[發明專利]給液體加氣的方法和設備

在審

• 申請號: 200980107801.5
• 申請日: 2009-02-20
• 公開（公告）號: CN101970092A
• 公開（公告）日: 2011-02-09
• 發明（設計）人: 維利·布魯納;丹·坦嫩伯格
• 申請（專利權）人: 聯合水業國際股份有限公司
• 主分類號: B01F3/04
• 分類號: B01F3/04;B01F5/04;B01F5/20;B01F13/10
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 車文;樊衛民

技術領域

本發明涉及一種給液體加氣的方法，尤其是給水通氣的方法，在該方法中，氣體經由氣體入口而液體經由液體入口被輸送給混合管，以形成由氣體和液體組成的混合物。此外，本發明涉及一種用于實施該方法的設備。

背景技術

針對不同的目的需要的是，使液體帶上或者富含氣體。特別常見地，給水尤其是水體通氣，以便提高水的氧含量并且由此改善植物和/或魚的生存條件或者防止水體變成死水。

為了有氧地處理淤泥，由CH?642563A5公知一種方法，在該方法中，通過彎曲的管道接頭并且通過錐形閥將淤泥導入到混合管中。錐形閥具有閥體，該閥體在關閉位置和位于下游的打開位置之間以可移動的方式被引導。閥體被筆直的空氣輸入管穿過，該空氣輸入管同時承擔閥桿的功能并且與閥體一起以可軸向移動的方式被引導。在閥體的打開位置中并且當輸入淤泥時，通過空氣輸入管吸取空氣，空氣居中地進入到混合管中。這種方法的缺點是，淤泥與空氣之間的混合在橫截面上非常不均勻。

此外，公知用于產生液態的系統，尤其是產生乳狀液、懸浮液或者類似物的流體動力學的空化混合器(Kavitationsmischer)，在這些空化混合器中，通過特別的構造形式在混合管的內部產生了空化區，在該空化區中，在形成高能量的壓力波的同時，空化泡在局部周邊上產生協調的爆裂。關于此的例子從DE?4433744A1以及DE?102005037026A1中得知。在兩種空化混合器中，如也已經在依據CH?642563A5的設備中所述的那樣，將空氣居中地輸入到混合管中，更確切地說，一種是與液體流一起輸入(DE?4433744A1)而一種是逆著液體流輸入(DE?102005037026A1)。在此，在根據DE?4433744A1的空化混合器中，將錐體以其通入口置入到居中的空氣輸入管中。

發明內容

本發明的任務在于，提供一種方法，利用該方法實現了明顯更高地并且在橫截面上更均勻地使液體富含氣體，尤其是富含空氣。另一任務在于，設計一種適合于實施該方法的設備。

涉及該方法的任務依據本發明通過以下方式解決，即，液體居中地通過輸入管和該輸入管的通入口被導入到混合管中，并且在通入口的區域內通過沖擊到擴散體上而散開。因此，本發明的基本思想是，不是將氣體(即一般是空氣)居中地導入到混合管中，而是將有待加氣的液體居中地導入到混合管中，并且不是簡單地讓該液體流出到混合管中，而是在從輸入管的通入口溢出時使該液體散開。由此形成了分布在混合管的橫截面上的很大的表面，用于混合液體和氣體，其中，隨著液體的流出，吸取氣體。試驗顯示，由此能夠實現大于1∶5的液體-氣體比例，該比例遠大于公知的方法中的比例。

為了使液體均勻地散開，應該使用擴散體，該擴散體圍繞著與通入口的中軸線同心的軸線以軸對稱的方式構造。以這種方式形成了尤其呈環形的散開的液體射束(Flüssigkeitsstrahl)，該液體射束具有用于在液體與氣體之間進行混合的很大的表面。在此，對于散開來說合乎目目標的是，擴散體的橫截面在流動方向上變大。錐體的形式特別適合于擴散，其中，表面線也能夠以球面凹形的方式構造并且因此近似于蘑菇狀地構造。然而，尤其在矩形的或者正方形的輸入管中，也考慮使用浮體作為擴散體。

此外，根據本發明設置：使用擴散體，該擴散體至少部分地從通入口中伸出來并且至少部分地伸入到混合管中，這是因為可以實現特別大的擴散作用。在此，擴散體的最大的橫截面應該大于通入口的開口橫截面。

此外，根據本發明設置：用于混合物的通流橫截面在輸入管的通入口的下游變窄。橫截面變窄部能夠構造為錐形的孔口，該孔口具有在下游變窄的橫截面。在孔口后面，混合管再次具有其原始的橫截面，從而在加速流動之后通過孔口形成一種散射作用。

根據本發明的另一特征設置：混合物在混合管的出口處沖擊到排擠體上，該排擠體配屬于出口。由此引起一種噴灑效果(Brauseeffekt)，該噴灑效果促使流出的水-氣體-混合物的最佳的表面分布并且促使再次徹底地混合均勻。優選應該使用排擠體，該排擠體圍繞著與出口的中軸線同心的軸線以軸對稱的方式構造，以便實現均勻的分布。在此，排擠體的直徑應該在排出方向上變大。該排擠體例如能夠構造為擋盤和/或構造為具有筆直的或者球面彎曲的表面線的錐體或者構造為浮體。

此外，根據本發明設置：混合物沖擊到布置在混合管外面的排擠體上。排擠體的最大的橫截面優選大于出口的自由橫截面。

最后，根據本發明設置：混合物在混合管中在出口的區域內通過混合管的彎曲區段轉向。這簡化了用于排擠體的調整桿的導出。