DE2548754A1 - Verfahren und vorrichtung zum einbringen von luft in fluessigkeiten, insbesondere fuer die abwasserbelueftung - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum einbringen von luft in fluessigkeiten, insbesondere fuer die abwasserbelueftung

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DE2548754A1 DE19752548754 DE2548754A DE2548754A1 DE 2548754 A1 DE2548754 A1 DE 2548754A1 DE 19752548754 DE19752548754 DE 19752548754 DE 2548754 A DE2548754 A DE 2548754A DE 2548754 A1 DE2548754 A1 DE 2548754A1
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Description

PATENTANWALT DlPL-ING. ViERKOTTER 2548754
KÖLN/RHEIN HOHENZOUERNRING 2-10(CONCORDlAHAUS) - TELEFONi 21 25η
5 KÖLN. 28. 10. 1975: B 758
Albert Blum, Lohmar (Bheinl.)
Verfahren und Vorrichtung zum Einbringen von Luft in Flüssigkeiten, insbesondere für die Abwasserbelüftung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einbringen von Luft in Flüssigkeiten, insbesondere Abwässer, bei dem bzw. der kontinuierlich eine Teilmenge der zu belüftenden Flüssigkeit unter Druck einer Düse zugeführt und aus dieser durch einen mit Luft gefüllten
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Raum hinduroh in eine Pangdüse ausgestoßen wird, von der aus die Förderflüssigkeit in die zu belüftende Flüssigkeitsmenge zurückgeführt wird.
Für die Abwasserbelüftung sind mannigfache Belüftungssysteme bekannt, zu denen neben der sogenannten Oberflächenbelüftung und der Druckbelüftung, bei der Druckluft mit Hilfe eines Gebläses in das zu belüftende Medium eingebracht wird, auch nach dem Prinzip der sogenannten Wasserstrahlpumpe arbeitende Systeme gehören* Die Erfindung betrifft nach der letztgenannten Art arbeitende Belüftungssysteme.
Das diesen Systemen zu Grunde liegende Arbeitsprinzip bringt es mit sich, daß die Luft, die zusammen mit dem Flüssigkeitsstrahl in die zu belüftende Flüssigkeitsmenge eingebracht wird, eben nur in Form eines räumlich stark begrenzten Strahles in der Flüssigkeitsmenge wirksam wird. Das bedeutet, daß man, wenn man eine gute Verteilung der Luft in der zu belüftenden Flüssigkeitsmenge und damit eine wirksame Belüftung der zu belüftenden Flüssigkeit erzielen will, besondere Maßnahmen treffen muß, die beispielsweise darin bestehen können, daß eine ständige Umwälzung der zu belüftenden Flüssigkeitsmenge vorgenommen wird oder daß der die einzubringende Luft enthaltende Flüssigkeitsstrahl ständig in andere Richtungen ge-
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lenkt wird.
Diese Mängel und Schwierigkeiten der bekannten Einrichtungen sollen durch die Erfindung behoben und ein Verfahren und eine Vorrichtung geschaffen werden, die besondere Maßnahmen zur Verteilung der Luft in der Flüssigkeitsmenge weitgehend überflüssig machen und die darüber hinaus die Möglichkeit schaffen, herkömmliche Pumpen bzw. aus Elektromotor und Pumpe gebildete Pumpenaggregate, und insbesondere sogenannte Tauchpumpen bzw. Tauchpumpenaggregate, in einfacher Weise in Belüftungsvorrichtungen umzuwandeln.
Dieses der Anmeldung zu Grunde liegende Problem ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch zu lösen, daß die der zu belüftenden Flüssigkeit entnommene Teilmenge unter Druck in einen Raum, eine Kammer oder dergleichen gegeben wird, von wo aus sie in mannigfachen Richtungen in Form von Flüssigkeitsstrahlen austreten kann, wobei die austretenden Flüssigkeitsstrahlen jeder für sich nach Überwindung des mit Luft gefüllten Raumes von den einzelnen Strahlen zugeordneten Fangdüsen aufgefangen und von diesen aus zusammen mit der mitgerissenen Luft einzeln in die Flüssigkeitsmenge zurückgeleitet werden. Hierbei ist es in vielen Fällen ausreichend, die Flüssigkeit in Flüssigkeitsstrahlen austreten zu lassen, die in einer Ebene liegen, wodurch
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eine besonders einfache Konstruktion von Belüftungseinrichtungen ermöglicht wird. Gegebenenfalls kann es auch zweckmäßig sein, mehrere Austrittsebenen für die Flüssigkeitsstrahlen vorzusehen, wobei diese Austrittsebenen parallel und/oder winklig zueinander versetzt angeordnet sein können.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Einbringen von Luft in Flüssigkeiten, vor allem Abwässer und dergleichen, die insbesondere zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens vorgesehen ist, weist eine an die Druckseite einer Pumpe anschließbare Druckkammer auf, die von einer zweiten, an eine Luftzuführungsleitung anschließbaren Luftkammer zumindest teilweise umgeben ist, wobei in der Wandung zwischen Druckkammer und Luftkammer Strahldüsen angeordnet sind, denen Fangdüsen in der Außenwand der Luftkammer zugeordnet sind. Hierbei kann zweckmäßigerweise die Druckkammer kreisförmig ausgebildet und die Luftkammer konzentrisch dazu angeordnet sein. In einem solchen Falle kann es ferner vorteilhaft sein, die Strahldüsen und die Fangdüsen rund um den Umfang der Druckkammer bzw. Luftkammer in Abständen verteilt anzuordnen. Eine in konstruktiver Hinsicht besonders einfache und damit vorteilhafte Ausführungsform wird dadurch ermöglicht, daß Strahldüse und Fangdüse Jeweils in Form eines
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ringförmigen Spaltes ausgebildet werden, die mit ihren Spaltebenen ausgerichtet sind.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform einer Belüftungsvorrichtung gemäß der Erfindung ist die Druckkammer als ringförmige oder nahezu ringförmige Kammer ausgebildet, in deren Ringöffnung die Förderpumpe einsetzbar ist. Hierbei ist es empfehlenswert, Anordnung und Abmessungen so zu wählen, daß der Auslaß der Förderpumpe mit dem Einlaß der Druckkammer mit Hilfe einfacher Verbindungselemente leicht und gegebenenfalls sogar ohne zusätzliche Elemente selbsttätig kuppelbar ist.
Die Erfindung läßt mannigfache Ausführungsmöglichkeiten zu. In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsmöglichkeiten einer Belüftungsvorrichtung gemäß der Erfindung, die das erfindungsgemäße Belüftungs verfahren anwenden, mit den zum Verständnis wesentlichen Teilen als Beispiele schematisiert dargestellt, und zwar zeigt:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer nach dem.erfindungsgemäßen Verfahren arbeitenden Belüftungsvorrichtung,
Fig. 2 eine Einzelheit dieser Vorrichtung nach Fig. 1,
nämlich den eigentlichen Belüfter im Längsschnitt in vergrößertem Maßstab,
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Pig. 3 eine abgewandelte Ausführungsform des in
Fig. 2 dargestellten Belüfters, wiederum im Längsschnitt,
Fig. 4- einen Schnitt etwa nach der Linie k - 4 der Fig. 3,
Fig. 5 eine abgewandelte Ausführungsform einer Belüftungsvorrichtung entsprechend Fig. i,
Fig. 6 einen Schnitt etwa nach der Linie 6-6 der Pig. 5.
An Hand der in Fig. 1 stark schematisiert dargestellten Belüftungsvorrichtung, die zur Belüftung der Abwasser in einem Abwasserbecken 11 dient, soll zunächst das erfindungsgemäße Belüftungsverfahren beschrieben werden. Hierbei wird mit Hilfe einer Pumpe, die durch einen Elektromotor 13 angetrieben wird und mit diesem zu einem Pumpenaggregat zusammengefaßt ist, über die Saugleitung 14 Abwasser angesaugt und über die Druckleitung 15 unter Druck in den Innenraum eines Belüfters 16 gegeben, der im einzelnen noch beschrieben wird. Diesem Belüfter wird über eine Luftzuführungsleitung 17 Luft zugeführt. Wasser und Luft treten am Außenumfang des Belüfters aus. Wie in Fig. 1 durch die strichpunktierten Linien angedeutet ist, können gegebenenfalls von einer Pumpe mehrere Belüfter gespeist werden.
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Die über die Druckleitung 15 zugeführte Abwassermenge gelangt in dem Belüfter 16, wie Fig. 2 erkennen läßt, in eine innere kreisförmige Druckkammer l6l, die von einer ringförmigen Kammer 162 umgeben ist, an die die Luftzuführungsleitung 17 angeschlossen ist. Aus der kreisförmigen Druckkammer l6l kann das Wasser in radialer Richtung durch Düsen nach den mannigfachsten Richtungen hin austreten. Es sei in diesem Zusammenhang erwähnt, daß in der Zeichnung nur wenige Düsenv dargestellt sind und daß ihre Zahl erhöht werden kann, wenn dies erforderlich ist. Aus den Düsen I63 tritt das Wasser in Flüssigkeitsstrahlen durch die mit Luft gefüllte Kammer hindurch auf Fangdüsen l6b zu aus, die in der Außenwandung der Kammer l62 angeordnet sind und von denen je eine jeder Düse zugeordnet ist. Bei ihrem Durchtritt durch die Kammer l62 reißen die aus den Düsen 163 austretenden Flüssigkeitsstrahlen Luft mit in die Fangdüsen hinein, von wo aus sie zusammen mit dem Wasser in die Abwassermenge im Abwasserbehälter 11 gelangt. Hierbei wird durch den nach allen Seiten gerichteten Austritt eine gute Verteilung der Luft in dem Abwasser gewährleistet.
Fig. 3 und k zeigen eine Abwandlung der Ausführungsform des Belüfters l6 nach Fig. 2. Bei dieser Aus führungs form des mit dem Bezugszeichen 26 bezeichneten Belüfters wird wiederum über die Druckleitung 15 Wasser unter Druck in den kreisförmigen
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Innenraum 26l als Druckkammer geführt. An Stelle einzelner Düsen ist bei dieser Ausführungsform ein einziger Düsenspalt vorgesehen, der sich rund um den Umfang der Druckkammer 26l erstreckt. Wie bei der Ausführungsform nach Pig. 2 ist die innere Druckkammer 261 von einer ringförmigen Luftkammer umgeben, der durch die Luft zuführungsleitung 17 Luft zugeführt wird. In der Außenwand der Luft kammer ist ein dem Düsenspalt entsprechender Fangdüsenspalt 264 angebracht, der in der gleichen Radial ebene wie der Düsenspalt 263 liegt. Das aus der Ringdüse 263 austretende Wasser wird dadurch unmittelbar in den Düsenspalt 264 ausgestoßen und reißt bei seinem Durchtritt durch die Luftkammer 262 Luft in den Fangdüsenspalt 264 mit, die aus diesem zusammen mit dem Wasser in die Abwassermenge in dem Behälter 11 eintritt. Der Belüfter nach Fig. 3 und 4 kann im wesentlichen aus zwei Teilen, einer oberen und einer unteren Hälfte bestehen, die durch Abstandshalter 265 miteinander verbunden sind. Hierbei hat man es mit Hilfe dieser Abstandshalter in der Hand, leicht die Spalt br ei te des Düsenspaltes und des Fangdüsenspaltes ändern zu können.
Bei der abgewandelten Ausführungsform einer Belüftungsvorrichtung nach Fig. 5 und 6 1st die Pumpeinrichtung als sogenanntes Tauchpumpenaggregat ausgebildet, bei dem eine Pumpe mit einem In das Fördermedium im Behälter 51 eintauchbaren
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Elektromotor 53 gekoppelt ist. Die Pumpe saugt über die Ansaugleitung 5^ Wasser an, das aus dem schneckenförmigen Pumpengehäuse 521 über dessen Auslaßöffnung 522 in die Druckkammer des Belüfterteiles 56 gelangt. Die Druckkammer 56l des Belüfters besitzt in diesem Falle in ihrem mittleren Teil eine Aussparung, die dem Umfang des Pumpengehäuses angepaßt ist, so daß das Pumpenaggregat mit seiner Pumpe in den Belüfter 56 hineingesetzt werden kann, wodurch dieser allseitig um das Pumpgehäuse herumgreift.
Aus der Druckkammer 56l gelangt das Wasser in die Düsen 563» an deren Stelle natürlich auch ein Düsenspalt, wie bei der Ausführungsform nach Fig. 3 und b, vorgesehen sein könnte. Aus den Düsen 563 wird das Wasser durch eine Luftkammer 562 hindurch, die mit der Luftzuführungsleitung in Verbindung steht, in Fangdüsen 564· ausgestoßen, die in der Außenwandung der ringförmigen Luftkammer 562 vorgesehen sind und natürlich bei einer Abwandlung im Sinne der Ausführungsform nach Fig. 3 durch einen Fangdüsenspalt zu ersetzen wären. Aus den Fangdüsen 56^ tritt dann das Wasser zusammen mit der mitgerissenen Luft wieder in die Abwassermenge im Behälter 51 zurück.
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Claims (9)

  1. Ansprüche
    Verfahren zum Einbringen von Luft in Flüssigkeiten, insbesondere Abwasser, bei dem kontinuierlich eine Teilmenge der zu belüftenden Flüssigkeit unter Druck einer Düse zugeführt wird, aus der sie mit hoher Geschwindigkeit durch einen mit Luft gefüllten Raum hindurch in eine Fangdüse ausgestoßen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die der zu belüftenden Flüssigkeit entnommene Teilmenge unter Druck in einen Baum, eine Kammer oder dergleichen gegeben wird, von wo aus sie in mannigfachen Richtungen in Form von Flüssigkeitsstrahlen austreten kann, wobei die austretenden Flüssigkeitsstrahlen jeder für sich nach Überwindung des mit Luft gefüllten Raumes von den einzelnen Strahlen zugeordneten Fangdüsen aufgefangen und von diesen aus zusammen mit der mitgerissenen Luft einzeln in die Flüssigkeitsmenge zurückgeleitet werden.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit in Flüssigkeitsstrahlen austritt, die in einer Ebene liegen.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flussigkeitsstrahlen in mehreren Austritts-
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    ebenen liegen, die parallel und/oder winklig zueinander
    versetzt angeordnet sind.
  4. 4. Vorrichtung zum Einbringen von Luft in Flüssigkeiten, wie Abwässer und dergleichen, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, 2 oder 3, mit einer Pumpe, die der zu belüftenden Flüssigkeitsmenge eine Teilmenge entnimmt und unter Druck einer oder mehreren Strahldüsen mit im Abstand davon angeordneten Fangdüsen zuführt, gekennzeichnet durch eine an die Druckseite der Pumpe anschließbare Druckkammer, die von einer zweiten, an eine Luftzuführungsleitung anschließbare Luftkammer zumindest teilweise umgeben ist, wobei in der Wandung zwischen Druckkammer und Luftkamraer
    Strahldüsen angeordnet sind, denen Fangdüsen in der Außenwand der Luftkammer zugeordnet sind.
  5. 5· Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine kreisförmige Ausbildung der Druckkammer und eine dazu konzentrische Anordnung der Luftkammer.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Strahldüsen und die Fangdüsen rund
    um den Umfang der Druckkammer bzw. Luftkammer in Abständen verteilt angeordnet sind.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch *l· oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Strahldüse als auch die Fang-
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    düse in Form eines ringförmigen Spaltes ausgebildet sind, deren Spaltebenen zueinander ausgerichtet sind.
  8. 8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche k bis 7i dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer als ringförmige oder nahezu ringförmige Kammer ausgebildet ist, in deren Ringöffnung die Förderpumpe einsetzbar ist.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf Grund entsprechender Wahl von Anordnung und Abmessungen der an die Pumpe anzuschließenden Druckkammer der Auslaß der Förderpumpe mit dem Einlaß der Druckkammer mit Hilfe einfacher Verbindungselemente leicht und gegebenenfalls ohne zusätzliche Elemente, vorzugsweise selbsttätig kuppelbar ist.
    709818/05 50 ORIGINAL INSPECTED
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