ФОРМИРОВАТЕЛЬ ВОДОВОЗДУШНОЙ СМЕСИ Российский патент 2013 года по МПК C02F7/00 

Заявляемое техническое решение относится к области рыбного хозяйства и может быть использовано для направленного перемещения рыб, преимущественно, для ограждения зон скопления рыб или трасс их перемещения от попадания рыбы в водозабор, а также для очистки рыбозащитных устройств от мусора, поднятия взвесей, промывки фильтрующих элементов (сетчатых поверхностей, песчано-гравийных фильтров и т.п.).

Известно устройство для промывки сетчатого полотна, основными элементами которого являются насос, имеющий всасывающий патрубок и промывную перфорированную трубу, а также компрессор, подсоединенный воздуховодом к перфорированному патрубку, причем устройство снабжено затопленным мусорорыбоотводящим лотком, размещенным сверху сетчатого полотна (см. «Устройство для промывки сетчатого полотна» по авт. свид. СССР №1372004, М. Кл. Е02В 8/08, 1988). Недостатком устройства является недостаточно высокая эффективность его функционирования.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является устройство для промывки сетчатого полотна рыбозащитного сооружения, основными элементами которого являются сообщенная с насосом вертикальная перфорированная промывная труба, обращенная отверстиями в сторону сетчатого полотна, и приспособление для подвода воздуха в воду в виде перфорированной полутрубы, в отверстиях которой закреплены насадки, соосно с отверстиями промывной трубы (см. «Устройство для промывки сетчатого полотна рыбозащитного сооружения» по авт. свид. СССР №1629384, М. Кл. Е02В 8/08,1991).

Недостатком известной конструкции является то, что струи, выходящие из отверстий перфорированной промывной трубы, недостаточно сформированы, наблюдается потеря напора, недостаточно высокий КПД выхода пузырьков воздуха из насадок перфорированной полутрубы для подвода воздуха.

Задачей заявляемого технического решения является повышение эффективности работы устройства за счет создания более сформированной и устойчивой струи водовоздушной смеси, снижение потерь напора.

Поставленная задача достигается тем, что предложен формирователь водовоздушной смеси, включающий патрубок подачи воды, струеформирующий элемент в виде сопла трапециевидной формы, камеру формирования ядра струи, камеру смешения и канал (каналы) подачи воздуха.

Отличительными от прототипа признаками заявленного технического решения являются то, что формирование водовоздушной смеси происходит непосредственно в насадке-формирователе водовоздушной смеси, каждый насадок работает индивидуально.

Технический результат предложенного технического решения проявляется в повышении эффективности функционирования устройства, снижении потерь напора, создании более сформированной струи, повышении КПД выхода пузырьков воздуха в водовоздушной струе.

Сущность заявляемого технического решения поясняется фигурами:

на фиг.1 схематически (в разрезе) показан частный случай выполнения устройства с боковым подводом воздуха;

на фиг.2 схематически (в разрезе) показан частный случай выполнения устройства с центральным подводом воздуха;

на фиг.3 - возможные варианты исполнения узла I на фиг.1;

на фиг.4 - возможные варианты исполнения узла L на фиг.2.

Формирователь водовоздушной смеси (фиг.1, 2), устанавливаемый на водяном коллекторе 1, включает в себя патрубок подачи воды 2, струеформирующий элемент в виде сопла трапециевидной формы 3, камеру формирования ядра струи 4 и камеру смешения 5.

При боковом подводе воздух через канал подачи воздуха 6 может подаваться либо в камеру смешения 5, либо в камеру формирования ядра струи 4, либо в обе камеры одновременно (фиг.1). Количество каналов подачи воздуха может быть любым от 1 и более, в зависимости от конкретных условий водозабора. В случае центрального подвода воздуха (фиг.2, 4) воздух поступает через воздушный канал в виде патрубка с диаметром менее диаметра камеры формирования ядра струи 4, который вводится через патрубок подачи воды 2, струеформирующий элемент в виде сопла трапециевидной формы 3 и камеру формирования ядра струи 4 либо в центр камеры формирования ядра струи 4 (фиг.4а), либо на границу сопла 3 и камеры формирования ядра струи 4 (фиг.4б).

Внутренние стенки камеры формирования ядра струи 4 могут быть выполнены как гладкими, так и ступенчатыми (фиг.3). Ступенчатое исполнение внутренних стенок камеры формирования ядра струи служит для создания гидроудара в формирователе водовоздушной смеси, что способствует более качественному формированию пузырьков воздуха. При этом шаг между ступенями может быть любым, ступени могут располагаться в любой последовательности.

Следует отметить, что внешняя цилиндрическая форма формирователя водовоздушной смеси применяется как частный случай исполнения заявленного технического решения, внешняя форма формирователя водовоздушной смеси может быть любой, в сечении может иметь и круг, и эллипс, и треугольник, и квадрат и т.п., т.е. речь идет об обобщенной, а не о строгой его форме.

Формирователь водовоздушной смеси может изготавливаться из любого материала. Подача воды и подача воздуха в формирователь водовоздушной смеси может регулироваться в зависимости от условий применения заявляемого устройства.

На коллекторе может быть установлено неограниченное количество формирователей водовоздушной смеси, при этом они могут устанавливаться в одну линию или хаотично, по спирали и т.п., при этом расстояние между ними может быть любым. Расположение формирователей водовоздушной смеси и расстояние между ними определяется в зависимости от конкретных условий водозабора.

Принцип работы заявленного технического решения состоит в следующем.

Вода по водяному коллектору 1 через патрубок подачи воды 2 поступает в сопло трапециевидной формы 3, струеформирующий элемент насадка, далее через камеру формирования ядра струи 4 попадает в камеру смешения 5, где вода ижектирует воздух, поступающий через канал подачи воздуха 6, происходит турбулизация воздуха и воды, в результате образуется водовоздушная смесь, испускаемая из камеры смешения 5.

Поставленная задача, заключающаяся в повышении эффективности работы устройства, создании более сформированной и устойчивой водовоздушной смеси, снижении потерь напора, выполнена.

Применение заявляемого технического решения позволяет использовать известные в промышленности элементы.

Формирователь водовоздушной смеси устанавливается на водяном коллекторе и содержит патрубок подачи воды, струеформирующий элемент в виде сопла трапециевидной формы, камеру формирования ядра струи, камеру смешения и канал (каналы) подачи воздуха. Формирование водовоздушной смеси происходит непосредственно в насадке. Подвод воздуха может быть боковым или центральным. При боковом подводе воздух через канал подачи воздуха подается в камеру формирования ядра струи или в камеру смешения, или в обе камеры одновременно. При центральном подводе воздух поступает в центр камеры формирования ядра струи или на границу струеформирующего элемента в виде сопла трапециевидной формы и камеры формирования ядра струи. Изобретение позволяет повысить эффективность функционирования устройства за счет создания более устойчивой и сформированной струи водовоздушной смеси и снижения потерь напора. Устройство может быть использовано для направленного перемещения рыб, преимущественно для ограждения зон скопления рыб или трасс их перемещения от попадания рыбы в водозабор, а также для очистки рыбозащитных устройств от мусора, поднятия взвесей, промывки фильтрующих элементов (сетчатых поверхностей, песчано-гравийных фильтров и т.п.). 4 ил.

Формирователь водовоздушной смеси, представляющий собой насадок, в котором происходит формирование водовоздушной смеси, устанавливаемый на водяном коллекторе, отличающийся тем, что насадок содержит патрубок подачи воды, струеформирующий элемент в виде сопла трапециевидной формы, камеру формирования ядра струи, камеру смешения и канал (каналы) подачи воздуха, причем подвод воздуха может быть боковым в камеру формирования ядра струи или в камеру смешения, или в обе камеры одновременно, либо центральным с подводом воздуха в центр камеры формирования ядра струи или на границу струеформирующего элемента в виде сопла трапециевидной формы и камеры формирования ядра струи.