Устройство для аэрации воды

 

Изобретение относится к устройствам для насыщения воды кислородом воздуха. Целью изобретения является повышение эффективности и экономичности насыщения воды кислородом воздуха. Устройство содержит гидравлический пресс (ГП), у которого в большом цилиндре расположен поршень . Верхняя часть большого цилиндра с трубопроводом, водовоздушным эжектором и обратным клапаном сообщена с водоемом для аэрируемой жидкости, а при помощи вертикальной и горизонтальной труб, в также регулировочного клапана - с эжекторами, расположенными над водоемом для аэрируемой жидкости. Малый и большой цилиндры ГП имеют уплотнения. При опускании поршня вода из водоема для аэрируемой жидкости по трубопроводу большого цилиндра через водовоздушный эжектор, захватывающий воздух из атмосферы , и обратный клапан поступает в верхнюю часть большого цилиндра. Это приводит к тому, что верхняя часть указанного цилиндра заполняется водовоздушной смесью. При подъеме поршня закрывается обратный клапан и открывается регулировочный клапан и по вертикальной и горизонтальной трубам вода, перенасыщенная кислородом воздуха, под действием давления , развиваемого поршнем, поступает в эжекторы, откуда она в смеси с воздухом, захваченным эжекторами, поступает в водоем для аэрируемой жидкости. При этом вода дополнительно насыщается кислородом за счет захвата ею воздуха из атмосферы свободнопадающей струей. Изобретение позволяет повысить надежность аэрации. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. СП с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s С 02 F 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ (21) 4645429/26 (22) 02.02.89 (46) 07.10.91. Бюл, М 37 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по охране вод (72) Г.Г.Чернявский, И.Г.Нетюхайло, Б.А,Гу лин и А;Х.Курносенко (53) 628.356.62 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 977398, кл. С 02 F 1/00, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АЭРАЦИИ ВОДЫ (57) Изобретение относится к устройствам для насыщения воды кислородом воздуха., Целью изобретения является повышение эффективности и экономичности насыщения воды кислородом воздуха. Устройство содержит гидравлический пресс (ГП), у которого в большом цилиндре расположен поршень. Верхняя часть большого цилиндра с трубопроводом, водовоэдушным эжектором и обратным клапаном сообщена с водоемом для аэрируемой жидкости, а при помощи вертикальной и горизонтальной труб, а также регулировочного клапана — с

Изобретение относится к устройствам для насыщения воды кислородом атмосферного воздуха и может быть использовано на естественных и искусственных водоемах, например озерах, водохранилищах, каналах, реках, а также на очистных сооружениях и биологических прудах.

Цель изобретения — повышение эффективности и экономичности насыщения воды кислородом воздуха.

„„. Ж„„1682330 A l эжекторами, расположенными над водоемом для аэрируемой жидкости. Малый и большой цилиндры ГП имеют уплотнения.

При опускании поршня вода из водоема для аэрируемой жидкости по трубопроводу большого цилиндра через водовоздушный эжектор, захватывающий воздух из атмосферы, и обратный клапан поступает в верхнюю часть большого цилиндра, Это приводит к тому, что верхняя часть указанного цилиндра заполняется водовоздушной смесью. При подъеме поршня закрывается обратный клапан и открывается регулировочный клапан и по вертикальной и горизонтальной трубам вода, перенасыщенная кислородом воздуха, под действием давления, развиваемого поршнем, поступает в эжекторы, откуда она в смеси с воздухом, захваченным эжекторами, поступает в водоем для аэрируемой жидкости. При этом вода дополнительно насыщается кислородом за счет захвата ею воздуха из атмосферы свободнопадающей струей, Изобретение позволяет повысить надежность аэрации. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. й

На чертеже схематично показано устройство для аэрации воды.

Устройство содержит гидравлический пресс 1, у которого верхняя часть малого цилиндра 2 сообщена с нижней частью большого цилиндра 3. Внутри малого цилиндра 2 и большого цилиндра 3 расположены соответственно поршни 4 и 5, Нижняя часть большого цилиндра 3 заполнена гидросмесью 6. Нижняя часть малого

1682330

Рг

Рат +—

$г с. =с,—, Рэт цилиндра 2 сообщается напорным патрубком 7 с насосом 8, всасывающий патрубок 9 которого погружен в емкость 10, заполненную гидросмесью 6. 8ерхняя часть большого цилиндра 3 с трубопроводом 11, водовоздушным эжектором 12 и обратным клапаном 13 сообщена с водоемом для аэрируемой жидкости 14 (очистного сооружения, водоема, биологического пруда и т.д,), а при помощи вертикальной 15 и горизонтальной 16 труб, а также регулировочного клапана 17 — с эжекторами 18, расположенными над водоемом для аэрируемой жидкости 14. Для эффективной работы эжекторов 18 они должны располагаться под углом к горизонту 40-45О, а нижняя часть их должна отстоять от уровня воды в водоеме для аэрируемой жидкости 14 на расстоянии 0,15-0,20 м.

Нижняя и верхняя части малого цилиндра 2 снабжены контактами 19 и 20, подключенными к блоку 21 управления насосом 8, Большой цилиндр 3 расположен ниже уровня воды в водоемедля аэрируемой жидкости 14 на расстоянии Н.

Малый цилиндр 2 и большой цилиндр 3 имеют уплотнения 22 и 23.

Устройство работает следующим образом, При расположении поршней 4 и 5 в крайнем верхнем положении и заполненной нижней части малого цилиндра гидросмесью 6 из емкости 10 и неработающем насосе 8 в верхнюю часть большого цилиндра 3 под напором Н по трубопроводу t1 через водовоздушный эжектор 12, захватывающий воздух из атмосферы, и обратный клапан 13 обедненная кислородом вода из водоема для аэрируемой жидкости 14 поступает в верхнюю часть большого цилиндра 3.

flop напором Н, передаваемым от поршня

5 гидросмесью 6, находящейся в нижней части большого цилиндра 3, поршню 4, а также под собственным весом поршни 4 и

5 опускаются вниз. При этом гидросмесь

6, находящаяся в нижней части большого цилиндра 3, перетекает в верхнюю часть малого цилиндра 2, а гидросмесь 6, находящаяся в нижней части малого цилиндра

2, по напорному патрубку7, неработающему насосу 8 и всасывающему патрубку 9 поступает в емкость 10. Одновременно верхняя часть большого цилиндра 3 заполняется водовоздушной смесью. Придостижении поршнями 5 и 4 их крайних нижних положений срабатывает контакт 19 и при помощи блока 21 управления включается насос 8, и гидросмесь 6 под давлением Р, развиваемым насосом 8, из емкости 10 по всасывающему 9 и напорному 7 патрубкам

55 поступает в нижнюю часть малого цилиндра

2. При этом поршни 4 и 5 поднимаются вверх и водовоздушная смесь, находящаяся в верхней части большого цилиндра 3, сжимается с усилием Рг, равным Рг = Р1

S2

$1 т.е. большим, чем Р1 во столько раз, во сколько площадь $2 поршня 5 больше площади S1 поршня 4 гидравлического пресса

1 (а давление, развиваемое насосом 8, равР1 Р2 но Рч=

S1 Зг

Усилие Р2, действующее снизу на поршень 5, должно быть таким, чтобы преодолеть напор Н (т.е. силу давления на поршень

5 сверху, равную у HS2, где) — удельный вес жидкости, кг/мз), весов G1 и 62 поршней 4 и

5, а также сил Т1 и Тг трения поршней 4 и 5 о стенки и об уплотнения цилиндров 2 и 3, т.е.

Рг> g НЯ2 + G1 + 62 + Т1 + Т2

Под действием давления от усилия Рг вода в верхней части большого цилиндра 3 перенасыщается кислородом воздуха до степени, определяемой по выражению где Сд — равновесная концентрация растворенного в воде кислорода при давлении

P, г/м

S2

С1 — равновесная концентрация растворенного в воде кислорода при атмосферном давлении Р т, г/м . з

Рг

Под действием давления $ закрыва$г ется обратный клапан 13 и открывается регулировочный S2 клапан 17 и по вертикальной 15 и горизонтальной 16 трубам вода, перенасыщенная кислородом воздуха, поступает в эжекторы t8, в которых захватывается воздух из атмосферы. Из эжекторов 18 вода, перенасыщенная кислородом, в смеси с воздухом, захваченным эжекторами 18, с большой скоростью (8-12 м/с) поступает и водоем для аэрируемой жидкости 14. При этом вода допол нител ьно насыщается кислородом за счет захвата ею воздуха из атмосферы свободнопадающей струей, Концентрация кислорода воздуха в воде, находящейся в водоеме для аэрируемой жидкости 14, после обработки. определяется по зависимости

1682330

Оп Сп + Оз Сз

On+0з где С вЂ” концентрация кислорода в воде, находящейся в водоеме для аэрируемой жидкости 14 после обработки, г/м;

On — расход поступающей через эжекторы 18 в водоем для аэрируемой жидкости 14 перенасыщенной кислородом воды, м /c;

C — концентрация кислорода в перенасыщенной им воде, г/M;

Оз — количество вовлекаемой в аэрацию воды, находящейся в водоеме для аэрируемой жидкости 14, мз/с;

Сз — концентрация растворенного в воде, находящейся в водоеме для аэрируемой жидкости 14, кислорода до аэрации, г/м .

Когда поршни 4 и 5 достигают крайнего верхнего положения. срабатывает контакт

20 и блоком 21 управления насос 8 отключается, прекращая свою работу. При этом регулировочный клапан 17 закрывается, открывается обратный клапан 13, вода из водоема для азрируемой жидкости 14 поступает в верхнюю часть большого цилиндра 3, поршни 5 и 4 движутся вниз и повторяется описанный цикл.

Изобретение позволяет повысить надежность аэрации.

Формула изобретения

1. Устройство для аэрации воды,содержащее водоем для аэрируемой жидкости и аппарат для насыщения воды воздухом под повышенным давлением, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения эффективности и экономичности насыщения воды кислородом воздуха, оно снабжено водовоздушными эжекторами, регулировочным клапаном избыточного давления, обратным клапаном, а также механизмом возвратнопоступательного движения, при этом аппа5 рат для насыщения воды воздухом под повышенным давлением выполнен в виде цилиндра с поршнем и уплотнением, закрытого крышкой с двумя трубопроводами, один из которых соединен с обратным кла10 паном, а другой — с регулировочным клапаном избыточного давления, поршень соединен с механизмом возвратно-поступательного движения, обратный клапан соединен с выходным концом одного из

15 водовоздушных эжекторов, входной конец которого сообщен с водоемом для аэрируемой жидкости, остальные водовоздушные эжекторы выполнены с открытыми выходными концами, а входными концами соеди20 нены с регулировочным клапаном избыточного давления.

2, Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что оно снабжено насосом и емкостью для гидросмеси, при этом механизм

25 возвратно-поступательного движения выполнен в виде цилиндра со.свободноплавающим поршнем и уплотнением, цилиндр заполнен гидросмесью. одним своим концом соединен с концом цилинд30 ра аппарата для насыщения воды воздухом под повышенным давлением, противоположным крышке с двумя трубопроводами, а другим — с насосом, насос сообщен с емкостью для гидросмеси, а ци35 линдр аппарата для насыщения воды воздухом под повышенным давлением расположен ниже уровня воды в водоеме для аэрируемой жидкости, 1682330

Составитель В.Кулемин

Техред М,Моргентал Корректор Т.Малец

Редактор Н.Яцола

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3380 Тираж, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5