DE2652132A1 - Biological suspension channel flow generator - with hinged or flexible shield on reciprocating crossbar - Google Patents

Biological suspension channel flow generator - with hinged or flexible shield on reciprocating crossbar

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DE2652132A1 DE19762652132 DE2652132A DE2652132A1 DE 2652132 A1 DE2652132 A1 DE 2652132A1 DE 19762652132 DE19762652132 DE 19762652132 DE 2652132 A DE2652132 A DE 2652132A DE 2652132 A1 DE2652132 A1 DE 2652132A1
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Abstract

A device to produce and maintain a flow of biological suspension in open and enclosed channels consists of a shield of any suitable shape which dips into the channel. A drive mechanism is used to displace it at right angles to the intended direction of flow. The arrangement eliminates complicated, uneconomical and expensive drive methods such as pumps or nozzles. Microorganisms, such as algae in suspension, are not mechanically damaged by the movement.

Description

Einrichtung zur Erzeugung und Aufrechterhaltung einer StrömungDevice for generating and maintaining a flow

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erzeugung und Aufrechterhaltung einer Strömung von biologischen Suspensionen in offenen und geschlossenen Gerinnen in einer bestimmten Richtung.The invention relates to a device for generating and maintaining a flow of biological suspensions in open and closed channels in a certain direction.

Es ist bekannt, die Bewegung von Suspensionen bzw. Flüssigkeiten in offenen und geschlossenen Behältern, wie Algenzuchtbecken, Abwasserklärbecken usw. mit Hilfe von Rührarmen vorzunehmen (Stengel, E., Anlagentyp und Verfahren der technischen Algenmassenproduktion, Berichte der Dtscia. Bot. Ges. Bd. 83, fle 11, 1970, Seiten 589 bis 606). Dabei bewegt sich eine im System zentral befestigte Achse, an der speichenähnlich die Rührarme montiert sind. Diese erfordern jedoch einen hohen apparativen Aufwand, der umso größer wird, je gleichmäßiger die Turbulenz in dem cystein sein soll, da mit zunehmender Entfernung vom Rilhrarmmittelpunkt die Umfangsgeschwindigkeit steigt. Die Rührarm werden außerdem mit zunehmendem Durchmesser instabiler, da die Kraft auf die Antriebsachse durch die Hebelwirkung wächst. Weiterhin sind die Rühranne schwer, erfordern an ihren Auflagepunkten zusätzliche Lager und einen hohen Energiebedarf. Die S\ispensionshöhe darf nur geringfügig vom optimalen Wert abweichen, um eine ausreichende Bewegung zu erzielen, bzw. ab einer bestimmten Suspensionshöhe würde der apparative Aufwand und der Energiebedarf übermäßig steigen. Schließlich ist das ganze System schwer zu reinigen.It is known that the movement of suspensions or liquids in open and closed containers, such as algae growing tanks, sewage clarifiers, etc. to be carried out with the help of agitator arms (Stengel, E., type of plant and process of the technical Algae mass production, reports of the Dtscia. Bot. Ges. Vol. 83, fle 11, 1970, pages 589 to 606). An axis fixed centrally in the system moves on the The agitator arms are mounted like spokes. However, these require a high level of equipment The more even the turbulence in the cysteine, the greater the effort should, since the peripheral speed increases with increasing distance from the center of the Rilhrarm increases. The agitator arms also become more unstable with increasing diameter, since the force on the drive axle through the leverage grows. There are also the stirring troughs heavy, require additional bearings and high energy consumption at their support points. The pension amount may only differ slightly from the optimal value by one to achieve sufficient movement, or from a certain suspension height would the outlay on equipment and the energy requirement increase excessively. Finally is the whole system difficult to clean.

Bekannt ist ebenfalls der Antrieb mit Schaufelrädern oder Bürstenwalzen (Dietrich, K.R., Die Abwassertechnik, Seite 59 ff, Verlag Dr. A. Hüthig Heidelberg 1968). Diese rotieren, indem sie mit einem Teil der Schaufeln bzw. der Bürsten in die Suspension hängen und bewegen dabei die Flüssigkeit. Sie arbeiten aber nur bis zu einer bestimmten Gerinnenbreite (ca. 2,00 m bis 2,50 m) wirtschaftlich. Die Bewegungsenergie wirkt nicht nur horizontal sondern auch vertikal. Daher geht ein Teil der Energie verloren.The drive with paddle wheels or brush rollers is also known (Dietrich, K.R., Die Abwassertechnik, page 59 ff, Verlag Dr. A. Hüthig Heidelberg 1968). These rotate as they move in with part of the blades or brushes the suspension hang and move the liquid. But they only work up to to a certain channel width (approx. 2.00 m to 2.50 m) economically. The kinetic energy works not only horizontally but also vertically. Hence some of the energy goes lost.

Außerdem plätschern die Schaufelräder in die Suspension, so daß ein Teil durch die Aufwärtsbewegung mit nach oben gerissen wird und nach unten tropft. Dies hat folgende Nachteile a) Der vorbeistreichende Wind zerstäubt- die an den Schaufeln hängenden Partikel und trägt diese in benachbarte Gerinne, wodurch u.U. Fremdinfektionen verursacht werden, und b) wertvolles Wasser verdunstet, was mit einer Abkühlung der Suspension verbunden ist.In addition, the paddle wheels splash into the suspension, so that a Part is torn by the upward movement with upwards and drips downwards. This has the following disadvantages a) The passing wind atomizes the Shovels hanging particles and carries them into adjacent channels, which may cause Foreign infections are caused, and b) valuable water evaporates, what with a cooling of the suspension is connected.

Weiterhin sind Schaufelräder schwierig zu bauen und, geraten feste Partikel, wie z.B. Holzteile, in das Gerinne, werden die Schaufelräder zerstört.Furthermore, paddle wheels are difficult to build and get stuck Particles such as pieces of wood in the channel will destroy the paddle wheels.

Es ist weiterhin bekannt, den Antrieb durch Pumpen vorzunehmen.It is also known to drive by pumps.

Dabei gibt es folgende Möglichkeitell: a) Die zu bewegende Suspension wird auf ein höheres Niveau ehobc, um dann über eine Gefällstrecke abzufließen (Setlik, I., Sust, V., Malek, I., Dual purpose open circulation units for large scale culture of algae in temerate zones, Algolological Studies 1 S. 141 bis 147, E. Schweizerbart'sche Verlagsbuchhandlung Stuttgart 1970) b) Die Pumpe arbeitet als Tauchpumpe und c) die Pumpe saugt die Suspension an und drückt sie durch ein Düsensystem in die Fließrichtung.The following options are available: a) The suspension to be moved is lifted to a higher level in order to then flow down a slope (Setlik, I., Sust, V., Malek, I., Dual purpose open circulation units for large scale culture of algae in temerate zones, Algolological Studies 1 pp. 141 to 147, E. Schweizerbart'sche Publishing bookstore Stuttgart 1970) b) The pump works as a submersible pump and c) the pump draws in the suspension and pushes it in through a system of nozzles the direction of flow.

Diese Pumpensysteme erfordern jedoch einen außerordentlich hohen und komplizierten apparativen Aufwand. Im Falle eines einfachen schräggestellten Gerinnes steigen die Pumpenkosten. Tauchpumpen erzielen keine saubere Durchmischung bei breiten Gerinnen. Auch hier ist der Energieaufwand hoch. Das Düsensystem arbeitet als reines Antriebssystem zu unwirtschaftlich.However, these pump systems require an extremely high and complicated equipment expenditure. In the case of a simple inclined channel pump costs increase. Submersible pumps do not achieve proper mixing with wide ones Curdle. Here, too, the energy expenditure is high. The nozzle system works as a pure Drive system too uneconomical.

Bei allen Pumpsystemen muß noch berücksichtigt werden, besonders bei dem Düsensystem, daß eine Schädigung der Partikel und Organismen in der Suspension auftreten kann (siehe z.B. Märkl, H. und Vortmeyer, D., Hydrodynamische Belastbarkeit von Mikroorganismen (Experimente mit Algen), Vortrag auf der 4. Sitzung des Dechema-Arbeitsausschusses Technische Biochemie" am 23. und 24. Jan. 1975).With all pumping systems, this must still be taken into account, especially with the nozzle system that damage to the particles and organisms in the suspension can occur (see e.g. Märkl, H. and Vortmeyer, D., Hydrodynamic Resilience of microorganisms (experiments with algae), lecture at the 4th meeting of the Dechema working committee Technical Biochemistry "on Jan. 23 and 24, 1975).

Bei Tauchpumpen und Düserisystemen ist ebenfalls eine Mindesttiefe im Gerinne erforderlich.There is also a minimum depth for submersible pumps and nozzle systems required in the channel.

In der Natur wird auch beobachtet, daß Lebewesen sich mittels Schwanz- oder Flossenbewegungen relativ zum Wasser fortbewegen können. Diese Bewegungen auch bei Schiffen auszunutzen, wobei sich die Schiffskörper relativ zum Wasser bewegen sollen, wird nur in bestimmten ostasiatischen Ländern praktiziert.In nature it is also observed that living beings use tail- or fin movements relative to the water. These movements too to be used in ships, with the hulls moving relative to the water is only practiced in certain East Asian countries.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nunmehr darin, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der es möglich ist, die bisher angewandten komplizierten, unwirtschaftlichen und teueren Antriebsmethoden zu ersetzen, wobei besonders darauf geachtet werden soll, daß keine Teilmengen der Suspensionen bzw.The object of the invention is now to provide a device of the type mentioned to create with which it is possible to use the previously used to replace complicated, uneconomical and expensive drive methods, whereby Particular care should be taken that no subsets of the suspensions or

Flüssigkeiten über die Gcrinnenoberflche gebracht wird.Liquids are brought over the surface of the trough.

Die Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgeinäß gekennzeichnet durch ein Schild beliebiger Form, welches in das Gerinne eintaucht und quer zur beabsichtigten Fließrichtung mittels eines Antriebmechanismus bewegbar ist.The solution to this problem is characterized by according to the invention a shield of any shape, which dips into the channel and transversely to the intended one Flow direction is movable by means of a drive mechanism.

Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß das Schild an einem Gestänge befestigt ist, das auf beiden Seiten des Gerinnes gehaltert ist und das Schild in transversaler Richtung alternierend antreibt.An embodiment of the invention provides that the shield on a Rod is attached, which is supported on both sides of the channel and the Alternately drives the shield in the transverse direction.

Eine Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Schild aus starrem Material besteht und über ein Gelenk an dem Gestänge befestigt ist.A development of the invention is characterized in that the Shield made of rigid material and attached to the linkage via a joint is.

Eine weitere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet) daß das Schild aus flexiblem Material besteht und an einer seiner Seiten fest mit dem Gestänge verbunden ist.Another embodiment of the invention is characterized in that) that the shield is made of flexible material and firmly on one of its sides is connected to the linkage.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß Anschläge zur Begrenzung der Seitwärtsbewegung des Schildes am Gestänge angeordnet sind.A further development of the invention provides that stops to limit the sideways movement of the shield are arranged on the linkage.

Die besonderen Vorteile der erfindungsgemäßen Einrichtung, sind darin zu sehen, daß jedes Stadium der Flossenbewegung vollkommen zur Flüssigkeitsbewegung umgewandelt wird, wodurch ein hoher Wirkungsgrad erzielt ist, daß der apparative Aufwand wesentlich geringer als bei allen herkömmlichen Verfahren ist, daß die Flosse leicht zu reinigen ist, und daß die Flosse durch Fremdkörper nicht zerstört werden kann. Es ist sogar möglich, sie zum Antrieb von Gerinnen einzusetzen, in denen sich lebende Tiere befinden. Diese werden nicht zerschlagen oder gequetscht; sie werden schlimmstenfalls sanft hin und her geschoben. Weiterhin erlaubt die Flosse den Bau wesentlich breiterer Gerinne, ebenso ist die Gerinnentiefe nicht auf einem kleinen Optimumbereich festgelegt und die Verdunstungsrate sowie die Abkühlung der -Suspension wird herabgesetzt.The particular advantages of the device according to the invention are therein to see that each stage of fin movement is entirely related to fluid movement is converted, whereby a high efficiency is achieved that the apparatus Effort is much less than with all conventional methods that the fin is easy to clean and that the fin is not destroyed by foreign objects can. It is even possible to use them to drive channels in which live animals are located. These are not smashed or crushed; you will be at worst, gently pushed back and forth. Furthermore, the fin allows construction much wider channel, likewise the channel depth is not on a small one Determined optimum range and the evaporation rate as well as the cooling of the suspension is reduced.

Die Erfindung wird im folgenden mittels zweier Ausführungsbeispiele anhand der Figuren 1 bis 7 näher erläutert.The invention is illustrated below by means of two exemplary embodiments explained in more detail with reference to FIGS. 1 to 7.

Ih Fig. 1 ist ein Gerinne 1 mit Suspensionen schematisch dargestellt. Die beiden Seiten 2 und 3 können in unterschiedlichen Weiten voneinander entfernt sein; ebenso ist die Tiefe des Gerinnes 1 beliebig. Quer zu der durch die Pfeile 4 erzeugten Strömungs- bzw. Fließbewegung der Suspensionen ist über den beiden Rändern 2 und 3 ein Gestänge 14 angeordnet, welches durch eine an sich bekannte Mechanik in transversale Bewegungen versetzt werden kann. An dem Gestänge ist ein starres Schild 5 über ein Gelenk 6 angeordnet, dessen seitliche Bewegungsfähigkeit durch die Anschläge 7 und 8 am Gestänge 14 beidseitig vom Gelenk 6 eingeengt wird.Ih Fig. 1, a channel 1 with suspensions is shown schematically. The two sides 2 and 3 can be separated from each other by different widths be; likewise the depth of the channel 1 is arbitrary. Across from the one indicated by the arrows 4 generated flow or flow movement of the suspensions is above the two edges 2 and 3, a linkage 14 is arranged, which by a known mechanism can be set in transverse movements. There is a rigid one on the linkage Shield 5 arranged over a joint 6, whose lateral mobility through the stops 7 and 8 on the linkage 14 is narrowed on both sides by the joint 6.

Die gezeichnete Stellung des Schildes 5 ist diejenige, welche zu Beginn der Transversalbewegung des Gestänges 14 von rechts nach links vorliegt. Die Bewegungsrichtung ist wiederum mittels des Pfeils 9 dargestellt. Die Transversalbewegung des Gestänges 14 geht bis zu einer Stellung, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist.The position shown for the shield 5 is the one at the beginning the transverse movement of the linkage 14 from right to left is present. The direction of movement is again shown by the arrow 9. The transverse movement of the linkage 14 goes to a position as shown in FIG.

Bis zu dieser Stellung wird der Schild 5 mit seiner in Fig. 1 dargestellten Schräglage transportiert. Erst am Ende der Bewegung von rechts nach links und zu Beginn der Bewegung von links nach rechts (siehe Pfeil 10) wird das Schild 5 in die zweite mögliche Endstellung umgeklappt. Die Fließbewegung ist wiederum durch die Pfeile 4 gekennzeichnet.Up to this position, the shield 5 is shown with its in FIG Inclined position transported. Only at the end of the movement from right to left and closed Beginning the movement from left to right (see arrow 10) the shield will be 5 in the second possible end position folded down. The flow movement is through again the arrows 4 marked.

Eine stetige, d.h. alternierende Transversalbewegung gemäß der Pfeilrichtungen 9 und 10 quer zum Gerinne 1 kann somit die Suspension dauernd in eine bestimmte Richtung (Pfeile 4) bewegen.A steady, i.e. alternating transverse movement according to the directions of the arrows 9 and 10 across the channel 1, the suspension can thus continuously in a certain Move direction (arrows 4).

Ein weiteres mögliches AusfUhrungsbeispiel mit einem elastischen Schild 11 und der Bewegungsablauf zur Erzeugung einer Strömung ist in den Figuren 3 bis 7 dargestellt (die Bezugszeichen für gleiche Elemente entsprechen denen der Fig. 1 und 2). Die Fig. 3 zeigt hierbei eine Ruhestellung des Schildes 11, wobei es an der einen Seite 13 fest am Gestänge 14 befestigt ist. Es ist noch keine Strömung bzw. Fließbewegung im Gerinne 1 vorhanden.Another possible embodiment with an elastic shield 11 and the sequence of movements for generating a flow is shown in FIGS. 3 to 7 (the reference numerals for the same elements correspond to those in Fig. 1 and 2). Fig. 3 shows a rest position of the shield 11, where it is one side 13 is firmly attached to the rod 14. There is no current yet or flow movement in the channel 1 present.

Die Fig. 4 zeigt die Anfangsbewegung des Gestänges 14 in Pfeilrichtung 12, wobei sich das Schild 11 nach links durchbiegt und die Strömung gemäß der Pfeile 4 erzeugt. Die Fig. 5 zeigt das Schild 11 in seiner einen Endstellung in der Nähe der Seitenwandung 2 des Gerinnes 1.4 shows the initial movement of the linkage 14 in the direction of the arrow 12, the shield 11 bending to the left and the flow according to the arrows 4 generated. Fig. 5 shows the shield 11 in its one end position in the vicinity the side wall 2 of the channel 1.

Die darauffolgende Rückwärtsbewegung ist durch die Pfeile 15 in Fig. 6 dargestellt, welche die Richtung des Gestänges 14 anzeigen.The subsequent backward movement is indicated by the arrows 15 in Fig. 6, which indicate the direction of the linkage 14.

Das elastische Schild- 11 wird umgebogen, jedoch die Strömungsrichtung 4 des Gerinnes 1 bleibt erhalten. Die zweite Endstellung ist in Fig. 7 dargestellt. Sie entspricht der Ausgangsposition nach Fig. 3; jedoch ist das elastische Schild 11 stark durchgebogen.The elastic shield 11 is bent over, but the direction of flow 4 of the channel 1 is retained. The second end position is shown in FIG. It corresponds to the starting position according to FIG. 3; however, the elastic shield is 11 strongly bent.

Claims (5)

Patentanspruehe @ Einrichtung zur Erzeugung und Aurrechterhaltung einer Strömung von biologischen Suspensionen in offenen und geschlossenen Gerinnen in einer bestimmten Richtung, gekennzeichnet durch ein Schild (11) beliebiger Form, welches in das Gerinne (1) eingetaucht und quer zur beabsichtigten Fließrichtung (>i) mittels eines Antriebsmechanismus (14) bewegbar ist. Patent claims @ device for generation and maintenance a flow of biological suspensions in open and closed channels in a certain direction, characterized by a shield (11) of any shape, which is immersed in the channel (1) and transversely to the intended flow direction (> i) is movable by means of a drive mechanism (14). 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schild (11) an einem Gestänge (14) befestigt ist, das auf beiden Seiten (2 und 3) des Gerinnes (1) gehaltert ist und das Schild (11) in transversaler Richtung (9, 10 bzw. 12, 15) alternierend antreibt. 2. Device according to claim 1, characterized in that the shield (11) is attached to a rod (14) on both sides (2 and 3) of the channel (1) is held and the shield (11) in the transverse direction (9, 10 or 12, 15) drives alternately. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schild (11) aus starrem Material besteht und über ein Gelenk (6) an dem Gestänge (14) befestigt ist. 3. Device according to claim 1 and 2, characterized in that the shield (11) consists of rigid material and is attached to the linkage via a joint (6) (14) is attached. 4. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schild (11) aus flexiblem Material besteht und an einer seiner Seiten (13) fest mit dem Gestänge (14) verbunden ist. 4. Device according to claim 1 and 2, characterized in that the shield (11) consists of flexible material and is fixed on one of its sides (13) is connected to the linkage (14). 5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Anschläge (7 und 8) zur Begrenzung der Seitwärtsbewegung des Schildes (11) am Gestänge (1) angeordnet sind. 5. Device according to claim 3, characterized in that stops (7 and 8) to limit the sideways movement of the blade (11) on the linkage (1) are arranged.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE1584975B2 (en) * 1966-03-08 1974-10-10 Passavant - Werke Michelbacher Huette, 6209 Aarbergen Device for introducing gases, e.g. air, into sewage or similar liquids

Patent Citations (1)

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DE1584975B2 (en) * 1966-03-08 1974-10-10 Passavant - Werke Michelbacher Huette, 6209 Aarbergen Device for introducing gases, e.g. air, into sewage or similar liquids

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