DE900087C

DE900087C - Rotationsbeluefter zum Feinstverteilen von Luft in einer Fluessigkeit

Info

Publication number: DE900087C
Application number: DES21535A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Karl Streckert
Original assignee: Sinner A G
Current assignee: Sinner A G
Priority date: 1951-01-11
Filing date: 1951-01-11
Publication date: 1953-12-21

Description

Rotationsbelüfter zum Feinstverteilen von Luft in einer Flüssigkeit Die Erfindung betriffft einen Rotationsbelüfter zum Feinstverteilen von Luft in einer Flüssigkeit, bestehend aus einem um die eigene Achse umlaufenden, vorzugsweise linsenförmigen Hohlkörper mit zentraler Lufteinführung und Luftausltrittsöffnungen am Umfang.
Bei einer großen Anzahl chemischer und biologischer Vorgänge, die großtechnisch durchgeführt werden, ist die Durchlüftung der Reaktionsflüssigkeiten von ausschlaggebender Bedeutung. So ist z. B. bei der Erzeugung von Backhefen das Wachstum der Hefepiilze im Gärbottich, außer von den während des. Vermehrungsvorganges ilm Nährsubstrat herrschenden Bedingungen, wie Temperatur, pH-Wert usw., weitgehend von der in die Flüssigkeit eingeblasenen Luftmenge und der mehr oder weniger feinen Verteilung dieser Luft innerhalb der Flüssigkeit abhängig. Die Erkenntnis, daß eine möglichst feine Luftverteilung die Wachsltumsvorgänge günstig beeinflußt, führte dazu, Belüftungseinrichtungen, zu schaffen, welche das Nährsubstrat in. extremen Fällen bis zur vollkommenden Zerschäumung durchlüften.
Die bekannten starren Belüftungen durch gelochte Rohre über dem Gefäßboden sind wegen des verhältuismäß ig hohen Luftbedarfs unwirtschaftlich. Poröse Tonkörper haben den Nachteil, daß sie mit der Zeit durch die von der Luft mitgeführten Öltröpfchen usw. von innen verschmutzen und luftundurchlässig werden ; außerdem ist bei diesen Belüftungskörpern die Größe der aufsteigenden Bläschen durchaus nicht immer so klein, weil die durch die Poren austretenden. Luftbläschen so lange wachsen, bis der Auftrieb die Adhäsion überwindet.
Man hat daher rotierende Belüfter vorgeschlagen, bei welchen die Flüssigkeit eine abseherende Wir- kung auf die Luftblasen bei ihrem Austritt in die Gärflüssigkeit infolge der Umdrehung des. Belüftungskörpers ausübt.
Insbesondere ist ein solches. Verfahren zur Feinstbelüftung von Gärflüssigkeit angewandt worden, velchest durch Geschwindigkeitsdifferenz zwischen Flüssigkeit und Luftverteiler ein frühzeitiges Abreilen der aus. einem drehbaren Luftverteiler tretenden Luftblasen vor ihrer normalen Entwicklung anstrebt, um durch Feinheit der Luftblasen, zusammen mit einer guten Einmischung in die Gärflüssigkeit eine höhere Ausbeute zu erzielen.
Dieses bekannte Verfahren soll die Atomilsierung der Luftblasen an der Entstehungsstelle erreichen.
Um die Belüftung der Flüssigkeit auch in dem Raum zwischen dem Gefäßboden und der Unterseite des umlaufenden Rotationsbelüfters sicherzustellen und somit eine Verteilung der Luft in dem gesamten Flüssigkeitsinhalt des Gefäßes zu bewirken, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, einen eingangs genannten Rotationsbelüfter an der unteren Hohlkörperwand im Randgebiet des größten Durchmessers mit Luftaustr'iütsöffnaingen zu versehen und außen an der Unterseite des Hohlkörpers ein Schleuderschaufelrad zu befestigen.
Der am Umfang des. Schleuderschaufelrades aus tretende Flüssigkeitsstrom streicht an der mit LuftF austrittslöchern versehenen Unterseite entlang und reißt die sich an den Luftaustrittsöffriungen bildenden Luftblasen mit. Mit dem vom Schleuderrad angesaugten Flüssigkeitsstrom gelangt ein Teil der Luftblasen in die Zone zwischen dem Gefäßboden und der Unterseite des Rotationsbelüfters.
Zur Belüftung des Raumes oberhalb des Rotationsbelüfters können auch in der oberen Wand des. Hohlkörpers. im Randbereich des größten Durchmessers Luftaustrittslöcher vorgesehen werden Die Verteilung der vom Rotationsbelüfter angesaugten Luft auf die sowohl in der oberen als auch in der unteren Wand des Hohlkörpers angeordneten Austrittsöffnungen kann durch eine mit drosselöffnungen versehene Zwischenwand beeinflußt werden, die seinen Hohlraum in zwei Kammern teilt, von denen die eine nur durch die in seiner oberen Wand vorgesehenen Luftaustrittslöcher mit dem ihn umgebenden Flüssigkeitsbehälterraum in Verbindung steht, wobei das Luftzuleitungsrohr in die zuletzt genannte Kammer mündet. Nach einem bevorzugten Ausführungslbeispiel des Rotationsbelüfters mündet die Luft zuführungsleitung von unten in. den Hohlraum desselben. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt, und zwar zeigt Fig. I einen senkrechten Schnitt des von einem Gefäß umgebenen Rotationsbelüfters, Fig. 2 einen Schnitt durch die Randzone des Rotationsbelüfters und durch das Schaufelrad im vergrößerten Maßstab.
In dem Gefäß G oder Bottich ist der drehbare Belüftungskörper angeordnet. Dieser wird von obenher angetrieben. Dieser Körper ist aus zwei sehr flachen kegelförmigen Schalen 0 und U, die mit ihren Grundflächen gegeneinander gesetzt sind zur Bildung eines. geschlossenen Hohlraumes zusammengesetzt. Die scheibenartigen Begrenzungen desselben sind auf eine bestimmte Breite am äußeren Rand mit einer großen Zahl von Löchern versehen, die dem Austritt der im Hohlraum gestauten Luft dienen. Die untere Scheibe U trägt an der Unterseite Schaufeln P und diese eine Ringscheibe.
DLe Luftzuleitung und deren Stauung im Hohlkörper gegen den Druck der umgebenden Fluslsigkeit wird von einer Luftpumpe aufrechterhalten, welche eine zugemessene Luftmenge (im Ausführungsbeispiel von unten) in den Hohlkörper drückt.
Um zu verhindern, daß bei sehr kleinem Druckunterschied im Hohlraum gegenüber der Flüssigkeit die Luft nur durch die Lochung in der oberen Scheibe 0 austritt, ist innerhalb des äußeren Hohlkörperteils eine mit Drosselöffnungen versehene Zwischenwand D an 0 befestigt, die den Hohlraum in zwei. Kammern teilt (Fig. 2). Die Löcher in D werden so groß gehalten, daß in der oberen.
Kammer ein dem Unterschied der hydrostatischen Drücke an, der Ober- und Unterseite des. Hohlkörpers entsprechend geringerer Druck herrscht als in der anderen Kammer.
Ein Belüften ohne diese Drosseleinrichtung in gleilchverteilter Luftmenge nach oben und unten würde zu stark verkleinerte Luftlöcher in O gegend über U erfordern, was wegen der leicht eintretenden Verklebung unerwünscht ist. Änderungen in der Grundmenge der Luft wären mit der Luftverteilung in beiden Richtungen nicht zu vereinbaren.
Der Drosseleinsatz ist jedoch solchen Änderungen leicht anzupassen und kann auch auswechselbar gemacht werden.
Das von unten anslaugende Schleuderschaufelrad wirft. die Flüssigkeit in scheibenartigem Strahl an den Luftlöchern von U vorbei nach außen und treibt diesen Strahl um das mehrfache Maß der gelochten Randbreite des Hohlkörpers in die umgebende Flüssigkeit. Diese Strahlscheibe nimmt auch die am Luftaustritt zerkleinerten Luftbläschen in den weiteren abstand vom Belüftungskörper mit, asu der dann das Aufsteigen der Luftteilchen vor sich geht. Die Saugwirkung der Pumpe verhindert die Entmischung eines Teils der ausgeworfenen Flüssigkeit und führt zur Anreicherung des Gemisches ilm Gefäß G unterhalb des. Belüftungskörpers bei entsprechender Flüssigkeitsdurchwirbelung.
Die Pumpe P kann auch gegebenenfalls ofen, d. h. ohne Ringscheibe, ausgeführt werden.
Die Vorrichtung kann auch in Verbindung mit den bekannten, im Gefäß vorgesehenen Bremsplatten zusammenwirken.
Die vorbeschriebene Vorrichtung vergrößert die aktive Fläche des Luftaustrittsbereiches, in dem zu beiden Seiten des Belüftungskörp ers Luftbläschen austreten können und das erzeugte Flüssigkeits-Luft-Gemisch durch eine Hilfseinrichtung in scheibenförmigem Strahl in die umgebende Flüssigkeit hinausgetrieben wird.
Durch die Saugwirkung der Hilfseinrichtung wird der Flüssigkeitsstrahl im Saugbereich umgelenkt und die in ihm noch verbleibenden Luftblasen werden der Bodenbelüftung des Gefäßes dienstbar gemacht.
Die aus der oberen bzw. unteren Kammer des Hohlkörpers in die Flüssigkeit austretenden Luftmengen werden von der mit Drosselöffnungen versehenen Zwischenwand D reguliert.

Claims

PATENTANSPRÜCHE : I. Rotationsbelüfter zum Feinstverteilen von Luft in einer Flüssigkeit, bestehend ans einem um die eigene Achse umlaufenden, vorzugsweise linsenförmigen Hohlkörper mit zentraler Lufteinführung und Luftaustrittsöffnungen am Umfang, gekennzeichnet durch Luftaustrittsöffnungen in der unteren Hohlkörperwand (U) im Randgebiet des größten Durchmessers und durch ein an der Unterseite des Hohlkörpers außen fest angeordnetes 5 ebleuderschaufelrad (P).
2. Rotationsbelüfter nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß auch in der oberen Wand (o) des Hohlkörpers im Randbereich des größten Durchmessers Luftaustrittslöcher vor gesehen sind.
3. Rotationsbelüfter nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine mit Drosselöffnungen versehene Zwischenwand, die seinen Hohlraum in zwei Kammern teilt, von denen die eine nur durch die in seiner oberen Wand vorgesehenen Luftaustrittslöcher mit dem ihn umgebenden Flüssigkeitsbehälterraum in Verbindung steht, wobei das Luftzuleitungsrohr in die zuletzt genannte Kammer mündet.
4. Rotationsbelüfter nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftzuleitungsrohr von unten in seinen Hohlraum mündet.