Устройство для аэрации воды в водоемах Советский патент 1986 года по МПК C02F7/00 C02F3/14 C02F103/02 

11

Изобретение относится к охране водной среды и может быть использовано при обогащении кислородом воздуха естественных и искусственных водоемов, при очистке бытовых и производственных сточных вод в биологических прудах.

Цель изобретения - повьпиение эффективности аэрации и сокращение затрат энергии за счет использования движущей силы восходящего потока аэрированной жидкости.

На фиг, 1 показано .предлагаемое устройство для аэрации; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

На понтоне 1 монтируют узлы поачи воздуха 2 и диспергации возуха 3. На горизонтальном валу 4, опирающемся на понтон 1 устанавливают щит-отражатель 5. С отражатеем шарнирно связывают механизм 6 управления угла его наклона. Узел подачи воздуха обьгано выполняют в виде моторредуктора с полым валом ибо компрессора; узел диспергации воздуха - в виде лопастного колеса центробежного действия (турбины), ибо дырчатых труб с пористыми насадками или без них. Щит-отражатель зготовляют в виде ребристой плиты прямоугольной формы с каркасом из труб или профилированного металла, покрытой тонким листовым материалом из металла или органики. Щит может выполняться в виде единой плоскости, или нескольких плоскостей, размещаемых на одном валу как с внутренней, так и с внешней стороны понтона. Возможно размещение и на нескольких валах.

Щит крепится к валу одной из четырех сторон и полностью погружается в воду. При необходимости изменения направления движения устройства, например при аэрации узких протоков, площадь щита берется удвоенной по сравнению с расчетной и к валу крепится уже середина щита. Именно этот случай изображен на фиг. 1.

При движении в одну сторону в воду погружается одна половина щита (т.е. 100% расчетной площади),, а - другая находится в это время в воздухе. При движении в противоположном направлении щиту придают контруклон и его половины меняются местами. Положение щита при этом на фиг. 1 изображено пунктирной линией.

045822

Отражатель на валу устанавливают либо неподвижно, либо подвижно. Соответственно вал крепят к понтону посредством простейших подшипников

5 трения (пластмассовые втулки в металлических патрубках) либо крепят нaмepт вo, например сваркой. Вал изготавливают из стальной трубы. Диа- составляет порядка 100 мм,

10 площадь отражателя - от десятых долей до одного квадратного метра и более.

Механизм управления угла наклона отражателя в общем случае вьшолняют

15 в виде домкратного винта, перемещаемого вертикально вниз или вверх с помощью ручного штурвала-маховика. Синхронно перемещению винта меняют глубину погружения отражателя, т.е.

20 угол его наклона. Центральная опора на чертеже условно не показана. Устройство движется вокруг нее на расстоянии R, будучи закрепленным к опоре посредством троса.

25 Устройство работает следующим образом.

При вьЕХоде воздуха из узла диспергации образуются мелкие пузырьки, которые формируют за счет эф30 фекта флотации восходящий поток аэрируемой жидкости. Площадь потока в плане составляет от нескольких до 10 и более квадратных метров. Сила динамического давления потока восхо3J дящего потока воздействует на щит- отражатель 5 вертикально вверх. Благодаря наклонному положению щита, в соответствии с известными физическими закономерностями, вертикальное

40 воздействие разлагается на две составляющие, одна из которых направлена перпендикулярно к плоскости щита, а другая направлена к ней горизонтально. Последняя и вызывает переме45 щение устройства по поверхности водоема. Изменяя угол наклона щита, регулируют скорость и изменяют направление перемещения устройства. Направление перемещения устройства

j(j перпендикулярно оси вала и ориентировано в сторону той части отражателя, которая погружена в воду.

Движущая сила восходящего потока аэрированной жидкости, в зависимос- 55 ти от расхода воздуха И глубины погружения узла диспергации воздуха, достигает 100-800 кг на квадратный метр поверхности зеркала воды.

Части этой энергии достаточно, чтобы перемещать устройство с требуемыми для технологических целей аэрации скоростями - от нескольких сотен метров до километра и более в час. При этом, как показывают расчеты, устройство движется в режиме плавания, при котором гидродинамические характеристики,форма устройства не влияют на величину сопротивления в.оды.

В предлагаемом устройстве наличие щита-отражателя позволяет не только

использовать энергию восходящего потока для перемещения. Щит препятствует прямолинейному и непосредственному выходу пузырьков воздуха в атмосферу, что приводит к увеличению продолжительности контакта воздуха с водой в турбулизированном слое под щитом. В результате увеличивается процент полезного использования кис- лоръда воздуха , т.е. увели - чивается эффективность аэра - ции.

f/

:

-3 -4- -5

Составитель Л. Суханова Редактор Н. Киштулинец Техред Ж.Кастелевич Корректор.М. Демчик

Заказ 8487/23 Тираж 883Подписное

ВНИИПН Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал mm Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

фиг. г