Устройство для аэрации воды Советский патент 1990 года по МПК C02F3/20 C02F7/00 

7/// /SS/ //Л° Ъ// / //// //,

Изобретение относится к устройствам для насыщения воды кислородом Воздуха и может быть использовано Для аэрации воды в рыбоводных водоемах - прудах, озерах и реках в районах, где имеет место наличие ветра, дующего со скоростью 4 м/с и более.

Целью изобретения является обесценение аэрации воды без затрат электрической и механической энергии посредством использования энергии ветра.

На чертеже изображено устройство для аэрации воды, поперечный разрез. Устройство для аэрации воды в рыбоводных водоемах с использованием энергии ветра состоит из полой стойки 1, на верхней части которой на ступице, подвижно относитепьно вертикальной оси, на высоте , 5-3 м над уровнем воды в водоеме размещен воздушно-водяной эжектор 2, выполненный в виде крыла самолета, свернутого в кольцо, с плоско-выпуклым профилем в сечении, с углом атаки к набегающему воздушному потоку об 5-10°. В зоне узкой части канала 3, образованного кольцевым крылом эжектора 2, внутри профиля-размещен кольцевой распылитель 4 с отверстиями для подвода воды в поток воздуха. Распылитель 4 соединен с водоподводящим (водозаборным) трубопроводом 5, проходящим внутри полой стойки 1 и погруженным другим концом в воду на глубину 1,5-2 м. Трубопровод 5 служит для забора воды из водоема и подачи ее к распылителю 4. К верхней части распылителя 4 прикреплена трубка 6, которая проходит сквозь профиль сверху, закрыта колпачком и служит для прочиски водоподводящего трубопровода 5 в случае его засорения или замерзания в зимнее время.

За расширяющейся частью канала, образованного воздушно-водяным эжектором 2, установлены последовательн друг за другом два кольцевых закры ка 7 и 8, образующие все боле-е расш ряющийся канал (раструб). Кольцевой закрылок 7 установлен под углом к набегающему воздушному потоку jb s 12-18°, а кольцевой закрылок 8 - под углом у 20-25°, и они размещены так, что образуют щели 9 и 10 мажду воздушно-водяным эжектором 2

10

f5

20

25

30

35

40

45

50

55

и закрылком 7, а также между закрылками 7 и 8, через которые происходит перетекание воздуха из зоны высокого давления с наружней стороны кольцевого крыла в зону низкого давления, образующегося внутри канала .

За кольцевым закрылком 3 параллельно вертикальной плоскости установлены лопасти 11, обеспечивающие ориентацию устройства входным диффузором навстречу потоку ветра.

Во избежание попадания воды и замерзания ее в зимнее время пространство между полой стойкой 1 и наружной поверхностью водоподводящего трубопровода 5, проходящего внутри стойки 1, закрыто внизу крышкой 12 с сальниковым уплотнением 13 и заполнено теплоизоляционным материалом 14.

Во избежание засасывания с водой в водозаборный трубопровод 5 мелкой рыбешки и других предметов на его конце, погруженном в воду,устанавливается сетка 15.

Все устройство может закрепляться на забитой в дно свае 16 при мелководных водоемах и расчалено заякоренными в дно растяжками 17 или при глубоких водоемах может размещаться на поплавках также с усилением растяжками 1 7.

Устройство для аэрации воды работает следующим образом.

При обтекании ветровым потоком внутренней и внешней поверхностей воздушно-водяного эжектора 2 с кольцевыми закрылками 7 и 8 внутри и снару ,жи канала, образованного ими, создаются различные скорости воздушного истока и различные аэродинамические давл-ения, которые зависят от формы профиля крыла, его размеров, угла атаки оЈ , угла отклонения закрылков ft и У и величин щелей между ними, а также между воздушно-водяным эжектором 2 и закрылком 7. При обтекании воздушно-водяного эжектора 2 с плоско-выпуклым профилем в сечении и углом атаки к набегающему потоку об 5-10 внутри канала 3, образованного этим крылом, происходит значительное изменение скоростей воздушного потока и образуется зона пониженного давления, которая достигает максимального значения в самой узкой час.- ти канала 3.

5

При достижении скорости воздушного потока в узкой части канала 3 порядка 240-280 м/с отношение давления в этой части канала Рэ к атморсферному Р может достигать .0,6.

4Р0

При таком понижении давления воздушно-водяной эжектор 2 поднимает столб воды по трубопроводу 5 за счет атмосферного давления на высоту установки эжектора над уровнем воды. Поднятая вода поступает в распылитель 4, установленный в самой узкой части канала, через отверстия в стенке узкой части канала разбрызгиваетс на мелкие брызки, которые вылетают из эжектора, и, обогащаясь в воздушном потоке атмосферным кислородом, падают в водоем.

Установленные за воздушно-водяным эжектором 2 закрылки 7 и 8 со щелями для перетекания воздуха из зоны повышенного давления в зону пониженного давления образуют струю с сильным течением вдоль внутренней расширяющейся стенки канала, чем обеспечивают безотрывное движение воздушного потока внутри канала и позволяют достигать в узкой его части больших скоростей, обеспечивающих эжекцию воды из водоема.

В случае изменения направления ветра установленные за закрылком 8 лопасти 11 под действием бокового потока разворачивают устройство входным диффузором вновь навстречу потоку ветра.

Устройство может быть изготовлено любой производительности. При этом увеличение скорости ветра более 4,0 м/с приводит к резкому повышению производительности, так как мощность, развиваемая ветром, а в данном случае устройством, находится в прямой зависимости от эффективной площади рабочей части устройства и кубической зависимости от скорости ветра.

Кроме того, следует обра тить внимание на способ обогащения воды атмосферным кислородом. Известен способ аэрации воды методом нагнетания при помощи компрессоров атмосферного воздуха под воду по трубам, имеющим отверстия в стенках, а иногда с применением фильтросных пластин.

76497

Этим достигается уменьшение раз в пузырьков воздуха и максимальное растворение его в воде.

Однако, наблюдения показывают, что рыба старается находиться подальше от тех мест, где работают такие аэраторы .

Состав воздуха в воде (водяной

in воздух) отличается от состава атмосферного воздуха. Атмосферный воздух содержит 78% азота и 21% кислорода, воздух, выделенный из воды - 63% азота и 36% кислорода. Нагнета15 нием атмосферного воздуха под воду и его растворением нарушается баланс водяного воздуха, т.е. увеличивается содержание не только кислорода, но и растворенного в воде азота, что

20 приводит к неблагоприятным условиям для рыбы и других обитателей водоема, а иногда и к специфическим заболеваниям.

Поэтому отдают предпочтение аэра25 ционным устройствам, основанным на способе разбрызгивания воды над водоемом. Преимущество предлагаемого способа заключается в том, что капли воды, двигаясь в среде воздуха,

30 поглощают из него газы в соответствии с ее коэффициентом абсорбции, который на один объем воды составляет 0,035 объема кислорода и 0,017 объема азота, т.е. капля воды поглощает азота в два раза меньше, чем кислорода. Этим же объясняется преимущество систем каскадной аэрации. Изобретение позволяет снизить затраты на аэрацию воды.

40

Формула изобретения

1. Устройство для аэрации воды, содержащее полую стойку, водоподъем- ное устройство с распылителем в верхс ней части стойки, водоподводящий трубопровод, соединенный с распылителем, отличающееся тем, что, с целью обеспечения аэрации воды без затрат электрической и меха0 нической энергии посредством использования энергии ветра, водоподъемное устройство выполнено в виде воздушно- водяного эжектора в форме крыла самолета, свернутого в кольцо, с плос5 ко-выпуклым профилем в сечении, с углом атаки относительно воздушного потока, равным 5-10°, при этом распылитель расположен в узкой части воздушно-водяного эжектора.

35

7 15764978

2.Устройство поп.1,отли- ри полой стойки и снабжен утепли- чающееся тем, что воздушно-телем, размещенным в пространстве межводяной эжектор на выходе снабжен ду стенками водоподводящего трубопро- кольцёвыми закрылками, установленны-вода и полой стойки, а также сальми последовательно друг за другомником, установленным в месте ввода

И образующими щель между собой, аводоподводящего трубопровода в полую

Также между эжектором и первым постойку.

ходу потока воздуха кольцевым закрыл-4. Устройство по п.1, о т л и - ком. - чающееся тем, что воздушно3.Устройство по п.1, о т л и - водяной эжектор снабжен лопастями и Чающееся тем, что водопод-установлен с возможностью перемещения водящий трубопровод установлен внут-относительно стойки.

Изобретение может быть использовано для обогащения кислородом воздуха воды в рыбоводных водоемах - прудах, озерах и реках. Целью изобретения является обеспечение аэрации воды без затрат электрической и механической энергии посредством использования энергии ветра. Устройство для аэрации воды содержит полую стойку 1, воздушно-водяной эжектор 2 в форме крыла самолета, свернутого в кольцо, с плосковыпуклым профилем в сечении, с углом атаки относительно воздушного потока α=5-10°, кольцевые закрылки 7 и 8, а также распылитель 4, соединенный с водоподводящим трубопроводом 5. При обтекании ветровым потоком внутренней и внешней поверхностей воздушно-водяного эжектора 2 с кольцевыми закрылками 7 и 8 внутри канала образуется зона пониженного давления, что способствует поднятию воды по трубопроводу 5 в распылитель 4 и разбрызгиванию последней. Изобретение позволяет снизить затраты на аэрацию воды. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.