DE2823515C2

DE2823515C2 - Begasungsvorrichtung

Info

Publication number: DE2823515C2
Application number: DE2823515A
Authority: DE
Inventors: Ekkehard Dipl.-Phys. Dr. 3530 Warburg Stelzer
Original assignee: FA ERWIN STELZER 3530 WARBURG DE; FA ERWIN STELZER 3530 WARBURG
Current assignee: Stelzer Ruehrtechnik International GmbH
Priority date: 1978-05-30
Filing date: 1978-05-30
Publication date: 1984-11-29
Also published as: DE2823515A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Begasungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Eine solche Vorrichtung ist aus der DE-OS 25 58 898 bekannt. Sie hat eine Halterung für einen Motor, der eine Welle treibt die konzentrisch in einem Tauchrohr gelagert ist und nahe dessen unterem Ende einen Rotor "trägt Dieser besteht aus einer Radscheibe, die beiderseits deckungsgleich mit Schaufeln besetzt ist von έεη die oberen angesaugte Luft und die unteren Flüssigkeit aus der Rotor-Umgebung fördern. An der Oberseite hat die Radscheibe einen mit ihr einstückigen, sich nach ίο unten konisch erweiternden Gas-Leitkörper, der zu dem zwischen Tauchrohr-Ende und Radscheiben-Umfang vorhandenen Ringspalt einen gleitenden Obergang schafft Ähnlich wie bei Begasungsvorrichtungen gemäß den DE-OS 25 59 263 und 24 08 794 sowie gemäß der is DE-PS 9 08 968 ist es dabei ungünstig, daß das Gas bzw. die Luft in breitem Strömungsquerschnitt vorwiegend oder ausschließlich auf die radial äußeren Rotorteile gelangt so daß die eingetragenen Gasbläschen sich auf kurzem Wege vereinigen und rasch aufsteigen können. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art mit geringstem Aufwand so auszugestalten, daß eine Anpassung an unterschiedliche Bedarfsfälle auf einfache Weise möglich ist z. B. durch Austausch eines einzigen Teils oder durch Betätigen einer Stelleinrichtung.

Die Merkmale zur Lösung der gestellten Aufgabe sind im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 angegeben. Ausgestaltungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 8.

Herausragende Eigenschaft der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ihre Anpassungsfähigkeit. In der Praxis wird dies verwirklicht durch austauschbare Anordnung des Gas-Leitkörpers vor dem Rotor, durch axiale Verstellbarkeit in bezug auf den Rotor und durch Durchmesserveränderlichkeit.

Diese Vorrichtung erlaubt eine fertigungsgünstige Konstruktion sowie bequeme Montage und Wartung. Zugleich wird nicht nur die Gaseintragsleistung wesentlich gesteigert, sondern auch der energetische Wirkungsgrad erheblich verbessert. In überaus einfacher Weise, etwa durch Montage von Kegeln unterschiedlicher Abmessungen, läßt sich der Gaseintrag in hohem Maße verändern. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist mit großem Vorteil auch für Einsatzfälle geeignet in denen eine möglichst große Gasbewegung durch das Substrat hindurch angestrebt wird, was z. B. bei der Flotation oder bei der Ausschäumung von Feststoffen der Fall ist wenn unter großer Luftansaugung der Sauerstoffertrag verringert wird.

so Insbesondere ist der Gas-Leitkörper als separates Bauteil am unteren Ende der Antriebswelle auf dem Rotor austauschbar angeordnet Er kann ein an der Antriebswelle und/oder am Rotor befestigter Konus oder Wölbkonus sein und ist in bezug auf den Rotor axial, d. h. der Höhe nach verstellbar, wobei gegebenenfalls das untere Ende des Gas-Leitkörpers aus dem Tauchrohr vorsteht. Zumindest der dem unteren Tauchrohr-Ende mit kleinstem Abstand gegenüberliegende Bereich des Gas-Leitkörpers ist durchmesserveränderlich, bo Eine,Möglichkeit zur Änderung der Ringspaltbreite von innen her besteht sogar während des Betriebes, wenn laut Anspruch 2 im Inneren der hohlen Antriebswelle eine den Antriebsmotor durchsetzende Gewindespindel angeordnet ist, auf der ein innerhalb des Gasb5 Leitkörpers befindlicher Spreizmechanismus sitzt, z. B. ein Spannkonus.

E:inc besonders bequeme Spreizbarkeit ergibt sich, wenn der Gas-Leitkörpcr gemäß Anspruch 3 aus ela-

stisch-nachgiebigem Material besteht, insbesondere aus einem Gummiwerkstoff. Es ist aber auch möglich und erfindungsgemäß in Betracht gezogen, den Gas-Leitkörper aus sich überlappenden Segmenten zusammenzusetzen, die mit einer einfachen Stellmeclianik zumindest rotorseitig auseinandergezogen bzw. zusammengezogen werden können.

Der Gas-Leitkörper schließt mit seinem kleinsten Durchmesser vorzugsweise nahtlos an die Antriebswelle an, während sein großer Durchmesser dem Rotor zugekehrt ist Bevorzugt ist seine Außenfläche glatt, doch kann der Gas-Leitkörper gemäß Anspruch 4 außen Rippen, Rillen o. dgL aufweisen, die parallel zu Radialebenen durch die Antriebs-Drehachse verlaufen können. Während in dieser Weise eine axiale Gasführung mit einer axial gerichteten Düsenwirkung kombiniert wird, sieht eine andere Variante vor, daß die Rippen, Rillen o. dgl. des Gas-Leitkörpers insbesondere in Drehrichtung des Rotors schraubend oder spiralig verlaufen, wodurch dem einströmenden Gas sowohl radiale als auch tangentiaie Strömungskomponenlen erteilt werden. Auch ist laut Anspruch 5 vorgesehen, daß das untere Tauchrohr-Ende innen Rillen, Rippen o. dgl. aufweist, insbesondere in gleichen Abmessungen bzw. Umfangswinkelabständen und jeweils auf Lücke zu Rippen, Rillen o. dgl. des Gas-Leitkörpers, dessen Rotation daher in dem verbleibenden Ringspalt unter fortbestehender Axialführung eine hohe Gas-Turbulenz herbeiführt.

Gemäß Ansprüche, einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung, verhalten sich die Durchmesser der Förderschaufeln, des unteren Tauchrohr-Endes und des letzterem mit kleinstem Abstand gegenüberstehenden Teils des Gas-Leitkörpers etwa wie 1 :0,9:0,65. Dadurch ergeben sich günstigste Druck- und Strömungsverhältnisse.

Insbesondere für eine gleichmäßige Durchströmung ist es vorteilhaft, wenn die innere Kontur des unteren Tauchrohr-Endcs der Form des Gas-Leitkörpers wenigstens ungefähr angepaßt ist. Dazu kann namentlich vorgesehen sein, daß diese innere Kontur dem mit kleinstem Abstand gegenüberstehenden Teil des Gas-Leitkörpers geometrisch ähnlich und insbesondere im Winkel zur Achse gleich ist, so daß sich eine im Querschnitt parallele Begrenzung, d. h. ein gleichförmiger Ringspalt ergibt.

Fertigungstechnisch ist es besonders günstig, wenn das Tauchrohr zumindest außen durchgehend zylinderförmig ist, d. h. auch am unteren Ende zylindrisch ausläuft, also keine Erweiterung nach Art der DE-PS 9 08 968 besitzt. Dabei ist das Tauchrohr in aus der DE-OS 26 46 517 bekannter Weise an seinem unteren Ende mit einem quer dazu ausladenden Blasenschirm fest verbunden, der zum Niederhalten der eingebrachten Gasbläschen und damit zur Steigerung ihrer Mindestverweilzeit in der Flüssigkeit dient.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Deren einzige Figur zeigt eine Axialschnittansicht einer crfindungsgemäßen Begasungsvorrichtung.

Im Ausführungsbeispiel der Figur ist der insgesamt mit 10 bezeichnete Rotations-Tauchbegaser auf einer Halteplatte 12 oberhalb des Flüssigkeitsspiegels montiert. Die Halteplatte 12 trägt einen Stützflansch 14, welcher einen Antriebsmotor 16 halten, der von einem ebenfalls an der Halteplatte 12 befestigten Gehäuse 18 umschlossen und von einem an letzterem angebrachten Dach 20 abgedeckt ist.

Eine Flanschbuchse 22 an der HalteDlatte 12 dient zur

Befestigung eines Tauchrohres 26, das die vom Motor 16 nach unten führende Welle 24 konzentrisch umgibt. Das untere Ende 28 des Tauchrohres 26 trägt einen Blasenschirm 30, der mittels Streben 32 oder eines Ring's körpers am unteren Ende 28 des Tauchrohres 26 starr befestigt ist

Die Welle 24 ist an ihrem unteren Ende mit einem Gas-Leitkörper 34 und einem Rotor 36 versehen. Letzterer hat eine Radscheibe 38, die zumindest an der Oberseite, vorzugsweise jedoch beidseitig mit Förderschaufeln 40 besetzt ist. Der Leitkörper 34 isf im gezeichneten Beispiel als Konus ausgebildet, dessen kleiner Durchmesser demjenigen der Welle 24 entspricht, während der untere, große Durchmesser an den Rotor 36 anschließt Mit seiner unteren Begrenzung durcbragt dieser Leitkörper 34 das untere Tauchrohr-Ende 28, so daß ein Abschnitt des Leitkörpers der Mündungskante des Tauchrohr-Endes 28 mit kleinstem Abstand in Form eines Ringspaltes gegenübersteht. Dessen Breite kann durch Axialverstellung oder mittels Durchmesserveränderung einstellbar sein. Derartige Einstellmöglichkeiten sind jedoch erfindungsgemäß so begrenzt, daß ein Absaugen von Flüssigkeit aus dem Tauchrohr 26 stets möglich bleibt. Gleichzeitig wird dadurch gewährleistet, daß die Strömungsgeschwindigkeit des angesaugten Gases einen vorgegebenen Höchstwert nicht überschreitet

Man erkennt, daß besondere Fertigungsvorteile bei Verwendung eines glatten Leitkonus 34 bestehen, der koaxial zur Antriebs-Drehachse A am unteren Ende der Welle 24 angeordnet ist. In jedem Falle gestattet der Gas-Leitkörpcr die Geschwindigkeits- und Richtungssteuerung des in die Flüssigkeit einzubringenden Gases. Die Bemessung ist bevorzugt so gewählt, daß bei einem Außendurchmesser d des Rotors 36 die lichte Weite des Tauchrohres 26 zumindest an seinem unteren Ende 28 etwa 0,9 ■ d beträgt, während der große Durchmesser des Leitkonus 34 an oder nahe der Tauchrohrmündung etwa 0,65 ■ (/ausmacht

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Begasen einer Flüssigkeit mit einem Tauchrohr, mit einem motorisch angetriebenen, eine Scheibe aufweisenden Rotor, der dem unteren Ende des Tauchrohres gegenübersteht, wobei die Scheibe beiderseits mit Förderschaufeln besetzt ist. deren Außendurchmesser größer als die lichte Weite des Tauchrohres ist, mit einer konzentrisch im Tauchrohr angeordneten Antriebswelle für den Rotor und mit einem sich nach unten erweiternden Gas- Leitkörper, der am unteren Ende der Antriebswelle auf dem Rotor angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Gas-Leitkörper (34) als separates Bauteil austauschbar istdaßer in bezug auf den Rotor(36) axial verstellbar ist und daß zumindest der dem unteren Ende (28) des Tauchrohres (26) mit kleinstem Abstand gegenüberliegende Bereich des Gas-Leitkörpers durchmesserveränderlich ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (24) hohl ist, wobei in ihrem Inneren eine den Antriebsmotor (16) durchsetzende Gewindespindel angeordnet ist, auf der ein innerhalb des Gas-Leitkörpers (34) befindlicher Spreizmechanismus sitzt.

3. Vorrichtung wenigstens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gas-Leitkörper (34) aus elastisch-nachgiebigem Material besteht.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gas-Leitkörpcr (34) außen Rippen, Rillen o. dgl. aufweist, die entweder parallel zu Radialebenen durch die Antriebs-Drehachse (A) oder, insbesondere in Drehrichtung des Rotors (36), schraubend bzw. spiralig verlaufen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Tauchrohr-Ende (28) innen Rillen, Rippen o. dgl. aufweist, insbesondere in gleichen Abmessungen bzw. Umfangswinkelabständcn und jeweils auf Lücke zu Rippen, Rillen o. dgl. des Gas-Leitkörpers (34).

6. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmesser der Förderschaufeln (40), des unteren Tauchrohr-Endes (28) und des letztcrem mit kleinstem Abstand gegenüberstehenden Teils des Gas-Leitkörpers (34) sich etwa wie 1 :0,9 :0,65 verhalten.

7. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Kontur des unteren Tauchrohr-Endcs (28) der Form des Gas-Leitkörpers (34) wenigstens ungefähr angepaßt ist, namentlich indem diese innere End-Kontur dem mit kleinstem Abstand gegenüberstehenden Teil des Gas-Lcitkörpers (34) geometrisch ähnlich und vorzugsweise im Winkel zur Achse (A) gleich ist.

8. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Tauchrohr (26) in an sich bekannter Weise zumindest außen durchgehend zylinderförmig und an seinem unteren Ende (28) mit einem quer dazu ausladenden Blasenschirm (30) fest verbunden ist.