SK5462001A3 - System for vertically aerating and/or mixing liquids - Google Patents
System for vertically aerating and/or mixing liquids Download PDFInfo
- Publication number
- SK5462001A3 SK5462001A3 SK546-2001A SK5462001A SK5462001A3 SK 5462001 A3 SK5462001 A3 SK 5462001A3 SK 5462001 A SK5462001 A SK 5462001A SK 5462001 A3 SK5462001 A3 SK 5462001A3
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- liquid
- air
- mixing
- impeller
- aerating
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/02—Aerobic processes
- C02F3/12—Activated sludge processes
- C02F3/14—Activated sludge processes using surface aeration
- C02F3/145—Protection against aerosols
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
- B01F23/20—Mixing gases with liquids
- B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
- B01F23/233—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements
- B01F23/2334—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements provided with stationary guiding means surrounding at least partially the stirrer
- B01F23/23341—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements provided with stationary guiding means surrounding at least partially the stirrer with tubes surrounding the stirrer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
- B01F23/20—Mixing gases with liquids
- B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
- B01F23/233—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements
- B01F23/2336—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements characterised by the location of the place of introduction of the gas relative to the stirrer
- B01F23/23362—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements characterised by the location of the place of introduction of the gas relative to the stirrer the gas being introduced under the stirrer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
- B01F27/25—Mixers with both stirrer and drive unit submerged in the material being mixed
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F33/00—Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
- B01F33/50—Movable or transportable mixing devices or plants
- B01F33/503—Floating mixing devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
- B01F35/30—Driving arrangements; Transmissions; Couplings; Brakes
- B01F35/32—Driving arrangements
- B01F35/321—Disposition of the drive
- B01F35/3213—Disposition of the drive at the lower side of the axis, e.g. driving the stirrer from the bottom of a receptacle
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/02—Aerobic processes
- C02F3/12—Activated sludge processes
- C02F3/14—Activated sludge processes using surface aeration
- C02F3/16—Activated sludge processes using surface aeration the aerator having a vertical axis
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F2101/00—Mixing characterised by the nature of the mixed materials or by the application field
- B01F2101/305—Treatment of water, waste water or sewage
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
- B01F25/30—Injector mixers
- B01F25/31—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Aeration Devices For Treatment Of Activated Polluted Sludge (AREA)
Abstract
Description
Oblasť technikyTechnical field
Vynález sa týka zariadenia na vertikálne prevzdušňovanie a/alebo miešanie kvapalín, t. j. zariadenia čistenia a úpravy vôd v oblasti ochrany životného prostredia, okysličovania stojatých vôd v nádržiach, rybníkoch a priehradách, ako aj rozpúšťania plynov v kvapalinách.The invention relates to a device for vertically aerating and / or mixing liquids, i. j. water purification and treatment facilities for environmental protection, stagnant water oxygenation in reservoirs, ponds and dams, as well as gas dissolution in liquids.
Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Súčasné zariadenia používajú na prevzdušňovanie kvapalín spôsob vyplývajúci z ich mechanického alebo pneumatického princípu.Current devices use a method resulting from their mechanical or pneumatic principle for aerating liquids.
Mechanické zariadenia zabezpečujú prevzdušňovanie kvapalín pomocou prúdenia kvapaliny diagonálnym alebo radiálnym kolesom. Známe sú zariadenia zabezpečujúce prevzdušňovanie kvapalín diagonálnym kolesom, ktoré je čiastočne ponorené do kvapaliny a ktoré pri rotácii dopravuje kvapalinu uzatvoreným diagonálnym kanálom nad hladinu kvapaliny, kde ju rozstrekuje a tým premiešava so vzduchom.Mechanical devices ensure the aeration of liquids by the flow of liquid through the diagonal or radial wheel. There are known devices for aerating liquids with a diagonal wheel which is partially submerged in a liquid and which, in rotation, transports the liquid through a closed diagonal channel above the liquid surface where it sprays it and mixes it with air.
Nevýhodou spôsobu činnosti takýchto zariadení je prítomnosť hmloviny a aerosolov, ktoré vznikajú pri rozstreku kvapaliny vo vzduchu, čo pri chemických látkach alebo pri znečistenej kvapaline spôsobuje hygienickú závadnosť v ich okolí. Taktiež sa takéto zariadenia vyznačujú častou poruchovosťou a nízkou vytäžiteľnosťou kyslíka zo vzduchu.A disadvantage of the operation of such devices is the presence of nebula and aerosols, which arise when the liquid is sprayed in the air, which in the case of chemicals or contaminated liquid causes hygienic defects in their surroundings. Also, such devices are characterized by frequent failure and low oxygen recovery from the air.
Ďalšie mechanické zariadenia zabezpečujú prevzdušňovanie kvapalín radiálnym kolesom, ktoré je ponorené na dne nádrže v kvapaline a ktoré pri rotácii dopravuje kvapalinu v radiálnom smere. Dopravovaná kvapalina vytvára pritom v statore zariadenia nasávací účinok, ktorým sa privádza vzduch cez vzduchové potrubia vyústené nad hladinu kvapaliny, následne sa vzduch zmiešava s kvapalinou a potom vytláča kanálmi nainštalovanými na telese statora zariadenia do kvapaliny.Other mechanical devices provide for the aeration of liquids by a radial wheel which is submerged at the bottom of the tank in the liquid and which in rotation rotates the liquid in the radial direction. The liquid to be conveyed thereby forms a suction effect in the stator of the device by means of which air is supplied through the air ducts above the liquid level, then the air is mixed with the liquid and then forced through the channels installed on the stator housing of the device into the liquid.
·· · • · ··..': p.:..: : /·· · • ··· ': p.: ..:: /
-2- ·.· : ......-2- ·. ·: ......
Nevýhodou takýchto zariadení je potreba ich inštalácie na dne nádrže s kvapalinou z dôvodu zabezpečenia účinného miešania kvapaliny. Toto má však za následok veľké energetické nároky na zabezpečenie nasávania vzduchu a vznik tzv.A disadvantage of such devices is the need to install them at the bottom of the liquid tank in order to ensure efficient mixing of the liquid. This, however, results in high energy requirements for air intake and so-called air intake.
prúdových komínov vytvorených vytekaním zmesi kvapaliny a vzduchu radiálnymi kanálmi nepohyblivo inštalovanými na ich statore.flow stacks formed by the discharge of a mixture of liquid and air through radial channels immovably mounted on their stator.
Iné mechanické zariadenia zabezpečujú prevzdušňovanie kvapalín prostredníctvom ejektora, do ktorého je radiálnym čerpadlom dopravovaná kvapalina vytvárajúca svojim prúdením v ejektore podtlak, ktorý zabezpečuje nasávanie vzduchu vzduchovým potrubím vyvedeným nad hladinu kvapaliny.Other mechanical devices provide for aeration of liquids by means of an ejector to which a fluid is conveyed by a radial pump, generating a negative pressure in the ejector through the ejector, which ensures the suction of air through the air duct above the liquid level.
Nevýhodou spôsobu činnosti takýchto zariadení je požadovaná vyššia rýchlosť prúdenia kvapaliny v ejektore zabezpečujúca nasávanie vzduchu a ich malá účinnosť v dôsledku vzniku strát u prúdiacej kvapaliny v ejektore a z dôvodu vytvorenia tzv. prúdových komínov vytvorených vytekaním zmesi kvapaliny a vzduchu z ejektora.A disadvantage of the way of operation of such devices is the required higher speed of liquid flow in the ejector ensuring air intake and their low efficiency due to losses of the flowing liquid in the ejector and due to the formation of so-called. flow stacks formed by the discharge of a mixture of liquid and air from the ejector.
Známe je i mechanické zariadenie podľa úžitkového vzoru CZ č. 10103 a CZ PV 1988-2787 kde sa prevzdušňovanie vykonáva vrtulovým čerpadlom, ktorého obežné koleso je upevnené k dolnej časti zvislého dutého hiadeľa. Dutý hriadeľ má pritom vytvorené otvory s mriežkou v hornej časti pre nútený prívod vzduchu alebo plynu a v dolnej časti pri lopatkách obežného kolesa špirálovitého tvaru hrúbku zväčšujúcu sa tangenciálne smerom k výtokovej hrane, kde sa rotáciou lopatiek vybavených ďaľšou mriežkou rozptyľuje vo forme bublín do kvapaliny, ktoré potom unikajú k jej hladine. Obežné koleso je pritom osadené v súosovo osadenom zvislom obojstranne priebežnom rúrkovom difúzore a podľa smeru jeho rotácie umožňuje meniť smer prietoku kvapaliny v rúrkovom difúzore. Pri vypnutom prívode vzduchu alebo plynu zariadenia pritom pracuje v rúrkovom difúzore ako bežný prietokový miešač kvapaliny a pri zapnutí tlakového vzduchu alebo plynu ako jej prevzdušňovač.The mechanical device according to utility model CZ no. 10103 and CZ PV 1988-2787 where aeration is carried out by a propeller pump whose impeller is fixed to the bottom of the vertical hollow shaft. The hollow shaft has openings with a grille in the upper part for forced air or gas supply and in the lower part at the blades of the spiral-shaped impeller increasing in thickness tangentially towards the outlet edge, where it is scattered in the form of bubbles by rotating the blades equipped with another grating. then escape to her surface. In this case, the impeller is mounted in a coaxially vertically arranged tubular diffuser in a coaxial direction and, depending on the direction of rotation thereof, it is possible to change the direction of fluid flow in the tubular diffuser. In this case, when the air or gas supply is switched off, the device operates in the tubular diffuser as a conventional fluid flow mixer and, when the compressed air or gas is switched on, as its aerator.
Nevýhodou takéhoto riešenia je vysoká cena zdroja tlakového vzduchu ako aj rozvodu stlačeného vzduchu, nutnosť použitia výkonného motora, zabezpečujúceho prečerpávanie veľkého objemu kvapaliny v úzkom rúrkovitom otvore difúzora ako pri miešaní, tak i pri prevzdušňovaní kvapaliny a prekonanie odporov brodenia ponorenej časti zariadenia.The disadvantage of such a solution is the high cost of the source of compressed air as well as the distribution of compressed air, the necessity of using a powerful motor ensuring pumping of a large volume of liquid in the narrow tubular bore of the diffuser both during mixing and aerating the liquid.
• ·• ·
Tiež je známe riešenie podľa WO 97/11772 kde je motor namontovaný vo vodotesnej komore, ktorá plní funkciu plaváka a zároveň usmerňovača prúdenia miešanej kvapaliny, pričom motor poháňa obežné koleso ponorené kolmo alebo šikmo do kvapaliny. Zariadenie pritom môže byť vybavené prívodom stlačeného plynu vyústeného k obežnému kolesu a súčasne môže byť obežné koleso umiestnené medzi šikmo sa rozširujúcimi doskami, upevnenými na vodotesnej komore, pripadne i vo vodiacich doskách vyústených nad hladinou. Vodotesná komora môže byť vybavená lopatkami a plniť funkciu veľkého obežného kolesa. Pri vypnutom prívode stlačeného plynu zariadenie plní funkciu bežného miešadla kvapaliny, prúdiacej smerom k jej dnu a pri zapnutom prívode stlačeného vzduchu funkciu prevzdušňovania kvapaliny prúdiacej rovnakým smerom.A solution according to WO 97/11772 is also known where the motor is mounted in a watertight chamber which functions as a float and at the same time as a mixed fluid flow baffle, the motor driving the impeller immersed perpendicularly or obliquely into the liquid. In this case, the device can be equipped with a supply of compressed gas leading to the impeller and at the same time the impeller can be placed between the obliquely expanding plates fixed to the waterproof chamber, possibly also in the guide plates opening above the surface. The waterproof chamber can be equipped with blades and serve as a large impeller. When the compressed gas supply is switched off, the device functions as a conventional liquid stirrer flowing towards the bottom thereof, and when the compressed air supply is switched on, it acts as an aerator for the liquid flowing in the same direction.
Nevýhodou takéhoto riešenia je vysoká cena zdroja tlakového vzduchu, vysoká cena rozvodu stlačeného vzduchu, prekovávanie veľkého odporu kvapaliny vznikajúceho počas rotácie lopatiek obežného kolesa v kvapaline medzi rozširujúcimi sa doskami vodotesnej komory, neumožnenie jemného rozptylu vzduchu pri prevzdušňovaní kvapaliny, konštrukčná zložitosť, nákladnosť a vysoká energetická náročnosť počas prevádzky. Iný variant tohto riešenia rozstrekuje miešanú alebo prevzdušňovanú kvapalinu rozstrekom nad jej hladinu, čím vzniká hmlovina a aerosóly, čo pri chemických látkach alebo pri znečistenej kvapaline spôsobuje hygienickú závadnosť v ich okolí.The disadvantage of such a solution is the high cost of the compressed air source, the high cost of the compressed air distribution, the overflow of the large liquid resistance arising during the rotation of the impeller blades in the liquid between the expanding waterproofing plate, the diffusion of air in the aerating liquid, high complexity, costly and costly during operation. Another variant of this solution sprays the mixed or aerated liquid by spraying above its surface, creating a nebula and aerosols, which in the case of chemicals or contaminated liquid causes hygienic harmfulness in their vicinity.
Rovnako je známe riešenie podľa patentu US č. 5,454,986, ktoré sa skladá z premiešacej nádrže s poloprstencovitým dnom, umiestneným hlbšie ako dno stredu tejto nádrže. Nad vyvýšeným stredom dna nádrže je umiestnené obežné koleso, spojené s hriadeľom a motorom. Motor je umiestnený nad hladinou. K obežnému kolesu je privedený tlakoý vzduch, ktorý je unášaný prúdom kvapaliny smerom k poloprstencovému dnu. Prúd kvapaliny vytvára obežné koleso vzdušňovanej kvapaliny.A solution according to U.S. Pat. No. 5,454,986, which consists of a mixing tank with a semi-annular bottom positioned deeper than the bottom of the center of the tank. Above the raised center of the tank bottom there is an impeller connected to the shaft and the engine. The engine is located above the surface. Compressed air is supplied to the impeller, which is entrained by the flow of liquid towards the semicircular bottom. The liquid stream forms the impeller of the liquid to be aerated.
Nevýhodou riešenia je, že vyžaduje nádrž s náročnou i nákladnou konštrukciou a skutočnosťou, že toto riešenie je určené pre malé objemy nádrží.The disadvantage of the solution is that it requires a tank with a demanding and expensive construction and the fact that this solution is designed for small tank volumes.
Pneumatické zariadenia zabezpečujúce prevzdušňovanie kvapalín prevažne pozostávajú zo zdroja tlakového vzduchu, najčastejšie dúchadla, prevzdušňovacích membrán zabezpečujúcich rozdelenie tlakového vzduchu na malé bublinky a dopravných rozvodov tlakového vzduchu od zdroja tlakového vzduchu po prevzdušňovacie membrány.Pneumatic devices for the aeration of liquids mainly consist of a source of compressed air, most often a blower, aeration membranes ensuring the distribution of compressed air into small bubbles and compressed air transport lines from the compressed air source to the aeration membranes.
• · · · · · • · ·• · · · · · · · · ·
Nevýhodou spôsobu činnosti pneumatických zariadení na prevzdušňovanie kvapalín je, že vyžadujú použitie hlučných zdrojov tlakového vzduchu s drahým stavebným objektom, vybudovanie zložitých dopravných potrubných rozvodov tlakového vzduchu a vyprázdnenie nádrže pri inštalácii prevzdušňovacích membrán. Technická zložitosť takýchto zariadení spôsobuje častú poruchovosť prevzdušňovacích membrán z dôvodu upchávania malých otvorov, rozdeľujúcich dopravovaný vzduch na malé bubliny, resp. zabezpečujúcich neustále pretrhovanie prúdu vzduchu počas ich prevádzky. Z týchto dôvodov uvedené zariadenia vyžadujú vysoké investičné náklady.A disadvantage of the way pneumatic fluid aeration devices operate is that they require the use of noisy compressed air sources with an expensive building object, the construction of complicated compressed air ducts and the emptying of the tank when installing the aeration membranes. The technical complexity of such devices causes frequent failure of the aeration membranes due to the clogging of small openings separating the conveyed air into small bubbles or air bubbles. ensuring that the air flow is constantly ruptured during operation. For these reasons, these devices require high investment costs.
Spoločnou nevýhodou skôr uvedených zariadení pracujúcich na ich princípe je, že nie sú použiteľné na miešanie kvapaliny bez miešania so vzduchom a preto pri potrebe striedania miešania kvapaliny bez vzduchu a so vzduchom je potrebné použiť dve jednoúčelové zariadenia so samostatnými komorami pre kvapalinu, ktoré sú vzájomne prepojené potrubím s vhodnými armatúrami, čím sú technicky zložité a ekonomicky nákladné.A common disadvantage of the aforementioned devices operating on their principle is that they are not usable for mixing liquid without mixing with air and therefore, in the need of alternating mixing of the liquid without air and air, it is necessary to use two dedicated devices with separate liquid chambers interconnected piping with suitable fittings making them technically complex and economically expensive.
Známe je aj zariadenie na prevzdušňovanie a/alebo miešanie kvapalín podľa úžitkového vzoru SK č. z. 2841 (PÚV 0143-2000), kde spôsob prevzdušňovania a/alebo miešania kvapalín priamo vyplýva z jeho činnosti. Zariadenie má elektromotor inštalovaný nad hladinou kvapaliny, ktorý otáča obežné koleso s axiálnymi lopatkami a ktoré dopravuje kvapalinu vo vertikálnom smere od dna nádrže cez nasávacie hrdlo, rozvádzacie lopatky a dopravný kanál do zmiešavacieho kolesa, v ktorom kvapalina svojim dynamickým účinkom vytvára podtlak v nasávacej štrbine, čím je nasávaný vzduch nasávacím potrubím a zmiešavaný s kvapalinou. Vzniknutá zmes kvapaliny a bubliniek vzduchu je potom dopravovaná cez usmerňujúce lopatky v horizontálnom smere do nádrže, pričom zakrivenie usmerňujúcich lopatiek udáva zmiešavaciemu kolesu rotáciu. Zariadenie je nainštalované na nosnom plaváku, ktorý pláva na hladine kvapaliny a udržiava zariadenie v konštantnej hĺbke pod hladinou kvapaliny rozsahu od 0,1 m do 5,0 m.A device for aerating and / or mixing liquids according to utility model SK no. from. 2841 (DE 0143-2000), wherein the method of aerating and / or mixing liquids directly results from its operation. The device has an electric motor installed above the surface of the liquid, which rotates the impeller with axial vanes and which transports the liquid vertically from the bottom of the tank through the suction nozzle, guide vanes and transport channel to the mixing wheel in which the liquid creates a vacuum in the suction slot. whereby the intake air is sucked through the intake manifold and mixed with the liquid. The resulting mixture of liquid and air bubbles is then conveyed through the guide vanes in a horizontal direction to the tank, whereby the curvature of the guide vanes gives the mixing wheel rotation. The device is installed on a carrier float that floats at the liquid surface and keeps the device at a constant depth below the liquid surface range from 0.1 m to 5.0 m.
Nevýhodou spôsobu činnosti tohto zariadenia je, že elektromotor je inštalovaný nad hladinou, čo zväčšuje konštrukčné rozmery celého zariadenia, jeho váhu a požiadavky na osadenie jeho otočných častí. Ďalšou jeho podstatnou nevýhodou je použitie kombinácie vertikálneho prúdenia kvapaliny a jej presmerovania do horizontálneho smeru, čo zväčšuje hydraulické straty pri takomto spôsobe prevzdušňovania a/alebo miešania kvapalín, nakoľko horizontálny smer výtoku zmesi • · • ···· · ·· · . i 1 · :: : : :··:· · : · · ·..... ........The disadvantage of the method of operation of this device is that the electric motor is installed above the surface, which increases the design dimensions of the whole device, its weight and the requirements for fitting its rotating parts. Another major disadvantage is the use of a combination of vertical fluid flow and its redirection to the horizontal direction, which increases hydraulic losses in such a method of aerating and / or mixing liquids, as the horizontal direction of the mixture outlet. i 1 · :::: :·· · ·: · · ..... ........
kvapaliny a bubliniek vzduchu výrazne znižuje využitie dynamickej energie zmesi kvapaliny a bubliniek vzduchu.liquid and air bubbles significantly reduces the use of dynamic energy of the liquid-air mixture.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Uvedené nedostatky v značnej miere odstraňuje zariadenie na vertikálne prevzdušňovanie a/alebo miešanie kvapalín podľa vynálezu zložené z plaváka, ponorného elektromotora, obežného kolesa s axiálnymi lopatkami, vonkajšieho plášťa s rozvádzacími lopatkami, nasávacími potrubiami vzduchu, zmiešavacími komorami vzduchu s kvapalinou i zvonovitého telesa a nosného telesa, ktorého podstatou je, že na hladine prevzdušňovanej a/alebo miešanej kvapaliny je umiestnený nosný plavák spojený so zdola otvoreným zvonovitým telesom, v ktorom je osadené nosné teleso, ponorný elektromotor s hriadeľom, na ktorom je umiestnené obežné koleso s axiálnymi lopatkami. Pritom v nosnom telese zariadenia je ďalej umiestnený vertikálne pretekaný vonkajší plášť s rozvádzacími lopatkami a aspoň jedno nasávacie potrubie vzduchu s aspoň jednou zmiešavacou komorou kvapaliny a vzduchu tak, že nosné teleso zariadenia prepája priestor za rozvádzacími lopatkami, cez dýzu, s otvorom nasávacieho potrubia vzduchu a otvorom zmiešavacej komory kvapaliny a vzduchu.The aforementioned drawbacks are largely eliminated by the vertical aeration and / or mixing apparatus of the present invention comprising a float, a submersible electric motor, an impeller with axial blades, an outer casing with guide vanes, air intake manifolds, liquid-air mixing chambers and a bell-shaped body. The body of which is based on the fact that on the surface of the aerated and / or mixed liquid there is a support float connected to a bottom-open bell-shaped body in which the support body is mounted, a submersible electric motor with a shaft on which the impeller with axial blades. In addition, a vertically flowing outer casing with guide vanes and at least one air intake manifold with at least one liquid-air mixing chamber are arranged in the apparatus support body so that the apparatus carrier interconnects the space behind the guide vanes, via a nozzle, with an air intake opening and through the liquid-air mixing chamber.
Je pritom výhodné, ak os zmiešavacej komory kvapaliny a vzduchu zviera od vertikálnej osi ponorného elektromotora 0 až 60 uhlových stupňov a/ alebo, ak je dýza zariadenia umiestnená pod hladinou prevzdušňovanej a/alebo miešanej kvapaliny v hĺbke 0,1 až 5 m.Preferably, the axis of the liquid-air mixing chamber is 0 to 60 degrees from the vertical axis of the submersible electric motor and / or the nozzle of the device is located below the surface of the aerated and / or mixed liquid at a depth of 0.1 to 5 m.
Najväčšou výhodou zariadenia na vertikálne prevzdušňovanie a/alebo miešanie kvapalín podľa vynálezu je, že malou rýchlosťou a veľkým prietokovým množstvom kvapaliny je zabezpečené lepšie využitie energie elektromotora, ktorá je kvapaline odovzdaná obežným kolesom s axiálnymi lopatkami, čím je zabezpečené nasávanie požadovaného množstva vzduchuThe greatest advantage of the vertical aeration and / or mixing of liquids according to the invention is that the low speed and large flow rate of the liquid ensures better utilization of the electric motor energy which is transmitted to the liquid by the impeller with axial blades, thereby ensuring suction of the required amount of air.
Ďalšou výhodou tohto vynálezu je, že zvyšovanie výkonu takýchto zariadení je priamo závislé najmä od hmotnostného prietoku kvapaliny k čomu potrebuje obežné koleso s axiálnymi lopatkami minimálnu energiu. Taktiež je výhodou vertikálneho prevzdušňovania a/alebo miešania kvapalín podľa tohto vynálezu, že prúd zmesi vzduchu a kvapaliny, vytekajúci z jeho zmiešavacích komôr, je v kvapaline usmernený od vertikálneho prúdenia kvapaliny, v nádrži s kvapalinou, zmiešavacími komorami vA further advantage of the present invention is that increasing the performance of such devices is directly dependent, in particular, on the mass flow rate of the liquid, for which the impeller with axial blades requires minimal energy. It is also an advantage of the vertical aeration and / or mixing of liquids according to the invention that the air-liquid mixture flowing out of its mixing chambers is directed in the liquid from the vertical liquid flow, in the liquid tank, by the mixing chambers in the liquid.
- 6 ·· ···· ·· ···· • · • ··· ·· · rozsahu 0 až 60 uhlových stupňov, čo umožňuje väčšie využitie dynamickej energie zmesi kvapaliny a vzduchu i postupné rozrušovanie zmesi kvapaliny a vzduchu pri minimalizácii tvorby tzv. prúdových komínov, čím dosahuje až trojnásobné využitie kyslíka zo vzduchu, respektíve až jeho trojnásobný prestup do prevzdušňovanej kvapaliny voči súčasnému stavu techniky.- 6 ········· · 0 · 60 degrees, allowing greater utilization of the dynamic energy of the liquid-air mixture as well as gradual destruction of the liquid-air mixture while minimizing formation called. thus achieving up to three times the oxygen utilization from the air, or up to three times its transfer into the aerated liquid compared to the prior art.
Prehľad obrázkov na výkreseOverview of the figures in the drawing
Na pripojenom obr. 1 je schematicky znázornený príklad zariadenia na vertikálne prevzdušňovanie a/alebo miešanie kvapalín v priereze umiestnené v nádrži s kvapalinou podľa vynálezu.FIG. 1 is a schematic illustration of an example of a device for vertically aerating and / or mixing liquids in a cross-section located in a liquid tank according to the invention.
Príklady uskutočnenia vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Zariadenie na vertikálne prevzdušňovanie a/alebo miešanie kvapalín, podľa vynálezu zobrazené na obr.1, pozostáva z plaváka ponorného elektromotora 1, obežného kolesa s axiálnymi lopatkami 2, vonkajšieho plášťa s rozvádzacími lopatkami 3* dvojice nasávacích potrubí vzduchu 6, dvojice zmiešavacích komôr 5 vzduchu s kvapalinou a zvonovitého telesa 7 i nosného telesa 9, pričom zobrazené zariadenie je umiestnené v nádrži 10.The device for vertical aeration and / or mixing of liquids according to the invention shown in Fig. 1 consists of a float of submersible electric motor 1, impeller with axial blades 2, outer casing with guide vanes 3 * a pair of air intake ducts 6, a pair of air mixing chambers 5 with the liquid and the bell-shaped body 7 as well as the support body 9, wherein the illustrated device is located in the tank 10.
Na hladine prevzdušňovanej a/alebo miešanej kvapaliny je v nádrži 10 umiestnený nosný plavák _8 spojený zdola otvoreným zvonovitým telesom £ v ktorom je osadené nosné teleso 9 zariadenia. V nosnom telese 9 zariadenia je pritom osadený ponorný elektromotor 1, na otočnom hriadeli ktorého je umiestnené obežné koleso s axiálnymi lopatkami 2. Súčasne je v nosnom telese 9 zariadenia umiestnený i vertikálne pretekaný vonkajší plášť s rozvádzacími lopatkami 3, dvojica nasávacích potrubí 6_ vzduchu a dvojica zmiešavacích komôr 5 kvapaliny a vzduchu tak, že nosné teleso 9 zariadenia prepája priestor za rozvádzacími lopatkami 3, cez dýzu 4, s otvorom nasávacieho potrubia 6 vzduchu a s otvorom zmiešavacej komory 5 kvapaliny a vzduchu. Os zmiešavacej komory 5 kvapaliny a vzduchu zviera pritom od vertikálnej osi ponorného elektromotora 1 0 až 60 uhlových stupňov.On the surface of the aerated and / or mixed liquid, in the tank 10 is placed a carrier float 8 connected from below by an open bell-shaped body 8 in which the carrier body 9 of the device is mounted. In this case, a submersible electric motor 1 is mounted on the rotating shaft of which the impeller with axial blades 2 is mounted in the machine support body 9. At the same time, the outer casing with the distributing vanes 3, the air intake manifolds 6 and the of the liquid-air mixing chambers 5 such that the device support body 9 interconnects the space behind the guide vanes 3, through the nozzle 4, with the air intake duct 6 and the liquid-air mixing chamber 5. The axis of the liquid-air mixing chamber 5 clamps from the vertical axis of the submersible electric motor 10 to 60 degrees.
Zariadenie na prevzdušňovanie a/alebo miešanie kvapalín, podľa vynálezu znázornené na obr.1 je umiestnené na hladine kvapaliny v nádrži 10 na nosnomThe apparatus for aerating and / or mixing liquids according to the invention shown in Fig. 1 is located at the liquid level in the tank 10 on the carrier.
- Ί •ft ···· plaváku 8 tak, aby malo dýzu 4 umiestnenú v nosnom telese 9 zariadenia pod hladinou prevzdušňovanej a/alebo miešanej kvapaliny v hĺbke 0,1 až 5 m. Po uvedení ponorného elektromotora 1 do činnosti sa hnacím hriadeľom roztočí obežné koleso s axiálnymi lopatkami 2, ktoré okamžite dopravuje vo vnútri zdola otvoreného zvonovitého telesa 7 kvapalinu vo vertikálnom smere vzhľadom k osi ponorného elektromotora 1 cez vertikálne pretekaný vonkajší plášť s rozvádzacími lopatkami 3 do nosného telesa 9 zariadenia k dýze 4. Za dýzou 4 sa dynamickým účinkom prúdu kvapaliny vytvára podtlak, ktorý od určitých bežne známych hydraulických podmienok samovoľne nasáva vzduch nasávacím potrubím vzduchu 6 z ovzdušia, ktorý je následne zmiešavaný s kvapalinou v zmiešavacích komorách 5 kvapaliny a vzduchu. Ďalej takáto zmes vzduchu a kvapaliny prúdi pod 0 až 60 uhlovými stupňami otvorom v zmiešavacích komorách 5 do kvapaliny v nádrži 10, kde sa postupne v kvapaline rozptyľuje a vzduch z nej priebežne uniká do ovzdušia. Po poklese otáčok ponorného elektromotora 1 tak, aby podtlak za dýzou 4, vytvorený dynamickým účinkom prúdu kvapaliny, nevytváral dostatočné podmienky na samovoľné nasávanie vzduchu nasávacím potrubím vzduchu 6 zariadenia z ovzdušia, t.j. pri znížení otáčok od 99 do 15 % pracovného režimu pri prevzdušňovaní kvapalín alebo pri opačných otáčkach ponorného elektromotora 1, ako sú vhodné na prevzdušňovanie kvapalín, vertikálne zariadenie podľa vynálezu plní iba funkciu miešania kvapaliny bez prítomnosti vzduchu. Takýmto ovládaním otáčok ponorného elektromotora 1 vertikálne zariadenie podľa vynálezu plní funkciu prevzdušňovania a/alebo v prípade potreby, miešania kvapaliny bez prístupu vzduchu, v jednej nádrži 10.- float 8 so as to have a nozzle 4 disposed in the device support body 9 below the level of aerated and / or mixed liquid at a depth of 0.1 to 5 m. After actuation of the submersible electric motor 1, the impeller with axial vanes 2 is rotated by the drive shaft, which immediately transports liquid inside the bottom open bell-shaped body 7 in a vertical direction with respect to the axis of the submersible motor 1 through the vertically flowing outer casing with guide vanes 3. After the nozzle 4, the dynamic effect of the liquid jet generates a vacuum which, under certain commonly known hydraulic conditions, spontaneously sucks air through the air suction line 6, which is subsequently mixed with the liquid in the liquid-air mixing chambers 5. Furthermore, such a mixture of air and liquid flows below 0 to 60 degrees of angle through the opening in the mixing chambers 5 into the liquid in the tank 10, where it is gradually dispersed in the liquid and the air continuously escapes therefrom into the atmosphere. After the rotational speed of the submersible motor 1 has dropped so that the negative pressure behind the nozzle 4, generated by the dynamic effect of the liquid stream, does not create sufficient conditions for the air to be sucked in by the air intake manifold 6 of the air device. by reducing the rotation speed from 99 to 15% of the operating mode for aerating liquids or at opposite speeds of the submersible electric motor 1 as suitable for aerating liquids, the vertical device according to the invention fulfills only the function of mixing the liquid in the absence of air. By such a speed control of the submersible motor 1, the vertical device according to the invention fulfills the function of aeration and / or, if necessary, mixing of the liquid without the access of air, in one tank 10.
Opísané a vyobrazené zariadenie nie je pritom jediným možným uskutočnením spôsobu na vertikálne prevzdušňovanie a/alebo miešanie kvapalín podľa vynálezu, nakoľko iné uskutočnenie zariadenia môže mať jedno alebo viac ako dve nasávacie potrubia vzduchu, prípadne jednu alebo viac ako dve zmiešavacie komory vzduchu s kvapalinou, ktorých os môže zvierať od vertikálnej osi ponorného elektromotora ľubovoľný uhol v rozsahu 0 až 60 uhlových stupňov, pričom počet nasávacích potrubí vzduchu môže byť rozdielny od počtu zmiešavacích komôr a jednotlivé zmiešavacie komory môžu mať od vertikálnej osi ponorného elektromotora odlišné uhly. Ďalej zmiešavacie komory počas prevádzky zariadenia môžu rotovať okolo osi ponorného elektromotora. Taktiež zmiešavanie vzduchu s kvapalinou môže byť nútené cez neznázornené ovládacie armatúry. Nosný plavák môže byť spojený so zdola otvoreným • · · • · • · · * • · • ··· zvonovitým telesom cez nasávacie potrubie vzduchu a osadenie nosného telesa vo zvonovitom telese zariadenia môže byť uskutočnené i iným alternatívnym známym spôsobom. Taktiež zariadenia podľa vynálezu môžu pracovať i vo veľkých v nádržiach ako napr. v rybníkoch, priehradách a pod., prípadne na riečnych tokoch.The apparatus described and illustrated is not the only possible embodiment of the method for vertical aeration and / or mixing of liquids according to the invention, since another embodiment of the apparatus may have one or more than two air intake ducts or one or more than two air-mixing chambers of which the axis may be at any angle within the range of 0 to 60 degrees from the vertical axis of the submersible motor, wherein the number of air intake ducts may be different from the number of mixing chambers and the individual mixing chambers may have different angles to the vertical axis of the submersible electric motor. Further, the mixing chambers may rotate around the axis of the submersible motor during operation of the apparatus. Also, mixing of air with liquid can be forced through control valves (not shown). The float can be connected to the bottom-open bell-shaped body via the air intake duct, and the support body can be mounted in the bell-shaped body of the device in another alternative known manner. The devices according to the invention can also operate in large tanks such as e.g. in ponds, dams, etc., or on river flows.
Priemyselná využiteľnosťIndustrial usability
Zariadenie na vertikálne prevzdušňovanie a/alebo miešanie kvapalín možno využívať tam, kde je potrebné kvapalinu prevzdušňovať a tým obohacovať kyslíkom, a/alebo premiešavať, napríklad pri čistení povrchových, podzemných a odpadových vôd, pri úprave vôd a podobne, najmä v poľnohospodárstve, potravinárskom, chemickom a ostatnom priemysle.Vertical aeration and / or mixing of liquids can be used where the liquid needs to be aerated and thereby enriched with oxygen and / or mixed, for example in surface, ground and waste water treatment, water treatment and the like, especially in agriculture, food, chemical and other industries.
Claims (3)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SK546-2001A SK284673B6 (en) | 2001-04-20 | 2001-04-20 | Device for vertical aeration and/or mixing of liquids |
| PCT/SK2002/000004 WO2002085503A1 (en) | 2001-04-20 | 2002-04-09 | System for vertically aerating and/or mixing liquids |
| CZ20031944A CZ298993B6 (en) | 2001-04-20 | 2002-04-09 | System for vertical aeration and/or agitation of liquids |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SK546-2001A SK284673B6 (en) | 2001-04-20 | 2001-04-20 | Device for vertical aeration and/or mixing of liquids |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SK5462001A3 true SK5462001A3 (en) | 2002-11-06 |
| SK284673B6 SK284673B6 (en) | 2005-08-04 |
Family
ID=20435857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SK546-2001A SK284673B6 (en) | 2001-04-20 | 2001-04-20 | Device for vertical aeration and/or mixing of liquids |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ298993B6 (en) |
| SK (1) | SK284673B6 (en) |
| WO (1) | WO2002085503A1 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105858922B (en) * | 2016-06-15 | 2019-03-19 | 何玮 | A kind of durable anticorrosive aeration machine |
| CN105836906B (en) * | 2016-06-15 | 2019-03-19 | 何玮 | A kind of centrifugal type efficient submersible aerator |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5085809A (en) * | 1987-11-04 | 1992-02-04 | Barrett, Haentjens & Co. | Apparatus for gas absorption in a liquid |
| BE1009675A3 (en) * | 1995-09-27 | 1997-06-03 | Haegeman J H | LIQUID TREATMENT APPARATUS. |
| US5925290A (en) * | 1997-08-08 | 1999-07-20 | Rhone-Poulenc Inc. | Gas-liquid venturi mixer |
-
2001
- 2001-04-20 SK SK546-2001A patent/SK284673B6/en not_active IP Right Cessation
-
2002
- 2002-04-09 WO PCT/SK2002/000004 patent/WO2002085503A1/en not_active Application Discontinuation
- 2002-04-09 CZ CZ20031944A patent/CZ298993B6/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2002085503A1 (en) | 2002-10-31 |
| CZ298993B6 (en) | 2008-03-26 |
| SK284673B6 (en) | 2005-08-04 |
| CZ20031944A3 (en) | 2003-12-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5176447A (en) | Turbomixer with rotating injector for mixing liquid | |
| US7661658B2 (en) | Submersible hollow shaft motor and submersible floating aerator comprising the same | |
| EP0907404B1 (en) | Air assist aerator/mixer | |
| JP2008540122A (en) | Method and equipment for aeration of liquid medium | |
| KR101353852B1 (en) | Underwater aeration device for sewage disposal plant | |
| US7661660B2 (en) | Method and apparatus for aeration of a fluid | |
| KR100583052B1 (en) | Submersible Aerator with the Encreased Capacity of Aeration and Ability of Diffusion | |
| AU2005306515B2 (en) | Device to treat liquid and foam | |
| CA2539839C (en) | Improved aerator and mixer | |
| KR100801851B1 (en) | Jet starchy | |
| KR20120092905A (en) | Areation aapparatus | |
| KR101802769B1 (en) | Rotation pump for minute air bubble occurrence | |
| SK5462001A3 (en) | System for vertically aerating and/or mixing liquids | |
| CN205367909U (en) | Portable pure oxygen bubbling machine on water | |
| WO2017124128A1 (en) | Jet aeration and mixing nozzle | |
| CN109534526B (en) | Submersible micro-nano flow-making aeration system | |
| KR20010111996A (en) | Hydraulic mixing and circulating system in water treatment | |
| CN103351053A (en) | Aerator, aeration system and aeration method | |
| JPS6136476B2 (en) | ||
| CN207891137U (en) | A kind of self-propelled micro-nano oxygen increasing equipment | |
| JP2004000897A (en) | Apparatus for generating minute bubble | |
| US11938452B2 (en) | Water and wastewater conditioning apparatus | |
| CN216377637U (en) | Novel microorganism aeration coupling all-in-one | |
| KR200373142Y1 (en) | Submersible Aerator with the Encreased Capacity of Aeration and Ability of Diffusion | |
| JPS588394Y2 (en) | Aeration device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of maintenance fees |
Effective date: 20090420 |