CH630268A5

CH630268A5 - Oberflaechenbelueftungskreisel.

Info

Publication number: CH630268A5
Application number: CH637278A
Authority: CH
Inventors: Joseph Richard Kaelin
Original assignee: Kaelin J R
Priority date: 1978-06-12
Filing date: 1978-06-12
Publication date: 1982-06-15
Also published as: JPS5534190A; JPH0124557B2; IT1125367B; IT7923495A0; US4322377A; DE2923375A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Oberflächenbelüftungskreisel zum Umwälzen und Belüften von Wasser, insbesondere Abwasser in Kläranlagen, mit einem mit einer vertikal verlaufenden Antriebsachse verbundenen Tragteil.

Die bisher bekannten Kreiselkonstruktionen weisen den Nachteil auf, dass für unterschiedliche Drehzahlen und/oder Förderleistungen unterschiedlich ausgebildete Kreisel benötigt werden, so dass eine rationelle Herstellung wegen der Erfordernis von unterschiedlichen Kreiselteilen nicht möglich ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Oberflächenbelüftungskreisels, welcher aus Normteilen zusammengebaut die Herstellung von Kreiseln der unterschiedlichsten Betriebscharakteristik erlaubt.

Der erfindungsgemässe Oberflächenbelüftungskreisel ist dadurch gekennzeichnet, dass jede der Schaufeln zusammen mit mindestens je einer Strömungsleitwand eine Flüssigkeitsfördereinheit bildet, deren Eintrittsseite sich im Betrieb unterhalb des Wasserspiegels und deren Austrittsseite sich im Betrieb mindestens zum grössten Teil oberhalb des Wasserspiegels befindet, und dass jede der Flüssigkeitsfördereinheiten einzeln lösbar mit dem Tragteil verbunden und die jeweiligen Verbindungsstellen zwischen den einzelnen Flüssigkeitsfördereinheiten und dem Tragteil derart ausgebildet sind, dass die Schaufelaustrittswinkel (a) innerhalb einem bestimmten Bereich einstellbar sind.

Auf diese Weise ist es möglich, trotz der Verwendung von völlig identischen Bauteilen durch entsprechende Montage der einzelnen Flüssigkeitsfordereinheiten am Tragteil, Kreisel mit voneinander unterschiedlichen Schaufelaustrittswinkeln, d.h. voneinander unterschiedlichen Betriebscharakteristiken, zu montieren.

Zur weiteren Erhöhung der Flexibilität dieses Baukastensystems ist es zweckmässig, wenn zwischen jeder Flüssigkeitsfördereinheit und dem Tragteil Mittel angeordnet sind, die eine individuelle Einstellung der Wurfhöhe der einzelnen Flüssigkeitsfördereinheiten ermöglichen. Diese Mittel können z.B. aus einem keilförmigen Zwischenstück bestehen.

Es ist vorteilhaft, wenn die Flüssigkeitsfordereinheiten auf ihrer Austrittsseite rechtwinklig zur Kreiselumlaufrichtung betrachtet ein L-, U- oder H-förmiges Profil aufweisen.

Zur Erzielung einer einfachen Einstellbarkeit des Schaufelaustrittswinkels ist es vorteilhaft, wenn der Tragteil zwei konzentrisch zueinander angeordnete, horizontal sich erstreckende relativ zueinander um einen Drehwinkel verstellbare Tragringe aufweist, und die einzelnen Flüssigkeitsfördereinheiten mit je zwei in vertikaler Richtung sich erstrek-kenden Verbindungszapfen versehen sind, von denen der eine mit dem einen Tragring und der andere mit dem anderen Tragring verbunden ist. Dabei ist es zweckmässig, wenn zwischen den beiden Tragringen fixierbare Verstellmittel vorgesehen sind.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert. Es zeigt:

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Fig. 1 einen Schnitt längs der Linie I-I in Fig. 2 durch eine beispielsweise Ausführungsform eines erfindungsgemäs-sen Oberflächenbelüftungskreisels,

Fig. 2 einen Grundriss des in Fig. 1 dargestellten Oberflächenbelüftungskreisels,

Fig. 3a bis 3e verschiedene Profilformen der Austrittsseite der Flüssigkeitsfördereinheiten in Pfeilrichtung A in Fig. 2 betrachtet,

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 1,

Fig. 5 eine teilweise im Schnitt dargestellte Draufsicht auf eine andere Ausführungsform einer Flüssigkeitsfördereinheit, und

Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie VI-VI in Fig. 5.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, bildet beim dargestellten Kreisel jede der Schaufeln 1 zusammen mit mindestens je einer Strömungsleitwand 2 eine Flüssigkeitsfördereinheit 3, deren Eintrittsseite 4 sich im Betrieb unterhalb des Wasserspiegels 5 und deren Austrittsseite 6 sich im Betrieb oberhalb des Wasserspiegels 5 befindet.

Jede der Flüssigkeitsfördereinheiten 3 ist einzeln lösbar über zwei Verbindungsbolzen 8,9 mit dem Tragteil 7 verbunden. Der Tragteil 7 weist zwei konzentrisch zueinander angeordnete, horizontal sich erstreckende, relativ zueinander um einen Drehwinkel ß verstellbare Tragringe 10,11 auf, die mittels zweier fixierbarer Verstellmittel 12,13 zueinander verstellbar sind, so dass durch entsprechende Einstellung der Tragringe 10,11 zueinander mit den gleichen Bauteilen Kreisel mit voneinander unterschiedlichen Schaufelaustrittswinkeln a hergestellt werden können.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, erstreckt sich der radial gesehen äussere Verbindungsbolzen 9 im äusseren Tragring 11 zur Ermöglichung der Verstellbarkeit durch ein Langloch 14.

Nach der Einstellung des gewünschten Schaufelaustrittswinkels a mittels der Verstellmittel 12,13 werden die einzelnen Flüssigkeitsfördereinheiten 3 mittels auf den Verbindungsbolzen 8,9 angeordneten Muttern 15 in ihrer Lage fixiert.

Soll ein Kreisel mit einem anderen Wurfwinkel y hergestellt werden, dann genügt es, zwischen den einzelnen Flüssigkeitsfördereinheiten 3 und den Tragringen 10,11 andere Keilelemente 16 anzuordnen, was ebenfalls sehr einfach ist.

Im Ansaugbereich des Kreisels ist, wie aus Fig. 1 ersichtlich, eine feststehende Strömungsleiteinrichtung 17 angeordnet.

Wie aus den obigen Ausführungen ersichtlich, können auf diese Weise mit den gleichen Hauptbestandteilen Oberflächenbelüftungskreisel der unterschiedlichsten Charakteristik hergestellt werden, was eine sehr rationelle, preisgünstige Gross-Serienherstellung dieser Teile und eine sehr individuelle Anpassung des Kreisels an alle Gegebenheiten ermöglicht.

In Fig. 3 sind fünf verschiedene beispielsweise Ausführungsformen von Austrittsprofilen der Flüssigkeitsfördereinheiten 3, in Fig. 2 in Richtung des Pfeils A betrachtet, darge-

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stellt, wobei der Pfeil B die Kreiselumlaufrichtung angibt.

Das H-förmige Profil ist für einen in beide Drehrichtungen einsetzbaren Kreisel gedacht.

Die in Fig. 3e dargestellte Form gibt bei bestimmten Drehzahlen eine bessere Ausnützung des Querschnittsprofils mit Wasser. Dabei ist die Schaufel als Steg Y der Flüssigkeitsfördereinrichtung je nach Betriebsdrehzahl um einen im Bereich von 5 bis 40° liegenden Winkel § nach vorn geneigt.

Zur möglichst weitgehenden Vermeidung des Hängenbleibens von unerwünschten Schwimmstoffen an der Schaufeleintrittskante 18 hat es sich als zweckmässig erwiesen, die letztere wie aus Fig. 4 ersichtlich, verdickt auszubilden. Auf diese Weise gelangen allfällig an der Schaufeleintrittskante hängengebliebene Schwimmstoffe in Bereiche erhöhter Strömungsgeschwindigkeit und Turbulenz, so dass sie von dieser Kante abgelöst und weggespült werden.

Um die durch die Flüssigkeitsfördereinheiten strömende Flüssigkeit bereits in diesen mit sauerstoffhaltiger Luft anzureichern, sind die Flüssigkeitsfördereinheiten 3 wie aus den Fig. 5 und 6 ersichtlich, mit einer im Betrieb des Kreisels oberhalb des Wasserspiegels 5 sich befindenden Luftzutrittsöffnung 19 versehen, welche in einen Unterdruckbereich des in der Einheit 3 gebildeten Strömungskanals mündet. Die Grösse der Öffnung 19 und der Grad der durch die Schwenkplatte 21 bewirkten Strömungsablenkung, d.h. der Grad der Sauerstoffanreicherung kann mittels der über die Einstellschraube 22 verstellbaren Schwenkplatte 21 reguliert werden. Die Schwenkplatte 21 ist um die Schwenkachse 23 schwenkbar ausgebildet.

Um einen Teil der kinetischen Energie der aus den Flüssigkeitsfördereinheiten 3 ausströmenden, mit Sauerstoff angereicherten Flüssigkeit für den Antrieb des Kreisels ausnutzen zu können ist es wie aus den Fig. 5 und 6 ersichtlich auch möglich, in Durchströmungsrichtung gesehen nach der Austrittsöffnung 24 eine über eine Unterlippe 25 mit der Flüssigkeitsfördereinheit 3 fest verbundene, in vertikaler Richtung sich erstreckende Strömungsumlenkschaufel 26 derart anzuordnen, dass das an dieser Schaufel 26 aufprallende Wasser eine in Drehrichtung des Kreisels wirkende, den letzteren zusätzlich antreibende Kraftkomponente erzeugt.

Es ist dabei für viele Fälle vorteilhaft, wenn die Unterlippe 25 radial nach aussen um einen Winkel e, welcher zweckmässig in einem Bereich von 2 bis 10° liegt, ansteigt.

Dabei ist zur Erzielung einer gezielten Strömungsaufteilung im Innern der Flüssigkeitsfördereinheit 3 ein in Durchströmrichtung sich erstreckendes Strömungsprofil 27 angeordnet, welches den einen Teilstrom genau auf die Schaufel 26 richtet.

Da der erfindungsgemässe Oberflächenbelüftungskreisel in seinem Aufbau sehr flexibel und anpassungsfähig ist, können die in der Praxis vorkommenden extrem unterschiedlichen Beckenformen und Abmessungen mit ihm einwandfrei beherrscht werden.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims

630268 PATENTANSPRÜCHE

1. Oberflächenbelüftungskreisel zum Umwälzen und Belüften von Wasser, insbesondere von Abwasser in Kläranlagen, mit einem mit einer vertikal verlaufenden Antriebsachse verbundenen Tragteil, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Schaufeln (1) zusammen mit mindestens je einer Strömungsleitwand (2) eine Flüssigkeitsfördereinheit (3) bildet, deren Eintrittsseite sich im Betrieb unterhalb des WasserspiegelO (5) und deren Austrittsseite sich im Betrieb mindestens zum grösseren Teil oberhalb des Wasserspiegels befindet, und dass jede der Flüssigkeitsfördereinheiten (3) einzeln lösbar mit dem Tragteil (7) verbunden und die jeweiligen Verbindungsstellen zwischen den einzelnen Flüssigkeitsfördereinheiten (3) und dem Tragteil (7) derart ausgebildet sind, dass die Schaufelaustrittswinkel (a) innerhalb einem bestimmten Bereich einstellbar sind.

2. Kreisel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen jeder Flüssigkeitsfördereinheit und dem Tragteil (7) Mittel (16) angeordnet sind, die eine individuelle Einstellung der Wurfhöhe der einzelnen Flüssigkeitsfördereinheiten (3) ermöglichen.

3. Kreisel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitsfördereinheiten (3) auf ihrer Austrittsseite rechtwinklig zur Kreiselumlaufrichtung betrachtet ein L-, U- oder H-förmiges Profil aufweisen (Fig. 3).

4. Kreisel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragteil zwei konzentrisch zueinander angeordnete, horizontal sich erstreckende relativ zueinander um einen Drehwinkel (ß) verstellbare Tragringe (10,11) aufweist, und die einzelnen Flüssigkeitsfördereinheiten (3) mit je zwei in vertikaler Richtung sich erstreckenden Verbindungszapfen (8,9) versehen sind, von denen der eine (8) mit dem einen Tragring (10) und der andere (9) mit dem anderen Tragring (11) verbunden ist.

5. Kreisel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Tragringen (10,11) fixierbare Verstellmittel (12,13) vorgesehen sind.

6. Kreisel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Flüssigkeitsfördereinheiten (3) an mindestens einer im Betrieb in einem Unterdruckbereich ihres Flüssigkeitsdurchströmungs-cjuerschnittes sich befindenden Stelle mit mindestens einer Öffnung (19) zur Zufuhr von Sauerstoff oder einem sauerstoffhaltigen Gas in das durch die Flüssigkeitsfördereinheit (3) strömende Wasser versehen sind.

7. Kreisel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Zufuhröffnung (19) in seiner Grösse einstellbar ausgebildet ist.

8. Kreisel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Zufuhröffnung (19) eine einstellbare Ablenkplatte (21) zugeordnet ist.

9. Kreisel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Flüssigkeitsfördereinheiten (3) in Durchströmrichtung gesehen nach der Austrittsöffnung (24) mit mindestens einem im Ausströmbereich angeordneten Strömungsumlenkteil (26) versehen ist, welcher von einem Teil der aus der Flüssigkeitsfördereinheit (3) ausströmenden Flüssigkeit derart beaufschlagt wird, dass eine in Drehrichtung des Kreisels wirkende, den letzteren zusätzlich antreibende Kraftkomponente erzeugt wird.

10. Kreisel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Flüssigkeitsdurchströmquerschnitt der Flüssigkeitsfördereinheit (3) ein in Durchströmrichtung sich erstreckendes Strömungsleitprofil (27) vorgesehen ist, welches derart angeordnet und ausgebildet ist, dass es einen Teil der durch diesen Querschnitt durchströmenden Flüssigkeit auf den Strömungsumlenkteil (26) leitet.

11. Kreisel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Eintrittskante (18) der Schaufel (1) gegenüber ihrem übrigen Teil verdickt ausgebildet ist (Fig. 4).

12. Kreisel nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufel (1) auf der Austrittsseite der Flüssigkeitsfördereinheit (3) in Drehrichtung des Kreisels gesehen, um einen im Bereich von 5 bis 40° sich befindenden Winkel (5) nach vorn geneigt verläuft (Fig. 3e).