DK162164B

DK162164B - Skruelufter til luftning af spildevand

Info

Publication number: DK162164B
Application number: DK518786A
Authority: DK
Inventors: Leonhard Fuchs; Martin Fuchs
Original assignee: Leonhard Fuchs; Martin Fuchs
Priority date: 1985-10-31
Filing date: 1986-10-30
Publication date: 1991-09-23
Also published as: JPH0470076B2; ES2010999B3; DE3538715A1; JPS62106895A; EP0221354A1; DK518786A; US4844816A; EP0221354B1; AU6292686A; DK518786D0; DK162164C; AU580448B2; TR25483A; DE3665161D1; ATE45716T1; CA1307362C

Description

i

DK 162164 B

Opfindelsen angår en skruelufter af den i krav l's indledning angivne art. Ved rensning af spildevand er det kendt at anvende skrueluftere til indføring af luft eller oxygen i spildevandet. Skruelufteren har ved en 5 roterende aksels ene ende et blandeorgan i form af en skrue med flere blade eller i form af en snegl. Blande-organet medfører en kraftig acceleration af vandet i retning skråt nedad samt tilsugning af luft gennem den hule aksel. Ved hjælp af det roterende blandeorgan for-10 deles luften i form af fine luftblærer. En del af luft oxygenet opløses i spildevandet. Til luftning med stor dybdevirkning og til opnåelse af en stor opstigningshøjde for luftblærerne bør blandeorganet være anbragt så langt under vandoverfladen som muligt. Dette medfører 15 imidlertid den vanskelighed, at der ved indføringen af luft i spildevandet skal overvindes et stort vandtryk, hvortil der kræves en drivmotor med stor effekt for skruelufteren. Som regel indføres der mindre end 35 luft pr. kWh.

20 Der kendes skrueluftere, hvor der tilføres den til blan deorganet ledende luftkanal trykluft ved hjælp af en lavtrykskompressor, jfr. DE-offentliggørelsesskrift nr. 32 08 025. Det atmosfæriske overtryk er herved ca.

11,2 mbar. Ved dette overtryk skal der opnås en øget 25 dybdevirkning af skruelufteren. Desuden skal luftind føringen forbedres ved et lille energiforbrug. Efter denne lære tilføres luften med et lille overtryk, for at den - i relation til blandeorganet - kan trænge dybere ind i vandet.

30 Der kendes endvidere et blandeapparat for flydende me dier (DE-GM 74 11 389), hvor der på en blandeorganet bærende aksel inden for en denne omgivende kappe er anbragt vinger, som danner en aksialblæser. Med sådanne vinger kan der imidlertid kun frembringes et ringe luft-

DK 162164 B

2 tryk som fortryk for den luft, der skal tilsuges af blandeorganet. Desuden er akselens omløbstal, som er afpasset efter vandets tæthed, alt for lille til tilvejebringelse af et lufttryk ved hjælp af vingerne.

5 Den foreliggende opfindelse har til formål at tilveje bringe en skruelufter af den angivne art, ved hjælp af hvilken man med et lille energiforbrug kan indføre meget oxygen i vandet. Dette formål opnås ved det i krav l's kendetegnende del angivne. Skønt blandeorga-10 net er anbragt i forholdsvis stor dybde under vandover fladen, trænger der, når akselen står stille, kun vand ind i trykkanalens udløb op til en højde på 0 til 35 cm. Når akselen roterer, frembringer det ligeledes roterende blandeorgan en sugevirkning, hvorved der tilsuges 15 luft, som i form af fine' blærer indføres i vandet. Det af blæseren tilvejebragte tryk er i afhængighed af blande-organets neddykningsdybde afpasset således, at blandeorganet kun skal frembringe et forholdsvis svagt sug, for at der fra luftkanalen bortsuges luft. Hertil skal 20 der fortrinsvis overvindes en vandsøjle på 10 til 35 cm højde. Skruelufteren ifølge opfindelsen med tryk-lufttilførsel arbejder i større vanddybde i princippet under de samme forhold til en sædvanlig skruelufter (uden tryklufttilførsel), hvis blandeorgan er anbragt 25 ved eller umiddelbart under vandoverfladen. På grund af den større neddykningsdybde forbedres luftningens dybdevirkning væsentligt. Undersøgelser har vist, at der pr. meter opstigningshøjde for luftblærerne i vandet opløses 7 til 8¾ oxygen, når luftblærerne er fint fordelt.

30 Opstigningshøjden kan øges ved, at blandeorganet anbringes i stor dybde under vandoverfladen, uden at effektforbruget af akselens drivmotor derved øges mærkbart. Blæseren leverer alt efter blandeorganets neddykningsdybde 10 til 20% af den samlede ydelse. Blæseren har en væsentlig

DK 162164 B

3 bedre lufttransportvirkningsgrad end det roterende blan-deorgan, så at skruelufterens samlede virkningsgrad forbedres. Blandeorganets sugeeffekt og blæserfortrykket er afpasset efter blandeorganets neddykningsdybde på 5 en sådan måde, at der i relation til motorens effekt- forbrug opnås en luftindføring på mere end 40 m /kWh, fortrinsvis på 45 til 70 m'VkWh.

Blandeorganets neddykningsdybde er mellem 50 og 120 cm, fortrinsvis mellem 70 og 100 cm. Med denne neddyk-10 ningsdybde forbedres skruelufterens dybdevirkning i sammenligning med en skruelufter med et umiddelbart under overfladen anbragt blandeorgan, uden at motoreffekten dertil skal øges.

Til tilvejebringelse af forkomprimeret luft anvendes 15 højtryksblæsere med et omløbstal på over 3000 omdrej ninger i minuttet eller flertrins-radialblæsere. Aksi-alblæsere er ikke egnet til tilvejebringelse af de nødvendige høje tryk på ca. 30 til 100 bar.

Ved den i krav 6 kendetegnede udførelsesform for skrue-20 lufteren ifølge opfindelsen opnås, at der i kappen vir ker det af blæseren frembragte tryk, hvorved der i kappen dannes en ringformet luftsøjle, som forhindrer opstigning af vand. På denne måde fås en pneumatisk tætning af ringspalten mellem akselen og kappen ved hjælp 25 af en stående luftsøjle. Luften tilføres blandeorganet gennem den hule aksel.

Skruelufterens aksel skråner mellem 35 og 60°, fortrinsvis mellem 40 og 50° i forhold til vandoverfladen. Denne relativt stejle placering af akselen indebærer, at 30 den af vand og luftblærer bestående stråle når dybt ned i væsken. Desuden kan den over vandoverfladen anbragte motors aksel være forholdsvis kort.

DK 162164 B

4 I det følgende forklares opfindelsen nærmere ved hjælp af tegningen, hvor fig. 1 skematisk, set fra siden og delvis i snit viser en første udførelsesform for skruelufteren ifølge op-5 findelsen, fig. 2 set fra siden en anden udførelsesform, fig. 3 en tredje udførelsesform, og fig. 4 en udførelses form med en i vand neddykkelig motor .

10 Den i fig. 1 viste skruelufter har en hul aksel 10 med en gennemgående aksial luftkanal 11. Akselen 10's bageste ende står i drivforbindelse med en elektromotor 12, medens der til dens forreste ende er fastgjort et blandeorgan 13 i form af en flerbladet propel, der for-15 trinsvis er udformet som skrue. Når akselen 10 roterer, frembringer det sammen med denne roterende blandeorgan 13 en skråt nedad rettet væskestrømning. Blandeorganet 13 har et antal åbninger 14^ og 142, som står i forbindelse med luftkanalen 11 og danner dennes luftudstrøm-20 ningsåbninger.

Til motoren 12 er fastgjort et hult trykhus 15. Akselen 10 er ført tæt gennem trykhuset, idet et første tætningsorgan 16 tætner akselen mod motorhuset, medens et andet tætningsorgan 17 tætner akselen mod trykhuset 25 15's ydre ende. En til en blæser 19 sluttet lufttil førselsledning 18 munder i trykhuset 15.

Motoren 12 er fastgjort til en ikke vist holder på en sådan måde, at akselen 10 er rettet skråt nedad og med vandoverfladen 20 danner en vinkel ty på mellem 35 og

DK 162164 B

5 60°, fortrinsvis mellem 40 og 50°. Luftudstrømningsåbningerne 14^ og 142 er beliggende i en dybde D på mellem 50 og 120 cm, fortrinsvis mellem 70 og 100 cm under vandoverfladen 20.

5 Det af blæseren 19 til trykkammeret 15 afgivne tryk forplanter sig gennem en åbning 21 i akselen 10's væg til luftkanalen 11. Dette tryk er 20 til 30 mbar mindre end vandets tryk i dybden D. Når akselen 10 står stille, driver trykluften vandet ud af kanalen 11, når 10 bortses fra en lille vandsøjle med en højde på 20 til 30 cm i akselens nedre endeparti. Når motoren 12 er igang og blandeorganet 13 roterer, suges ved det da dannede sug nævnte lave vandsøjle ud af kanalen 11, desuden suges der fra luftkanalen luft ind i spilde-15 vandet.

De i figurerne 2 til 4 viste andre udførelsesformer er baseret på samme konstruktionsprincip som udførelsesformen ifølge fig. 1, så at der i det følgende hvad disse udførelsesformer angår hovedsageligt kun skal 20 omtales forskelle til den i fig. 1 viste udførelses-form .

Ued den i fig. 2 viste udførelsesform er trykhuset 15 ved sin mod blandeorganet 13 vendende ende ikke tætnet mod akselen 10 ved hjælp af et mekanisk tætningsorgan, 25 men ved hjælp af en akselen 10 med radial afstand omgi vende kappe 22, der slutter op til trykhuset 15, og hvori blæseren 19 opretholder et lufttryk. Da dette lufttryk kun er lidt mindre end den mod kappens forreste ende trykkende vandsøjles vægt, vil der kun trænge 30 vand ind i kappens forreste endeparti, så at der i det te fremkommer en fri vandoverflade 23. Ved denne vandlås i nærheden af akselens forreste ende opnås, at akselen 10 næsten helt og holdent roterer i luft, så at

DK 162164 B

6 friktionstabet holdes lille. En yderligere fordel består i, at der ikke findes nogen mekanisk tætning i afstand fra motoren 12, som ville kræve en eksakt centrering af akselen. Små akselflugtningsfej1 har ikke 5 nogen skadelig indvirkning på tætningen.

Det af: blæseren 19 leverede tryk frembringer også i luftkanalen 11 en luftsøjle, som ligeledes nedadtil er afgrænset ved en vandoverflade i højde med vandoverfladen 23 i kappen 22.

10 Når skruelufteren i fig. 2 sættes igang, d.v.s. når motoren 12 startes, frembringes der ved blandeorganet 13's rotation en vandstrømning, som medriver luft ud gennem den centrale åbning 14^. Herved skal kun det til vandsøjlehøjden mellem åbningen 14^ og vandoverfla-15 den 23 svarende modtryk overvindes. På grund af blande organet 13's rotation tilsuges der endvidere luft ud af kappen 22. Kappens nedre ende 24 kan være udformet på en sådan måde, at kappeendepartiet omslutter akselen 10 med relativ snæver pasning til dannelse af et 20 drøvlested. Herved opnår man, at den overvejende del af luften ikke udstrømmer fra enden 24, men fra åbningen 14^. I den i fig. 2 viste udførelsesform har skrue-lufteren ikke nogen sideåbninger svarende til åbningerne 14^ i fig. 1.

25 Udførelsesformen ifølge fig. 3 svarer vidtgående til den i fig. 2 viste, bortset fra, at lufttilførselsledningen 18 ikke udmunder direkte i trykhuset 15, men i et motoren 12 omgivende hus 25, som er fast forbundet med trykhuset 15 og med motoren 12. Gennem en åbning 30 26, hvorigennem akselen 10 fra huset 25 rager ind i trykhuset 15, strømmer trykluft ind i trykhuset. Ledningen 18 udmunder i huset 25's bageste væg. Trykluften strømmer omkring motoren 12, som derved køles, og

DK 162164 B

7 passerer gennem åbningen 26 ind i trykhuset 15 og fra dette dels ind i kappen 22 og dels gennem åbningen 21 ind i luftkanalen 11. Motoren 12 er monteret på huset 25's forreste endevæg med åbningen 26 ved hjælp af støt-5 tefødder 27, mellem hvilke luften kan passere.

Udførelsesformen ifølge fig. 4 svarer til den i fig.

1 viste, idet dog motoren 12 i fig. 4 ikke er placeret oven for vandoverfladen 20, men er udformet som dykmotor, der er beliggende under vandoverfladen og monte-10 ret på en holder 28, hvilket muliggør anvendelsen af en kort aksel 10. Da risikoen for tumlebevægelser er lille ved en kort aksel, kan trykhuset 15 være tætnet ved hjælp af et akselen 10 omsluttende mekanisk tætningsorgan 17.

15 Blæseren 19 er som regel anbragt over vandet og forbundet med trykhuset 15's indre via ledningen 18.

Claims

1. Skruelufter til luftning af spildevand, med en af en motor (12) drevet aksel (10), der rager skråt ned i vandet, som skal luftes, og på sit nedre endeparti bærer et blandeorgan (13); med en langs med akselen 3 (10) forløbende og ved blandeorganet (13) mundende luft kanal (11) samt med en til luftkanalen sluttet blæser (19), kendetegnet ved, at blandeorganets (13) neddykningsdybde (D) er mindst 50 cm, og at blæseren (19) leverer et tryk, der er tilnærmelsesvis 0 10 til 35 mbar mindre end det vandtryk, der påvirker luftudstrømningsåbninger (14^, 142) for luftkanalen (11).

2. Skruelufter ifølge krav 1, kendetegnet ved, at blandeorganets (13) neddykningsdybde er mindst 70 cm.

3. Skruelufter ifølge krav 1 eller 2, kendeteg net ved, at blæseren (19) er en hurtigt omløbende ettrins-højtrykblæser.

4. Skruelufter ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at blæseren (19) er en flertrins-radialblæ- 20 ser.

5. Skruelufter ifølge krav 1, 2, 3 eller 4, kende tegnet ved, at luftkanalen (11) er ført gennem en hul aksel (10), og at dennes bageste endeparti er omgivet af et ved begge sine ender mod akselen (10) 25 tætnet trykhus (15).

6. Skruelufter ifølge krav 1, 2, 3 eller 4, kendetegnet ved, at akselen (10) med radial afstand er omgivet af en kappe (22), der ender umiddelbart før DK 162164 B 9 blandeorganet (13) og er sluttet til blæseren (19).

7. Skruelufter ifølge krav 6, kendetegnet ved, at kappens (22) forreste endeparti tæt omslutter 3 akselen (10) på en sådan måde, at udsugning af luft fra kappens indre gennem blandeorganet (13) forhindres.

8. Skruelufter ifølge et vilkårligt af kravene 1 til 7, k e n d e t e g n e t ved, at motoren (12) er omgivet af en hus (23), hvis ene ende er sluttet til blæseren 10 (19), og hvis modsatte ende står i forbindelse med en luftindstrømningsåbning (21) til luftkanalen (11).

9. Skruelufter ifølge et vilkårligt af kravene 1 til 8, kendetegnet ved, at motoren (12) er en under vandoverfladen monteret dykmotor.