DE2844113A1 - Geraet zum einbringen von festen, fluessigen oder gasfoermigen behandlungsstoffen in verschmutztes wasser zur verbesserung desselben - Google Patents

Geraet zum einbringen von festen, fluessigen oder gasfoermigen behandlungsstoffen in verschmutztes wasser zur verbesserung desselben

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Description

  • Gerät zum Einbringen von festen, flüssigen oder gasförmigen
  • Oehandlungsstoffen in verschmutztes Wasser zur Verbesserung desselben, mittels eineS im Wasser angeordneten9antreibbaren Axialrades, Propellers od.dgl. dem die Behandlungsstoffe zuführbar sind nach Anmeldung P 27 24 533.6 - 43 Die Amneldung P 27 24 533.6 - 43 erfasst als neuen Stand der Technik das Einbringen von Behandlungsstoffen in ver -schmutzes Wasser mit einem Axialrad, Propeller od.dglO, wobei die Behandlungsstoffe mit besonderen IiIitteln einem, von vor bis hinter das Axialrad, Propeller od.dgl. reichenden, zylindrischen, innerhalb des Außendurchmessers liegenden, Arbeitsraum zugeführt werden.
  • Aufgabe und Gegenstand dieser Erfindung sind weitere Mittel und wirksame Merkmale hierfür, die durch Versuche gefunden wurden.
  • Arbeitet ein dem Anmeldungsgegenstand entsprechendes Gerät in einem Wasserbehälter mit seitlichem Sichtfenster und wird es bei Dunkelheit mit, der Antriebsdrehzahl entsprechenden, Stroboskopblitzen angeleuchtet, so können durch das Sicht -fenster alle Vorgänge am Axialrad beobachtet werden.
  • Durch geringes Verändern der Blitzfolge erscheint das umlaufende Axialrad als stehend, als vorwärts oder als rückwärts drehend. Das Wasser erscheint dunkel, die Luftblasen hell Ungedrosselt zugeführte luft erscheint um das Axialrad herum als dichte, sich drehende, wirbelnde Blasenfolke die einen ablaufenden Blasenstrahl bildet Beim Drosseln der luftzufuhr erscheinen weniger, sowie feinere Blasen, teils als örtliche Blasenwolken, teils als spiralig ablaufende Blasenbänder.
  • Diese Blasenwolken und Blasenbänder entsprechen Wirbelzonen und Wirbelzöpfen und lassen erkennen, daß der Anmeldungsgegenstand einer ",reifahrenden Turbine (Techn. Lexikon lueger, Kraftmaschinen Bdo 2) entspricht.
  • Gleichgut beobachtbar ist das Austreten von Luft aus den bufuhrmündungensbeziehungsweise dort das Entstehen von Blasen.
  • Unter Überdruck austretende luftblasen sind stets größer als mit Unterdruck abgesaugte, Xn das Wasser eingesaugte luft -blasen werden mit steigendem Unterdruck immer kleiner, oder in immer kleinere Blasen zerteilt.
  • Die Versuche ergaben, daß auch Zufuhrmündungen an der berfläche von Schaufeln und Nabe des Axialrades wirksam sind, besonders wenn sie im Bereich von Unterdruck und großer Relativgeschwindigkeit zum Wasser angeordnet sind, Die Versuche zeigten auch, daß die Zufuhrmündungen besondere Literkmale aufweisen sollten und daß eine Zufuhrmündungmit Scheibenmessern ein Schutz gegen Anwickeln von aden, lappen usw. ist.
  • Erfindungsgemäß werden Zufuhrmündungen an der Oberfläche von Schaufeln des Axialrades odvdgl. im Bereich von Unterdruck, also in Saugzonen und/oder im Bereich hoher Relativgeschwindigkeiten zum umströmenden Wasser vorgesehen. Saugzonen entstehen beim Abheben der Wasserströmung von der Oberfläche von Schaufeln und Nabe. Bereiche hoher Relativgeschwindigkeiten zum Wasser sind an den Schaufeln mit zunehmender Entfernung von der Drehmitte vorhanden0 Zusätzliche örtliche Saugzonen an Zufuhrmündungen entstehen durch die Wasserströmung abhebende Butzen über den Zufuhrmündungen, als auch durch eine zu ihr abfallende Schräge der Eündungsfläche. Durch beide Maßnahmen wird die zugeführte Luft abgesaugt und bei Eintritt ins Wasser sofort in feine Blasen zerteilt.
  • Um einen guten Sauerstoffeintrag zu erzielen, soll nicht nur sauerstoffhaltige Luft in feinen Blasen ins Wasser eingebracht, sondern möglichst viele Sauerstoff im Wasser gelöst werden.
  • Über neu gebildete Grenzflächen luft zu Wasser diffundiert der Sauerstoff praktisch sofort in eine dünne Vasserschicht ein, wandert aber langsam in die weiteren Wasserschichten. Für einen guten Eintrag wird deshalb eine häufige Erneuerung der Grenzflächen der eingebrachten luft zum zu behandelnden Wasser angestrebt. Zufuhrmündungen an den Schaufeln des Axialradess Propellers od. dgl. werden deshalb erfindungsgemäß hinter deren Vorderkanten, nahe diesen angeordnet und mit Butzen überdeckt. ort zugeführte luft tritt, schon feinblasig, in die Saugzone der Schaufeln und wird aus dieser in die Randwirbel der Ablaufkanten und der Flügelspitzen gerissen, wodurCh die Blasen vielfach umgebildet und vielfach neue Grenzflächen geschaffen werden, Zufuhrmündungen an Schaufeln in gröj?;erem Abstand zur Drehmitte erzeugen durch die hohen Relativgeschwindigkeiten zum umströmenden Wasser auch einen hohen absaugenden Unterdruck, wodurch über die Wasseroberfläche Luft in größerer llienge oder in eine größere Arbcitstiefe eingesaugt werden kann. Die bei Saugbetrieb mögliche höhere Wirkung von Zufuhrmündungen an den Schaufeln eines Axialrades zeigt ein rechnerischer Vergleich. Angenommen ein Propeller hat eine Nabe von 58 mm Durchmesser, eine Steigung von 180 mm I 1wird mit 50 U/s angetrieben und kann Zufuhrmündungen an der Nabe von 58 mm Durchmesser oder an den Schaufeln bei Durchmesser 160 mm erhalten. Bei vernachlässigten Verlusten ergibt sich eine Strömung von 0,18 . 50 = 9 m/s und Umfangsgeschwindigkeiten an der Zufuhrmündung der Nabe zu 9 m/s und der der Schaufel von 25 m/sO Die wirksamen Komponenten aus Strömung und Drehung ergeben sich für die Nabe zu 13 m/s und für die Schaufel zu 26 m/s. Mit den genannten Maßen ergibt sich für Saugbetrieb eine 2 fach bessere Wirkung für Zufuhrmündungen an den Schaufeln. Diese Saugwirkung ist immer vorhanden, beim Zuführen von Druckluft genügt ein geringerer luftdruck als die Wassertiefe0 Eine nochmalige Verwirbelung der luftblasen ist mit zusätzlichen, axial versetzten Flügeln oder Flügelpaaren zu erreichen.
  • Mit den vorgenannten neuen Merkmalen wird der Sauerstoffeintrag von luft in verschmutztes Wasser und die Betriebssicherheit des Gerätes erheblich verbessert Die Abb. 1 bis 5 zeigen beispielhafte Ausführungen der Erfindung.
  • Abb. 1 einen Propellerflügel in der Seitenansicht Abb. 2 einen dazugehörigen Querschnitt durch den Flügel, Abb. 3 eine Zufuhrmündung mit diese abdeckenden Hutzen, Abb. 4 eine Zufuhrmündung mit schräger Mündungsfläche Abb. 5 eine Zufuhrmündung mit Schneidscheiben.
  • Abb. 1 und 2 : Dem an der Hohlnabe 1 angebrachten Propellerflügel 2 wird luft3über #### eine Nabenöffnung 4 bis zu einer mit Butzen 5 abgedeckten Zufuhrmürldung 6 zugeführt, von der beim Drehend~es Propellerfltigels 2 in Pfeilrichtung 7 die Luft 3 als luftblasen 8 abgesaugt wird. Die Zufuhrmündung 6 liegt hinter der Flögelvorderkante y jedoch nahe dieser. Die luftblasen U treten in die Saugzone 10 aus und werden iber diese in die an den Ablaufkanten 11 und den Plügel-spitzen vorhandenen Wirbel gerissen, um von dort, in dem vom Propeller erzeugtem Wasserstrom mit den Wirbeln und Wirbelzöpfen als Blasenwolken und Blasenbänder ab zufließen.
  • Abb. 3 und 4 zeigen geeignete Merkmale zum Absaugen von luft ins Wasser. Bei Abb. 3 ist die Zufuhrmündung 12 mit einem Hutzen 13 abgedeckt, der die viasserströntung 14 örtlich abhebt, sodaß am Ende des Butzen 13 ein erhöhter Unterdruck, sowie Wirbel entstehen, die die austretende luft in feine Blasen zerteilen. Wie in Abb04 dargestellt, kann eine gleiche Wirkung mit einer nach hinten schrägen Mündungsfläche 15 erreicht werden.
  • Abb. 5 zeigt eine stromauf des Axialrades liegende Zufuhrmündung mit zwei als Schneidmesser wirkenden Ringscheiben 16 und 17 deren eine 16 am luftstut-zen 18 (einem Teil des Motorgehäuses) festgelegt ist und somit ruht, während die andere 17 mit dem Axialrad dreht. Die liingsclieiben 16 und 17 liegen dicht beieinander, sie berühren sich jedoch nicht, sodaß zwischen ihnen Luft in feinen Blasen austreten kann. Stromauf anhängende Fäden oder Lappen usw., die in den Bereich der Ringscheiben kommen, werden von diesen zerschnitten. Die abgeschnittenen und von luftblasen umhüllten Teile gleiten ab.
  • Der untere Teil der Abb. 5 zeigt hinter der Ringscheibe 17 eine weitere Zufuhrmündung 19, die mit einem ringförmigen Butzen 20 abgedeckt istRwo umhüllende Blasen 21 austreten.
  • Leerseite

Claims (6)

  1. Patent ansprüche : 1. gerät zum Einbringen von festen, flüssigen oder gasförmigen Behandlungsstoffen in verschmutztes Wasser zr er -besserung desselben, mittels eines im asser angeordneten, antreibbaren Axialrades, Propellers o. dgl., dem 3ehandlungsstoffe zuführbar sind , nach A@meldung P 27 24 533.6-43 dadurch gekennzeichnet, daß einige oder alle Zufuhrmündungen an der Oberfläche der Schaufeln una/oder der Kabe des uzalaufenden Axialrades, Propellers od.dgl. angeordnet sind.
  2. 2. gerät nach Ansprucn 1, dadurch gekennzeichnet, daß Zufuhrmündungen in Saugzonen und/oder im 3ereich hoher Relativgesc-Nwindigkeiten zum umströmenden Wasser vorgesehen sind.
  3. 3. Gerät nach Anspruch 1 und 2 , dadurch gekennzeichnet, daß Zufuhrnündungen mit der Erzeugung von Unterdruck dienenden Hutzen od.dgl. abgedeckt sind.
  4. 40 gerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündungsflächen von Zufuhrmündungen derart schräg abwärts angeordnet sind, daß die Luft über sie durch die Bewegung vom oder zum wasser abgesaugt wird.
  5. 5. Gerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Zufuhrmündungen an den Schaufeln hinter deren Vorderkante, nahe dieser liegen und vorteilhaft mit Hutzen abgedeckt sind,
  6. 6. Gerät nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an einer der stromauf des Axialrades, Propellers od.dgl.
    liegenden Zufuhrmändungen zwei als Schneidmesser ausgebildete Ringscheiben od. dgl. angeordnet sind, von denen die eine an der umlauf enden Nabe festgelegt und die andere am ruhenden @otor-Antriebsgehäuse od.dgl. festgelegt ist.
    70 Gerät nach Anspruch 1 bis b, dadurch gekennzeichnet, daß axial versetzt, mehrere Schaufeln oder Schaufelpaare hinter einander angeordnet sind.
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