АЭРАТОР Российский патент 1995 года по МПК C02F3/20 

Изобретение относится к устройствам для аэрации жидкостей, используемым при перемешивании водных гетерогенных систем в различных отраслях промышленности, водного хозяйства и санитарии, например в сооружениях по очистке вод (аэротенках, усреднителях и др.), и позволяет повысить скорость реакции между взаимодействующими фазами и эффективность процесса.

Наиболее близким по конструкции к заявляемому является аэратор, включающий воздухораспределительный канал с диспергаторами, содержащими плавающую загрузку в виде шариков с целью дробления воздуха [Попкович Г.С. Репин Б.Н. Системы аэрации сточных вод. М. Стройиздат, 1986, с. 126-127]
Цель изобретения повышение эффективности аэрации путем создания пневмогидроколебания, возникающего в диспергаторе.

На фиг. 1 представлен аэратор, разрез; на фиг.2 то же, вид сверху; на фиг.3 то же, аксонометрия; на фиг.4 схема установки аэратора в сооружении.

Устройство включает воздуховод 1, подсоединяемый в зоне сжатого воздуха, заключенной герметичными стенками в плоский параллелепипед 2, имеющий продольные периферийные щели 3 по всей длине верхней образующей плоскости параллелепипеда. К последней подсоединен диффузор в виде параллелепипеда 4 с перфорированным выпуклым колпаком 5 и щелевидным днищем. Диспергатор снабжен перегородками 6 и 16, установленными в месте сопряжения параллелепипеда 4 с колпаком 5 и гидравлическим затвором в виде четырех плоских перегородок 7-10 относительно продольной оси. В днище 11 выполнены щели 12, совпадающие с периферийными щелями 3 параллелепипеда 2, по размерам равные или более щелей 3. Вертикальные перегородки 7 и 8, а также 17 установлены по длине образующих щелей так, что образуют два прямоугольных канала воздуховода. Отношение живого сечения воздуховода к живому сечению перфорации колпака составляет не более 1. Внутренние перегородки 9 и 10 прикреплены к перегородкам 6 и 16, образуя прямоугольный канал, сообщающийся с полостью колпака, а перегородки 7 и 8 присоединены к днищу 11 вдоль образующих щелей относительно продольной оси, образуя более широкий прямоугольный канал, сообщающийся с полостью диспергатора. Канал, образованный перегородками 7 и 8, соосен каналу из перегородок 9 и 10. В последнем на различной высоте расположены горизонтальные сетки по периметру внутренней образующей канала, образующие секции. Пространство между сетками заполнено загрузкой из легкого материала (пенополистирол, пенополиуретан, резина, керамзит) шарообразной формы, причем диаметр загрузки постоянно уменьшается от секции к секции снизу вверх.

Вдоль боковой поверхности диспергатора имеются отверстия 13, верхние точки образующих которых расположены по уровню ниже образующих перегородок 9 и 10. Полость диспергатора сообщается с зоной сжатого воздуха через щели, отношение живого сечения которых к живому сечению перфорации колпака 5 составляет не более единицы.

Аэратор работает следующим образом.

Воздух поступает в диспергатор из зоны сжатого воздуха через воздуховоды, образованные вертикальными перегородками 17, 7 и 8 и заполняет объем параллелепипеда 4, вытесняя из него воду через отверстия 13 и канал, образованный перегородками 9 и 10. При этом шарики в секциях канала взвешиваются потоком воды и очищаются от загрязнений. Вытеснение воды происходит до тех пор, пока уровень ее не достигнет низа перегородок 9 и 10. В этот момент воздух прорвется из объема параллелепипеда в объем колпака. Давление в нижней центральной части параллелепипеда под каналом, образованным перегородками 9 и 10, резко падает, происходит подсос жидкости через отверстия 13. Объем параллелепипеда заполняется жидкостью, цикл повторяется. Расположение отверстий 13 на боковой поверхности параллелепипеда позволяет вовлечь в колебательный и циркуляционный процессы массы жидкости, расположенные ниже диспергатора, и тем самым исключает образование застойных зон, усиливает эффект аэрации и отличает предлагаемое техническое решение от прототипа.

Использование: в устройствах для аэрации жидкостей. Сущность изобретения: установление на пути движения воздуха в диспергаторе гидравлического затвора позволяет накопить энергию сжатого воздуха в объеме диспергатора, привести находящуюся в диспергаторе и вблизи его смесь в режим пневмогидроколебания, вызывая тем самым интенсивное перемешивание жидкости, дробление воздуха путем прохождения его через самопрорывающиеся слои загрузки разной дисперсности, исключить образование непромешиваемых зон путем колебаний и циркуляции жидкости в акватории расположения аэратора, что и усиливает эффект аэрации. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. АЭРАТОР, включающий воздуховод с подсоединенным к нему диспергатором, внутри которого на различной высоте установлены горизонтальные сетки, пространство между которыми заполнено шариками из легкого материала, причем диаметр шариков постепенно уменьшается от секции к секции снизу вверх, снабженным перфорированным колпаком и днищем с отверстиями, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса аэрации путем создания пневмогидроколебания, возникающего в диспергаторе, он выполнен в виде параллелепипеда с отверстиями вдоль его боковой поверхности и снабжен гидравлическим затвором в виде двух соосных прямоугольных каналов, причем отверстия расположены ниже уровня внутреннего канала, снабженного горизонтальными сетками и шаровидной загрузкой, а отверстия в днище диспергатора выполнены в виде щелей, снабженных установленными по их длине вертикальными перегородками, образующими прямоугольные каналы-воздуховоды, подсоединенные к полости диспергатора в ее верхней части. 2. Аэратор по п.1, отличающийся тем, что отношение живого сечения воздуховодов к живому сечению перфорации колпака не более 1.