DE3726895C2

DE3726895C2 -

Info

Publication number: DE3726895C2
Application number: DE3726895A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Dipl.-Ing. 3000 Hannover De Rudolph
Original assignee: Individual
Current assignee: RUDOLPH, SIEGFRIED, DIPL.-ING., 3000 HANNOVER, DE
Priority date: 1986-08-11
Filing date: 1987-08-10
Publication date: 1989-12-21
Also published as: DE3726895A1; NL8602045A

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Vorwärts treiben einer Flüssigkeit in einem Flüssigkeitskreis lauf gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a device for forward drive a fluid in a fluid circuit run according to the preamble of claim 1.

Eine solche gattungsgemäße Einrichtung ist durch die NL-PS 7073 bekannt.Such a generic device is by NL-PS 7073 known.

Bei dieser bekannten Einrichtung ist ein vertikaler Flüssigkeitskreislauf vorgesehen, d.h., der Flüssig keitskreislauf verläuft in zwei auf unterschiedlichem Niveau befindlichen waagerechten Ebenen. Ein mit seiner Achse horizontal über der Flüssigkeitsoberfläche aufge stellter Rotor, dessen Schaufeln während des Betrie bes in die Flüssigkeit eingetaucht sind, treibt die Flüssigkeit vorwärts, um sie zur Förderung eines auf tretenden bakteriologischen Reinigungsprozesses in Bewegung zu setzen bzw. in Bewegung zu halten.In this known device is a vertical one Liquid circuit provided, i.e. the liquid circuit in two runs on different Level located horizontal levels. One with his Axis horizontally above the liquid surface posed rotor, whose blades during operation that are immersed in the liquid drives the Liquid forward to promote it on occurring bacteriological cleaning process To set movement or keep moving.

In der Praxis hat sich gezeigt, daß der Wirkungsgrad dieser bekannten Einrichtung nicht optimal ist. So wirken die im senkrechten Teil des Flüssigkeitskreis laufes aufsteigenden Luftblasen dem gewünschten Antrieb entgegen.In practice it has been shown that the efficiency this known device is not optimal. So act in the vertical part of the fluid circuit running rising air bubbles the desired drive opposite.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Wirkungs grad der bekannten Einrichtung zu verbessern.The invention is based, the effect to improve the degree of the known facility.

Dieses Ziel erreicht die Erfindung bei der im Oberbe griff des Patentanspruchs 1 vorausgesetzten Einrichtung durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Pa tentanspruchs 1.This object is achieved by the device assumed in the Oberbe handle of claim 1 by the features of the characterizing part of Pa tent Claim 1 .

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, daß sich der Flüssigkeitskreislauf mit seinen Umlenk stellen horizontal umlaufend erstreckt. Dabei ist die Achse des Rotors unter einem geringen Winkel zu der Vertikalen in einer Umlenkstelle des Flüssigkeitskreis laufes aufgestellt, und die Achse des Rotors befindet sich etwa bei dem Mittelpunkt der Umlenkstelle.An essential feature of the invention is that the liquid circuit with its deflection make horizontal stretches. Here is the Axis of the rotor at a slight angle to the Vertical in a deflection point of the fluid circuit set up and the axis of the rotor is located about at the center of the deflection point.

Durch die Erfindung wird somit erreicht, daß in der Kurve eine positivere Vorwärtstreibung der Flüssig keit erfolgt, d.h., an der Stelle, wo normalerweise infolge der natürlichen Umlenkung der Flüssigkeit ein stark hemmender Effekt auf die Flüssigkeitsge schwindigkeit auftritt.The invention thus ensures that in the Curve a more positive propulsion of the liquid at the point where normally due to the natural redirection of the liquid a strong inhibiting effect on the liquid dizziness occurs.

Die Wirkung der Erfindung kann noch dadurch verbessert werden, daß die Schaufeln des Rotors in der Nähe der freien Enden der Arme befestigt werden, deren Länge dem Radius der Kurve angepaßt ist. Eine weitere Ver besserung läßt sich dadurch erzielen, daß jede Schaufel jeweils an dem gebogenen Ende eines Armes befestigt ist, und zwar derart, daß bei der Rotation des Rotors jede Schaufel sich bei dem niedrigsten Punkt im wesent lichen vertikal abwärts erstreckt.The effect of the invention can be improved thereby be that the blades of the rotor near the free ends of the arms are attached, their length is adapted to the radius of the curve. Another ver improvement can be achieved in that each blade each attached to the curved end of an arm is such that in the rotation of the rotor each scoop is essentially at the lowest point Lichen extends vertically downwards.

Vorzugsweise ist der Rotor auf einer Mittellagerkonstruk tion befestigt, an der gleichmäßig verteilt die Trag arme angeordnet sind und an der weiterhin auch der An triebsmotor befestigt ist. The rotor is preferably on a central bearing structure tion attached to the evenly distributed the Trag arms are arranged and on which the An drive motor is attached.

Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Flüssigkeit in dem Flüssigkeits kreislauf Abwasser in einem Abwasserreinigungsbecken ist, welches in länglicher Form mit abgerundetem Becken ausgebildet ist und eine vertikale Trennwand aufweist.According to a further expedient embodiment provided that the liquid in the liquid Wastewater cycle in a wastewater treatment basin which is in an elongated form with rounded Basin is formed and a vertical partition having.

Zur Förderung des bakteriologischen Prozesses in einem solchen Abwasserreinigungsbecken können an der Unterseite des Beckens in einer vorteilhaften Ausge staltung der Erfindung eine Anzahl Belüftungselemente zum Zuführen von Luft, Sauerstoff oder dergleichen angebracht sein.To promote the bacteriological process in such a wastewater treatment basin can at the Bottom of the basin in an advantageous Ausge staltung the invention a number of ventilation elements for supplying air, oxygen or the like to be appropriate.

Bisher wurden für die biologische Abwasserreinigung kaum Langbecken, sondern vielmehr Rundbecken verwen det. Bei den Langbecken bestand nämlich die Schwie rigkeit, innerhalb weniger Meter die Flüssigkeit in die umgekehrte Richtung fließen zu lassen, und man hat deshalb Antriebe benutzt, die in der geraden Strecke antreiben und das Wasser mittels Leitbleche in die Kurven führen, um die Wirbelverluste möglichst klein zu halten. Allerdings sind die dabei erreichbaren Energiedichten nicht zufriedenstellend,und außerdem entstehen erhebliche Wirbel, die Schlammablagerungen zur Folge haben. Die bei den bisherigen Antrieben erreichbare mittlere Wassergeschwindigkeit ist nicht ausreichend, um Schlammablagerungen zu verhindern.So far, have been used for biological wastewater treatment hardly any long pools, but rather circular pools det. The Schwie was in the long pool liquid within a few meters to let the reverse flow, and one has therefore used drives in the straight route drive and the water into the Curves make the vortex losses as small as possible to keep. However, those are achievable Energy densities unsatisfactory, and besides considerable eddies arise, the sludge deposits have as a consequence. The previous drives achievable mean water speed is not sufficient to prevent sludge deposits.

Durch die Erfindung werden die beschriebenen Nach teile mit einfachen Mitteln beseitigt, so daß sich ein Langbecken verwenden läßt, wobei in beiden Kurven je ein Rotor bzw. Antrieb installiert wird. An den Längsseiten des Langbeckens werden die Schaufeln aus dem Wasser genommen und über die mittlere Trennwand gehoben.The invention described the After parts eliminated with simple means, so that a long pool can be used, being in both curves one rotor or drive is installed. To the The blades become out along the long sides of the long pool taken from the water and over the middle partition raised.

Zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiter bildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteran sprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.Appropriate configurations and advantageous further Formations of the invention result from the Unteran sayings, the description and the drawing.

Zur Erläuterung der Erfindung werden nachfolgend ei nige Ausführungsbeispiele an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: To explain the invention, ei Some embodiments with reference to the drawing explained. Show it:

Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Querschnitt eines Ab wasserreinigungsbeckens, das bei Kurven links und rechts mit je einer unterschiedlichen Einrichtung zum Vorwärtstreiben von Flüssigkeit versehen ist, Fig. 1 shows a schematic representation of a cross section of water from the cleaning basin, which is provided at the left and right curves, each with a different means for propelling the liquid,

Fig. 2 eine Draufsicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1, FIG. 2 shows a top view of the device according to FIG. 1,

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform einer Vorwärtstreibeinrichtung, Fig. 3 shows another embodiment of a propelling device,

Fig. 4 eine andere Ausführungsform einer Vorwärtstreibeinrichtung, und Fig. 4 shows another embodiment of a forward drive device, and

Fig. 5 eine schematische Ansicht eines Rotors, dessen Schau feln mehrere im Abstand von einander angeordnete Rohre umfassen. Fig. 5 is a schematic view of a rotor, the fins include a plurality of spaced tubes.

Gemäß Fig. 1 und 2 wird ein Langbecken 1 mit zwei geraden Wandteilen 2 und zwei diese geraden Wandteile 2 miteinander verbindenden Kurventeile 3 verwendet. In der Mitte des Beckens 1 befindet sich eine Trenn wand 4. Weiter sind unten in dem Becken 1 eine An zahl in Belüftungselementen 5 angebrachter Luftzu fuhröffnungen vorgesehen.According to Fig. 1 and 2, a long tank 1 with two straight wall parts 2 and two these straight wall parts 2 interconnecting cam members 3 are used. In the middle of the basin 1 there is a partition 4 . Next in the basin 1 a to be paid provided drove openings in ventilation elements 5 attached AIR SUPPLY below.

Das Niveau des sich in dem Becken 1 befindlichen Ab wassers ist in Fig. 1 mit der Bezugsziffer 6 ange geben, und die Strömungsrichtung des Abwassers ist in Fig. 2 durch die Pfeile 7 angedeutet. Die Zu und Abführleitungen, ein Niveauregler usw. sind der Einfachheit halber nicht dargestellt, weil diese Tei le an sich bekannt sind.The level of the water located in the basin 1 is given in Fig. 1 with the reference number 6 , and the direction of flow of the waste water is indicated in Fig. 2 by the arrows 7 . The supply and discharge lines, a level controller, etc. are not shown for the sake of simplicity, because these parts are known per se.

Zur Erzeugung einer Strömung sind zwei Einrichtungen 8 bzw. 9 zum Vorwärtstreiben des Abwassers vorgesehen. Jede Einrichtung besteht im wesentlichen aus einer Anzahl - im dargestellten Fall sechs - Armen 10, de ren Enden jeweils mit Schaufeln 11 versehen sind. Die Arme 10 sind von einer nicht näher dargestellten Achse in eine Mittellagerkonstruktion 12 aufgenommen. To generate a flow, two devices 8 and 9 are provided for driving the waste water forward. Each device consists essentially of a number - in the case shown six - arms 10 , de ren ends are each provided with blades 11 . The arms 10 are received by an axis, not shown, in a central bearing structure 12 .

Diese Mittellagerkonstruktion 12 ist bei den dar gestellten Ausführungsbeispielen jeweils auf unter schiedliche Weise unterstützt. In Fig. 1 und 2 links ist die Mittellagerkonstruktion 12, auf der auch der Antriebsmotor 13 befestigt ist, an einen außerhalb des Beckens unterstützten Arm 14 aufgehängt. Bei der rechts in Fig. 1 und 2 wiedergegebenen Ausführungs form ist die Mittellagerkonstruktion 12 auf einem tellerförmigen Element 15 aufgestellt, welches auf einer in dem Becken 1 montierten Säule 16 befestigt ist. Der Antriebsmotor 13 ist hier auf dem teller förmigen Element 15 angeordnet und arbeitet mit einer nicht näher dargestellten Radunterstützung oder dergleichen, die an den Armen 10 befestigt ist, zusammen.This central bearing structure 12 is supported in each of the illustrated embodiments in different ways. In Figs. 1 and 2 on the left is the center bearing assembly 12 is mounted on the the drive motor 13 suspended from a support outside the basin arm 14. In the embodiment shown on the right in FIGS. 1 and 2, the central bearing structure 12 is set up on a plate-shaped element 15 , which is fastened on a column 16 mounted in the basin 1 . The drive motor 13 is arranged here on the plate-shaped element 15 and works with a wheel support or the like, not shown, which is fastened to the arms 10 .

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Mittellagerkonstruktion 12, auf welcher der Antriebsmotor 13 befestigt ist, auf einem Träger 17 montiert, der in einer nicht näher wiedergegebenen Weise mit dem Oberrand des Becken 1 verbunden sein kann.In the exemplary embodiment shown in FIG. 3, the central bearing structure 12 , on which the drive motor 13 is fastened, is mounted on a carrier 17 , which can be connected to the upper edge of the basin 1 in a manner not shown in detail.

Fig. 4 zeigt eine Konstruktion, bei der in gleicher Weise wie rechts in Fig. 1 und 2 die Vorwärtstreib einrichtung auf einer Stütze 18 befestigt ist, welche die Mittellagerkonstruktion 12 aufnimmt, an der seit lich der Antriebsmotor 13 befestigt ist. Fig. 4 shows a construction in which in the same way as the right in Fig. 1 and 2, the forward drive device is attached to a support 18 which receives the central bearing structure 12 on which the drive motor 13 is attached since Lich.

Es wird darauf hingewiesen, daß hier nur vier mögliche Ausführungsformen der Aufstellung der Vorwärtstreib einrichtung 8, 9 wiedergegeben sind, ohne daß dadurch eine Einschränkung der Erfindung erfolgt, weil ohne weiteres noch andere Ausführungsformen möglich sind.It is pointed out that here only four possible embodiments of the installation of the forward drive device 8 , 9 are shown, without thereby restricting the invention, because other embodiments are readily possible.

Wie die zeichnerischen Darstellungen verdeutlichen, ist die nicht näher angegebene Achse der Mittellager konstruktion 12, an der die Arme 10 befestigt sind, jeweils unter einem geringen Winkel in Bezug auf die Vertikale aufgestellt, und zwar derart, daß die Schau feln sich jeweils in der verschiedenen Höhe in Bezug auf das Niveau der Flüssigkeitsoberfläche 6 im Becken 1 befinden. Bei allen voranstehend wiedergegebenen Konstruktionen ist die Aufstellung derart gewählt, daß die Schaufeln 11 gerade in der Mitte der Kurve mit einer maximalen Fläche in die Flüssigkeit ragen. Wie ferner aus den Figuren hervorgeht, ist jeweils der Teil des Armes 10, an dem die Schaufel 11 sich abwärts erstreckt, unter einem Winkel zu dem anderen Teil des Armes 10 angeordnet, um die maximale Schau felfläche in die Flüssigkeit bringen zu können, ohne daß jedoch die Arme sich durch die Flüssigkeit be wegen.As the drawings show, the unspecified axis of the central bearing structure 12 , to which the arms 10 are attached, each set up at a small angle with respect to the vertical, in such a way that the show fills each in the different Height in relation to the level of the liquid surface 6 in the basin 1 . In all the constructions shown above, the arrangement is chosen such that the blades 11 protrude into the liquid with a maximum area just in the middle of the curve. As can also be seen from the figures, the part of the arm 10 , on which the blade 11 extends downward, is arranged at an angle to the other part of the arm 10 , in order to be able to bring the maximum display surface into the liquid without being able to however, the arms move through the liquid.

Die gezeigten Vorwärtstreibeinrichtungen 8, 9 und ihre Aufstellung im Becken 1 sind so gewählt, daß die Schaufeln 11 eine bessere Fortbewegung der Flüssig keit bewirken. Die Druck- und Energieverluste sind minimal, d. h., es läßt sich mit einem relativ ge ringen Energieverbrauch eine genügende Geschwindig keit für eine gute Belüftung erreichen.The forward drive devices 8 , 9 shown and their placement in the basin 1 are chosen so that the blades 11 cause better movement of the liquid speed. The pressure and energy losses are minimal, ie it can achieve a sufficient speed for good ventilation with a relatively low energy consumption.

Dadurch, daß die Schaufeln 11 allmählich in die Flüssigkeit und aus dieser bewegt werden, ist zudem eine geräuscharme Wirkung der gesamten Anlage ge sichert.Characterized in that the blades 11 are gradually moved into and out of the liquid, a low-noise effect of the entire system is also ensured.

In den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 1-4 ist die Schaufelfläche der Schaufeln 11 jeweils voll wandig ausgebildet. Gemäß der Darstellung in Fig. 5 ist es in zweckmäßiger Ausgestaltung auch möglich, die Schaufeln 11 nach Art einer Harke durch im Ab stand voneinander angeordnete senkrechte Rohre 19 zu bilden. Die Rohe 19 sind hohl ausgebildet und an ihren unteren Enden wasserdurchlässig. Innerhalb der Rohre 19 sind sogenannte Haketten (Füllkörper) ange ordnet, die eine Vergrößerung der Wasser-Luft-Aus tauschfläche bewirken, um bei niedriger Schmutzfracht (Nachtbetrieb) über längere Zeitstrecken ohne Ein blasen von Luft den Bakterien genug Sauerstoff zu zuführen. Daneben tragen die Haketten auch zu bes seren Sauerstoffeintragungswerten bei.In the exemplary embodiments according to FIGS. 1-4, the blade surface of the blades 11 is in each case designed to be fully walled. As shown in Fig. 5, it is also possible in an expedient embodiment, the blades 11 in the manner of a rake to form spaced-vertical tubes 19 standing by in the Ab. The tubes 19 are hollow and water-permeable at their lower ends. Within the tubes 19 so-called hooks (packing) are arranged, which cause an increase in the water-air exchange surface to supply enough oxygen to the bacteria at low dirt loads (night operation) over long periods without blowing air. In addition, the hooks also contribute to better oxygen entry values.

Ein bedeutsamer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die Schaufeln 11 vornehmlich nur im Bereich der Kurventeile 3 in die Flüssigkeit eintauchen und dort den Antrieb bewirken. Sobald der gerade Teil des Beckens 1 bzw. der Wasserbewegung erreicht wird, tauchen die Schaufeln 11 aus der Flüssigkeit auf. Dadurch wird verhindert, daß die in Bewegung gesetzte Flüssigkeit durch die Schaufeln 11 selbst wieder ab gebremst wird, wie dies in nachteiliger Weise beim Stand der Technik zu beobachten ist.An important advantage of the invention lies in the fact that the blades 11 are immersed primarily in the area of the curve parts 3 and effect the drive there. As soon as the straight part of the basin 1 or the water movement is reached, the blades 11 emerge from the liquid. This prevents the liquid set in motion from being braked by the blades 11 itself, as can be seen disadvantageously in the prior art.

Als Folge dieser erfindungsgemäßen Wirkung ergibt sich eine erhebliche Energieeinsparung von bis zu 80%. Es läßt sich also ein sehr wirtschaftlicher Be trieb von Langbecken erzielen, wobei für den Wasser antrieb Energiedichten von unter 0,2 W/m³ erreichbar sind, also von ca. einem Fünftel der Energiedichte eines Rundbeckens, und zwar bei einer Wassergeschwin digkeit von über 30 cm/s mit gesicherter Verhinderung von Schlammablagerungen. Damit ist das Langbecken 1 dem natürlichen Wasserlauf eines Flusses am ähnlichsten und das derzeit günstigste Umlaufbecken für die bio logische Abwasserreinigung geworden.As a result of this effect according to the invention, there is considerable energy savings of up to 80%. It is therefore possible to achieve a very economical operation of long pools, with energy densities of less than 0.2 W / m ^{3 being} achievable for the water drive, that is to say of about a fifth of the energy density of a round pool, with a water speed of over 30 cm / s with reliable prevention of sludge deposits. This makes the long pool 1 most similar to the natural watercourse of a river and has become the cheapest circulation pool for biological wastewater treatment.

Claims

1. Means for propelling a liquid speed in a liquid circuit with a rotor, to the periphery of which a number of blades are attached, about half of the blades being immersed in the liquid during operation to drive the liquid speed, and the rest of the Blade is not immersed, characterized in that the liquid speed circuit ( 7 ) with its deflection points ( 3 ) extends horizontally, that the axis ( 12 ) of the rotor is set at a small angle to the vertical in a deflection point of the liquid circuit, and that the axis of the rotor is approximately at the center of the deflection point.

2. Device according to claim 1, characterized in that the rotor has arms ( 10 ) whose lengths are adapted to the radius of the deflection points ( 3 ) and at the ends of the blades ( 11 ) are attached.

3. Device according to claim 1 and / or 2, characterized in that each blade ( 11 ) is in each case attached to the bent end of an arm ( 10 ), in such a way that when the rotor rotates, each blade ( 11 ) the lowest point extends substantially vertically downwards.

4. Device according to one of the preceding claims 1-3, characterized in that the rotor is attached to a central bearing structure ( 12 ), on which the arms ( 10 ) are attached evenly distributed, and on which also the drive motor ( 13 ) is arranged is.

5. Device according to one of the preceding claims 1-4, characterized in that the blades ( 11 ) are formed with full walls.

6. Device according to one of the preceding claims 1-4, characterized in that the blades ( 11 ) in the manner of a rake are formed by spaced vertical tubes ( 19 ).

7. Device according to claim 6, characterized in that the tubes ( 19 ) are hollow and water-permeable below, and that inside the tubes hooks (packing) are arranged.

8. Device according to at least one of claims 1-7, characterized in that the liquid in the liquid circuit ( 7 ) is wastewater in a wastewater treatment basin, which is formed in elongated form with rounded corners and has a vertical partition ( 4 ).

9. Device according to claim 8, characterized in that in the vicinity of the underside of the waste water cleaning basin a number of ventilation elements ( 5 ) is attached.