專利名稱：水平攪拌器和用于利用該水平攪拌器在沉積池中產(chǎn)生流動的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由權(quán)利要求1的前序部分限定的水平攪拌器。
背景技術(shù)：
水平攪拌器可以由DE 40 15 478 Cl已知。就這點而言，推進(jìn)器連接至 驅(qū)動單元。該驅(qū)動單元包括潛水式馬達(dá)，其通常經(jīng)由齒輪單元驅(qū)動推進(jìn)器。 就這點而言，潛水式馬達(dá)軸向地設(shè)置到推進(jìn)器，即，潛水式馬達(dá)的驅(qū)動軸大 致平行于推進(jìn)器的旋轉(zhuǎn)軸線延伸。
另外，還已知一種水平攪拌器，盡管潛水式馬達(dá)相對于推進(jìn)器軸向地移 位，但是其并沒有沿經(jīng)過推進(jìn)器旋轉(zhuǎn)軸線的水平面設(shè)置，即，在這種情況下， 潛水式馬達(dá)設(shè)置在經(jīng)過推進(jìn)器旋轉(zhuǎn)軸線的水平面之上或之下。
常規(guī)水平攪拌器附連至一框架，該框架安裝在沉積池的壁附近或橋接件 上。從潛水式馬達(dá)或從框架到推進(jìn)器方向的水平流動由推進(jìn)器的動作產(chǎn)生。
已知水平攪拌器的效率并不是特別高。除了這點，常規(guī)攪拌器并不是特 別通用的。為了獲得盡可能高的效率，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，需要基于沉積池的尺 寸來選擇適當(dāng)?shù)耐七M(jìn)器，并以適于此目的的特定速度來操作該推進(jìn)器。每個 水平攪拌器由此必須針對具體應(yīng)用來設(shè)計。這是昂貴且費時的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是消除現(xiàn)有技術(shù)的缺點。特別地，將要說明一種水平攪拌 器，其能夠在沉積池中以改善的效率產(chǎn)生水平流動。本發(fā)明的另一目的是提 供一種水平攪拌器，其盡可能的是通用的。
該目的通過權(quán)利要求1的特征而得以解決。有用的實施例可由權(quán)利要求 2至21的特征得到。
根據(jù)本發(fā)明的設(shè)置，沿至少 一個軸向平面延伸的板狀導(dǎo)流元件設(shè)置在該 至少一個推進(jìn)器的下游。術(shù)語"軸向平面"應(yīng)理解為平行于推進(jìn)器旋轉(zhuǎn)軸線 延伸或包含該旋轉(zhuǎn)軸線的平面。交織流動的形成通過設(shè)置板狀導(dǎo)流元件而被消除。由于交織流動減小攪拌器的效率，因而交織流動是不期望有的。
導(dǎo)流元件有利地由片狀金屬或纖維增強(qiáng)塑料制成。它們沿豎直平面和/ 或水平平面延伸。導(dǎo)流元件附連至保持潛水式馬達(dá)的框架，或還附連至沉積 池的底部。但是，導(dǎo)流元件還可附連至潛水式馬達(dá)或包括潛水式馬達(dá)的驅(qū)動 單元。該驅(qū)動單元除了潛水式馬達(dá)之外還可例如包括齒輪單元。
潛水式馬達(dá)或驅(qū)動單元可固定至設(shè)置在框架中的豎直運動單元。這使得 可以在沉積池中將水平攪拌器升起或放低。
根據(jù)進(jìn)一步的實施例，其中，通過增加徑向距離，導(dǎo)流元件的前緣具有 朝向主流動方向的傾斜部或彎曲部。這確保不會在倒流元件上聚集產(chǎn)生交織 物的雜質(zhì)。相反，流動使它們沿傾斜或彎曲的前緣移動，直到它們被導(dǎo)流元 件沖刷掉。
根據(jù)一有利實施例，其中，由可彈性變形材料制成的葉片的彈性變形被 設(shè)定為使得，至少在徑向外部部分的區(qū)域中，它們的翼型俯仰角以隨著旋轉(zhuǎn) 速度增加的特定方式而增加。術(shù)語"翼型俯仰角"被理解為是指葉片相對于 徑向平面所設(shè)定或傾斜的角度，其中該徑向平面垂直于推進(jìn)器的旋轉(zhuǎn)軸線延 伸。由于葉片的特定彈性變形的限定設(shè)置，可以實現(xiàn)的是，推進(jìn)器不僅以一 定旋轉(zhuǎn)速度運行且還可以以高效率地在一旋轉(zhuǎn)速度范圍內(nèi)或一回轉(zhuǎn)數(shù)范圍 內(nèi)運行。液體在葉片上的壓力隨著旋轉(zhuǎn)速度增加而增加。由于它們的彈性以 限定的方式設(shè)定，所以葉片的翼型俯仰角在徑向外區(qū)域中增加。由此，葉片 的翼型調(diào)整到特定條件，從而，可以在較寬的回轉(zhuǎn)數(shù)范圍內(nèi)產(chǎn)生流動。這使 得可以在不同尺寸的沉積池中通用地操作所述水平攪拌器，而無需設(shè)置另一 推進(jìn)器。這節(jié)省了制造成本。
推進(jìn)器可以具有兩個、三個、四個、五個或更多葉片。該推進(jìn)器可以是 逆時針或順時針旋轉(zhuǎn)的推進(jìn)器。有用的是，葉片由纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制成。 復(fù)合材料的基體有利地由塑料制成。這可以是常規(guī)已知的適于制造復(fù)合材料 的樹脂，例如環(huán)氧樹脂等。作為纖維，復(fù)合材料可包含碳纖維和/或芳族聚酰 胺纖維和/或高拉伸聚乙烯纖維。葉片的彈性變形的設(shè)定可以通過纖維的選 擇、數(shù)量和布置而實現(xiàn)。此外，彈性變形一一特別是俯仰角的彈性變形一一 可以通過翼型的厚度設(shè)定。為了設(shè)定葉片的期望的彈性變形，葉片表面可以 分為表面元件，且可以對每個表面元件指定彈性模量。在制造期間，具體的 彈性模量可以通過改變纖維的類型、數(shù)量和布置以及翼型的厚度來設(shè)定。推進(jìn)器有利地具有從0.9至1.1g/cr^的密度范圍。由此，該密度大體對 應(yīng)于圍繞推進(jìn)器的液體介質(zhì)的密度，特別是要被澄清的廢水。推進(jìn)器密度對 周圍液體介質(zhì)的所述適應(yīng)性能防止由密度差異而導(dǎo)致的徑向力施加在推進(jìn) 器軸上。這增加了保持推進(jìn)器軸的軸承的壽命。
根據(jù)進(jìn)一步的有利實施例特征，葉片的徑向外端部部分沿與由推進(jìn)器產(chǎn) 生的軸向主流動方向相反的方向彎折。這防止在葉片端部的區(qū)域中產(chǎn)生不期 望有的與主流動方向相反的徑向和軸向側(cè)流。這樣的側(cè)流^使推進(jìn)器的效率減 小。葉片端部的所述彎折特別地用于剛性葉片，其翼型俯仰角基本不隨增加 的旋轉(zhuǎn)速度變化。
術(shù)語"端部部分"應(yīng)被理解為包含葉片末端的葉片徑向外區(qū)域。"端部 部分"具有的徑向長度通常比"徑向外部部分"短。但是，還可以是，"徑 向外部部分"具有的長度與"端部部分"相同。通過葉片的彈性變形與端部 部分的彎折相結(jié)合，葉片被設(shè)計為使得，即使是在存在葉片的最大彈性變形 時，端部部分的與軸向主流動方向相反的彎折也仍然存在。
根據(jù)進(jìn)一步的實施例，彎折的端部部分具有彎曲形，該彎曲形與推進(jìn)器 在徑向平面中的旋轉(zhuǎn)方向相反。這提供了一種簡單的方式來防止所謂的"產(chǎn) 生交織物的雜質(zhì)"被彎曲的端部部分勾住，這些雜質(zhì)諸如線、繩、頭發(fā)等。
已經(jīng)證實有利的是，端部部分的最大長度是葉片半徑的1/5。端部部分 的這樣的長度已經(jīng)被證實能足夠有效地消除不期望有的側(cè)流。
有利的是，潛水式馬達(dá)軸向地附連至推進(jìn)器，即，潛水式馬達(dá)在推進(jìn)器 的轂的區(qū)域中位于該推進(jìn)器的下游。潛水式馬達(dá)的驅(qū)動軸和推進(jìn)器的旋轉(zhuǎn)軸
線平行于或位于同一軸線上。
根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步實施例，其中，推進(jìn)器和潛水式馬達(dá)被構(gòu)造為使得， 在潛水式馬達(dá)操作期間，沿從推進(jìn)器到潛水式馬達(dá)的方向產(chǎn)生流動。由此， 非常易于明顯改善水平攪拌器的效率。改善效率的原因主要在于，根據(jù)本發(fā) 明的內(nèi)容，在推進(jìn)器的抽吸側(cè)沒有流動阻礙，特別是沒有潛水式馬達(dá)以及用 于保持該潛水式馬達(dá)的框架。因此，可在每單元時間內(nèi)抽吸較大量的液體， 且這些液體可以沿水平方向加速。
根據(jù)進(jìn)一步的實施例，其中，設(shè)置沿相反方向繞同一旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的兩 個推進(jìn)器來產(chǎn)生朝向潛水式馬達(dá)的流動。 一個推進(jìn)器順時針旋轉(zhuǎn)，另一個推 進(jìn)器逆時針旋轉(zhuǎn)，以使得在本發(fā)明的意義上，這兩個推進(jìn)器產(chǎn)生朝向潛水式
6馬達(dá)的流動。所述"雙推進(jìn)器結(jié)構(gòu)"使得可以特別高效和簡單地消除螺旋形 或所謂的"交織流動"的形成。
根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步設(shè)置，提供了一種用于澄清廢水的裝置，該裝置具 有沉積池，且在該沉積池中容納有根據(jù)本發(fā)明的至少一個水平攪拌器。


現(xiàn)將基于附圖利用示例性實施例詳細(xì)描述本發(fā)明
圖l是第一水平攪拌器的前視圖2是按照圖1的側(cè)視圖3是按照圖1的俯視圖4是按照圖1的第一水平攪拌器的透視圖5是第二水平攪拌器的前視圖6是按照圖5的側(cè)視圖7是按照圖5的俯視圖8是按照圖5的第二水平攪拌器的透3見圖9是第三水平攪拌器的前視圖IO是按照圖9的側(cè)一見圖11是按照圖9的俯^L圖12是按照圖9的第三水平攪拌器的透視圖13是第四水平攪拌器的前視圖14是按照圖13的側(cè)視圖15是按照圖13的俯;見圖16是按照圖13的第四水平攪拌器的透視圖；和
圖17是按照圖16的詳細(xì)視圖。
具體實施例方式
對于圖1至4示出了第一水平攪拌器，潛水式馬達(dá)l以軸向設(shè)置方式連 接至推進(jìn)器2作為驅(qū)動器。推進(jìn)器2具有從轂3徑向延伸的兩個葉片4。潛 水式馬達(dá)1安裝在臺架5上，該臺架可以經(jīng)由柱狀框架6上的(在這里未示 出的)豎直運動單元豎直地移動。適當(dāng)?shù)呢Q直運動單元的一種可能的實施例 例如在DE40 15 478 C1中描述，其內(nèi)容在此并入。如圖3所示，葉片4相對于徑向平面R的第一翼型俯仰角al和由箭頭 Pl指示并由潛水式馬達(dá)1導(dǎo)致的推進(jìn)器2的旋轉(zhuǎn)方向被選擇為使得由第二 箭頭P2示出的水平主流動方向通過推進(jìn)器2沿潛水式馬達(dá)1的方向產(chǎn)生。 由圖l至4清晰地可見，在推進(jìn)器2的抽吸側(cè)上沒有流動阻礙，從而以此方 式，液體可以沿按照第二箭頭P2的水平方向高效地加速。
圖5至8示出了第二水平攪拌器，葉片4的徑向外端部部分7沿與由第 二箭頭P2指示的主流動方向相反的方向彎折。前述水平主流動方向P2大體 平行于推進(jìn)器2的也是水平延伸的旋轉(zhuǎn)軸線延伸。如圖6所示，彎折角卩在 此相對于徑向平面R以約55。的角度定位。但是，彎折角卩還可以更大或更 小，并優(yōu)選地在30至卯°的范圍內(nèi)。在圖5中特別示出地，端部部分7具 有的長度與最大值為葉片4半徑的五分之一相對應(yīng)。在所示的示例性實施例 中，端部部分7僅延伸有葉片4的徑向長度的十分之一。
此外，端部部分7具有彎曲部，該彎曲部與由箭頭P1指示的轉(zhuǎn)子2的 旋轉(zhuǎn)方向相反。所示的彎曲部消除了對產(chǎn)生交織物的雜質(zhì)的捕獲。
圖9至12示出了第三水平攪拌器，在該攪拌器上，如第二水平攪拌器 那樣形成有推進(jìn)器2。從而，推進(jìn)器2具有彎折端部部分7。對于第三水平 攪拌器，沿經(jīng)過推進(jìn)器2旋轉(zhuǎn)軸線的軸向平面延伸的板狀導(dǎo)流元件8設(shè)置在 在推進(jìn)器2的下游。如示例性實施例所示，導(dǎo)流元件8附連至柱狀框架6。 自然地，還可以將導(dǎo)流元件8固定到潛水式馬達(dá)1或固定到臺架5。導(dǎo)流元 件8從潛水式馬達(dá)1沿徑向方向延伸到第一半徑Rl,該半徑R1大于或等于 推進(jìn)器2的第二半徑R2。第一半徑R1可優(yōu)選地為第二半徑R2的1.0至1.3 倍。
特別地如圖IO所示，前緣9相對于徑向平面R傾斜地定位。傾斜角y 徑向地敞開到外部，并優(yōu)選地為5至25。。代替直且傾斜地前緣9，還可以 設(shè)置彎曲的前緣9，其曲面朝向主流動方向P2。
代替潛水式馬達(dá)l,還可設(shè)置驅(qū)動單元，除了潛水式馬達(dá)l之外其還包 括齒輪單元。
圖13至17示出了第四水平攪拌器。就此而論，推進(jìn)器2的葉片4由復(fù) 合材料制造，在該復(fù)合材料中，纖維包含在塑料基體中。葉片4的彈性通過 復(fù)合材料中的纖維的適當(dāng)選擇、組合和布置而設(shè)定，以使得特別地，外部部 分A通過液體的壓力而彈性地變形。當(dāng)使用適當(dāng)?shù)牟牧显O(shè)計時，發(fā)生彈性變形，以使得隨著液體壓力增加與貫穿旋轉(zhuǎn)軸線的垂直徑向平面R相比，外部 部分A的翼型俯仰角增加。如圖17所示，特別地，隨著液體壓力或速度增 加，葉片4的外部部分A扭轉(zhuǎn)。第一俯仰角al表明葉片在低速時的形狀。 第二俯仰角a2表明葉片在中速時的形狀。且第三俯仰角a3表明葉片在高速 時的形狀。隨著速度或液體壓力增加，相對于徑向平面R，葉片4的俯仰角 增力口。
為了取決于液體壓力的在葉片上的作用來設(shè)定葉片4的期望彈性變形， 不同纖維 一 一 例如碳纖維和/或芳族聚酰胺纖維和/或高拉伸聚乙烯纖維一 一 可彼此組合。此外，期望的彈性特性可被纖維層的數(shù)量和方向以及被翼型的 厚度影響。
根據(jù)特別有利的實施例，其中，整個推進(jìn)器具有的重量與被其體積取代 的水量或廢水量相對應(yīng)，即，推進(jìn)器非常沉重以使得當(dāng)其浸沒在廢水中時無 法升浮。為此，復(fù)合材料可設(shè)置有例如由鉛制成的金屬顆?；蚪饘偾度胛?。
附圖標(biāo)記說明 1潛水式馬達(dá) 2推進(jìn)器 3轂 4葉片 s 厶恕
D口木
6框架 7端部部分 8導(dǎo)流元件 9前緣
R 徑向平面
Rl 第一半徑
R2 第二半徑
A 外部部分
Pl 推進(jìn)器的旋轉(zhuǎn)方向
P2 軸向主流動方向al 第一俯仰角
a2 第二俯仰角
a3 第三俯仰角
(3 彎折角
Y 前緣的傾斜角
權(quán)利要求
1、一種用于在沉積池中產(chǎn)生流動的水平攪拌器，其中，具有多個葉片(4)的推進(jìn)器(2)連接至潛水式馬達(dá)(1)，該馬達(dá)軸向地放置至該推進(jìn)器，其特征在于，沿至少一個軸向平面延伸的板狀導(dǎo)流元件(8)設(shè)置在推進(jìn)器(2)的下游。
2、 如權(quán)利要求1所述的水平攪拌器，其中，導(dǎo)流元件(8)由片狀金屬 或纖維增強(qiáng)塑料制成。
3、 如前述權(quán)利要求中的一項所述的水平攪拌器，其中，導(dǎo)流元件(8) 沿豎直平面和/或水平平面延伸。
4、 如前述權(quán)利要求中的一項所述的水平攪拌器，其中，導(dǎo)流元件(8) 附連至保持潛水式馬達(dá)(1)的框架(6)。
5、 如前述權(quán)利要求中的一項所述的水平攪拌器，其中，導(dǎo)流元件(8) 附連至潛水式馬達(dá)(1 )或附連至包括潛水式馬達(dá)(1)的驅(qū)動單元。
6、 如前述權(quán)利要求中的一項所述的水平攪拌器，其中，潛水式馬達(dá)(l) 或驅(qū)動單元固定至設(shè)置在框架(6)上的豎直運動單元(5)。
7、 如前述權(quán)利要求中的一項所述的水平攪拌器，其中，通過增加徑向 距離，導(dǎo)流元件(8)的前緣(9)具有朝向主流動方向(P2)的傾斜部(B) 或彎曲部。
8、 如前述權(quán)利要求中的一項所述的水平攪拌器，其中，由可彈性變形 材料制成的葉片(4)的彈性變形被設(shè)定為使得，至少在徑向外部分(A)的 區(qū)域中，它們的翼型俯仰角(al， a2， a3)以特定方式隨旋轉(zhuǎn)速度的增加而 增力口。
9、 如前述權(quán)利要求中的一項所述的水平攪拌器，其中，葉片(4)由用 纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料制成。
10、 如前述權(quán)利要求中的一項所述的水平攪拌器，其中，復(fù)合材料的基 體由塑料制成。
11、 如前述權(quán)利要求中的一項所述的水平攪拌器，其中，復(fù)合材料包含 碳纖維和/或芳香聚酰胺纖維和/或高拉伸聚乙烯纖維作為纖維。
12、 如前述權(quán)利要求中的一項所述的水平攪拌器，其中，葉片(4)的彈性變形通過纖維的選擇、數(shù)量和布置而設(shè)定。
13、 如前述權(quán)利要求中的一項所述的水平攪拌器，其中，彈性變形由翼 型的厚度設(shè)定。
14、 如前述權(quán)利要求中的一項所述的水平攪拌器，其中，推進(jìn)器(2) 具有從0.9至1.1g/cn^的密度范圍。
15、 如前述權(quán)利要求中的一項所述的水平攪拌器，其中，葉片(4)的 徑向外端部部分(7)沿與由推進(jìn)器產(chǎn)生的軸向主流動方向(P2)相反的方 向彎曲。
16、 如前述權(quán)利要求中的一項所述的水平攪拌器，其中，彎曲的端部部 分(7)具有彎曲部，該彎曲部與推進(jìn)器(2)在徑向平面(R)中的旋轉(zhuǎn)方 向(Pl )相反。
17、 如前述權(quán)利要求中的一項所述的水平攪拌器，其中，端部部分(7) 的最大長度是葉片(4)的半徑(R2)的1/5。
18、 如前述權(quán)利要求中的一項所述的水平攪拌器，其中，潛水式馬達(dá)(1 ) 軸向地附連至推進(jìn)器(2)。
19、 如前述權(quán)利要求中的一項所述的水平攪拌器，其中，推進(jìn)器(2) 和潛水式馬達(dá)(1)被構(gòu)造使得，在潛水式馬達(dá)(1)操作期間，沿從推進(jìn)器(2)到潛水式馬達(dá)(1)的方向產(chǎn)生流動(P2)。
20、 如前述權(quán)利要求中的一項所述的水平攪拌器，其中，沿相反方向繞 同一旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的兩個推進(jìn)器(2)被設(shè)置為產(chǎn)生朝向潛水式馬達(dá)(1 )的 流動(P2)。
21、 一種用于澄清廢水的裝置，該裝置具有沉積池，且在該沉積池中容 納有如前述權(quán)利要求中的一項所述的至少一個水平攪拌器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在沉積池中產(chǎn)生流動的水平攪拌器，其中，具有多個葉片(4)的推進(jìn)器(2)連接至潛水式馬達(dá)(1)，該馬達(dá)軸向地放置至該推進(jìn)器。為了增加水平攪拌器的效率，根據(jù)本發(fā)明，沿至少一個軸向平面延伸的板狀導(dǎo)流元件(8)設(shè)置在推進(jìn)器(2)的下游。
文檔編號B01F7/00GK101616729SQ200880005450
公開日2009年12月30日 申請日期2008年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月19日
發(fā)明者馬庫斯·霍夫肯 申請人:英文特環(huán)境及工藝股份公司