DE3045795A1 - Vorrichtung zur verteilung eines fluids in einer fluessigkeit, insbesondere von ozonisierter luft in wasser - Google Patents

Vorrichtung zur verteilung eines fluids in einer fluessigkeit, insbesondere von ozonisierter luft in wasser

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Description

TRAILIGAZ, COM^A-QI^IE ... .... P 1137
BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verteilung eines Fluids in einer Flüssigkeit, insbesondere zur Verteilung von eine bestimmte Menge Ozon enthaltender Luft in Wasser.
Es ist eine Vorrichtung bekannt, bei der ozonisierte Luft oder ein anderes Behandlungsgas in eine in einer Wanne enthaltene Flüssigkeit mittels eines vertikalen Rohres eingeführt wird, das sich von der Oberfläche der Flüssigkeit aus erweitert, ein Ventilator im oberen Teil dieses Rohres angeordnet ist und in dieses Luft unter Druck einbrinat, und ein drehender Verteiler oder Diffusor koaxial zum Rohr im unteren Teil desselben angeordnet ist und durch einen Motor drehend angetrieben wird.
Trotz verschiedener Verbesserungen läßt sich mit diesen bekannten Vorrichtungen kein ausreichend inniges Gemisch der ozonisierten Luft mit dem Wasser und folglich kein erhöhter Ausnutzungsgrad des Ozons erreichen.
Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung einer Vorrichtung der eingangs genannten Art, mit welcher eine innige Vermengung von Fluid und Flüssigkeit erreicht wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorrichtuna ein in die Flüssigkeit eintauchendes Zuführungsrohr für das Fluid, einen koaxial zum Zuführungsrohr für das Fluid angeordneten Ansaugraum, welcher am unteren Teil des Zuführungsrohres angeschlossen und mit Ansaugöffnungen für die Flüssigkeit versehen ist, und eine eine Kreiselpumpe bildende Einrichtung, welche am unteren Ende des Ansaugraumes angeschlossen und dazu bestimmt ist, die in den Ansaugraum eintretende Flüssigkeit anzusaugen derart, daß die Flüssigkeit ihrerseits das durch das Zuführungsrohr eingebrachte Fluid ansaugt, im Ansaugraum eine Emulsion des Fluids in der Flüssigkeit zu bilden und diese Emulsion in die umgebende Flüssigkeit herauszuschleudern, aufweist.
TRAILIGAZ, COMHiGSIIE . ..; .". ."·..··. P 1137
30A5795
OU
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung beschrieben. Auf dieser ist
Fig. 1 im Längsschnitt eine schematische Ansicht einer Vorrichtung gemäß der Erfindung, und
Fig. 2 eine Schnittansicht längs Linie 2-2 der Fig. 1.
Eine solche Vorrichtung, die insbesondere zur Verteilung von ozonisierter Luft in Abwässern eingesetzt werden kann, wird in einer Wanne C angeordnet, welche die aufzubereitende Flüssigkeit L enthält.
Die Vorrichtung umfaßt im wesentlichen ein in die Flüssigkeit L eintauchendes vertikales Rohr 1, einen am unteren Teil des Rohres 1 angeschlossenen umgebenden bzw. umschlossenen Ansaugraum 2, ein Kreiselpumpenrad 3, das sich im inneren eines Diffusorkörpers 4 dreht, und einen Elektromotor 5, der das Kreiselpumpenrad 3 antreibt und normalerweise auf dem Boden der Wanne C aufruht. Der Motor 5 kann ein wasserdicht gekapselter Motor, ein Motor mit Tauchrotor oder ein anderer eintauchbarer Motor sein.
Der Diffusorkörper 4 wird im wesentlichen durch zwei Flansche 4a und 4b gebildet, die untereinander durch feststehende Schaufeln 4c verbunden sind, die sich radial zwischen dem Außenrand der Flansche 4a und 4b einerseits und dem Außenrand des Kreiselpumpenrades 3 andererseits erstrecken.
Das Rad 3 ist ein geeignet geformtes übliches Kreiselpumpenrad, welches bewegliche radiale Schaufeln 3a aufweist, die auf einer durch den Motor 5 angetriebenen Welle 3b sitzen.
Der Ansaugraum umfaßt eine Wand 2a in Form eines Kegelstumpfs und eine ebene Wand 2b, welche die große Grundfläche desselben bildet und mit einer Öffnung 2c versehen ist, durch
TRAILIGAZ, COMpAGSIIE .... .... P 1137
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welche koaxial über eine gewisse Höhe das untere Ende des Einspeisungsrohres hineinragt. Das den kleineren Durchmesser aufweisende und die kleine Grundfläche des Kegelstumpfes bildende Ende 2d des umschlossenen Raumes ist offen und an eine Mittelöffnung des oberen Flansches 4a angeschlossen. Die kegelstumpfförmige Wand 2a des Ansaugrauines 2 umfaßt eine gewisse Anzahl von Ansaugöffnungen 2e, die sich in regelmäßigem Abstand über einen durch einen Querschnitt der kegelstumpfförmigen Wand 2a bestimmten Umfang verteilen und im Bereich des Teils größeren Durchmessers dieser Wand im wesentlichen auf Höhe des unteren Endes des Rohres 1 liegen. Die Erfindung beschränkt sich allerdings nicht auf eine solche Anordnung von Einbringöffnungen, sondern es ist vielmehr jede andere geeignete Anordnung von öffnungen, die ein Ansaugen der Flüssigkeit L zum Gas hin, das im Betrieb von oben nach unten im Rohr 1 strömt, möglich, insbesondere sind öffnungen möglich, die im Außenbereich der oberen Wand 2b vorgesehen sind.
Die Funktionsweise ist die folgende: Im Stillstand sind, der Dif f usorkörper 4, der umschlossene Raum 2 und ein Teil des Rohres 1 mit der umgebenden Flüssigkeit L bis zu der Höhe des Flüssigkeitsspiegels gefüllt.
Sobald an den Motor 5 Spannung gelegt wird, treibt dieser das Rad 3 an. Durch die Zentrifugalkraft wird wie bei einer Kreiselpumpe die Flüssigkeit in der Mitte des Rades angesaugt und nach außen getrieben. Die im Rohr 1 vorhandene Flüssigkeit wird abgezogen und es kommt zu einem heftigen Ansaugen des Gases durch das Rohr 1 hindurch. Durch die Ansaugöffnungen 2e wird die Flüssigkeit in den umgebenen Ansaugraum 2 angesaugt und saugt ihrerseits das Gas durch das Rohr 1 an. Der Ansaugeffekt ist in dem Maße stärker, wie die Höhe der Flüssigkeit über den Ansaugöffnungen groß ist. Es bildet sich im Ansaugraum ein sehr heftiger Wirbel aus, der die Ausbildung einer Emulsion des Gases in der Flüssigkeit bewirkt. Diese Emulsion tritt in das Rad 3 ein und wird mit Kraft zwischen den feststehenden Schaufeln 4c ausgestoßen.
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Die Ansaugöffnungen 2e müssen natürlich so ausreichend klein sein, daß sich ein Unterdruck im Ansaugraum 2 ausbildet. Aufgrund dieser Tatsache wird das Gas im Ansaugraum 2 entspannt, was seine innige Vermischung mit der durch die öffnungen 2e angesaugten Flüssigkeit L gestattet, wobei dieses Gemisch nachfolgenden im Rad 3 komprimiert und dann ausgestoßen wird. Man kann im übrigen davon ausgehen, daß es diese Erscheinung ist, die die Überlegenheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gegenüber bekannten Vorrichtungen bewirkt, bei denen das Gas und die Flüssigkeit im Diffusor so gemischt ■ werden, daß das Gas über der Austrittstelle unter Druck in die Flüssigkeit geführt wird, was einer guten Durchmischung abträglich ist.
Es ist darauf hinzuweisen, daß die Vorrichtung gemäß der Erfindung sich nicht auf das Einbringen ozonisierter Luft in eine Flüssigkeit beschränkt, sondern auch für andere Verwendungszwecke, beispielsweise die Mischung von zwei Flüssigkeiten stark unterschiedlicher Durchflußmenge pro Zeit oder einer Flüssigkeit mit einem pulverförmigen Produkt, angewandt werden kann.
Schließlich bietet die Vorrichtung zahlreiche Vorteile, denn sie gestattet insbesondere:
- dank vor allem ihrer Normalaxialsymmetrie und des Vorhandenseins eines Einspeisungsrohres, das aus der Flüssigkeitsoberflache hervorragt, eine einfache Handhabung und Montage;
- das Ansaugen von Gas in Unterdruck, folglich unter großem Volumen;
- eine Mischung der inkompressiblen Flüssigkeit mit einem entspannten und damit unter großem Volumen befindlichen Gas im Ansaugraum;
- die Annähme des Gemischs "Flüssigkeit-entspanntentes
Gas" im Rad, wo sich die Gemischansammlung unter hohem Druck befindet, und damit einen optimalen Effekt bei der Einführung des Gases in die Flüssigkeit;
TRAILIGAZ, COMPAGNIE ... P 1137
:«:"":" -: ..'OU 30A5795
- das kräftige Einschießen des Gemischs Flüssigkeit Gas unter Druck und damit unter geringem Volumen in die um-
" gebende Flüssigkeit;
- eine Veränderung des Unterdruckwertes des Gases in weiten Grenzen durch Veränderung der Kenngrößen der Gesamtheit Rad - feststehende Schaufeln und derjenigen des Ansaugraumes; und
- eine Veränderung der Einschießkraft des Gemischs in weiten Grenzen durch Veränderung der Kenngrößen der Gesamtheit Rad - feststehende Schaufeln und derjenigen des Ansaugraumes.

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE
1. Vorrichtung zur Verteilung eines Fluids in einer Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet , daß sie ein in die Flüssigkeit eintauchendes Rohr (1) für die Zufuhr des Fluids, einen koaxial zum Rohr (1) für die Zufuhr des Fluids angeordneten Ansaugraum (2), der am unteren Teil des Zuführungsrohres angeschlossen und mit öffnungen (e) zum Ansaugen der Flüssigkeit versehen ist, und eine eine Kreiselpumpe bildende Einrichtung (3, 4, 5) umfaßt, die am unteren Ende des Ansaugraums angeschlossen und dazu bestimmt ist, die in den Ansauqraum eintretende Flüssigkeit anzusaugen derart,
TRAILIGAZ,
daß die Flüssigkeit ihrerseits das durch das Zuführungsrohr herangeführte Fluid ansaugt, im Ansaugraum eine Emulsion des Fluids in der Flüssigkeit auszubilden und diese Emulsion in die umgebende Flüssigkeit auszustoßen· 5
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Ansaugraum (2) eine kegelstumpfförmige Wand (2a) und eine ebene Wand (2b) aufweist, welche die große Grundfläche des Kegelstumpfs bildet und mit einer öffnung (2c) versehen ist, an welche das Zuführungsrohr (1) angeschlossen ist, wobei das Ende (2d) des Ansaugraumes, das die kleine Grundfläche des Kegelstumpfs bildet, offen und an die eine Kreiselpumpe bildende Einrichtung (3, 4, 5) angeschlossen ist, und Ansaugöffnungen (2e) in der Raumumgrenzung vorgesehen sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Ansaugöffnungen (2e) im Bereich des oberen Teils des Ansaugraumes angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugöffnungen (2e) in regelmäßigen Abständen längs eines durch einen Querschnitt der kegeistumpfförmigen Wand (2a) bestimmten ümfangs angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Kreiselpumpe bildende Einrichtung ein Kreiselpumpenrad (3), einen eingetauchten Motor (5) zum Antreiben des Rads (3) und einen Diffusorkörper (4), in dem das Rad (3) angebracht ist, umfaßt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Diffusorkörpereinen mit einer Mittelöffnung, an die das Ende (2d) des Ansaugraumes angeschlossen ist, versehenen oberen Flansch (4a), einen un-
ORIGINAL INSPECTED
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teren Flansch (4b) und die Flansche (4a, 4b) miteinander verbindende feststehende Schaufeln (4c) umfaßt.
7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, 5 dadurch gekennzeichnet , daß sie Axialsymmetrie aufweist.
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