Устройство для аэрации воды

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 1)5 С 02 Р 3 20 НИЯ ИДЕТ ЕЛЬС К АВТОРСКО 478687/230.06.88 4 ь ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЭОБРЕ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АЭРАЦИИ ВОДЫ(57) Изобретение может быть использовано для обогащения кислородом воздуха воды в рыбоводных водоемах. -прудах, озерах и реках. Целью изобретения является обеспечение аэрации воды без затрат электрической имеханической энергии посредством использования энергии ветра. Устройство для аэрации воды содержит полую 1576497 А стойку 1, воздушно-водяной эжектор 2 в форме крыла самолета, свернутого в кольцо, с плоско-выпуклым профилем в сечении, с углом атаки относио тельно воздушного потока М 5-10 кольцевые закрылки 7 и 8, а также распылитель 4, соединенный с водо- подводящим трубопроводом 5. При обтекании ветровым потоком внутренней и внешней поверхностей воздушно-водяного эжектора 2 с кольцевыми закрылками 7 и 8 внутри канала образуется зона пониженного давления, что способствует поднятию воды по трубопроводу 5 в распыпитель 4 и разбрызгиванию последней. Изобретение позволяет снизить затраты на аэрацию ,воды. 3 з.п. ф-лы, 1 ил30 Изобретение относится к, устройстЬам для насыщения воды кислородом Воздуха и может быть использовано для аэрации воды в рыбоводных водоэ емах - прудах, озерах и реках в районах, где имеет местоналичие ветра, дующего со скоростью 4 м/с иболее.Целью изобретения является обеспечение .аэрации воды без затрат электрической и механической энергии посредством использования энергии ветра.На чертеже изображено устройство для аэрации воды, поперечный разрез,Устройство для аэрации воды в рыбоводных водоемах с использованиемэнергии ветра состоит из полой стойки 1, на верхней части которой наступице, подвижно относительно вео-.тикальной оси, на высоте Н=2, 5-3 мнад уровнем воды в водоеме размещен воздушно-водяной эжектор 2, выполненный в виде крыла самолета, свер , нутого в кольцо, с плоско-выпуклым профилем в сечении, с углом атаки к набегающему воздушному потоку о 65-10 . В зоне узкой части канала 3, образованного кольцевым крылом эжектора 2, внутри профиля размещен кольцевой распылитель 4 с отверстиями для подвода воды в поток воздуха, Распыпитель 4 соединен с водоподводящим (водозаборным) тру бопроводом 5, проходящим внутри полой стойки 1 и погруженным другим концом в воду на глубину 1,5-2 м. Трубопровод 5 служит для забора воды из водоема и подачи ее к распылителю 4, К верхней части распылителя 4 прикреплена трубка 6, которая проходит сквозь профиль сверху, закрыта колпачком и служит для прочистки водоподводящего трубопровода 5 в случае его засорения или замерзания в зимнее время.За расширяющейся частью канала, образованного воздушно-водянымэжектором 2, установлены последовательно50 друг за другом два кольцевых эакрыпка 7 и 8, образующие все более расширяющийся канал (раструб). Кольцевой закрыпок 7 установлен под углом к набегающему воздушному потоку Ь12-18 , а кольцевой закрылок 8 -о 55опод углом = 20-25, н они разме. щены так, что образуют щели 9 и 10 джиу воздушно-водяным эжектором 2 -" г и закрылком 7, а также между закрылками 7 и 8, через которые происходит перетекание воздуха из эонывысокого давления с наружней стороны кольцевого крыла в зону низкогодавления, образующегося внутри канала.За кольцевым закрылком 3 параллельно вертикальной плоскости установлены лопасти 11, обеспечивающиеориентацию устройства входным диффузором навстречу потоку ветра.Во избежание попадания воды изамерзания ее в зимнее время пространство между полой стойкой 1 инаружной поверхностью иодоподводящего трубопровода 5, проходящеговнутри стойки 1, закрыто внизу крышкой 12 с сальниковым уплотнением 13и заполнено теплоизоляционным материалом 14.Во избежание засасывания с водойв водозаборный трубопровод 5 мелкойрыбешки и других предметов на егоконце, погруженном в воду,устанавливается сетка 15.Все устройство может закреплятьсяна забитой в дно свае 16 при мелководных:водоемах и расчалено заякоренными в дно растяжками 17 или при глубоких водоемах может размещаться напоплавках также с усилением растяжками 17,Устройство для аэрации воды работает следующим образом.При обтекании ветровым потокомвнутренней и внешней поверхностейвоздушно-водяного эжектора 2 с кольце.выми закрылками 7 и 8 внутри и снару,жи канала, образованного ими, создаются различные скорости воздушногопотока и различные аэродинамическиедавления, которые зависят от формыпрофиля крыла, его размеров, углаатаки о, угла отклонения закрылковии величин щелей между ними,а также между воздушно-водяным эжек. тором 2 и закрыпком 7. При обтекании воздушно-водяного эжектора 2 сплоско-выпуклым профилем в сечении иуглом атаки к набегающему потоку о 45-10 внутри канала 3, образованноого этим крылом, происходит значительное изменение скоростей воздушногопотока и образуется зона пониженногодавления, которая достигает максимального значения в самой узкой чаСти канала 3.5 15При достижении скорости воздушного потока в узкой части канала 3 порядка 240-280 м/с отношение давле. ния в этой части канала Р к атмосферному Р может достигать - с 0,6.РуО При таком понижении давления воздушно-водяной эжектор 2 поднимает столб воды по трубопроводу 5 за счет атмосферного давления на высоту установки эжектора над уровнем воды. Поднятая вода поступает в распыпитель 4, установленный в самой узкой части канала, через отверстия в стенке узкой части канала разбрызгивается на мелкие брызки, которые вылетают из эжектора, и, обогащаясь в воздушном потоке атмосферным кислородом, падают в водоем.Установленные за воздушно-водяным эжектором 2 закрылки 7 и 8 со щелями для перетекания воздуха из зоны повышенного давления в зону пониженного давления образуют струю с сильным течением вдоль внутренней расширяющейся стенки канала, чем обеспечивают безотрывное движение воздушного потока внутри канала и позволяют достигать в узкой его части больших скоростей, обеспечивающих эжекцию воды из водоема.В случае изменения направления ветра установленные за закрыпком 8 лопасти 11 под действием бокового потока разворачивают устройство входным диффузором вновь навстречу потоку ветра.76497 6Этим достигается уменьшение разм=, впузырьков воздуха и максимальноерастворение его в воде.Однако, наблюдения показывают, что5рыба старается находиться подальшеот тех мест, где работают такие аэра 10 15 20 25 30 35 торы.Состав воздуха в воде (" водяной воздух") отличается от состава атмосферного воздуха. Атмосферный воздух содержит 787 азота и 212 кислорода, воздух, выделенный из воды -637 азота и 367 кислорода. Нагнетанием атмосферного воздуха под воду и его растворением нарушается баланс "водяного воздуха", т.е, увеличивается содержание не только кислорода, но и растворенного в воде азота, что приводит к неблагоприятным условиям для рыбы и других обитателей водоема, а иногда и к специфическим заболеваниям.Поэтому отдают предпочтение аэрационным устройствам, основанным на способе разбрызгивания воды над водоемом, Преимущество предлагаемого способа заключается в том, что капли воды, двигаясь в среде воздуха, поглощают из него газы в соответствии с ее коэффициентом абсорбции, который на один объем воды составляет О, 035 объема кислорода и 0,017 объема азота, т.е. капля воды поглощает азота в два раза меньше, чем кислорода. Этим же объясняется преиму. щество систем каскадной аэрации,Изобретение позволяет снизить затраты на аэрацию воды.Устройство может быть изготовлено любой производительности. При этом увеличение скорости ветра более 4,0 м/с приводит к резкому повышению производительности, так как мощность, развиваемая ветром, а в данном случае устройством, находится в прямой зависимости от эффективной площади рабочей части устройства и кубической зависимости от скорости ветра.Кроме того, следует обратить внимание на способ обогащения воды ат,мосферным кислородом. Известен способ аэрации воды методом нагнетания при помощи компрессоров атмосферного воздуха под воду по трубам, имеющим отверстия в стенках, а иногда с применением фильтросных пластин, Формула изобретения 1. Устройство для аэрации воды,содержащее полую стойку, водоподъем ное устройство с распылителем в верх 15 50 55 ней части стойки, водоподводящий трубопровод, соединенный с распылителем, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения аэрации воды без затрат электрической и механической энергии посредством использования энергии ветра, водоподъемное устройство выполнено в виде воздушно- водяного эжектора в форме крыла самолета, свернутого в кольцо, с плоско-выпуклым профилем в сечении, с углом атаки относительно воздушногоопотока, равным 5-10 , при этом распыпитель расположен в узкой части . воздушно-водяного эжектора.Составитель В. КулеминРедактор Н.Гунько Техред М,ХоданичКорректор Т,Малец Заказ 1827 ,Тираж 790 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 . Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 1017 15764972. Устройство по п.1,. о т л и -- ри полой стойки и снабжен утеплич а ю щ е е с я тем, что воздушно- телем, размещенным в пространстве межводяной эжектор на выходе снабжен ду стенками водоподводящего трубопроФкольцевыми закрылками установленны- вода и полой стойки а также саль 35Ф ми последовательно друг за другом ником, установленным в месте ввода и образующими щель между собой, а водоподводящего трубопровода в полую также между эжектором и первым по стойку.ходу потока воздуха кольцевым закрыл. Устройство по п,1, о т л и - ком,ч а ю щ е е с я тем, что воздушно 3. Устройство по п.1, о т л и -водяной зжектор снабжен лопастями и Ч а ю щ е е с я тем, что водопод- установлен с воэможностью перемещения Водящий трубопровод установлен внут- относительно стойки.