182253. lajstromszámú szabadalom • Berendezés különböző sűrűségű fluidumok érintkeztetésére és keverésére pl. gázok folyadékba vitelére
3 182253 4 Meg kell még említeni az ún. felszíni levegőztetőket, melyeknél a folyadékfázist a folyadéktérből kiemelve a gáztérbe diszpergálják. Azonban a folyadékok kiemelése, diszpergálása, rendkívül energiaigényes művelet, mely körülmény az ilyen berendezések üzemelési költségeit számottevően megnöveli. Ha kívülről külön juttatjuk a gázt a folyadékba a keverő alá, akkor a gázt előzetesen kompresszorokban komprimálni kell, majd a komprimált gázt a folyadékban expandáltatják és megfelelő keverőlapokkal felaprítják. Ez is rendkívül gazdaságtalan megoldás. A hagyományos, csőkaros önszívó-keverő eszközök a keverés mellett a gáz beszívását is elvégzik ugyan, de a jó szívóhatás érdekében áramlástechnikailag a legkedvezőtlenebb formák alkalmazását tartották indokoltnak. A szállítóteljesítmény fokozásához a folyadéktömeg indokolatlan keverése, mozgatása járul, ami fölöslegesen nagy energiákat emészt fel. A készülék nem kívánt módon rezgésbe jön és deformációk jelentkeznek kísérőjelenségként. Ez a kedvezőtlen hatás még a statikusan és dinamikusan kiegyensúlyozott keverőtest esetén is — a fordulatszámmal arányos periodikus ütések következtében — létrejön. Ez ellen csak a készülék túlméretezésével, vagy drága szerkezeti anyagokkal lehet védekezni. Mindeme nehézségek ellenére a gyakorlatban a szakemberek úgy találják, hogy az ilyen önszívó-keverő gáz-bevitele csekély, tehát külön kell pótlevegőt a rendszerbe juttatni és a pótlólagosan bevitt levegőt ezután aprítani kell. A szabadalmi irodalomból a technikai szint reprezentánsaként az alábbiakra térünk ki: A 4 029 724 sz. USA szabadalmi leírás olyan megoldást ismertet, melynek lényege, hogy folyadékot áramoltatnak centrifugális járókerékkel. A gázbevitel a járókerék torkában történik. Ennek a megoldásnak alapvető hibája, hogy nagytömegű folyadékokat kell mozgatni, az alkalmazott fúvókák könnyen eltömődhetnek, ami a berendezést működésében akadályozza. Ez a berendezés költséges és komplikált szerkezet. Az 579 417 sz. svájci szabadalmi leírás szerint egyidejűleg mozgatják a folyadékot és a gázt centrifugális járókerékkel, de különválasztott áramban, nem hozzák össze egymással a forgó szerkezeten belül a közegeket, ezért a folyadékáram nem segíti elő a gázáramot. Éppen ezért a megoldás gazdaságtalan üzemű és hatása nem tökéletes. A megoldás szerint a lapát és a tárcsa mindig azonos hosszúságú, ennélfogva az érintkezés csak a lapáton kívül történhet meg. A folyamat kizárólag az örvényszerű mozgás következménye. Az örvénylési teret zárt térbe lehatárolják, ami a felütközés következtében számottevő energiaveszteség. Az 507 164 sz. svájci szabadalmi leírás szerinti megoldás lényegében felszíni levegőztető berendezés. A szabadalom szerint járókerekek kerülnek alkalmazásra, amelyeket lehatárolnak álló, vagy ellenkező irányban forgó, védőernyőként szolgáló sapkával. A szerkezet elsődlegesen folyadékot mozgat, korlátozott légbeszívó résekkel. A folyadékáram és a levegő ütköztetése örvénytárban történik. A megoldás hibája, hogy energiaigényes, mert nagy folyadéktömeget kell mozgatni. A szerkezet komplikált, előállítása, üzemeltetése drága. A 4 018 859 sz. USA szabadalmi leírás szerinti megoldásnál szintén a folyadékot mozgatják. Centrifugális járókerékben létesített szűkületen keresztül jut be a levegő a rendszerbe. Ez a megoldás korszerűtlen és nem gazdaságos. Az 553 000 sz. svájci szabadalmi leírás rotációs, szimmetrikus kialakítású keverőre vonatkozik, mely lényegében centrifugális folyadékkeverő. Működése közben a folyadékáramot álló körlapok közé nyomják. Levegő, vagy gázbeszívás kizárólag az áramló folyadék injek torhatásán alapszik. A megoldás hátránya, hogy a két közeg érintkeztetése nem teljes. Az 599 807 sz. svájci szabadalmi leírás olyan megoldást ismertet, amelynél a motor tengelyére szerelt axiálventillátor nyomja a levegőt egy üreges tengelybe, melynek végén legalább egy járókerék van. A ventillátor szerepe az, hogy rásegít a forgatott járókerékre. Ennek a megoldásnak hibája az, hogy rendkívül komplikált szerkezeti kialakítás és a kitűzött cél — a közegek érintkeztetése — nem áll arányban a berendezés komplikáltságával. Ismert olyan francia szabadalmi megoldás, amely axiális járókereket is tartalmaz, mely csőben van elhelyezve, a levegőbeszívás helye kizárólag a felszín nyakrészén van. Az érintkezés biztosítására hosszú, egymásba helyezett csőszerkezet szolgál. A szerkezet hibája az, hogy könnyen dugulás állhat elő, a beszívó keresztmetszet növelése korlátozott. Végül utalunk a 178 651 Ijsz. magyar szabadalmi leírásban ismertetett megoldásra, melynek lényege, hogy légkompresszorral juttatja a levegőt a közegbe, így alapelvében más módon eszközli a gázok bevitelét, ezáltal az elkeveredés nehezen tartható kézben. A találmány a felsorolt hiányokon kíván javítást eszközölni és abból a műszaki meggondolásból indul ki, hogy forgószerkezetben is megvalósítható az áramló részecskék egymással való ütköztetése, keveredése, a két közeg közti impulzuscsere létesítése, vagy levegő elnyeletése, ha arra alkalmas szerkezet áll rendelkezésre. A találmány célul tűzte ki az egyébként rendkívül energiaigényes műveleteknek a közegérintkeztetés során felhasznált energia csökkentését, feleslegessé téve a folyadékoknak a gáztérbe való kiforgatását, továbbá célul tűzte ki az ugyancsak nagy energiát fogyasztó kompreszszorok, vagy fúvókák kiküszöbölését a közegek érintkeztetése során. A találmány azon a felismerésen alapszik, hogy szükségtelen a folyadékot intenzíven keverni azért, hogy a keverőhatás nyomán létrejövő örvénylések gázszívó hatást keltsenek, vagy a folyadékokba került gázbuborékok utólagos ütköztetése vagy aprítása külön energiát igényeljen, ha a két fázis érintkeztetésére megfelelő hatásfokú szerkezet áll rendelkezésre. A találmány berendezés különböző sűrűségű fluidumek érintkeztetésére és keverésére, pl. gázok folyadékba vitelére, mely tartályban levő fluidumba részben vagy egészben merülő forgatott szívó-keverő szervvel rendelkezik. A forgatásra az említett szerv tengelyhez van kapcsolva. A fluidumba merülő tengelyvégen legalább egy választótárcsa és azzal együtt forgó felső burkolótárcsa és/vagy alsó burkolótárcsa van. A választótárcsát a burkolótárcsával vagy tárcsákkal lapátsorok kötik össze. A választótárcsa külső átmérője mindig kisebb, mint a burkolótárcsa vagy tárcsák külső átmérője. A lapátsor egyik vége a burkolótárcsák külső széléig ér, míg a tengely felé eső vége előnyösen trapéz kialakítású. Az előnyös kivitelnél a választótárcsa és a burkolótárcsák legalább egyike a választó tárcsa síkjával konvergál. A választótárcsát vagy burkolótárcsát perforációkkal is elláthatjuk. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
