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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2513541A1
Family ID 1278187
Probable Assignee Bauer Roehren Pumpen
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
EN Title and and Radial injector for drawing in and distributing a gas
in a liquid, having a motor-driven bladed wheel which is arranged...
FR Title INJECTEUR RADIAL POUR L'ASPIRATION ET LA DIFFUSION D'UN GAZ
DANS UN LIQUIDE
Abstract
_________________________________________________________________
Radial injector for drawing in and distributing a gas in a liquid,
having a motor-driven bladed wheel which is arranged on the underside
of the injector housing and, on its upper side, is in contact with the
gas fed in, while its underside dips into the liquid. The wheel has
blades on both sides, all the blades being aligned approximately
radially and the blades arranged on the upper side of the bladed wheel
being connected at the circumference by a cylinder, the lower rim of
which forms an annular gap in relation to the rim of the bladed wheel,
which is preferably designed as a sharp edge.
INJECTEUR COMPRENANT UN DISQUE EJECTEUR CENTRIFUGE 10 ENTRAINE PAR
MOTEUR ELECTRIQUE 8, MONTE SUR LE COTE INFERIEUR DU CARTER 9 DE
L'INJECTEUR, QUI EST EN CONTACT, PAR SA FACE SUPERIEURE, AVEC LE GAZ
AMENE, ET EN CONTACT PAR SA FACE INFERIEURE, AVEC LE LIQUIDE DANS
LEQUEL IL BAIGNE, ET QUI PRESENTE, SUR CHACUNE DE SES FACES, DES AUBES
OU AILETTES ANALOGUES.
INJECTEUR CARACTERISE EN CE QUE LES AUBES, ORIENTEES RADIALEMENT, SUR
LA FACE SUPERIEURE, SONT REUNIES, A LEUR EXTREMITE EXTERIEURE, SUR LE
POURTOUR, PAR UN CYLINDRE QUI FORME, AVEC LE BORD INFERIEUR, A ARETE
VIVE, DU DISQUE EJECTEUR 10, UNE FENTE ANNULAIRE.
INJECTEUR APPLICABLE AU MELANGE DE FLUIDES POUR INSTALLATIONS DE
VENTILATION ET AERATION, TELLES QUE POUR MOUTS DE FERMENTATION,
CLARIFICATION DE BOUES DE SEDIMENTATION OU VIVIERS A POISSONS.
Description
_________________________________________________________________
La presente invention concerne un injecteur radial destine a
l'aspiration et la repartition d'un gaz dans un liquide, avec un
disque ejecteur, entraine par moteur, dispose sur la face inferieure
du carter de l'injecteur, qui est en contact, sur sa face superieure,
avec le gaz introduit, et, sur sa face inferieure, a l'etat plonge,
avec le liquide, ce disque etant pourvu d'aubes, ou analogues, sur
chacune de ses faces. De tels injecteurs radiaux permettent
d'introduire et de repartir un gaz sous forme de fines bulles dans un
liquide.
On connait deja, sous differentes formes de construction, des
injecteurs radiaux pour l'introduction de gaz dans des liquides. Dans
quelques appareils, l'ouverture a travers laquelle le gaz est expulse
sous l'effet de la depression du liquide circulant devant la sortie,
est prevue comme une fente entre un disque rotatif et l'enveloppe du
tuyau par lequel le gaz est amene. Dans d'autres appareils, la partie
du disque ejecteur qui deplace le gaz est analogue a une roue ou un
volant de ventilateur ou de pompe, recouverte d'une plaque
horizontale. D'autres appareils possedent une chambre de diffusion de
forme annulaire qui est montee a la suite du disque ejecteur dans la
direction de l'ecoulement. Il existe egalement des modes de
realisation dans lesquels le gaz est amene a travers l'arbre
d'entrainement creux et par des canaux jusqu'au pourtour du disque
ejecteur.
Dans la majorite des appareils de ce genre, l'arete de bord, sur
laquelle le liquide vient en contact avec le gaz est emoussee ou
arrondie. Il en resulte que le melange entre le gaz et le liquide ne
s'effectue pas directement sur le bord du disque ejecteur, mais
seulement un peu apres, de sorte que, frequemment, la dispersion en
fines bulles desiree n'est pas du tout obtenue. Toutes les formes de
realisation dans lesquelles un diffuseur annulaire monte a la suite
doit favoriser le melange intime de l'air et du liquide presentent
l'inconvenient que la fente annulaire est facilement chargee de
particules etrangeres grossieres contenues dans le liquide, ce qui
influence defavorablement l'efficacite de l'appareil et meme s'y
oppose completement.
Les executions connues avec des arbres prolonges, en partie egalement
avec des arbres creux, constituent des solutions compliquees et
relativement non economiques.
La presente invention a pour but de constituer un injecteur du type
mentionne au debut, avec lequel les inconvenients des injecteurs
connus sont evites, et qui assure un melange intime du gaz amene avec
le liquide a chaque endroit ou le liquide atteint sa vitesse maximale.
Dans ce but, l'injecteur conforme a l'invention est caracterise en ce
que toutes les aubes du disque ejecteur sont orientees radialement,
celles qui sont disposees sur la face superieure du disque ejecteur
etant reliees, sur le pourtour, par un cylindre, dont le bord
inferieur forme une fente annulaire avec le bord du disque constitue,
de preference, comme une arete de couteau.
Ainsi, non seulement on obtient brusquement un melange intime des
fluides amenes pratiquement sans perte de frottement contre les
parois. En outre, grace au contact immediat des deux fluides,
directement dans la zone de vitesse maximale du liquide, lors de sa
sortie du domaine des aubes sur le pourtour du disque, une
introduction du gaz dans le liquide sous forme de fines bulles est
assuree.
En outre, les aubes ou nervures orientees radialement sur chacune des
faces du disque presentent des surfaces de contact aussi courtes que
possible absorbant peu d'energie.
En meme temps, avec cette disposition, l'appareil est independant du
sens de rotation. Le cylindre, qui relie entre elles les aubes du cote
du gaz, permet egalement la realisation d'une petite fente par rapport
au carter d'injecteur contenant la chambre a gaz. Cette solution est
egalement favorable du point de vue des tolerances, dans la
fabrication de l'appareil.
L'invention est egalement caracterisee en ce que la face superieure du
disque ejecteur a une forme conique et est pourvue de rainures
radiales, dont les extremites donnent au bord du disque ejecteur a
arete vive une forme en dents de scie qui contribue encore a un
melange intime du gaz avec le liquide.
Conformement a l'invention, il est, en outre, possi ble d'orienter la
face inferieure du disque ejecteur perpendiculairement a l'axe de
rotation. Grace a cette disposition, l'effet de la force centrifuge du
disque en direction radiale est totalement utilise.
L'invention est, en outre, caracterisee en ce que le cylindre qui
relie entre elles les aubes sur la face superieur du disque ejecteur
recouvre avec jeu sur son cote inferieur, une ouverture circulaire du
carter de l'injecteur, le cote interieur du cylindre, dans la zone de
la fente annulaire, se raccordant a une surface courbe offrant un
faible coefficient de frottement avec l'air, les aubes qui
interrompent la fente annulaire ayant une longueur maximale egale au
1/3 de l'extension radiale du disque ejecteur. Grace au cote interieur
courbe du cylindre, l'aspiration du gaz est assuree sans perte de
frottement trop important jusqu'a la fente annulaire. Grace aux
faibles dimensions des aubes en direction radiale, les surfaces de
contact sur lesquelles pourraient se produire des pertes par
frottement sont de courte longueur.
Enfin, conformement a l'invention, il est possible de prevoir que la
fente annulaire entre le cylindre et le bord a arete vive est
recouverte par un morceau de tuyau classique fixe au cylindre, qui
fait saillie au-dela du bord, ou bien que, sur une ouverture de la
conduite d'amenee de gaz, est prevu un flotteur, qui l'obture en cas
de penetration de liquide. On evite ainsi, pendant les periodes
d'arret, une introduction de liquide dans la conduite d'amenee de gaz,
de telle sorte que l'injecteur radial peut etre amene a son debit
maximal des sa mise en marche.
L'invention est expliquee ci-apres a propos d'un exemple de
realisation, avec reference aux dessins annexes dans lesquels la
figure 1 est une vue schematique de l'injecteur radial conforme a
l'invention, en service dans un recipient rempli de liquide, la figure
2 est une vue en coupe partielle verticale de l'injecteur de
l'invention, et les figures 3 et 4 sont des variantes d'un dispositif
obturateur pour le canal d'amenee de gaz de l'injecteur radial.
D'apres la figure 1, l'injecteur radial conforme a l'invention 1, est
mis en place au centre d'un recipient de melange 2, qui est rempli
jusqu'a un niveau 3, avec le liquide a traiter, par exemple du purin.
L'injecteur radial 1 est pourvu d'une canalisation electrique d'amenee
4, d'une haussiere de soulevement 5, d'un tuyau souple d'amenee d'air
6, et d'un dispositif 7 de raccordement au reseau electrique, muni
d'un mecanisme d'horlogerie de connexion, non represente. Le courant
electrique alimente un moteur electrique 8. Sur la face inferieure du
carter 9 de l'injecteur, se trouve un disque ejecteur 10, dont la
surface superieure est en contact avec l'air amene, et la surface
inferieure est en contact avec le liquide contenu avec agitation dans
le recipient 2. Des jambes 11 assurent un appui stable de l'injecteur
1 sur le fond du recipient 2.
D'apres la figure 2, on voit que le carter 9 de l'injecteur radial 1
est pourvu, sur son cote inferieur, d'un appendice 12, lequel renferme
la chambre pour l'air amene par la conduite 6 qui est fermee sur le
cote inferieur par le disque ejecteur 10, lequel presente, sur sa face
superieure ainsi que sur sa face inferieure, des nervures 13, 14
orientees radialement. Les nervures superieures 13 sont, en direction
radiale, d'une longueur maximale egale au 1/3 du rayon du disque
ejecteur 10 et sont reunies, sur le pourtour du disque, par un
cylindre 15. Ce cylindre forme, avec le bord 16, a arete vive, du
disque ejecteur 10, une fente annulaire 17, qui presente une section
transversale degressive,. par le cote interieur recourbe 18 du
cylindre 15, jusqu'a l'emplacement de sortie de l'air dans le liquide.
Le cylindre est engage avec jeu dans l'ouverture 19 prevue sur la face
inferieure de l'appendice de carter 12.
La face superieure 20 du disque ejecteur 10 est constituee en forme de
cone dont l'angle au sommet est egal au maximum a 150 degres.
La face inferieure 21 du disque ejecteur 10 s'etend
perpendiculairement a l'axe du disque et elle porte des aubes ou
ailettes 14 qui s'etendent jusqu'au bord 16 du disque.
D'apres la figure 2, il est visible que le liquide qui est deplace
vers l'exterieur, en direction des fleches 22, 23, par la force
centrifuge, rencontre, sur le bord a arete vive 16, directement l'air
qui est aspire hors de la fente annulaire 17, auquel il se melange
intimement, en formant plusieurs petites bulle. Grace a la surface
courbe 18 et a la courte surface de contact des aubes 19, il ne se
produit que de faibles pertes par frottement de parois pour l'air
aspire.
Etant donne que, pendant les periodes d'arret, du liquide est refoule
par pression, a travers la fente annulaire 17 du disque ejecteur 10,
dans la conduite d'amenee de gaz 6, il est frequemment avantageux
de.prevoir une soupape d'arret anti-retour. Une possibilite de
realisation consiste, d'apres la figure 3, en ce que la fente
annulaire 17, au pourtour du disque ejecteur 10, est recouverte par
une piece de tuyau souple en caoutchouc 24, qui depasse legerement
au-dela de la surface superieure chargee par du liquide, et qui, en
fonctionnement du disque, est entouree par le courant de liquide et
libere ainsi la fente annulaire.
Une autre possibilite reside dans la disposition d'un flotteur 25 qui
est place, conformement a la figure 4, sur une ouverture 26 de la
conduite d'amenee de gaz 6.
Pour le fonctionnement correct et regulier de l'injecteur radial
conforme a l'invention, il est judicieux de prevoir le diametre
d'entree 27 du cylindre 15 d'une grandeur telle, qu'il corresponde au
minimum a 90 percent du diametre 28 du disque ejecteur 10.
L'invention n'est pas limitee aux exemples de realisation representes,
car l'injecteur radial conforme a l'invention convient egalement, par
exemple, a la ventilation de mouts de fermentation (CO2) ainsi qu'a un
traitement par l'air pour la clarification de boues de sedimentation
et a la ventilation de viviers a poissons.
Claims
_________________________________________________________________
- R E V E N D I C A T I O N#S -
1. Injecteur radial pour l'aspiration et la diffusion d'un gaz dans un
liquide, avec un disque ejecteur centrifuge, entraine par moteur,
dispose sur le cote inferieur du carter de l'injecteur qui est en
contact, sur sa face superieure, avec le gaz amene, et, sur sa face
inferieure avec le liquide dans lequel il baigne, et qui presente, sur
chacune de ses faces, des aubes ou ailettes, injecteur caracterise en
ce que toutes les aubes (13, 14) du disque ejecteur (10) sont
orientees radialement, en ce que les aubes (13) disposees sur la face
superieure du disque ejecteur sont reliees entre elles, sur le
pourtour, par un cylindre (15) qui forme, avec le bord inferieur (18),
de preference constitue avec une arete vive (16), du disque ejecteur,
une fente annulaire (17).
2. Injecteur radial, suivant la revendication 1, caracterise en ce que
la face superieure du disque ejecteur (10) est constituee en forme
conique, et elle presente des rainures radiales, dont l'extremite
confere au bord a arete vive (16) du disque ejecteur (10), une forme
en dents de scie.
3. Injecteur radial, suivant l'une quelconque des revendications 1 ou
2, caracterise en ce que la face inferieure du disque ejecteur (10)
est orientee essentiellement perpendiculairement a l'axe de rotation.
4. Injecteur radial, suivant l'une quelconque des revendications 1 a
3, caracterise en ce que le cylindre (15) qui reunit les aubes (13)
sur la face superieure du disque ejecteur (10), recouvre avec jeu, sur
son cote inferieur, une ouverture circulaire (19) du carter
d'injecteur (9, 12), en ce que le cote interieur du cylindre, dans la
zone de la fente annulaire (17), se raccorde a une surface courbe (18)
a faible coefficient de frottement pour l'air, et en ce que les aubes
(13) qui interrompent la fente annulaire (17) ont une longueur egale
au maximum au 1/3 de l'extension radiale du disque ejecteur (10).
5. Injecteur radial, suivant l'une quelconque des revendications 1 a
4, caracterise en ce que la fente annulaire (17) entre le cylindre
(15) et le bord a arete vive (16) est recouverte par un morceau de
tuyau souple flexible (24) fixe sur le cylindre (15) et qui depasse le
bord a arete vive (16) du disque.
6. Injecteur radial, suivant l'une quelconque des revendications 1 a
4, caracterise en ce que, sur une ouverture (26) de la conduite
d'amenee de gaz (6), est prevu un flotteur (25) qui obture l'ouverture
en cas de penetration de liquide.
7. Injecteur radial, suivant l'une quelconque des revendications 1 a
6, caracterise en ce que le diametre d'entree (27) du cylindre (15)
s'eleve a au moins 90 percent du diametre (28) du disque ejecteur
centrifuge (10).
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