МНОГОСОПЛОВОЕ ВАКУУМНО-ЭЖЕКЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2023 года по МПК C02F3/16 

Изобретение относится к устройствам для биологической обработки воды, промышленных или бытовых сточных вод, с использованием поверхностной аэрации с аэратором, имеющим вертикальную ось, и может найти применение при водоподготовке, в том числе очистке хозяйственно-бытовых стоков, в теплоэнергетике для декарбонизации воды, а также для десорбции газонасыщенных жидкостей.

Из уровня техники известно устройство для интенсификации аэрирования [SU 1355628, МПК С12М 1/10, опубликовано 20.11.1987], которое содержит неподвижный корпус, внутри которого на периферийной части расположены спиральные каналы, выполненные конусообразно, переходящие в сопла. В корпусе размещено на валу колесо центробежного насоса. На выходе каждого из сопел коаксиально им установлены втулки, к которым подключены газовые трубопроводы, при этом сопла и втулки образуют эжекторы.

Недостатком известного технического решения является его низкая технологичность, связанная со сложностью конструкции, что обусловлено необходимостью применения для работы аэратора дополнительного насоса для подачи газа под давлением по газовым трубопроводам в зону эжекции.

Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению и выбранным в качестве прототипа признано устройство для аэрации жидкостей [SU 1625330A3, МПК C02F 3/16, опубликовано 30.01.1991]. Устройство содержит ротор с вертикальной осью вращения и трубопроводом для подвода воздуха, окружающий ротор статора в виде кольцевого диска и венца проточных каналов с вертикальными ограничительными стенками, расположенных вокруг сквозного аксиального отверстия. При этом проточные каналы выполнены с параллельными стенками или со стенками, имеющими расширение или сужение до 7° с прямоугольным поперечным сечением, и расположены на статоре с расхождением к его наружной кромке.

Недостатком известного устройства для аэрации является недостаточная интенсивность всасывания воздуха через воздуховод, что может отрицательно сказаться на однородности воздушно-капельной смеси, получаемой в проточных каналах.

Технической задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является повышение эффективности эжектирования потока воздушно-капельной смеси.

Указанная задача решена тем, что многосопловое вакуумно-эжекционное устройство содержит корпус в виде диска, выполненный с возможностью вращения вокруг центральной оси, на торце которого выполнен патрубок для приема рабочей среды, содержащий спиралевидные, выполненные заодно со спиралевидными уловителями воздушного потока и вакуумными камерами. При этом спиралевидные камеры и уловители воздушного потока сужаются от центра корпуса, на конце спиралевидных камер закреплены сопла, внутренние полости спиралевидных камер и уловителей воздушного потока сообщаются во внутренней полости вакуумных камер, а выходы вакуумных камер сообщаются с атмосферой.

Положительным техническим результатом, обеспечиваемым раскрытой выше совокупностью признаков устройства, является повышение равномерности смешивания жидкости и воздуха, подаваемого из атмосферы в камеру вакуумного взаимодействия, за счет применения спиралевидных камер для приема рабочей среды и уловителей воздушного потока. При этом конструкция вакуумной камеры обеспечивает переход жидкости на выходе камеры в мелкодисперсное состояние с одновременным выделением из жидкости содержащихся в ней вредных веществ.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан его внешний вид сверху, а на фиг. 2 показан вид по А-А на фиг. 1.

Многосопловое вакуумно-эжекционное устройство устроено следующим образом.

Его основой является корпус 1 (Фиг. 1, 2) в виде диска, выполненный с возможностью вращения вокруг центральной оси, на торце которого выполнен патрубок 2 (Фиг. 2) для приема рабочей среды, содержащий спиралевидные камеры 3 (Фиг. 1), выполненные заодно со спиралевидными уловителями воздушного потока 4 и вакуумными камерами 5. При этом спиралевидные камеры 3 и уловители воздушного потока 4 сужаются от центра корпуса, на конце спиралевидных камер 3 закреплены сопла 6, внутренние полости спиралевидных камер 3 и уловителей воздушного потока 4 сообщаются во внутренней полости вакуумных камер 5, а выходы 7 вакуумных камер 5 сообщаются с атмосферой.

Сопла 6 выполнены с возможностью создания на их входе избыточного давления не менее 2 кг/см², входные сечения вакуумных камер 5 выполнены с размером во много раз превышающим сечения сопел 6 и входных сечений полостей 8 уловителей воздушного потока 4, при этом вакуумные камеры выполнены из полимерного материала, обеспечивающего протекание вакуумно-эжекционного эффекта при скорости от 32 до 38 м/сек.

Многосопловое вакуумно-эжекционное устройство используют следующим образом.

Первоначально в патрубок 2 вставляют отрезок трубы, соединяющий устройство с системой подачи жидкости для подачи ее в устройство. Затем подают жидкость для биологической обработки воды, которая через патрубок 2 поступает в центральную область вращающегося корпуса 1 и в спиралевидные камеры 3. Под действием центробежных сил жидкость через входные сечения полостей 8 поступает в спиралевидные камеры 3, при этом под действием центробежных сил она ускоряет свое движение и на входе в сопло 6 создает избыточное давление, составляющее не менее 2 кг/см². Одновременно с движением жидкости по спиралевидным камерам 3 уловителями воздушного потока 4 осуществляется захват воздуха, который под воздействием вращательного движения устройства и центробежных сил разгоняется в уловителях 4 и поступает к соплам 6. Сжатый воздух и жидкость с избыточным давлением истекают в полости вакуумных камер 5. На выходе 7 из камер 5 за счет резкого снижения давления и увеличения объема формируется воздушно-капельная смесь, находящаяся в мелкодисперсном состоянии, при этом происходит очистка жидкости от содержащихся в ней вредных веществ и насыщение ее воздухом или другими газами, например озоном или кислородом.

Таким образом, предложенное в настоящей заявке устройство, позволяет обеспечить эффективное распыление жидкости, ее глубокую дегазацию и окисление.

Изобретение относится к устройствам для биологической обработки воды, промышленных или бытовых сточных вод, с использованием поверхностной аэрации. Устройство содержит корпус в виде диска, выполненный с возможностью вращения вокруг центральной оси, на торце которого выполнен патрубок для приема рабочей среды, содержащий спиралевидные, выполненные заодно со спиралевидными уловителями воздушного потока и вакуумными камерами. При этом спиралевидные камеры и уловители воздушного потока сужаются от центра корпуса, на конце спиралевидных камер закреплены сопла, внутренние полости спиралевидных камер и уловителей воздушного потока сообщаются во внутренней полости вакуумных камер, а выходы вакуумных камер сообщаются с атмосферой. Технический результат - повышение равномерности смешивания жидкости и газа, подаваемого в атмосферу из камер вакуумного взаимодействия. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Многосопловое вакуумно-эжекционное устройство, содержащее корпус в виде диска, выполненный с возможностью вращения вокруг центральной оси, на торце которого выполнен патрубок для приема рабочей среды, отличающееся тем, что содержит спиралевидные, выполненные заодно со спиралевидными уловителями воздушного потока и вакуумными камерами, при этом спиралевидные камеры и уловители воздушного потока сужаются от центра корпуса, на конце спиралевидных камер закреплены сопла, внутренние полости спиралевидных камер и уловителей воздушного потока сообщаются во внутренней полости вакуумных камер, а выходы вакуумных камер сообщаются с атмосферой.

2. Многосопловое вакуумно-эжекционное устройство по п. 1, отличающееся тем, что сопла выполнены с возможностью создания на их входе избыточного давления не менее 2 кг/см².

3. Многосопловое вакуумно-эжекционное устройство по п. 1, отличающееся тем, что входные сечения вакуумных камер выполнены с размером, превышающим сечения сопел и входных сечений полостей уловителей воздушного потока.

4. Многосопловое вакуумно-эжекционное устройство по п. 1, отличающееся тем, что вакуумные камеры выполнены из полимерного материала, обеспечивающего протекание вакуумно-эжекционного эффекта при скорости от 32 до 38 м/сек.