DE3439464A1

DE3439464A1 - Vorrichtung zur einbringung eines gases in eine fluessigkeit

Info

Publication number: DE3439464A1
Application number: DE19843439464
Authority: DE
Inventors: Hans-Otto 4350 Recklinghausen Schwarze
Original assignee: HOESCH FOERDERTECH
Current assignee: HOESCH FOERDERTECH
Priority date: 1984-10-27
Filing date: 1984-10-27
Publication date: 1986-05-07
Also published as: EP0198073B1; DE3573217D1; WO1986002577A1; US4743408A; EP0198073A1; JPS62500576A

Description

Patentanwälte
Wenzel & Kalkoff
Flaßkuhle 6
Postfach 2448
5810 Witten/Ruhr

Anmelderin: Hosch-Fördertechnik GmbH

Königswall 16-18

4350 Recklinghausen

Bezeichnung: Vorrichtung zur Einbringung

eines Gases in eine Flüssigkeit

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Einbringung eines Gases, insbesondere Luft, in eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser, für eine Wasseraktivierung, -aufbereitung, Flotation, Deinkanlagen oder dergleichen, mit einer Flüssigkeitsdüse, einer oder mehreren Gasaustrittsöffnungen stromabwärts der Düse einschließlich der jeweiligen Zuleitungen und einem Diffusor stromabwärts der Gasaustrittsöffnungen.

Aus der DE-OS 30 15 788 ist im Zuge einer Flotationsvorrichtung eine Begasungsvorrichtung der voranstehend genannten Art offenbart. Die eigentliche Vorrichtung besteht aus einem im wesentlichen quaderförmigen Gehäuse mit einer Flachdüse, einer Reihe von Luftzutrittsöffnungen und einem flachen Diffusor mit in sich ebenen Begrenzungsflächen. Für eine Flotationsvorrichtung werden jeweils

mehrere Begasungsvorrichtungen eingesetzt, wobei der Flüssigkeit der im Querschnitt kreisförmigen Flotationskammer durch Schrägstellen der Begasungsvorrichtungen ein Drall verliehen wird. Die Flachdüsenform ist in erster Linie deshalb gewählt worden, um der'bisher bei Runddüsen beobachteten Verstopfung durch Faserstoffe und dergleichen entgegenzuwirken.

Es hat sich jedoch in der Praxis gezeigt, daß die erhoffte Verbesserung in Form einer verminderten Verstopfungsgefahr nicht eintritt. Wenn nämlich nahe einer seitlichen Begrenzungswand eine Verstopfung eintritt, baut sich sehr schnell bis zu dieser Wand ein undurchdringlicher Pfropfen auf, der im weiteren Verlauf des Betriebes nicht mehr von selbst weggespült wird. Stattdessen wächst die Flachdüse langsam zu und verliert ihre günstigen Betriebsbedingungen, da zum Beispiel der Diffusor für die dann noch freie Durchtrittsstelle im Bereich der Flüssigkeitsdüse zu breit ausgelegt ist. Ein weiterer wesentlicher Nachteil der bekannten Begasungsvorrichtungen liegt jedoch in der relativ neueren Herstellung. Die für die Vorrichtung benötigten Flachkörper müssen in engen Toleranzen auf Hobel- und Schleifmaschinen erzeugt werden, die erfahrungsgemäß

2g weniger wirtschaftlich sind als z.B. die Formgebung durch Drehen, da jeder Schneidhub mit einem leerlaufenden Rückhub verbunden ist.

Es ist demnach Aufgabe der Erfindung, eine Begasungsvor-OQ richtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß eine Verstopfung aufgrund der besonderen Flüssigkeitsdüse weitgehend vermieden wird, eine billige Herstellung möglich ist und die relativ umständliche Einzelversorgung mehrerer Begasungsvorrichtungen nicht mehr erforderlich

ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß die Flüssigkeitsdüse als im wesentlichen kreisförmiger Ringspalt mit horizontal verlaufender Mittelebene und die Gasaustrittsöffnungen als oberhalb und unterhalb des Ringspaltes mündende kreisförmige öffnungen jeweils einer Luftkammer ausgebildet sind, und daß der Diffusor aus zwei sich gegenüberliegenden Begrenzungsflächen jeweils zu beiden Seiten der aus dem Ringspalt austretenden Flüssigkeit besteht, deren Abstand zueinander auf einem Strompfad von innen nach außen unter Berücksichtigung der Aufweitung aufgrund der wachsenden Umfangsfläche mit steigendem Durchmesser so gewählt ist, daß die Gesamtauf-Weitung der eines im Querschnitt kreisförmigen Diffusors mit einem Öffnungswinkel von 2° bis 6° entspricht.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist also mit einer endlosen Ringdüse ausgestattet, in der keine Seitenbegren-

2Q zung in Form einer Abschlußwand oder dergleichen vorhanden ist. Es kann sich also nach einer anfänglich geringen Verstopfung an irgendeiner Stelle des Ringspaltes keine Brücke zu einem feststehenden Teil bilden, die dann nicht mehr von der laufenden Strömung beseitigt werden kann.

Vielmehr ist bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung damit zu rechnen, daß sich eine Verstopfung sofort wieder auflöst, ehe sie zu einer spürbaren Beeinträchtigung der Strömungsverhältnisse führt. Die Herstellung gelingt durch das Zusammensetzen von Drehteilen, die in der Regel

OQ besonders wirtschaftlich, ja sogar auf Automaten gefertigt werden können. Schließlich ist eine einzige Zuführung für die Flüssigkeit und für das Gas erforderlich, um die ohnehin in kreisförmigen Flotationsanlagen zu installierende Vorrichtung gemäß der Erfindung mit Betriebsstoffen zu versorgen.

Aus der europäischen Patentanmeldung 35 243 ist eine Begasungsvorrichtung bekanntgeworden, bei der der Flüssig-

keitsstrahl auf einen spitzen Rotationskörper gerichtet und dabei annähernd in die Horizontale umgelenkt wird. Während der Umlenkung bzw. auf dem Wege von dem Austritt der Flüssigkeit aus der Düse zur Spitze des Rotationskörpers wird der Flüssigkeit das Gas beigemischt, wobei der Rotationskörper zusammen mit der aufgeweiteten Luftzuführung einen gekrümmten Diffusor bildet, in dem die Strömung abgebremst und ihr innerer Druck erhöht wird. Folglich ist der Gasübertritt in die Flüssigkeit mangelhaft, außerdem besteht ein ungünstiges Verhältnis an der Flüssigkeitsdüse zwischen der Mantelfläche und damit der Gaseintrittsfläche zu dem Volumenstrom der Flüssigkeit, das ebenfalls einem reichlichen Gasübertritt in die Flüssigkeit entgegensteht. Bei dieser bekannten

■,c Vorrichtung wird zwar auch das Gemisch aus Flüssigkeit und Gas radial abgegeben, im übrigen bestehen jedoch zu der Vorrichtung gemäß der Erfindung keine Gemeinsamkeiten.

Bei einem radialen Diffusor, wie er bei der Erfindung Ver-„~ wendung findet, ist auf dem Strompfad von innen nach außen eine natürliche Aufweitung unabhängig von den oberen und unteren Begrenzungsflächen vorhanden, die aus der Durchmesservergrößerung und dem damit einhergehenden Anstieg der Umfangsflache herrührt. Es hat sich gezeigt, daß ein Diffusor dieser Art nur dann die gewünschte Umsetzung von Geschwindigkeit in Druck bei möglichst geringen Verlusten verwirklicht, wenn die GesamtaufWeitung der eines kreisförmigen Diffusors mit einem Öffnungswinkel von 2 bis 6° entspricht. Angesichts dieser Forderung können die

unterschiedlichsten Konfigurationen für die obere und 30

untere Begrenzungsfläche zueinander entstehen. Bei kleinen Flüssigkeitsmengen pro Zeiteinheit, also bei einer geringen Umfangslänge des Ringspaltes verengt sich die lichte Weite zwischen den Begrenzungsflächen von innen nach außen, obwohl selbstverständlich insgesamt noch eine Aufweitung der genannten.Größe vorhanden ist. Bei Ringspalten, deren Umfangsfläche wesentlich größer ist zur Bewältigung einer größeren Flüssigkeitsmenge pro Zeiteinheit^ kann bei im

übrigen annähernd gleicher Lauflänge des Diffusors erst eine verjüngende, dann eine gleichbleibende und schließlich eine sich aufweitende Konfiguration zwischen den beiden Begrenzungsflächen vorhanden sein.

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Eine typische Vorrichtung gemäß der Erfindung ist so ausgebildet, daß der Ringspalt eine lichte Weite von 5 mm aufweist, die Austrittsgeschwindigkeit der Flüssigkeit aus dem Ringspalt etwa 12- 13 mm/s beträgt und eine hin-

,Q reichende Ausflußgeschwindigkeit am Austritt des Diffusors bei einer Flüssigkeitshöhe von ca. 1,5 bis 2 mm. in dem Behandlungsbecken vorhanden ist. Der letztgenannte Parameter hat sich für Flotation und Behandlungsbecken aller Art als günstig herausgestellt. Auch ist bei einer

. _ lichten Weite von 5 mm für den Ringspalt eine ausreichende Sicherheit gegen Verstopfen des Ringspaltes vorhanden.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung wird in aller Regel im Zentrum eines im Querschnitt kreisförmigen Beckens in der Nähe des Bodens angeordnet. Wenn dabei eine 0

leichte Drallströmung innerhalb des Beckens vorherrschen soll, können zwischen den Begrenzungsflächen des Diffusors widerstandsarme Distanzstege angeordnet sein, die leicht gekrümmt sind und den Drall im ausreichenden Maße hervorrufen. Bei entsprechend fülliger Ausbildung der Distanz-25

stege können sie, mit oder ohne Krümmung, zur Versorgung der untenliegenden Luftkammer mit Luft aus der darüberliegenden Luftkammer herangezogen werden, wobei zu der obenliegenden Luftkammer eine Rohrleitung führt, deren freies Ende sich oberhalb des Flüssigkeitsstandes in dem zugeordneten Behandlungsbecken befindet. Abweichend davon kann auch die untere Luftkammer durch gesonderte Rohrleitungen oder durch Verbindungsleitungen außerhalb der Vorrichtung aus der oberen Luftkammer versorgt werden.

Die Zuführung der Flüssigkeit zu dem Ringspalt sollte besonders sorgfältig gestaltet werden, da bei richtiger Formgebung eine erhebliche Einsparung an laufenden Betriebskosten erzielbar ist. Besonders vorteilhafte Bedingungen ergeben sich, wenn der Ringspalt den'Austritt einer Kammer bildet, an deren Oberseite die Zuleitung für die Flüssigkeit angeschlossen ist, und deren Querschnitt sich auf dem Weg von der Zuleitung bis zum Ringspalt monoton verengt. Das ist gleichbedeutend damit, daß die Flüssigkeit fortwährend beschleunigt wird, da der jeweils wirksame Strömungsguerschnitt vom Zulauf bis zum Ringspalt ohne Sprung und ohne Aufweitung auf ein vorangegangenes Maß kleiner wird. Der Ringspalt bildet schließlich die engste Stelle, aus der die Flüssigkeit mit hoher Geschwindigkeit

■Lg austritt.

Bevor die Flüssigkeit in den Diffusor eintritt, nimmt sie wegen des an dieser Stelle stark abgefallenden Druckes extreme Mengen Gas auf, was zu einer Volumenvergrößerung

2Q des Flüssigkeit- Gas- Gemisches führt. Entsprechend ist der Einlauf des Diffusors im Querschnitt deutlich größer ausgebildet, als der Ringspalt. In der Regel reicht die Saugkraft der aus dem Ringspalt austretenden Flüssigkeit aus, um nach den Ruheperioden die über die Öffnungen vollgelaufenen Luftkammern selbsttätig leerzusaugen.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung, die in der Zeichnung dargestellt sind, näher erläutert; in der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht durch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung für kleinere und mittlere Flüssigkeitsdurchsatzmengen,

Fig. 2 eine Ansicht gemäß Fig. 1 eines weiteren

Ausführungsbeispiels der Erfindung für eine sehr große Durchsatzmenge und

Fig. 3 den Ausschnitt einer Schnittansicht gemäß der Linie III - III in der Fig. 2.

Die in der Figur 1 wiedergegebene Vorrichtung gemäß der Erfindung besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 1, gebildet aus einem Gehäuseoberteil 2 und einem Gehäuseunterteil 3. Im Zentrum des Gehäuseoberteils 2 befindet sich ein Zulauf 4 für eine Flüssigkeit, die mit einem Gas angereichert werden soll beispielsweise für eine Flotationsanlage. Der Zulauf 4 mündet in eine Kammer 5, wobei das untere Ende des Zulaufs 4 bereits Bestandteil von der Querschnittsverengung abwärts der Kammer 5 ist. •Das Ende der Kammer 5 wird durch einen Ringspalt 6 gebildet, dem die Flüssigkeit unter ständiger Geschwindigkeitszunähme zuströmt. Dabei ist eine Spitze 7 in der Mitte eines als Ringwanne ausgebildeten Bodens 21 der Kammer 5 an der gleichmäßigen Verteilung der Strömung auf den umlaufenden, endlosen Ringspalt 6 beteiligt.

Die aus dem Ringspalt 6 austretende Flüssigkeit strömt an öffnungen 8 vorbei in einen Diffusor 14 hinein, wobei die Öffnungen 8 den Ausgang von Luftkammern 9 und 10 bilden, die über Zuleitungen 11 bzw. 12 mit Gas, im vorliegenden Fall mit Luft versorgt werden. Im Bereich der Öffnungen 8 nimmt der Flüssigkeitsstrahl Gas auf, und die dadurch bedingte Volumenvergrößerung des nun vorhandenen Gemisches ist durch einen entsprechend erweiterten Einlauf des Diffusors 14 berücksichtigt.

Die Begrenzungsflächen 17 und 18 des durch zwei Scheiben und 16 gebildeten Diffusors 14 laufen nach außen hin leicht aufeinander zu, wobei jedoch insgesamt eine Aufweitung für das durch den Diffusor 14 strömende . Medium vorhanden ist, und zwar aufgrund der Aufweitung i"n Umfangsrichtung mit zunehmendem Abstand von dem Ringspalt 6. Gleichmäßig um den Umfang des Diffusors 14 verteilt befinden sich Distanzstücke 19, in deren unmittelbarer Nachbarschaft ein durchgehender Schraubenbolzen 20 jeweils die beiden Gehäuseteile 2 und 3 miteinander verbindet. Der Schraubenbolzen 20 und in seinem Strömungsschatten das Distanzstück 19 behindern zwar den Austritt des Diffusors an drei Stellen, diese Beeinträchtigung der Strömung kann jedoch ohne nennenswerte Verluste toleriert werden.

Die Zuleitung 12 zu der unteren Luftkammer 10 muß selbstverständlich auf ein Niveau aufragen, das oberhalb des FlüssigkeitsStandes in dem Behandlungsbehälter (nicht dargestellt) liegt, in dessen Zentrum in der Nähe des Bodens die Vorrichtung gemäß der Figur 1 eingesetzt ist. Andernfalls würde der Behälter in den Ruheperioden über die Öffnung 8, die untere Luftkammer 10 und die Zuleitung 12 leerlaufen. Es kann vorkommen, daß der aus dem Ringspalt 6 austretende radiale Flüssigkeitsstrahl den U-förmigen Abschnitt der Zuleitung 12 nicht vollständig leersaugt. Aus diesem Grunde ist ein Ventil 22 an der tiefsten Stelle des U-förmigen Abschnittes vorgesehen, das beim Anfahren der Anlage kurzzeitig geöffnet wird und bei schon angesaugter Luft durch die Zuleitung 12 die restliche, hier an-

QQ gesammelte Flüssigkeit abläßt. Danach kann das Ventil wieder geschlossen werden und braucht für die restliche Zeit des Betriebes nicht beachtet zu werden.

Der Boden 21 der Kammer 5 ist auswechselbar in das Gehäusegg unterteil 3 eingesetzt, wodurch insbesondere die Breite des Ringspaltes 6 sowie die Form des Kammerbodens leicht variiert und an unterschiedliche Aufgaben angepaßt werden kann. Wenn z.B. die Spitze 7 dazu neigt, Faserstoffe oder

sonstige Verunreinigungen aus der Flüssigkeit anzusammeln und so die Gefahr der Verstopfung des Ringspaltes 6 besteht, kann der Boden der Kammer 5 leicht gewölbt nach Art eines Uhrglases mit dem tiefsten Punkt im Zentrum gestaltet sein.

Eine Variation des Ringspaltes 6 ist'~durch die Veränderung der Dicke des Bodens 21 möglich.Wenn dabei auch der Diffusor 14 verändert werden soll, können unterschiedlich dicke Distanzstücke 19 eingesetzt und die Bolzen 20 auf einer abweichenden Spannlänge angezogen sein.

Das in der Figur 2 dargestellte Ausführungsbeispiel ist für einen ziemlich großen Flüssigkeitsdurchsatz vorgesehen, also für eine größere Anlage, während das Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 1 einer wesentlich kleineren Anlage mit einer viel geringeren Flüssigkeitsdurchsatzmenge vorbehalten ist. Entsprechende Unterschiede sind auch in den äußeren Abmessungen vorhanden, wobei sich die genauen Abmessungen nach der Flüssigkeitsdurchsatzmenge und nach der gewählten Austrittsgeschwindigkeit im Ringspalt richtet.

I^m übrigen sind beide Vorrichtungen sehr ähnlich, obwohl sich in Folge des größeren Durchsatzes auch Abweichungen ergeben, die nachfolgend besonders ausführlich beschrieben werden.

Das Gehäuseoberteil 30 und ein Gehäuseunterteil 31 wirken so zusammen, daß dazwischen ein Ringspalt 33 entsteht, der aus einer Ringkammer 32 gespeist wird. Die Ringkammer 32 ist in etwa torusförmig gebildet, wobei radial nach außen eine stetig sich verengende Beschleunigungsstrecke vorhanden ist, die im Ringspalt 33 ihre engste Stelle aufweist. Die Ringkammer 32 wird von meheren, sich vorzugsweise paarweise gegenüberliegenden Zuleitungen gespeist, die in der Figur 2 gestrichelt angedeutet sind. Abweichend davon kann selbstverständlich eine zentrale Versorgung nach Art der Kammer 5 gemäß Figur 1 vorhanden sein.

Oberhalb und unterhalb des Diffusors 43 befinden sich wiederum die Luftkammern 34, deren Ausgang in Form von Öffnungen

35 sich unmittelbar oberhalb und unterhalb des Austritts des Ringspaltes 33 befinden. Die gesamte Luft wird über mehrere Zuleitungen 36 der oberen Kammer 34 zugeführt, von denen in der Figur 2 der Deutlichkeit halber nur eine einzige Zuleitung 36 dargestellt ist. Von hier führt eine Verbindungsleitung 37 zur unteren Luftkammer 34. Dabei reicht die Verbindungsleitung 37 bis annähernd an die Wand des Behandlungsbehälters in dem die Vorrichtung gemäß der Figur 2 untergebracht ist. Dies ist durch gestrichelte Linien innerhalb der Verbindungsleitung 37 angedeutet.

Auch die Verbindungsleitung 37 ist in mehreren Exemplaren vorhanden, um eine ausreichende Versorgung der unteren Luftkammer 34 mit Gas sicherzustellen.

Der Diffusor 43 ist wiederum aus zwei Ringen 38 und 39 gebildet, die an ihren äußeren Enden nach oben bzw. nach unten abgewinkelt sind. Zwischen deren Begrenzungsflächen 40 und 41 ist bei diesem Ausführungsbeispiel mehrere gleichmäßig um den Umfang verteilte Distanzstege 42 vorgesehen, die besonders widerstandsarm gestaltet sind und die Gehäusehälften 30 und 31 sowie die zugehörigen Gehäuseteile in einem Abstand zueinander halten.

Bei einer dickbauchigeren Ausführung können die Distanzstege 42 hohl ausgebildet sein und zusätzlich zu der Verbindungsleitung 37 oder an deren Stelle den Luftübertritt von der oberen Luftkammer 34 in die untere Luftkammer besorgen. Zusätzlich oder unabhängig davon kann mit Hilfe der Distanzstege 42 ein Drall der den Diffusor 43 verlassenden Strömung erzeugt werden, und zwar durch eine leichte, gleichsinnige Krümmung aller Distanzstege 42 in der gleichen Richtung. Eine Querschnittsansicht durch einen der einen Drall erzeugenden Distanzstege 42 ist in der Figur 3 dargestellt.

Die lichte Weite des Ringspaltes 33 kann mit Hilfe von Scheiben 45 eingestellt werden, die zwischen den beiden Gehäuseteilen 30 und 31 bzw. zwischen dem Gehäuseunterteil 31

und einem weiteren Gehäuseteil 44, das den Boden der unteren Luftkammer 34 bildet. Auch eine Veränderung des Diffusors 43 bezüglich seines Profiles bzw. bezüglich des Abstandes seiner Begrenzungsflächen 40 und 41 ist durch Auswechseln der Ringe 38 und 39 bzw .'"durch eine Veränderung der Höhe der Distanzstege 42 möglich. In dieser Weise lassen sich Anpassungen an unterschiedliche Verwendungen relativ rasch vornehmen.

Nach einer Stillstandsperiode sind beide Luftkammern 34 sowie die Zuleitung 36 bis zum Niveau innerhalb des Behälters , in den die Vorrichtung gemäß der Figur 2 eingesetzt wird, mit Flüssigkeit gefüllt. Sobald durch das Anlaufen einer Pumpe aus dem Ringspalt 33 mit hoher Geschwindigkeit in radialer Richtung Flüssigkeit austritt, kommt es im Bereich der Öffnungen 35 zu einem Saugeffekt, bei dem zunächst in den Flüssigkeitsstrahl weitere Flüssigkeit eingemengt wird. Dabei fällt der Flüssigkeitsspiegel in der Zuleitung 36 sowie in allen weiteren Zuleitungen nach und nach ab, bis die obere Luftkammer 34 gasgefüllt ist. Von diesem Zeitpunkt an wird von der oberen Luftkammer 34 über die zugeordnete Öffnung 35 bereits Gas in die Flüssigkeit eindosiert, während durch die untere Luftkammer 34 noch Flüssigkeit in den Flüssigkeitsstrahl übertritt. Wenn auch die Verbindungsleitungen 37 vollständig geleert sind, bleibt auf dem Boden der unteren Luftkammer 34 eine gewisse Restflüssigkeit zurück, die nicht mehr selbsttätig beseitigt wird, allerdings auch den laufenden Betrieb nicht weiter stört.

Auch das in den Figuren 2 und 3 wiedergegebene Ausführungsbeispiel kann beinahe ausschließlich aus Drehteilen gefertigt werden, was im übrigen auch für das Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 1 gilt. Entsprechend niedrig sind die Herstellungskosten, die indirekt noch weiter dadurch

absinken, daß eine relativ zentrale Zuführung der Betriebsmittel zu der Vorrichtung vorhanden ist, die die übliche Verteilung entlang dem Umfang eines Behandlungsbeckens entbehrlich macht.

Die eigentliche Vorrichtung kann aus Stahl, Kunststoff oder einer Legierung hergestellt sein, wobei sich die Materialauswahl in erster Linie nach der Aggressivität des zu behandelnden Mediums richtet. Die Strömungsgeschwindigkeiten sind jedenfalls von der Konstruktion her so gewählt, daß Beschädigungen durch Kavitation oder· dergleichen so gut wie ausgeschlossen sind.

Die Austrittsgeschwindigkeit der Flüssigkeit aus dem Ring-15. spalt kann dadurch künstlich erhöht werden, daß der radialen Strömungsrichtung ein Drall überlagert wird, der innerhalb der Kammer 5 bzw. ^innerhalb der Ringkammer erzeugt wird. Dadurch fällt der Druck innerhalb des Flüssigkeitsstrahles weiter ab, so daß noch mehr Gas in die Flüssigkeit übertritt. Die Erzeugung der Drallströmung geschieht durch Leitkörper in den Beschleunigungsstrecken, die bei entsprechender Gestaltung eine annähernd verlustarme Wirkung ausüben.

Claims

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Wenzel & Kalkoff

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Witten/Ruhr 3439464

Patentansprüche:

Vorrichtung zur kontinuierlichen Einbringung eines Gases, insbesondere Luft, in eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser, für eine Wasseraktivierung, -aufbereitung, Flotation, Deinkanlage oder dergleichen, mit einer Flüssigkeitsdüse, einer oder mehreren Gasaustrittsöffnungen stromabwärts der Düse einschließlich der jeweiligen Zuleitungen und einem Diffusor stromabwärts der Gasaustrittsöffnungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsdüse als im wesentlichen kreisförmiger Ringspalt (6, 33) mit horizontal verlaufender Mittelebene und die Gasaustrittsöffnungen als oberhalb und unterhalb des Ringspaltes mündende kreisringförmige Öffnungen (8, 35) jeweils einer Luftkammer (9, 10; 34) ausgebildet sind, und daß der Diffusor (14, 43) aus zwei sich gegenüberliegenden Begrenzungsflächen (17, 18; 40, 41) jeweils zu beiden Seiten der aus dem Ringspalt (6, 33) austretenden Flüssigkeit besteht, deren Abstand zueinander auf einem Strompfad von innen nach außen unter Berücksichtigung der Aufweitung aufgrund der wachsenden Umfangsflache mit steigendem Durchmesser so gewählt ist, daß die Gesamtaufweitung der eines im Querschnitt kreisförmigen Diffusors mit einem Öffnungswinkel von 2° bis 6° entspricht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Begrenzungsflächen (40, 41) des Diffusors (43) widerstandsarme Distanzstege (42) angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Luftkammer zumindest einen Teil der Rückseite der zugeordneten Begrenzungsfläche überdeckt, und daß die Distanzstege zur Verbindung

jQ beider Luftkammern hohl ausgebildet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch g e kenn ζ eichnet, daß die Distanzstege zur Erzeugung eines Dralles leicht gekrümmt sind.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß eine Zuleitung (36) zu der oberen Luftkammer (34) vorgesehen ist, und daß beide Luftkammern (34) über eine Verbindungsleitung (37) im Austausch stehen.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, „p. dadurch gekennz ei chnet, daß der Ringspalt (33) Bestandteil einer Ringkammer (32) mit mehreren, gleichmäßig um den Umfang verteilten Zuflüssen ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch

gekennz eichnet, daß der Ringspalt (6) den Austritt einer Kammer (5) bildet, an deren Oberseite die Zuleitung (4) für die Flüssigkeit angeschlossen ist und deren Querschnitt sich auf dem Weg von der Zuleitung (4) bis zum Ringspalt (6) monoton verengt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch g e k e η η ζ eichnet, daß der Boden (21) der Kammer (25) zu einer Ringwanne geformt ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder β", dadurch g e kennz eichnet, daß der Boden (21) der Kammer (5) einschließlich des unteren Begrenzungsabschnittes des Ringspaltes (6) lösbar befestigt ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennz eichnet, daß innerhalb der Kammer Leitkörper angebracht sind, die der Strömung entlang der Mittelachse einen Drall verleihen.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsflächen des Diffusors mit Hilfe mehrerer Verbindungsleitungen zwischen der oberen und unteren Luftkammer im Abstand zueinander gehalten sind.