DE3228959A1

DE3228959A1 - Wasserbelueftungsvorrichtung

Info

Publication number: DE3228959A1
Application number: DE19823228959
Authority: DE
Inventors: Gábor Keszthely Tessedik Kalmár; Imre Siófok Rózsavölgyi; István Dipl.-Ing. Rück; Imre Siófok Puskás Sulyok; Jószef Dipl.-Ing. Siófok Puskás Topschall
Original assignee: DUNANTULI REGIONALIS VIZMUE ES
Current assignee: DUNANTULI REGIONALIS VIZMUE ES
Priority date: 1982-03-15
Filing date: 1982-08-03
Publication date: 1983-09-22
Also published as: HUT35221A; AT380679B; CH658409A5; HU188312B; ATA361982A; DE3228959C2

Description

Wasserbelüftungsvorrichtung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Wasserbelüftungsvorrichtung, die ein über eine vertikale Welle an den Antriebsmotor ohne Ubersetzung angeschlossenes Mischflügelrad aufweist. Die mit einem Mischer versehenen Wasserbelüftungsvorrichtungen dienen dem Ersetzen des in oxidierbare organische bzw. anorganische Substanzen enthaltenden Abwässern gelösten Sauerstoffes; gleichzeitig erzeugen sie eine geeignete Strömungsgeschwindigkeit zur Verhinderung der Sedimentation. Die in Abwässern und in verunreinigten Flächengewässern vorhandenen organischen Substanzen werden in Anwesenheit des Sauerstoffes von hierzu geeigneten Bakterien abgebaut. Der oxidierende und abbauende Prozess ist mit dem Verbrauch von Sauerstoff verbunden.
Daher muß für den kontinuierlichen Ersatz des verbrauchten Sauerstoffs gesorgt werden. Bei Abwasserkläranlagen wird der Ersatz des verbrauchten Sauerstoffs durch Luftzufuhr vorgenommen.
Unter gewissen Bedingungen werden von den unterschiedlichen Belüftungsvorrichtungen diejenigen mit einem Mischer verwendet, die es zur Aufgabe haben, die Mangelhaftigkeiten sonstiger Belüftungsanlagen zu beseitigen. Eine Belüftungsanlage bekannten Typs ist die mit einem Rotor mit horizontaler Welle arbeitende Belüftungsanlage, mit der die Belüftung aber nur in Wasserbecken mit einer geringen Tiefe sichergestellt werden kann. Der Nachteil der mit einem Rotor mit horizontaler Welle versehenen Belüftungsanlagen liegt jedoch darin, daß infolge des untiefen Beckens eine recht große Fläche beansprucht wird. Die lange, einer Zugbeanspruchung unterworfene Welle des Rotors bringt mit der Lagerung und Wartung zusammenhängende Probleme mit sich. Auch die Regelung ist mit Schwierigkeiten verbunden, da diese nur durch die Regelung der Umdrehungszahl oder des Eintauchmaßes erfolgen kann. Der Rotor mit der horizontalen Welle führt den Sauerstoff während des Betriebs an der Wasseroberfläche ein, wodurch das Wasser an der Oberfläche verspritzt wird, was bei Winterbetrieb zur Vereisung führt. Während des Betriebs ist die Schaumbildung recht stark, durch die die Sauerstoffaufnahme herabgesetzt wird.
Es wurde danach gestrebt, die Mangelhaftigkeiten der Rotoren mit horizontaler Welle durch die Anwendung von Belüftungsanlagen mit einer vertikalen Welle zu beseitigen.
Diese sind jedoch nur bei verhältnismäßig tieferen Belüftungsbecken wirksam anwendbar. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß eine günstige optimale Bodengeschwindigkeit und eine aus der Tiefe gegen die Oberfläche hin gerichtete Strömung nur schwer realisiert werden können.
Die in dem Belüftungsbecken vorhandene Wassermenge wird in eine Drehbewegung versetzt und dreht sich mit einer Drehgeschwindigkeit, die sich derjenigen des Rotors annähert.
Als Ergebnis verringert sich die Sauerstoffzufuhr. Die Drehbewegung der in dem Belüftungsbecken vorhandenen Wassermasse muß mit einer separaten Vorrichtung abgebremst werden. Infolge der von dem Mischrad fortlaufend angehobenen Wassermenge ist die Anlage einer dynamischen Saugwirkung ausgesetzt, wodurch die auf die Lagerungs- und Aufhängungsteile ausgeübte Belastung erhöht wird.
Durch die Erfindung wird die Aufgabe gelöst, die erwähnten Mangelhaftigkeiten der bekannten Belüftungsvorrichtungen mit einem Mischer mit vertikal angeordneter Welle, zu beseitigen bzw. eine Vorrichtung zu schaffen, bei der deren dynamische Beanspruchung wesentlich herabgesetzt ist und gleichwohl die Sauerstoffzufuhr mit verhältnismäßig einfachen Mitteln, ohne einen Mehraufwand an Energie verbessert werden kann.
Die Erfindung bezieht sich daher auf eine Wasserbelüftungsvorrichtung mit einem Mischflügelrad, das an seinem Antriebsmotor ohne Zwischenschaltung eines Übersetzungsgetriebes angekuppelt ist.
Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, daß über dem Antriebsmotor ein zu dem Mischflügelrad koaxialer Ventilator angeordnet ist, und ein den Ventilator, sowie den Antriebsmotor umschließendes Luftförderrohr vorgesehen ist, das in Richtung zu dem Mischflügelrad hin sich konisch verengt.
Die von dem Ventilator geförderte und von dem Mischflügelrad eingesaugte Luft gelangt über das Luftförderrohr zu der oberen Seite des Mischflügelrades, d.h. in dessen Saugraum, wonach das Mischflügelrad die Luft mit der Flüssigkeit zusammen in die zu belüftende Flüssigkeit einmischt.
Das Zumischen findet mit einer hohen Geschwindigkeit und bei einem den atmosphärischen Druck überschreitenden Druck statt, wodurch die Sauerstoffzufuhr mit einem recht günstigen Wirkungsgrad vor sich geht.
Die Wirksamkeit der Sauerstoffzufuhr kann noch erhöht werden, wenn die Antriebswelle des Mischflügelrades über dieses nach unten hinausragt und von ihrem unteren Ende aus mindestens bis zu dem über die Flüssigkeitsfläche hinausragenden Teil als Hohlwelle ausgestaltet ist und der über der Flüssigkeitsfläche liegende Teil der Hohlwelle mit Lufteintrittsöffnungen versehen ist, so daß zusätzlich zu der dem Mischflügelrad zugeführten Luft auch Luft durch die Hohlwelle und deren offenes unteres Ende unter das Mischflügelrad gefördert wird. In diesem Fall führt der Zusammenstoß der von zwei Stellen zugeführten Luft zu der Dispersion der Luft.
Im Vergleich zu den bekannten Ausführungsformen bringt die erfindungsgemäße Vorrichtung eine viel günstigere Strömung in der zu reinigenden Flüssigkeit zustande und eine größere Menge Luft bzw. Sauerstoff wird zugeführt. Dadurch, daß der Ventilator und das Mischflügelrad koaxial angeordnet sind, werden die Aufhängung und die Lagerung einer wesentlich geringeren Beanspruchung ausgesetzt. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung findet die Sauerstoffzufuhr mit einer erhöhten Wirksamkeit statt.
Die Erfindung wird anhand eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels mit Hilfe der Zeichnung näher erläutert, die den prinzipiellen schematischen Schnitt des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Belüftungsvorrichtung darstellt.
Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist die erfindungsgemäße Vorrichtung auf dem Gehänge 11 aufgehängt und taucht in den Flüssigkeitsraum 12 ein. Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus dem Antriebsmotor 3 und dem von dem Motor angetriebenen, unter diesem über eine Welle angeschlossenen Mischflügelrad 8. Die Welle des Mischflügelrades 8 bzw. ein Teil davon ist als Hohlwelle 5 ausgestaltet. An den Antriebsmotor 3 ist ein von diesem angetriebener koaxial über dem Motor angeordneter, nach unten fördernder Ventilator 2 angeschlossen. Das Luftförderrohr 4 umschließt den Antriebsmotor 3 im Abstand von diesem und den Ventilator 2. Das Rohr 4 weist einen sich nach unten konisch verjüngenden Abschnitt 7 auf. Das untere Ende des sich nach unten konisch verengenden Abschnitts 7 endet nahe über dem Mischflügelrad 8 an dessen Saugraum 9. Das Luftföderrohr 4 ist oben mit einem Schutzgitter 1 abgedeckt. Unten weist die Hohlwelle 5 ein über das Mischflügelrad 8 hinausragendes Rohrende 10 auf, während in dem oberen, über die Flüssigkeitsoberfläche hinausragenden Teil der Hohlwelle 5 die Lufteintrittsöffnungen 6 ausgestaltet sind.
Bei der erfindungsgemäßen Misch- und Belüftungsvorrichtung saugt der Ventilator 2 über das Schutzgitter 1 die Luft an und fördert sie nach unten zu dem Mischflügelrad 8 bzw. zu dessen Saugraum 9, wo die Luft der Flüssigkeit zugemischt wird. Gleichzeitig gelangt ein Teil der Luft über die Lufteintrittsöffnungen 6 in die Hohlwelle 5, und verläßt die Hohlwelle durch das nach unten offene untere Rohrende 10.
Die an zwei verschiedenen Stellen eingeführte Luft, d.h.
die über den konischen Abschnitt 7 und das Mischflügelrad 8, sowie durch das Rohrende 10 hindurch in die Flüssigkeit einströmenden Luftmengen stoßen zusammen und führen die Dispersion der Luft herbei.
In gewissen Fällen scheint es zweckmäßig, an der Nabe des Mischflügelrades 8 eine längliche dispergierende Nut oder Bohrung 13 (oder mehrere Bohrungen) auszugestalten.
Die erfindungsgemäße Anlage kann gleicherweise zu abwasserklärenden Zwecken und zur Belüftung lebendiger Gewässer verwendet werden. In dem letzteren Fall wird die Anlage an irgendeinem schwimmenden Fahrzeug aufgehängt. Die Vorrichtung kann auch in einer von der Vertikalen abweichenden Position betrieben werden (max. bis zu einem Neigungswinkel von 30 bis 40°). Wie aus dem Ausführungsbeispiel deutlich ersichtlich, weist die erfindungsgemäße Vorrichtung einen äußerst einfachen Aufbau auf und ermöglicht die Zufuhr einer bedeutenden Sauerstoffmenge mit einem geringen Energieaufwand.
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Claims

Wasserbelüftungsvorrichtung Patentansprüche 1. Wasserbelüftungsvorrichtung mit einem um eine vertikale Achse von einem Antriebsmotor mit dessen Drehzahl angetriebenen Mischflügelrad, dadurch gekennzeichnet, daß über dem Antriebsmotor (3) ein zu dem Mischflügelrad (8) koaxialer Ventilator (2) angeordnet ist und ein den Ventilator (2) und den Antriebsmotor (3) umschließendes, zu dem Mischflügelrad (8) führendes Luftförderrohr (4) vorgesehen ist, das einen sich in Richtung zu dem Mischflügelrad (8) hin verengenden konischen Abschnitt (7) aufweist.
2. Wasserbelüftungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikale Welle des Mischflügelrades (8) über das Mischflügelrad (8) nach unten hinausragt und von ihrem unteren Ende (10) aus wenigstens bis zu ihrem über die Flüssigkeitsoberfläche hinausragenden Teil als Hohlwelle (5) ausgebildet ist, und daß an dem über der Flüssigkeitsoberfläche liegenden Teil der Hohlwelle (5) Lufteintrittsöffnungen (6) ausgebildet sind.
3. Wasserbelüftungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Nabe des Mischflügelrades (8) die Luft dispergierende Bohrungen (13) ausgestaltet sind.