Аэратор Советский патент 1989 года по МПК A01K63/04 

}/р(Зень

ч

(.

СО

со

00

Изобретение относится ; iujGnofi Г1роьа.иилеииости и может быть использовано для насыга,еиия воды кислородом воздуха в рыбов(5дных водоемах.

Цель изобретения - снижение энергозатрат и экснлуатационных 11асходов

Применение предлагаемого аэратора D народном хозяйстве позволит проио™ дить аэрацию ноды непосредственно с начала движения планучего средства без потери времени на набор скорости Кроме того, ycTpoiicTDo позволяет вести аэрацию поды D узких протоках, на мелководье и непосредственно и прибрежных зонах,

Па фИ1 . 1 И1обра хен аэратор, (б- 1ЦИЙ вид; на фиг. 2 - то же, пп;д сверху; на (1)иг, 3 - вид Л на фи1 . 1 ; %in фиг. 4 - положение воздухоп1)С) в статике; на фиг. 5 - то же, и динамике; на фиг. 6 - буксировка нескольких плавучих средств с аэрирующими приспособлениями; на фиг. 7 а,б, в - различные углы поворога воздухопровода.

Аэратор состоит из плавучего средства 1 , аэрирующих npucnocoCjieiuiii в виде двух полых воздухопроводов 2 с возд,ухозаборными частями 3 сверху и раструбами 4, лепестками 5 для закручивания водоиоздушной смеси. Воз- духоироводы 2 смонтированы на кронштейнах 6 на полуосях 7 с возможностью качания в вертикальной плоскости и с} абжены подводными крыльями 8 и возвратными пружинами 9.

Подводные 8 установлены BF,I ше oceii качания - iiojiyoceii 7 - и смонтированы с ноложительным углом атаки. Кронштейны 6 нредназначены ;ц1я крепления аэрирующих нрисиособ- лений к 11лавуче1- у средству 1 и снабжены ограничителями 10 угла поворота воздухонроподов 2, огранпчиваю ;|;ими заглубление воздухопроводов 2 в диапазоне реальных значениГ аэрации.

Аэратор работает следующим образом.

При воз1И1кновении в водоеме иред- заморных явлений аэрирующие ириспо- собления устанавливаются на плавучем средстве 1 при HOMOIUH крошптейна 6 (фиг. 4). При движении плавучего средства 1 на крьшьях 8 возникает иодъемная сила, стремящаяся развернуть воздухопроводы 2 в вертикальной илоскости вокруг осей качания - иолу

осег 7. Поворачиваясь на полуосях 7, раструбы А воздухопроводов 2 заглубляются и за ними образуется область

пони хениого давления (разрежения) , иружина 9 при этом растягивается. Атмосферный воздух через верхние возду- хозаборные 3 засасывается в воздухопровод 2 и через раструбы 4

нодается в воду. Образующаяся водо- воздуыная смесь закручивается ленест- ками 5, что способствует перемешиванию воды и растворению в ней кислорода воздуха (фиг. 5).

При уменьшении скорости движения плавучего средства 1 нодъемная сила па крыльях 8 уменьшается и пружины 9 возвращают воздухопроводы к исходно- ну положению (уравновешивают нодъемную силу крыльев) и тем самым устанавливают оптимальную глубину погружения раструбов 4 и оптимальный режим засасывания воздуха.

Угол поворота (заглубление) воздухопроводов 2 исходя из реальн 1Х оптималынлх режимов аэрации и параметров рыбоводных водоемов ограничивается ограничителями 10, что нозволяе расходовать мощность плавучего средства с большим 1ШД в широком диапазоне CKOpocTeii передвижения. Плавучее средство 1 может быть как самоходным, так и буксируемым. В последнем случае возможна одновременная буксировка нескольких аэрирующих ириспособлений (фиг. 6).

Эсйективность исиользования мощности привода плавучего средства достпг 1ет максимального значения

только на виолне определенной скорости. Па других скоростях затрачиваемая мощность используется неэффективно, что приводит к неэкономичному расходу горючего.

Это следует из соотношения между скоростью движения воздухопроводов Vg и глубиной, на которую засасывается воздух

ll YSii c.. 3q

(О

где И - глубина засасывания, м;

q - ускорение свободного иадения, м/с.

Так, при стандартной глубине пруда 1,2 ми фиксированном заглублении воздухопровода 0,8 м скорость буксировки (движения) воздухопровода должна быть равна 17,46 км/ч. При меньших значениях скорости воздух не будет

514932

засасыпаться в воду, а при больших - будет непроизводительно затрачиваться мощность дпигателя плапучего средства. Например, при скорости 18 км/ч I непроизподительно затрачивается 4,5% мощности, при 20 км/ч - 21%, а при 25 км/ч - более 50%.

Зная соотношение между скоростью

буксировки зоздухопровода . и -глубиной Н, па которую засасывается воздух, можно подобрат}з такую возвратную пружину и KpLuio с такой пло- шадыо и углом установки, что каждому значению скорости движения воздухопровода будет соответствовать такое его заглубление, при котором мощность привода плавучего средства будет расходоваться оптимально в отношении режима аэрации.

Основные соотношения между геометрическими, энергетическими и гидромеханическими параметрами аэратора в первом приближении т.е. при допущениях, что силг сопротивления мала iio сравнепию с подъемной и ве:п1чины углов атаки лежат в основном в пределах до сритических, связаны формулам:

,,

(2) (3)

(A)

где Q - расход воздуха, p - плотность воды, q - ускорение свободного падения

м/с2 ;

li - глубина закачки воздуха, м; N - мощность буксировочная, м/с; Vgy - скорость буксировки, м/с; FH - подъемная сила крьша, Н; Си - коэффициент подъемной силы; , Ь - площадь крыла, м.

Углы атаки, а, следовательно, и углы установки могут быть определены по значениям С , (по стандартным кривым для крыльев с известным гид- раплическим качеством). Жесткость вовратной пружины должна соответство-

/

вать подъемной силе крыла (с учетом

изменения плеча ее действия).

В предлагаемом аэраторе на воздухопроводе крьию с положительным углом атаки установлено выше оси качания (оси вращения воздухопровода), а возвратная пружина ниисе оси качания. Таким образом, при движении воздухопровода его заглубление определя

0

5

0

5

0

5

Q

g

О

18

ется апгобраическсй ,моментов, возникающих на его элементах относительно оси качания (поворота).

Возрастание скорости определяет изменение этих величин моментов s вследствие изменения действующих сил, что Вызывает поворот (заглубление) воздухопровода и изменение плечей, на которых действуют силы. Воздухопровод будет заглубляться до того положения, при котором моменты действуют против часовой стрелки, т.е. . Дальнейшее возрастание скорости приводит к дополнительному возраста- 1ию сил и дополнительному заглублению воздухопровода, т.е. каждому значению скорости движении будет соответствовать равновесное по моментам заглубление воздухопровода.

Так, в начале движения воздухопровода при скорости движения (фиг.7а) на ег о элементах будут возникать моменты, определяемые следующими зависимостями: способствующие заглублению воздухопровода (против часовой стрелки)

.ln,

где FH подъемная сила крыла, кг; In - соответственное плечо, м;

MC FC IC

где Г - гидродинамическое сопротивление части воздухопровода, расположенной выше оси качания, кг;

(. - соответственное плечо, м; действующие против заглубления воздухопровода (по часовой стрелке)

, б г;-1б.

где FP - условие возвратной пружи ны, кг; if, соответствующее плечо, м;

.

5

где FP - гидродинамическое сопротивление части воздухопровода, расположенной нгоке оси качания, кг;

1й соответственное плечо, м. Как видно на фиг. 76 при увеличении скорости двгокения () воздухопровод заглубится, при этом F и 1„ увеличатся, F. и Ip незначительно уменьшатся, F равномерно увеличатся, и 1 увеличатся.

На фиг. 7в при прослеживаются те же тенденции изменения сил и соответствующих им пле-чей, вызванные увеличением скорости. В этом случае

подъемная сила F на крыле исчезает за

счет отрицательного угла атаки, а на

ее месте начинает действовать сила Fg

на плече 1 , вызванная большим гидро- Формула изобретения

динамическим сопротивлением крыла.

При использовании аэратора мощность плавучего средства, затрачиваемая на заглубление воздухопровода (.преодоления гидродинамического сопротив- Q ления подводного крыла), значительно меньше непроизводительных расходов мощности, свойственных прототину при его зксплуатации в реальных режимах, за счет чего и возникает снижение 5 энергозатрат.

Снижение эксплуатационных расходов достигается тем, что аэрирование водоема начинается одновременно с началом движения плавучего средства, т.е. 20 отсутствуют потери рабочего времени

оператора, и моторесурса, присущих прототипу при выходе на рабочий режим

Аэратор, включающий плавучее средство и аэрирующие приспособления в ви де полых воздухопроводов с воздухо- заборными частями сверху и расположен ными внизу раструбами с лепестками для закручивания водовоздушной смеси, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат и эксплуатационных расходов, воздуховоды смонтированы на оси с возможностью качания в вертикальной плоскости и снабжены подводными крьшьями и возвратными пружинами, при этом подводные крылья установлены выше оси качания.

оператора, и моторесурса, присущих прототипу при выходе на рабочий режим.

Аэратор, включающий плавучее средство и аэрирующие приспособления в виде полых воздухопроводов с воздухо- заборными частями сверху и расположенными внизу раструбами с лепестками для закручивания водовоздушной смеси, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат и эксплуатационных расходов, воздуховоды смонтированы на оси с возможностью качания в вертикальной плоскости и снабжены подводными крьшьями и возвратными пружинами, при этом подводные крылья установлены выше оси качания.

Изобретение относится к рыбной промышленности. Цель изобретения - снижение энергозатрат и эксплуатационных расходов. В аэраторе, смонтированном на плавучем средстве 1, воздухопроводы 2 выполнены с возможностью качания в вертикальной плоскости на полуосях 7 и снабжены подводными крыльями 8, установленными выше оси качания воздухопроводов 2, для создания подъемной силы при движении плавучего средства и, тем самым, поворота воздухопроводов 2, и возвратными пружинами 9, служащими для поворота воздухопроводов 2 в обратном направлении при снижении скорости передвижения. 7 ил.

Сри,2

фиэ.

Гребень

ffofftf/

nttt

h-(-

1:7

лул -У-1

3

сриг.б

ч.

Ура Be hi ь doffbi