DE2166595A1 - Strahlbeluefter zum begasen von fluessigkeiten - Google Patents

Description

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BE, SCHREIBUNG zu der Patentanmeldung

Houdaille Industries, Ine,

One M & T Plaza
Buffalo, New York 1420^

betreffend

Strahlbelüfter zum Begasen von Flüssigkeiten

Die Erfindung bezieht sich auf einen Strahlbelüfter zum Begasen von Flüssigkeiten mit einer in einer Mischkammer mündenden Flüssigkeits-Einlaßdüse, einem ebenfalls in diese Mischdüse mündenden Lufteinlaß sowie einem an die Mischkammer anschließenden, mit der Einlaßdüse und der Mischkammer axialfluchtenden, in einem Gemischauslaß endenden Verteilerabschnitt, wie er beispielsweise zum Zusetzen von Chlor zu V/asser oder zu Zellstoffaufschwemmungen, vorzugsweise jedoch zum Begasen von sauerstoffarmen Abwässern verwendet wird.

Bei den bisher bekannten Strahlbelüftern dieser Art mündet der Verteilerabschnitt entweder in einem konisch sich erweiternden (BR-PS 216 173 und 1.024 87Ο) oder in einem zylindrischen (US-PS 2 479 403) Auslaßabschnitt. Fig. 1 zeigt eine bekannte Strahlbelüfterkonstruktion dieser Art. Der Verteilerabschnitt 72a, der sich unmittelbar an die Mischkammer.71a anschließt, geht in einen Abschnitt 80 von gleichbleibendem Querschnitt über, dem ein divergierender Auslaßabschnitt 8l folgt. Die Flüssigkeit, die über die Einlaßdüse 70a unter Druck in die Mischkammer eingeführt wird, wird beschleunigt und dehnt sich dann innerhalb der Mischkammer 71a. aus und nimmt

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Gas auf, das über die Leitung 82 der Mischkammer 71a zugeführt wird. Die Mischung von Flüssigkeit und Gas durchläuft dann den konvergierenden Verteilerabschnitt 72a, in welchem die Geschwindigkeit der Mischung wieder vergrößert wird. Anschließend durchläuft die Mischung den zylindrischen Abschnitt 80 und schließlich den divergierenden Abschnitt 81, in welchem der Druck der Mischung wieder erhöht wird,-bevor die Mischung' am Ausgang in die zu begasende Flüssigkeit übergeht .

Der Wirkungsgrad dieser bekannten Strahlbelüfter, d.h. die ψ erreichbare Begasung der Flüssigkeit, in welche der Auslaß mündet, ist nicht optimal.

Bei einfachen Düsen, die beispielsweise zum Einspritzen einer Flüssigkeit in eine andere dienen, durch die also nur ein einziges Medium zur Beschleunigung hindurchgelenkt v/ird, ist es an sich bekannt, nur einen konisch sich verengenden Auslaßabschnitt vorzusehen (DT-PS 1 117 Ο85 bzw. 1 256 63Ο).

Es ist Aufgabe der Erfindung, den Wirkungsgrad von Strahlbelüftern der eingangs erwähnten Art zu verbessern.

k Diese Aufgabe wird ausgehend von einer bekannten Strahlbelüfteranordnung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruches.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme, keinen zusätzlichen zylindrischen oder sogar sich erweiternden Auslaßabschnitt nach dem sich verengenden Verteilerabschnitt vorzusehen, sondern letzteren unmittelbar in die zu begasende Plüssig-■ ₍ keit münden zu lassen, wird der Wirkungsgrad wesentlich erhöht, denn der eigentliche Gasübergang in die Flüssigkeit wird am Austrittsende dieses konisch sich verengenden Verteilerabschnitts erreicht und nicht in der Mischkammer.

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Wenn daher der Austritt der mit Gas angereicherten Flüssig- keit in die zu begasende umgebende Flüssigkeit unmittelbar am engsten Abschnitt dieses konischen Verteilerabschnitts erfolgt, wird die optimal günstigste Luftblasengröße erreicht und damit auch ein Maximum an Übergang des Luft-Flüssigkeits-Gemisches in die umgebende Flüssigkeit. Dies, wurde auch durch Vergleichsversuche bestätigt. Fig. 2 und J zeigen an Hand von Vergleichsversuchen die durch die erfindungsgemäße Maßnahme erzielte Wirkungsgradvergrößerung. Die mit "Lang" bezeichneten Meßkurven stammen dabei von einem bekannten Strahlbelüfter mit sich erweiterndem Auslaß, während die mit "Kurz" bezeichneten Meßkurven die Eigenschaften eines erfindungsgemäßen Strahlbelüfters wiedergeben. Nach Fig. 2 ergibt sich, daß ein wesentlich geringerer Druck zum Betrieb eines "kurzen" Strahlbelüfters nötig ist als bei einem "langen", um einen bestimmten Luftstrom oberhalb einer vorbestimmten Luftstromgeschwindigkeit zu erzielen. Fig. J5 zeigt, daß eine wesentlich geringere Kraft nötig ist, um mit einem "kurzen" Strahlbelüfter Sauerstoff unter Normalbedingungen bei beliebiger Ubergangsgeschwindigkeit einer Wassermenge zuzuführen.

Bei den Vergleichsversuchen nach den Fig. 2 und 3 wurde jeweils Leitungswasser unter Normalbedingungen verwendet, und es wurde Luft als Gas eingeleitet. Eine Erklärung für die verbesserten Eigenschaften eines, "kurzen" Strahlbelüfters kann darin gesehen werden, daß in den Gas-Flüssigkeits-Strahl, der am Auslaß des konischen^Verteilerabschnittes pro Energieeinheit abgegeben wird, mehr Flüssigkeit einbezogen wird. Aus diesen Versuchsergebnissen kann unter Umständen auch darauf geschlossen werden, daß der Hauptteil des Gasübertritts in die Flüssigkeit nicht innerhalb des Strahlbelüfters auftritt, wie dies bisher angenommen wurde, sondern vielmehr innerhalb der Flüssigkeit selbst, in welche der Strahlbelüfter die Gas-Flüssigkeits-Mischung einspritz.t. Der erfindungsgemäß kürzer ausgebildete Strahlbelüfter überträgt also mehr

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Gas in die Flüssigkeit über den Auslaßstrahl pro Energieeinheit. Die erfindungsgemäße Ausführungsform ermöglicht zusätzlich noch einea wesentlich einfacheren und billigeren Gesamtaufbau eines solchen Strahlbelüfters, da Ja gegenüber bekannten Ausführungsformen der zusätzliche Auslaßabschnitt entfällt.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand einer schematischen Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Fig. 4 zeigt im Schnitt einen erfindungsgemäßen Strahlbelüfter, und zwar eingebaut in die Doppelrohrleitung 17 einer Vorrichtung zum Begasen von Abwässern. Die Doppelleitung 17 ist beispielsweise am Boden eines Abwasserbegasungsbeckens angeordnet und trägt im Abstand voneinander mehrere erfindungs-. gemäße Strahlbelüfter l8. Die Doppelleitung ist aus einem rechteckigen Blechstreifen gebogen und besteht aus einer Gaszufuhrleitung 20 und einer Flüssigkeitszufuhrleitung 21. Über die Leitung 21 wird beispielsweise ein in einem Vorbehandlungsbehälter schon vorbehandeltes Abwasser zugeführt. Die Strahlbelüfter 18 sind über'die mit Gewindeabschnitten versehenen kurzen Leitungsabschnitten 73 und 74 in entsprechenden Löchern der Seitenwand der Doppelleitung 17 über Dichtungen 76 flüssigkeitsdicht eingesetzt.

Jeder einzelne Strahlbelüfter besitzt eine Mischkammer 71*

in welcher die Flüssigkeitsleitung 73 und die Gasleitung 74

münden. In der Flüssigkeitszuführleitung 73 ist eine Düse 70

eingebaut. Die Mischkammer mündet in einen Verteilerabschnitt 72.

Gemäß der Erfindung ist verglichen mit den bekannten Strahlbelüftern ein wesentlich kürzerer Leitungsabschnitt im Anschluß an die Mischkammer vorgesehen, es ist nur der konvertierende Verteilerabschnitt 72 vorgesehen, der unmittelbar .

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an seiner engsten Stelle in einem Auslaß 83 mit einer radialen Stirnfläche 82 endet und damit unmittelbar in der zu begasenden Flüssigkeit mündet. Es fehlt hier also ein anschließender zylindrischer oder sich sogar erweiternder Auslaßabschnitt,.wie er bei den bekannten Vorrichtungen vorgesehen ist. Darauf ist die oben geschilderte Wirkungsgradverbesserung zurückzuführen.

Patentanspruch

ORIGINAL INSPECTED

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Claims (1)

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   Patentanspruch

   StrahlbelÜfter zum Begasen von Flüssigkeiten mit einer in einer Mischkammer mündenden FlUssigkeits-Einlafldüse, einem ebenfalls in diese MisehdUse mündenden Lufteinlaß sowie einem an die Mischkammer anschließenden, mit der Einlaßdüse und der Mischkammer axial fluchtenden, in einem Gemischauslaß endenden Verteilerabschnitt, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteilerabschnitt ein konisch sich verengender Strömungskanal (72) mit von der Mischkammer (71) bis zum Gemischauslaß (82) kontinuierlich abnehmendem Querschnitt ist.

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