Устройство для аэрации потока Советский патент 1991 года по МПК C02F7/00 C02F7/00 C02F101/10 C02F103/02 

1

(21)4722986/20

(22)26.07.89

(46)23.10.91. Бюл. №39

(75) Э.П.Коваленко и М.И.Бирицкий

(53)628.356 (088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1079879,кл. F 04 В 19/14, 1982.

(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ АЭРАЦИИ ПОТОКА

(57)Изобретение относится к искусственной азрации воды. Целью изобретения является повышение эффективности аэрации, упрощение конструкции и использование кинематической энергии потока воды. Устройство содержит поплавок 1 с прорезью 2, раму 3, блок 4, выполненный ведомым, блок 5, расположенный под поплавком 1 и соединенный бесконечной лентой 6 с блоком 4 через прорезь 2. Блок 5 имеет вал 7 с гидравлическим двигателем 8 в виде пропеллера, расположенным перед стойкой 9 рамы 3. Стойка 10 рамы 3 расположена после блока 5. Вал 7 установлен в стойках 9 и 10 с возможностью его смещения в вертикальном, но исключающим его смешение в горизонтальном направлении, а рама 3-е возможностью ее вертикального смещения относительно поппавкз 1. Бесконечная лен

{га 6 имеет гребни-полосы 17, крайние ободы fee закруглены. Эластичные гребни-полосы 1 расположены между собой на расстоянии, не превышающем их высоты. Вращение гидравлического двигателя 8 приводит к вращению блока 5. Это приводит в движение бесконечную ленту 6, которая захватывает воду из потока и поднимает ее в воздух,

Изобретение относится к искусственной аэрации воды и може г быт ь использова- но для аэрации потока за счет его Кинетической энергии.

Целью изобретения является повышение эффективности аэрации, упрощение конструкции и использование кинетической энергии потока воды,

На фиг,1 приведена схема устройства Для аэрации потока; на фиг.2 - устройство для аэрации потока, план; на фиг.З - бесконечная лента, поперечный разрез.

Устройство содержит поплавок 1, выполненный, например, из пенополистиро- ла, имеющего плотность, меньше воды, с прорезью 2, раму 3, установленную на поплавке 1, блок 4, выполненный ведомым, блок 5, расположенный под поплавком 1 и Соединенный бесконечной лентой 6 с блоком 4 через прорезь 2. Блок 5 имеет вал 7 с гидравлическим двигателем 8 в виде пропеллера, расположенным перед стойкой 9 рамы 3, удерживающей вал 7. Стойка 10 рамы 3 расположена после блока 5. Вал 7 установлен в стойках 9 и 10 с возможностью его смещения в вертикальном, не исключающем его смещение в горизонтальном направлении, а рама 3-е возможностью ее вертикального смещения относительно Поплавка 1, который снабжен тросами 11 С якорями 12. Поплавок 1 имеет продолговатую форму с обтекаемыми носовой 13 и кормовой 14 частями. 8 обтекаемой кормовой части 14 поплавка 1 имеется киль-флюгер 15. На поплавке 1 установлены фиксаторы 16 вертикального положения рамы 3. Бесконечная лента 6 имеет пластичные гребни-полосы 17. Крайние Ободы ее закруглены. Эластичные гребни- полосы 17 расположены между собой на расстоянии, не превышающем их высоты. Обтекаемая носовая часть 13 снабжена со- роудерживающей решеткой 18, выполненной с возможностью вертикального перемещения относительно поплавка 1.

Устройство для аэрации потока работает следующим образом.

где она контактирует с воздухом. Изобретение позволяет аэрировать поток и интенсифицировать его перемешивание для поддержания процесса самоочищения в нем экологически чистым способом и оно может быть использовано в местах, где отсутствуют другие источники энергии или доступ к которым по суше затруднен. 3 ил.

Устройство отбуксировывают в створ водотока, в котором необходимо повысить содержание кислорода и интенсифицировать перемешивание воды. Первоначально

закрепляют обтекаемую носовую часть 13 на якоре 12 и устанавливают поплавок по течению, что автоматически обеспечивает киль-флюгер 15. Затем закрепляют поплавок 1 на якорях 12, заякоривая обтекаемую

кормовую часть 14. Таким образом гидравлический двигатель 8 устанавливают по течению.

Вертикальное местоположение двигателя 8 регулируют вертикальным смещена

ем рамы 3 относительно поплавка 1 и фиксацией ее в требуемом положении. Аналогично регулируют положение сороудер- живающей решетки 18. Вращение гидравлического двигателя 8 приводит к

враще ию блока 5. Это приводит в движение бесконечную ленту 6, которая захватывает воду из потока и поднимает ее в воздух, где она контактирует с воздухом, обогащаясь кислородом. После поворота ленты

вокруг блока 4 происходит слив поднятой воды. При этом осуществляется дальнейшая аэрация воды путем ее контакта с воздухом по увеличенной за счет гребней-полос 17 площади такого коктакта, а также частичного фонтанирования воды в воздухе при ее подъеме и сливе бесконечной лентой 6, имеющей повышенную внешнюю поверхность. Кроме того, движение бесконечной ленты 6 в толще

потока интенсифицирует перемешивание водных масс, обтекающих устройство. Слив воды с бесконечной ленты происходит частично через прорезь 2 и частично с поверхности поплавка 1. Последнее позволяет дополнительно интенсифицировать газообмен между водой и воздухом.

Требуемое соотношение между энергиями, идущими на перемешивание водной массы, подъем воды и ее аэрацию в воздухе,

определяют заглублением бесконечной ленты в потоке. Чем большую часть бесконечной ленты заглубляют в поток, тем большая часть энергии гидравлического двигателя

приходится на перемешивание водной массы обтекающего потока, и уменьшается высота водоподъема в воздух и наоборот. В общем случае

Мд МК + Мп,(1)

где Мд - момент силы поворота двигателя;

Мк - момент силы касательных напряжений, действующих на бесконечную ленту, в воде;

Мп - момент силы водоподъема в возду- хе.

В соотношении (1)

Мк - Р т,(2)

где Рк - сила касательных напряжений, действующая на бесконечную ленту в потоке;

г - радиус блока 5.

Т,(3)

где Рп - сила, необходимая для водоподъема в воздухе.

Отсюда следует, что значения Мк и Мп в значительной мере можно определить подбором значения г при заданном значении.

При полном заглублении бесконечной ленты в потоке

Мд - Мк,(4)

т.е. вся энергия двигателя 8 идет на перемешивание водных масс в потоке.

При заглублении только лопастей гидравлического двигателя 8 под поверхность воды значение Мк будет минимальным, а значение Мп - максимальным.

Максимальная мощность двигателя 8 имеет место при его расположении в части водотока с максимальными местными скоростями. Местоположение этих скоростей определяют экспериментально или аналитически.

Все возрастающая антропогенная нагрузка на водотоки, способствующая их загрязнению и снижению их самоочищающейся способности, приводит все чаще к крупным негативным экологическим последствиям. Одной из основных задач решения этой проблемы является разработка способов и средств для поддержания самоочищающейся способности потока. Наиболее эффективным средством для этого является искусственная аэрация потока. Однако ее широкое использование сдерживаемся

ограничением энергетических возможностей.

Изобретение позволяет аэрировать поток и интенсифицировать его перемешивание для поддержания процесса самоочищения в нем экологически чистым способом и оно может быть использовано в местах, где отсутствуют другие источники энергии или доступ к которым по суше затруднен.

Формула изобретения Устройство для аэрации потока, содержащее ведущий и ведомый блоки, соединенные между собой бесконечной лентой, а также привод, отличающееся тем, что с целью повышения эффективности аэрации, упрощения конструкции и использования кинетической энергии потока воды, оно

снабжено поплавком, опорной рамой, установленной на поплавке с возможностью фиксирования вертикального ее смещения относительно последнего, в поплавке выполнена прорезь, ведомый блок установлен

в опорной раме над прорезью, ведущий блок размещен в опорной раме ниже поплавка, привод выполнен в виде пропеллера с валом, расположенного в потоке воды, бесконечная лента пропущена через прорезь, вал установлен в опорной раме с возможностью вертикального и блокирования горизонтального перемещений, рамэ выполнена из вертикальных стоек, одна из которых установлена после пропеллера, а

другая - после ведущего блока, при этом бесконечная лента выполнена с крайними закругленными ободами и с продольными эластичными гребнями-полосами, расположенными друг от друга на расстоянии, не

превышающем их высоты.