187511. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés folyadékok gázzal való keverésére
1 187 511 2 A találmány tárgya eljárás és berendezés folyadékok gázzal való keverésére, különösen gázok folyadékba való bevitelére a folyadékszint alatt. Különösen a szennyvíztisztítótelepek biológiai lépcsőinek szellőzőberendezéseinél nagy annak a jelentősége, hogy a folyadékba bevitt levegő lehetőleg intenzíven keveredjék a vízzel, és így a baktériumok tevékenységének megfelelő környezetet létrehozhassuk és fenntarthassuk. A jelenleg ismert berendezések a víz és levegő számára külön vezetékelrendezést tartalmaznak. Különösen ismert mód, hogy csak egy gázsugarat fújnak be a folyadékszint alá. Továbbá ismeretes a levegőztetendő folyadék keringetése és ismételt befújása szintén a folyadék felszíne alá egy medencében, miközben a befújandó keringetett folyadék a befújás előtt a levegőztetést szolgáló gázt felszívta, vagy a befújás előtt külön keverőkamrákban intenzív módon a befújandó gázzal össze volt keverve. A folyadéksugár kinetikai energiája így ezeknél az ismert berendezéseknél legalább részben a befújandó gáz felszívására ill. szállítására volt felhasználva. Találmányunk célja a folyadékok gázzal való keverésére olyan berendezést létrehozni, amelynél a folyadéksugár kinetikai energiáját jobban ki lehet használni és amely a gáznak a folyadékban való egyszerű módon szabályozható és különösen finom elosztását eredményezi. Találmányunk azon a felismerésen alapul, hogy egy olyan berendezésnél, ahol a nyomás alatt bevezetett gázsugarat nyomás alatt bevezetett folyadéksugár veszi körül legkésőbb a fúvóka kilépő végénél, a folyadéksugár összes kinetikai energiájával olyan formát vesz fel, hogy az egyidejűleg nyomás alatt bevezetett gáz a fúvókából való kilépés után a folyadéksugáron keresztülhatoljon, miközben megtörténik a gázsugár különösen finom elosztása finom gázbuborékokba. A folyadéksugárnak minél több kinetikai energiáját lehet megsemmisíteni a gázsugár elosztásánál, annál eredményesebb a gázbuborékokba való eloszlás. Ilymódon egy finom buborékokból álló keverősugár keletkezik, amelynél a gáztovábbítás a folyadéktovábbítástól függetlenül szabályozható, mivel egy ilyen keverő fúvóka hatása nem az injektáló elven alapszik. A folyadéksugár kinetikai energiáját határfelületek létrehozására ill. felületnövelésekre alkalmazzuk, miközben a gáz továbbítását nem maga a folyadéksugár működteti, hanem az csak a gáznyomástól függ. A folyadéksugár kinetikai energiáját így teljes egészében a gázbuborékoknak a folyadékban való elosztására lehet alkalmazni. A találmány tehát eljárás folyadékok gázzal való keverésére, különösen gázok bevitelére egy folyadékba â folyadék szintje alatt, amelynek során a gázt és folyadékot nyomás alatt egy vagy több fúvókába vezetjük, és legalább a fúvóka ill. fúvókák kilépő végének tartományában a befújt gázsugarat legalább részben körülvesszük a befújt folyadéksugárral. A találmány szerinti eljárás egy előnyös foganatosítási módjánál előbb a folyadéksugarat vezetjük a keverési zónába, a keverési zónában a folyadéksugarat lényegében körgyűrű keresztmetszetű sugárrá formáljuk, és ebbe vezetjük a gázsugarat. A találmány szerinti eljárás foganatosításához alkalmas egyik berendezésnél a folyadékfúvókában a kilépő vége környezetében belső fúvóka és/vagy perdítőelem van elhelyezve, és ezek, valamint a folyadékfúvóka kilépő vége között oldalirányból legalább egy gázfúvóka van a folyadékfúvókába csatlakoztatva. A találmány szerinti eljárás foganatosításához alkalmas másik berendezésnél a folyadékfúvókába egy gázfúvóka van koaxiálisán elrendezve, amelynek kilépőnyílása a folyadékfúvóka kilépő vége környezetében van. A találmány szerinti eljárás foganatosításához alkalmas harmadik berendezésnél a folyadékfúvóka és a gázfúvóka egymástól függetlenül van elrendezve, a tengelyük szög alatt hajlik egymáshoz, és a tengelyek egymáshoz legközelebbi pontjai, adott esetben a metszéspontjuk a fúvókák végétől legalább egy, előnyösen két fúvókaátmérő távolságban vannak. A találmány szerinti eljárás foganatosításához alkalmas negyedik berendezésnél a folyadékfúvóka keresztmetszete a kilépő vége környezetében körgyűrűcikk és ebben van elhelyezve a gázfúvóka. Az elsőként említett berendezés egy előnyös kiviteli alakjánál a folyadékfúvókának legalább a kilépő vége és a gázfúvóka becsatlakozása közötti szakasza íves vagy meg van törve. A másodikként említett berendezés egy előnyös kiviteli alakjánál a folyadékfúvókának és a gázfúvókának a kilépő végei egysíkban vannak. A harmadikként említett berendezés egy előnyös kiviteli alakjának két folyadékfúvókája van és ezek tengelye, valamint a gázfúvóka tengelye egy pontban metszik egymást. Végül a találmány szerinti eljárás foganatosításához alkalmasak azok a berendezések is, amelyeknek fúvókái közül legalább a gázfúvóka kilépőnyílásának tengelye a függőlegestől eltérő, előnyösen vízszintes irányú. A találmány részletesebben a mellékelt rajzok alapján ismerhető meg, ahol az I. ábra a találmány szerinti keverő-fúvóka első kiviteli alakját ábrázolja, a 2., 3., 4. és 5. ábrák az 1. ábra szerinti kialakítás variált kiviteli formáit ábrázolják, a 6. ábra az 5. ábra elölnézetét ábrázolja a VI nyíl irányában, a 7. ábra egy sugárképző test keresztmetszetét ábrázolja az 1. ábrával azonos elölnézetben, ahogyan az az 1. ábra szerinti kialakításában alkalmazható, a 8. ábra a 7. ábra szerinti sugárképző test előlnézetét ábrázolja a VIII nyíl irányában, a 9. ábra a találmány szerinti berendezés egy további kiviteli formáját ábrázolják párhuzamosan elrendezett folyadék- és gázvezetékkel, a 10. ábra a berendezés elölnézetét ábrázolja a 9. ábra szerinti X nyíl irányában, a II. és 12. ábrák a keverő-fúvókák további kialakításait ábrázolják az 1-5. ábrákhoz hasonlóan elölnézetben, a 13. ábra a fúvóka egy további kiviteli forrrfáját ábrázolja, a 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
