Аератор “имтех”

Реферат: Аератор для аерації рибних ставків складається з двох основних блоків: насоса та струминного аератора. При цьому використовується насос в "мокрому" виконанні, а аератор розташований під кутом 45 º відносно поверхні води рибного ставка. UA 78591 U (12) UA 78591 U UA 78591 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до аерації рибних ставків, збагачення водної суміші ставків киснем, створення умов природного окислювання екскрементів риб. Аератор "ИМТЕХ" глибинного типу може бути використаний для утилізації забруднень малої і середньої кількості стічних вод і осаду оздоровлювальних закладів, населених пунктів, промислових об'єктів. Пристрій створює особливі гідравлічні умови, виключаючи утворення осаду на дні ставків та споруд. Відоме: 1). Обладнання для аерації ставків, дачних природних плавальних басейнів, рибних ставків, - аератор німецького виробництва "Aqua Air 250", який має закритий корпус з днищем, насос та систему аерації на базі типу водоміра "Вентурі". Недоліком конструкції є постійне замулювання фільтруючої сітки, низька концентрація та швидкість розчинення кисню під атмосферним тиском та високі питомі енерговитрати, шумовий ефект, що негативно впливає на приріст рибної маси, знижує коефіцієнт корисної дії установки. 2). Турбо-ежекторний аератор, вакуумне підсмоктування повітря та мілкобульбашкова аерація водної суміші в рибних ставках. Установка складається з насоса в "сухому" виконанні, редуктора обертання, вакуумного вузла підсмоктування повітря, пристрою для захисту двигуна від зволоження. Недоліком конструкції є мала площа обслуговування, підвищенні енерговитрати, шумовий ефект, зниження коефіцієнта корисної дії установки щодо розчинення кисню, в тому числі, на малі глибини, відсутність промислової перевірки. 3). Установка аерації рибних ставків, призначена для створення водообміну та збагачення води киснем в місцях скупчення риби. Установка містить насос та відповідне обладнання поверхневий струминний аератор. Недоліком конструкції є поверхневе розташування аератора над рівнем рідини, що знижує коефіцієнт корисної дії установки щодо розчинення кисню, мала площа обслуговування, підвищені енерговитрати, шумовий ефект. 4). Найбільш близьким аналогом - по технологічній суті і по досягнутому результату при його використанні, є - "Гідрокомпресор струминного типу" (Росія), про який опубліковано в науковій праці Е. С. Розумовського "Очистка и обеззараживание сточных вод малых населенных пунктов". Москва, Стройиздат. - 1986 г., стор. 40, який був вибраний авторами як прототип заявленої корисної моделі. Пристрій складається з двох основних блоків - насоса в "сухому" виконанні та вертикально розташованого струминного аератора, з'єднаного з дифузором, який також вертикально занурений в рідину. Недоліком відомого устаткування (прототипу), з метою досягнення результатів збагачення розчиненим киснем рідини та біологічного очищення забруднених вод рибних ставків, є: - відносно малий ККД по розчиненому кисню, рівний 0,4; - насос в "сухому" виконанні, що потребує додаткових витрат; - насос в "сухому" виконанні потребує заходів для охолодження двигуна; - відносно мала площа обслуговування поверхні рідини. Використання насоса і обладнання в "сухому" виконанні потребує додаткових високих капітальних витрат, спеціального обслуговування та приводить до низької швидкості процесу очищення. Відносно мала площа поверхні рідини, що обслуговується установкою, збільшує геометричні розміри споруди, збільшує питому кількість аераторів і виключає можливість створення компактної технологічної схеми та конструкції установки, що особливо важливо для малих та середніх витрат стічних вод. Відносно малий ККД по розчиненому кисню не вирішує питання окислювання азотистих сполук на стадії глибинної очистки. Прийнята система аерації не збільшує коефіцієнт переносу кисню в систему і не забезпечує потрібні умови для перемішування шарів по довжині та пошарово. Такі умови аерації викликають осідання вторинних забруднень, продуктів розпаду речовин, що приводить до накопичення важкоокислювальних, токсичних речовин (отруйних для риб, наприклад, продуктів розпаду, якими є сірководень, вуглець, метан тощо) та зумовлюють створення "мертвих зон" на дні рибних ставків, що, як наслідок, приводить до вторинного забруднення рідини. Задачею корисної моделі є створення компактної, мобільної установки-аератора рибних та природних ставків, споруд повної утилізації забруднень, високої потужності, з принципово новою системою глибинної аерації, яка має вузол всмоктування атмосферного повітря. Аератор збагачує ставки та шари рідини, що очищаються, розчиненим киснем, тим самим створюючи окислювальні процеси в них. 1 UA 78591 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Поставлена задача вирішується наступним чином. Аератори та насоси занурені у шар ставкової рідини під кутом приблизно до 45 º. Таке розташування аераторів утворює реактивну силу, що забезпечує самовільний рух комплексу в заданому напрямку. Досягаючи зони понижених концентрацій розчиненого кисню, комплекс зупиняється та збагачує шари рідини киснем. Основним вузлом комплексу є система аератора глибинного типу з багатократною рециркуляцією, напірний трубопровід якої має вузол всмоктування атмосферного повітря. Екологічно чистий процес, швидкий ввід в експлуатацію, стійкість в роботі, відсутність потреби в стисненому повітрі, тобто відсутність компресорних станцій. Особливі переваги технології - її вітчизняна розробка як технології, так і конструкції, матеріали і нова енергозберігаюча система аерації. Система аерації застосована і апробована в промисловому масштабі на ряді об'єктів України для будівництва нових і реконструкції діючих споруд. Напірна система аерації має як практичне, так і теоретичне обґрунтування. Система не забруднюється, знижує енерговитрати в 3-4 рази по відношенню до турбінних і інших систем механічної аерації і в 2-3 рази по відношенню до пневматичної аерації. Особливістю і відмінним фактором системи є покращені умови розчинення кисню і гідравліки споруд. Крім процесу розчинення кисню під тиском всередині диспергатора та дифузора збільшується швидкість масопереносу. Струмінь суміші повітря та води, виходячи з аератора з достатньою швидкістю, утворює двофазову систему. Перша фаза - бульбашки повітря, які, маючи малу щільність, відриваються на певну відстань від загального потоку і створюють рух в рибному ставку проти часової стрілки. Друга фаза, маючи більшу щільність, утворює рух по дну ставка, тобто потік рухається за часовою стрілкою. Така інтенсивна протитечія збільшує швидкість масопереносу. Не погіршуючи загальний ефект, система приводить до збільшення продуктивності по кисню і по ефекту його споживання. Концентрація розчиненого кисню збільшується в два-три рази, а ККД використання кисню збільшується на 30-40 %. Система напірної аерації глибинного типу також дає можливість регулювати вік біологічної системи, тобто якість очистки і кратність циркуляції суміші в системі. Система проста у виготовленні і значно знижує капітальні затрати. Технічним результатом від використання всіх існуючих показників в об'ємі патентних домагань є створення компактної мобільної установки, яка має технологічну та економічну перевагу, забезпечуючи багаторазову, заданої частоти, рециркуляцію водомулової суміші, що дає можливість керувати процесом та збільшувати його швидкість і якість очищення. Запропоноване технічне рішення пояснюється кресленням, де на фіг. 1 зображена технологічна схема АРН-25 для рибних ставків; на фіг. 2 - установка у робочому вигляді. Установка для аерації рибних ставків (фіг. 1) містить глибинний насос в "мокрому" виконанні 1 з напірною подавальною лінією. У місцях зміни напрямку руху рідини на напірній лінії встановлені коліна 2, 4 з плавним поворотом (по 135 °), що зменшує втрати тиску та дає можливість знизити робочий тиск, який розвиває насос. У місцях з'єднання аераторів, двох і більше, також встановлюється плавний вузол повороту на 135 ° за допомогою так званого трійника типу "ластівчин хвіст" 3, що зменшує втрати тиску та дає можливість зменшити тиск, що розвиває насос. Для регулювання витрати перед аераторами, на напірній лінії встановлюється кульовий вентиль 5. Суміш повітря та рідини після аератора 6 потрапляє в дифузор 7, де під тиском відбувається повне розчинення атмосферного повітря у циркулюючій рідині, та через розсіювач суміші 8 суміш газ-рідина потрапляє в шари рідини рибного ставка та збагачує останній киснем, що створює умови для задовільного росту риб. Комплекс аератора "ІМТЕХ" встановлюється на човні 9 (фіг. 2). Запропонована установка працює наступним чином. Глибинний насос 1 знекиснену воду з шарів рибного ставка через напірні трубопроводи подає до аераторів АРН-25 - 6. Аератор 6, за рахунок перепаду тиску між фазами робоча рідина-повітря, підсмоктує атмосферне повітря та в дифузорі під підвищеним тиском (значно більшим за атмосферний тиск) розчиняє кисень в циркулюючій (робочій) рідині. Далі рідина, перенасичена киснем, розсіюється у шарі води рибного ставка, тим самим збагачуючи шари води ставків киснем. Суміш, що надходить з дифузора в рідину ставків, більшої швидкості і створює реактивну силу (аналогічно реактивним літакам) та забезпечує умови руху човна з аератором. Установка виготовлена і застосована в м. Білгород-Дністровський (Одеської області). Установка також застосована у робочих проектах для інших об'єктів і дала енергетичний, екологічний та економічний ефект. Перелік фігур креслення: фіг.1 – аератор "ИМТЕХ" для рибних ставків, технологічна схема, де: 1 – глибинний насос в "мокрому" виконанні; 2, 4 – коліна 135 °; 3 – трійник "ластівчин" хвіст; 2 UA 78591 U 5 5 – вентиль кульовий; 6 – аератор АРН-25; 7 – дифузор% 8 – розсіювач суміші "газ-рідина"; фіг. 2 - аератор "ИМТЕХ" для рибних ставків на човні, робочий вигляд, де: 9 – човен для транспортування системи аератора АРН-25 для рибних ставків. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 1. Аератор для аерації рибних ставків, що складається з двох основних блоків: насоса та струминного аератора, який відрізняється тим, що використовується насос в "мокрому" виконанні, а аератор розташований під кутом 45 º відносно поверхні води рибного ставка. 2. Аератор за п. 1, який відрізняється тим, що система аератора глибинного типу має вузол всмоктування атмосферного повітря. Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3