本發(fā)明涉及一種給液體加氣的設(shè)備，尤其是給水通氣的設(shè)備，在該設(shè)備中，氣體經(jīng)由氣體入口而液體經(jīng)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。
背景技術(shù)：
針對(duì)不同的目的需要的是，使液體帶上或者富含氣體。特別常見(jiàn)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(yú)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ch642563a5公知一種方法，在該方法中，通過(guò)彎曲的管道接頭并且通過(guò)錐形閥將淤泥導(dǎo)入到混合管中。錐形閥具有閥體，該閥體在關(guān)閉位置和位于下游的打開(kāi)位置之間以可移動(dòng)的方式被引導(dǎo)。閥體被筆直的空氣輸入管穿過(guò)，該空氣輸入管同時(shí)承擔(dān)閥桿的功能并且與閥體一起以可軸向移動(dòng)的方式被引導(dǎo)。在閥體的打開(kāi)位置中并且當(dāng)輸入淤泥時(shí)，通過(guò)空氣輸入管吸取空氣，空氣居中地進(jìn)入到混合管中。這種方法的缺點(diǎn)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(chǎn)生液態(tài)的系統(tǒng)，尤其是產(chǎn)生乳狀液、懸浮液或者類似物的流體動(dòng)力學(xué)的空化混合器(kavitationsmischer)，在這些空化混合器中，通過(guò)特別的構(gòu)造形式在混合管的內(nèi)部產(chǎn)生了空化區(qū)，在該空化區(qū)中，在形成高能量的壓力波的同時(shí)，空化泡在局部周邊上產(chǎn)生協(xié)調(diào)的爆裂。關(guān)于此的例子從de4433744a1以及de102005037026a1中得知。在兩種空化混合器中，如也已經(jīng)在依據(jù)ch642563a5的設(shè)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(shuō)，一種是與液體流一起輸入(de4433744a1)而一種是逆著液體流輸入(de102005037026a1)。在此，在根據(jù)de4433744a1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。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的任務(wù)在于，實(shí)現(xiàn)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。設(shè)計(jì)一種適合于實(shí)施該任務(wù)的設(shè)備。
涉及該任務(wù)依據(jù)本發(fā)明通過(guò)以下方式解決，即，液體居中地通過(guò)輸入管和該輸入管的通入口被導(dǎo)入到混合管中，并且在通入口的區(qū)域內(nèi)通過(guò)沖擊到擴(kuò)散體上而散開(kāi)。因此，本發(fā)明的基本思想是，不是將氣體(即一般是空氣)居中地導(dǎo)入到混合管中，而是將有待加氣的液體居中地導(dǎo)入到混合管中，并且不是簡(jiǎn)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(shí)使該液體散開(kāi)。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(yàn)顯示，由此能夠?qū)崿F(xiàn)大于1∶5的液體-氣體比例，該比例遠(yuǎn)大于公知的方法中的比例。
為了使液體均勻地散開(kāi)，應(yīng)該使用擴(kuò)散體，該擴(kuò)散體圍繞著與通入口的中軸線同心的軸線以軸對(duì)稱的方式構(gòu)造。以這種方式形成了尤其呈環(huán)形的散開(kāi)的液體射束(flüssigkeitsstrahl)，該液體射束具有用于在液體與氣體之間進(jìn)行混合的很大的表面。在此，對(duì)于散開(kāi)來(lái)說(shuō)合乎目目標(biāo)的是，擴(kuò)散體的橫截面在流動(dòng)方向上變大。錐體的形式特別適合于擴(kuò)散，其中，表面線也能夠以球面凹形的方式構(gòu)造并且因此近似于蘑菇狀地構(gòu)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
此外，根據(jù)本發(fā)明設(shè)置：使用擴(kuò)散體，該擴(kuò)散體至少部分地從通入口中伸出來(lái)并且至少部分地伸入到混合管中，這是因?yàn)榭梢詫?shí)現(xiàn)特別大的擴(kuò)散作用。在此，擴(kuò)散體的最大的橫截面應(yīng)該大于通入口的開(kāi)口橫截面。
此外，根據(jù)本發(fā)明設(shè)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(gòu)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(dòng)之后通過(guò)孔口形成一種散射作用。
根據(jù)本發(fā)明的另一特征設(shè)置：混合物在混合管的出口處沖擊到排擠體
此外，根據(jù)本發(fā)明設(shè)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(yōu)選大于出口的自由橫截面。
最后，根據(jù)本發(fā)明設(shè)置：混合物在混合管中在出口的區(qū)域內(nèi)通過(guò)混合管的彎曲區(qū)段轉(zhuǎn)向。這簡(jiǎn)化了用于排擠體的調(diào)整桿的導(dǎo)出。
涉及設(shè)備的第二任務(wù)部分依據(jù)本發(fā)明通過(guò)以下方式得到解決，即，輸入管與處于壓力之下的液體源連接或者可以與處于壓力之下的該液體源連接，其中，擴(kuò)散體布置在通入口中，該擴(kuò)散體使得液體散開(kāi)。借助于該設(shè)備實(shí)現(xiàn)了結(jié)合依據(jù)本發(fā)明的方法所描述的優(yōu)點(diǎn)，尤其是徹底地并且均勻地將液體與氣體混合并且給該液體通氣。
通入口和擴(kuò)散體以合乎目標(biāo)的方式具有互補(bǔ)的閥座面，從而擴(kuò)散體也能夠同時(shí)用作閥體，該閥體用于封閉通入口。此外，擴(kuò)散體應(yīng)該在輸入管的中軸線的方向上以可軸向移動(dòng)的方式被引導(dǎo)，以便能夠調(diào)整通入口與擴(kuò)散體之間的縫隙，并且由此例如能夠配合液體的不同壓力。
根據(jù)本發(fā)明的另一特征設(shè)置：擴(kuò)散體與調(diào)節(jié)裝置聯(lián)接，通過(guò)該調(diào)節(jié)裝置，可以從外面軸向地移動(dòng)該擴(kuò)散體。調(diào)節(jié)裝置能夠具有調(diào)節(jié)桿，擴(kuò)散體位于該調(diào)節(jié)桿上，并且該調(diào)節(jié)桿從輸入管中導(dǎo)出。為了確保良好地引導(dǎo)調(diào)節(jié)桿，該調(diào)節(jié)桿應(yīng)該以一方面在輸入管的壁中而另一方面在混合管內(nèi)的支承體中的方式被引導(dǎo)。調(diào)節(jié)桿可以通過(guò)手輪或者其它可操作的裝置來(lái)移動(dòng)，但也可以通過(guò)電動(dòng)的調(diào)節(jié)電機(jī)來(lái)移動(dòng)。
應(yīng)該通過(guò)如下方式布置輸入管的通入口，即，使得該通入口處于混合管的筆直的區(qū)段中。為了輸入氣體，弧形的、指向輸入管的輸入?yún)^(qū)段應(yīng)該配屬于混合管，該輸入?yún)^(qū)段在氣體入口上結(jié)束。
混合管的出口和配屬于該出口的排擠體應(yīng)該保留互補(bǔ)的閥座面，從而排擠體能夠用作閥體，該閥體用于封閉混合管。此外，合乎目標(biāo)的是，排擠體在出口的中軸線的方向上以可軸向移動(dòng)的方式被引導(dǎo)。
此外，根據(jù)本發(fā)明設(shè)置：排擠體與調(diào)整裝置聯(lián)接，通過(guò)該調(diào)整裝置，能夠從外面軸向移動(dòng)排擠體。該調(diào)整裝置能夠具有調(diào)整桿，排擠體位于該調(diào)整桿上，并且該調(diào)整桿從混合管中導(dǎo)出。為了支承調(diào)整桿，該調(diào)整桿應(yīng)該一方面在混合管的壁中而另一方面在混合管中在出口區(qū)域內(nèi)引導(dǎo)。對(duì)調(diào)整桿的調(diào)節(jié)能夠由手，例如通過(guò)手輪或者類似物來(lái)實(shí)現(xiàn)，但也可以通過(guò)與調(diào)整桿聯(lián)接的調(diào)整電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
附圖說(shuō)明
在附圖中，結(jié)合實(shí)施例對(duì)依據(jù)本發(fā)明的設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
附圖1示出了用于給水通氣的設(shè)備1的縱剖面。
具體實(shí)施方式
設(shè)備1具有混合管2，該混合管具有筆直的區(qū)段3和在流動(dòng)方向上與該筆直區(qū)段鄰接的彎曲的區(qū)段4，該彎曲的區(qū)段在出口5上結(jié)束。出口5由法蘭6包圍，通過(guò)該法蘭例如能夠?qū)⒊隹?與容器的開(kāi)口鄰接。
在混合管2上游的端部上通入弧形的空氣輸入?yún)^(qū)段7，該空氣輸入?yún)^(qū)段在其自由的端部上具有空氣入口8，該空氣入口由法蘭9包圍。該法蘭9配屬于配對(duì)法蘭10。兩個(gè)法蘭9、10能夠相互擰緊?？諝廨斎?yún)^(qū)段7和具有筆直區(qū)段3以及彎曲區(qū)段4的混合管2形成了設(shè)備1的主管11。
筆直的輸入管12伸入到混合管2上游的端部中，該筆直的輸入管在混合管2的筆直的區(qū)段3中，在空氣輸入?yún)^(qū)段7到混合管2中的通入部下游，在通入口13上結(jié)束?；旌瞎?和輸入管12具有保持不變的、圓形的橫截面。輸入管12與混合管2的筆直的區(qū)段3的縱軸線同軸地分布。在混合管2的外部，輸入管12具有成直角地通入的接頭14，通過(guò)該接頭，能夠?qū)⑤斎牍?2鄰接到供水管線上，該供水管線能夠設(shè)有用于形成壓力的水泵。輸入管12的從混合管2中伸出的端部利用密封件15來(lái)密封。
調(diào)節(jié)桿16以相對(duì)于輸入管12和混合管2的筆直區(qū)段3都同軸地布置的方式穿過(guò)輸入管12和混合管2的筆直區(qū)段3。調(diào)節(jié)桿16以一端在密封件15中而另一端在支承星形體17中的方式可軸向移動(dòng)地被引導(dǎo)。支承星形體17與混合管2的內(nèi)側(cè)連接。在輸入管12的外部設(shè)置了這里未詳細(xì)示出的調(diào)節(jié)裝置，通過(guò)該調(diào)節(jié)裝置，能夠軸向移動(dòng)調(diào)節(jié)桿16，這可以由電機(jī)驅(qū)動(dòng)或者由手工驅(qū)動(dòng)。
在調(diào)節(jié)桿16上，錐體18位于通入口13的區(qū)域內(nèi)，該錐體的直徑在順流方向上變大。該錐體部分地從輸入管12中伸出。根據(jù)調(diào)節(jié)桿16的并因此錐體18的軸向位置，在通入口13的內(nèi)邊緣與錐體18的外罩之間形成了或大或小的環(huán)形縫隙。錐體18在順流方向上調(diào)節(jié)得越多，該環(huán)形縫隙就越大。
在輸入管12的通入口13與支承星形體17之間布置了型錐孔口19，該型錐孔口在上游的端部上與混合管2的內(nèi)側(cè)連接并且在順流方向上使混合管2的橫截面呈錐形地縮小。在型錐孔口19的后面，橫截面又相應(yīng)于混合管2的橫截面。
給混合管2的出口5分配了擋盤(pán)20，該擋盤(pán)錐形地具有在流動(dòng)方向上變大的直徑。該擋盤(pán)固定在定位桿21的從出口5伸出的端部上，該調(diào)整桿穿過(guò)出口5并且在那里在支承星形體22中可軸向移動(dòng)地并且與出口5的出口軸線同軸地被引導(dǎo)。定位桿21在密封套管23中向上穿過(guò)混合管2的彎曲區(qū)段4。在那里伸出的端部上，如在調(diào)節(jié)桿16中那樣，設(shè)置了調(diào)整裝置，由該調(diào)整裝置能夠通過(guò)定位桿21的軸向移動(dòng)來(lái)調(diào)整出口5與擋盤(pán)20之間的距離。
所示出的設(shè)備1在運(yùn)行中如下地進(jìn)行工作。經(jīng)由接頭14，將受到需要時(shí)利用泵產(chǎn)生的壓力的水輸送給輸入管12。在錐體18的區(qū)域內(nèi)，將水向外擠壓并且以扇形散開(kāi)的環(huán)形射束的形式經(jīng)由通入口13與錐體18之間形成的環(huán)形縫隙進(jìn)入到混合管2中。由此，經(jīng)由空氣入口8和空氣輸入?yún)^(qū)段7吸取空氣，該空氣徹底地與從輸入管12中溢出的扇形散開(kāi)的水射束混合。這通過(guò)型錐孔口19得到支持，該型錐孔口使水-空氣-混合物加速。然后，該混合物進(jìn)入到混合管2的彎曲區(qū)段4中并且通過(guò)出口5例如流入容器中。在此，混合物沖擊到擋盤(pán)20上并且由此寬地扇形散開(kāi)，由此再次給水通氣。