АЭРАЦИОННАЯ СИСТЕМА Российский патент 2003 года по МПК C02F7/00 

Изобретение относится к области биологической очистки сточных вод и может быть использовано для насыщения жидкостей газами, например для насыщения кислородом иловой смеси.

Известна аэрационная система, содержащая аэратор с воздуховодом или множество аэраторов с множеством последовательно сообщенных отрезков воздуховода (см. Мешенгиссер Ю.М., Галич Р.А., Марченко Ю.Г. Трубчатые пневматические аэраторы и аэрационные системы Экополимер // Водоснабжение и санитарная техника, 2000, 12, часть 2, с.5-7 или см. Мешенгиссер Ю.М., Марченко Ю.Г., Чернуха В.А. Аэраторы АКВА-ТОР и комбинированные системы аэрации. Водоснабжение и санитарная техника, 2000, 12, часть 2, с.11-13).

В качестве аэраторов применяются трубчатые, кольцевые или дисковые аэраторы.

Воздуховодом или отрезком воздуховода могут являться пластмассовые трубы с отверстиями или перфорированные пластмассовые трубы. Воздуховод или отрезки воздуховода могут проходить через аэратор или находиться вне его, воздуховоды или отрезки воздуховодов сообщены с аэраторами через отводы воздуха в виде патрубков или пробивных отверстий типа перфораций или просто отверстий. Первым отрезком воздуховода считается отрезок воздуховода со стороны входа воздуха в воздуховод.

Аэрационные системы изготавливаются фирмой "Экополимер" в виде отдельных аэраторов и элементов аэрационных систем. При монтаже аэрационных систем воздуховоды аэраторов соединяются между собой резьбовыми муфтами. Фирмой "Экополимер" изготавливаются трубчатые аэраторы типа АКВА-ПРО, АКВА-ЛАЙН, кольцевые аэраторы типа АКВА-ТОР, дисковые аэраторы типа АКВА-ПЛАСТ.

Аэратор типа АКВА-ПРО содержит внутренний воздуховод в виде трубы, наружная поверхность которой содержит равномерно чередующиеся продольные ребра и углубления. На наружную поверхность трубы воздуховода нанесено двухслойное диспергирующее покрытие. Для образования внутреннего слоя диспергирующего покрытия применяется безузловая сетка из полиэтилена высокого давления. Сетка, вытянутая в виде жгута, навивается на наружную поверхность трубы воздуховода без зазоров. Количество слоев навивки определяется, исходя из требуемого сопротивления аэратора. Наружный слой диспергирующего покрытия представляет собой пористую оболочку из полимерного материала, имеющего хаотически уложенные волокна, сплавленные в точках взаимного пересечения. Этот слой выполняется путем пневмоэкструзии расплава полимера на наружную поверхность внутреннего слоя. Внутренний слой диспергирующего покрытия и наружная поверхность ребер и углублений трубы воздуховода образуют продольные каналы, в каждом из которых выполнены отверстия для отвода воздуха из трубы воздуховода. Труба воздуховода на противоположных концах имеет наружную резьбу для соосного соединения с соединительными муфтами с аналогичной резьбой и с помощью которых аэраторы монтируются в аэрационные системы.

Аэратор типа АКВА-ЛАЙН содержит внутренний воздуховод, противоположные концы которого снабжены резьбовыми муфтами с наружной резьбой либо муфтами с наружной и внутренней резьбой. Диспергирующее покрытие жестко закреплено на наружной поверхности муфт. Внутренняя поверхность диспергирующего покрытия образует цилиндрический зазор с внешней поверхностью воздуховода. Диспергирующее покрытие выполнено в виде цилиндрической оболочки из пористого полиэтилена. В воздуховоде имеются отверстия для отвода из него воздуха.

Аэратор типа АКВА-ТОР содержит кольцевой аэратор с центральным отверстием для подсоса воды и ила и расположенный под ним внешний воздуховод в виде составных отрезков пластмассовой трубы, которые сообщены между собой через полость соединительного патрубка. Диспергирующее покрытие аэратора выполнено в виде горизонтального кольца из пористого материала.

Аэратор типа АКВА-ПЛАСТ содержит дисковый аэратор с перфорированной эластичной мембраной и расположенный под ним внешний воздуховод в виде составных отрезков пластмассовой трубы, которые сообщены между собой через полость соединительного патрубка. Диспергирующее покрытие аэратора выполнено в виде горизонтального диска из пористого материала.

Воздуховод аэрационной системы составлен из отдельных последовательно соединенных между собой отрезков пластмассовых труб, где вход каждого последующего отрезка воздуховода сообщен с выходом предыдущего отрезка воздуховода. Вход воздуховода плети сообщают с источником сжатого воздуха. Выход воздуховода плети заглушен заглушкой. Плети устанавливают на дне бассейна аэротенка, который заполнен жидкостью в виде иловой смеси.

В воздуховод аэрационной системы в процессе эксплуатации непрерывно подают сжатый воздух.

В момент запуска воздуховод заполнен водой и при пуске воздуха в систему внутри воздуховода возможен гидропневматический удар в виде продольной бегущей волны вдоль внутренней полости воздуховода. Гидропневматический удар по заглушке воздуховода может привести к ее отрыву и выходу воздуха непосредственно в жидкость, минуя аэраторы аэрационной системы, что недопустимо.

В основу изобретения поставлена ЗАДАЧА, АЭРАЦИОННАЯ СИСТЕМА, содержащая аэратор с воздуховодом или множество аэраторов с множеством последовательно сообщенных отрезков воздуховода, ПОДЛЕЖАЩАЯ УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ, СОГЛАСНО ИЗОБРЕТЕНИЮ ОТЛИЧАЮЩАЯСЯ ТЕМ, ЧТО для локальной защиты аэратора или множества аэраторов от гидропневматических ударов внутри вдоль воздуховода или его части, или внутри вдоль первого и/или последнего отрезка воздуховода или его части, или в каждом из множества отрезков воздуховода установлен съемный воздушный демпфер.

ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕЗУЛЬТАТ: усовершенствование позволяет достичь локальной защиты аэратора или множества аэраторов от гидропневматических ударов;
воздушный демпфер предназначен для гашения в воздуховоде энергии гидропневматической бегущей по нему волны и частичной фильтрации воды и воздуха или их смеси.

ПЕРВОЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ОТЛИЧИЕ согласно изобретению ЗАКЛЮЧАЕТСЯ В ТОМ, ЧТО съемный воздушный демпфер выполнен в виде проницаемой для воздуха и/или воды однослойной или многослойной гибкой оболочки с, по меньшей мере, одним входным отверстием в гибкой оболочке для входа в нее воздуха.

ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕЗУЛЬТАТ: гашение в воздуховоде энергии гидропневматической бегущей по нему волны с частичной фильтрацией воды и воздуха или их смеси; оболочка при воздействии по ней гидропневматических ударов водно-воздушной смеси при запуске аэрационной системы, или ее остановке, или изменении режима работы способна благодаря гибкости колебаться в воздуховоде в такт бегущей по нему волне, что приводит к перемещению задержанных оболочкой взвешенных частиц пыли и прочих частиц в противоположный конец от входного отверстия оболочки с очисткой большей части ее фильтрационных отверстий, что позволяет существенно снизить рост сопротивления аэраторов в процессе эксплуатации; в оболочке фильтр-патрона происходит гашение энергии водно-воздушной среды путем разделения больших масс водно-воздушной среды на множество мелких с последующим дросселированием мелких масс воды и воздуха через фильтрационные отверстия оболочки;
ВТОРОЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ОТЛИЧИЕ согласно изобретению ЗАКЛЮЧАЕТСЯ В ТОМ, ЧТО внутри полости съемного воздушного демпфера расположена, по меньшей мере, одна эластичная герметичная заполненная сжатым воздухом емкость.

ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕЗУЛЬТАТ: усовершенствование позволяет обеспечить защиту аэратора от гидропневматических ударов бегущей по длине воздуховода водно-воздушной волны; при воздействии жесткого давления несжимаемой жидкости воды на воздушный демпфер в вышеуказанном виде происходит сжатие емкости и воздушной среды в ней с повышением внутреннего давления воздуха в емкости, за счет аккумуляции энергии бегущей волны, с последующим отбросом массы воды в обратную сторону и возвращения емкости в исходный объем и форму.

ТРЕТЬЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ОТЛИЧИЕ согласно изобретению ЗАКЛЮЧАЕТСЯ В ТОМ, ЧТО гибкая оболочка воздушного демпфера охвачена снаружи и/или изнутри проницаемым для воздуха и/или воды пластмассовым бандажным каркасом.

ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕЗУЛЬТАТ: усовершенствование позволяет обеспечить конструкции воздушного демпфера некоторую жесткость с частичным сохранением фильтрационных и гибких свойств их оболочки;
пластмассовый бандажный каркас может быть нанесен снаружи и/или изнутри оболочки в виде намотки с образованием спирали или сетки вдоль оболочки с шагом типа "универсаль" в один или более слоев полиэтиленового расплавленного прута, получаемого путем экструдирования расплава полиэтилена и наплавки прута на вращающуюся внутреннюю и/или внешнюю боковую поверхность оболочки; на участках между сплетениями прута образуются гибкие участки оболочки со множеством фильтрационных отверстий для прохода воздуха и/или воды.

ЧЕТВЕРТОЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ОТЛИЧИЕ согласно изобретению ЗАКЛЮЧАЕТСЯ В ТОМ, ЧТО гибкая оболочка воздушного демпфера снабжена устройством для ее продольного или продольно-поперечного натяжения.

ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕЗУЛЬТАТ: усовершенствование позволяет обеспечить продольное или продольно-поперечное натяжение гибкой оболочки и тем поддерживать ее изначальную форму в процессе работы с обеспечением возможности реализации свойств гибкой оболочки для сбрасывания пыли и прилипших на ее стенки частиц под воздействием энергии бегущей волны, форму которой оболочка частично отслеживает, что и приводит к сбрасыванию пыли со стенок оболочки и перемещению их в тупиковую зону на противоположный от входа конец чулка оболочки;
устройство продольного или продольно-поперечного натяжения оболочки выполнено, например, в виде пружины со скобой, закрепленной срединой скобы за один конец пружины, где второй конец пружины зацеплен за отверстие для натяжения оболочки, например отверстие для натяжения оболочки, обрамленное люверсом на тупиковом конце оболочки, где концы скобы зацеплены за края трубы воздуховода или отверстия в стенках трубы воздуховода; в рабочем положении пружина находится в натянутом состоянии, а при гидропневматических ударах оболочка растягивается и натяжение пружины частично сокращается и возобновляется снова при возвратном ходе бегущей волны при гидропневматическом ударе.

Входное отверстие чулка оболочки охвачено кольцевым карманом, который охватывает уплотнительное кольцо из эластичного материала, например резины или каучука для мягкого воздействия уплотнительного кольца на оболочку при рывках оболочки во время гидропневматических ударов в полости воздуховода и в оболочке.

Оболочка снабжена съемным кольцевым фланцем, на который она свободно надевается и снимается с первой стороны фланца, а с другой его стороны фланец имеет возможность упираться в торец воздуховода; фланец по средине имеет кольцевую поперечную канавку, в которой размещен первый карман с первым уплотнительным кольцом; между первой стороной фланца и канавкой параллельно канавке имеется кольцевой борт округлого поперечного сечения, который образует кольцевую щель между внутренней стенкой воздуховода и им самим; ширина щели больше толщины материала оболочки, но меньше ширины продольного сечения первого кармана с вложенным в него первым уплотнительным кольцом, что необходимо для удержания оболочки на фланце, после его вставки с оболочкой в воздуховод; с вынутого фланца оболочка свободно сдергивается и свободно надевается путем растяжения эластичного первого уплотнительного кольца и гибкого первого кармана, что удобно при монтаже и демонтаже аэрационной системы.

Гибкая оболочка воздушного демпфера с противоположной стороны от входного отверстия имеет аналогичный с первым карманом входного отверстия второй карман с также расположенным в нем подобным вторым уплотнительным кольцом, но меньших размеров; второй карман плотно охватывает кольцевую канавку на ножке полой полусферы чаши, где ножка чаши заканчивается кольцом для крепления одного из концов пружины; сама чаша расположена в конце оболочки и при натяжении пружины, зацепленной за кольцо на ножке, или при вытягивании чаши из оболочки за кольцо, то чаша не имеет возможности выдернуться свободно из оболочки, что необходимо для удержания оболочки в натянутом состоянии;
Внешняя форма эластичной емкости может быть выполнена в виде сферы, которая свободно может вмещаться в полости чаши, но не имеет возможности самопроизвольно из нее выскочить, например диаметр входного отверстия чаши меньше диаметра внутренней полости чаши.

Другие цели, особенности, преимущества и возможности использования изобретения видны из нижеприведенного описания примеров выполнения на основании рисунков. При этом все описанные и/или графически представленные признаки сами по себе или в любой разумной комбинации составляют предмет изобретения, независимо от общих требований или обратной связи.

Перечень фигур чертежей и иных материалов.

Фиг. 1. Аэрационная система. Концевой трубчатый аэратор типа АКВА-ПРО. Вид сбоку.

Фиг. 2. Аэрационная система. Проходной трубчатый аэратор типа АКВА-ПРО. Вид сбоку.

Фиг. 3. Аэрационная система. Проходной трубчатый аэратор типа АКВА-ЛАЙН. Вид сбоку.

Фиг. 4. Аэрационная система. Проходной трубчатый аэратор типа АКВА-ЛАЙН. Вариант конструкции муфт. Вид сбоку.

Фиг.5. Аэрационная система. Узел А на фигуре 1.

Фиг.6. Аэрационная система. Узел В на фигуре 3.

Фиг.7. Аэрационная система. Узел Г на фигуре 4.

Фиг.8. Аэрационная система. Сечение А-А на фигурах 1, 2.

Фиг.9. Аэрационная система. Сечение В-В на фигурах 3, 4.

Фиг. 10. Аэрационная система. Воздушный демпфер или фильтр-патрон в виде оболочки с устройством натяжения оболочки. Вид сбоку.

Фиг.11. Аэрационная система. То же, что на фигуре 10, но с видами на детали воздушного демпфера или фильтр-патрона.

Фиг.12. Аэрационная система. Воздушный демпфер или фильтр-патрон без устройства натяжения. Продольный разрез.

Фиг. 13. Аэрационная система. Воздушный демпфер или фильтр-патрон. Вид сбоку.

Фиг. 14. Аэрационная система. Трубчатый аэратор типа АКВА-ПРО. Вариант. Стрелками показано направление движения воздуха. Продольный разрез.

Фиг. 15. Аэрационная система. Фильтр-патрон. Вариант. Вид сбоку. Стрелками показано направление движения воздуха.

Фиг.16. Аэрационная система. То же, что на фигуре 15. Продольный разрез. Стрелками показано направление движения воздуха.

Фиг. 17. Аэрационная система. То же, что на фигуре 16. Вариант. Продольный разрез.

Фиг. 18. Аэрационная система. Множество трубчатых аэраторов типа АКВА-ПРО. Вариант. Вид сбоку.

Фиг. 19. Аэрационная система. Множество трубчатых аэраторов типа АКВА-ПРО. Вариант. Вид сбоку.

Фиг. 20. Аэрационная система. Множество трубчатых аэраторов типа АКВА-ПРО. Вариант. Вид сбоку.

Фиг.21. Аэрационная система. Множество трубчатых аэраторов типа АКВА-ПРО в комбинации с множеством кольцевых аэраторов типа АКВА-ТОР. Вид сбоку.

Фиг.22. Аэрационная система. Множество трубчатых аэраторов типа АКВА-ПРО в комбинации с множеством дисковых аэраторов типа АКВА-ПЛАСТ. Вид сбоку.

Фиг.23. Аэрационная система. Множество трубчатых аэраторов типа АКВА-ПРО в комбинации с множеством кольцевых аэраторов типа АКВА-ТОР. Вид сверху.

Фиг.24. Аэрационная система. Множество трубчатых аэраторов типа АКВА-ПРО в комбинации с множеством дисковых аэраторов типа АКВА-ПЛАСТ. Вид сверху.

Фиг.25. Аэрационная система. Множество кольцевых аэраторов АКВА-ТОР. Вид сбоку.

Фиг. 26. Аэрационная система. Множество дисковых аэраторов АКВА-ПЛАСТ. Вид сбоку.

Фиг.27. Аэрационная система. Множество кольцевых аэраторов АКВА-ТОР. Вид сверху.

Фиг. 28. Аэрационная система. Множество дисковых аэраторов АКВА-ПЛАСТ. Вид сверху.

Перечень обозначений на чертежах:
1 - аэратор;
2 - воздуховод;
3 - фильтр-патрон;
4 - воздушный демпфер;
5 - оболочка;
6 - входное отверстие в оболочке 5;
7 - эластичная герметичная заполненная сжатым воздухом емкость;
8 - пластмассовый бандажный каркас;
9 -устройство продольного или продольно-поперечного натяжения;
10 - пружина;
11 - скоба;
12 - отверстие для натяжения оболочки 5;
13 - кольцевой первый карман оболочки 5;
14 - первое уплотнительное кольцо оболочки 5;
15 - съемный с оболочки кольцевой фланец;
16 - внутренняя сторона фланца 15;
17 - другая внутренняя сторона фланца 15;
18 - торец воздуховода 2;
19 - кольцевая поперечная канавка фланца 15;
20 - кольцевой борт фланца 15;
21 - кольцевая щель;
22 - второй карман оболочки 5;
23 - второе уплотнительное кольцо второго кармана оболочки 5;
24 - кольцевая канавка;
25 - ножка;
26 - чаша;
27 - кольцо с отверстием 12;
28 - полость чаши 26;
29 - входное отверстие полость 28 чаши 26;
30 - жесткий фильтр;
31 - труба;
32 - множество отверстий;
33 - слой фильтровального материала;
34 - входной фланец жесткого фильтра 30;
35 - кольцо с канавками;
36 - канавка;
37 - уплотнительное кольцо;
38 - заглушка трубы 31;
39 - заглушка воздуховода 2;
40 - отверстие для отвода воздуха из воздуховода 2;
41 - муфта с внешней резьбой;
42 - муфта с внутренней резьбой;
43 - уплотнительное кольцо муфты;
44 - уплотнительное кольцо щели;
45 - горизонтальная плоскость;
46 - соединительная муфта.

Примеры выполнения аэрационной системы показаны на фигурах (см. фигуры 1-28). Аэрационная система может содержать, по меньшей мере, один аэратор 1 с воздуховодом 2 внутри (см. фигуры 1-4) или снаружи аэратора 1. Аэрационная система может содержать множество аэраторов 1 с множеством последовательно сообщенных отрезков воздуховода 2 внутри и/или снаружи множества аэраторов 1 (см. фигуры 18-28). В качестве аэраторов 1 применяются трубчатые, кольцевые или дисковые аэраторы.

Аэрационную систему могут составлять из последовательного множества аэраторов 1, которые могут охватывать трубчатой диспергирующей поверхностью трубу из отрезков воздуховода 2, к таким аэраторам относятся трубчатые аэраторы 1 типа АКВА-ПРО (см. фиг.1, 2) или АКВА-ЛАЙН (см. фиг.3, 4). Воздуховод 2 или участки воздуховода 2 могут находиться внизу под аэраторами 1, например дисковые аэраторы 1 типа АКВА-ПЛАСТ (см. фиг.22, 24, 26, 28) с дисковым пневматическим диспергатором с перфорированной эластичной мембраной или кольцевые аэраторы АКВА-ТОР (см. фиг.21, 23, 25, 27) с кольцевым диспергатором со сквозным отверстием внутри пористой диспергирующей поверхности.

Аэрационная система может быть комбинированной, то есть составленной из множества последовательно соединенных отрезков воздуховода 2 с различными типами аэраторов 1, например, из отрезков воздуховода 2 с трубчатыми аэраторами 1 типа АКВА-ПРО или АКВА-ЛАЙН, которые последовательно чередуются с отрезками воздуховода 2 с расположенными над ним кольцевыми аэраторами 1 типа АКВА-ТОР или дисковыми аэраторами 1 типа АКВА-ПЛАСТ(см.фиг.21-24).

Аэрационная система может быть составлена из множества последовательно сообщенных отрезков воздуховода 2 только с расположенными сверху или сбоку дисковыми аэраторами 1 типа АКВА-ПЛАСТ (см. фиг.26, 28) или только с кольцевыми аэраторами 1 типа АКВА-ТОР (см. фиг.25, 27).

Внутри воздуховода 2 или его части, или внутри вдоль первого (от входа воздуха в воздуховод) и/или последнего отрезка воздуховода 2 или его части, или в каждом из множества отрезков воздуховода 2 установлен съемный фильтр-патрон 3 и/или воздушный демпфер 4.

Установка фильтр-патрона 3 и/или воздушного демпфера 4 внутри воздуховода 2 позволяет достичь локальной защиты аэратора от пыли, продуктов коррозии и эрозии, гидропневматических ударов.

Фильтр-патрон 3 предназначен: для фильтрации воздуха из оболочки 5 в воздуховод 2 и отделения воздуха от сопутствующей воды с отделением от последних частиц пыли и прочих частиц, например продуктов коррозии, эрозии воздуховодов (имеется ввиду воздуховоды перед аэрационной системой); для фильтрации воды как из фильтр-патрона 3 в воздуховод 2, так и обратно из воздуховода 2 в фильтр-патрон 3, в зависимости от режима работы аэратора 1 и для частичного гашения гидропневматических ударов.

Воздушный демпфер 4 предназначен для гашения в воздуховоде 2 энергии гидропневматической бегущей по нему волны и частичной фильтрации воды и воздуха или их смеси.

Съемный фильтр-патрон 3 выполнен в виде гибкой проницаемой для воздуха и/или воды однослойной или многослойной оболочки 5 и, по меньшей мере, с одним входным отверстием 6 в оболочке 5 для входа в нее воздуха.

Фильтр-патрон 3 в виде гибкой проницаемой для воздуха и/или воды однослойной или многослойной оболочки 5 позволяет обеспечить повышенную пылеемкость аэратора 1, позволяет ему работать с незначительным ростом изначального сопротивления проходу сжатого воздуха через аэратор 1.

В фильтр-патроне 3 осуществляется захват пыли и прочих частиц входным отверстием 6 оболочки 5 с последующей фильтрацией воды и воздуха или водно-воздушной смеси через фильтрационные отверстия оболочки 5. Сечения фильтрационных отверстий в оболочке 5 могут быть одинаковы для всех отрезков воздуховода 2, могут быть в первом отрезке воздуховода больше или меньше, чем в последнем. Длина чулка оболочки 5 может уменьшаться или увеличиваться пропорционально числу отрезков воздуховода 2 или аэраторов 1 в аэрационной системе, что необходимо для равномерного распыления воздуха по длине аэрационной системы.

Длина фильтр-патрона 3 или воздушного демпфера может составлять от 0,1 до 0,9 длины воздуховода 2 или длины отрезка воздуховода 2 или суммы длин отрезков воздуховода 2 в аэрационной системе.

Наружный диаметр поперечного сечения фильтр-патрона 3 или воздушного демпфера 4 по оболочке 5 может составлять от 0,3 до 0,95 внутреннего диаметра воздуховода 2.

Форма оболочки 5 в виде длинного гибкого чулка необходима для сбрасывания частиц пыли и прочих частиц с внутренних стенок внутрь оболочки 5 и перераспределения их масс от фильтрационных отверстий в противоположный конец оболочки 5 от входного отверстия 6 оболочки 5 со скоплением частиц пыли в тупиковой зоне внутри оболочки 5, что увеличивает не только пылеемкость аэратора 1, но и позволяет ему работать с незначительным ростом изначального сопротивления проходу сжатого воздуха через аэратор 1.

Оболочка 5 при воздействии по ней гидропневматических ударов водно-воздушной смеси при запуске аэрационной системы или ее остановке или изменении режима работы, способна благодаря гибкости колебаться в воздуховоде 2 в такт бегущей по нему волне, что приводит к перемещению задержанных оболочкой 5 взвешенных частиц пыли и прочих частиц в противоположный конец от входного отверстия 6 оболочки с очисткой большей части ее фильтрационных отверстий, что позволяет существенно снизить рост сопротивления аэраторов 1 в процессе эксплуатации; в оболочке фильтр-патрона 3 происходит гашение энергии водно-воздушной среды путем разделения больших масс водно-воздушной среды на множество мелких с последующим дросселированием мелких масс воды и воздуха через фильтрационные отверстия оболочки 5.

Воздушный демпфер 4 выполнен в виде гибкой проницаемой для воздуха и/или воды однослойной или многослойной оболочки 5 и, по меньшей мере, с одним входным отверстием 6 в оболочке 5 для входа в нее воздуха и с расположенной внутри нее эластичной герметичной заполненной сжатым воздухом, по меньшей мере, одной емкости 7.

Так как воздушный демпфер 4 предназначен обеспечить защиту аэраторов 1 от гидропневматических ударов бегущей по длине воздуховода 2 водно-воздушной волны, то при воздействии жесткого давления несжимаемой жидкости воды на воздушный демпфер 4 в вышеуказанном виде происходит сжатие емкости 7 и воздушной среды в ней с повышением внутреннего давления воздуха в емкости 7 за счет аккумуляции энергии бегущей волны с последующим отбросом массы воды в обратную сторону и возвращения емкости в исходный объем и форму, что и позволяет снизить разрушительные способности гидропневматических ударов в аэрационной системе.

Оболочка 5 фильтр-патрона 3 или воздушного демпфера 4 охвачена снаружи и/или изнутри проницаемым для воздуха и/или воды пластмассовым бандажным каркасом 8.

Пластмассовый бандажный каркас 8 может быть нанесен снаружи и/или изнутри оболочки 5 в виде намотки с образованием спирали или сетки вдоль оболочки 5 с шагом типа "универсаль" в один или более слоев полиэтиленового расплавленного прута, получаемого путем экструдирования расплава полиэтилена и наплавки прута на вращающуюся внутреннюю и/или внешнюю боковую поверхность оболочки 5. В каркасе 8 на участках между сплавленного сплетениями прута образуются гибкие участки оболочки со множеством фильтрационных отверстий для прохода воздуха и/или воды.

Оболочка 5 фильтр-патрона 3 или воздушного демпфера 4 снабжена устройством 9 для продольного или продольно-поперечного натяжения.

Устройство 9 продольного или продольно-поперечного натяжения позволяет обеспечить продольное или продольно-поперечное натяжение гибкой оболочки 5 и тем поддерживать ее изначальную форму в процессе работы с обеспечением возможности реализации свойств гибкой оболочки 5 для сбрасывания пыли и прилипших на ее стенки частиц под воздействием энергии бегущей волны, форму которой оболочка 5 частично отслеживает, что и приводит к сбрасыванию пыли со стенок оболочки 5 и перемещению их в тупиковую зону на противоположный от входа конец чулка оболочки 5.

Устройство 9 продольного или продольно-поперечного натяжения оболочки выполнено, например, в виде пружины 10 со скобой 11 (см. фиг.10,11), закрепленной срединой скобы 11 за один конец пружины 10, где второй конец пружины 10 зацеплен за отверстие 12 для натяжения оболочки, например (на чертежах не показано), отверстие 12 для натяжения оболочки 5, обрамленное люверсом на тупиковом конце оболочки 5, где концы скобы 11 зацеплены за края трубы воздуховода 2 или отверстия в стенках трубы воздуховода 2. В рабочем положении пружина 10 находится в натянутом состоянии, а при гидропневматических ударах оболочка 5 растягивается и натяжение пружины 10 частично сокращается и возобновляется снова при возвратном ходе бегущей волны при гидропневматическом ударе.

Входное отверстие 6 чулка оболочки 5 охвачено кольцевым первым карманом 13, который охватывает первое уплотнительное кольцо 14 оболочки 5. Кольцо 14 выполнено из эластичного материала, например резины или каучука для мягкого воздействия первого уплотнительного кольца 14 на оболочку 5 при рывках оболочки 5 во время гидропневматических ударов в полости воздуховода 2 и в оболочке 5.

Оболочка 5 снабжена съемным кольцевым фланцем 15, на который она свободно надевается и снимается с внутренней стороны 16 фланца 15, а с другой его внутренней стороны 17 фланец 15 имеет возможность упираться в торец 18 воздуховода 2; фланец 15 по средине имеет кольцевую поперечную канавку 19, в которой размещен первый карман 13 с первым уплотнительным кольцом 14. Между первой стороной 16 фланца 15 и канавкой 19 параллельно канавке 19 имеется кольцевой борт 20 округлого поперечного сечения, который образует кольцевую щель 21 между внутренней стенкой воздуховода 2 и им самим. Ширина щели 21 больше толщины материала оболочки 5, но меньше ширины продольного сечения первого кармана 13 с вложенным в него первым уплотнительным кольцом 14, что необходимо для удержания оболочки 5 на фланце 15, после его вставки с оболочкой 5 в воздуховод 2. С вынутого фланца 15 оболочка 5 свободно сдергивается и свободно надевается путем растяжения эластичного первого уплотнительного кольца 14 и гибкого первого кармана 13, что удобно при монтаже и демонтаже аэрационной системы (см. фиг.5, 6, 7, 11).

Гибкая оболочка 5 фильтр-патрона 3 и воздушного демпфера 4 с противоположной стороны от входного отверстия 6 имеет аналогичный с первым карманом 13 входного отверстия 6 второй карман 22 с также расположенным в нем подобным вторым уплотнительным кольцом 23, но меньших размеров; второй карман 22 плотно охватывает кольцевую канавку 24 на ножке 25 полой полусферы чаши 26, где ножка 25 чаши 26 заканчивается кольцом 27 с отверстием 12 для крепления одного из концов пружины 10. Сама чаша 26 расположена в конце оболочки 5 и при натяжении пружины 10, зацепленной за кольцо 27 на ножке 25, или при вытягивании чаши 26 из оболочки 5 за кольцо 27, то чаша 26 не имеет возможности выдернуться свободно из оболочки 5, что необходимо для удержания оболочки 5 в натянутом состоянии.

Внешняя форма эластичной емкости 7 может быть выполнена в виде сферы, которая свободно может вмещаться в полости 28 чаши 26, но не имеет возможности самопроизвольно из нее выскочить, например, диаметр входного отверстия 29 в полость 28 чаши 26 меньше диаметра внутренней полости 28 чаши 26 (см. фиг.12).

Фильтр-патрон может быть выполнен в виде жесткого фильтра 30 (см. фиг. 14-17) в виде перфорированной трубы 31 или трубы фильтр-патрона с множеством отверстий 32, где трубу охватывает один или более слоев 33 фильтровального материала. Входной для воздуха конец трубы 31 фильтр-патрона жесткого фильтра 30 снабжен входным фланцем 34, к которому примыкает кольцо 35 с одной или двумя канавками 36 с вложенными в них концентрично эластичными уплотнительными кольцами 37, которые, будучи посаженные в канавки 36, способны плотно входить и выходить из трубы воздуховода 2; противоположный конец трубы 31 жесткого фильтра 30 заглушен заглушкой 38.

Внутри трубы 31 жесткого фильтра 30 может быть установлен дополнительный фильтр-патрон или воздушный демпфер, подобный фильтр-патрону 3 или воздушному демпферу 4 (см. фиг.17) воздуховода 2, но меньших размеров.

Воздуховод 2 может на конце иметь заглушку 39. Воздуховод 2 имеет отводы воздуха в виде отверстий 40. Труба воздуховода 2 может иметь на концах съемные муфты 41 с внешней резьбой или муфты 42 с внутренней резьбой или разные муфты: одну муфту 42 с внутренней резьбой, а другую муфту 41 с наружной резьбой. Для ускорения сборки любая из муфт 41, 42 может быть совмещена с заглушкой или выполнена в виде заглушки. Муфты 41, 42 имеют уплотнительные кольца 43 для устранения утечек воздуха по резьбе. Между каждой из муфт 41, 42 и воздуховодом установлены уплотнительные кольца 44 для уплотнения посадочной щели и устранения протечек воздуха в щель между муфтами 41 и/или 42 и воздуховодом 2.

Устройство работает следующим образом.

В воздуховод 2 вставляют фильтр-патрон 3. Фильтр-патрон 3 ориентируют в воздуховоде таким образом, чтобы фланец 15 фильтр-патрона 3 упирался в торец 18 воздуховода 2. Оболочка 5 была натянута и достаточно упруга для поддержания цилиндрической формы. Пружина 10 устройства 9 натяжения оболочки 5 работает на сжатие, а концы скобы 11 зацеплены за торец воздуховода 2, противоположный торцу 18. В чашу 26 может быть вложена емкость 7, тогда фильтр-патрон превращается в воздушный демпфер 4.

Аэрационную систему погружают в аэротенк или водоем (на чертежах не показан), который заполнен водой с илом или водой. Аэрационная система перед запуском заполнена водой. В отверстие 6 фильтр-патрона подают сжатый воздух. Сжатый воздух поступает в полость оболочки 5 и постепенно вытесняет из нее воду, которая под давлением сжатого воздуха выдавливается через фильтрационные отверстия оболочки 5 в воздуховод 2, из которого автоматически выдавливается через множество аэраторов 1 в аэротенк. Сжатый воздух залпом со скоростью 1-2 м/с продвигается по цилиндру внутренней полости оболочки 5 и ударяется в чашу 26 на заглушенном ею конце оболочки 5. Оболочка раздувается и выбрасывает в воздуховод множество мелких пузырьков воздуха через верхнюю часть фильтрационных отверстий оболочки 5, а остальная часть фильтрационных отверстий оболочки фильтр-патрона 3 выбрасывает в воздуховод 2 воду. При этом множество образовавшихся воздушных пузырей в воздуховоде 2 вокруг боковой поверхности оболочки 5 смягчают силу гидропневматического удара бегущей по чулку в конец оболочки 5 водяной волны. Если в чаше 26 разместить емкость 7, то возможно смягчить удар этой волны и в конце оболочки. Емкостью 7 возможно образовывать встречные волны для гашения набегающих на емкость 7 волн, например, сила давления набегающих волн сжимает емкость 7, а сжатый воздух в герметичной эластичной емкости сжимается еще больше, аккумулирует энергию набегающей волны и автоматически использует запасенную энергию для образования встречных волн в момент отступления волны, которые частично подавляют силу набегающих волн с дополнительным выдавливанием воды из полости оболочки 5 в полость воздуховода и далее из аэратора, предоставляя сжатому воздуху заполнять полость оболочки 5 фильтр-патрона.

После запуска аэрационная система переходит в стационарный режим, и фильтр-патрон работает как обычный фильтр, то есть задерживает возможную в сжатом воздухе пыль и прочие взвешенные вещества, продукты коррозии и эрозии, которые могут случайно попасть в аэрационную систему извне.

ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕЗУЛЬТАТ: усовершенствование позволяет достичь локальной защиты аэратора или множества аэраторов от гидропневматических ударов.

Изобретение относится к области биологической очистки сточных вод и может быть использовано для насыщения жидкостей газами, например для насыщения кислородом иловой смеси. Аэрационная система содержит аэратор с воздуховодом или множество аэраторов с последовательно сообщенными отрезками воздуховода. Для локальной защиты аэратора или множества аэраторов от гидропневматических ударов внутри вдоль воздуховода или его части, или внутри вдоль первого и/или последнего отрезка воздуховода или его части, или в каждом из множества отрезков воздуховода установлен съемный воздушный демпфер. Установка воздушного демпфера внутри воздуховода позволяет достичь локальной защиты аэратора или множества аэраторов от гидропневматических ударов. 4 з.п. ф-лы, 28 ил.

1. Аэрационная система, содержащая аэратор с воздуховодом или множество аэраторов с множеством последовательно сообщенных отрезков воздуховода, отличающаяся тем, что для локальной защиты аэратора или множества аэраторов от гидропневматических ударов внутри вдоль воздуховода или его части, или внутри вдоль первого и/или последнего отрезка воздуховода или его части, или в каждом из множества отрезков воздуховода установлен съемный воздушный демпфер. 2. Аэрационная система по п. 1, отличающаяся тем, что съемный воздушный демпфер выполнен в виде проницаемой для воздуха и/или воды однослойной или многослойной гибкой оболочки с, по меньшей мере, одним входным отверстием в гибкой оболочке для входа в нее воздуха. 3. Аэрационная система по п. 1, отличающаяся тем, что внутри полости съемного воздушного демпфера расположена, по меньшей мере, одна эластичная герметичная заполненная сжатым воздухом емкость. 4. Аэрационная система по одному из пп. 1 - 3, отличающаяся тем, что гибкая оболочка воздушного демпфера охвачена снаружи и/или изнутри проницаемым для воздуха и/или воды пластмассовым бандажным каркасом. 5. Аэрационная система по любому из вышеупомянутых пунктов, отличающаяся тем, что гибкая оболочка воздушного демпфера снабжена устройством для ее продольного или продольно-поперечного натяжения.