DE3543022C1 - Appliance for mixing gas into a liquid - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Begasung einer Flüssigkeit entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE-OS 25 14 197 ist ein Gasausströmer bekannt, der beweglich angeordnet ist und mit einer seitlich gelegenen Vibrationseinrichtung verbunden ist. Die Vibrationseinrichtung ermöglicht eine Oszillationsbewegung in seitlicher Richtung, d. h. parallel zur Ebene der Gasaustrittsöffnungen, die im porösen Oberflächenbereich des Gasausströmers ausgebildet sind. Durch die Oszillationsbewegung des Gasausströmers in seitlicher Richtung werden Abscherkräfte ausgenutzt, die auf die aus den Gasaustrittsöffnungen austretenden Gasblasen einwirken und letztere vom Gasausströmer losreißen. Zwar lassen sich mit einer Vorrichtung dieser Bauart feine Gasblasen in einer Flüssigkeit erzeugen. Nachteilig ist jedoch der erheb­ liche Kraftaufwand der Vibrationseinrichtung, der zur Bewegung des Gasausströmers benötigt wird.

Eine Vorrichtung zur Erzeugung von Gasblasen ist ferner aus der DE-PS 30 39 969 bekannt, bei der ein Gasausströmer, der in einem Oberflächenbereich feine Öffnungen aufweist, in eine Flüssigkeit getaucht ist und mit kontinuierlicher Luftzufuhr selbsttätig in Schwingung gerät und dadurch feine Luftblasen in pulsierender Weise erzeugt.

Eine weitere Vorrichtung zur Erzeugung von Gasblasen ist aus der DD-PS 84 172 bekannt, bei der in einer Kammer mit einer Gasaustrittsöffnung aufweisenden Wand Druckwellen erzeugt werden, die den Austritt von Gasbläschen in eine umgebende Flüssigkeit bewirken. Nachteilig ist dabei, daß der Druckwellenerzeuger innerhalb der Gasaustrittskammer angeordnet sein muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu entwickeln, die es ermöglicht, mit geringem Energieaufwand und mit einer einfachen Vorrichtung große Mengen an Gas in feinverteilter Form in eine Flüssigkeit einzutragen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens eine Wand der Kammer gegenüber den anderen Wänden elastisch hin- und herbewegbar ist, wobei die Richtung der Bewe­ gung senkrecht zur Ebene der bewegbaren Wand ist, und daß die Vibrationseinrichtung zur Bewegung der elastischen Wand unmittelbar mit dieser verbunden ist, so daß das in der Kammer befindliche Gas pulsierend komprimiert wird.

Die oszillierende Komprimierung des Gases geschieht durch eine elastische Wand, die zum Beispiel den Boden der Kammer darstellt und mit der Vibrationseinrichtung in Schwingung gebracht wird.

Die elastische Wand kann aber auch gelocht sein und selbst die Gasaustrittsöffnungen aufweisen, wobei diese direkt mit der Vibrationseinrichtung verbunden ist und vorteilhafter­ weise im oberen oder seitlichen Bereich der Kammer ange­ ordnet ist.

Die Vibrationseinrichtung kann auch auf eine im Bodenbereich der Kammer angebrachte elastische Wand einwirken, die mit einem Gestänge starr mit der oberen Wand mit den Gasaus­ trittsöffnungen verbunden ist.

Die elastische Wand bzw. die elastische Wand mit den Gas­ austrittsöffnungen werden durch die Vibrationseinrichtung, welche z. B. ein elektromagnetisch angetriebener Vibrator sein kann, in vertikaler Richtung zur Ebene der Gasaus­ trittsöffnungen in Schwingung versetzt.

Die Wand mit den Gasaustrittsöffnungen besteht vorteil­ hafterweise aus einer Membran mit einer Vielzahl von kleinen Öffnungen.

Die Wand mit den Gasaustrittsöffnungen kann auch aus einer starren gelochten Platte gebildet sein, die z. B. an ihren Rändern elastisch befestigt ist.

Die Vibrationseinrichtung ist nun in an sich bekannter Weise starr mit der Wand mit den Gasaustrittsöffnungen verbunden, so daß diese in Schwingung versetzt wird.

Anzahl und Größe der austretenden Gasblasen kann in weitem Bereich mit der Menge der Gaszufuhr, der Anzahl und Größe der Bohrungen der Gasaustrittsöffnungen, der Frequenz und Amplitude der Schwingungen des Schwingungserzeugers einge­ stellt werden. Der Austritt der feinen Gasbläschen aus den Gasaustrittsöffnungen erfolgt immer dann, wenn der Schwin­ gungserzeuger Druck auf die Gasaustrittsöffnungen bzw. die elastische Wand ausübt und somit der Gasüberdruck an den Gasaustrittsöffnungen zunimmt.

Anhand von 4 schematischen Zeichnungen sollen Ausführungs­ beispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert werden.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine Vorrichtung mit einer Gasaustrittsöffnungen aufweisenden Wand 11, einer Gaszufuhrleitung 3, und einer Vibrationseinrichtung 5, die über ein starres Gestänge 4 auf die elastische Wand 10 einwirkt, und das in der Kammer 2 befindliche Gas pulsieren läßt, so daß die Gasaustrittsöffnungen aufweisende Wand 11 synchron zur Vibrationsfrequenz feine Gasbläschen 6 in eine umgebende Flüssigkeit abgibt.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch eine Vorrichtung mit einer Gasaustrittsöffnungen aufweisenden Wand 11, die auf der Kammer 2 befestigt ist, eine Vibrationseinrichtung 5 aufweist, die über ein starres Gestänge 4 auf die mit Gas­ austrittsöffnungen versehene elastische Wand 11 einwirkt.

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch eine Vorrichtung mit einer starren gelochten Platte als Gasaustrittsöffnungen aufweisende Wand 11, die auf der Kammer 2 über eine elasti­ sche Zwischenlage 8 (beispielsweise Gummi) befestigt ist, eine Vibrationseinrichtung 5 aufweist, die über ein starres Gestänge 4 auf die Gasaustrittsöffnungen aufweisende Wand 11 einwirkt.

Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch eine Vorrichtung mit einer Gasaustrittsöffnungen aufweisenden Wand 11, die in die Seite eines mit Flüssigkeit gefüllten Rohres 9 eingesetzt ist, wobei die auf die elastische Wand 10 einwirkende Vib­ rationseinrichtung 5 mit einem zweiten Gestänge 7 im Inneren der Kammer 2 eine starre Verbindung mit der Gasaustritts­ öffnungen aufweisenden Wand 11 besitzt.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Begasung einer Flüssigkeit mit einem Gasvertei­ ler, dessen Wände eine Kammer umschließen, mit einer in die Kam­ mer mündenden Gaszuleitung, wobei eine Wandung der Kammer in einer Ebene liegt und Gasaustrittsöffnungen aufweist, und mit einer Vibrationseinheit, so daß das Gas fein verteilt in die Flüssigkeit eintaucht, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Wand (10) der Kammer (2) gegenüber den anderen Wänden elastisch hin- und herbewegbar ist, wobei die Richtung der Bewe­ gung senkrecht zur Ebene der bewegbaren Wand ist, und daß die Vibrationseinrichtung (5) zur Bewegung der elastischen Wand (10) unmittelbar mit dieser verbunden ist, so daß das in der Kammer (2) befindliche Gas pulsierend komprimiert wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Gasaustrittsöffnungen aufweisende und die ihr gegenüberliegende Wand (11 und 10) des Gasverteilers (1) elastisch ausgebildet sind und über ein Gestänge (7) miteinander verbunden sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Gasaustrittsöffnungen aufweisende Wand (11) die elastische Wand bildet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Gasaustrittsöffnungen aufweisende Wand (11) aus einer starren gelochten Platte besteht und über eine elastische Zwischenlage (8) mit den angrenzenden Wänden des Gasverteilers (1) verbunden ist.