FI88262C - Luftningsanordning foer vaetskor - Google Patents

Description

88262

Ilmastuslaite nesteitä varten Luftningsanordning för vätskor 5 Tämä keksintö koskee ilmastuslaitetta nesteitä varten, joka käsittää ilmaa ja nestettä syöttävän roottorin, jossa on pystysuuntainen pyörimisakseli, ja roottoria ympäröivän staattorin, joka on varustettu suljetulla renkaalla, joka 10 muodostuu poikkileikkaukseltaan suorakulmaisista virtaus-kanavista, joissa kussakin on sisääntuloaukko neste-il-maseosta varten, jolloin virtauskanavat ovat säteensuuntaan nähden kallistetut roottorin pyörimissuunnassa.

15 Tämäntyyppisissä tunnetuissa ilmastuslaitteissa (AT-PS 269 038) syötetään keskellä olevan ilmajohdon kautta aksiaali-suunnassa imetty ilmastusilma yhdessä myös roottorin avulla aksiaalisuunnassa imetyn nesteen kanssa samalla, kun ne sekoittuvat perusteellisesti ja syötetään säteensuunnassa 20 ulospäin staattoriin, joka koostuu kahdesta aksiaaliväli-matkan päässä toisistaan olevasta pyörölevystä ja näiden pyörölevyjen väliin sijoitetuista pystysuuntaisista ohjaus-seinistä. Pystysuuntaisten ohjausseinien avulla rajoitetut, poikkileikkaukseltaan suorakulmaiset virtauskanavat suun-'·” 25 taavat neste-ilmaseoksen ilmastettavaan nesteeseen niin, että tietyllä alueella staattorin ympärillä voidaan saavuttaa tasainen nesteen ilmastus, ilmastus heikkenee kuitenkin etäisyyden kasvaessa staattorin ulkokehästä, koska neste-ilmaseoksen virtausnopeus pienenee. Tämä merkitsee, että 30 ilmastettavan nesteen sisältävän säiliön halkaisija ei saa ylittää tiettyä arvoa jotta voitaisiin varmistua siitä, että ennalta määrätyllä roottoriteholla aikaansaadaan nesteen tasainen ilmastus säiliössä kokonaisuudessaan.

35 Keksinnön tehtävänä on siis parantaa esitetyn tyyppinen ilmastuslaite yksinkertaisin keinoin niin, että ennalta mää-rätyllä roottoriteholla voidaan saada aikaan tasainen ilmastus myös suuremmassa säiliössä.

2 88262

Keksintö ratkaisee asetetun tehtävän siten, että virtaus-kanavat ovat erotetut toisistaan kiilanmuotoisilla välitiloilla joiden kärjet ovat välittömästi vierekkäin sijaitsevien sisääntuloaukkojen välissä, ja että kunkin virtaus-5 kanavan pystysuuntaiset rajoituspinnat ovat samansuuntaiset tai konvergoituvat tai divergoituvat toistensa suhteen enintään 7° olevan kulman verran.

Koska yksittäisten virtauskanavien pystysuuntaiset rajoi-10 tuspinnat näiden toimenpiteiden vuoksi kulkevat ainakin pääasiassa samansuuntaisesti, voidaan neste-ilmaseoksen lähtönopeutta virtauskanavista huomattavasti lisätä rootto-ritehoa nostamatta tavanomaisiin staattoreihin verrattuna, joissa on yksinkertaiset ohjausseinät. Neste-ilmaseoksen 15 suurempi lähtönopeus pidentää neste-ilmaseoksen kantamaa niin, että myös suurempien säiliöiden tasainen ilmastus on turvattu. Tällöin syntyy erityisen hyvät rakenneolosuhteet, koska roottorin koko ja muotoilu määrittää ilman ja nesteen ulossyöttötilavuuden ja siis halutun ilmastusasteen, kun 20 taas staattorin virtauskanavien muotoilu on vastuussa ulossyötetyn ilmanesteilmaseoksen kantamasta. Staattorista ulossyötetyn neste-ilmaseoksen lähtönopeuteen voidaan vaikuttaa virtauskanavien muotoilun avulla. Jos yksittäisten virtauskanavien pystysuuntaiset rajoituspinnat loit-25 tonevat staattorin ulkokehään päin, pienenee neste-il maseoksen lähtönopeus vastaavasti tulonopeuteen verrattuna staattorissa. Kun lähtönopeutta halutaan nostaa, on virtauskanavien virtauspoikkileikkauspinta pienennettävä menopäätä päin siten, että pystysuuntaiset rajoituspinnat 30 konvergoivat staattorin ulkokehään päin. Yksittäisten virtauskanavien pystysuuntaisten rajoituspintojen välinen kulma ei saa olla suurempi kuin 7°, jos halutaan välttyä lisääntyvästä turbulenssista. Tässä yhteydessä on nimittäin otettava huomioon, että turbulentit virtaukset huomat-35 tavasti rajoittavat ulossyötetyn neste-ilmaseoksen mahdol lista kantamaa.

3 38262 Säiliön halkaisijan kasvaessa on otettava huomioon se, että etäisyys kahden vierekkäisen virtauskanavan virtauksien välillä ei tule liian suureksi säiliön kehäseinämän läheisyydessä, jotta tasainen säiliönesteen ilmastus voitaisiin 5 turvata myös säiliön kehäseinämän läheisyydessä. Jotta sallittu maksimaalinen etäisyys vierekkäisten kanavien virtauksien välillä ei ylittyisi myös suuremmilla säiliöhal-kaisijoilla, on tämän seurauksena huolehdittava siitä, että virtauskanavien lukumäärä on riittävä.

10

Virtauskanavat voivat olla rakenteeltaan erilaisia. Täten on siis esimerkiksi mahdollista muodostaa virtauskanavat välilevyjen avulla, jotka sijoitetaan kahden aksiaaliväli-matkan päässä toisistaan olevan pyörölevyn väliin. Erittäin 15 edullinen rakenne saadaan kuitenkin aikaan, jos virtaus-kanavat on muodostettu pyörölevylle sijoitetuista U-proftileistä. Tämän rakenteen ansiosta valmistusedellytykset ovat edulliset ja ainekulutus on suhteellisen pieni, jonka lisäksi myös staattorin puhdistaminen on yksinkertainen 20 toimenpide koska yksittäisten, virtauskanavat muodostavien U-profiilien välisiin kiilanmuotoisiin tiloihin pääsee vapaasti käsiksi.

Keksinnön mukainen laite on piirustuksessa esitetty esimer-25 kin pohjalta, jossa:

Kuv. 1 esittää keksinnön mukaista ilmastuslaitetta nesteitä varten osittain leikattuna sivulta katsottuna, 30 Kuv. 2 esittää tämän ilmastuslaitteen staattoria osittain leikattuna päältä katsottuna, < Kuv. 3 esittää leikkausta virtauskanavasta kuvion 2 viivaa III-III pitkin suuremmassa mittakaavassa,

Kuv. 4 esittää kuviota 3 vastaavasti erästä virtauskanavan rakennemuunnelmaa, 35 4 88262

Kuv. 5 esittää vaakaleikkausta staattorista, jossa on ulospäin loittonevat virtauskanavat, ja

Kuv. 6 esittää kuviota 5 vastaavasti staattoria, jossa on 5 ulospäin suppeutuvat virtauskanavat.

Kuvion 1 rakenne-esimerkin mukaan esitetty, välittömästi säiliöpohjan 1 yläpuolelle sijoitettu ilmastuslaite käsittää roottorin 2, jota käytetään moottorin 3 avulla, ja 10 roottoria 2 ympäröivän staattorin 4. Pystysuora roottoriak-seli 5 ulottuu tällöin säiliön pohjan 1 läpi, johon moottori 3 laippojen avulla on kiinnitetty. Säiliössä olevaan nesteeseen syötettävä ilma imetään ilmajohdon 6 kautta ja syötetään aksiaalisuunnassa roottoriin 2, joka samanaikai-15 sesti imee staattorin 4 rengasaukon 7 kautta nestettä säiliöstä ja syöttää sen yhdessä ilman kanssa staattoriin, kuten virtausnuolien avulla on osoitettu.

Staattorissa 4 neste-ilmaseos virtaa virtauskanaviin 8, 20 jotka kuvioiden 1-3 mukaan on muodostettu pystysuorien väliseinien 9 avulla, jotka on sijoitettu kahden pyörölevyn 10 ja 11 väliin. Sijoitustapa on tällöin sellainen, että välittömästi vierekkäin sijoitettujen virtauskanavien 8 vierekkäiset väliseinät 9 loittonevat staattorin 4 ulkoke-25 hää päin niin, että virtauskanavien 8 pystysuorat rajoitus-pinnat ovat samansuuntaiset. Tämän rakenteen avulla on mahdollista aikaansaada virtauksen lähtönopeus virtaus-kanavista 8, joka lähes vastaa roottorin 2 avulla staattoriin 4 syötetyn neste-ilmaseoksen tulonopeutta niin, että 30 suhteellisen suuren lähtönopeuden vuoksi virtaus jatkuu pitkälle säiliöön. Tällä tavalla varmistetaan tasainen ilmastus myös halkaisijaltaan suuremmissa säiliöissä, kun tarpeellisen virtauskanavien lukumäärän avulla huolehditaan siitä, että vierekkäisten virtauskanavien virtaukset ennen 35 kaikkea säiliön kehäselnämän läheisyydessä eivät loittone liian voimakkaasti.

i 5 88262

Kuten kuviossa 4 on esitetty, voidaan erityisen yksinkertainen staattorirakenne saada aikaan siten, että virtaus-kanavat 8 muodostetaan U-muotoisten profiilien 12 avulla, jotka on kiinnitetty pyörölevylle 13. Tämä rakenne varmis-5 taa yksinkertaisen valmistuksen lisäksi myös etuja staatto-rin puhdistamisen osalta, koska kiilamaisiin tiloihin vierekkäisten virtauskanavien välissä pääsee hyvin käsiksi.

Tarvittavan staattorista ulosvirtaavan neste-ilmaseoksen 10 lähtönopeuden määrittämiseksi annetulla roottoriteholla määrätyn halkaisijan omaavan nestesäiliön ilmastamiseksi voivat yksittäisten virtauskanavien 8 pystysuuntaiset rajoituspinnat poiketa samansuuntaisesta asennostaan. Kun yksittäisten virtauskanavien 8 väliseinät 9 esimerkiksi 15 loittonevat staattorin 4 ulkokehää päin, hidastuu virtaus nopeus virtauskanavissa 8. Pystysuuntaisten väliseinien 9 välinen kulma ei tällöin saa olla suurempi kuin 7°, koska muutoin seurauksena on lisääntynyt turbulenssi, mikä voimakkaasti lyhentää virtauskanavista 8 ulosvirtaavan 20 virtauksen kantamaa.

Kun virtausnopeutta staattorin 4 ulkokehän läheisyydessä ·/· halutaan lisätä tulonopeuden suhteen voivat väliseinät 9 suppeutua ulospäin, kuten kuviossa 6 viitteellisesti on 25 osoitettu. Myöskin tässä tapauksessa on yksittäisten virtauskanavien pystysuuntaisten väliseinien 9 välinen kulma rajoitettava enintään 7e:een.

Esitetyn ilmastuslaitteen avulla on staattorin erikoisen 30 rakenteen vuoksi mahdollista ilmastaa nesteitä tasaisesti suuremmilta pinnoilta, jolloin tämä ilmastuslaite ennen kaikkea soveltuu käytettäväksi submerssisessä etikkakäymi-sessä, hiivanvalmistuksessa tai jätevesien puhdistuksessa.

35 Tämä keksintö ei tietenkään rajoitu esitettyyn ilmastus- laitteen rakenne-esimerkkiin. Voidaan siis esimerkiksi käyttää rakenteeltaan hyvin erilaisia roottoreita, jolloin 6 88262 esimerkiksi on mahdollista imeä nestettä, ei vain kuvion 1 esittämällä toispuolisella tavalla, vaan myös roottorin kummaltakin puolelta. Roottorin rakenne voi myös olla sellainen, että se imee ilmaa roottorin alapuolelta ja että 5 moottori on tunnetun tyyppinen uppomoottori, joka asennetaan säiliöön roottorin yläpuolelle. Luonnollisesti voidaan myös imeä mitä tahansa muuta kaasua kuin ilmaa ja se voidaan syöttää mihinkä tahansa nesteeseen. Tämän jälkeen on virtauskanavien 8 kallistuskulma määritettävä roottori-10 rakenteen mukaan säteissuunnan suhteen, jolloin virtaus-kanavien lukumäärä on valittava suhteessa virtauskanavien kallistuskulmaan ja säiliöhalkaisijaan. Tämän lisäksi voidaan välittömästi vierekkäin sijoitettujen virtaus-kanavien 8 vierekkäiset väliseinät 9 muodostaa yhteisen 15 välikappaleen avulla, joka päältä katsottuna on kiilanmuo-toinen, jotta kunkin virtauskanavan rajoituspinnat jälleen ovat ainakin pääasiassa samansuuntaiset.

Claims (2)

7 88262

1. Ilmastuslaite nesteitä varten, joka käsittää säiliön pohjan lähelle järjestetyn, ilmaa ja nestettä syöttävän 5 roottorin (2), jossa on pystysuuntainen pyörimisakseli, ja roottoria (2) ympäröivän staattorin (4), joka on varustettu suljetulla renkaalla, joka muodostuu poikkileikkaukseltaan suorakulmaisista virtauskanavista (8), joissa kussakin on sisääntuloaukko neste-ilmaseosta varten, jolloin virtaus-10 kanavat (8) ovat säteensuuntaan nähden kallistetut roottorin (2) pyörimissuunnassa, tunnettu siitä, että virtaus-kanavat (8) ovat erotetut toisistaan kiilanmuotoisilla välitiloilla joiden kärjet ovat välittömästi vierekkäin sijaitsevien sisääntuloaukkojen välissä, ja että kunkin 15 virtauskanavan (8) pystysuuntaiset rajoituspinnat ovat samansuuntaiset tai konvergoituvat tai divergoituvat toistensa suhteen enintään 7“ olevan kulman verran.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ilmastuslaite, tunnettu 20 siitä, että virtauskanavat (8) on muodostettu pyörölevylle (13) sijoitettujen U-profiilien (12) avulla.