DE8313707U1

DE8313707U1 - INJECTOR DEVICE

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Publication number: DE8313707U1
Application number: DE19838313707
Authority: DE
Original assignee: Franz Eisele & Soehne & Co KG Pumpen- und Maschinenfabrik 7480 Sigmaringen De GmbH
Current assignee: Franz Eisele & Soehne & Co KG Pumpen- und Maschinenfabrik 7480 Sigmaringen De GmbH
Priority date: 1983-05-07
Filing date: 1983-05-07
Publication date: 1984-10-11

Description

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Beschreibungdescription

Die Erfindung betrifft eine Injektoreinrichtung_;vorzugsweise zur Begasung von Flüssigkeiten_;mit einem einseitig in einer tiefen, napfförmigen Mischkammer angeordneten Schaufelrad.The invention relates to an injector device _; preferably for gassing liquids _; with a paddle wheel arranged on one side in a deep, bowl-shaped mixing chamber.

Injektoreinrichtungen zur Begasung von Flüssigkeiten werden z.B. bei der Gülle zur aeroben Aufbereitung verwendet. Durch das Einbringen eines sauerstoffhaltigen Gases, z.B. Luft, werden die sauerstoffzehrenden Bakterien belebt und gefördert, die zum Abbau der organischen Substanzen beitragen, wodurch der Düngewert erhöht, Schwimmdecken aufgelöst und die unangenehmen Geruchsbelästigungen, insbesondere bei der Ausbringung^ermindert werden.Injector devices for gassing liquids are used, for example, with liquid manure for aerobic treatment. By introducing an oxygen-containing gas, e.g. Air, the oxygen-consuming bacteria are revitalized and promoted, which contribute to the breakdown of organic substances, whereby the fertilizer value increases, floating cover dissolved and the unpleasant odor nuisance, especially during the application ^ are reduced.

Injektoreinrichtungen zur Begasung von Flüssigkeiten mit einem unterhalb des Flüssigkeitsspiegels angeordneten Schaufelrades und einer Gaszufuhr über einen Ringspalt am Außendurchmesser des Schaufelrades sind bekannt. Eine Ausführungsform wird z.B. in der DE-P 3007068.9 beschrieben. Dabei ist eine rotierende Förderscheibe mit radial verteilten Lamellen oder Rippen vorgesehen, die lediglich einige Milimeter über die Scheibenoberfläche vorstehen, sowie eine kreisringförmige Abdeckscheibe auf der der Flüssigkeit zugewandten Seite der Förderscheibe, die den Bereich der radial abströmenden Flüssigkeit gegen den äußeren statischen Flüssigkeitsdruck abschirmen soll.Injector devices for gassing liquids with one arranged below the liquid level Impeller and a gas supply via an annular gap on the outer diameter of the impeller are known. One embodiment is described, for example, in DE-P 3007068.9. A rotating conveyor disk is also included radially distributed fins or ribs are provided, which are only a few millimeters above the disc surface protrude, as well as a circular cover disk on the side of the conveyor disk facing the liquid, which is intended to shield the area of the radially flowing liquid against the external static liquid pressure.

Besonders bei hochviskosen Flüssigkeiten und Flüssigkeiten mit einem Trockensubstanzgehalt von mehr als 3 % ist dabei die Saugwirkung nur relativ gering, darüber hinaus ist bei langfaserigen Stoffteilen mit Verstopfungen zu rechnen.This is particularly important for highly viscous liquids and liquids with a dry matter content of more than 3% the suction effect is only relatively low, and long-fiber pieces of fabric with blockages are also blocked calculate.

Bei anderen Injektoren wiederum ist bei Eintauchtiefen über etwa 3,50 mtr. keine genügend große Ansaugwirkung mehr zu erzielen.With other injectors, on the other hand, immersion depths over about 3.50 mtr. no longer sufficient suction achieve.

Becken und Behälter für solche Eintauchtiefen sind jedoch häufig anzutreffen/ da die Wirtschaftlichkeit der Belüftung mit der Verweildauer der Gasbläschen in der Flüssigkeit zunimmt. Die bekannten Injektoren sind deshalb auf zusätzliche Gebläse angewiesen, die neben den Anschaffungskosten auch zusätzliche laufende Energiekosten bedingen.Basins and containers for such immersion depths are, however, often found / because of the economic viability of the ventilation increases with the retention time of the gas bubbles in the liquid. The known injectors are therefore based on additional Fan instructed, which in addition to the acquisition costs also entail additional ongoing energy costs.

Bekannte Belüftungsgeräte sind auch häufig pumpenähnlich ausgebildet, wobei sowohl axial als auch radial durchströmte Pumpengehäuse mit Gas-Ansaugöffnungen im Saugbereich anzutreffen sind. Bei koaxialen Injektoren mit gegenüberliegender Ansaug- und Drucköffnung, sowie bei radialen Injektoren mit axialer Ansaugöffnung und radialer Drucköffnung muß bei langfaserigen Stoffteilen immer mit Verstopfungen, z.B. durch Zopfbildung, durch trennende Wandungen und Kanten zwischen Ansaug- und Drucköffnung, sowie bei axialer Durchströmung auch durch das Schaufelrad, gerechnet werden. Bei Fremdkörpern besteht die Gefahr der Blockierung.Known ventilation devices are also often designed in a pump-like manner, with both axial and radial flow Pump housings with gas suction openings can be found in the suction area. With coaxial injectors with opposite suction and pressure opening, as well as with radial injectors with axial suction opening and radial Pressure opening must be used for long-fiber fabric parts always with blockages, e.g. through plait formation separating walls and edges between suction and pressure opening, as well as through with axial flow the paddle wheel. There is a risk of blockage in the case of foreign bodies.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der die Saugwirkung auch bei hochviskosen Medien und größeren Trockensubstanzgehalten erhalten bleibt, sowie langfaserige Stoffteile und auch Fremdkörper keine schädliche Auswirkung auf das Betriebsverhalten haben.The invention is therefore based on the object of creating a device of the type mentioned at the beginning which maintains the suction effect even with highly viscous media and larger dry matter contents, as well as Long-fiber material parts and foreign bodies do not have a harmful effect on the operating behavior.

Dies wird dadurch gelöst, daß ein Schaufelrad ähnlich einem Pumpenlaufrad ausgebildet ist, der strömungsdurchflossene Raum aber keine geschlossene Begrenzung zwischen Saug- und Druckströmung aufweist.This is achieved in that a paddle wheel is designed similar to a pump impeller through which flow flows However, the space does not have a closed boundary between suction and pressure flow.

Da jede Scherkante fehlt, ist der erfindungsgemäße Injektor auch vollkommen fremdkörperunempfindlich. Da keine geschlossene Begrenzung vorhanden ist, können sich langfaserige Stoffteile auch nicht festhängen, Verstopfungen sind ausgeschlossen. Since there is no shear edge, the injector according to the invention is also completely insensitive to foreign bodies. Since no closed If there is a limitation, long-fiber fabric parts cannot get stuck, and blockages are excluded.

Eine wirtschaftliche Belüftung verlangt darüber^hinaus möglichst viele kleine Luftbläschen mit großer Phasengrenzfläche und Vermischung mit viel Flüssigkeit, damit diese Bläschen auf Abstand gehalten werden.Economic ventilation is also required As many small air bubbles as possible with a large phase interface and mixing with a lot of liquid to make them Blisters are kept at a distance.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch gelöst, daß das Schaufelrad in einet napfförmigen Mischkammer einseitig angeordnet ist. Dabei wird die Flüssigkeit axial im Zentrum des Schaufelrades angesaugt, über das rotierende Schaufelrad radial beschleunigt und mit dem im Radaussenbereich durch Injektorwirkung angesaugten Gas vermischt, durch die Mischkammer umgelenkt und etwa axial, die Saugströmung umhüllend, in entgegengesetzter Richtung wieder spiralförmig aus der Mischkammer gestoßen.According to the invention this is achieved in that the paddle wheel arranged on one side in a bowl-shaped mixing chamber is. The liquid is sucked in axially in the center of the paddle wheel, via the rotating paddle wheel accelerated radially and mixed with the gas sucked in by the injector effect in the outer wheel area, through the Mixing chamber deflected and roughly axially, enveloping the suction flow, again in a spiral shape in the opposite direction pushed out of the mixing chamber.

Durch die Rotation dieses Druckstrahls wird das Flüssigkeits-Gasgemisch mit dem Anteil der kleinen Luftbiäschen infolge der geringeren Dichte durch Fliehkraftwirkung nach außen abgedrängt. Der Anteil mit größeren Luftbläschen verbleibt in der Nähe der mit entgegengesetzter Axialkomponente im Druckströmungskern zuströmenden Flüssigkeit. The rotation of this pressure jet creates the liquid-gas mixture with the proportion of small air bubbles due to the lower density due to the effect of centrifugal force pushed outwards. The portion with larger air bubbles remains close to that with the opposite one Axial component in the pressure flow core of the inflowing liquid.

Im Scherfeld zwischen den Strömungen werden diese größeren Luftbläschen fein zerteilt, sowie durch den turbulenten Impulsaustausch zwischen dem schnellen Druckstrahl außerhalb der Mischkammer und der langsameren Umgebung mit viel Flüssigkeit durchmischt und somit auf Abstand gehalten.In the shear field between the currents, these larger air bubbles are finely divided, as well as by the turbulent one Momentum exchange between the fast pressure jet outside the mixing chamber and the slower environment with a lot of liquid mixed and thus kept at a distance.

Eine mechanische Scherbeanspruchung der Flüssigkeit fördert bekanntlich den StoffUmsatz der Bakterien. Um jedoch eine Zerstörung der Bakterienstämir.a zu vermeiden, soll diese Scherbeanspruchung möglichst durch die Flüssigkeit selbst ausgelöst werden. Dies wird erfindungsgemäß dadurch bewerkstelligt, daß das Schaufelrad einem Anteil der im Schaufelbereich der Mischkammer befindlichen Flüssigkeit eine überlagerte Zirkulationsströmung erteilt, die gegenüber dem Nutzfluß des Injektors als hydraulische Kupplung wirkt.A mechanical shear stress on the liquid is known to promote the metabolism of bacteria. To however to avoid destruction of the bacterial strains this shear stress should be triggered as far as possible by the liquid itself. According to the invention, this is thereby achieved brings about that the paddle wheel a proportion of the liquid located in the paddle area of the mixing chamber a superimposed circulation flow is issued, which acts as a hydraulic clutch compared to the useful flow of the injector works.

Im Nachfolgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert werden:In the following, the invention will be based on the drawings explained:

Fig. 1.Fig. 1.

Aggregat zur Begasung von Flüssigkeiten, mit erfindungsgemäßer injektoreinrichung, ausgeführt mit Tauchmotor in der Ansicht und teilweise im Schnitt.Unit for gassing liquids, with inventive injector device, executed with a submersible motor in the view and partly in the Cut.

Fig. 2Fig. 2

Injektoreinrichtung, gegenüber Fig. 1 in vergrößertem Maßstab, aber immer noch kleiner als in Wirklichkeit im Axialschnitt.Injector device, compared to FIG. 1 on an enlarged scale, but still smaller than in reality in axial section.

Pig. 3 und 4Pig. 3 and 4

Schaufelradanordnungen in der Mischkammer im Axialschnitt.Impeller arrangements in the mixing chamber in axial section.

Fig. 5Fig. 5

Ausführungsform der Mischkammer im Axialschnitt.Embodiment of the mixing chamber in axial section.

Fig. 6 zeigt dabei die Seitenansicht der Fig. 5.FIG. 6 shows the side view of FIG. 5.

Fig. 7Fig. 7

Aggregat zur Begasung von Flüssigkeiten, mit erfindungsgemäßer Injektoreinrichtung, ausgeführt mit außerhalb der Flüssigkeit angeordnetem Antrieb.Unit for gassing liquids, executed with an injector device according to the invention with the drive arranged outside the liquid.

In Fig. 1 ist eine grundsätzliche Aufbaumöglichkeit des vollständigen Injektoraggregats veranschaulicht. Über den Tauchmotor 1 wird die Welle 2 angetrieben. Die Wellendurchführung zwischen Motor und Ansaugraum mit damit verbundener Mischkammer ist über Gleitring- oder Radial-Dichtungen 4 abgedichtet. Am Boden der napfförmigen Mischkammer 5 ist dabei ein Schaufelrad 6 angeordnet. Der Ansaugraum ist über eine Zuleitung 7, z.B. mit der Atmosphäre verbunden.In Fig. 1 is a basic structure of the complete injector assembly illustrated. The shaft 2 is driven by the submersible motor 1. the The shaft lead-through between the motor and the intake chamber with the associated mixing chamber is via a sliding ring or Radial seals 4 sealed. A paddle wheel 6 is arranged at the bottom of the bowl-shaped mixing chamber 5. The suction space is connected to the atmosphere via a feed line 7, for example.

Die wesentlichen gemeinsamen Merkmale aller Ausführungsbeispiele werden anhand der Fig. 2 beschrieben. The essential common features of all exemplary embodiments are described with reference to FIG. 2.

Bei Rotationsbeginn des Schaufelrades 6 stehen Ansaugraum 3 und Zuleitung bis zum Flüssigkeitsspiegel unter Flüssigkeit. Durch Pumpwirkung der auf der Radrückseite, mit engem Spalt zum Boden der Mischkammer^ rotierenden Schaufeln 8 wird der gesamte Ansaugraum in die unter dem statischen Flüssigkeitsdruck stehende Mischkammer 5 entleert. Gleichzeitig wird auf der Vorderseite des Rades Flüssigkeit axial im Zentrum des Schaufelrades 11 angesaugt, radial beschleunigt und axial als rotierender Druckstrahl wieder ausgestoßen.When the impeller 6 begins to rotate, the suction chamber 3 and the supply line are under liquid up to the liquid level. Due to the pumping action of the blades rotating on the back of the wheel, with a narrow gap to the bottom of the mixing chamber ^ 8, the entire suction space is emptied into the mixing chamber 5, which is under the static liquid pressure. At the same time, liquid is sucked in axially in the center of the paddle wheel 11 on the front of the wheel, accelerated radially and ejected again axially as a rotating pressure jet.

Über den Ansaugraum 3 und die damit verbundene Zuleitung wird jetzt über die Radrückseite 10 Gas nachgesaugt und konzentrisch am Umfang des Rades durch Injektorwirkung mit der abströmenden Flüssigkeit vermischt. Durch eine überlagerte Zirkulationsströmung 12, die gegenüber dem Nutzfluß des Injektors als hydr. Kupplung wirkt, wird das Flüssigkeits-Gasgemisch noch in der Mischkammer mit weiterer Flüssigkeit vermischt.Via the suction chamber 3 and the associated supply line 10 gas is now sucked in on the back of the wheel and concentrically on the circumference of the wheel by injector effect mixed with the flowing liquid. By a superimposed circulation flow 12, which compared to the Usable flow of the injector as hydr. Coupling acts, the liquid-gas mixture is still in the mixing chamber with further Liquid mixed.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist der Boden der Mischkammer 14 etwa bündig mit der der Flüssigkeit zugewendeten Seite des über eine Welle 2 angetriebenen Schaufelrades 6. Aufgrund der größeren Zirkulationsströmung wird dabei die Ansaugleistung über die Rückseite des Schaufelrades 10 in den Ansaugraum 3 etwas vermindert, durch vorwiegende hydr. Kupplung jedoch eine schonende mechanische Beanspruchung der Flüssigkeit erreicht.In the embodiment according to FIG. 3, the bottom of the mixing chamber 14 is approximately flush with that facing the liquid Side of the impeller 6 driven by a shaft 2. Due to the larger circulation flow, the Suction capacity through the back of the paddle wheel 10 in the suction chamber 3 somewhat reduced, due to predominantly hydr. Coupling, however, is a gentle mechanical stress reached the liquid.

Fig. 4 zeigt eine besonders einfache Ausführungsform. Das über die Welle 2 angetriebene Schaufelrad 6 ist dabei mit geringem Abstand zum Boden der Mischkammer 14 angeordnet. Über eine konzentrische Öffnung im Mischkammerboden 10 wird aus dem Ansaugraum 3 Gas angesaugt und ebenfalls durch Injektorwirkung im Druckbereich des Schaufelrades mit Flüssigkeit vermischt.Fig. 4 shows a particularly simple embodiment. The impeller 6 driven by the shaft 2 is included arranged a small distance from the bottom of the mixing chamber 14. Via a concentric opening in the mixing chamber bottom 10 3 gas is sucked in from the suction chamber and also with liquid by injector effect in the pressure area of the paddle wheel mixed.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist die Mischkammer der Injektoreinrichtung mit einer Ausrundung 16 vorgesehen, die im Radialschnitt zur Schaufelradachse gesehen, sowohl konzentrisch als auch spiralförmig ausgebildet sein kann. Ausgehend von dieser Ausrundung kann/können ein oder mehrere axiale Kanäle 17 vorgesehen sein. Dadurch wird/ werden ein oder mehrere gebündelte Druckstrahlen erreicht.In the embodiment of FIG. 5, the mixing chamber is the Injector device is provided with a fillet 16, which is seen in radial section to the impeller axis, both can be designed concentrically as well as spirally. On the basis of this rounding, one or several axial channels 17 may be provided. In this way, one or more bundled pressure jets is / are achieved.

- ίο -- ίο -

In einer weiteren Ausbildung kann besonders bei vertikalem Einsatz des Injektors der axiale Kanal durch Erweiterung des axialen Kanals 18 zur Öffnung der Mischkammer hin schräg nach außen gezogen werden.In a further embodiment, especially when the injector is used vertically, the axial channel can be expanded by widening of the axial channel 18 are drawn obliquely outwards towards the opening of the mixing chamber.

Eine weitere grundsätzliche Aufbaumöglichkeit des vollständigen Injektoraggregats veranschaulicht Fig. 7.Another basic option to build the complete Fig. 7 illustrates the injector unit.

Die erfindungsgemäße Injektoreinrichtung mit Mischkammer -\ und Schaufelrad 6 ist dabei an der Unterseite des "ohres 20 angeordnet. Das Schaufelrad wird über eine im Rohr geführte Welle 19 vom außerhalb des Flüssigkeitspiegel vorgesehenen Motor 18 angetrieben.The injector device according to the invention with a mixing chamber - \ and paddle wheel 6 is on the underside of the "ear 20 arranged. The paddle wheel is provided from outside the liquid level via a shaft 19 guided in the tube Motor 18 driven.

Das angesaugte Gas 21 strömt dabei über den ringförmigen Spalt 23 zwischen Welle und Rohr auf die Rückseite des Schaufelrades. Das Injektoraggregat ist z.B. mit einem Halter 22 an der Behälterdecke befestigt.The sucked in gas 21 flows through the annular gap 23 between the shaft and the tube on the back of the Paddle wheel. The injector unit is fastened to the container ceiling with a holder 22, for example.

Alle in der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung beschriebenen Merkmale und Ausführungsformen können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination zuein-) ander erfindungswesentlich sein.All features and embodiments described in the description, the claims and the drawing can be essential to the invention both individually and in any combination.

Claims

• ■ · Λ Franz Eisele & Sons GmbH & Co. KG Pump and machine factory Sigmaringen 1 - Laiz injector device protection claims

1. Injector device, preferably for gassing Liquids, with a fluid level below the3 arranged impeller one side of which is sucked in via a suction chamber and a supply line Gas and the other side of which is exposed to liquid, characterized in that that the paddle wheel is arranged opposite the opening at the bottom of a deep bowl-shaped mixing chamber is, with the mixing chamber acting simultaneously as a suction and pressure port in its entire axial extent is not divided by any completely separating walls.

2. Injector device according to claim 1, characterized in that that the jacket of the mixing chamber is arranged coaxially to the blade wheel axis.

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3. Injector device according to claim 1, characterized in that the jacket of the mixing chamber is arranged eccentrically to the impeller axis.

4. Injector device according to the preceding claims, characterized in that the Shell of the mixing chamber corresponds in its axial extent to at least half the paddle wheel diameter.

5. Injector device according to the preceding claims, characterized in that the daij The shell of the mixing chamber has the shape of a truncated cone, the apex of which faces the paddle wheel.

6. Injector device according to the preceding claims, characterized in that the Shell of the mixing chamber has the shape of a cylinder.

7. Injector device according to the preceding claims, characterized in that the Jacket is rounded towards the bottom of the mixing chamber.

8. Injector device according to the preceding claims, characterized in that the Mixing chamber is designed as a deep-drawn part.

9. Injector device according to the preceding claims, characterized in that the Mixing chamber, seen in an axial section, has one or more rounded portions in the radial impeller area.

10. Injector device according to claim 9, characterized in that of the fillet starting from seen in cross section one or more rounded portions of the jacket are provided, the axial Extent correspond approximately to the length of the mixing chamber.

11. Injector device according to the preceding claims, characterized in that radial on the back of the rotating paddle wheel or spiral blades are attached, their distance from the stationary wall, preferably from the Formed bottom of the mixing chamber, not greater than the impeller height itself in the axial direction.

12. Injector device according to the preceding claims, characterized in that the blades provided on the rear of the impeller in their radial extent inward are guided flush to the wheel hub.