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Dokumentenidentifikation DE19933680C1 07.12.2000
Titel Vorrichtung zum Eintrag von Gas in flüssige Medien
Anmelder Kampe, Jürgen, 39343 Süplingen, DE
Erfinder Kampe, Jürgen, 39343 Süplingen, DE
Vertreter Kagelmann, M., Dipl.-Ing., Pat.-Anw., 39130 Magdeburg
DE-Anmeldedatum 17.07.1999
DE-Aktenzeichen 19933680
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 07.12.2000
Veröffentlichungstag im Patentblatt 07.12.2000
IPC-Hauptklasse F04F 5/00
IPC-Nebenklasse F04F 5/42   
IPC additional class // C02F 7/00  
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Eintrag von Luft oder anderem Gas in fließende flüssige Medien zu deren Belüftung und/oder zu deren Begasung, insbesondere zur Belebung von Gewässern und zur Herbeiführung chemischer sowie biochemischer Reaktionen.
Problem der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Belüftung und/oder zur Begasung von fließenden flüssigen Medien zu schaffen, die mit geringem gerätechnischem Aufwand realisierbar ist und die zu ihrem Betrieb einen geringen Energieaufwand erfordert.
Die Vorrichtung zum Eintrag von Gas in flüssige Medien, ist dadurch gekennzeichnet, daß in einem einseitig, mittels Pumpenrohrverschluß (2) verschlossenem Pumpenrohr (1) für flüssiges Medium (9) ein Saugrohr (6) für gasförmiges Medium (10) axial zentrisch in demselben angeordnet ist, das durch den Pumpenrohrverschluß (2) hindurch reicht und das dieses Saugrohr (6) an seinen, im inneren des Pumpenrohres (1) befindlichen Saugrohrende (7) geschlossen ist und nahe diesem Saugrohrende (7) ringartig mit einer Vielzahl von etwa gleichmäßig am Umfang des Saugrohres (6) verteilter Öffnungen, vorzugsweise schlitzförmiger Öffnungen (8), versehen ist und daß am Pumpenrohr (1), seitlich desselben, eine Rohrzuführung in Form des Treibrohres (3) für das flüssige Medium (9) als Treibmedium angeordnet ist, die über eine flache rechteckig geformte Eintrittsöffnung (4) nahe dem Pumpenrohrverschluß (2) spitzwinklig in Strömungsrichtung in das Pumpenrohr (1) einmündet, wobei diese ...

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Eintrag von Luft oder anderem Gas in fließende flüssige Medien zu deren Belüftung und/oder zu deren Begasung, insbesondere zur Belebung von Gewässern und zur Herbeiführung chemischer sowie biochemischer Reaktionen.

Bekannt ist es, flüssige Medien insbesondere Abwässer mittels davon umspülter starrer oder rotierender Düsen durch einblasen komprimierter Luft zu begasen oder zu belüften.

Nachteilig ist daran, daß bei Anwendung rotierender Düsen, ein erheblicher gerätetechnischer Aufwand für Kompressoranlagen, Rührwerke und Baukonstruktionen erforderlich ist.

Bei der Anwendung von starren, etwa gleichmäßig am Grund eines Behältnisses oder eines Gewässers angeordneten feststehenden Düsen verschmutzen oder verstopfen diese infolge von Sedimentation oft sehr schnell und beeinträchtigen damit die Funktionsfähigkeit der Anlage.

Bekannt sind weiterhin Ejektor oder Strahldüsenbelüfter die mit Hochdruckpumpen betrieben werden. Nachteilig ist daran, daß, falls das Treibmedium zu sehr mit Feststoffen angereichert ist oder sonst eine hohe Viskosität aufweist, diese besondere Treibflüssigkeiten erfordern.

Nachteilig ist den bekannten Ausführungen gemeinsam, daß sie bei einen immensen gerätetechnischen Aufwand auch energie- und wartungsaufwendig sind.

Bekannt ist es auch, eine bekannte Strahlpumpe in ein fließendes Gewässer so einzusetzen, daß das Fließwasser Treibmittel ist und dabei Luft über eine Leitung angesaugt und sich sodann Fließwasser und Luft vermischen (DE 43 12 971 A1).

Nachteilig daran ist die geringe Effektivität von bekannten Strahlpumpen für die Belüftung von Gewässern.

Bekannt ist weiterhin eine Strahlpumpe zur Förderung von Schüttgut die sich sowohl mit Druckluft als auch mit Druckwasser als Treibmittel sowie mit beiden gemeinsam betreiben läßt.

Diese Strahlpumpe erfordert hohe Arbeitsdrücke für deren Betrieb. Sie ist deshalb nicht für die selbsttätige Begasung von Gewässern geeignet.

Problem der Erfindung ist es eine Vorrichtung zur Belüftung und/oder zur Begasung von fließenden flüssigen Medien, zu schaffen, die mit geringem gerätetechnischem Aufwand realisierbar ist und die zu ihrem Betrieb einen geringen Energieaufwand erfordert, wobei letzteres durch Nutzung der zum Behandeln der Flüssigkeiten in dieser bereits immanenten Stömungsenergie, die als kinetische Energie im fließendem flüssigem Medium vorhanden ist weiter nutztbar gemacht wird. Die Vorrichtung soll auch robust, zuverlässig und wartungsarm sein und damit einen größtmöglichem ökologischen Nutzens bei geringstem ökonomischen Aufwand aufweisen.

Erfindungsgemäß wird das Problem wie mit den Patentansprüchen angegeben gelöst.

Die Vorzüge der Erfindung bestehen darin, daß sich damit chemische und biochemische Reaktionen durch Eintrag von Gas in Flüssigkeiten mit einem minimalem gerätetechnischen und ernergetischen Aufwand realisieren lassen.

Nachstehend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

In den zugehörigen Zeichnungen ist mit

Fig. 1 eine solche Vorrichtung, im Längsschnitt und mit

Fig. 2 eine solche Vorrichtung im Schnitt A-A nach Fig. 1 und mit

Fig. 3 die Düsenanordnung innerhalb der Vorrichtung und mit

Fig. 4 die Düsengestaltung im Detail schematisch dargestellt.

Die Vorrichtung ist für die Belüftung von geklärtem fließendem Abwasser (flüssiges Medium 9) konzipiert.

Sie besteht aus dem, das Gehäuse derselben bildenden, in Strömungsrichtung des Abwassers (flüssiges Medium 9) einseitig offenem Pumpenrohr 1. Dies ist an einem seiner Enden in Strömungsrichtung des Abwassers (flüssiges Medium 9) offen und an seinem anderen Ende, entgegen der Srömungsrichtung des Abwassers (flüssiges Medium 9) mittels Pumpenrohrverschluß 2 geschlossen.

In diesem Pumpenrohr 1 ist zentrisch zu demselben das Saugrohr 6, für die Zuführung von Luft (gasförmiges Medium 10) zur Belüftung des Abwassers (flüssiges Medium 9), durch den Pumpenrohrverschluß 2 hindurchreichend, angeordnet und an diesem dichtend befestigt. Das in Strömungsrichtung befindliche Saugrohrende 7 ist geschlossen, das andere, durch den Pumpenrohrverschluß hindurchreichende Ende des Saugrohres ist offen. Nahe dem Saugrohrende 7 sind am Umfang desselben mehrere schlitzförmige Öffnungen 8 gleichmäßig beabstandet und winklig im Winkel von etwa 45° quer zur Längsachse des Saugrohres 6 so angeordnet, daß das im Pumpenrohr 1 strömende Abwasser (flüssiges Medium 9) diese schlitzförmigen Öffnungen 8 quert. Diese schlitzförmigen Öffnungen 8 sind dabei so gestaltet, daß deren Abrißkante für das darüber hinweg strömende Abwasser (flüssiges Medium 9) spitzwinklig ausgebildet sind.

Seitlich des Pumpenrohres 1 und an diesem dichtend befestigt und mit einem flachen etwa rechteckigem lichten Querschnitt in dieses spitzwinklig in Strömungsrichtung über die Einströmöffnung 4 einmündend, ist das Treibrohr 3 so angeordnet, daß eine Breitseite des lichten Querschnittes desselben die innere Peripherie des Pumpenrohres 1 tangiert und die andere Breitseite des lichten Querschnittes mit der äußeren Peripherie des Saugrohres 6 tangential fluchtet. Die Länge der Breitseiten der Einströmöffnung 4 ist der Quotient aus der lichten Querschnittsfläche der Einströmöffnung 4, geteilt durch das Maß der Höhe des Ringspaltes 5.

In Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das zu belüftende Abwasser (flüssiges Medium 9) die Treibflüssigkeit. Es strömt durch das Treibrohr 3 und die Einströmöffnung 4 spitzwinklig in das Pumpenrohr 1 ein und trifft dabei auf den Ringspalt 5 wobei ein Strömungsdruckabfall entsteht und Pralldruck vermieden wird. Infolge der Gestaltung von Pumpenrohr 1, Treibrohr 3 und Saugrohr 6 sowie der erfindungsgemäßen Anordnung und Bemessung derselben erhält der Strom des Abwassers (flüssiges Medium 9) im Ringspalt 5 einen wendelartigen Drall, und quert dabei die an Umfang des Saugrohres 6 befindlichen schlitzartigen Öffnungen 8 etwa rechtwinklig.

An den Abrißkanten der schlitzförmigen Öffnungen 8 entsteht dabei ein Unterdruck infolge dessen Luft (gasförmiges Medium 10) aus den Saugrohr 6 angesaugt wird und sich diese mit dem Abwasser (Medium 9) in sehr feiner Verteilung vermischt. Durch die Querschnittserweiterung unmittelbar an dem Saugrohrende 7 entstehen hier Turbulenzen die eine weitere homogene Vermischung von Lüft (gasförmiges Medium 10) und Abwasser (flüssiges Mediun 9) zu einem reaktiven Flüssigkeits-Gas-Gemisch intensivieren und damit zu einer optimalen Oberflächenerweiterung des Abwassers (flüssiges Medium 9) führt.


Anspruch[de]
  1. 1. Vorrichtung zum Eintrag von Gas in flüssige Medien, wobei in einem einseitig, mittels Pumpenrohrverschluß (2) verschlossenem Pumpenrohr (1) für flüssiges Medium (9) ein Saugrohr (6) für gasförmiges Medium (10) axial zentrisch in dem selben angeordnet ist, das durch den Pumpenrohr verschluß (2) hindurch reicht und dieses Saugrohr (6) an seinem, im inneren des Pumpenroh res (1) befindlichem Saugrohrende (7) geschlossen ist und nahe diesem Saugrohrende (7) ringartig mit einer Vielzahl von etwa gleichmäßig am Umfang des Saugrohres (6) verteilter Öffnungen, vorzugsweise schlitzförmiger Öffnungen (8) versehen ist und am Pumpenrohr (1), seitlich desselben, eine Rohrzuführung in Form des Treibrohres (3) für das flüssige Medium (9) als Treibmedium angeordnet ist, die über eine flache rechteckig geformte Eintrittsöffnung (4) nahe dem Pumpenrohr verschluß (2) spitzwinklig in Strömungsrichtung in das Pumpenrohr (1) einmündet, wobei diese Einmündung spitzwinklig zur Längsachse des Pumpenrohres (1) und mit einer ihrer Breitseiten die innere Peripherie des Pumpenrohres (1) tangierend so angeordnet und so bemessen ist, daß die Höhe der Einströmöffnung (4) gleich oder etwas geringer ist als die lichte Weite des Ringspaltes (5) zwischen Pumpenrohrinnenwandung und Saugrohraußenwandung.
  2. 2. Vorrichtung zum Eintrag von Gas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schlitzförmigen Öffnungen (8) in der Saugrohrwandung schräg zur Längsachse des Saugrohres (6) so angeordnet sind, daß sich diese in einer Lage quer zur Strömungsrichtung des im Pumpenrohr (1) wendelförmig strömenden flüssigen Mediums (9) befinden.
  3. 3. Vorrichtung zum Eintrag von Gas nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abrißkanten der schlitzförmigen Öffnungen (8) spitzwinklig in Strömungsrichtung ausgebildet sind.






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