm aufweisen. Die Oberseite des Sprenklerrings befindet sich etwa 1,5 cm unterhalb der Scheibe. Die bei Gaseinführung gezogene Leistung ist etwa 93»5 PS, während ohne Gaszuführung eine Leistung von etwa 9115 PS gezogen wird, was einen K-Faktor von etwa 1,02 ergibt.A rectangular tank about 11.5 x 12.5 m and about 9 m deep contains about 6 m of water. A 125 horsepower induction motor rotates a steel disk at a speed of at least 100 rpm. Each blade has a radius of curvature of about 6 cm, and each blade is inclined at approximately 55 degrees from the radial line from the outer edge of the blade. A gas is at a flow rate of about 85 m / min. fed by a sprinkler ring, the diameter Ds of which is approximately 2.1 m. This diameter Ds has about 24 holes, each about 1.9 cm in diameter and with a pressure drop of about 105 g / cm. The top of the sprinkler ring is about 1.5 cm below the disc. The power drawn when gas was introduced is about 93 »5 HP, while without gas a power of about 9115 HP is drawn, which results in a K-factor of about 1.02.

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Claims (12)

AnsprücheExpectations M.)Vorrichtung zum Mischen von Flüssigkeit und Gas, mit einem Flüssigkeitstank, einer Einrichtung zum Einführen von Gas und einer Zirkulationseinrichtung, dadurch gekennzeiehnet, daß die Einrichtung zum Einführen von Gas so ausgebildet ist, daß sie nur außerhalb der Saugseite der Zirkulationseinrichtung Gas einführt und die letztere nur den Flüssigkeitswiderstand erfährt.M.) Device for mixing liquid and gas, with one Liquid tank, a device for introducing gas and a circulation device, characterized in that the device for introducing gas is designed so that it is only outside the suction side of the circulation device Introduces gas and the latter experiences only the liquid resistance. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zirkulationseinrichtung mehrere rotierende Blätter aufweist, welche in die Flüssigkeit eingetaucht sind.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the Circulation device comprises a plurality of rotating blades which are immersed in the liquid. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blätter eine radiale Strömung erzeugen.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the blades generate a radial flow. 4· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Einführen von Gas einen Sprenklerring enthält.4 · Device according to one of claims 1 to 3 »characterized in that that the device for introducing gas includes a sprinkler ring. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß der Sprenklerring hohl ist und an seiner Oberseite eine Anzahl von Löchern aufweist, welche mit dem Hohlraum kommunizieren.5. Apparatus according to claim 4 »characterized in that the sprinkler ring is hollow and on its top a number of Has holes which communicate with the cavity. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Sprenklerring Gas an einem Ort einführt, welcher etwa den 1- bis 1,5-fachen Durchmesser der Blätter aufweist. 6. Device according to one of claims 1 to 5 »characterized in that that the sprinkler ring introduces gas at a location which is about 1 to 1.5 times the diameter of the leaves. 7· Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sprenklerring Gas an einem Ort einführt, der etwa den 1,2-fachen Durchmesser der Blätter aufweist.7 · Device according to claim 6, characterized in that the sprinkler ring introduces gas at a location about 1.2 times the diameter of the leaves. -10--10- 509841 /0899509841/0899 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Sprenklerring bei seinen Löchern den 1- bis 1,5-fachen Durchmesser der Blätter aufweist.8. Device according to one of claims 2 to 5 »characterized in that that the sprinkler ring has 1 to 1.5 times the diameter of the leaves at its holes. 9· Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Sprenklerrings etwa das 1,2-Faehe des Durchmessers der Blätter beträgt.9 · Device according to claim 8, characterized in that the diameter of the sprinkler ring is approximately 1.2 times the Diameter of the leaves. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis S1 dadurch gekennzeichnet, daß der Sprenklerring Gas an einem Ort einführt, welcher mit dem axialen Ort der Blätter zusammenfällt.10. Device according to one of claims 1 to S 1, characterized in that the sprinkler ring introduces gas at a location which coincides with the axial location of the blades. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Sprenklerring Gas etwa in der axialen Mitte der Blätter einführt.11. The device according to claim 10, characterized in that the sprinkler ring gas approximately in the axial center of the blades introduces. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Blätter auf einer rotierenden Scheibe befestigt sind und die Oberseite des Sprenklerrings etwa in der axialen Mitte der Blätter angeordnet ist.12. Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that that the leaves are mounted on a rotating disk and the top of the sprinkler ring about in the axial center of the blades is arranged. 509841/0899509841/0899
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0985444A1 (en) * 1998-08-12 2000-03-15 Linde Aktiengesellschaft Process and apparatus for mixing products

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3818999A1 (en) * 1988-06-03 1989-12-14 Norbert Schneider Gas-introduction and circulation apparatus for liquids
CN106474958A (en) * 2016-11-19 2017-03-08 张奇 A kind of Multi-stage stirring disk for reactor

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2243301A (en) * 1938-12-15 1941-05-27 Morse Bros Machinery Company Aeration apparatus
US2433592A (en) * 1945-05-09 1947-12-30 Lionel E Booth Aeration method and machine
US3227701A (en) * 1962-05-29 1966-01-04 Phillips Petroleum Co Carboxylation and acidification of polymers
US3643403A (en) * 1970-04-29 1972-02-22 Richard E Speece Downflow bubble contact aeration apparatus and method
US3792840A (en) * 1971-06-15 1974-02-19 Westinghouse Electric Corp Submerged turbine aerator

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2243301A (en) * 1938-12-15 1941-05-27 Morse Bros Machinery Company Aeration apparatus
US2433592A (en) * 1945-05-09 1947-12-30 Lionel E Booth Aeration method and machine
US3227701A (en) * 1962-05-29 1966-01-04 Phillips Petroleum Co Carboxylation and acidification of polymers
US3643403A (en) * 1970-04-29 1972-02-22 Richard E Speece Downflow bubble contact aeration apparatus and method
US3792840A (en) * 1971-06-15 1974-02-19 Westinghouse Electric Corp Submerged turbine aerator

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0985444A1 (en) * 1998-08-12 2000-03-15 Linde Aktiengesellschaft Process and apparatus for mixing products

Also Published As

Publication number Publication date
SE410179C (en) 1982-01-25
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FR2272723B1 (en) 1980-06-27

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