DE7329410U - Vorrichtung zum begasen von fluessigkeiten - Google Patents

Description

Anmelderin; ESBA Aktiengesellschaft für Textilindustrie

Titel:

Vorrichtung zum Begasen von Flüssigkeiten

Gebrauchsmuster

Die Neuerung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Begasen ron Flüssigkeiten, insbesondere zum Einmischen von Luft bzw· Rauchgasen in freie Gewässer oder in in Großbehältern befindliche Flüssigkeiten, mit einer in die Flüssigkeit eingetauchten Antriebswelle, an deren unterem Bereich ein Rotor mit im wesentlichen radialen Schaufeln befestigt ist, dem von oben über eine zur Antriebswelle koaxiale Leitung Gas und von unten Flüssigkeit zugeführt wird.

Zum Behandeln von Flüssigkeiten, bsp. zum Belüften bzw. Begasen von Abwässern, werden häufig chemische Reaktionen und/oder biologische Prozesse durchgeführt, die es erforderlich machen, den Abwässern bzw. Flüssigkeiten Sauerstoff, Luft oder ein anderes Gas, insbesondere Rauchgas zuzuführen,

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Pur eine solche Begasung von Abwässern und ähnlichen Flüssigkeiten sind bereits zahlreiche Vorrichtungen bekanntgeworden; insoweit wird lediglich beispielshalber auf die DT--P3 505 793„ DT-AS 1 782 485, OE-PS 220 092 sowie PB-PSen 1 092 827 und 1 238 593 verwiesen. Diesen bekannten Vorrichtungen haftet jedoch sämtlich der Nachteil an, daß die Ausnutzung des Sauerstoff-, Luft- oder Gaseintrags schlecht und/oder der Energie-Wirkungsgrad ungenügend und/oder die konstruktive Ausgestaltung zu aufwendig ist.

Weiter ist aus der DT-PS 920 844 eine Vorrichtung der eingangs skizzierten Art bekannt, die vorzugsweise zur Belüftung von Flüssigkeiten zur Erzeugung biochemischer Umwandlungen, unter anderem Fermentation bzw. Gärung, mikrobiologischer Oxydation oder anderer mikrobiologischer Prozesse, Hydrolyse, zur Herstellung antibiotischer Stoffe, wie Penicillin, und zur Züchtung von Mikroorganismen dient. Diese bekannte Vorrichtung eignet sich jedoch für eine großtechnische Anwendung, an die hier in erster Linie gedacht ist, vor allem deshalb nicht, weil die aufgewendete Energie durch die bereits im Schleuderrad erfolgende Vermischung der beiden Medien weitgehend aufgebraucht wird, so daß die radial gerichtete Bewegung des Gas-Flüssigkeits-Gemischs einen viel zu kleinen Aktionsradius besitzt. Darüber hinaus ist die bekannte Vorrichtung konstruktiv wenig flexibel und daher an unterschiedliche Anwendungsfälle nicht ausreichend anpassungsfähig.

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Ähnlich verhält es sich bei der aus der DT-OS 2 205 612 bekannten Vorrichtung, bei welcher die obere (Gas-)Flut und die untere (Flüssigkeits-)Flut durch Kanäle miteinander verbunden sind, da bereits innerhalb des Verteilers eine innige Vermischung von Gas und Flüssigkeit zu einer Gas-Flüssigkeits-Emulsion erzielt werden soll.

Schließlich ist aus der FR-PS 1 013 342 eine Begasungsanlage bekannt, bei der eine Pumpe als Ganzes verwendet wird, innerhalb welcher der eigentliche Mischvorgang unter Abschirmung gegenüber der umgebenden mit dem Gas zu vermischenden Flüssigkeitsmenge stattfindet. Der eigentliche Mischraum mit dem Pumpenlaufrad wird von einem Gehäuse umschlossen, das verhältnismäßig kleinquerschnittige radiale Auslaßschlitze aufweist, damit die Flüssigkeit und das Gas möglichst lange im Mischraum verweilen. Daraus folgt, daß der Durchsatz gering ist, so daß die bekannte Anlage für die Bewältigung großer Flüssigkeitsmengen, wie sie bsp. bei der Abwasser-Aufbereitung häufig anfallen, sicherlich ungeeignet ist; außerdem muß für das Herausdrücken des Gemische in die umgebende Flüssigkeit eine recht hohe Leistung aufgewendet werden, wobei sich als zusätzlicher Nachteil herausstellt, daß infolge der beim Austritt des Gemische aus dem Gehäuse erfolgenden weitgehenden Umwandlung der dem Gemischstrom innewohnenden kinetischen Energie in potentielle Energie die radiale Strahlwirkung des austretenden Gemischs und damit die Erfassung der umgebenden Flüssigkeit sehr gering

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Insoweit will die Neuerung Abhilfe, d.h. also eine Vorrichtung zur Begasung von Flüssigkeiten schaffen, welche die vorerwähnten Nachteile vermeidet sowie darüber hinaus innerhalb eines weiten Anwendungsbereichs einsatzfähig ist und flüssige Medien auch in größeren Volumina gleichmäßig begast. Ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art wird diese Aufgabe neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß der in an sich bekannter Weise nach Ar^ eines mehrflutigen, insbesondere eines zweif„utigen Pumpenlaufrads ausgebildete und aus einer beidseitig mit Schaufeln bestückten, die obere (Gas-)Flut von der unteren (Flüssigkeits-)Flut trennenden und damit die beiden Medien gesondert führenden Scneibe bestehende Rotor unmittelbar in die Flüssigkeit eingetaucht ist und frei in diese austrägt-

Aufgrund dieser baulich sehr einfachen Ausgestaltung saugt der Rotor von oben Gas und von unten Flüssigkeit an und lenkt diese beiden Medien jeweils in radialer Richtung um, wodurch sie unvermischt entlang der undurchbrochenen Scheibe bis an deren Rand gelangen; von dort strömen sie ohne zeitliche Verzögerung, in voller Schichtdicke und ohne nennenswerte Verminderung der ihnen innewohnenden kinetischen Energie zunächst parallel und auch weiterhin laminar ab, bevor es zur eigentlichen Vermischung kommt. Da sowohl im Bereich der Ro tor fläche als auch im Umfan^sbereich der Scheibe Turbulenzen weitgehend vermieder, werden, ist bei einem auf ein Minimum reduzierten Energieaufwand der Aktionsradius der Medienströme maximal und dadurch die Misch^one sehr atui^edehnt, was eine Vermischung mit hoher Ausbeute zur FoI^e hat,

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die nicht zuletzt darauf beruht, daß das Gras sehr feinblaeig und deshalb nahezu vollständig in die Flüssigkeit übergeht. Ferner ermöglicht die den Medienströmen anhaftende hohe kinetische Energie gezielte Maßnahmen: So können bep. Leiteinrichtungen wie Leitrohre vorgesehen werden, mittels welcher die Ströme sich auch an weiter entfernte bestimmte Einsatzorte, z.B. Abwasserbelebungsbecken mit bewegter Flüssigkeit, verbringen lassen, und/ oder es können statische Mischereinbauten vorgesehen werden, um die neuerungsgemäße Vorrichtung auch für kleine Behälter anwendbar zu machen· Schließlich schafft die neuerungsgemäße Lösung auch die Möglichkeit, den Luftspalt zwischen Gas-Zufuhrleitung und Rotor-Oberseite zu verändern, wodurch sich Gasmenge und Saugdruck gegenläufig einstellen lassen·

Für gewisse Anwendungsfälle hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die auf der Ober- und Unterseite des Rotors befindlichen Sohaufeln hinsichtlich Zahl und Größe verschieden sind. Dabei empfiehlt es sich, wenn die Schaufeln in Laufrichtung des Rotors vorwärts gekrümmt sind und die Form eines Kreisbogens aufweisen·

Gemäß einem weiteren Merkmal der Neuerung ist unterhalb des Rotors etwa koaxial zu diesem ein Saugrohr angeordnet. Auf diese Weise wird der Aktionsradius der neuerungsgemäßen Vorrichtung in vertikaler Richtung vergrößert.

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In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der neuerungsgemäßen Vorrichtung zum Begasen von Flüssigkeiten dargestellt.

Es zeigen

Fig. 1 eine Gesamtansicht der neuerungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf deren Rotor,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch den Rotor der Fig. 2 und

Fig. 4 eine Unteransicht des Rotors der Fig. 2.

In Fig. 1 ist eine Gas-Zufuhrleitung 1 zu erkennen, die mittels einer Verbindungsleitung 2 an einen - nicht dargestellten Schornstein angeschlossen ist, aus dem von der Vorrichtung Rauchgas angesaugt wird. In der Gas-Zufuhrleitung 1 ist eine Antriebswelle 3 für einen an ihrem unteren Ende ansitzenden Rotor 4 zentral angeordnet, die mittels eines Motors 5 angetrieben wird.

Der in den Fig. 2-4 allein dargestellte Rotor 4 besteht aus einer Kreisform besitzenden Scheibe 6, die bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel auf der Oberseite mit sechs und auf der Unterseite mit fünf Schaufeln 7 bestückt ist. Die Schaufeln 7 besitzen die Form eines Kreisbogens mit dem Radius r und einem Aus-

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trittswinkel Q₂ ^{von e-twa} 90°j sie sind, wie die Laufrichtungspfeile erkennen lassen, vorwärts gekrümmt. Selbstverständlich
kann anstelle des dargestellten zweiflutigen Rotors 4 auch ein dreiflutiger verwendet werden.

Unterhalb des Rotors 4 ist koaxial zu diesem ein Saugrohr 8 angeordnet, das mittels Haltestangen 9 an der Gas-Zufuhrleitung 1
befestigt ist. Durch das Saugrohr 8 wird der Gas-Flüssigkeits-Austauschzone im Bereich des Rotors 4 ständig von der Begasung noch nicht erfaßte Flüssigkeit b zugeführt, die bei ihrem Austritt aus dem Saugrohr 8 von den auf der Unterseite des Rotors befindlichen Schaufeln 7 erfaßt und radial über den Rand des Rotors 4 hinausbewegt wird, wo sie dann mit dem von den oberseitigen Schaufeln 7 des Rotors 4 ebenfalls radial herausbewegten Rauchgas a in Berührung tritt und sich damit vermischt.

Die Vorrichtung ist meist schwimmend montiert und kann durch
ein - nicht dargestelltes - Lenkergestänge mit dem Abwasserbekken gelenkig verbunden sein; das Lenkergestänge kann dabei die Stromzuführung zum Motor 5 aufnehmen.

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Claims (5)

Sohutzansprüohe

1. Vorrichtung zum Begasen von Flüssigkeiten, insbesondere zum Einmischen von Luft bzw. Rauchgasen in freie Gewässer oder in in Großbehältern befindliche Flüssigkeiten, mit einer in die Flüssigkeit eingetauchten Antriebswelle, an deren unterem Bereich ein Rotor mit im wesentlichen radialen Schaufeln befestigt ist, dem von oben über eine zur Antriebswelle koaxiale Leitung Gas und von unten Flüssigkeit zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der in an sich bekannter Weise nach Art eines mehrflutigen, insbesondere eines zweiflutigen Pumpenlaufrads ausgebildete und aus einer beidseitig mitjschaufeln (7) bestückten, die obere (Gas-)Flut von der unteren (Flüssigkeits-)Flut trennenden und damit die beiden Medien gesondert führenden Scheibe (6) bestehende Rotor (4) unmittelbar in die Flüssigkeit eingetaucht ist und frei in diese austrägt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Ober- und Unterseite des Rotors (4) befindlichen Schaufeln (7) hinsichtlich Zahl und Größe verschieden sind.

3. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (7) in Laufrichtung des Rotors (4) vorwärts gekrümmt sind.

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4. Vorrichtung nach minde&tens einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (7) die Form eines Kreisbogens aufweisen.

5. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Rotors (4) etwa koaxial zu diesem ein Saugrohr (8) angeordnet ist.

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