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Vorrichtung zur Begasung von Flüssigkeiten und/oder Beseitigung
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vom Schaum von einer Flüssigkeitsoberfläche Die Erfindung betrifft
eine Vorrichtung zur Begasung von Flüssigkeiten und/oder zur Beseitigung von Schaum
von einer Flüssigkeitsoberfläche mit einem in die Flüssigkeit eintauchenden Umwälzbelüfter
od. dgl., einer konzentrisch zu der Antriebswelle des Umwälzbelüfters angeordneten
Führung, welche mit einem Spaltabstand oberhalb des Rotors des Umwälzbelüfters endet,
und mit einem Antriebsmotor für den Umwälzbelüfter.
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Es sind bereits Vorrichtungen mit einem Umwälzbelüfter, einer Antriebswelle
und einer konzentrisch zu dieser angeordneten Führung zur Zufuhr von Gas od. dgl.
bekannt. In der Regel befindet sich dabei der Antriebsmotor für diesen Umwälzbelüfter
oberhalb der Flüssigkeit und bedarf einer entsprechend langen Abtriebswelle mit
entsprechend vielen Lagerstellen.
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Es ist ferner ein Vorschlag bekannt, bei welchem ein Motor verwendet
wird, der innerhalb der Flüssigkeit laufen kann.
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Ein solcher Motor ist jedoch teuer und weist einen geringeren Wirkungsgrad
auf.
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Es besteht deshalb die Aufgabe, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten
Art zu schaffen, welche eine praktisch beliebige Eintauchtiefe der gesamten Vorrichtung
erlaubt und dennoch preiswert in der Herstellung ist und ohne nennenswerten Aufwand
schnell an die unterschiedlichsten Anwendungsfälle angepaßt werden kann, ohne daß
teure Spezialmotoren notwendig sind.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße Vorrichtung vor
allem dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Aufnahme des Antriebsmotors ein gegen
die Flüssigkeit dichtes Gehäuse aufweist, welches zumindest teilweise unterhalb
der Flüssigkeitsoberfläche liegt und zumindest eine eine Öffnung oberhalb des Flüssigkeitsspiegels
aufweisende Verbindung zu der freien Atmosphare besitzt. Dadurch ist es möglich,
einen konventionellen Antriebsmotor zu verwenden, der dennoch nur eine kurze Abtriebswelle
zum Verbinden mit dem Umwälzbelüfter vorzugsweise in fliegender Lagerung benötigt.
Gleichzeitig ist aber auch die erwünschte große Eintauchtiefe möglich, ohne einen
Spezialmotor zu benötigen. Dadurch wird die gesamte Vorrichtung an die unterschiedlichsten
Anwendungsfälle mit den verschiedensten Eintauchtiefen auf einfache Weise anpaßbar,
wobei dennoch gleichzeitig der Herstellungsaufwand gering ist und praktisch serienmäßige
Teile Verwendung finden können.
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Besonders zweckmäßig ist es, wenn die vert#kalenGehäusewandungen für
das Motorgehäuse bis über die Flüssigkeitsoberfläche ragen.
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Dies stellt die einfachste Art der Verbindung mit der freien Atmosphäre
dar. Wie bereits erwähnt, kann der Rotor des Umwälzbelüfters aufgrund der Nähe zu
dem Motor fliegend auf der Motorabtriebswelle gelagert sein, wodurch zusätzliche
Lagerstellen vermieden werden. Dennoch ist insbesondere bei Kombination mit den
vorerwähnten Maßnahmen eine große Eintauchtiefe möglich.
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Eine kompakte und günstige Bauweise ergibt sich, wenn der Motor und
sein Gehäuse in Funktionsstellung oberhalb des Umwälzbelüfters innerhalb der Gaszuführung
angeordnet sind.
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Gegebenenfalls kann der Motor insbesondere bei großen Leistungen oder
für einen überwiegenden Einsatz mit großen Eintauchtiefen auf einem zweiten Wellenende
einen zusätzlichen Ventilatorflügel tragen, wodurch die Kühlung des Motors verbessert
werden kann.
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Dies ist auch dann zweckmäßig, wenn die Vorrichtung zum Zuführen von
heißen Rauchgasen od. dgl. dienen soll.
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Eine Ausgestaltung von besonderer Bedeutung kann darin bestehen, daß
insbesondere an der Außenseite der Vorrichtung, vorzugsweise an der Außenseite der
Gaszuführung od. dgl. ein Schwimmer angeordnet ist. Dadurch kann die Vorrichtung
auf einfache Weise auf den unterschiedlichsten Flüssigkeitsoberflächen auch in freien
Gewässern oder in Klärteichen od. dgl. auf einfache Weise eingesetzt werden. Dabei
kann der Schwimmer od. dgl. lösbar und vorzugsweise höhenverstellbar an der Vorrichtung
angreifen. Dadurch sind wiederum Anpassungen auch der schwimmenden Vorrichtung an
unterschiedliche Eintauchtiefen möglich.
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Der Schwimmer kann Ring- oder Kugelform aufweisen. Zweckmäßig ist
es, wenn der Schwimmer aus wenigstens zwei zusammensetzbaren Ringstücken besteht,
welche durch ihre Verbindung auf der Außenseite der Vorrichtung anklemmbar und/oder
formschlüssig anschließbar sind. Dies ergibt eine besonders einfache Konstruktion,
bei welcher bei Bedarf der Schwimmer schnell gelöst und in anderer Höhenlage wieder
angeschlossen werden kann.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform von besonderer Bedeutung kann darin
bestehen, daß an der Motorlüfterhaube des als Antriebsmotor vorgesehenen Elektromotors
eine Kühlluft-Saugleitung innerhalb des über die Flüssigkeitsoberfläche ragenden
Gehäuses angeordnet ist, welche vorzugsweise ebenfalls über die Flüssigkeitsoberfläche
ragt, und daß die Abluft für die Motorkühlung zwischen der Gehäusewand und dieser
Kühlluft-Saugleitung, insbesondere einem starren Rohr, ausströmt. Dadurch eignet
sich diese Ausführungsform vor allem zum Begasen von Abwässern mit heißen Rauchgasen.
Die Führung für die Abluft isoliert nämlich dann diese Rauchgase gegenüber der Kühlluft
des Motors. Insbesondere für eine Schaumbeseitigung ist es vorteilhaft, wenn sich
die Gaszuführung od. dgl. oberhalb des Rotors oder eines von dem Umwälzbelüfter
nach unten begrenzten zylindrischen Rohres trichterförmig gegen die Flüssigkeitsoberfläche
hin erweitert. Da die Vorrichtung in ihrer Eintauchtiefe verstellbar sein kann,
ist es dadurch möglich, den oberen Rand dieses Trichters
auf eine
Schaumschicht so einzustellen, daß der Schaum von der Oberfläche einer Flüssigkeit
in einer gewlinachten Dicke nach innen gesaugt und wieder in die Flüssigkeit befördert
wird, wodurch der Schaum zerstört werden kann. Gegenüber einer rein zylindrischen
Gas zuführung hat dabei die Trichter~ form den Vorteil, eine größere Oberfläche
des Flüssigkeitsspiegels erfassen zu können.
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Eine weitere Ausgestaltung von erheblicher Bedeutung kann darin bestehen,
daß die Vorrichtung insbesondere wenigstens drei tiefer als der Umwälzbelüfter und
sein Rotor ragende Füße als Anschläge gegenüber dem Boden eines Flüssigkeitsbehältnisses
aufweist. Dadurch wird verhindert, daß bei einem Absinken des Flüssigkeitsspiegels
oder bei schwankender Füllhöhe der Umwälzbelüfter auf den Boden des Behältnisses
gelangt und die Vorrichtung ein labiles Gleichgewicht erhält. Vor allem wird der
Umwälzbelüfter selbst vor Beschädigungen geschützt.
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Wenigstens einer, vorzugsweise zwei der Füße können durchgehend hohl
sein zur Aufnahme von vorzugsweise vom Boden des Flüssigkeitsbehältnisses bis insbesondere
über den Flüssigkeitsspiegel ragenden Führungsstangen od. dgl. Diese Führungsstangen
erlauben ein Fixieren der Vorrichtung an einer bestimmten Stelle und verhindern
ein Verdrehen der Vorrichtung während des Betriebes. Relativ zu diesen Stangen kann
jedoch die Vorrichtung dennoch - sofern sie z. B. schwimmt - einer schwankenden
Füllhöhe frei angepaßt werden, bis bei einem Absinken des Flüssigkeitsspiegels ihre
Füße den Boden berühren.
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Um die Eintauchtiefe variieren zu können, kann es zweckmäßig sein,
wenn das Motorgehäuse und/oder die Gaszuführung od. dgl.
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in ihrer vertikalen Ausdehnung verstellbar sind. Z. B. kann es möglich
sein, daß das Motorgehäuse und/oder die Gaszuführung teleskopartig ausziehbar sind
oder an ihrem oberen Rand Flansche od. dgl. zum flüssigkeitsdichten Aufsetzen von
Verlängerungsstücken aufweisen.
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Vor allem bei Kombination einzelner oder mehrerer der vorbeschriebenen
Maßnahmen kann eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art gebildet werden, welche
sehr universell entweder zur Beseitigung von Schaum oder zur Belüftung bzw. Begasung
unterschiedlichster Flüssigkeiten herangezogen werden kann, ohne daß die Herstellung
der Vorrichtung einen erheblichen Aufwand mit sich bringt. Gerade durch die Einfachheit
der Konstruktion und die gute Anpaßbarkeit an unterschiedlichste Betriebsbedingungen
erlaubt den Einsatz sowohl bei freien Gewässern als auch innerhalb von Behältern
unterschiedlichster Art.
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Nachstehend ist die Erfindung mit ihren ihr als wesentlich zugehörenden
Einzelheiten anhand der Zeichnung noch näher beschrieben. Es zeigt: Fig. 1 eine
Seitenansicht und Fig. 2 eine Draufsicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung mit quadratischem Grundriß, Fig. 3 eine erfindungsgemäße Vorrichtung
innerhalb eines Flüssigkeitsbehältnisses, Fig. 4 einen schematisierten Längsschnitt
durch eine abgewandelte Ausführungsform und Fig. 5 eine Draufsicht dieser Ausführungsform
mit rundem Grundriß sowie Fig. 6 eine Ausführungsform für größere Eintauchtiefen.
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Eine in den Figuren 1 bis 3 im Ganzen mit 1, in den Figuren 4 und
5 mit 1 a und in Fig. 6 mit 1 b bezeichnete Vorrichtung dient zur Begasung von Flüssigkeiten
2 oder auch zur Beseitigung von Schaum von einer Flüssigkeitsoberfläche. Allen drei
Ausführungsformen
der Vorrichtung ist gemeinsam, daß sie einen in die Flüssigkeit 2 eintauchenden
Umwälzbelüfter 3, eine konzentrisch zu der Antriebswelle 4 des Umwälzbelüfters 3
angeordnete Führung 5, welche mit einem Spaltabstand 6 oberhalb des Rotors 7 des
Umwälzbelüfters 3 endet (vgl. Fig. 4 und 6), und einen Antriebsmotor 8 für diesen
Umwälzbelüfter 3 aufweist.
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Erfindungsgemäße ist jeweils zur Aufnahme des Antriebsmotors 8 ein
gegen die Flüssigkeit 2 dichtes Gehäuse 9 vorgesehen, welches zumindest teilweise
unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche liegen kann und zumindest eine Öffnung 10 oberhalb
des Flüssigkeitsspiegels besitzt. Diese Öffnung 10 kann auch an einer zur Flüssigkeitsoberfläche
führenden Verbindung angeordnet sein, ist jedoch in allen dargestellten Ausführungsbeispielen
an einer entsprechenden Verlängerung des Gehäuses 9 vorgesehen. Die Ausführungsbeispiele
gemäß den Figuren 1, 3 und 4 zeigen dabei noch eine dachartige Abdeckung 11 der
Öffnung 10, welche diese gegen Verschmutzung schützt. Durch die Öffnung 10 kann
Kühlluft zu dem Motor 8 gelangen und die erwärmte Kühlluft kann auch wieder in das
Freie ausströmen. Wie bereits erwähnt, ragen in den Ausführungsbeispielen die vertikalen
Gehäusewandungen 12 bis über die Flüssigkeitsoberfläche.
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In den Figuren 4 und 6 erkennt man, daß der Rotor 7 des Umwälzbelüfters
3 fliegend auf der Motorabtriebswelle, welche gleichzeitig die Antriebswelle für
den Rotor 7 bildet, gelagert ist. Dadurch werden zusätzliche Lagerstellen vermieden.
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Diese Konstruktion ist dadurch möglich, daß der Motor 8 aufgrund der
erfindungsgemäßen Ausbildung der gesamten Vorrichtung 1, 1 a und 1 b sehr nahe an
dem Rotor angeordnet sein kann. Dennoch kann als Motor 8 ein beliebiger Elektromotor
od. dgl. Verwendung finden, da er selbst nicht der Flüssigkeit ausgesetzt wird.
Dabei sind der Motor 8 und sewn Gehäuse 9 in Funktionsstellung oberhalb des Umwälzbelüfters
3 innerhalb der Gaszuführung 5 angeordnet. In nicht näher dargestellter
Form
kann der Motor auf einem zweiten, nach der anderen Seite ragenden Wellenende einen
zusätzlichen Ventilatorflügel zur Verbesserung der Kühlung insbesondere bei einer
relativ großen Eintauchtiefe tragen.
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Bei den Ausgestaltungsformen gemäß den Figuren 3 und 4 ist vorgesehen,
daß an der Außenseite der Vorrichtung 1 bzw. 1 a, in diesen Ausführungsbeispielen
an der Außenseite der Gaszuführung 5 ein Schwimmer 13 angeordnet ist. Dieser Schwimmer
13 kann lösbar und vorzugsweise höhenverstellbar an den Vorrichtungen angreifen.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 hat er Ringform. Er könnte jedoch auch eine andere
Form haben. In den Figuren 1 bis 3 ist beispielsweise erkennbar, daß bei rechteckiger,
in diesen Ausführungsbeispielen quadratischer Ausbildung des Grundrisses der Vorrichtung
1 an zumindest zwei gegenüberliegenden Seiten, in diesem Falle an allen vier Seiten,
Schwimmerkästen 13 a angeordnet sind. Bei ringförmig ausgebildetem Schwimmer 13
kann dieser zweckmäßigerweise aus wenigstens zwei zusammensetzbaren Ring stücken
bestehen, welche durch ihre Verbindung auf der Außenseite der Vorrichtung 1 a bzw.
auch 1 b anklemmbar und u. U. auch formschlüssig anschließbar sind. Die Vorrichtung
kann mit Hilfe solcher Schwimmer, wie in Fig. 3 dargestellt, auf beliebigen Flüssigkeitsoberflächen
eingesetzt werden.
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Das Gehäuse 9 für den Motor 8 ist innerhalb der Gaszuführung 5 durch
an dieser angreifende Streben 14 od. dgl. Verbindungselemente fixiert. Dadurch wird
dieses Gehäuse 9 auch im unteren Bereich, in welchem die dynamischen Kräfte auftreten,
festlegbar, ohne daß die Zufuhr von Luft od. dgl. Gas zu dem Rotor 7 nennenswert
beeinträchtigt wird. Man erkennt in den Ausführungsbeispielen deutlich, daß das
Gehäuse und die Streben oberhalb eines Erweiterungsbereiches der Gaszuführung angeordnet
sind, so daß die Durchschrittsquerschnitte für die zuzuführenden Gase praktisch
durch das eingefügte Gehäuse 9 nicht beeinträchtigt werden.
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Fig. 4 ist ein Besipiel dafür, daß an der Motorlüfterhaube 15 des
als Antriebsmotor 8 vorgesehenen Elektromotors eine Kühlluft-Saugleitung 16 innerhalb
des über die Flüssigkeitsoberfläche ragenden Gehäuses 9 od. dgl. Verbindung ins
Freie angeordnet sein kann, welche vorzugsweise ebenfalls über die Flüssigkeitsoberfläche
ragt, und daß die Abluft für die Motorkühlung zwischen der Gehäusewandung 12 und
dieser Kühlluft-Saugleitung 16 ausströmen kann. Dabei handelt es sich bei der Kühlluft-Saugleitung
vorzugsweise um ein starres Rohr.
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Diese Ausführungsform ist besonders dafür geeignet, heiße Rauchgase
od. dgl. in eine Flüssigkeit zu leiten. Dennoch wird eine ausreichend gute Kühlung
des Motors 8 durch die vorbeschriebene Maßnahme sichergestellt, da die zugeführte
Kühlluft gegen die heißen Rauchgase nochmals durch den Luftmantel in dem Ausström-Ringspalt
zwischen der Wandung 12 und dem Rohr 16 isoliert ist. Gleichzeitig wird dadurch
eine zu frühe Kühlung der heißen Gase verhindert.
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Es sei noch erwähnt, daß die Antriebswelle 4 für den Rotor 7 des Umwälzbelüfters
3 und dieser Rotor 7 selbst einstückig vorzugsweise aus Kunststoff od. dgl. gegossen
sein können. Dadurch wird die Herstellung weiter vereinfacht.
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In allen Ausführungsbeispielen ist vorgesehen, daß sich die Gas zuführung
5 oberhalb des Rotors 7 oder eines von dem Umwälzbelüfter 3 nach unten begrenzten
zylindrischen Rohres trichterförmig gegen die Flüssigkeitsoberfläche hin erweitert,
wobei diese Erweiterung in den Ausführungsbeispielen nochmals in vertikale Wandungen
übergeht. Dadurch wird, wie bereits erwähnt, ein ausreichender Durchtrittsquerschnitt
für die zuzuführenden Gase trotz des innerhalb dieser Zuführung liegenden Gehäuses
9 für den Motor 8 sichergestellt. Gleichzeitig wird an der Oberfläche der Flüssigkeit
ein derartig großer Umfang der Öffnung 10 erzielt, daß diese zum Absaugen von Schaum
von der Flüssigkeitsoberfläche geeignet wird. Für diesen Zweck
kann
die Zuführung sich im Bereich der Flüssigkeitsoberfläche gegebenenfalls nochmals
trichterförmig erweitern.
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In den Figuren 1 bis 3 ist dargestellt, wie bei einem Absinken des
Flüssigkeitsspiegels verhindert werden kann, daß der Rotor 7 mit dem Boden 17 eines
Behältnisses 18 in Berührung kommt.
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Dabei könnte anstelle eines behälterartigen Behältnisses 18 auch ein
Teich, eine Jauchegrube od. dgl. gemeint sein. Im Falle der Fig. 3 ist der besseren
Deutlichkeit wegen ein echter Behälter 18 mit einem oberen Abschluß 19 und einem
in diesem Abschluß 19 angeordneten, öffenbaren Deckel 20 dargestellt, wobei die
Vorrichtung entweder durch den abnehmbaren Abschluß 19 oder den Deckel 20 eingesetzt
werden kann.
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Das Aufsetzen des Umwälzbelüfters 3 auf den Boden 17 wird dadurch
verhindert, daß die Vorrichtung insbesondere wenigstens drei, im Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 2 sogar vier tiefer als der Umwälzbelüfter 3 und sein Rotor 7 ragende
Füße 21 als Anschläge gegenüber dem Boden 17 des Flüssigkeitsbehältnisses 18 aufweisen.
Sinkt der Flüssigkeitsspiegel erheblich ab, gelangen die Füße 21 in Kontakt mit
dem Boden, bevor der Rotor 7 dies tun kann. Um dabei die ganze Vorrichtung zu stabilisieren
und Drehbewegungen der Vorrichtung zu verhindern, ist wenigstens einer, vorzugsweise
zwei der Füße 21 und im Interesse einer möglichst preiswerten Serienfertigung kann
dies für alle Füße gelten, durchgehend hohl, so daß die Füße 21 zur Aufnahme von
vorzugsweise vom Boden 17 des Flüssigkeitsbehältnisses 18 bis insbesondere über
den Flüssigkeitsspiegel ragenden Führungsstangen 22 od. dgl. geeignet ist. An diesen
Stangen 22 kann also die Vorrichtung, geführt durch ihre Füße 21, bei einer Veränderung
de 9 des Flüssigkeitsspiegels ungehindert auf- und abgleiten, ohne daß sie selbst
sich in Drehung versetzt oder mit dem Rotor 7 in Bodenberührung kommt. In Fig. 3
ist dabei angedeutet, daß die Führungsstangen 22 durch den dort vorhandenen Deckel
20 in ihrer Lage gehalten sein können. Es ist jedoch auch eine andere Verankerung
dieser Stangen 22 oberhalb
des Flüssigkeitsspiegels möglich.
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Ähnlich können selbstverständlich auch die Vorrichtungen 1 a und 1
b gemäß den Figuren 4 und 6 ausgestaltet sein.
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Das Motorgehäuse 9 und die zugehörige Gaszuführung 5 können in ihrer
vertikalen Ausdehnung verstellbar sein, um unterschiedliche Eintauchtiefen der Vorrichtung
zu erlauben. Dazu können diese Teile beispielsweise teleskopartig ausziehbar sein
oder an ihrem oberen Rand Flansche 23 od. dgl. zum flüssigkeitsdichten Aufsetzen
von Verlängerungsstücken 24 od.dgl.
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aufweisen. In Fig. 6 ist eine derartige Anordnung angedeutet, wobei
in diesem Falle das Verlängerungsstück 24 einen Anschlußstutzen 25 für das einzuleitende
Gas trägt. Insgesamt ergibt sich insbesondere bei Kombination einzelner oder mehrerer
der vorbeschriebenen, einzeln und in ihrer Gesamtheit erfindungswesentlichen Merkmale
und Maßnahmen eine Vorrichtung, welche sehr vielseitig sowohl zur Beseitigung von
Schaum als auch zur Belüftung oder Begasung unterschiedlichster Flüssigkeiten herangezogen
werden kann, ohne daß eine aufwendige Anpassung und Konstruktion der gesamten Vorrichtung
notwendig ist. Die vorbeschriebenen Maßnahmen erlauben es vielmehr, eine insgesamt
einfach herstellbare und dementsprechend wenig reparaturanfällige und robuste Vorrichtung
für die unterschiedlichsten Begasungsfälle in Flüssigkeiten verwenden zu können.
Aufwendige Spezialmotoren für große Eintauchtiefen oder teure Lagerungen für lange
Motor-Abtriebswellen zum Antrieb des Rotors werden auf einfache und zweckmäßige
Weise vermieden, ohne daß dadurch wesentliche Zusatzaufwendungen notwendig sind.
Im Gegenteil wird durch den sehr nah an den Rotor herangelegten Motor der Schwerpunkt
der ganzen Vorrichtung in vorteilhafter Weise so tief gelegt, daß die Vorrichtung
bei Verwendung von sie haltenden Schwimmern 13 praktisch stabil auf einer Flüssigkeitsoberfläche
schwimmen kann.
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Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und
der
Zeichnung dargestellten Merkmale und Konstruktionsdeatils können sowohl einzeln
als auch in beliebiger Kombination miteinander wesentliche Bedeutung haben.
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-Ansprüche-