ДИСКОВЫЙ АЭРАТОР Российский патент 2003 года по МПК C02F3/20 C02F3/20 C02F101/00 C02F103/04 

Изобретение относится к обработке воды промышленных и бытовых сточных вод с использованием диффузоров, а более точно касается системы аэрации сточных вод.

Данное изобретение может быть использовано в аэротенках очистных сооружений при биологической очистке сточных вод и рыбохозяйственных водоемов.

В настоящее время 85-90% очистных сооружений городов оснащены давно устаревшими и низкоэффективными системами на базе перфорированных металлических труб или ненадежных в эксплуатации и крайне сложных при монтаже фильтросных пластин. Использование таких систем приводит к завышенному расходу электроэнергии, снижает производительность очистных сооружений и зачастую не обеспечивает требования санитарных норм по качеству очистки промышленных и хозбытовых стоков. Возросший уровень требований по качеству очистки сточных вод, особенно от азота и фосфора, потребовал разработки принципиально новых аэраторов с резиновой перфорированной мембраной, способных к надежной эксплуатации как в непрерывном, так и периодическом режимах аэрации.

Из зарубежных систем аэрации с дисковыми аэраторами, использующими резиновые перфорированные мембраны, широкое применение получили системы "Nopol" Финляндия и "Sanitaire" США. Из отечественных аналогов известна только система аэрации сточных вод (патент России 2118298 от 27.08.98 г.), содержащая по меньшей мере один узел, имеющий воздухоподающую трубу, подсоединенную к распределительному коллектору, воздухоразводящие трубы, соединенные с распределительным коллектором, с установленными на них аэраторами, каждый из которых содержит корпус, зажимное кольцо и мембрану, имеющую утолщение в центре, толщина которой уменьшается от центра к периферии, при этом зажимное кольцо установлено с нижней стороны корпуса и имеет сквозные отверстия, соосные с несквозными отверстиями, выполненными в корпусе. Все элементы аэратора соединены между собой с помощью винтов.

Промышленная эксплуатация данной системы аэрации показала недостаточную надежность узла крепления резиновой мембраны к корпусу аэратора, так как в случае недостаточного прижатия резиновой мембраны к корпусу аэратора зажимным кольцом и нержавеющими винтами резиновая мембрана имеет возможность выйти из зацепления с корпусом аэратора и вызвать разгерметизацию аэратора и, как следствие, выход данного аэратора из строя и возможность проникновения водно-иловой смеси в аэрационную группу системы аэрации при отключении подачи воздуха, приводящее в последствии к засорению всех аэраторов в аэрационной группе и выводу ее из строя.

В основу изобретения положена задача создания дискового аэратора, в котором за счет нового конструктивного исполнения узла крепления резиновой мембраны к корпусу аэратора, обеспечивается герметичность аэратора и надежность крепления резиновой мембраны к корпусу аэратора в рабочем диапазоне расхода воздуха.

Поставленная задача решается тем, что в дисковом аэраторе, содержащем полимерный корпус с цилиндрическим патрубком с конической резьбой для соединения с воздухоразводящими трубами, выполненным за одно целое с корпусом, и расположенную на опорной поверхности корпуса перфорированную резиновую мембрану, согласно изобретению корпус аэратора выполнен с Г-образным кольцевым выступом по периферийной части опорной поверхности и кольцевым пояском, в котором имеется по меньшей мере один щелевой паз, причем диаметр кольцевою пояска меньше диаметра Г-образного выступа корпуса, а резиновая мембрана выполнена с усиленным герметизирующим буртом, в котором имеется внутренний Г-образный кольцевой паз, соразмерный кольцевому Г-образному выступу корпуса, и по меньшей мере один ориентированный вовнутрь резиновый фиксирующий шип с утолщением на конце, соосный и соразмерный щелевому пазу кольцевого пояска корпуса. Фиксирующие резиновые типы с утолщением на конце выполнены за одно целое с резиновой мембраной.

Целесообразно, чтобы ширина утолщения на конце резинового фиксирующего шипа была больше ширины самого шипа не менее чем на 1 мм.

Предпочтительно, чтобы крепление резиновой мембраны, в случае ее использования в системах с повышенным расходом воздуха, дополнительно осуществлялось за счет зажимного хомута, для чего резиновая мембрана выполнена с внешним П-образным пазом по периферии, соразмерным высоте зажимного хомута, внутренний диаметр которого заведомо меньше диаметра аэратора.

Также целесообразно, чтобы внутри цилиндрического патрубка корпуса было установлено заменяемое сопло с внутренним диаметром от 5 до 14 мм.

Данный дисковый аэратор позволяет за счет нового конструктивного исполнения, позволяющего уменьшить количество элементов и упростить сборку изделия, обеспечить надежное крепление и герметизацию резиновой мембраны в корпусе аэратора. Простая и оригинальная конструкция узла крепления резиновой мембраны позволяет использовать данные дисковые аэраторы в системах, работающих как в непрерывном, так и в периодическом режимах аэрации.

В дальнейшем изобретение поясняется примером выполнения и чертежами, на которых:
фиг. 1 изображает общий вид дискового аэратора, с частичным поперечным разрезом, согласно изобретению;
фиг.2 изображает общий вид корпуса аэратора, частично поперечный разрез, согласно изобретению;
фиг. 3 изображает общий вид перфорированной резиновой мембраны, частично поперечный разрез и вид снизу, согласно изобретению;
фиг.4 изображает общий вид дискового аэратора с зажимным хомутом, частично поперечный разрез, согласно изобретению;
фиг. 5 изображает общий вид дискового аэратора с заменяемым соплом, частично поперечный разрез, согласно изобретению.

Дисковый аэратор содержит полимерный корпус 1 (фиг.1) с патрубком 2 цилиндрической формы с конической резьбой 3 для соединения с воздухоразводящими трубами, выполненным за одно целое с корпусом 1, и перфорированную резиновую мембрану 4. На фиг.2 изображен корпус 1 (фиг.1), выполненный с внешним Г-образным кольцевым выступом 5 (фиг.2) по периферийной части опорной поверхности 6 и кольцевым пояском 7, в котором имеется ряд щелевых пазов 8. Диаметр D₁ кольцевого пояска 7 меньше диаметра D₂ Г-образного кольцевого выступа 5. Кольцевой поясок 7 расположен перпендикулярно вниз опорной поверхности 6 корпуса 1 (фиг.1). На фиг.3 изображена перфорированная резиновая мембрана 4 (фиг.1), имеющая усиленный герметизирующим бурт 9 (фиг.3) с внутренним кольцевым Г-образным пазом 10, соразмерным с Г-образным кольцевым выступом 5 (фиг.2) корпуса 1 (фиг.1), и рядом ориентированных вовнутрь резиновых фиксирующих типов 11 (фиг.3) с утолщением 12 на конце, соосных и соразмерных щелевым пазам 8 (фиг.2) в кольцевом пояске 7 корпуса 1 (фиг.1). Фиксирующие типы 11 (фиг.3) с утолщением 12 на конце выполнены за одно целое с резиновой мембраной 4 (фиг. 1) и представляют собой перемычку 13 (фиг.3), входящую в щелевой паз 8 (фиг.2) корпуса 1 (фиг.1) и утолщение 12 (фиг.3), фиксирующее положение шипа 11 в кольцевом пояске 7 (фиг.2) корпуса 1 (фиг.1), причем соотношение ширины и толщины перемычки 13 (фиг.3) и утолщения 12 выбраны таким образом, чтобы исключить возможность вырыва фиксирующего шипа 11 из щелевого паза 8 (фиг.2) без разрушения резины.

При сборке дискового аэратора перфорированная резиновая мембрана 4 (фиг. 1) надевается на корпус 1 аэратора, при этом Г-образный кольцевой выступ 5 (фиг.2) корпуса 1 (фиг.1) входит в соразмерный ему внутренний Г-образный паз 10 (фиг. 3) резиновой мембраны 4 (фиг.1), герметизирующий бурт 9 (фиг.3) закрывает нижнюю часть выступа 5 (фиг.2) корпуса 1 (фиг.1), предотвращая при этом утечку подаваемого воздуха, а фиксирующие резиновые шипы 11 (фиг.3) мембраны 4 (фиг.1) под натяжением входят своей перемычкой 13 (фиг.3) в соосные и соразмерные им щелевые пазы 8 (фиг.2) кольцевого пояска 7 корпуса 1 (фиг. 1) аэратора, при этом наличие утолщений 12 обеспечивает надежную фиксацию резиновой мембраны 4 (фиг.1) в корпусе 1 аэратора.

В данной конструкции аэратора узел крепления резиновой мембраны 4 к корпусу 1 аэратора работает следующим образом.

Поступающий из воздухоразводящих труб воздух, попадая через патрубок 2 в полость между опорной поверхностью 6 (фиг.2) корпуса 1 (фиг.1) аэратора и внутренней поверхностью резиновой мембраны 4, создает растягивающие нагрузки на резиновую мембрану 4 и полимерный корпус 1, величина которых увеличивается пропорционально расходу воздуха, проходящего через аэратор, и сопротивлению аэратора при данном расходе воздуха. Под воздействием этих нагрузок герметизирующий бурт 9 (фиг. 3) резиновой мембраны 4 (фиг.1) с внутренним кольцевым Г-образным пазом 10 (фиг.3) стремится выйти из Г-образного выступа 5 (фиг. 2) корпуса 1 (фиг.1). Однако ориентированные вовнутрь фиксирующие шипы 11 (фиг. 3), вставленные в щелевые пазы 8 (фиг.2) корпуса 1 (фиг.1), воспринимают эти нагрузки и передают их через перемычку 13 (фиг.3) на утолщение 12 фиксирующих шипов 11. Выполнение фиксирующего шипа 11 (фиг.3) резиновой мембраны 4 (фиг.1) с шириной В₁, утолщения 12 (фиг.3) на конце большей ширины В перемычки 13 не менее чем на 1 мм обусловлено необходимостью исключения при любых нагрузках на аэратор проскальзывания утолщения 12 через щелевой паз 8 (фиг.2) корпуса 1 (фиг.1).

В системах с повышенным расходом воздуха, а следовательно, и более высокими нагрузками, воздействующими на корпус 1 (фиг.1) и резиновую мембрану 4, предпочтительно использовать дисковые аэраторы с зажимным хомутом 14 (фиг. 4), так как в данном случае часть нагрузок забирает на себя зажимной хомут 14, что способствует снижению величины нагрузок, воздействующих на фиксирующие шипы 11 (фиг.3) резиновой мембраны 4 (фиг.1), и, как следствие, к повышению герметичности аэратора и срока эксплуатации резиновой мембраны 4. Для этого резиновая мембрана 4 выполнена с внешним П-образным пазом 15 (фиг. 4) по периферии, соразмерным высоте зажимного хомута 14, внутренний диаметр D₃ которого заведомо меньше диаметра D аэратора.

На фиг.5 изображен дисковый аэратор, выполненный с заменяемым соплом 16 (фиг. 5), расположенным внутри цилиндрического патрубка 2 (фиг.1) корпуса 1, что обусловлено необходимостью регулирования требуемого значения сопротивления и обеспечением более равномерного распределения подаваемого воздуха по всей длине системы аэрации. При установке сопла 16 (фиг.3) с внутренним диаметром менее 5 мм резко увеличивается сопротивление аэратора, а увеличение внутреннего диаметра сопла более 14 мм является нецелесообразным, так как внутренний диаметр сопла 16 в этом случае становится больше внутреннего диаметра отверстия 17 цилиндрического патрубка 2 (фиг.1) и соответственно никакой роли в процессе регулирования сопротивления аэратора такое сопло 16 (фиг.5) не играет.

Таким образом, данный дисковый аэратор за счет нового конструктивного выполнения своих составляющих элементов, позволяющего упростить конструкцию и сборку изделия, обеспечивает надежное крепление и герметизацию резиновой мембраны в корпусе аэратора.

Изобретение относится к обработке воды промышленных и бытовых сточных вод с использованием диффузоров, а более точно касается системы аэрации сточных вод. Дисковый аэратор содержит полимерный корпус с Г-образным кольцевым выступом по периферии и кольцевым пояском с щелевыми пазами, перфорированную резиновую мембрану с Г-образным внутренним кольцевым пазом, соразмерным кольцевому Г-образному выступу корпуса, и ориентированными вовнутрь резиновыми фиксирующими шипами с утолщением на конце, выполненными за одно целое с резиновой мембраной, соосными и соразмерными с щелевыми пазами корпуса, а также с П-образным внешним пазом, соразмерным высоте зажимного хомута. Технический результат: герметичность аэратора и надежность крепления резиновой мембраны в рабочем диапазоне расхода воздуха. 3 з.п.ф-лы, 5 ил.

1. Дисковый аэратор, содержащий корпус с патрубком цилиндрической формы с конической резьбой для соединения с воздухоразводящими трубами, выполненным за одно целое с корпусом, и расположенную на опорной поверхности корпуса перфорированную резиновую мембрану, отличающийся тем, что корпус аэратора выполнен с Г-образным кольцевым выступом по периферийной части опорной поверхности и кольцевым пояском, в котором имеется по меньшей мере один щелевой паз, причем диаметр кольцевого пояска меньше диаметра кольцевого выступа корпуса, а резиновая мембрана выполнена с усиленным герметизирующим буртом, в котором имеется внутренний кольцевой Г-образный паз, соразмерный кольцевому выступу корпуса, и по меньшей мере, один ориентированный вовнутрь резиновый фиксирующий шип с утолщением на конце, выполненный за одно целое с резиновой мембраной, соосный и соразмерный щелевому пазу кольцевого пояска корпуса аэратора. 2. Дисковый аэратор по п. 1, отличающийся тем, что ширина утолщения на конце резинового фиксирующего шипа мембраны больше ширины самого шина не менее чем на 1 мм. 3. Дисковый аэратор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что дополнительное крепление резиновой мембраны осуществляют за счет зажимного хомута, для чего резиновая мембрана выполнена с внешним П-образным пазом по периферии, соразмерным высоте зажимного хомута, внутренний диаметр которого заведомо меньше диаметра аэратора. 4. Дисковый аэратор по любому из пп. 1-3, отличающиеся тем, что внутри цилиндрического патрубка корпуса вставлено заменяемое сопло, внутренний диаметр которого составляет 5-14 мм.