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    公开号:WO1989010185A1
    申请号:PCT/HU1989/000017
    申请日:1989-04-28
    公开日:1989-11-02
    发明作者:György ANDÓ；István BATA；Zsolt Katona
    申请人:Energiagazdálkodási Intézet；
    IPC主号:B01F15-00
    专利说明:
    [0001] Mit Drehinjektor versehener Turbomischer zum Vermischen von flüssigen und/oder gasförmigen Medien
    [0002] Die Erfindung betrifft einen Mischer für die Absorption von Gasen und Dämpfen in Flüssigkeiten und Vermischen dersel¬ ben, sowie Vermischen und Homogenisierung einer Flüssig¬ keit mit einer anderen Flüssigkeit, sowie Zerstäubung einer Flüssigkeit in einen Gas-, oder Dampfraum.
    [0003] In der chemischen Industrie, pharmazeutischen Industrie, Wasser-, und Abwasserreiniguπgstechπologie, Biotechnologie in der Technologie des Umweltschutzes, in der Fischzucht und in der Wärme- und Kühltechnik ist ein weiter Kreis der zu den vorerwähnten Zwecken dienenden Aπlageπn aufzufin¬ den. Unter den bekannten Lösungen sind Mischer mit Düsen, Mischiπiektor, Drehbürsteπ, Drehscheiben, Flügelschaufein , Turbinen und sonstige Spezialmischer bekannt, bei denen ein Teil nicht nur die Aufgabe des Vermischeπs sondern auch der Einführung des Gases in die Flüssigkeit löst.
    [0004] Als Beispiel für die Vorrichtungen, die gleichzeitig das Problem des Mischens und Gaszufuhr lösen, möchten wir die HU-PS 180 647, DE-PS 2 513 917 oder GB-PS 2 164 576 erwäh- πeπ, die einerseits dadurch charakterisiert werden können, dass ein elektrischer Direktaπtrieb vorgesehen ist, der An¬ triebsmotor ist in dem Flüssigkeitsraum oder darüber ange¬ ordnet und ist anspruchsvoll ausgeführt, die hindurch die den Flüssigkeitsraum begrenzende Wand geführte Aπtriebs- welle ist äusserst kostaufwendig; eine andere Charakteri¬ stik zeigt sich darin, dass bei einem höheren Flüssigkeits¬ druck die Gaszufuhr einen separaten Gasdrucker'πöher bean¬ sprucht.
    [0005] Es ist eine wohlbekannte Tatsache, dass mit erhöhtem Druck
    [0006] A 4488-2047 WE
    [0007] ERSATZBLATT der Flüssigkeit die Fähigkeit der Flüssigkeit zur Gasab- sorptioπ zunimmt, aus diesem Grunde haben sich die mit Gasdruckerhöher, Kompressor betätigten, mit Düsen und Misch- düseπ versehenen, blasenbildendeπ Systeme verbreitet. Mit diesen Systemen können Durchmischen ohne Totraum und Ab¬ sorption entweder auf einer grossen Grundfläche und mit zahlreichen Düsen gelöst werden, oder bei einer kleineren Grundfläche muss die Höhe äusserst erhöht werden, eventuell ist eine äusserst tief angeordnete Anlage beansprucht. Die letzte charakterisierte Lösung ist aus der Abwasssrtechπo- logie, Turmbiologie oder aus der biologischen Klärung mit Tiefschaft bekannt, auch diese stellen äusserst kostauf- wäπdige Objekte dar. Die gegenwärtig als zeitgemäss be¬ trachteten bekannten Anlagen sind aus der Fachliteratur wohlbekannt, so z.B. Wulf Crueger-Aππelises Crueger: Bio¬ technologie (Verlag für die Landwirtschaft, 1987).
    [0008] Die Erfindung wurde das Ziel gesetzt die Nachteile der be¬ kannten Anlagen zu eliminieren, d.h. mit gleichzeitiger wirksamer Mischung eine Anlage zu entwickeln, die mit nied¬ rigeren Investitions-, und Betriebskosten funktioniert und in weitem Kreise angewendet werden kann.
    [0009] Unsere Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass durch die zweckdienliche Gestaltung der Schaufeln des Laufrads eines Ventilators mit radialer Überströmung - oder einer Pumpe - und mit Hilfe entsprechend angeordneter Düsen ein Mischer zustaπdegebracht werden kann, das die Vorteile der Drehmi¬ scher und der Injektoren vereinigt, d.h. es wird ein Turbo- mischer mit Drehiπjektor entwickelt.
    [0010] Eine weitere Erkenntnis beruht darin, dass durch die An¬ ordnung des Rotors mit Schaufeln, der mit dem Laufrad in einer Zwaπgsverbinduπg steht und auf dem Riegel der Saug- leitung axial verschoben werden kann, bildet der Turbomi- scher mit dem Drehinjektor in dem flüssigen Medium einen Welleπgenerator, eine Welleπ aschine, bei der der Rotor mit den Schaufeln den Druckregler, 'die Bremsvorrichtung bildet, und die Einrichtung gleichzeitig ein unter- und oberirdischer Mischer ist.
    [0011] Eine andere Erkenntnis beruht darin, dass an der Leitung des Treibmediums, die als Verlängerung der Hauptwelle ein¬ gebaut worden ist, auf der sich dem Laufrad aπschliesseπ- den Rohrwelle ein Ventilator oder ein Turbogebläse aufge¬ keilt ist, undzwar derweise, dass der Druckstutzeπ dem Saugstutzen des Turbomischers unmittelbar oder mittelbar angeschlossen ist, wodurch die Konstruktionen einen Turbo¬ mischer mit Vorverdichter und Drehiπjektor bilden.
    [0012] Demnach bezieht sich die Erfindung auf einen Mischer für die Absorption von Gasen und Dämpfen in Flüssigkeiten und Vermischen derselben, sowie Vermischen und Homogenisierung einer Flüssigkeit mit einer anderen Flüssigkeit und/oder Zerstäubung einer Flüssigkeit in einen Gas- oder Dampfraum; der Mischer ist so ausgestaltet, dass ein Laufrad vorgese¬ hen ist, das an sich bekannte, nach hinten gebogene radia¬ le Schaufeln aufweist; die Schaufeln stehen beidseitig zwischen einer die Absaugeö fπung enthaltenden Stirπplatte und den vollkommenen Förderraum abschliessenden Rückplat¬ te; in der Welle des Laufrads ist eine Teilkammer ausge¬ staltet, die mit einem koaxialen hohlen Wellenstutzen zu¬ sammengebaut ist; wenigstens zwei Schaufeln mit dem das Treibmedium fördernden Rohr zusammengebaut sind, das dem Iππeπende der Teilkammer angeschlossen ist, während auf dem anderen äusseren Ende eine Düse vorgesehen ist; das Laufrad ist mit einem Laufradmantel abgeschlossen, hin¬ durch welchen mit den Düsen koaxiale Injektoren geleitet werden, der Konfusor der Injektoren schliesst sich von drei Seiten her dem Mantel des Laufrads, der Stirnwand und
    [0013] ERSATZBLATT der Rückwand an, während die vierte Seite einer Schaufel an¬ geschlossen ist,. zuletzt ist der Hauptwelleπstutzen über einen rotierenden Anschluss einer ortsfesten Leitung des Treibmediums angeschlossen.
    [0014] Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des erfinduπgsge- mässen Mischers umschliesst ein Saugstutzen die Absaugöff- πung, dem gegebenenfalls eine Saugleitung angeschlossen ist.
    [0015] Bei einer anderen Ausführung des erfiπdungsgemässen Mischers ist der Saugstutzen mit einer Saugleitung zusammengebaut.
    [0016] Bei einer dritten vorteilhaften Ausführung des erfiπduπgs- gemässeπ Mischers schliesst sich der Saugstutzeπ mit einer Spalte der Saugleitung an, die mit Abstaπdselementen an der Leitung des Treib ediums befestigt ist.
    [0017] Es ist als vorteilhaft betrachtet, wenn auf dem Mantel der Saügleituπg ein in axialer Richtung verschiebbarer Rotor mit radialen Schaufeln angeordnet ist, der gegenüber Ver- drehen mit einem Gleitriegel gesichert ist.
    [0018] Bei der fünften Ausführungsform des erfiπduπgsgemässeπ Mi¬ schers ist die Leitung des Treibmediums von einer koaxial gelagerten Rohrwelle umgeschlossen, deren eines Ende an dem Laufrad befestigt ist und auf dem anderen Ende ein Ventila¬ tor-Laufrad installiert ist, das in dem sich der Saugleituπg anpassenden Ventilatorgehäuse angeordnet ist.
    [0019] Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführung des erfindungs- gemässen Mischers ist zwischen dem Hauptwellenstutzen und der Leitung des Treibmediums eine Rohrnabe vorhanden, die unabhängig von den vorhererwähπteπ Elementen sich zu ver¬ drehen fähig ist, der radiale Flügelleitungen angeschlossen sind, die Flügelleitungen überreichten hindurch einen Ring,
    [0020] ERSATZBLATT der sich mit einer Spalte dem Saugstutzeπ des Laufrads und der Saugleituπg aπpasst und an dem Ende der Saugleituπg Düsen - in einer den Injektoren entgegengesetzten Richtung - angeordnet sind.
    [0021] Bei der siebenten vorteilhaften Ausführung des erfiπduπgs- gemässeπ Mischers sind zwei Laufräder koaxial angeordnet, undzwar so, dass die Saugstutzeπ einander zugewandt sind, die Saugstutzeπ sind über ein die Saugleitung abzweigendes Profil, die Hauptwellestutzeπ über ein die Leitung des
    [0022] Treibmediums abzweigendes Profil der Saugleituπg bzw. der Leitung des Treibstoffes angeschlossen.
    [0023] Es ist weiterhin als vorteilhaft betrachtet, wenn die bei- den koaxial, mit den Saugstutzeπ einander zugewandt ange¬ ordnet sind, dem einen Saugstutzeπ eine Saugleitung ange¬ schlossen ist, dessen Länge kürzer ist, als der Abstand zwischen den beiden Saugstutzen, die Hauptwellenstutzen der beiden Laufräder schliessen sich einem Abzweigungsprofil der Leitung des Treibmediums an, das hingegen der hindurch die Saugleituπg hiπüberreicheπdeπ Leitung des Treibmediums angeschlossen ist.
    [0024] Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführung des erfiπduπgs- gemässeπ Mischers sind die Leitung des Treibmediums und das abzweigende Profil über einen ausserhalb der Saugleituπg sich drehenden Anschluss miteinander verbunden.
    [0025] Zuletzt ist es vorteilhaft, wenn bei dem erfiπduπgsgemässeπ Mischer der Leitung des Treibmediums ein Verteilrohr ange¬ schlossen ist und sich dem Rohr - aufeinander senkrecht - je zwei horizontale Flügelleituπgen für das Treibmedium anschliesseπ, desweitereπ den zwei gegenüber einander lie¬ genden Flügεlleituπgeπ die Hauptwellenstutzen des Laufrads mit je einer horizontalen elle und mit freier Absaugöff- πung angeschlossen sind; die Enden der zwei weiteren gegen¬ über einander liegenden Flügelleituπgeπ des Treibmediums enden sich in ein sich nach oben öffnendes Kniestück, dem ein Hauptwellenstutzen eines Laufrads mit einem mit Saug- leitung zusammengebauten Stutzen angeschlossen ist.
    [0026] Der wichtigste Vorteil des erfinduπgsgemässen Turbomischers mit Drehiπjektor zeigt sich in der hochwirksamen Gaszufuhr, die durch die auf einer grossen Drehfläche vor sich gehen- den Bildung von Blasen mit kleinem Durchmesser und durch die mehrfachige Turbulenz gemeinsam erreicht wird.
    [0027] Ein weiterer Vorteil zeigt sich darin, dass der Antrieb von in weitem Kreise verwendeten strö uπgstechπischen Maschinen - die zur Förderung von Flüssigkeit, Gas und Dampf dienen - indirekt erfolgt, was in den meisten Fällen aus der Druck¬ leitung für die Zirkulation oder Rezirkulatioπ gelöst wer¬ den kann. Durchführung einer Drehwelle, eines elektrischen Kabels hindurch die die Flüssigkeit und den Gasraum begreπ- zenden Wände erübrigt sich, Elektromotor, elektrische Vor¬ richtungen in den Mischräumeπ werden nicht beansprucht, auf diese Weise besteht die Möglichkeit in einem offenen oder geschlossenen Raum, beim atmosphärischen Druck, bei Über¬ druck oder unter Vakuum den Betrieb zu führen.
    [0028] Mehrzweckigkeit wird dadurch gefördert, dass der Mischer selbstaufsaugend ist, wodurch eine bedeutende Flüssigkeits¬ tiefe ermöglicht wird, auf diese Weise fördert Absorption, sie findet bei einem höheren Druck statt, desweitereπ fuπk- tioniert der Mischer als ein Zerstäuber, räumliche Varia¬ bilität in den Mischräumeπ ist hochgradig, der sich in meh¬ reren Ebenen drehende und einfach regelbare Wirbeldurch¬ messer ermöglicht die Bewegung der Flüssigkeit ohne Totraum.
    [0029] Aus den möglichen Anwendungsgebieten können wir die fol- gendeπ erwähnen: Oxydatioπstechπologien, Mischer für die chemische Industrie, pharmazeutische Industrie, biotechπo- logische Mischer, Autoklaven, Reaktoren, Fermentieren, Gas¬ wäscher, Kondensatoren in der Eπergieiπdustrie, Absorber, Luft- und Flüssigkeitskühler, bei zum Umweltschutz dienen¬ den Anlagen, verschiedene Mischer, Neutralisation, Abschei¬ der, Saπdfäπger in Hydrologie und Abwasserkläruπg, Entfer¬ nung von Eisen und Mangan, Becken für Aeration, Belüftung von Teichen und Flüssen, bei der Fischzucht. Wie es aus den Gesagten hervorghet, kann der Turbomischer mit Drehinjektor im weiten Kreise angewendet werden, Herstellung erfolgt aus bekannten Materialien, vorzugsweise Metall oder Kunststoff, unter Anwendung einer einfachen Technologie.
    [0030] Die Erfindung wird anhand einiger Ausführungen des erfin- duπsge ässen Mischers unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert; es zeigen: Figur 1 Halbsicht-Halbschπitt eines Mischers, Figur 2 den Querschnitt des Mischer nach Figur 1, Figur 3 den Teilschπitt nach Figur 2,
    [0031] Figur 4 eine andere Ausführung des Mischers, die An¬ sicht ist mit Ausbruch ergänzt, Figur 5 die Ansicht des Mischers mit Rotor ergänzt, Figur 6 die mit Ventilator ergänzte Ansicht des Mischers, Figur 7 eine- Ausführung des Mischers mit einem Segner¬ rad ergänzt, Figur 8-11 verschiedene Ausführungen des Mischers mit zwei
    [0032] Laufrädern, zuletzt Figur 12 die axoπo etrische Darstellung eines mit vier Laufrädern ausgestalteten Mischers.
    [0033] ie es aus den Figuren 1 und 2 ersichtlich ist, bildet ein Laufrad 1 - das den Ventilatoren mit radialer Übεrströmuπg oder Pumpen ähnlich ist - den aktiven Teil des Mischers.
    [0034] Zwischen einer Stirnwand 2 und einer Rückwand 3 des Lauf-
    [0035] ERSATZBLATT rads 1 sind nach rückwärts gebogenen radialen Schaufeln an¬ geordnet, die in der Hinsicht der Gestaltung der üblichen Ausführung entsprechen. In der Stirnwand 2 des Laufrads 1 ist eine Aπsaugöffπung 38 auf die übliche Weise ausgestal- tet.
    [0036] In der Mitte des Laufrads ist eine Teilkammer 7 ausgestal¬ tet, die vollkommen von einem Eiπflussraum 18 und einem aus Schaufelkammern 14 bestehenden Förderraum abgeschlossen ist. Der Teilkammer 7 schliessen sich eine Leitung 12 des
    [0037] Treibmediums an. Bei dem hier dargestellten Beispiel bel uft die Zahl auf vier, aber mehrere können ebenfalls angewendet werden. Für alle Fälle scheint es zweck ässig mindestens zwei Leitungen wegen des Massenausgleichs einzubauen.
    [0038] Die Rohrleitung 12 für das Treibmedium folgt der Linie je einer Schaufel, eventuell kann es als ein einziges Flügel¬ profil ausgestaltet werden, wie es in Figur 3 ersichtlich ist. Sowohl die Rohrleitung 12, als die Schaufel 5 sind kürzer, als der Radius des Laufrads 1, am Ende der Rohrlei¬ tung 12 - die das Treibmedium fördert - ist eine Düse 9 aus¬ gestaltet. In dem gegenwärtigen Fall ist diese eine Spalt¬ düse, aber eine abweichende Form ist auch möglich.
    [0039] In dem Laufrad 1, in der Welle 39 der Düse 9 ist ein Injek¬ tor 8 eingebaut. Der Diffusor 10 des Injektors 8 reicht über den Umfang des Laufrads 1 hinaus. Von der Seite her ist das Laufrad 1 - zwischen den Injektoren 8 - mit einem Mantel 32 des Laufrads abgeschlossen. Der Konfusor des In- jektors 8 schliesst sich dem Mantel 32 des Laufrads, der Stirnwand 2, der Rückwand 3 und der Schaufel 4 an. Die Schaufel 4 ist keineswegs mit der Schaufel 5, die mit dem Rohr für das Treibmedium zusammengebaut ist, identisch.
    [0040] Der Teilkammer 7 schliesst sich ein hohler Hauptwellen-
    [0041] iHSATZBLATT stutzen 6 an. Wie es aus der Figur 1 ersichtlich ist, kann der Hauptwellenstutzen 6 an der der Stirnwand 2 zugewand¬ ten Seite angeordnet werden, in diesem Fall bildet die Rückwand die abschliessende Wand der Teilkammer 7. Es be- steht die Möglichkeit den Hauptwelleπstutzen 6 - wie es in Figur 12 dargestellt ist - an der der Rückwand 3 zugewand¬ ten Seite anzuordnen, in diesem Fall schliesst die Rückwand 3 nur den Förderraum des Laufrads 1 ab, die Teilkammer 7 muss - an der der Stirnwand 2 zugewandten Seite - mit einer hier nicht dargestellten Wand abgeschlossen werden.
    [0042] Der Hautpwelleπstutzeπ 6 ist mit einem sich drehenden Aπ- schluss auf eine Leitung 16 des Treibmediums angebaut. Der hier in Einzelheiten nicht dargestellte rotierende Anschluss ist derweise ausgestaltet, dass der Hauptwellenstutzeπ sik- kerungsfrei, aber verdrehbar der Leitung 16 angeschlossen ist.
    [0043] Rundum die Aπsaugöffnuπg 38 ist auf die Stirnwand 2 ein Saugstutzeπ 13 installiert, dem eine Saugleituπg 17 ange¬ schlossen ist. In dem gegenwärtigen Fall ist die Saugleituπg 17 ortsfest an dem Saugstutzeπ 13 befestigt.
    [0044] Das Mischverfahreπ des obenbeschriebeπen Turbomischers mit dem drehenden Injektor ist leicht verständlich:
    [0045] Das über die Leitung 16 des Treibmediums unter Überdruck an¬ kommende Medium strömt hindurch den Hauptwelleπstutzen 6, die Teilkammer 7 und die Rohrleitungen 12 für das Treibme- dium zu der Düse 9 und tritt in den Injektor 8 ein. Die
    [0046] Reaktionskraft des hindurch den Injektor 8 strömenden Mediums bringt das Laufrad in eine Drehbewegung.
    [0047] Das in den Injektor 8 einströmende Medium risst das sich in der Schaufelkammer befindende Medium mit sich. Wenn nun
    [0048] ERSATZBLATT das Laufrad 1 sich verdreht, funktioniert es auch als eine Pumpe und füllt über die Saugleitung 17 das über den Injek¬ tor 8 geförderte Medium nach. Das von der Saugleitung 17 über den Einflussraum 18 in die Schaufelkammer 14 ankommen- de geförderte Medium kann ausschliesslich über den Injektor 8 das System verlassen. Auf diese Weise werden in dem Dif- fusor 10 das Treibmedium und das geförderte Medium mitein¬ ander vermischt.
    [0049] Das annähernd taπgentiell austretende Gemisch erzeugt einen Wirbel rundum das rotierende Laufrad 1. Das Laufrad 1 und die damit mitrotiereπde Saugleituπg 17 zwingen durch Medium¬ reibung das umschliessende Medium zu eiπex Drehbewegung. Auf diese Weise wird die Mischwirkung erhöht.
    [0050] Sowohl das Treibmedium, als das geförderte Medium können gleicherweise flüssig oder gasförmig sein.
    [0051] Wenn nun das Laufrad 1 in dem Flüssigkeitsraum angeordnet ist und die obere Kante der Saugleitung 17 sich in dem Gas¬ raum befindet, werden sich das Laufrad und die Saugleitung 17 in dem stationären Zustand mit der gegebenen Flüssigkeit bis zum Flüssigkeitsstand aufgefüllt. Beim Aπlass beginnt das Treibmedium über die Injektoren 8 die Flüssigkeit abzu- saugen, wonach das Laufrad - nachdem es in eine Drehbewegung gesetzt worden ist - als eine Zentrifugalpumpe zu funktio¬ nieren beginnt und nach der Entleerung der Flüssigkeit auf den Veπtilatorbetrieb umgestellt wird.
    [0052] In den folgenden möchten wir noch einige Versionen des Mi¬ schers mit Drehiπjektor vorstellen. Grundsätzlich ist das Fuπktioπsprinzip mit dem vorherbeschriebenen im Grossen und Ganzen übereinstimmend, daher werden wir nur auf die Ab¬ weichungen hinweisen, wo die Nötigkeit besteht.
    [0053] Figur 4 stellt einen Mischer dar, der zweckmässig bei grösse- ren Tauftiefeπ verwendet werden kann. Bei dieser Ausführung ist die Saugleituπg 17 nicht an dem Saugstutzen 13 des Lauf¬ rads befestigt, sondern sie ist unter Zwischenschaltung einer Abstandshälter 2D an der Leitung 16 befestigt. Die Saugleitung 17 schliesst sich mit einer ringförmigen Spal¬ te dem Saugstutzen 13 an. Der Vorteil des derweise ausge¬ stalteten Mischers besteht darin, dass die Saugleituπg 17 und die Leitung 16 gemeinsam eine grössere Festigkeit auf¬ weisen.
    [0054] In Figur 5 ist ein Mischer veranschaulicht, dessen Sauglei¬ tuπg 17 mit dem Saugstutzen 13 zusammengebaut ist. Auf der Saugleitung ist ein 21 Rotor mit radialer Beschaufelung locker montiert, der gegenüber Verdrehung mit einem Gleit- riegel gesichert ist. Der Rotor 21 kann auf der Saugleituπg 17 axial verschoben werden.
    [0055] Wenn nun der Rotor 21 zwischen den Eπdstellungen, d.h. voll¬ kommen unter dem Flüssigkeitsstand und vollkommen in dem Gasraum bewegt wird, wird die Umdrehungszahl des Laufrads auch bei einem konstanten Druck des Mediumstroms auf der Leitung 16 sich ändern, wodurch auch der Anteil - den aus dem Injektor 8 auströmende Medium auf das Moment über die Reaktionskraft ausübt -, sich ändert. Auf diese Weise nimmt der Wirkungsbereich der sich drehenden Strahlen bei der Ver- laπgsa uπg zu, bei einer Beschleunigung nimmt er ab.
    [0056] Falls die horizontale Abmessung des Flüssigkeitsraumes we¬ nigstens an der einen Seite kürzer ist, als das Doppelte des grössten Wirkungsbereichs, kann durch Einlassen des Ro¬ tors 21 in den Flüssigkeitsraurn diejenige Umdrehungszahl eingestellt werden, bei der die Wellen des Wirbels, die der Turbomischer mit dem Drehinjektor erzeugt und die von der begrenzenden Wand mit derselben Frequenz reflektierten se- kuπdäreπ Wellen in die gleiche Frequenz gelangen, wobei die
    [0057] ERSATZBLATT Interferenz eine Wellebeweguπg erzeugt, deren Bewegung den Durchmesser des Laufrads übertrifft. Das bedeutet, dass der aus dem Laufrad 1 und dem Rotor 21 bestehende Mischer als ein hydraulischer Generator funktioniert, wodurch die Flüssigkeit dynamisch, intensiv vermischt und bewegt wird, so können auch Feststoffe grösserer Mengen bewegt werden.
    [0058] Der zum Abbremsen und zur oberflächigen Vermischung geeig¬ nete Rotor 21 kann selbstverständlich mit jedwelcher mech-a- nischen Bremsvorrichtung ersetzt werden, in diesem Fall, wenn das Laufrad und die mitlaufende Saugleituπg 17 völlig abgebremst wird, sind die Injektoren stationär, der Wirkungs¬ bereich ist maximal.
    [0059] Der in Figur 6 dargestellte Mischer kann bei grossen Tauch¬ tiefen erfolgreich angewendet werden.
    [0060] Auf dem Hauptwellenstutzen 6 des Laufrads 1 ist eine Rohr¬ welle 23 befestigt, die mit Lagern 35 auch auf die Leitung 16 montiert ist. Auf dem anderen Ende der Rohrwelle ist das Ventilatorlaufrad 25 befestigt.
    [0061] Das Laufrad 25 ist in einem Veπtilatorgehäuse 24 angeordnet, dessen Druckstutzen 26 sich der Saugleituπg 17 aπpasst. In dem mit einem Deckel 34 abgedeckten Gehäuse 24 sind die Leitschaufeln vorhanden.
    [0062] Bei dieser Ausführungsform ist die Saugleitung 17 stehend ausgestaltet, die Höhe ist gering, z.B. in dem geschlosse- neπ Mischraum kann der Veπtilator-Druckstutzen unmittelbar - mit einer Spalte 19 - angeschlossen werden.
    [0063] Die Wirkungsweise ist, wie folgt:
    [0064] Das Laufrad 25 des Ventilators ist mit dem Laufrad 1 mitlau- feπd, so wird das geförderte Medium vorverdichtet.
    [0065] ERSATZBLATT Bei dem in Figur 7 dargestellten Mischer ist zwischen dem Hauptwelleπstutzeπ 6 des Laufrads 1 und der Leitung 16 für das Treibmedium eine Rohrnabe 28 eingefügt, die unabhän¬ gig von den vorerwähnten sich zu verdrehen fähig ist. Aus der Rohrπabe 28 ragen zwei Flügelleituπgeπ 29 radial hervor, an deren Enden je eine Düse 30 montiert ist. Im wesentli¬ chen bilden die Rohrπabe 28, die Flügelleituπgeπ 29 und die Düsen 30 ein Segnerrad. Die Richtung der Düsen ist der Rich¬ tung der Injektoren 8 entgegengesetzt.
    [0066] Um die freie Bewegung der Flügelleituπgeπ 29 sichern zu kön¬ nen, ist zwischen der Saugleituπg 17, die an der Leitung 16 mit Abstaπdshälterπ 20 befestigt ist und dem Saugstutzeπ 13 ein Ring 27 mit je einer Spalte 19 eingesetzt, hindurch welchen die Flügelleituπgeπ hinausragen. Bei dem Mischer wird dem Segnerrad die folgende Aufgabe zugeteilt:
    [0067] Ein Teil des hindurch die Leitung 16 strömenden Treibmediums tritt über die Rohrπabe 28 aus, gelangt in die Flügelleituπg 29 und die Düse 30, wodurch das Segnerrad sich zu drehen be¬ ginnt. Die Bahn der Blasen aus dem Gas- Flüssigkeitgemisch, das von den Injektoren 8 gefördert wird, werden durch den aus der Düse ausströmenden Flüssigkeitsstrahl gekreuzt, die Blasen werden zerkleinert und gleichzeitig auf eine Bahn mit grosserem Durchmesser mitgerissen, d.h. dass in dem Flüssig¬ keitsraum die Blasen eine grössere Gesamtfläche aufweisen und zur Absorption eine längere Zeit zur Verfügung steht. Der doppeltriπgförmige Wirbel entgegengesetzter Richtung übt eine Scherwirkuπg aus, eine Turbulenz entsteht. Die Koπ- struktioπeπ bilden eine Einrichtung, die Wirbel in Gegen¬ strom erzeugen.
    [0068] Der Mischer kann mit mehreren Laufrädern aufgebaut werden. In Figur 8 ist ein Mischer dargestellt, bei dem die vertikal angeordnete Leitung 16 für das Treibmedium und eine Leitung
    [0069] ERSATZBLATΓ 16 für das Treibmedium und eine Leitung 31 mit horizontaler Achse über ein Abzweiguπgsprofil verbunden sind und an bei¬ den Enden - auf an sich bekannte Weise - je ein Laufrad 1 mit Hilfe des rotierenden Anschlusses 15 installiert ist. Die Saugstutzeπ 13 passen sich einem Abzweiguπgsprofil einer Saugleituπg 40 an, das Profil ist mit der vertikal verlaufenden Saugleitung 17 zusammengebaut. Die Sauglei¬ tuπg 17 und das Profil der Saugleituπg 40 sind mit Abstaπds- hälterπ 20 an der Leitung 16 und dem Abzweiguπgsprofil der Leitung 31 des Treibmediums befestigt. Die beiden Laufräder 1 können in der gleichen oder entgegengesetzten Richtung sich verdrehen. Bei der Verdrehung im Gegensinn induzieren die Laufräder einen sekundären Wirbel, die Turbulenz wird erhöht,
    [0070] Der in den Figuren 9-11 veranschaulichte Mischer ist mit zwei Laufrädern aufgebaut. Hier ist eine Saugleituπg 17 vor¬ handen, die kürzer ist, als der Abstand zwischen den Saug¬ stutzeπ 13 des Laufrads 1 mit vertikaler Achse und sie ist nur dem einen Saugstutzen angepasst. Die Leitung 16 des
    [0071] Treibmediums - die übrigens horizontal verläuft - ragt über die Saugleitung 17 hervor oder sie kann ortsfest ausgestal¬ tet werden oder es besteht die Möglichkeit ausserhalb der Saugleituπg 17 mit Hilfe eines Drehaπschlusses 15 in einen fixen und sich verdrehenden Teil zu unterteilen.
    [0072] Die Mischer kann zu zahlreichen Zwecken verwendet werden.
    [0073] Wenn die Leitung des Treibmittels vollkommen fix angeordnet ist und das Laufrad 1 vollkommen io die Flüssigkeit einge¬ taucht ist, zu dessen Saugstutzeπ die Saugleitung 17 ange¬ schlossen ist, wird das Laufrad auf an sich bekannte Weise funktionieren, während das andere Laufrad 1 das Treibmedium und das aus der Umgebung eingesogene geförderte Medium in Form eines Gemisches auf die Flüssigkeitsoberfl che zer¬ stäubt.
    [0074] IRSATZBLATT Auf diese Weise funktioniert der Mischer als Misch- und Zerstäubuπgsvorrichtung.
    [0075] Sollte das mit der Saugleituπg 17 in Verbindung stehende Laufrad 1 desselben Mischers über der Flüssigkeits - Ober¬ fläche liegen, wird die Flüssigkeit aufgesogen, mit dem Treibmedium vermischt und zerstäubt, wie dies bei Mischkon- deπsatoren vorteilhaft ist, während das andere Laufrad 1 die Durchführung von Flüssigkeit - Flüssigkeit realisiert.
    [0076] Falls der Mischer im Verhältnis zu der Leitung 16 des Treib¬ mediums sich verdreht, ist die Wirkungsweise wie folgt: Infolge des höheren Gewichts ist jenes Laufrad 1 in der Flüssigkeit eingetaucht, 3essen Saugstutzen 13 mit der Saug- leitung 17 verbunden ist. Nun ist in dem Laufrad 1 und in der Saugleituπg 17 Flüssigkeit vorhanden, die Höhe ent¬ spricht der Flüssigkεitsoberflache. Während infolge der Drehbewegung die Flüssigkeit vollkommen verdrängt wird, wird es durch die Auftriebskraft der Flüssigkeit auf die Oberfläche aufgekippt. Nun strömt am offenen Ende der Saug¬ leitung 17 die Flüssigkeit ein, wodurch das Laufrad rückge¬ kippt wird. Infolge der Kippbewegung wird auch das andere Laufrad 1 teilweise in die Flüssigkeit eingetaucht; auf diese Weise funktioniert es einmal als Zerstäuber, dann bläst es das Gemisch des Treibmediums, dann bläst es das
    [0077] Gemisch des Treibmediums und des geförderten Mediums in die Flüssigkeit.
    [0078] Die Zahl der Laufräder kann erhöht werden, in Figur 12 ist ein Mischer veranschaulicht, der über vier Laufrädεr ver¬ fügt, je Paar mit verschiedenen Funktionen.
    [0079] Der vertikal verlaufenden Leitung 16 für das Treibmedium schliesst sich ein Verteilrohr 37 über den Drehanschluss 15 an, das Rohr verfügt über zwei aufeinander senkrecht ver-
    [0080] ERSATZBLATT laufende Fiügelleitungeπ 36, 41, die paarweise ausgestal¬ tet sind.
    [0081] Auf zwei Flügelleituπgen 41, die das Treibmedium fördern, ist unter Zwischenschaltung je eines Drehanschlusses je ein Laufrad 1 mit horizontaler Drehachse angebaut, dessen Absaugöffπuπg vollkommen frei ist, d.h. weder ein Saugstut¬ zen, noch eine anschliessende Saugleituπg sind vorhanden. Der Drehsinn der Laufräder 1 ist entgegengesetzt.
    [0082] Am Ende der anderen beiden Flügelleituπgeπ 36 sind vertikal nach oben offene Kπiestücke, zu denen solche Laufräder 1 In¬ stalliert sind, deren Hauptwellenstutzen von der Rückwand 3 her der Teilkammer 7 angeschlossen ist. Die Laufräder 1 verfügen über Saugstutzeπ 13, die mit je einer Saugleituπg 17 zusammengebaut sind; der Drehsinn der Laufräder ist über¬ einstimmend.
    [0083] Die Laufräder 1 mit der horizontalen Achse realisieren das Mikromischeπ von Flüssigkeit - Flüssigkeit, die Laufräder 1 mit der vertikalen Achse rühren Flüssigkeit und gas, wie bereits spezifiziert. Währenddessen verdreht sich der gesam¬ te Mischer auf der Leitung 16 des Treibmediums, die ganze Flüssigkeitsmenge wir durchgemischt, daher geht Makromischen vor sich hin.
    [0084] Wie es aus denvorgezeigten Beispielen hervorgeht, passt sich der erfinduπgsgemässe Mischer den verschiedensten Aufgaben an. Jeder Version wird aus Metall, Kunststoff oder aus de- ren Kombination mit einer einfachen Technologie hergestellt.
    [0085] ERSATZBL
    权利要求:
    Claims Patentansprüche
    1. Mischer für die Absorption oder Vermischen von Gasen und Dämpfen in Flüssigkeiten oder zum Vermischen, Homogeπi- sieruπg einer Flüssigkeit mit einer anderen Flüssigkeit und/oder zur Zerstäubung einer Flüssigkeit in Gas- oder Dampfraum, dadurch gekennzeichnet, dass ein Laufrad vorge¬ sehen ist, das an sich bekannte, nach rückwärts rückgeboge- πe Schaufeln (4, 5) aufweist, die Schaufeln (4, 5) sind beidseitig von einer, Absaugöffnuπg (38) enthaltenden Stirn¬ wand (2) und wenigstens vollkommenen Förderraum abschliesseπ- der Rückplatte (3) umschlossen, in der Welle des Laufrads (1) ist eine Teilkammer (7) ausgestaltet, die mit einem ko¬ axialen hohlen Hauptwellenstutzen (6) zusammengebaut ist, mindestens zwei Schaufeln (5) mit einer Rohrleitung (12) für das Treibmedium zusammengebaut sind, das innere Ende der Rohrleitung schliesst sich die Teilkammer (7) an, wo¬ bei an dem äussereπ Ende eine Düse (9) vorgesehen ist, das Laufrad (1) ist mit einem Mantel (32) abgeschlossen, hin-' durch den mit den Düsen (9) koaxiale Injektoren (8) geführt sind, der Koπfusor (11) der Injektoren (8) ist von drei Sei¬ ten her dem Mantel (32) des Laufrads, der Stirnwand (2) und der Rückwand (3) angeschlossen, während von der vierten Seite her mit einer Schaufel (4) verbunden ist, zuletzt der Hauptwelleπstutzeπ (6) ist über einen sich drehenden An- schluss (15) einer stehenden Rohrleitung (16) für das Treib¬ medium angeschlossen.
    2. Mischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Saugstutzeπ (13) die Säugöffnung (38) umschliesst, dem gegebenenfalls eine Saugleituπg (17) angeschlossen ist.
    3. Mischer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich¬ net, dass der Saugstutzen (13) mit der Saugleituπg (17)zu- sa meπgebaut ist.
    ERSATZBLATT
    4. Mischer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Saugstutzeπ (13) über eine Spalte (19) mit der Saugleitung (17) verbunden ist, die mit Abstaπdshältern (20) an der Leitung (16) für das Treibmedium befestigt ist.
    5. Mischer nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeich¬ net, dass auf de -Mantel der Saugleituπg (17) ein in axia¬ ler Richtung verschiebbarer Rotor (21) mit radialer Ver- schaufeluπg vorhanden ist, der gegen Verdrehung mit einem Gleitriegel (22) gesichert ist.
    6. Mischer nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeich¬ net, dass rundum die Leitung (16) für das Treibmedium eine koaxial gelagerte Rohrwelle (23) angeordnet ist, deren eines Ende an dem Laufrad (1) befestigt ist, während auf dem anderen Ende ein Ventilator-Laufrad (25) angebaut Ist, das in dem sich der Saugleituπg (17) anpassenden Ventilator¬ gehäuse (24) angeordnet ist.
    7. Mischer nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeich¬ net, dass zwischen dem Hauptwelleπstutzeπ (6) und der Lei¬ tung (16) eine Rohrπabe (28) angeordnet ist, die von den obenerwähnten unabhängig sich zu verdrehen fähig ist, der radiale Flügelleitungeπ (29) angeschlossen sind, die über einen Ring (27) hinausragen, der mit einer Spalte mit dem Saugstutzen (13) des Laufrads und der Saugleitung (17) ver¬ bunden ist, an den Enden der Flügelleitungen (29) Düsen (30) in einer den Injektoren (8) entgegengesetzten Richtung an¬ geordnet sind.
    8. Mischer nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeich¬ net, dass die beiden Laufräder (1) mit den Saugstutzeπ (13) einander zugewandt und koaxial angeordnet sind, wobei die Saugstutzeπ (13) über ein Abzweigsprofil (40) der Sauglei- tung, die Hauptwelleπstutzεn (6) über ein Abzweigungsprofil (31) für das Treibmedium der Saugleituπg (17) angeschlossen sind, bzw. mit der Leitung (16) verbunden sind.
    9. Mischer nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekeππzeich- net, dass die beiden Laufräder (1) mit den Saugstutzen ein¬ ander zugewandt, koaxial angeordnet sind, wobei dem einen Saugstutzeπ (13) eine Saugleitung angeschlossen ist, die kürzer ist, als der Abstand zwischen zwei Saugstutzeπ (13), während der Hauptwelleπstutzeπ (6) zweier Laufräder (1) einem Abzweigsprofil (31) der Treibmediumsleitung sich an- schliesst und das letztere der über die Saugleituπg (17) hiπausreicheπden Leitung (16) angeschlossen ist.
    10. Mischer nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekenπzeich- net, dass die Leitung (16) für das Treibmedium und das Ab¬ zweigungsprofil (31) ausserhalb der Saugleituπg (17) über einen Drehaπschluss (15) verbunden sind.
    11. Mischer nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekenπzeich- net, dass der Leitung (16) für das Treibmedium ein Verteil¬ rohr (37) angeschlossen ist, darauf senkrecht je zwei hori¬ zontale Flügelleituπgeπ (36, 41) für das Treibmedium ange¬ schlossen sind, zwei gegenüber einander liegenden Flügel¬ leituπgeπ (41) die Hauptwelleπstutzeπ (6) je eines Laufrads (1) mit horizontaler Achse und freier Absaugöffnuπg ange¬ schlossen sind, desweitereπ das Ende weiterer zwei, Flügel- leitungeπ (36) sich in ein nach oben offenes Kniestück en¬ den, dem der Hauptwεllenstutzeπ (6) eines Laufrads (1), dessen Saugstutzeπ (13) mit einer Saugleitung (17) zusam- engεbaut ist, angeschlossen ist.
    ERSATZBLATT
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