DE1457118C - Einrichtung zum Eintragen von Gasen in Flüssigkeiten - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Eintragen von Gasen in Flüssigkeiten, insbesondere zur Abwasserbelüftung oder z. B. zur Anwendung in der chemischen oder biologischen Verfahrenstechnik. Die Erfindung geht aus von einer derartigen Einrichtung mit einem um eine lotrechte Achse umlaufenden Läufer und mit in die Flüssigkeit tauchender, relativ zur vom Läufer erzeugten Strömung nach unten geneigter Prallfläche. Durch derartige Prallflächen können die vom Läufer in die Flüssigkeit gerissenen Gasbläschen zerkleinert und ihre Verweilzeit in der Flüssigkeit verlängert und dadurch die Wirksamkeit des Gaseintrags verbessert werden.

Bei bekannten Vorrichtungen dieser Art (deutsche Patentschrift 505 793) hat jedoch die Prallfläche die Form eines nach unten geöffneten, mit dem Läufer rotierenden Kegelmantels. Sie hat deshalb eine Neigung und nach unten ablenkende Wirkung nur in bezug auf die Radialkomponente der vom Läufer erzeugten Spiralströmung, läßt jedoch deren Tangentialkomponente im wesentlichen unbeeinflußt. Hierdurch wird einerseits die nach außen wegströmende, bereits mit Gas angereicherte Flüssigkeit immer wieder nach innen in Richtung auf die Läuferachse abgelenkt und daran gehindert, weiter außen liegende Beckenbereiche zu erreichen, und andererseits wird in unmittelbarer Umgebung des Läufers eine starke, durch das Mitrotieren der Prallfläche noch begünstigte Kreisströmung der mit Gas angereicherten Flüssigkeit erzeugt, die das Nachströmen neuer, noch unbegaster Flüssigkeitsschichten in den Läuferbereich verhindert.

Zur Zerkleinerung der vom Läufer eingetragenen Gasbläschen sind ferner unter der Flüssigkeitsoberfläche rotierende Rührwerke bekannt (USA.-Patentschrift 2 928 661, Zeitschrift »Wasserwirtschaft-Wassertechnik« 11. Jahrgang (1961), Heft7, S. 331 bis 335), die jedoch einen zusätzlichen baulichen und antriebsmäßigen Aufwand erfordern und die Verweilzeit der Gasblasen in der Flüssigkeit nicht entscheidend verlängern.

Dies wird gemäß der Erfindung bei einer Vorrichtung der genannten Art dadurch erreicht, daß um den Läufer herum verteilt mehrere ortsfeste Prallflächen angeordnet sind, von denen jede von ihrer Anströmkante ausgehend, die etwa querverlaufend zur Tangentialkomponente der Strömung angeordnet ist, zur Tangentialkomponente der Strömung geneigt angebracht ist. Durch diese Anordnung wird der Vorteil erreicht, daß die begaste Flüssigkeit wirksam nach unten abgelenkt wird, ohne daß ihr Abströmen vom Läufer wesentlich behindert wird. Die Reichweite der Belüftungswirkung des Läufers wird deshalb verbessert und das Nachstromen neuer zu begasender Flüssigkeitsmengen zum Läufer von unten her erleichtert.

Um zu vermeiden, daß zwischen dem Läufer und den Prallflächen unerwünschte Wirbelbildungen auftreten, können die Prallflächen gemäß der Erfindung an ihrer dem Läufer zugekehrten Seite seinem Umfang angepaßt sein. Die entsprechenden Kanten der Prallflächen sind also kreisbogenförmig ausgebildet.

Gemäß der Erfindung ist es weiterhin vorteilhaft, die angeströmte Kante so anzuordnen, daß ihre Verlängerung etwa durch den Mittelpunkt des Läufers läuft, so daß sie auch in etwa senkrecht zu den auftretenden Tangentialströmungen angeordnet ist.

Vorzugsweise werden dabei die Prallflächen so angeordnet, daß sie mit der Wasseroberfläche einen Winkel von 10 bis 40°, insbesondere 20°, bilden.

Ferner kann man gemäß der Erfindung die angeströmte Kante so breit ausbilden, daß die Tangentialströmung, die hinter der vorhergehenden Prallfläche entsteht, miterfaßt wird, so daß also die gesamte von dem Läufer bewirkte Strömung auf jeweils mindestens eine Prallfläche auftrifft.

Nach einem weiteren Merkmal kann die Erfindung dadurch gekennzeichnet sein, daß die Verlängerung der Kante an der Abströmseite der Prallfläche in etwa durch den Mittelpunkt des Läufers geht oder in anderer Weise gegenüber der angeströmten Kante geneigt angeordnet ist. Auf diese Weise kann eine Abführung der durch die Prallfläche beeinflußten Strömung in der gewünschten Weise bewirkt werden, so daß das bereits belüftete Wasser das Ansaugen von unbelüftetem Wasser durch den Läufer nicht stört.

Die Prallflächen können gemäß der Erfindung als ebene Flächen ausgebildet sein. Man kann jedoch auch die Prallflächen als gekrümmte Flächen ausbilden, wobei sowohl eine konkave als auch eine konvexe Krümmung vorgesehen sein kann, die beide Vorteile hinsichtlich der Abführung der Tangentialströmungen aufweisen können.

In den Zeichnungen ist eine Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung im Beispiel dargestellt.

F i g. 1 zeigt eine Belüftungseinrichtung gemäß der Erfindung in der Draufsicht;

F i g. 2 zeigt einen schematischen Schnitt durch eine Belüftungseinrichtung gemäß der Erfindung nach der Linie II-II der F i g. 1.

Der um eine Achswelle rotierende Läufer 2 einer Belüftungseinrichtung mit vertikaler Achse trägt an den Außenenden des Läufers zwei Verdrängungskörper 3,4, die in Form einfacher oder profilierter Platten ausgebildet sind. An Stelle der Platten können auch mit der Welle verbundene und geneigt dazu angeordnete Verdrängungskörper mit T-förmigem Querschnitt angeordnet sein.

Am Umfang der Belüftungseinrichtung sind vier Prallflächen 5,6,7,8 geneigt angeordnet. Die Anströmkante jeder dieser Prallflächen liegt oberhalb der Wasseroberfläche und verläuft vorzugsweise horizontal und mit ihrer Verlängerung etwa durch den Rotationsmittelpunkt des Läufers, wobei diese Anströmkante bei dem gewählten Ausführungsbeispiel allerdings etwas in Strömungsrichtung parallel verschoben ist. Die Neigung der Prallflächen wird dadurch bestimmt, daß die Anströmkanten parallel zur Rotationsebene angeordnet sind. Die Prallflächen sind also der unmittelbar vor ihnen entsprechenden Tangentialströmung gegenüber gleichmäßig geneigt. Die Neigung der Rächen hängt ab von der Rotationsgeschwindigkeit sowie auch von den besonderen Eigenschaften der gewählten Belüftungseinrichtung. Sie beträgt insbesondere 15 bis 30°, wobei im allgemeinen eine Neigung von 20° am geeignetsten ist. Man kann aber auch mit Vorteil Neigungen von 10 bis 40° verwenden.

An der dem Läufer zugewandten Seite sind die Prallflächen dem Umfang des Läufers angepaßt und mit entsprechenden kreisbogenförmigen Ausschnitten versehen, so daß also jeweils nur ein schmaler Spalt zwischen Rotor und Prallflächen vorhanden ist. Es wird dadurch eine unerwünschte Wirbelung vermieden. Die beiden übrigen Kanten der Prallflächen werden so ausgebildet, daß die durch die Prallflächen abgelenkte Strömung den Zufluß an nicht belüftetem Wasser nicht behindert. Im Ausführungsbeispiel verläuft die eigentliche Abströmkante mit ihrer Verlängerung etwa durch die Drehachse, während die dem Rotor abgewandte Kante in einem rechten Winkel zur Anströmkante verläuft. Falls erwünscht, können diese Kanten auch in anderen Winkeln verlaufen.

Im allgemeinen wird man die Prallflächen als ebene Flächen ausbilden. Es können aber auch gekrümmte Flächen verwendet werden, die die Strömung in gewünschter Weise beeinflussen können. Auf alle Fälle wird dadurch, daß praktisch die gesamte durch Läufer erzeugte Strömung von den Prallflächen erfaßt wird, erreicht, daß die durch den Lufteintrag entstehenden großen Luftblasen an diesen Prallflächen zerkleinert werden, wodurch die vorher im einzelnen erörterten Vorteile erreicht werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Eintragen von Gasen in Flüssigkeiten, insbesondere zur Abwasserbelüftung, mit einem um eine lotrechte Achse umlaufenden Läufer und mit in die Flüssigkeit tauchender, relativ zur vom Läufer erzeugten Strömung nach unten geneigterPrallfläche, dadurch gekennzeichnet, daß um den Läufer (2) herum verteilt mehrere ortsfeste Prallflächen (5,6,7,8) angeordnet sind, von denen jede von ihrer etwa quer zur Tangentialkomponente der Strömung verlaufend angeordneten Anströmkante ausgehend zur Tangentialkomponente der Strömung geneigt angebracht ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallflächen an ihrer dem Läufer (2) zugekehrten Seite einen dessen Umfang angepaßten Verlauf haben.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlängerung der angeströmten Kante jeder Prallfläche (5,6,7,8) etwa durch den Mittelpunkt des Läufers läuft.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallflächen mit der Wasseroberfläche einen Winkel von 10 bis 40°, insbesondere 20°, bilden.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die angeströmte Kante so breit ist, daß die Tangentialströmung, die hinter der vorhergehenden Prallfläche entsteht, erfaßt wird.

6. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlängerung der Kante an der Abströmseite der Prallflächen etwa durch den Mittelpunkt des Läufers geht oder in anderer Weise gegenüber der angeströmten Kante geneigt angeordnet ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallflächen ebene Flächen sind.

8. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallflächen gekrümmte Flächen sind.