Устройство для аэрации воды Советский патент 1983 года по МПК A01K63/04 B01F5/16 

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АЭРАЦИИ воды

Изобретение относится к области рыбоводства и может быть использова но для обогащения кислородом воздух воды в рыбоводных водоемах- прудах озерах, реках, а также в очистных сооружениях. Известно устройство для аэрации воды в рыбоводных водоемах, включаю щее вертикальный полый вал, на нижн конце которого укреплена турбинка, поплавок для размеи ения устройства в водоеме и привод для сообщения валу вращательного движения С 1 3В известном устройстве турбинка представляет собой полый зубчатый диск, зубья которого при вращении вала -создают разрежение, способству ющее засасывание атмосферного воздуха. Однако для обеспечения этого необходима большая скорость вращения турбинки,.что приводит к быстрому из носу устройства. Кроме того, это устройство не, обеспечивает подачи большого количества воздуха для аэрации и хорошей циркуляции проаэрированной воды с об« щим объемом воды в водоеме. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является /устройство для аэрации воды, включающее вертикальный полый вал с отверстием для пропуска воздуха, укрепленный на нижнем конце вала ротор, содержащий радиально расположенные лопасти, привод вала и поплавок для размещения устройства в водоеме 2j. В данном устройстве рдтор 5 содержит также два диска с замкнутыми краями, а лопасти расположены ме)хду последними и, кроме того, под ротором укреплен статор, образованный двумя концентрично установленными кольцами, между которыми установлены дополнительные лопасти. Работа известного устройства основана на том, что при вращении ротора обеспечивается забор воды из окружающего пространства. Вода скользит по радиусу вдоль лопастей и отбрасывается к периферии, где она под действием отогнуты краев дисков направляется вниз, при этом в движущейся струе воды за лопастями ротора создается.пониженное давление, способствующее подсосу воздуха из атмосферы через пол вал в струю воды, а затем подаче его в виде водовоздушной смеси в водоем. Для обеспечения подсоса и подачи воздуха на глубину более 2 м необходимо затратить энергию на перемещ ние значительных количеств воды, а вращение ротора без корпуса резко снижает вследствие перетекания воды из выходного канала рото по его наружной части на входной канал,что в свою очередь приводит к дополнительным энергозатратам. Кроме того, наличие статора, выполненного из двух концентричных колец, и ротора не исключает засасывание между ними и их лопастями легкой рыбы или кусочков льда (в зимнее время), что неизбежно приведет к выходу из строя всего устройства. При работе устройства вода, насыщенная кислородом воздуха, поднимается по выходе из ротора и статор вверх, захватывая небольшую часть водоема. Расширение зоны аэрации за счет увеличения диализа ротора приведет к увеличению объема перека чиваемрй воды и мощности привода. Целью изобретения является повышение производительности при аэра ;Ции, снижение энергозатрат и обеспечение надежности в работе. Для достижения указанных целей в устройстве для аэрации воды, вклю чающем полый вал с отверстием для пропуска воздуха, закрепленный на нижнем конце вала ротор, содержащий радиально расположенные лопасти, п вод вала и поплавок для размещения устройства в водоеме, ротор снабже водоструйными насосами, установлен ными на концах лопастей, при этом последние выполнены полыми и имеют обтекаемую форму, а полости водоструйных насосов и лопастей сообще ны между собой и через обратный кл пан - с полостью вала. 64 Кроме того, полые лопасти укреплены на валу под углом к плоскости вращения ротора. На фиг.1 изображено устройство для аэрации воды, поперечный разрез; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З сечение Б-Б на фиг.1; на фиг. - сечение В-В на фип.2. Устройство для аэрации воды в рыбоводных водоемах состоит из полого вала 1 с отверстием 2 для подачи воздуха, установленного в корпусе 3 посредством подшипников t, защищенных уплотнениями 5 привода 6 для сообщения валу 1 вращательного .движения , поплавка 7 для размещения устройства в водоеме и рото ра, включающего радиально укреплен-, ные на конце вала -1 полые лопасти 8 обтекаемой формы .и смонтированные на концах лопастей 8 водоструйные насосы, каждый из которых образован диффузорными каналами 9 и 10 (см. фиг.З;. Полости А и Б водоструйных насосов и лопастей 8 сообщены между собой и через обратный клапан 11 с пружиной 12 - с полостью вала 1. Лопасти 8 укреплены на валу 1 под углом ol к плоскости вращения ротора (см.фиг.t, причем угол с может составлять . Работа устройства для аэрации воды осуществляется следующим образом. При вращении ротора в воде в водоструйных насосах, расположенных на концах лопастей 8 и совершающих круговое движение по окружности ротора, вода поступает на вход диффузорного канала 10 со скоростью wR . Создается поток воды, ускорящийся в сужающейся части канала 10. Вследствие увеличения скорости струи водяного потока на выходе диффузорного канала 10 давление в кольцевом канале 13 и на выходе конически расходящегося диффузорного канала пони кается и оказывается меньше атмосферного. За счет этого обеспечивается подсос воздуха через полости лопастей 8 и вала 1 атмосферы распыление и смешивание его с водой в расширяющемся диффузорном канале, а также подача в воду. Лопасти 8 ротора, имеющие обтекаемую форму профиля и установленные под некоторым углом dl к плоскости вращения ротора, при вращении обеспечивают тягу и соответственно перемещение воды из придонной части водоема, расположенной -под аэратором, затем к аэратору, от аэратора и так далее, смешивая ее с обогащенной кис лородом водой в зоне струйных насосов, перемешивая к периферии и вновь в глубину водоема, расширяя тем самым зону действия аэратора. В|эащение ротора осуществляется электрическим приводом 6 через редуктор 14 или ветряной двигатель, например карусельного типа.

Что бы не допустить замерзания воды внутри полого вала, являющегося воздуховодом, в ступицу 15 ротора, вмонтирован обратный клапан 11 с пружиной 12, который открывается только при работе устройства под действием разрежения, создаваемого струйными насосами через полости лопастей 8 и тут же закрывается как только устройство прекращает работу, не допуская тем самым воду вверх по полому валу в зону возможного замерзания.

Особенностью устройства является простота jero конструкции, возможност длительной эксплуатации без ремонта, а при условии применения ветряного двигателя карусельного типа возможность длительной aвtoнoмнoй работы без соответствующего обслуживания.

В виду того, что водоструйные насосы не имеют движущихся частей, они отличаются надежностью в работе, долговечностью и простотой изготовления.

Попадание в струйные насосы твердых предметов не сможет вывести их из строя, так как попавшие предметы пройдут через проточную часть насосов без повреждений.

Устройство может быть изгбтовлено любой заданной производительности и размеров, причем увеличение диаметра ротора (длины лопастей 8 приведет к повышеникг его производительности, увеличению аэрируемого объема

и уменьшению частоты вращения ротора, что имеет немаловажное значение для сохранения в водоеме с резьбой спокойной oбcтaнoвю.

Устройство при малых конструктивных размерах может быть использовано также для лучшего насыщения кислородом целебных жидкостей и соков при .приготовлении кислородных коктейлей.

Экономический эффект от исполь:§ования одного устройства составит 32,3 тыс.руб.в год.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

кл. А 01 К бЗ/О, 1980 (прототип).