DE29521932U1 - Misch- und Umwälzeinrichtung für Behältnisse mit feststoffhaltigen Flüssigkeiten - Google Patents

Misch- und Umwälzeinrichtung für Behältnisse mit feststoffhaltigen Flüssigkeiten

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DE29521932U1
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/80Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
    • B01F27/91Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with propellers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
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    • B01F27/11Stirrers characterised by the configuration of the stirrers
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Description

- 1 - eigenes Zeichen:
S 68. 22. DE 6 20.11.97
Misch- und Umwälzeinrichtung ^ür__Behältnisse mit feststoffhaItigen Flüssigkeiten
Flüssigkeiten mit Feststoffanteilen, die in einem Behältnis gemischt werden, müssen in den meisten Fällen ausreichend umgewälzt werden, wenn verhindert werden soll, daß die Flüssigkeiten sich entmischen und die Feststoffanteile zu Boden sinken und sich dort absetzen. Das gilt z.B. auch bei der Behandlung von Abwasser-Feststoffgemischen in Belebungsbecken von Abwasserkläranlagen. Wenn sich nämlich Feststoffe einmal am Boden abgesetzt haben, können sie nicht mehr ausreichend mit Sauerstoff versorgt werden. Das führt dann meist dazu, daß die Schlämme faulen und für die Biozönose giftige Schwefelwasserstoffgase bilden.
Das Umwälzen und Durchmischen feststoffhaltiger Flüssigkeiten kann auf verschiedene Weise erfolgen, etwa mit mechani sehen Rührwerken oder dadurch, daß man am Boden des Behält nisses Gase ausströmen läßt, deren Gasblasen beim Aufsteigen in der Flüssigkeit eine Art Mammutpumpen-Effekt bewirken und dadurch die Flüssigkeit umwälzen und durchmischen. Seit einiger Zeit werden auch Umwälzeinrichtungen verwendet, bei denen am Boden des Behältnisses ein Rotationskörper mit lotrechter Achse angeordnet ist, dessen in sich geschlossene Oberfläche durch konkave Mantellinien gebildet wird und der mittels eines Antriebsmotors um sedne lotrechte Rotationsachse in Drehung versetzt wird. Dadurch wirkt er wie eine Art Kreiselpumpe und fördert die Flüssigkeit von der Mitte aus radial nach außen, so daß im Bereich des Bodens eine Strömungsgeschwindigkeit von mehr als 30 cm/s erzeugt wird. Das reicht aus, um Ablagerungen der Feststoffanteile auf dem Boden zu verhindern.
Diese Rotationskörper müssen in unterschiedlichen Wassertiefen angetrieben werden, was den Einsatz von Unterwassermotoren notwendig macht. Zu Wartungszwecken müssen diese Rotationskörper mit ihrem Antriebsmotor aufgeschwommen werden, damit sie mit einer geeigneten Zugvorrichtung an der Wasseroberfläche entlang bis zum Beckenrand gezogen werden können, um sie entweder dort oder meist außerhalb des Beckens warten und/oder reparieren zu können. Das sind sehr umständliche Vorgänge, die auch einen erheblichen geratest) technischen Aufwand erfordern.
Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Misch- und Umwälzeinrichtung für Behältnisse mit fest stoffhaltigen Flüssigkeiten zu schaffen, mit der einerseits eine ausreichende Umwälzung der Flüssigkeit im Behältnis erreicht wird und bei der andererseits die Wartung, insbesondere der bewegten Teile, einfacher und leichter möglich ist.
Dadurch, daß der Leitkörper am Boden des Behältnisses ortsfest angeordnet ist, bedarf er im allgemeinen keiner Wartung. Dadurch, daß der Antriebsmotor der Umwälzpumpe außerhalb der Flüssigkeit des Behältnisses angeordnet ist, muß er nicht als Unterwassermotor ausgebildet sein, was allein schon die Wartung erheblich vereinfacht und erleichtert. Außerdem muß er zu Wartungszwecken nioht erst aufgeschwommen werden und aus der Flüssigkeit heraugehoben werden. Dadurch, daß die Umsälzpumpe mit einer Rohrleitung zusammenwirkt, deren Einlaßöffnung in dem unterhalb des Flüssigkeitsspiegels gelegenen Höhenbereich gelegen ist und deren Mündung oberhalb des Gipfels des Leitköprers angeordnet ist, wird eine mittig auf den Gipfel des Leitkörpers gerichtete Flüssigkeitsströmung erreicht, die vom Leitkörper in eine bodennahe radiale Strömung umgeleitet wird, so daß das Absetzen von Feststoffanteilen am Boden verhindert wird.
Bei einer Ausgestaltung nach Anspruch 2 hat die Umwälzpumpe verhältnismäßig geringe radiale Abmessungen, so daß auch die Rohrleitung mit entsprechend geringem Durchmesser ausgeführt werden kann.
5
Durch eine Ausgestaltung nach Anspruch 3 läßt sich die Umwälzpumpe, etwa zu Wartungszwecken, sehr leicht aus der Rohrleitung herausnehmen, und zwar insbesondere dann, wenn sie an der Antriebswelle fliegend angeordnet ist und deshalb innerhalb der Rohrleitung keine eigenen Lager aufweist.
Durch eine Ausgestaltung nach Anspruch 4 läßt sich der Antriebsmotor besonders leicht und einfach von seiner Betriebsstellung in eine Wartungsstellung bringen und umgekehrt. Erleichtert wird das außerdem durch eine Weiterbildung nach Anspruch 5.
Eine Ausgestaltung nach Anspruch 6 verbessert den hydraulischen Wirkungsgrad der Umwälzeinrichtung. 20
Durch eine Ausgestaltung nach Anspruch. 7 werden am Boden des Behältnisses weitgehend gleiche Strömungsverhältnisse erreicht.
Bei einer Ausgestaltung nach Anspruch 8 kann die Umwälzpumpe vom Rand des Behältnisses aus überwacht werden und, in Verbindung mit einer entsprechenden- Führungsvorrichtung und gegebenenfalls Hubvorrichtung, auch von dort aus gewartet werden.
Bei einer Ausgestaltung nach Anspruch 9 oder 10 kann mit der Umwälzeinrichtung zugleich auch die Flüssigkeit von einem Behältnis in ein anderes gefördert werden, insbesondere dann, wenn bei der Behandlung der Flüssigkeit ohnehin das Vermischen mit der Flüssigkeit eines anderen Behälters oder das Zumischen der Flüssigkeit eines anderen Behälters angestrebt wird, um bestimmte Behandlungsergebnisse zu erzielen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert, das eine teilweise geschnitten dargestellte Ansicht einer Misch- und Umwälzeinrichtung in einem Behältnis zeigt. 5
Die Misch- und Umwälzeinrichtung, die im folgenden nur noch Umwälzeinrichtung 1 genannt wird, weist eine Umwälzpumpe 2, einen Antriebsmotor 3, eine Rohrleitung 4 und einen Leitkörper 5 auf.
Die Umwälzpumpe 2 ist als Axialpumpe ausgebildet. Sie ist lotrecht ausgerichtet und an der Antriebswelle 6 des Antriebsmotors 3 unmittelbar angeflanscht und damit fliegend an der Antriebswelle 6 angeordnet. Der Antriebsmotor 3 ist an einem Halter 7 befestigt, der seinerseits mit einer Führungsvorrichtung 8 verbunden ist, mittels der der Antriebsmotor 3 zusammen mit der Umwälzpumpe 2 in vertikaler Richtung verschiebbar geführt ist. Zweckmäßigerweise wird dabei auch eine nicht dargestellte Verriegelung eingesetzt, mittels der der Antriebsmotor 3 in der tiefergelegenen Betriebsstellung und in der höhergelegenen Wartungsstellung verriegelt werden kann.
Die Führungsvorrichtung 8 ist mit der Wand 9 eines Behältnisses 10 verbunden, in dem sich die feststoffhaltige Flüssigkeit 11 befindet, die mittels der Umwälzeinrichtung in dem Behältnis 10 umgewälzt wird.
Die Rohrleitung 4 ist innerhalb des Behältnisses 10 untergebracht, und zwar derart, daß sie sich vollständig unterhalb des Flüssigkeitsspiegels 12 befindet. Im Bereich ihrer Einlaßöffnung 13 ist die Rohrleitung 4 als Einlaufdüse 14 ausgebildet. Der daran anschließende erste Längenabschnitt 15 der Rohrleitung 4 ist lotrecht ausgerichtet. Darin ist die Umwälzpumpe 2 angeordnet. Der Endabschnitt 16 mit der Mündung 17 ist lotrecht oberhalb des Leitkörpers 5 angeordnet.
Der Leitkörper 5 ist vorzugsweise als Rotationskörper ausgebildet. Er weist einen Gipfel 18 auf, an den eine ringsum geschlossene Leitfläche 19 anschließt. Die Leitfläche 19 reicht bis zum Boden 20 des Behältnisses 10 hinab. Ihre Mantellinien sind konkav gekrümmt.
Der Leitkörper 5 kann als Massivkörper, z.B. aus Beton, ausgebildet sein, dessen Oberfläche sorgfältig geglättet ist oder mit einer besonders glatten Qberflächenbeschichtung versehen ist, um eine Leitfläche 19 mit einer möglichst geringen Rauhigkeit zu erhalten,
Der Leitkörper 5 ist so weit wie möglich in der Mitte des Behältnisses 10 angeordnet. Lotrecht darüber befindet sich die Mündung 17 der Rohrleitung 4. Deren Einlaßöffnung 13 ist in dem unterhalb des Flüssigkeitsspiegels 12 gelegenen Höhenbereich des Behältnisses 10 angeordnet, in dem ein einwandfreier und störmungsarmer Zulauf der Flüssigkeit 11 zur Einlaufdüse 14 hin und in diese hinein möglich ist. Im Grundriß ist die Einlaßöffnung 13 an einer Seite des Behältnisses 10 in einer solchen Entfernung von der Wand 9 angeordnet, daß einerseits eine einwandfreie Zuströmung der Flüssigkeit 11 zur Einlaufdüse 14 möglich ist und andererseits die Umwälzpumpe 2 vom Rand des Behältnisses 10 aus zugänglich ist, wenn die Umwälzpumpe 2 zusammen mit dem Antriebsmotor 3 an der Führungsvorrichtung 8 in ihre Wartungsstellung angehoben sind, in der sich die Umwälzpumpe 2 zumindest oberhalb des Flüssigkeitsspiegels 12 wenn nicht gar oberhalb des oberen Randes 21 des Behältnisses befindet.
In der in der Zeichnung dargestellten Betriebsstellung der Umwälzpumpe 2 innerhalb des ersten Längenabschnittes 15 der Rohrleitung 4 saugt die Umwälzpumpe 2 die Flüssigkeit 11 aus dem oberen Höhenbereich an und fördert sie in einem lotrecht abwärtsgerichteten Strahl mittig auf den Leitkörper 5, so daß dieser Flüssigkeitsstrahl am Leitkörper 5 ringsum
gleichmäßig aufgeteilt wird und in eine waagerecht am Boden 20 entlangführende Strömung umgeleitet wird, die nachher an der Wand 9 des Behältnisses 10 nach oben umgeleitet wird, um in den Höhenbereich zurückzukehren, aus dem sie zuvor angesaugt worden war.
Bei der Verwendung der Umwälzeinrichtung 1 in Abwasserkläranlagen, bei denen mehrere Behältnisse vorhanden sind, in denen das Abwasser im Zuge verschiedener Behandlungsvorgänge von einem zum anderen Behälter weitergeleitet oder auch vollständig oder zum Teil wieder zurückgeleitet werden soll, kann die Umwälzeinrichtung auch in der Weise eingesetzt werden, daß die Einlaßöffnung der Rohrleitung sich in einem anderen Behältnis befindet als die Mündung der Rohrleitung.
Die Umwälzeinrichtung 1 kann auch in der Weise abgewandelt werden, daß die Rohrleitung entweder ganz oder zum Teil mit einer anderen Rohrleitung oder mit einer oder mehreren anderen Rohrleitungen wahlweise verbunden werden kann, deren Einlaßöffnung in einem anderen Behältnis angeordnet ist.
Auch dadurch sind Misch- und Zumischvorgänge möglich, um bestimmte Behandlungen der Flüssigkeit durchzuführen.
Bezugszeichenliste S 68. 22. DE 6 Umwälzeinrichtung
1 Umwälzpumpe
2 Atriebsmotor
3 Rohrleitung
4 Leitkörper
5 Antriebswelle
6 Halter
7 Führungsvorrichtung
8 Wand
9 Behältnis
10 Flüssigkeit
11 Flüssigkeitsspiegel
12 Einlaßöffnung
13 Einlaufdüse
14 Längenabschnitt
15 Endabschnitt
16 Mündung
17 Gipfel
18 Leitfläche
19 Boden
20 oberer Rand
21

Claims (4)

Dr.-Ing. H.-J. SchmidV+1(ftfcfiaTystert·· · #···;·'/)4.09.98 Schutzansprüche
1. Misch- und Umwälzeinrichtung für Behältnisse mit feststoffhaltigen Flüssigkeiten
gekennzeichnet durch die Merkmale:
- im Behältnis (10) ist zumindest annähernd in der Mitte des Bodens (20) ein Leitkörper (5) ortsfest angeordnet,
- - der einen lotrecht aufragenden Gipfel (18) aufweist
und
- - der eine an den Gipfel (18) anschließende ringsrum geschlossene Leitfläche (19) aufweist, die zumindest
annähernd bis zum Boden (20) des Behältnisses (10) hinabreicht, und deren Mantellinien konkav gekrümmt sind,
- es ist eine Rohrleitung (4) vorhanden,
~15~ - - - deren Endabschnitt (16~)~mit~der-Mündung (17) oberhalb des Gipfels (18) des Leitkörpers (5) angeordnet ist und
- - deren Einlaßöffnung (13) in dem unterhalb des Flüssigkeitsspiegels (12) gelegenen Höhenbereich des Behältnisses (10) angeordnet ist,
- der an die Einlaßöffnung (13) anschließende erste Längenabschnitt (15) der Rohrleitung (8) ist vertikal ausgerichtet und in der Nähe einer Wand (9) des Behältnisses (10) angeordnet,
- es ist eine Umwälzpumpe (2) vorhanden,
- - die als Axialpumpe ausgebildet ist und
- - die innerhalb des ersten Längenabschnittes (15) der
Rohrleitung (4) mit vertikaler Pumpenwelle (6) angeordnet ist,
- die Umwälzpumpe (2) ist mit einem Antriebsmotor (3) gekuppelt,
- - der außerhalb der Flüssigkeit (11) angeordnet ist.
und
- - der mittels einer Führungsvorrichtung (5) in verti
kaler Richtung zwischen einer Betriebsstellung und einer Wartungsstellung verschiebbar geführt ist.
- die Umwälzpumpe (2) ist an der Antriebswelle (6) des Antriebsmotors (3) fliegend angeordnet.
2. Misch- und Umwälzeinrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch das Merkmal:
- der Antriebsmotor (3) ist mit einer Hubvorrichtung verbunden.
3. Misch- und Umwälzeinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch das Merkmal:
- im Bereich der Einlaßöffnung (13) ist die Rohrleitung (4) als Einlaufdüse (14) ausgebildet.
4. Misch- und Umwälzeinrichtung nach Anspruch 1,
__.g__e_k e &eegr; &eegr; &zgr; e i c h n_e Jt durch das Merkmal:
- die Einlaßöffnung der Rohrleitung ist in einem anderen Behältnis angeordnet, als die Mündung der Rohrleitung und der Leitkörper.
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