Устройство для аэрации воды в водоемах Советский патент 1992 года по МПК A01K63/04 C02F3/16 

Изобретение относится к рыбоводству и может быть использовано в рыбоводных хозяйствах при выращивании рыбы в водоемах.

Известен кавитационный аэратор, содержащий ротор, выполненный из двух дисков с лопатками между ними, дугообразные лопасти, расположенные на верхнем и нижнем дисках ротора, полый вал с продольными отверстиями для подачи воздуха и расположенную коаксиально трубу Ротор снабжен дополнительным реактивным кольцевым ротором в виде Сегнерова колеса, состоящим из двух щитов, скрепленных с торца боковиной, лопастями, размещенными внутри кожуха и соединенными сверху и снизу щитами, втулкой, надетой на полый вал с возможностью вращения вокруг вертикальной оси, стойками, соединяющими кожух с втулкой, при этом между боковиной и периферийными концами лопастей выполнен зазор, а боковина содержит выходные отверстия (авт. св. СССР № 1458326, кл. С 02 F3/12, 1987г.).

Недостатком устройства является низкая производительность по кислороду, ввиду малой площади аэрационной зоны.

Известно устройство для аэрации жидкости, содержащее ротор в виде обратного конуса с винтообразными лопастями, наса sj

о ю

;°°

ю GJ

женные на ротор диски с кольцевыми отверстиями у поверхности ротора, причем ротор снабжен коническим кожухом, ротор и кожух выполнены составными из верхних и нижних конических частей, имеющих соответственно равные углы конусности, при этом верхние части ротора и кожуха имеют угол конусности больший, чем нижние их части, кожух снабжен цилиндрической втулкой, укрепленной на опоре с возможностью вертикального перемещения, а диски снабжены кольцевыми, плавно расширяющимися снизу вверх рассекателями, прикрепленными к внешнему краю кольцевых отверстий (авт, св. СССР № 1576495, кл. С 02 F 3/16, 1988). Недостатками устройства являются малая эффективность, вызываемая зоной аэрации, ввиду быстрого затухания потока выбрасываемой жидкости, а также малой степенью дестратификации, ввиду отсутствия активного, значительной длины контура связи, образуемого аэратором потока воды.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для аэрации воды в водоемах, включающее кожух, расположенный в последнем полый приводной вал с отверстиями для пропуска воздуха и смонтированный на нижнем конусе ротор, содержащий два диска и лопасти и снабженный обтекателем, укрепленным на нижнем диске, лопасти имеют винтовую форму и закреплены на наружной поверхности верхнего диска, а кожух имеет Г-образную форму (авт. св. № 910141 - прототип).

Недостатками устройства являются: низкая производительность по кислороду, ввиду поступления в воду малого количества воздуха, из-за неправильного расположения места подвода воздуха к рабочему органу (область повышенного давления), малая зона аэрации, ввиду быстрого затухания направленного аэрированного потока, а также то, что этот поток направлен по поверхности водоема, противоположной месту обитания рыбы.

Цель изобретения - повышение эффективности аэрации, улучшение гидрохимического состава воды придонных слоев водоема, снижение его испаряемости и возможность применения в водоемах любой глубины в диапазоне от 0,5 до 2 м.

Для осуществления поставленной цели в устройстве для аэрации воды в водоемах, включающем кожух, расположенный в последнем приводной вал с отверстиями для пропуска воздуха и смонтированный на валу ротор с лопастями винтовой формы. Устройство снабжено средствами для изменения глубины погружения кожуха, последний образован двумя обечайками в форме усеченных конусов, соединенных между собой меньшими основаниями, и имеет вогнутое дно, по периметру дна кожуха

смонтированы патрубки, связанные с гибкими водоводами, каждый из которых расположен в вертикальной плоскости, при этом свободные концы водоводов загнуты вверх, расположены под углом к горизонтальной

0 плоскости и отогнуты в одну сторону с образованием такого же угла между отогнутым концом водовода и проходящей через него вертикальной плоскостью, а привод вала выполнен реверсивным,

5 На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, вид сбоку; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1 (уменьшено).

Устройство для аэрации воды состоит из следующих основных частей: кожуха 1; при0 водного вала 2; ротора 3; средства для изменения глубины погружения кожуха 4; гибких водоводов 5.

Кожух 1 образован двумя обечайками в форме усеченных конусов, соединенных

5 между собой меньшими основаниями, и имеет вогнутое дно 6.

По периметру дна кожуха смонтированы патрубки 7.

Приводной вал 2 является полым, имеет

0 в верхней и нижней частях отверстия 8 и 9, а снизу заглушен.

На приводном валу 2 смонтирован ротор 3 с лопастями винтовой формы. Приводной вал 2 в нижней части опирается

5 венчиком на подшипник 10, установленный на крестообразной перемычке 11. Отверстия 8 приводного вала расположены выше кожуха 1, а отверстия 9 - напротив места соединения конусов кожуха 1.

0 В качестве привода 12 применен реверсивный, вертикального исполнения электродвигатель. Рабочий вал электродвигателя соединен с приводным валом 2 муфтой 13. Гибкие водоводы 5 закрепляются на

5 патрубках 7. Каждый водовод расположен в вертикальной плоскости, причем свободные концы водоводов загнуты вверх, расположены под углом к горизонтальной плоскости и отогнуты в одну сторону с образованием

0 такого же угла между отогнутым концом водовода и проходящей через него вертикальной плоскостью. Длина водоводов, их диаметр и количество определяются размерами и конфигурацией аэрируемого водо5 ема. а также мощностью привода.

Устройства для аэрации воды в нужном месте водоема устанавливаются на подставке 14. К кожуху 1 на определенной высоте крепится кольцо 15 с отверстиями для про- хода шпилек средства для изменения глубины погружения кожуха 4. Снизу шпильки связаны винтовым соединением с гайками 16, приваренными к кольцу подставки 14, соосно с отверстиями кольца 15. Устройство между кольцом 15 и кожухом 1, по периферии и на выходе водоводов 5 защищено защитными сетками 17 и 18.

Принцип действия устройства основан на активной дестратификации (перемешивании) верхнего, насыщенного кислородом в результате естественной (природной) за счет диффузии и фотосинтеза аэрации, с придонными слоями воды водоема, в сочетании с аэрацией, осуществляемой за счет эффекта эжекции.

Аэратор устанавливается в определенном месте водоема на совмещенной с ним подставке 14, причем гибкие шланги 5 вытягиваются по дну водоема. С помощью подтягивания головок шпилек средства для изменения глубины погружения кожуха 1 устройство устанавливается так, чтобы верхний край кожуха 1 был на несколько сантиметров ниже уровня воды. При этом внутренняя полость кожуха устройства заполнена водой. При включении привода 12 приводится во вращение ротор 3, который нагнетает через себя воду водоема сверху вниз или снизу вверх, в зависимости от задаваемого направления вращения.

В жаркую солнечную погоду, когда поверхностный слой водоема более нагрет по сравнению с придонным, направление вращения ротора устанавливается таким, чтобы придонный, обедненный кислородом, насыщенный газами, образуемыми продуктами гниения (аммиак, сероводород), слой воды через водоводы 5 и кожух 1 аэратора выбрасывался на поверхность водоема, с постепенным насыщением его кислородом воздуха за счет естественной аэрации и освобождением от газов, в пределах зоны дестратификации, определяемой длиной водоводов 5.

Важным положительным эффектом при этом является и температурная дестратифи- кация, при которой снижается поверхностная температура, а следовательно, и испаряемость водоема, что особенно важно для южных районов и прудов без возобновляемого наполнения их водой.

В холодную погоду и в ночное время направление вращения ротора 3, а следовательно, и потока воды меняется на обратное. Устройство нагнетает в придонные слои более насыщенные кислородом поверхностные слои воды, образуя подобие водяной воронки (водоворота). При этом насыщенные кислородом массы воды, устремляясь на дно водоема, вытесняют в сторону мелководья и ближе к поверхности газы, образуемые продуктами гниения.

Вследствие возникающего движения поверхностных слоев воды, как и в первом

случае, эффект аэрации возрастает за счет интенсификации диффундирования кислорода воздуха в воду, в результате нарушения молекулярных связей в поверхностной пленке воды. Кроме того, эффект аэрации

0 возрастает за счет того, что образовавшаяся воронка, кроме насыщенной кислородом поверхностной пленки воды, втягивает в себя, а следовательно, и ко дну водоема, как и водоворот, атмосферный воздух.

5Наряду с приведенными эффектами при

любом направлении вращения ротора устройства остается и эффект аэрации за счет эжекции, используемый в прототипе. Сущность этого эффекта заключается в следую0 щем.

При любом направлении потока воды через кожух 1 устройства в районе сужения обечайки кожуха за счет уменьшения сечения скорость потока возрастает, а следова5 тельно, давление в этой части значительно снижается, в результате чего атмосферный воздух через отверстия 8 и 9 полого вала ротора 2 втягивается а поток воды, подвергается действию кавитации и насыщает по0 ток кислородом воздуха.

Применение гибких водоводов 5 приводит к увеличению зоны дестратификации, а следовательно, и аэрации. Это происходит за счет образования значительного по пло5 щади замкнутого потока, постепенно охватывающего непосредственно и за счет присоединенных масс значительную часть водоема. За счет некоторого поднятия над дном концов гибких водоводов 5 снижается

0 попадание в них илистых и других отложений и взмучивание дна водоема. Одновременное развертывание их в одном направлении на одинаковый угол способствует некоторому закручиванию создаваемо5 го замкнутого потока, облегчает создание воронки.

Защитные сетки 17 и 18 предохраняют водоводы 5 и внутреннюю полость устройства от попадания в них различных взве0 шенных частиц, в том числе растительных и животных организмов.

По мере изменения глубины водоема, гайками 16 средства 4 для изменения глубины погружения кожуха производится кор5 рекция глубины его погружения, а следовательно, и толщины пропускаемого через него поверхностного слоя воды.

Таким образом, предлагаемое устройство за счет его повышенной эффективности, улучшения гидрохимического состава основной среды обитания растительного и животного мира - придонных слоев водоема - и снижения при его работе испаряемости водоема должно заменить выпускаемые промышленностью аэраторы типа Н17- ИФЕ, Н17-ИФГ и им подобные и способствовать повышению рыбопродуктивности водоема при снижении энергопотребления. Формула изобретения Устройство для аэрации воды в водоемах, включающее кожух, расположенный в последнем приводной вал с отверстиями для пропуска воздуха и смонтированный на валу ротор с лопастями винтовой формы, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности аэрации, улучшения гидрохимического состава воды при- донных слоев водоема, снижения его

испаряемости и возможности применения в водоемах любой глубины в диапазоне от 0,5 до 2 м, устройство снабжено средством для изменения глубины погружения кожуха, последний образован двумя обечайками в форме усеченных конусов, соединенных между собой меньшими основаниями, и имеет вогнутое дно, по периметру дна кожуха смонтированы патрубки, связанные с

гибкими водоводами, каждый из которых расположен в вертикальной плоскости, при этом свободные концы водоводов загнуты вверх, расположены под углом к горизонтальной плоскости и отогнуты в одну сторону с образованием такого же угла между отогнутым концом водовода и проходящей через него вертикальной плоскостью, а привод вала выполнен реверсивным.

Использование: в рыбоводстве для аэрации водоемов с рыбой. Сущность изобретения: для повышения эффективности аэрации, улучшения гидрохимического состава придонных слоев водоема, снижения его испаряемости и возможности применения устройства для аэрации в водоемах любой глубины, в диапазоне 0,5 до 2 м устройства содержит полый вал с реверсивным приводом и отверстиями для пропуска воздуха, закрепленный на валу ротор с лопастями винтовой формы и охватывающий вал кожух, образованный двумя обечайками в форме усеченных конусов, соединенных между собой меньшими основаниями, и имеющий вогнутое периметру дна смонтированы гибкие водоводы, свободные концы которых загнуты вверх и отогнуты в одну сторону, что позволяет увеличить зону аэрации путем закручивания потока воды. Устройство имеет средство для изменения глубины погружения кожуха. При работе устройства придонные слои воды поступают вверх, освобождаются от газов и насыщаются кислородом При изменении направления вращения массы воды, насыщенные кислородом, вытесняют в сторону мелководья газы, образуемые продуктами гниения. 2 ил. сл С

/2

//

V,

со

/J

Фиг. 2

У