DE29918980U1

DE29918980U1 - Fluidmischvorrichtung

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Publication number: DE29918980U1
Application number: DE29918980U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-02-05
Filing date: 1999-10-29
Publication date: 2000-01-05
Anticipated expiration: 2009-10-30
Also published as: GB9911673D0; GB2350069A; GB2350069B; US6164813A

Description

K 50 381/8

FLUIDMISCHVORRICHTUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fluidmischvorrichtung und befaßt sich insbesondere mit einer Fluidmischvorrichtung, die zum gleichmäßigen Mischen einer Flüssigkeit und Luft in der Lage ist, um den in der Flüssigkeit gelösten Sauerstoffgehalt zu steigern.

Industrielles Abwasser muß nach den Vorgaben der Umweltgesetze hinsichtlich seines Inhalts von bestimmten Substanzen analysiert werden, wie z.B. den chemischen Sauerstoffbedarf, den biochemischen Sauerstoffbedarf sowie den vor der Ausleitung in dem Abwasser enthaltenen Schwebstoffen. Zur Steigerung des in dem Abwasser gelösten Sauerstoffgehalts besteht eines der häufig eingesetzten Verfahren in der Verwendung eines Rührwerks zum Zusammenrühren des Abwassers und der Luft zur Bildung einer Emulsion. Im allgemeinen wird ein Motor zum rotationsmäßigen Bewegen des vorstehend beschriebenen Rührwerks verwendet, um dadurch das Abwasser und die Luft in einem Behälter zusammenzumischen. Die vorstehend beschriebenen Rührwerke können den in dem Abwasser gelösten Sauerstoffgehalt verbessern, jedoch ist eine beträchtliche Menge an Energie, wie z.B. elektrische Energie, zum rotationsmäßigen Bewegen des Rührwerks erforderlich.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht daher in der Schaffung einer Fluidmischvorrichtung zum Mischen von verschiedenen Fluiden, bei der auf die Verwendung eines

Motors oder einer anderen kraftbetriebenen Antriebseinrichtung verzichtet werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale, wie sie in Anspruch 1 angegeben sind.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Fluidmischvorrichtung geschaffen, die folgendes aufweist: eine Mehrzahl von sich axial erstreckenden Schaufelblättern, die in Abständen voneinander in Umfangsrichtung angeordnet sind, wobei jedes der Schaufelblätter eine Mehrzahl von schraubenlinienförmig verdrehten Führungsabschnitten sowie eine Mehrzahl von Aufprallaufnahmeabschnitten bzw. Aufprallabschnitten aufweist, die mit den verdrehten Führungsabschnitten verbunden sind und durch diese axial voneinander beabstandet sind, wobei die Aufprallabschnitte jedes Schaufelblatts in Umfangsrichtung mit den verdrehten Führungsabschnitten eines benachbarten Schaufelblatts ausgefluchtet sind, wobei die verdrehten Führungsabschnitte eine verdrehte Oberfläche aufweisen, und wobei jeder Aufprallabschnitt jedes Schaufelblatts eben ist und eine ebene Oberfläche aufweist, die der verdrehten Oberfläche des benachbarten Schaufelblatts in Umfangsrichtung gegenüberliegt, so daß die verdrehten Oberflächen ein Fluid derart führen, daß dieses in Richtung auf die ebenen Oberflächen strömt sowie auf diese aufprallt bzw. auftrifft.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im folgenden anhand der zeichnerischen Darstellungen eines Ausführungsbeispiels noch näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht unter Darstellung einer Fluidmischvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine im Schnitt dargestellte Seitenansicht der Fluidmischvorrichtung der Fig. 1;

Fig. 3 eine Perspektivansicht der Fluidmischvorrichtung der Fig. 1, wobei aus Gründen der Vereinfachung nur zwei Schaufelblätter dargestellt sind; und

Fig. 4 eine Abwasserbehandlungseinheit, die eine Reihe von Fluidmischvorrichtungen gemäß Fig. 1 aufweist.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen eine Fluidmischvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Fluidmischvorrichtung 1 beinhaltet ein Rohr 3, eine axial in der Mitte des Rohrs 3 angeordnete Achse 4 sowie sechs längliche Schaufelblätter 5, die axial im Inneren des Rohr 3 angeordnet sind und in Umfangsrichtung mit gleichmäßiger Winkelbeabstandung zwischen dem Rohr 3 und der Achse 4 verteilt sind. Es ist darauf hinzuweisen, daß zur Vermeidung, einer Komplexität der Zeichnungen die Fig. 2 und 3 die Relativposition von nur zwei einander benachbarten Schaufelblättern 5 darstellen.

Jedes Schaufelblatt 5 beinhaltet eine Mehrzahl von schraubenlinienförmig verdrehten Führungsabschnitten 53.

Jeder verdrehte Führungsabschnitt weist zwei gegenüberliegende Enden auf, die jeweils mit einem Aufprallabschnitt 51 und einem Sehnenabschnitt 52 verbunden' sind. Jeder verdrehte Führungsabschnitt 53 weist zwei gegenüberliegende verdrehte Oberflächen 531 auf. Jeder Aufprallabschnitt 51 ragt radial von der Achse 4 weg, besitzt zwei gegenüberliegende ebene Oberflächen 512

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sowie zwei gegenüberliegende seitliche Enden 511, 513, die mit der Achse 4 bzw. der Wandung 32 des Rohrs 3 verbunden sind, und ist in seiner Formgebung eben sowie rechteckig ausgebildet. Jeder Sehnenabschnitt 52 erstreckt sich axial sowie nach Art einer Sehne relativ zu der Achse 4 und liegt in einer Ebene rechtwinklig zu der ebenen Oberfläche 512 des Aufprallabschnitts 51. Die Sehnenabschnitte 52 besitzen dieselbe Abmessung und Länge wie die Aufprallabschnitte 51. Die Länge jedes verdrehten Abschnitts 53 beträgt das Doppelte der Länge des Aufprallabschnitts 51.

Die Aufprallabschnitte 51 jedes Schaufelblatts 5 sind in Umfangsrichtung mit der Mitte der verdrehten Führungsabschnitte 53 eines benachbaren Schaufelblatts 5 ausgefluchtet. Jede ebene Oberfläche 512 der Aufprallabschnitte 51 jedes Schaufelblatts 5 ist der verdrehten Oberfläche 531 des benachbarten verdrehten Führungsabschnitts 53 des benachbarten Schaufelblatts 5 in Umfangsrichtung gegenüberliegend angeordnet, so daß die verdrehten Oberflächen 531 ein Fluid derart führen können, daß dieses in Richtung auf die ebenen Oberflächen 512 strömt und auf diese auftrifft. Die Anordnung der Achse 4 und der Schaufelblätter 5 gestattet dem Abwasser und der Luft ein Hindurchströmen zwischen den Schaufelblättern 5.

Fig. 4 zeigt eine Abwasserbehandlungseinheit 100, die eine Reihe von miteinander verbundenen Fluidmischvorrichtungen 1 gemäß Fig. 1 enthält. Die Abwasserbehandlungseinheit 100 beinhaltet ein stromaufwärtiges Rohr 2 mit einem Fluideinlaß 21, ein stromabwärtiges Rohr 2¹ mit einem Fluidauslaß 22, der auf einer niedrigeren Höhe angeordnet ist als der Fluideinlaß 21, sowie eine Mehrzahl von U-förmigen Rohren 23, die in Reihe mit einer Mehrzahl von Fluidmischvorrichtungen 1 verbunden sind.

Ferner ist jedes U-förmige Rohr 23 auch mit einer Luftzufuhr-Rohrleitung 25 verbunden.

Im Betrieb tritt Abwasser in den Fluideinlaß 21 ein und strömt aufgrund der Differenz in der Höhe zwischen dem Fluideinlaß 21 und dem Fluidauslaß 22 in Richtung auf den Fluidauslaß 22. Luft wird in die U-förmigen Rohre 23 eingesaugt, wenn das Abwasser durch die Luftzufuhr-Rohrleitungen 25 strömt. Im Inneren der Fluidmischvorrichtungen 1 wird das Abwasser durch jede verdrehte Oberfläche 531 der verdrehten Abschnitte 53 jedes Schaufelblatts 5 derart geführt, daß sich eine schraubenlinienförmige Bewegung (A) mit einer Strömung in Richtung auf die entsprechende ebene Oberfläche 512 des Aufprallabschnitts 51 des benachbarten Schaufelblatts 5 ergibt, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Eine solche schraubenlinienförmige Bewegung (A) des Abwassers treibt sowohl das Abwasser als auch die Luft derart voran, daß diese in Richtung auf die ebene Oberfläche 512 strömen und auf diese auftreffen, so daß das Abwasser und die Luft wirksam miteinander gemischt werden, wodurch der in dem Abwasser gelöste Sauerstoffgehalt gesteigert wird. Mittels der Abwasserbehandlungseinheit 100 kann .das die Behandlungseinheit verlassende Abwasser die standardmäßigen Abgabeniveaus für den chemischen Sauerstoffbedarf und den biochemischen Sauerstoffbedarf erfüllen, wie sie im Umweltschutzgesetz für die Abwasserbehandlung geregelt sind.

Die Anzahl der bei der vorliegenden Erfindung verwendeten Schaufelblätter 5 ist nicht auf sechs begrenzt. Es ist jede beliebige gerade Anzahl von Schaufelblättern 5 für die vorliegende Erfindung geeignet. Die Schaufelblätter 5 sind relativ zu dem Rohr 3 unbeweglich, und bei der vorliegenden Erfindung ist

keine Antriebseinrichtung zum Antreiben der Schaufelblätter 5 erforderlich.

Die Abwasserbehandlungseinheit 100 kann ferner eine Pumpe zum Transportieren und Steuern der Strömungsrate des Abwassers aufweisen, um das Ausmaß an Durchmischung von Abwasser und Luft zu bewältigen. Außerdem kann Ozon in die Abwasserbehandlungseinheit 100 eingebracht werden, um in dem Abwasser enthaltene flüchtige organisehe Zusammensetzungen zu behandeln. Die Abwasserbehandlungseinheit 100 kann nicht nur für die Behandlung von industriellem Abwasser verwendet werden, sondern auch für die Behandlung des aufbereiteten Wassers in einem bewirtschafteten Teich bzw. Kulturteich sowie die Behandlung des Leitungswassers oder Trinkwassers zum Reduzieren des Chlorgehalts desselben.

Claims

1. Fluidmischvorrichtung, gekennzeichnet durch: eine Mehrzahl von sich axial erstreckenden Schaufelblättern (5), die in Abständen in Umfangsrichtung angeordnet sind, wobei jedes der Schaufelblätter (5) eine Mehrzahl von schraubenlinienförmig verdrehten Führungsabschnitten (53) sowie eine Mehrzahl von Aufprallabschnitten (51) aufweist, die mit den verdrehten Führungsabschnitten (53) verbunden sind und durch diese axial voneinander beabstandet sind, wobei die Aufprallabschnitte (51) eines jeden Schaufelblatts (5) in Umfangsrichtung mit den verdrehten Führungsabschnitten (53) eines benachbarten Schaufelblatts (5) ausgefluchtet sind, wobei jeder der verdrehten Führungsabschnitte (53) eine verdrehte Oberfläche (531) aufweist und jeder der Aufprallabschnitte (51) jedes Schaufelblatts (5) eben ist und eine ebene Oberfläche (512) aufweist, die der verdrehten Oberfläche des benachbarten Schaufelblatts (5) in Umfangsrichtung gegenüberliegt, so daß die verdrehten Oberflächen (531) ein Fluid derart führen, daß dieses in Richtung auf die ebenen Oberflächen (512) strömt sowie auf diese auftrifft.

2. Fluidmischvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Rohr (3), in dem die Schaufelblätter (5) aufgenommen sind.

3. Fluidmischvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Achse (4), die mittig von den Schaufelblättern (5) angeordnet ist und mit diesen verbunden ist.

4. Fluidmischvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufelblätter (5) relativ zu dem Rohr (3) stationär sind.

5. Fluidmischvorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Schaufelblätter (5) sechs beträgt.

6. Fluidmischvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Schaufelblätter weiterhin eine Mehrzahl von Sehnenabschnitten (52) aufweist, die sich axial sowie sehnenartig relativ zu der Achse (4) zwischen zwei benachbarten Aufprallabschnitten (51) erstrecken, wobei die Aufprallabschnitte (51) mit den Sehnenabschnitten (52) über die verdrehten Führungsabschnitte (53) verbunden sind.

7. Fluidmischvorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Rohr (3), in dem die Achse (4) und die Schaufelblätter (5) aufgenommen sind.

8. Fluidmischvorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufprallabschnitte (51) rechteckig sind und mit einem seitlichen Ende (511) mit der Achse (4) verbunden sind.

9. Fluidmischvorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Aufprallabschnitte (51) von der Achse (4) radial nach außen erstrecken.

10. Fluidmischvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis dadurch gekennzeichnet, daß die Sehnenabschnitte (52) in ihrer Formgebung eben und rechteckig ausgebildet sind sowie in einer zu den Aufprallabschnitten (51) rechtwinkligen Ebene liegen.

11. Fluidmischvorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufprallabschnitte (51) und die Sehnenabschnitte (52) dieselbe Länge besitzen und daß die verdrehten Führungsabschnitte (53) eine Länge besitzen, die das Doppelte der Länge der Aufprallabschnitte (51) beträgt.

12. Fluidmischvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Schaufelblätter (5) sechs beträgt.