Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für das Lösen von Gas in einer Flüssigkeit
dem Oberbegriff von Anspruch 1 entsprechend, ein System für das Ausführen desselben
dem Oberbegriff von Anspruch 5 entsprechend und die Verwendung des
Systems. Noch spezifischer betrifft die vorliegende Erfindung eine
strömende
Flüssigkeit,
in die Gas injiziert wird. Die Flüssigkeit strömt in einer
Rohrleitung zum Oberteil eines Mischers. Ein Injektor ist für die Anlieferung
von Gas an die Flüssigkeitsströmung in
der Rohrleitung angeordnet. Das Gas und die Flüssigkeit strömen durch
den Mischer wo die Flüssigkeit und
das Gas gemischt werden. Die vorliegende Erfindung kann zur Sauerstoffanreicherung
von Wasser und im Zusammenhang mit der Fischzucht oder der Zucht
anderer Wasserkreaturen verwendet werden. Beispielsweise kann die
Erfindung im Zusammenhang mit der Fischzucht an Land verwendet werden.The
The present invention relates to a method for dissolving gas in a liquid
According to the preamble of claim 1, a system for carrying out the same
according to the preamble of claim 5 and the use of the
System. More specifically, the present invention relates to a
flowing
Liquid,
injected into the gas. The liquid flows in one
Pipeline to the top of a mixer. An injector is for delivery
from gas to the liquid flow in
arranged the pipeline. The gas and the liquid flow through
the mixer where the liquid and
the gas will be mixed. The present invention can be used for oxygenation
of water and related to fish farming or breeding
other water creatures are used. For example, the
Invention in connection with fish farming on land.
US 4,171,681 zeigt ein System
für die
Fischzucht auf, bei dem Wasser aus einem See und einer Quelle gemischt
und durch ein Gerät
für die
Zulieferung von Sauerstoff an die Wassermischung gepumpt werden
kann. Das mit Sauerstoff angereicherte Wasser geht dann in einen
sich an Land befindenden Zuchttank weiter. An der Unterseite des
Zuchttanks befindet sich ein Auslass für das Ablassen von Wasser.
Diese Lösung
betrifft ein System für
das Züchten
als solches und beschreibt nicht, wie der Sauerstoff tatsächlich in
das Wasser eingeführt
und darin gelöst
wird. US 4,171,681 shows a system for fish farming in which water from a lake and a source can be mixed and pumped through a device for supplying oxygen to the water mixture. The oxygenated water then goes on to a breeding tank on land. At the bottom of the breeding tank is an outlet for draining water. This solution relates to a system for breeding as such and does not describe how the oxygen is actually introduced into and dissolved in the water.
FR 2 750 889 beschreibt
ein Injektionsgerät für das Einführen von
Gas in eine Flüssigkeit
für die Verwendung
in Verbindung mit der Sauerstoffanreicherung von Wasser für die Fischzucht.
Das Injektionsgerät
umfasst eine durchlöcherte
elastische, aus Gummi hergestellte Diffusionsmembran. Das Gas strömt in einer
Spirale um die Membran so herum, dass es mit einer Strömung von
Flüssigkeit
in Kontakt gebracht wird. Das Gerät ist so konstruiert, dass
es kleinen Bläschen
erlaubt, in eine Strömung
von Flüssigkeit
eingeführt
zu werden, ohne diese stark zu stören. FR 2 750 889 describes an injection device for introducing gas into a liquid for use in conjunction with the oxygenation of water for fish farming. The injection device comprises a perforated elastic rubber diffusion membrane. The gas flows in a spiral around the membrane so that it is brought into contact with a flow of liquid. The device is designed to allow small bubbles to be introduced into a flow of fluid without greatly disturbing it.
Ein
Nachteil dieser Lösung
besteht darin, dass irgendwelche Fremdkörper in der Gasströmung oder
Ablagerungen von organischem Material die Öffnung in der Diffusionsmembran
blockieren können.
Das kann Probleme beim Einführen
der richtigen Menge Gas in die Flüssigkeit und deshalb eine unbeständige Funktionsweise
mit sich bringen.One
Disadvantage of this solution
is that any foreign bodies in the gas flow or
Deposits of organic material the opening in the diffusion membrane
can block.
This can be problems during insertion
the right amount of gas in the liquid and therefore a fickle operation
entail.
Ein
anderer Nachteil besteht darin, dass Gasblasen direkt in den Bereich
eingeführt
werden, wo sich beispielsweise Fische befinden. Das kann eine störende, Stress
herbeiführende
Wirkung auf die Fische ausüben
mit dem Ergebnis, dass das Wachstum und die Qualität reduziert
sein können und
weniger Biomasse pro Volumeneinheit vorliegen kann.One
Another disadvantage is that gas bubbles directly into the area
introduced
where, for example, fish are. That can be a disturbing, stress
inducing
Exercise effect on the fish
with the result that reduces growth and quality
can be and
less biomass per unit volume may be present.
DE 42 35 558 offenbart ein
Gerät für das Lösen eines
Gases in einer Flüssigkeit,
das einen länglichen
Behälter
umfasst, in den drei Platten mit Durchbohrungen eingeführt sind.
Die Größe dieser Durchbohrungen
ist zum Aufrechterhalten einer Düsenwirkung
für das
Lösen von
Gas in der Flüssigkeit geeignet.
Dabei ist die Strömung
durch diesen Mischer im Allgemeinen axial. DE 42 35 558 discloses a device for dissolving a gas in a liquid comprising an elongated container into which three perforated plates are inserted. The size of these holes is suitable for maintaining a nozzle action for dissolving gas in the liquid. The flow through this mixer is generally axial.
WO-A-01/56936
offenbart ein Gerät
für das Reinigen
einer Strömung
von Wasser durch Lösen von
Ozon. Das Gerät
umfasst eine Mischkammer mit mindestens zwei Prallplatten und der
allgemeinen Form einer Venturiröhre.
Die Verwendung des Geräts dient
dem Zweck, die Bildung der Bakterie Legionella in heißem Leitungswasser
zu bekämpfen.
Der Durchfluss durch die Mischkammer ist im Allgemeinen axial mit
einer gewissen Wellenform.WO-A-01/56936
discloses a device
for cleaning
a flow
of water by dissolving
Ozone. The device
comprises a mixing chamber with at least two baffles and the
general form of a Venturi tube.
The use of the device is used
the purpose, the formation of the bacterium Legionella in hot tap water
to fight.
The flow through the mixing chamber is generally axial with
a certain waveform.
Ein
allgemeiner Nachteil von Lösungen
des Stands der Technik besteht darin, dass die Wirksamkeit oder
die Verwendung von Gas insbesondere bei großen Gasmengen (wenn große Gasmengen
in Wasser, beispielsweise einer Teilströmung, gelöst werden sollen) relativ gering
sein kann. Das kann erhöhte
Gaskosten und/oder die Notwendigkeit größerer Einheiten mit sich bringen,
um mehr Wasser behandeln zu können,
was wiederum zu höheren
Investitionskosten führt.One
general disadvantage of solutions
in the prior art is that the effectiveness or
the use of gas, especially in the case of large amounts of gas (when large quantities of gas
in water, for example, a partial flow to be solved) relatively low
can be. That can be increased
Gas costs and / or the need for larger units,
to be able to treat more water,
which in turn leads to higher ones
Investment costs leads.
Die
obigen Nachteile können
durch die vorliegende Erfindung vermieden werden. Bei der vorliegenden
Erfindung ist es möglich,
den Sauerstoff gut in das Wasser einzumischen. Die vorliegende Erfindung
ist auch einfach, robust und verlässlich im Betrieb. Die vorliegende
Erfindung erlaubt es, große Mengen
Gas bei guter Ausnutzung des Gases zu lösen.The
above disadvantages can
avoided by the present invention. At the present
Invention it is possible
to mix the oxygen well into the water. The present invention
is also simple, robust and reliable in operation. The present
Invention allows large quantities
Gas with good use of the gas to solve.
Der
Gegenstand der vorliegenden Erfindung besteht darin, das Lösen von
Gas in einer Flüssigkeit durch
verbesserte Mischströmung,
wie in den unabhängigen
Ansprüchen
1 und 5 definiert, zu verbessern.Of the
The subject of the present invention is the release of
Gas in a liquid
improved mixed flow,
as in the independent ones
claims
1 and 5 defines to improve.
Besondere
Ausführungsformen
der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.Special
embodiments
The invention is the subject of the dependent claims.
Die
vorliegende Erfindung wird im Folgenden mit Beispielen und Figuren
genauer beschrieben, wobei:The
The present invention will be described below with examples and figures
described in more detail, wherein:
1 ein
System für
die Sauerstoffanreicherung von Wasser zeigt, das einem Tank für die Fischzucht
zugegeben wird, in dem ein Abscheider außerhalb des Mischers positioniert
ist. 1 shows a system for the oxygenation of water, which is added to a tank for fish farming, in which a separator is positioned outside the mixer.
2 ein
System für
die Sauerstoffanreicherung von Wasser zeigt, das einem Tank für die Fischzucht
zugegeben wird, in dem ein Abscheider unten in den Mischer integriert
ist. 2 shows a system for the oxygenation of water, which is added to a tank for fish farming, in which a separator is integrated into the bottom of the mixer.
3 einen
axialen Querschnitt durch einen Mischer zeigt, der dem in 2 gezeigten äquivalent ist. 3 shows an axial cross section through a mixer corresponding to the in 2 shown equivalent.
4 Einzelheiten
des Mischereinlasses in vergrößertem Maßstab zeigt. 4 Details of the mixer inlet on an enlarged scale shows.
1 zeigt
einen Tank 1 für
die Fischzucht, in dem eine durch Sauerstoff angereicherte Menge Wasser 2 vorliegt.
An einer Seite des Tanks 1 befindet sich eine Strahlrohrleitung 3 für die Anlieferung von
mit Sauerstoff angereichertem Wasser über eine oder mehrere Auslassöffnungen 4, 4', 4'', 4''', 4'''', 4'''''. Bei diesem Beispiel ist die Strahlrohrleitung 3 so konstruiert,
dass sie sich in hauptsächlich
vertikaler Position bis hinunter in den Tank 1 erstreckt. 1 shows a tank 1 for fish farming, in which an oxygenated amount of water 2 is present. On one side of the tank 1 there is a jet pipe 3 for the delivery of oxygen enriched water via one or more outlet ports 4 . 4 ' . 4 '' . 4 ''' . 4 '''' . 4 ''''' , In this example, the jet pipe is 3 Constructed so that they are in a mainly vertical position down to the tank 1 extends.
Das
Gerät für die Sauerstoffanreicherung von
Wasser umfasst unter anderem eine Speiserohrleitung 5 für Wasser,
das aus einer Mischung von frischem Wasser und Salzwasser bestehen kann,
das an einem sich stromaufwärts
befindenden Ende der Speiserohrleitung 5 über die
Einlassrohrleitungen 6 bzw. 7 eingeführt wird.
Zwischen der Speiserohrleitung 5 und den Einlassrohrleitungen 6 und 7 können sich
Ventile 8 und 9 zum Steuern der Wassermenge, die
in die Einlassrohrleitungen 6 und 7 fließt, befinden.
Die Wasserströmung
kann auch mit Hilfe der Ventile vollständig abgeschnitten werden.
Bei diesem Beispiel ist die Speiserohrleitung 5 in einer
senkrechten Position angeordnet und an ihrem oberen Ende endet sie
in einem horizontalen Teil 10, der mit einem Einlass 14 am
Oberteil eines Mischers 11 in Kommunikation steht. In dem
horizontalen Teil 10 befindet sich ein Injektor 12 für das Injizieren
von Sauerstoffgas aus einer Sauerstoff-Speiserohrleitung 13. Ein Steuer-/Absperrventil
30 kann in der Rohrleitung 13 zum Steuern der Sauerstoffströmung zum
Injektor 12 angebracht sein.The device for the oxygenation of water includes, inter alia, a feed pipe 5 for water, which may consist of a mixture of fresh water and salt water, at an upstream end of the feed pipe 5 over the inlet piping 6 respectively. 7 is introduced. Between the feed pipe 5 and the inlet piping 6 and 7 can become valves 8th and 9 to control the amount of water flowing into the inlet piping 6 and 7 flows, are. The water flow can also be completely cut off with the help of the valves. In this example, the feed pipe is 5 arranged in a vertical position and at its upper end it ends in a horizontal part 10 that with an inlet 14 at the top of a mixer 11 is in communication. In the horizontal part 10 there is an injector 12 for injecting oxygen gas from an oxygen feed pipe 13 , A control / shut-off valve 30 may be in the pipeline 13 for controlling the flow of oxygen to the injector 12 to be appropriate.
Wasser,
das an dem Injektor 12 vorbeiströmt, wird Sauerstoffgas in Form
von Blasen verschiedener Größe an den
Einlass 14 des Mischers mitführen. Der Mischer 11 kann
als eine nach unten gerichtete Rohrleitung beschrieben werden, die
bevorzugt einen größeren Querschnittsbereich
als die Speiserohrleitung 5 aufweisen kann. Die Querschnittsgestalt
kann rund oder kreisförmig
sein. Jedoch können
auch andere brauchbare Querschnittsgestalten verwendet werden. Ein
oder mehrere Turbulenz herbeiführende
Elemente 15, 15', 15'', 15''', 15'''', 15''''' sind innerhalb des Mischers angebracht. Sie
verursachen, dass die Strömung
durch den Mischer 11 derart turbulent ist, dass eine optimale Auflösung von
Sauerstoffgas im Wasser erzielt wird. Die eine Turbulenz herbeiführenden
Elemente, die bei dem Beispiel verwendet werden, können wie
eine erste Scheibe 16 mit einer oder mehreren Durchlöcherungen
konstruiert sein, wo der Außenrand
der Scheibe 16 mit der Oberfläche der Innenwand des Mischers 11 in
Kontakt steht. 1 zeigt eine Scheibe 16 mit
einem kreisförmigen,
zentral positionierten Loch 17. In kurzem Abstand von dem
Loch befindet sich stromabwärts
(darunter) eine zweite Scheibe 18 von geringerer Größe als die
erste Scheibe. Sie ist derart angebracht, dass ein Spalt gebildet
wird zwischen der Innenwand des Mischers 11 und dem Außenrand
der Scheibe. Die Scheiben 16 und 18 können in
einer festen Position im Mischer angebracht sein oder sie können so
angeordnet sein, dass der Abstand zwischen ihnen variieren kann
(nicht gezeigt).Water attached to the injector 12 flows past, oxygen gas in the form of bubbles of different sizes at the inlet 14 of the mixer. The mixer 11 can be described as a downwardly directed pipe, which preferably has a larger cross-sectional area than the feed pipe 5 can have. The cross-sectional shape may be round or circular. However, other useful cross-sectional shapes may be used. One or more turbulence inducing elements 15 . 15 ' . 15 '' . 15 ''' . 15 '''' . 15 ''''' are installed inside the mixer. They cause the flow through the mixer 11 is so turbulent that optimum dissolution of oxygen gas in the water is achieved. The turbulence inducing elements used in the example may be like a first disk 16 be constructed with one or more perforations where the outer edge of the disc 16 with the surface of the inner wall of the mixer 11 in contact. 1 shows a disc 16 with a circular, centrally positioned hole 17 , At a short distance from the hole there is a second disc downstream (below) 18 of smaller size than the first disc. It is mounted so that a gap is formed between the inner wall of the mixer 11 and the outer edge of the disc. The disks 16 and 18 may be mounted in a fixed position in the mixer or may be arranged so that the distance between them may vary (not shown).
Die
Funktion eines derartigen, eine Turbulenz herbeiführenden
Elements 15 besteht darin, dass die Strömung, wenn eine Mischung von
Flüssigkeit
und Gas senkrecht durch den Mischer 11 herunter und in
ein derartiges Element 15 strömt, sich in dem Element von
axial auf radial ändert.
Je nach der Wahl von Dimensionen wie dem Strömungsquerschnitt im Mischer 11,
der Größe des Lochs 17 in
der ersten Scheibe und der Größe der zweiten
Scheibe 18 sowie dem Abstand zwischen den Scheiben, wird es
möglich
sein, eine Änderung
der Geschwindigkeit im Strömungsmedium über dem
Element 15 zusätzlich
zu der relativ weitreichenden Änderung
der Richtung der Strömung,
die hier stattfindet, herbeizuführen.The function of such a turbulence inducing element 15 is that the flow, when a mixture of liquid and gas vertically through the mixer 11 down and into such an element 15 flows, changes in the element from axial to radial. Depending on the choice of dimensions such as the flow cross section in the mixer 11 , the size of the hole 17 in the first disc and the size of the second disc 18 As well as the distance between the discs, it will be possible to change the velocity in the flow medium over the element 15 in addition to the relatively far-reaching change in the direction of the flow that takes place here.
Bei
dem Element 15 ist gezeigt worden, dass es möglich ist,
eine wirksame turbulente Strömung herbeizuführen, die
zu einer guten Mischung von Gas und Flüssigkeit beiträgt. In dem
gezeigten Beispiel werden sechs eine Turbulenz herbeiführende Elemente
verwendet. Jedoch kann die Anzahl natürlich höher oder niedriger sein, je
nachdem, was erforderlich ist, um den Spezifikationen des fraglichen
Systems zu entsprechen.At the element 15 It has been shown that it is possible to bring about an effective turbulent flow which contributes to a good mixture of gas and liquid. In the example shown, six turbulence inducing elements are used. However, the number may of course be higher or lower, depending on what is required to meet the specifications of the system in question.
An
dem unteren Ende des Mischers 11 befindet sich ein Auslass 19,
der an eine Rohrleitung 20 angeschlossen ist, die horizontal
verlaufen und auch an einen Einlass 21 in der Unterseite
eines Abscheiders 22 angeschlossen sein kann. Der Zweck
des Abscheiders 22 besteht darin, überschüssiges Gas/überschüssigen Sauerstoff aus der Mischung abzutrennen,
die aus dem Mischer 11 herauskommt. Die Mischung von Wasser
und Sauerstoffgas, die bei diesem Beispiel aus dem Mischer 11 herauskommt, kann
mit Sauerstoff übersättigt sein,
d.h. sie enthält mehr
Sauerstoff als in Wasser gelöst
werden kann. Wie in 1 gezeigt, wird der Abscheider 22 sowohl eine
flüssige
Phase 23 als auch eine gasförmige Phase 24 umfassen.
Die gasförmige
Phase, die im Allgemeinen aus Sauerstoff besteht, wird aus dem Oberteil
des Abscheiders 22 über
eine Rückführrohrleitung 25 genommen,
die mit einem Absperr/Steuerventil 26 ausgestattet sein
kann. Die Rückführrohrleitung 25 führt überschüssiges Gas/Rückführgas in den
Injektor 12 zurück,
so dass es der Strömung
von Wasser in den Mischer 11 wiederum zusammen mit einer
größeren oder
geringeren Menge Sauerstoff aus der Rohrleitung 13 folgt.
Als Alternative kann das Rückführgas über die
Rückführrohrleitung,
die an ihren eigenen Injektor, d.h. ohne an die Rohrleitung 13 und
den Injektor 12 angeschlossen zu sein, angeschlossen ist,
in den Mischer 11 zurückgeführt werden.At the bottom of the mixer 11 there is an outlet 19 that is connected to a pipeline 20 is connected, which run horizontally and also to an inlet 21 in the bottom of a separator 22 can be connected. The purpose of the separator 22 is to separate excess gas / excess oxygen from the mixture coming out of the mixer 11 comes out. The mixture of water and oxygen gas, in this example, from the mixer 11 can be supersaturated with oxygen, ie it contains more oxygen than can be dissolved in water. As in 1 shown, the separator is 22 both a liquid phase 23 as well as a gaseous phase 24 include. The gaseous phase, which generally consists of oxygen, is from the Top part of the separator 22 via a return pipeline 25 taken with a shut-off / control valve 26 can be equipped. The return pipeline 25 introduces excess gas / recycle gas into the injector 12 back, making it the flow of water in the mixer 11 in turn together with a greater or lesser amount of oxygen from the pipeline 13 follows. As an alternative, the recycle gas can be delivered via the return piping to its own injector, ie without the piping 13 and the injector 12 Being connected is in the mixer 11 to be led back.
Die
flüssige
Phase aus dem Abscheider 22 wird durch eine Rohrleitung 27 aus
einem Auslass 28 an den Zuchttank 1 geführt. Die
Rohrleitung 27 ist mit einem von Hand betätigten oder
automatischen Steuerventil 29 ausgestattet, das den erwünschten Arbeitsdruck
in dem Mischer aufrechterhält
und die richtige Menge Wasser dosiert. Der Ausdruck flüssige Phase
wird hier aus praktischen Gründen
benutzt, obwohl die Flüssigkeit
mit Sauerstoffgas gesättigt
ist. Bei der vorliegenden Erfindung ist das in der Flüssigkeit
nach dem Abscheider 22 gelöste Gas als molekularem Sauerstoff
ohne signifikanten Gehalt an sichtbaren Gasblasen gelöst.The liquid phase from the separator 22 is through a pipeline 27 from an outlet 28 to the breeding tank 1 guided. The pipeline 27 is with a manually operated or automatic control valve 29 equipped, which maintains the desired working pressure in the mixer and dosed the right amount of water. The term liquid phase is used here for practical reasons, although the liquid is saturated with oxygen gas. In the present invention, this is in the liquid after the separator 22 Dissolved gas dissolved as molecular oxygen without significant content of visible gas bubbles.
2 zeigt
ein System für
die Sauerstoffanreicherung von Wasser, das in einen Tank 101 für die Fischzucht
eingegeben wird, in dem ein Gas-/Flüssigkeitsabscheider 122 in
der Unterseite eines Mischers 111 integriert ist. Wie in 1 befindet
sich an einer Seite des Tanks 101 eine Strahlrohrleitung 103 für die Anlieferung
von mit Sauerstoff angereichertem Wasser über eine oder mehrere Auslassöffnungen 104, 104', 104'', 104''', 104'''' und 104'''''. 2 shows a system for the oxygenation of water that enters a tank 101 for fish farming, in which a gas / liquid separator 122 in the bottom of a mixer 111 is integrated. As in 1 is located on one side of the tank 101 a jet pipe 103 for the delivery of oxygen enriched water via one or more outlet ports 104 . 104 ' . 104 '' . 104 ''' . 104 '''' and 104 ''''' ,
Wie
bei dem in 1 gezeigten System umfasst das
System eine Speiserohrleitung 105 für Wasser, das aus einer Mischung
von frischem Wasser und Salzwasser bestehen kann, das an einem sich
stromaufwärts
befindenden Ende der Speiserohrleitung 105 über die
Einlassrohrleitungen 106 bzw. 107 eingeführt wird.
Zwischen der Speiserohrleitung 105 und den Einlassrohrleitungen 106 und 107 können sich
Ventile 108 und 109 zum Steuern der Wassermenge,
die in die Einlassrohrleitungen 106 und 107 fließt, oder
zum vollständigen
Abstellen der Wasserströmung
befinden. Wie gezeigt ist die die Speiserohrleitung 105 in
einer senkrechten Position angeordnet und an ihrem oberen Ende endet
sie in einem horizontalen Teil 110, der mit einem Einlass 114 am
Oberteil eines Mischers 111 in Kommunikation steht. In
dem horizontalen Teil 110 befindet sich ein Injektor 112 für das Injizieren
von Sauerstoffgas aus einer Sauerstoff-Speiserohrleitung 113.
Ein Steuer-/Absperrventil 130 kann in der Rohrleitung 113 zum
Steuern der Sauerstoffströmung
zum Injektor 112 angebracht sein.As with the in 1 The system comprises a feed pipe 105 for water, which may consist of a mixture of fresh water and salt water, at an upstream end of the feed pipe 105 over the inlet piping 106 respectively. 107 is introduced. Between the feed pipe 105 and the inlet piping 106 and 107 can become valves 108 and 109 to control the amount of water flowing into the inlet piping 106 and 107 flows, or to completely shut off the water flow. As shown, this is the feed pipe 105 arranged in a vertical position and at its upper end it ends in a horizontal part 110 that with an inlet 114 at the top of a mixer 111 is in communication. In the horizontal part 110 there is an injector 112 for injecting oxygen gas from an oxygen feed pipe 113 , A control / shut-off valve 130 can in the pipeline 113 for controlling the flow of oxygen to the injector 112 to be appropriate.
Wasser,
das an dem Injektor 112 vorbeiströmt, wird Sauerstoffgas in Form
von Blasen verschiedener Größe an den
Einlass 114 des Mischers mitführen. Der Mischer 111 mit
dem integrierten Abscheider 122 wird weiter unten unter
Bezugnahme auf 2 und 3 noch in
weiteren Einzelheiten beschrieben.Water attached to the injector 112 flows past, oxygen gas in the form of bubbles of different sizes at the inlet 114 of the mixer. The mixer 111 with the integrated separator 122 is discussed below with reference to 2 and 3 to be described in further detail.
3 zeigt
einen axialen Querschnitt durch einen Mischer 111 mit einem
integrierten Abscheider 122, wie in 2 gezeigt.
Es ist zu sehen, dass die Konstruktion des Auslasses des Abscheiders
etwas verschieden ist von demjenigen, der in 2 gezeigt ist.
Ein oder mehrere Turbulenz herbeiführende Elemente 115, 115', 115'' , 115''', 115'''', 115''''' sind innerhalb des Mischers angebracht.
Sie verursachen, dass die Strömung
durch den Mischer 111 derart turbulent ist, dass eine optimale
Auflösung
von Sauerstoffgas im Wasser erzielt wird. Die eine Turbulenz herbeiführenden
Elemente, die bei dem Beispiel verwendet werden, können wie
eine erste Scheibe 116'' mit einer oder
mehreren Durchlöcherungen
konstruiert sein, wo der Außenrand
der Scheibe 116'' mit der Oberfläche der
Innenwand des Mischers 111 in Kontakt steht. Die Figur
zeigt eine Scheibe 116'' mit einem kreisförmigen Loch,
das zusammen mit einer Rückführrohrleitung 125 einen
zentral positionierten Ringspalt 117'' bildet.
Die Rohrleitung 125 kann koaxial mit Bezug auf das Loch
in der Scheibe 116'' montiert sein
und wird später
noch in weiteren Einzelheiten beschrieben. In kurzem Abstand von
dem Ringspalt 117'' stromabwärts davon
(darunter) befindet sich eine zweite Scheibe 118'' geringerer Größe als die erste Scheibe. Sie
ist derart angebracht, dass ein Spalt gebildet wird zwischen der
Innenwand des Mischers 111 und dem Außenrand der Scheibe. Die Scheibe 118'' , wie sie in der Figur gezeigt
ist, ist mit einem zentralen Loch konstruiert, durch das die Rohrleitung 125 hindurchgeht
und dabei bevorzugt eine engsitzende Dichtung gegen die Oberfläche des Lochs
bildet. Die Scheiben 116'' und 118'' können fest oder variabel sein,
entsprechend derjenigen, die für
den in 1 gezeigten Mischer 11 beschrieben ist. 3 shows an axial cross-section through a mixer 111 with an integrated separator 122 , as in 2 shown. It can be seen that the construction of the outlet of the separator is slightly different from that in 2 is shown. One or more turbulence inducing elements 115 . 115 ' . 115 '' . 115 ''' . 115 '''' . 115 ''''' are installed inside the mixer. They cause the flow through the mixer 111 is so turbulent that optimum dissolution of oxygen gas in the water is achieved. The turbulence inducing elements used in the example may be like a first disk 116 '' be constructed with one or more perforations where the outer edge of the disc 116 '' with the surface of the inner wall of the mixer 111 in contact. The figure shows a disc 116 '' with a circular hole, which together with a return pipe 125 a centrally positioned annular gap 117 '' forms. The pipeline 125 can be coaxial with respect to the hole in the disk 116 '' be mounted and will be described later in more detail. At a short distance from the annular gap 117 '' downstream of it (below) is a second disc 118 '' smaller size than the first disc. It is mounted so that a gap is formed between the inner wall of the mixer 111 and the outer edge of the disc. The disc 118 '' as shown in the figure is constructed with a central hole through which the pipeline passes 125 passes and preferably forms a tight-fitting seal against the surface of the hole. The disks 116 '' and 118 '' may be fixed or variable, according to those applicable to the 1 shown mixer 11 is described.
Bei
dem Element 115 ist gezeigt worden, dass es möglich ist,
eine wirksame turbulente Strömung
herbeizuführen,
die zu einer guten Mischung von Gas und Flüssigkeit beiträgt. Bei
dem gezeigten Beispiel werden fünf
eine Turbulenz herbeiführende Elemente
verwendet. Jedoch kann die Zahl natürlich höher oder niedriger sein, je
nachdem, was erforderlich ist, um den Spezifikationen des fraglichen
Systems zu entsprechen.At the element 115 It has been shown that it is possible to bring about an effective turbulent flow which contributes to a good mixture of gas and liquid. In the example shown, five turbulence inducing elements are used. However, the number may of course be higher or lower, depending on what is required to meet the specifications of the system in question.
Der
Abscheider 122, der in der Unterseite des Mischers 111 positioniert
ist, kann den gleichen Durchmesser wie oder einen größeren Durchmesser als
der Rest des Mischers 111 aufweisen. Die Größe ist auf
der Basis von Erfordernissen dimensioniert, derart, dass die Geschwindigkeit
des in senkrechter Richtung nach unten fließenden Wassers niedrig genug
ist, um es den Gasblasen zu erlauben, aufzusteigen. Das abgeschiedene
Gas wird über
die senkrechte Rückführrohrleitung 125 innerhalb
des Mischers 111 zum Oberteil des Mischers 111 zurück und durch
ein Auflösungselement 131 hinausgeführt. An
ihrem unteren Ende (dem Einlassende) weist die Rückführrohrleitung 125 zweckmäßigerweise
ein Auffangelement 126 auf, zum Auffangen von Gasblasen
gegen den Einlass. Das Auffangelement kann zweckmäßigerweise
durch Montieren eines ringförmigen
Flansches 127 auf der Unterseite der untersten Scheibe 118'''' in dem eine
Turbulenz herbeiführenden
Element 115'''' gebildet
wird. Das Lösungselement 131 ist
so konstruiert, dass das Wasser, das in den Mischer strömt, radial
verteilt wird und über
die unterste Scheibe in dem Element 115 hinausströmt. Das
Lösungselement 131 ist
mit Löchern
an der Seite (ringsherum) konstruiert, durch die das Gas entweicht.
Zusätzlich
zum Verteilen des Wassers und Rückführen des
Gases in den Mischer 111 weist das Lösungselement 131 die
Funktion auf, dass es herein strömendes
Wasser daran hindert, durch den Einlass hinunterzufließen, durch
den das Rückführgas heraufkommt. Überschüssiges Gas/Rückführgas strömt durch
die Rückführrohrleitung 125 unter
anderem deshalb hinauf, weil die Gasblasen einen Auftrieb (Blasenauftrieb)
aufweisen und auch aufgrund des Druckunterschieds (Höhe) zwischen
dem Oberteil und dem Unterteil der Rohrleitung. Die Flüssigkeit, die
an den Öffnungen
im Lösungselement
vorbeiströmt,
verursacht eine gewisse Ejektorwirkung.The separator 122 standing in the bottom of the mixer 111 may be the same diameter or larger diameter than the rest of the mixer 111 exhibit. The size is dimensioned on the basis of requirements, such that the velocity of the water flowing down in the vertical direction is low enough to allow the gas bubbles to rise. The separated gas is passed through the vertical return pipeline 125 inside the mixer 111 to the top of the mixer 111 back and through a dissolution element 131 led out. At its lower end (the inlet end) has the return pipeline 125 expediently a collecting element 126 on, to catch gas bubbles against the inlet. The collecting element may conveniently by mounting an annular flange 127 on the bottom of the bottom pane 118 '''' in the turbulence inducing element 115 '''' is formed. The solution element 131 is designed so that the water flowing into the mixer is distributed radially and across the lowest disc in the element 115 flows out. The solution element 131 is constructed with holes on the side (around) through which the gas escapes. In addition to distributing the water and returning the gas to the mixer 111 has the solution element 131 the function of preventing incoming water from flowing down through the inlet through which the recirculation gas comes up. Excess gas / recycle gas flows through the return tubing 125 partly because the gas bubbles have buoyancy (bubble buoyancy) and also because of the pressure difference (height) between the top and the bottom of the pipeline. The liquid that flows past the openings in the solution element causes a certain ejector effect.
Die
flüssige
Phase aus dem Abscheider 122 wird aus einem Auslass 119 (der
sich je nach den Bedingungen in der Unterseite oder an der Seite
usw. des Abscheiders befindet) und durch eine Rohrleitung 120 zum
Zuchttank 101 geführt.
Ein Auslass kann aus einer Rohrleitung 132 bestehen, die
durch den Mischer 111 hindurch positioniert ist und durch diesen
hindurchläuft.
Ein Ende der Rohrleitung 132 kann abgeschlossen und das
andere an den Zuchttank 101 angeschlossen werden. Die Rohrleitung 132 weist
in ihrer Wand eine nach unten zeigende Vertiefung auf, die es Wasser
erlaubt, aus dem Abscheider 122 in die Rohrleitung zu strömen. Die
Rohrleitung 120 ist mit einem von Hand betätigten oder
automatischen Steuerventil 129 ausgestattet, das den erwünschten
Arbeitsdruck in dem Mischer aufrechterhält und die richtige Menge Wasser
dosiert. Der Ausdruck flüssige
Phase wird hier aus praktischen Gründen benutzt, obwohl die Flüssigkeit
mit Sauerstoffgas gesättigt
sein kann. Bei der vorliegenden Erfindung ist das in der Flüssigkeit
nach dem Abscheider 122 gelöste Gas als molekularem Sauerstoff
ohne signifikanten Gehalt an sichtbaren Gasblasen gelöst.The liquid phase from the separator 122 gets out of an outlet 119 (depending on the conditions in the bottom or on the side, etc. of the separator) and through a pipe 120 to the breeding tank 101 guided. An outlet can be from a pipeline 132 pass through the mixer 111 is positioned therethrough and passes therethrough. An end of the pipeline 132 can be completed and the other to the breeding tank 101 be connected. The pipeline 132 has in its wall on a down-facing depression, which allows water from the separator 122 to flow into the pipeline. The pipeline 120 is with a manually operated or automatic control valve 129 equipped, which maintains the desired working pressure in the mixer and dosed the right amount of water. The term liquid phase is used here for practical reasons, although the liquid may be saturated with oxygen gas. In the present invention, this is in the liquid after the separator 122 Dissolved gas dissolved as molecular oxygen without significant content of visible gas bubbles.
4 zeigt
Einzelheiten des Mischereinlasses 114 in vergrößertem Maßstab. Das
eine Turbulenz herbeiführende
Element 115 weist eine erste Scheibe 116 und eine
zweite Scheibe 118 auf. Das Lösungselement 131 ist
zentral mit Bezug auf die Scheibe 118 montiert und weist
eine Einlassöffnung 135 auf,
die mit der Rückführrohrleitung 125 in
Kommunikation steht (3). Das Lösungselement 131 kann
mit einer oder mehreren Auslassöffnungen 134, 134' in hauptsächlich radialer
Richtung konstruiert sein und eine drehsymmetrische Form aufweisen,
so dass die Strömung
von Flüssigkeit
gleichmäßig in radialer
Richtung über
die Scheibe 118 verteilt ist. 4 shows details of the mixer inlet 114 on an enlarged scale. The turbulence inducing element 115 has a first disc 116 and a second disc 118 on. The solution element 131 is central with respect to the disc 118 mounted and has an inlet opening 135 on that with the return pipeline 125 is in communication ( 3 ). The solution element 131 can with one or more outlet openings 134 . 134 ' be designed in a mainly radial direction and have a rotationally symmetrical shape, so that the flow of liquid evenly in the radial direction over the disc 118 is distributed.
Obwohl
die Beispiele sich mit dem Lösen
von Sauerstoffgas in einer Flüssigkeit
befassen, kann das System im Zusammenhang mit verschiedenen Flüssigkeiten/Flüssigkeitsmischungen
zum Lösen
verschiedener Gase/Gasmischungen verwendet werden. Im Zusammenhang
mit der Fischzucht usw. können
Gase, bei denen es sich nicht um Sauerstoff handelt, wie beispielsweise
CO2 oder Luft, gelöst werden.Although the examples are concerned with dissolving oxygen gas in a liquid, the system can be used in conjunction with various liquid / liquid mixtures to dissolve various gases / gas mixtures. In connection with fish farming, etc., non-oxygen gases such as CO 2 or air may be dissolved.
Beispielsweise
kann eine Mischung von CO2 und O2 zum Betäuben
von Fischen vor dem Schlachten in Wasser gelöst werden. Ein anderes mit
der Fischzucht verbundenes Beispiel ist, eine Mischung von CO und
einem inerten Gas in Wasser zu lösen, das
zum Verhindern des Braunwerdens der Kiemen der Fische in einem Ablasstank
für geschlachtete
Fische verwendet werden soll.For example, a mixture of CO 2 and O 2 for stunning fish prior to slaughtering can be dissolved in water. Another example associated with fish farming is to dissolve a mixture of CO and an inert gas in water, which is to be used to prevent the browning of the gills of fish in a slaughterhouse for slaughtered fish.
Weitere
erfindungsgemäße Anwendungen können im
Folgenden zusammengefasst werden:
- – pH-Einstellung
von hartem Trinkwasser und alkalischem Abwasser,
- – Abtrennen
von Ölrückständen in
Betriebswasser durch Lösen
von inertem Gas, gefolgt von Expansion,
- – Abtreiben
von Sauerstoff oder anderen Gasen aus Betriebswasser durch Lösen von
Stickstoffgas,
- – Lösen von
Sauerstoff in Wasser in biologischen Reinigungsschritten,
- – Lösen von
CO2 in Mineralwasser, Limonade oder dergleichen.
Hohe Lösungsausbeute
durch hohen Druck,
- – Lösen von
CO2 in Betriebsfluiden in industriellen Verfahren
zur pH-Einstellung, wie der Pülpe-
und Papierherstellung und bei Abwässern (Schmutzwasser).
Further applications according to the invention can be summarized below: - - pH adjustment of hard drinking water and alkaline wastewater,
- - Separation of oil residues in process water by dissolving inert gas, followed by expansion,
- Dissipating oxygen or other gases from service water by dissolving nitrogen gas,
- Dissolving oxygen in water in biological purification steps,
- - Dissolve CO 2 in mineral water, lemonade or the like. High solution yield due to high pressure,
- - Dissolve CO 2 in operating fluids in industrial processes for pH adjustment, such as pulp and paper production and wastewater (dirty water).