DE3228959C2

DE3228959C2 - Belüftungsvorrichtung für eine Flüssigkeit

Info

Publication number: DE3228959C2
Application number: DE3228959A
Authority: DE
Inventors: Gábor Keszthely Tessedik Kalmár; Imre Siófok Rózsavölgyi; István Dipl.-Ing. Rück; Imre Siófok Puskás Sulyok; Jószef Dipl.-Ing. Siófok Puskás Topschall
Original assignee: DUNANTULI VIZMUE VIZGAZDALKOD
Current assignee: DUNANTULI VIZMUE VIZGAZDALKOD
Priority date: 1982-03-15
Filing date: 1982-08-03
Publication date: 1986-04-03
Also published as: CH658409A5; AT380679B; ATA361982A; HU188312B; DE3228959A1; HUT35221A

Abstract

Wasserbelüftungsvorrichtung mit einem an den Antriebsmotor über eine vertikale Welle ohne Übersetzung angeschlossenen Mischflügelrad. Zur Verbesserung der Belüftungswirksamkeit ist über dem Antriebsmotor ein zu dem Mischflügelrad koaxialer Ventilator angeordnet, der wie auch der Antriebsmotor von einem Luftförderrohr umgeben ist, das sich zu dem Mischflügelrad hin konisch verjüngt. Die Welle des Mischflügelrades kann mindestens von unten bis zu ihrem über die Flüssigkeitsoberfläche hinausragenden Teil als Hohlwelle ausgestaltet sein, die nach unten über das Mischflügelrad hinausragt und in ihrem über der Flüssigkeitsoberfläche liegenden Teil mit Lufteintrittsöffnungen versehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Belüftungsvorrichtung für eine Flüssigkeit mit einem im wesentlichen vertikal angeordneten Luftförderrohr, das an seinem oberen Ende einen Einlaß und an seinem unteren Ende einen Auslaß für die Luft aufweist, mit einem antreibbaren Mischflügelrad, das unterhalb des Auslasses des Luftförderrohres angeordnet ist, mit einem im Luftförderrohr angeordneten Antriebsmotor, der über eine vertikale Welle mit dem Mischflügelrad verbunden ist, und mit einem sich verengenden Strömungsabschnitt am unteren Ende des Luftförderrohres.

Die mit einem Mischer versehenen Wasserbelüftungsvorrichtungen dienen dem Ersetzen des in oxidierbare organische bzw. anorganische Substanzen enthaltenden Abwässern gelösten Sauerstoffes; gleichzeitig erzeugen sie eine geeignete Strömungsgeschwindigkeit zur Verhinderung der Sedimentation. Die in Abwässern und in verunreinigten Flächengewässern vorhandenen organischen Substanzen werden in Anwesenheit des Sauerstoffes von hierzu geeigneten Bakterien abgebaut, Der oxidierende und abbauende Prozeß ist mit dem Verbrauch von Sauerstoff verbunden. Daher muß für den kontinuierlichen Ersatz des verbrauchten Sauerstoffes gesorgt werden. Bei Abwasserkläranlagen wird der Ersatz des verbrauchten Sauerstoffes durch Luftzufuhr vorgenommen.

Belüftungsvorrichtungen mit einem Mischflügelrad dienen zur Begünstigung der Luftzufuhr. Mit bekannten Belüftungsvorrichtungen, die mit einem Mischflügelrad mit horizontaler Antriebswelle arbeiten, kann die Belüftung jedoch nur in Flüssigkeitsbecken mit einer geringen Tiefe sichergestellt werden. Infolge des untiefen Beckens wird eine recht große Fläche beansprucht Die lange, einer Zugbeanspruchung unterworfene Welle des Mischflügelrades bringt mit der Lagerung und Wartung zusammenhängende Probleme mit sich. Auch die Regelung ist mit Schwierigkeiten verbunden, da diese nur durch das Regeln der Drehzahl oder des Eintauchmaßes des Mischflügelrades erfolgen kann. Das Mischflügelrad mit der horizontalen Welle führt die Luft während des Betriebes an der Wasseroberfläche ein, wodurch das Wasser an der Oberfläche verspritzt wird, was bei Winlerbetrieb zur Vereisung führt Während des Betriebs ist die Schaumbildung recht stark, durch die die Luftaufnahme herabgesetzt wird.

Es wurde danach gestrebt die Mangelhafrigkeiten von Mischflügelrädern mit horizontaler Welle durch die Anwendung von Belüftungsvorrichtungen mit einer vertikalen Antriebswelle zu beseitigen. Diese sind jedoch nur bei verhältnismäßig tiefen Belüftungsbecken wirksam anwendbar. Ferner können eine günstige optimale Bodengeschwindigkeit und eine aus der Tiefe zu dem Flüssigkeitsspiegel hin gerichtete Strömung nur schwer realisiert werden. Die in dem Belüftungsbecken vorhandene Wassermasse wird in eine Drehbewegung versetzt und dreht sich mit einer Drehgeschwindigkeit, die sich derjenigen des Mischflügelrades annähert. Als Ergebnis verringert sich die Luftzufuhr. Die Drehbewegung der in dem Belüftungsbecken vorhandenen Wassermasse muß mit einer separaten Vorrichtung abgebremst werden. Infolge der von dem Mischflügelrad fortlaufend angehobenen Wassermenge ist die Vorrichtung einer dynamischen Saugwirkung ausgesetzt, wodurch die auf die Lagerungs- und Aufhängungsteile ausgeübte Belastung erhöht wird.

Bekannt sind auch Belüfturigsvorrichtungen mit Mischflügelrad und vertikale) Antriebswelle, die durch ein Luftförderrohr hindurchläuft, welches dicht über dem Mischflügelrad mündet. Bei einer derartigen bekannten Belüftungsvorrichtung (DE-OS 30 00 939), die als Schwimmer ausgebildet ist, ist das Luftförderrohr als sich nach unten konisch verjüngender Trichter ausgebildet, der ggf. auch zur Rückleitung von auf der Flüssigkeitsoberfläche vorhandenem Schaum in die Flüssigkeit dient. Der Antriebsmotor für das Mischflügelrad ist über dem Luftförderrohr auf einer Deckplatte abgestützt. Bei einer anderen bekannten Belüftungsvorrichtung der eingangs erwähnten Art hingegen (DE-OS 29 22 264) ist der Antriebsmotor innerhalb des im Durchmesser größeren oberen Abschnitts des Luftförderrohres angeordnet. Der sich verengende Strömungsabschnitt am unteren Ende des Luftförderrohres wird von einem an der Antriebswelle des Mischflügelrades ausgebildeten Leitkegel gebildet, so daß zwischen dem Leitkegel und dem unterem Rand des Luftförderrohres ein Ringspalt zur Ausbildung einer Strömung hoher Geschwindigkeit entsteht.

Durch die Erfindung wird die Aufgabe gelöst, eine Belüftungsvorrichtung der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß die Luftzufuhr mit verhältnismäßig einfachen Mitteln ohne einen Mehraufwand an Energie verbessert werden kann.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß in dem Luftförderrohr über dem Antriebsmotor koaxial zum Mischflügelrad ein Ventilator angeordnet ist, der vom Antriebsmotor angetrieben ist und Luft vom Kinlaß des Luftförderrohres zu dessen Auslaß fördert, und

daß der sich verengende Strömungsabschnitt durch einen konisch verlaufenden Abschnitt des Luftförderrohres gebildet ist

Die von dem Ventilator geförderte und von dem Mischflügelrad eingesaugte Luft gelangt daher über das Luftförderrohr zu der oberen Seite des Mischflügelrades, d. h. in dessen Saugraum, wonach das Mischflügelrad die Luft mit der Flüssigkeit zusammen in die zu belüftende Flüssigkeit einmischt Das Zumischen findet mit einer hohen Geschwindigkeit und bei einem den atmosphärischen Druck, überschreitenden Druck statt wodurch die Luftzufuhr mit einem recht günstigen Wirkungsgrad vorsieh geht

Die Wirksamkeit der Sauerstoffzufuhr kann noch erhöht werden, wenn die vertikale Welle des Mischflügelrades über das Mischflügelrad nach unten hinausragt und von ihrem unteren Ende aus wenigstens bis zu ihrem über die Flüssigkeitsoberfläche hinausragenden Teil als Hohlwelle ausgebildet ist wobei an dem über der Flüssigkeitsoberfläche liegenden Teil der Hohlwelle Lufteintrittsöffnungen ausgebildet sind. Dadv-rch kann _β zusätzlich zu der dem Mischflügelrad zugeführten Luft auch Luft durch die Hohlwelle und deren offenes unteres Ende unter das Mischflügelrad gefördert werden. In diesem Fall führt der Zusammenstoß der von zwei Stel-Icn zugeführten Luft zu der Dispergierung der Luft. Eine Belüftungsvorrichtung, bei der die Antriebswelle als Hohlwelle ausgebildet ist, in deren über der Flüssigkeitsoberfläche hinausragendem Teil Lufteintrittsöffnungen ausgebildet sind, ist an sich bekannt (AT-PS 3 27 830). Dort wird jedoch die Luft dem Mischflügelrad durch Luftaustrittsöffnungen in der Hohlwelle dicht über dem Mischflügelrad zugeführt.

Durch die erfindungsgemäße Belüftungsvorrichtung wird im Vergleich zu den bekannten Belüftungsvorrichlungen eine viel günstigere Strömung in der zu reinigenden Flüssigkeit zustande gebracht und eine größere Menge an Luft bzw. Sauerstoff wird zugeführt Dadurch, daß Jer Ventilator und das Mischflügelrad koaxial angeordnet sind, werden deren Aufhängung und Lagerung nur einer geiringen Beanspruchung ausgesetzt

Die Erfindung wird anhand einer bevorzugten Ausführungsform mit Hilfe der Zeichnung näher erläutert die den prinzipiellen schematischen Schnitt der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Belüftungsvorrich-Uing darstellt

Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Belüfuingsvorrichtung an dem Gehänge 11 aufgehängt und taucht in den Flüssigkeitsbehälter 12 ein. Die Belüf-Uingsvorrichtung besteht im wesentlichen aus dem Antriebsmotor und dem von dem Motor angetriebenen, unter diesem über eine Welle angeschlossenen Mischflügelrad 8. Die Welle des Mischflügelrades 8 bzw. ein Teil davon ist als Hohlwelle 5 ausgebildet. An den Antriebsmotor ist ein von diesem angetriebener, koaxial über dem Motor angeordneter, nach unten fördernder Ventilator angeschlossen. Das Luftförderrohr 4 umschließt den Ventilator 2 und den Antriebsmotor 3 im Abstand von diesem. Das Luftförderrohr weist einen so sich nach unten konisch verjüngenden Abschnitt 7 auf. Das untere Ende des Abschnittes 7 endet nahe über dem Mischflügelrad 8 an dessen Saugraum 9. Das Luftförderrohr 4 ist oben mit einem Schutzgitter 1 abgedeckt. Unten weist die Hohlwelle 5 ein über das Mischflügel- C5 rad 8 hinausragendes Rührende 10 auf, während in dem oberen, über die Flüssigkeitsoberfläche hinausragenden Teil der Hohlwelle 5 die Lufteintrittsöffnungen 6 ausgebildet sind.

Der Ventilator 2 saugt über das Schutzgitter :1 die Luft an und fördert sie nach unten zu dem Mischflügelrad bzw. zu dessen Saugraum, wo die Luft der Flüssigkeit zugemischt wird. Gleichzeitig gelangt ein Teil der Luft über die Lufteinlrittsöffnungen 6 in die Hohlwelle 5 und verläßt die Hohlwelle durch das nach unten offene Rohrende 10. Die an zwei verschiedenen Stellen eingeführte Luft d. h. die über den konischen Abschnitt 7 und das Mischflügelrad 8 sowie durch das Rohrende 10 hindurch in die Flüssigkeit einströmenden Luftmengen stoßen zusammen und führen die Dispergierung der Luft herbei.

In gewissen Fällen ist es zweckmäßig, an der Nabe des Mischflügelrades 8 eine längliche dispergierende Nut oder Bohrung 13 (oder mehrere Bohrungen) auszubilden.

Die Belüftungsvorrichtung kann gleicherweise zu abwasserldärenden Zwecken und zur Belüftung lebendiger Gewässer verwendet werden. Ini-ietzteren Fall wird die Vorrichtung an irgendeinem schwimmenden Fahrzeug aufgehängt Die Vorrichtung kann auch in einer von der Vertikalen abweichenden Position betrieben werden (maximal bis zu einem Neigungswinkel von 30° bis 40°y. Wie aus der Ausführungsform deutlich ersichtlich, weist die Belüftungsvorrichtung einen äußerst einfachen Aufbau auf und ermöglicht die Zufuhr einer bedeutenden Luftmenge mit einem geringen Energieaufwand.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Belüftungsvorrichtung für eine Flüssigkeit mit einem im wesentlichen vertikal angeordneten Luftförderrohr, das an seinem oberen Ende einen Einlaß und an seinem unteren Ende einen Auslaß für die Luft aufweist, mit einem antreibbaren Mischflügelrad, das unterhalb des Auslasses des Luftförderrohres angeordnet ist, mit einem im Luftförderrohr angeordneten Antriebsmotor, der über eine vertikale Welle mit dem Mischflügelrad verbunden ist, und mit einem sich verengenden Strömungsabschnitt am unteren Ende des Luftförderrohres, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Luftförderrohr (4) über dem Antriebsmotor (3) koaxial zum Mischflügelrad (8) ein Ventilator (2) angeordnet ist, der vom Antriebsmotor (3) angetrieben ist und Luft vom Einlaß des Laftiörderers (4) zu dessen Auslaß fördert, und daß der sich verengende Strömungsabschnitt durch einen konisch verlaufenden Abschnitt (7) des Luftförderrohres (4) gebildet ist.

2. Belüftungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikale Welle des Mischflügelrades (8) über da* Mischflügelrad (8) nach unten hinausragt und von ihrem unteren Ende (10) aus wenigstens bis zu ihrem über die Flüssigkeitsoberfläche hinausragenden Teil als Hohlwelle (5) ausgebildet ist, und daß an dem über der Flüssigkeitsoberfläd.e liegenden Teil der Hohlwelle (5) Lufteintrittsöffnungen/6) ausgebildet sind.

3. Belüftungsvorrichti'ng nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an ό~τ Nabe des Mischflügelrades (8) die Luft dispergierende Bohrungen (13) ausgestaltet sind.