УСТРОЙСТВО ДЛЯ АЭРАЦИИ ЖИДКОСТИ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2018 года по МПК C02F1/74 C02F3/14 C02F7/00 B01F3/04 

Изобретение относится к области обработки воды, промышленных и бытовых сточных вод, в частности к устройствам аэрации водных пространств, и может быть использовано при очистке воды или других жидкостей от растворенных газов, преимущественно от радона в резервуарах (преимущественно в водонапорных башнях).

Из уровня техники общеизвестны устройства и специальные способы подготовки воды, изложенные в учебных пособиях для вузов (например, Коммунальная гигиена / Под ред. авторов В.Т. Мазаева. 2-е изд. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2005. 304 с., параграф 5.4). В основе известных методов растворенные газы, в том числе радон, удаляют безреагентными, аэрационными методами (продувание воздухом) в водонапорных башнях. При продувке подача воздуха осуществляется через специальные устройства (аэраторы), расположенные на забое (в основании) водонапорной башни.

Недостатком общепринятого известного решения является необходимость создания чрезвычайно высокого избыточного давления на компрессоре (компрессорах) для обеспечения требуемой аэрации.

Например, для удаления радона в 18-метровой башне Рожновского при размещении аэраторов на забое потребуется создать избыточное давление на компрессоре (компрессорах) примерно 2 атм, что приводит к перерасходу электроэнергии. Себестоимость применения 1 кубометра воды составит порядка 300 руб. (цена указана на 2015 год).

Из уровня техники известно устройство для аэрации жидкости (воды) в верхних слоях при постоянном / при переменном уровнях жидкости в резервуаре, содержащего по меньшей мере один компрессор, по меньшей мере один воздухоподводящий трубопровод, по меньшей мере один аэратор (RU 2056372 С1, 20.03.1996 - близкий аналог).

Недостатком известного технического решения является невысокая производительность вследствие очистки воды или других жидкостей от растворенных газов и области применения.

Техническим результатом заявленного изобретения является сокращение продолжительности процесса обработки воды или другой жидкости и его удешевление за счет аэрации верхних слоев воды или жидкости в диапазоне от 2 до 4 м от поверхности воды или другой жидкости.

Поставленный технический результат достигается посредством того, что устройство для аэрации воды в верхних слоях при постоянном уровне воды в резервуаре (Вариант 1), содержащее крепление, по меньшей мере, один компрессор, по меньшей мере, один воздухоподводящий трубопровод и по меньшей мере один аэратор, при этом отличается тем, что содержит каркас, выполненный в виде призмы или цилиндра, на верхнем основании которого размещено крепление, а на нижнем основании размещен по крайней мере один аэратор, крепление выполнено с возможностью жесткого закрепления каркаса в резервуаре, высота каркаса выполнена с возможностью обеспечения аэрации верхних слоев воды от 2 до 4 м от поверхности воды.

Согласно заявленному изобретению (по Варианту 1), каркас выполнен из материала, не загрязняющего питьевую воду, преимущественно из полипропиленовых водопроводных труб.

Согласно заявленному изобретению (по Варианту 1), по меньшей мере один аэратор выполнен дисковым.

Согласно заявленному изобретению (по Варианту 1), по меньшей мере один компрессор выполнен с возможностью подачи воздуха в резервуар через по меньшей мере один воздухопроводящий трубопровод и далее через по меньшей мере один аэратор.

Согласно заявленному изобретению (по Варианту 1), по меньшей мере один компрессор выполнен с возможностью подачи воздуха в очистной резервуар через по меньшей мере один воздухопроводящий трубопровод, далее через каркас и затем через по меньшей мере один аэратор.

А также поставленный технический результат достигается посредством того, что устройство для аэрации воды в верхних слоях при переменном уровне воды в резервуаре (Вариант 2), содержащее по меньшей мере один компрессор, по меньшей мере один воздухоподводящий трубопровод, по меньшей мере один аэратор, при этом отличается тем, что содержит каркас, выполненный в виде призмы или цилиндра, на верхнем основании которого размещен по крайней мере один поплавок, а на нижнем основании размещен по крайней мере один аэратор, высота каркаса выполнена с возможностью обеспечения аэрации верхних слоев воды от 2 до 4 м от поверхности воды.

Согласно заявленному изобретению (по Варианту 2), каркас выполнен из материала, не загрязняющего питьевую воду, преимущественно из полипропиленовых водопроводных труб.

Согласно заявленному изобретению (по Варианту 2), по меньшей мере один аэратор выполнен дисковым.

Согласно заявленному изобретению (по Варианту 2), по меньшей мере один компрессор выполнен с возможностью подачи воздуха в резервуар через по меньшей мере один воздухопроводящий трубопровод и далее через по меньшей мере один аэратор.

Согласно заявленному изобретению (по Варианту 2), по меньшей мере один компрессор выполнен с возможностью подачи воздуха в очистной резервуар через по меньшей мере один воздухопроводящий трубопровод, далее через каркас и затем через по меньшей мере один аэратор.

Изобретение поясняется следующими чертежами.

на Фиг. 1 представлена общая схема устройства для аэрации жидкости в верхних слоях при постоянном уровне жидкости в резервуаре (Вариант 1);

на Фиг. 2 - общая схема устройства для аэрации жидкости в верхних слоях при переменном уровне жидкости в резервуаре (Вариант 2).

Устройства для аэрации жидкости в верхних слоях при постоянном уровне жидкости в резервуаре (Вариант 1, см. фиг. 1) состоит из каркаса (1), крепления (2), по меньшей мере одного воздухоподводящего трубопровода (3), по меньшей мере одного аэратора (4) и по меньшей мере, одного компрессора (на фиг. 1 не показан).

Каркас (1) может быть выполнен в виде призмы или цилиндра, на верхнем основании которого размещается крепление (2), на нижнем основании размещается по крайней мере один аэратор (4). Высота каркаса (1) выполнена такой, чтобы обеспечивать аэрацию верхних слоев жидкости глубиной от 2 до 4 м. При этом каркас (1) выполнен из материала, не загрязняющего питьевую воду и со способностью подавать воздух к по меньшей мере к одному аэратору (4), например из полипропиленовых водопроводных труб.

На фиг. 1 представлено исполнение, в котором каркас представлен призмой с верхним и нижним основанием в виде шестиугольника, при этом на нижнем основании на равном расстоянии друг от друга установлены три аэратора.

Крепление (2) обеспечивает жесткое закрепление каркаса в верхней части резервуара (водонапорной башни).

Подача воздуха от компрессора (на фиг. не показан) осуществляется, по меньшей мере, через один воздухоподводящий трубопровод (3). Далее подача воздуха в резервуар может выполняться по следующим схемам.

Схема 1. Воздух от компрессора передается, по меньшей мере, через один воздухоподводящий трубопровод (3) сразу, по меньшей мере, в один аэратор (4).

Схема 2. Воздух от компрессора передается, по меньшей мере, через один воздухоподводящий трубопровод (3) к каркасу (1), далее каркас (1) обеспечивает передачу нагнетаемого воздуха, по меньшей мере, в один аэратор (4).

Схема 1 проста в реализации, а схема 2 обеспечивает рациональное использование свойств каркаса (1).

Для повышения эффективности дегазации, по меньшей мере, один аэратор (4) может быть представлен дисковым (например, микропузырчатым из спеченного порошка титана, с размером пор 15-150 мкм).

По меньшей мере, один компрессор выполнен с возможностью управления производительностью в зависимости от содержания радона, определяемого, по меньшей мере, одним анализатором содержания радона в воде. Анализатор может определять содержание радона в воде как на выходе, так и/или на выходе.

Устройство в первом варианте исполнения работает следующим образом.

При постоянном уровне жидкости в водонапорной башне заявленное устройство крепят в верхней части резервуара. Далее через, по меньшей мере, один аэратор (4) по схеме 1 или 2 подается воздух. По меньшей мере, один аэратор (4) создает воздушный поток, вместе с которым уходит растворенный газ, например радон.

Устройство для аэрации жидкости в верхних слоях при переменном уровне жидкости в резервуаре (Вариант 2, см. фиг. 2) состоит из каркаса (1), по меньшей мере одного поплавка (2), по меньшей мере, одного воздухоподводящего трубопровода (3), по меньшей мере, одного аэратора (4) и по меньшей мере, одного компрессора (на фиг. 2 не показан).

Каркас (1) может быть выполнен в виде призмы или цилиндра, на верхнем основании которого размещается, по крайней мере, один поплавок (2), на нижнем основании размещается, по крайней мере, один аэратор (4). Высота каркаса (1) выполнена такой, чтобы обеспечивать аэрацию верхних слоев жидкости глубиной от 2 до 4 м. При этом каркас (1) выполнен из материала, не загрязняющего питьевую воду и со способностью подавать воздух по меньшей мере к одному аэратору (4), например из полипропиленовых водопроводных труб.

На фиг. 2 представлено исполнение, в котором каркас представлен призмой с верхним и нижним основанием в виде шестиугольника, при этом на верхнем основании и на нижнем основании на равном расстоянии друг от друга установлены три поплавка и три аэратора соответственно.

Поплавок (2) обеспечивает удержание устройства на плаву в верхней части резервуара (водонапорной башни) в условиях переменного уровня жидкости в нем.

Подача воздуха от компрессора (на фиг. не показан) осуществляется, по меньшей мере, через один воздухоподводящий трубопровод (3). Далее подача воздуха в резервуар может выполняться по схемам, аналогичным описанию по Варианту 1.

Для повышения эффективности дегазации, по меньшей мере, один аэратор (4) может быть представлен дисковым (например, микропузырчатым из спеченного порошка титана, с размером пор 15-150 мкм).

По меньшей мере, один компрессор выполнен с возможностью управления производительностью в зависимости от содержания радона, определяемого, по меньшей мере, одним анализатором содержания радона в воде. Анализатор может определять содержание радона в воде как на выходе, так и/или на выходе.

Устройство по второму варианту исполнения работает следующим образом.

При переменном уровне жидкости в водонапорной башне заявленное устройство опускают в резервуар, при этом удержание в верхней части обеспечивает по меньшей мере один поплавок. Далее через, по меньшей мере, один аэратор (4) по схеме 1 или 2 подается воздух. По меньшей мере, один аэратор (4) создает воздушный поток на глубине от 2 до 4 м за счет высоты каркаса (1), вместе с которым уходит растворенный газ, например радон.

Таким образом, вышеизложенные сведенья свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:

- объекты (по Варианту 1 и Варианту 2), воплощающие заявленное техническое решение, при его осуществлении предназначены для аэрации водных пространств и могут быть использованы при очистке воды или других жидкостей от растворенных газов, преимущественно от радона в резервуарах, преимущественно в водонапорных башнях;

- для заявленных объектов (по Варианту 1 и Варианту 2), в том виде, как они охарактеризованы в независимых пунктах формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;

- объекты (по Варианту 1 и Варианту 2), воплощающие заявленное техническое решение, при его осуществлении способны обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленные объекты по Варианту 1 и Варианту 2 соответствуют условиям патентоспособности «новизна», «изобретательский уровень» и «промышленная применимость» по действующему законодательству.

Изобретение относится к обработке воды и может быть использовано для аэрации воды и ее очистки от растворенных газов, преимущественно в резервуарах. Устройство для аэрации воды в верхних слоях при постоянном уровне воды в резервуаре содержит каркас, крепление, по меньшей мере, один компрессор, по меньшей мере, один воздухоподводящий трубопровод и, по меньшей мере, один аэратор. Каркас выполнен в виде призмы или цилиндра, на верхнем основании которого размещено крепление. На нижнем основании каркаса размещён по крайней мере один аэратор. Крепление выполнено с возможностью жесткого закрепления каркаса в резервуаре. Устройство для аэрации воды при переменном ее уровне содержит каркас (1), по меньшей мере, один компрессор, по меньшей мере, один воздухоподводящий трубопровод (3), по меньшей мере, один поплавок (2) и, по меньшей мере, один аэратор (4). Каркас (1) выполнен в виде призмы или цилиндра, на верхнем основании которого размещен, по крайней мере, один поплавок (2). На нижнем основании призмы или цилиндра размещен, по крайней мере, один аэратор (4). Изобретение позволяет сократить продолжительность процесса обработки воды за счет аэрации ее верхних слоев в диапазоне от 2 до 4 м от поверхности воды. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для аэрации воды в верхних слоях при постоянном уровне воды в резервуаре, содержащее крепление, по меньшей мере, один компрессор, по меньшей мере, один воздухоподводящий трубопровод и, по меньшей мере, один аэратор, отличающееся тем, что содержит каркас, выполненный в виде призмы или цилиндра, на верхнем основании которого размещено крепление, а на нижнем основании размещен, по крайней мере, один аэратор, крепление выполнено с возможностью жесткого закрепления каркаса в резервуаре, высота каркаса выполнена с возможностью обеспечения аэрации верхних слоев воды от 2 до 4 м от поверхности воды.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каркас выполнен из материала, не загрязняющего питьевую воду, преимущественно из полипропиленовых водопроводных труб.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один аэратор выполнен дисковым.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один компрессор выполнен с возможностью подачи воздуха в резервуар через, по меньшей мере, один воздухопроводящий трубопровод и далее через, по меньшей мере, один аэратор.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один компрессор выполнен с возможностью подачи воздуха в очистной резервуар через, по меньшей мере, один воздухопроводящий трубопровод, далее через каркас и затем через, по меньшей мере, один аэратор.

6. Устройство для аэрации воды в верхних слоях при переменном уровне воды в резервуаре, содержащее, по меньшей мере, один компрессор, по меньшей мере, один воздухоподводящий трубопровод, по меньшей мере, один аэратор, отличающееся тем, что содержит каркас, выполненный в виде призмы или цилиндра, на верхнем основании которого размещен, по крайней мере, один поплавок, а на нижнем основании размещен, по крайней мере, один аэратор, высота каркаса выполнена с возможностью обеспечения аэрации верхних слоев воды от 2 до 4 м от поверхности воды.

7. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что каркас выполнен из материала, не загрязняющего питьевую воду, преимущественно из полипропиленовых водопроводных труб.

8. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один аэратор выполнен дисковым.

9. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один компрессор выполнен с возможностью подачи воздуха в резервуар через, по меньшей мере, один воздухопроводящий трубопровод и далее через, по меньшей мере, один аэратор.

10. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один компрессор выполнен с возможностью подачи воздуха в очистной резервуар через, по меньшей мере, один воздухопроводящий трубопровод, далее через каркас и затем через, по меньшей мере, один аэратор.