Двокамерний струминний аератор

Двокамерний струминний аератор, що містить циліндричний колектор з отворами, рівномірно розташованими вздовж твірної колектора, і повітряний канал, виконаний у вигляді П-подібного профілю з випускними отворами, рівномірно розташованими вздовж основи, розміщеної на поверхні колектора, при цьому отвори колектора співвісні з отворами повітряного каналу, який відрізняє ться тим, що на випускних отворах повітряного каналу встановлені насадки, кожна з яких містить циліндричну змішувальну камеру, яка сполучена з ви хідним дифузором. UA (21) a200611720 (22) 07.11.2006 (24) 25.11.2008 (46) 25.11.2008, Бюл.№ 22, 2008 р. (72) БУЛГАКОВ БОРИС БОРИСОВИЧ, UA, ГАКОВ ОЛЕКСІЙ БОРИСОВИЧ, U A, ГУРВИЧ РГІЙ ОЛЕКСІЙОВИЧ, UA, ПЕТРОВ ОЛЕКСІЙ ЙОВИЧ, UA (73) БУЛГАКОВ БОРИС БОРИСОВИЧ, UA, ГАКОВ ОЛЕКСІЙ БОРИСОВИЧ, UA (56) RU 2229926 C1, 10.06.2004 SU 1041085 A, 15.09.1983 SU 245487, 04.06.1969 US 6017449, 25.01.2000 US 4929397, 29.05.1990 2 (19) 1 3 84750 чує більш інтенсивний процес насичення води киснем. Це досягається завдяки тому, що розпилювач водоповітряної суміші, приєднаний до камери змішування, оснащений концентрично розташованими відсікачами, виконаними у вигляді усічених конусів, менші основи яких направлені у бік корпусу розпилювача. Водоповітряна суміш, що надходить з камери змішування до розпилювача, розділяється відсікачами на рівномірні об'єми, які, рівномірно розширюючись, розподіляються по перерізу витікаючого потоку. За таких умов суттєво збільшується кут розкриття факелу водоповітряної суміші та інтенсифікується процес аерації. Умови експлуатації цього аератора потребують його розміщення над поверхнею води на 20 25см, і, не дивлячись на те, що він в змозі насичувати киснем значні об'єми рідини, область застосування його є досить обмеженою. Так, потоки водоповітряної суміші, що надходять в товщу води з розпилювача, направлені зверху-вниз, що є ефективним в разі насичення води киснем, і в той же час абсолютно неефективним для створення бар'єрної рибозахисної завіси. Крім того, конструкція аератора є складною і матеріалоємною. А, враховуючи той факт, що в процесі роботи камера змішування постійно здійснює хаотичні коливальні рухи в різних напрямках (тобто вібрує), можна дійти висновку, що термін експлуатації аератора невеликий. Ці недоліки усунені в двокамерному струминному аераторі, що містить колектор у вигляді циліндра з патрубком для рідини (першу камеру), повітряний канал у вигляді патрубка з впускним отвором (другу камеру) і випускну насадку [патент РФ №2187381, MПК8:C02F3/18, опубл. в Бюл. №6, 2001p.]. Недоліком цього пристрою є неможливість створення потоку, спрямованість якого була б перпендикулярною до осі колектора. Це обмежує можливість використання аератора для створення протяжних і рівномірних потоків водоповітряної суміші, що є вкрай важливим у разі застосування аератора для цілей очищення стічних вод та створення рибозахисних пристроїв. За прототип винаходу прийнятий двокамерний струминний аератор, що містить циліндричний колектор з отворами, рівномірно розташованими вздовж твірної колектора, і повітряний канал, виконаний у вигляді П-подібного профілю з випускними отворами, рівномірно розташованими вздовж основи, розміщеної на поверхні колектора, при цьому отвори колектора співвісні з отворами повітряного каналу [патент РФ №2229926, MПк 8:C02F3/04, опубл. в Бюл. №16, 2004p.]. На початковій стадії роботи цього аератора, коли в порожнині повітряного каналу має місце затоплений водяний струмінь, кут розкриття останнього становить близько 8°. На цій стадії відбувається вихід води з повітряного каналу і заміщення її повітрям. З моменту, коли повітряний канал повністю заповниться повітрям, водяний струмінь, проходячи через камеру, вже не є затопленим, і кут його розкриття зменшується майже до 0° - тобто струмінь витікає практично вертикально. Це призводить до того, що між стінками випускно 4 го отвору і струменем утворюється зазор, в який підтікає (затягується) зовнішня вода. Це негативно позначається на процесі змішування і суттєво знижує ефективність аерації, особливо на глибинах, що перевищують 10м. Тому головним недоліком відомого пристрою є різке зниження витрат повітря при збільшенні глибини занурення аератора. Це обмежує можливість його застосування для очищення стічних вод в накопичувальних ємностях великого об'єму і створення рибозахисних пристроїв донних водозаборів. В основу винаходу поставлена задача підвищення продуктивності роботи двокамерного струминного аератора шляхом оснащення випускних отворів повітряного каналу аератора насадками, внутрішня порожнина яких має форму циліндра, до якого примикає конусний вихідний дифузор, в результаті чого забезпечується утворення в аераторі додаткової змішувальної камери і підсилення засмоктування в неї повітря з утворенням потужного водоповітряного факелу, який має високу виштовхувальну силу і блокує надходження води в повітряний канал. Поставлена задача вирішується тим, що в двокамерному струминному аераторі, що містить циліндричний колектор з отворами, рівномірно розташованими вздовж твірної колектора, і повітряний канал, виконаний у вигляді П-подібного профілю з випускними отворами, рівномірно розташованими вздовж основи, розміщеної на поверхні колектора, при цьому отвори колектора співвісні з отворами повітряного каналу, згідно до винаходу, на випускних отворах повітряного каналу встановлені насадки з циліндричною змішувальною камерою, яка містить вихідний дифузор. Вказаний вище технічний результат обумовлений ознаками, що відрізняють запропонований винахід від ознак подібних аераційних пристроїв, описаних згідно відомого рівня техніки, зокрема у винаході, прийнятому за прототип. Циліндрична частина внутрішньої порожнини насадки в конструкції аератора створює додаткову змішувальну камеру, і по суті подовжує змішувальну камеру П-подібного каналу, в якому утворюється водоповітряна суміш. При цьому кут розкриття струменю складає більше 10°. Завдяки подовженню камери на вході дифузора і в самому дифузорі утворюється суцільний водоповітряний потік, об'єм і сила виштовхування якого є достатніми для блокування підтікання зовнішньої води до повітряного каналу, а також для підняття потоку на значну висоту. За таких умов сформований потужний водоповітряний потік здатний забезпечити ефективну аерацію водяної маси на глибинах, що перевищують 10м. Запропонований двокамерний струминний аератор та принцип його дії пояснює креслення. Аератор містить перфорований циліндричний колектор 1 з отворами 2, які рівномірно розташовані вздовж твірної колектора 1, повітряний канал З П-подібного профілю з випускними отворами 4, рівномірно розміщеними вздовж основи 5 повітряного каналу. Отвори 4 і 2 співвісні, причому отвори 2 колектору розташовані в порожнині повітряного каналу 3. На випускних отворах 4 повітряного ка 5 84750 налу 3 встановлені насадки 6, що мають циліндричні змішувальні камери 7. До камер 7 примикають вихідні конусоподібні дифузори 8. Пунктирними лініями на кресленні позначені прямі, що проходять через верхні крайки отворів 2, 4 і пересікаються на осі симетрії колектора 1. Двокамерний струминний аератор працює наступним чином: У вихідному стані порожнина колектора 1 (перша камера), як і порожнина повітряного каналу З (др уга камера), заповнені водою. Рідина, що підлягає аерації, за допомогою насосу надходить до порожнини колектору 1 і протискається через отвори (сопла) 2, та 4, захоплюючи рідину, що знаходиться в порожнині повітряного каналу 3. При цьому в порожнині 3 утворюється розрідження і канал заповнюється повітрям через отвори, розташовані поза робочою зоною колектора 1 (ці отвори на кресленні не показані). Підсмоктування повітря при проходженні струменю води Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 6 через отвір 4 призводить до утворення водоповітряної суміші по периферії цього струменю. В межах камери 7, яка, як було сказано вище, є продовженням другої змішувальної камери аератора (тобто повітряної камери 3), відбувається підсилення процесу змішування водоповітряної емульсії за рахунок підсмоктування додаткового об'єму повітря. Збагачений великою кількістю повітря струмінь, виходячи з розширеного конусу дифузора 8, втрачає свою швидкість і в той же час його кінетична енергія переходить в потенційну енергію статичного тиску, який зростає. За рахунок підвищення тиску відбувається інтенсивна сатурація бульбашок повітря у воду. В процесі аерації водного середовища біля дифузора утворюється висококонцентрований потік водоповітряної емульсії, який має високу вихідну енергію. Такий потік блокує надходження води в зазор між змішувальною камерою і струменем води, що витікає з дифузору. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601