專利名稱：給液體加氣的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)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(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。此 夕卜，本發(fā)明涉及一種用于實施該方法的設(shè)備。
背景技術(shù)：
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(guān)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(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 力學的空化混合器(Kavitationsmischer)，在這些空化混合器中，通過特別的構(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，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DE 4433744A1以及DE 102005037026A1中得知。 在兩種空化混合器中，如也已經(jīng)在依據(jù)CH 642563A5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，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(jù)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(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務在于，提供一種方法，利用該方法實現(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。另一任務在于，設(shè)計一種適合于實施該方法 的設(shè)備。涉及該方法的任務依據(jù)本發(fā)明通過以下方式解決，S卩，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(qū)域內(nèi)通過沖擊到擴散體上而散 開。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?qū)?現(xiàn)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(gòu)造。以這種方式形成了尤其呈環(huán)形的散開的液體射束 (Flilssigkeitsstrahl)，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(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(PontonkSrper)作為擴散體。此外，根據(jù)本發(fā)明設(shè)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(xiàn)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(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，從而在加速流動之后通過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(VerdrangungskGrper)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(yōu)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(gòu)造，以便實現(xiàn)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(gòu)造為擋盤和/或構(gòu)造為具有筆直的或者球面彎曲的表面線的錐體或者 構(gòu)造為浮體。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)通過混合管的彎曲區(qū) 段轉(zhuǎn)向。這簡化了用于排擠體的調(diào)整桿的導出。涉及設(shè)備的第二任務部分依據(jù)本發(fā)明通過以下方式得到解決，S卩，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，擴散體布置在通 入口中，該擴散體使得液體散開。借助于該設(shè)備實現(xiàn)了結(jié)合依據(jù)本發(fā)明的方法所描述的優(yōu) 點，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。通入口和擴散體以合乎目標的方式具有互補的閥座面，從而擴散體也能夠同時用 作閥體，該閥體用于封閉通入口。此外，擴散體應該在輸入管的中軸線的方向上以可軸向移 動的方式被引導，以便能夠調(diào)整通入口與擴散體之間的縫隙，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)置擴散體與調(diào)節(jié)裝置聯(lián)接，通過該調(diào)節(jié)裝置，可以從外 面軸向地移動該擴散體。調(diào)節(jié)裝置能夠具有調(diào)節(jié)桿，擴散體位于該調(diào)節(jié)桿上，并且該調(diào)節(jié)桿 從輸入管中導出。為了確保良好地引導調(diào)節(jié)桿，該調(diào)節(jié)桿應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弓I導。調(diào)節(jié)桿可以通過手輪或者其它可操作的裝 置來移動，但也可以通過電動的調(diào)節(jié)電機來移動。應該通過如下方式布置輸入管的通入口，S卩，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)段應該配屬于混合管，該輸入?yún)^(qū)段在 氣體入口上結(jié)束?；旌瞎艿某隹诤团鋵儆谠摮隹诘呐艛D體應該保留互補的閥座面，從而排擠體能夠用作閥體，該閥體用于封閉混合管。此外，合乎目標的是，排擠體在出口的中軸線的方向上 以可軸向移動的方式被引導。此外，根據(jù)本發(fā)明設(shè)置排擠體與調(diào)整裝置聯(lián)接，通過該調(diào)整裝置，能夠從外面軸 向移動排擠體。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 管中導出。為了支承調(diào)整桿，該調(diào)整桿應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。對調(diào)整桿的調(diào)節(jié)能夠由手，例如通過手輪或者類似物來實現(xiàn)，但也可以 通過與調(diào)整桿聯(lián)接的調(diào)整電機來實現(xiàn)。



在附圖中，結(jié)合實施例對依據(jù)本發(fā)明的設(shè)備進行詳細說明。該附圖示出了用于給 水通氣的設(shè)備1的縱剖面。
具體實施例方式設(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，通過該法蘭例如 能夠?qū)⒊隹?5與容器的開口鄰接。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配屬于配對法蘭10。兩個 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?管2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來密封。調(diào)節(jié)桿16以相對于輸入管12和混合管2的筆直區(qū)段3都同軸地布置的方式穿過 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地被引導。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)置了這里未詳細示出的調(diào)節(jié)裝置，通過該調(diào)節(jié)裝置，能夠軸向移動調(diào)節(jié)桿16，這可 以由電機驅(qū)動或者由手工驅(qū)動。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，橫截面又相應于混合管2的橫截面。給混合管2的出口 5分配了擋盤20，該擋盤錐形地具有在流動方向上變大的直徑。該擋盤固定在調(diào)整桿21的從出口 5伸出的端部上，該調(diào)整桿穿過出口 5并且在那里在支承 星形體22中可軸向移動地并且與出口 5的出口軸線同軸地被引導。調(diào)整桿21在密封套管 23中向上穿過混合管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)整裝置能夠通過調(diào)整桿21的軸向移動來調(diào)整出口 5與擋盤20之間的 距離 所示出的設(shè)備1在運行中如下地進行工作。經(jīng)由接頭14，將受到需要時利用泵產(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中溢出的扇形散開的 水射束混合。這通過型錐孔口 19得到支持，該型錐孔口使水-空氣-混合物加速。然后， 該混合物進入到混合管2的彎曲區(qū)段4中并且通過出口 5例如流入容器中。在此，混合物 沖擊到擋盤20上并且由此寬地扇形散開，由此再次給水通氣。
權(quán)利要求
給液體加氣的方法，尤其是給水通氣的方法，在所述方法中，氣體經(jīng)由氣體入口(7)而液體經(jīng)由液體入口(13)被輸送給混合管(2)，以形成由氣體和液體組成的混合物，其特征在于，所述液體居中地經(jīng)由輸入管(12)和所述輸入管的通入口(13)被導入到所述混合管(2)中，并且在所述通入口(13)的區(qū)域內(nèi)通過沖擊到擴散體(18)上而散開。
2.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述液體借助于如下擴散體(18)來散開，該 擴散體圍繞著與所述通入口(13)的中軸線同心的軸線以軸對稱的方式構(gòu)造。
3.按權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述液體通過如下擴散體(18)來散開，該擴 散體的橫截面在所述液體的流動方向上變大。
4.按權(quán)利要求1到3中任一項所述的方法，其特征在于，所述液體通過構(gòu)造為錐體或者 浮體的擴散體(18)來散開。
5.按權(quán)利要求1到4中任一項所述的方法，其特征在于，所述液體通過如下擴散體 (18)來散開，該擴散體至少部分地從所述通入口(13)中伸出并且伸入到所述混合管中。
6.按權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述液體通過如下擴散體(18)散開，該擴散 體的最大的橫向延伸部大于所述通入口(13)的自由橫截面。
7.按權(quán)利要求1到6中任一項所述的方法，其特征在于，用于所述混合物的通流橫截面 在所述通入口(13)下游優(yōu)選錐形地變窄。
8.按權(quán)利要求1到7中任一項所述的方法，其特征在于，所述混合物在所述混合管(2) 的出口(5)處沖擊到排擠體(20)上。
9.按權(quán)利要求1到8中任一項所述的方法，其特征在于，所述混合物沖擊到如下排擠體 (20)上，該排擠體圍繞著與所述出口的中軸線同心的軸線對稱地構(gòu)造。
10.按權(quán)利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述混合物沖擊到如下排擠體(20) 上，該排擠體的橫向延伸部在排出方向上變大。
11.按權(quán)利要求8到10中任一項所述的方法，其特征在于，所述混合物沖擊到構(gòu)造為擋 盤的排擠體(20)上。
12.按權(quán)利要求8到11中任一項所述的方法，其特征在于，所述混合物沖擊到構(gòu)造為錐 體或者浮體的排擠體(20)上。
13.按權(quán)利要求8到12中任一項所述的方法，其特征在于，所述混合物沖擊到位于所述 混合管的外部的排擠體(20)上。
14.按權(quán)利要求8到13中任一項所述的方法，其特征在于，所述混合物沖擊到如下排擠 體(20)上，該排擠體的最大的橫向延伸部大于所述出口(5)的自由橫截面。
15.按權(quán)利要求8到14中任一項所述的方法，其特征在于，所述混合物在所述混合管 (2)中在所述出口(5)的區(qū)域內(nèi)經(jīng)由所述混合管(2)的彎曲區(qū)段⑷轉(zhuǎn)向。
16.給液體加氣的設(shè)備(1)，尤其是給水通氣的設(shè)備，所述設(shè)備具有混合管(2)和輸入 管(12)，所述混合管具有入口(7、8)和出口(5)，所述輸入管居中地伸入到所述混合管(2) 中并且具有指向所述出口(5)方向的通入口(13)，其特征在于，所述輸入管(12)與處于壓 力之下的液體源連接或者能夠與處于壓力之下的液體源連接，其中，擴散體(18)布置在所 述通入口(13)中，所述擴散體使得液體散開。
17.按權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于，所述擴散體(18)圍繞著與所述通入口 (13)的中軸線同心的軸線以軸對稱的方式構(gòu)造。
18.按權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其特征在于，所述擴散體(18)的橫截面在朝向所述混 合管(2)的所述出口(5)的方向上變大。
19.按權(quán)利要求16到18中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述擴散體構(gòu)造為錐體(18)或者浮體。
20.按權(quán)利要求16到19中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述擴散體(18)至少部分 地從所述通入口(13)中伸出并且伸入到所述混合管(2)中。
21.按權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其特征在于，所述擴散體(18)的最大的橫向延伸部大 于所述通入口(13)的自由橫截面。
22.按權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其特征在于，所述通入口(13)和所述擴散體(18)具有 互補的閥座面。
23.按權(quán)利要求16到22中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述擴散體(18)在所述輸 入管(12)的中軸線的方向上以能軸向移動的方式引導。
24.按權(quán)利要求23所述的設(shè)備，其特征在于，所述擴散體(18)與調(diào)節(jié)裝置聯(lián)接，通過所 述調(diào)節(jié)裝置，能夠從外面軸向地移動所述擴散體。
25.按權(quán)利要求24所述的設(shè)備，其特征在于，所述調(diào)節(jié)裝置具有調(diào)節(jié)桿(16)，所述擴散 體(18)位于所述調(diào)節(jié)桿上，并且所述調(diào)節(jié)桿從所述輸入管(12)中導出。
26.按權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其特征在于，所述調(diào)節(jié)桿(16)—方面在所述輸入管 (12)的壁中而另一方面在所述混合管(2)內(nèi)的支承體(17)中引導。
27.按權(quán)利要求25或26所述的設(shè)備，其特征在于，所述調(diào)節(jié)桿(16)能夠通過調(diào)節(jié)電機 來軸向移動。
28.按權(quán)利要求16到27中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述混合管(2)在所述通 入口(13)下游具有橫截面變窄部(19)。
29.按權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其特征在于，所述橫截面變窄部構(gòu)造為錐形的孔口(19)，所述孔口具有在下游變窄的橫截面。
30.按權(quán)利要求16到29中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述通入口(13)位于所述 混合管(2)的筆直的區(qū)段(3)中。
31.按權(quán)利要求16到30中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，為所述混合管(2)配有弧 形的、指向所述輸入管(12)的氣體輸入?yún)^(qū)段(7)。
32.按權(quán)利要求16到31中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，為所述混合管(2)的所述 出口 (5)配有排擠體(20)。
33.按權(quán)利要求32所述的設(shè)備，其特征在于，所述排擠體(20)圍繞著與所述出口(5) 的中軸線同心的軸線對稱地構(gòu)造。
34.按權(quán)利要求33所述的設(shè)備，其特征在于，所述排擠體(20)的橫向延伸部在排出方 向上變大。
35.按權(quán)利要求32到34中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述排擠體構(gòu)造為擋盤(20)。
36.按權(quán)利要求32到35中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述排擠體構(gòu)造為錐體 (20)或者浮體。
37.按權(quán)利要求32到36中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述排擠體(20)位于所述混合管⑵的外面。
38.按權(quán)利要求32到37中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述排擠體(20)的最大的 橫向延伸部大于所述出口(5)的自由橫截面。
39.按權(quán)利要求38所述的設(shè)備，其特征在于，所述出口(5)和所述排擠體(20)具有互 補的閥座面。
40.按權(quán)利要求32到39中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述排擠體(20)在所述出 口(5)的中軸線的方向上以能軸向移動的方式引導。
41.按權(quán)利要求40所述的設(shè)備，其特征在于，所述排擠體(20)與調(diào)整裝置聯(lián)接，通過所 述調(diào)整裝置，能夠從外面軸向地移動所述排擠體。
42.按權(quán)利要求41所述的設(shè)備，其特征在于，所述調(diào)整裝置具有調(diào)整桿(21)，所述排擠 體(20)位于所述調(diào)整桿上，并且所述調(diào)整桿從所述混合管(2)中導出。
43.按權(quán)利要求42所述的設(shè)備，其特征在于，所述調(diào)整桿(21)—方面在所述混合管 (2)的壁中而另一方面在所述混合管(2)中在所述出口(5)的區(qū)域內(nèi)引導。
44.按權(quán)利要求42或43所述的設(shè)備，其特征在于，所述調(diào)整桿(21)能夠手動地或者通 過調(diào)整電機來軸向移動。
45.按權(quán)利要求16到44中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述混合管(2)在所述出 口(5)的區(qū)域內(nèi)具有彎曲區(qū)段(4)。
全文摘要
本發(fā)明涉及給液體加氣，尤其是給水通氣的一種方法和一種設(shè)備，在該方法中，氣體經(jīng)由氣體入口(7)而液體經(jīng)由液體入口(13)被輸送給混合管(2)，以形成由氣體和液體組成的混合物，該方法的特征在于，液體居中地通過輸入管(12)和該輸入管的通入口(13)被導入到混合管(2)中，并且在通入口(13)的區(qū)域內(nèi)通過沖擊到擴散體(18)上而散開。
文檔編號B01F5/20GK101970092SQ200980107801
公開日2011年2月9日 申請日期2009年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月5日
發(fā)明者丹·坦嫩伯格, 維利·布魯納 申請人:聯(lián)合水業(yè)國際股份有限公司