Устройство для аэрации воды

)5 С 02 Г 3/2 Г ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ИДЕТЕЛЬСТВ 6 1 ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЭОВРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ ССОР(56) Авторское свидетельство СССРВ 1315392, кл. С 02 Г 3/20, 1987,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АЭРАЦИИ ВОД 11(57) Изобретение касается смещенияжидкостей с газами. Целью изобретения является интенсификация процесса. аэрации и снижение энергозатрат. Устройство содержит водоподвод 1643473 А 1 щий трубопровод 1, переходящий во внещний конАузор 2 с цилиндрической смесительной камерой 3, заканчивающейся диАфузором 4, внутренний конАУ- зор 5 с цилиндрической смесительной камерой 6. Внутри конФуэора 5 соосно с ним размещен воздухоэаборный трубопровод 7, на выходе которого закреплен кавитационный элемент в виде дифйузора 8, Между внутренним конфузором 5 и воздухозаборным трубопроводом 7, а также между внешним 2 и внутренним 5 конфуэорами, расположены закручивающиеся в противо 11643473 положные стороны лопасти 9 и 1 О, имеющие в сечении клиновидный профиль с острой передней кромкой. В теле лопастей 9 и 10 выполнены каналыи5 12, сообщающиеся между собой и с воздухозаборным трубопроводом 7 и выходящие на тыльную сторону лопастей 9 и 1 О, Вода в конфузорах 2 и 5 разделяется на два потока. При обтекании лопастей 9 и 1 О, а также диффузора 8 потоками жидкости, образуются суперкавериы, Разность давлений н суперИзобретение относится к смешениюжидкостей с газами и.может быть использовано, в частности, при биологической очистке сточных вод,елью изобретения является интенсификация процесса аэрации и снижение энергетйческих затрат.На фиг, представлено устройство,продольный разрез; на фиг,2 - узел Хна фиг,1; на фиг.3 - .сечение А-А нафиг.2; на фиг.4 - сечение Б-Б наФиг.2.Устройство для аэрации жидкостисодержит водоподводящий трубопроводпереходящий во внешний конфуэор 2с цилиндрической смесительной камерой3, заканчивающейся диффузором 4. Коаксиально внешнему конфуэору 2 рас"положен внутренний конфузор 5, заканчивающийся цилиндрической смесительной камерой 6,Внутри конфузора 5 соосно ему размещен воздухоэаборный трубопровод 7 40Г-образной формы, на выходе которогозакреплен кавитационный элемент, выполненный в виде диффузора 8, Междувнутренним конфузором 5 и ноздухоэаборным трубопроводом 7, а также 45между внешним 2 и внутренним 5 конфузорами расположены закручивающиеся впротивоположные стороны лопасти 9 и10 имеющие в сечении клиновидныйпрофиль с острой передней кромкой50(суперканитирующий проФиль), В телелопастей 9 и 10 выполнены каналы 11и 12, сообщающиеся между собой и своздухозаборным трубопроводом 7 и выходящие на тыльную сторону лопастей9 и 1 б;55 Устройство для аэрации воды работает следующим образом; кавернах и в воздухоэаборном трубопроводе 7 обуславливает инжекцию воздуха непосредственно н суперканерны,В результате взаимодействия двухпротивоположно закрученных двухфазных потоков н цилиндрической смесительной камере 3 результирующий поток сильно турбулизируется, что способствует интенсивному растворениювоздуха в воде, Изобретение позволя 1ет повысить степень очистки сточныхнод. 1 з.п. Ф-лы, 4 ил,Иода подается через водоподводящий трубопровод 1 в конфузоры 2 и 5, разделяясь на дна потока: внешний и внутренний. И конфузорах скорость потокон увеличивается, достигая необходимой величины (0-15 м/с), а статическое давление падает. При обтекании лопастей 9 и .10 соответственно внутренним и внешним потоками воды, они закручиваются в противоположные стороны. Суперканитирующий профиль лопастей обуславливает образование за ними присоединенных развитых кавитационных полостей (суперкаверн), давление н которых меньше парциальных давлений растворенных в воде газов. Разность давлений в полостях супер" каверн и в воздухозаборном трубопроводе 7,вызывает инжекцию воздуха че" рез каналы 1 и 12. В сильно турбулизиронанных хвостовых частях каверн происходит образование и отрыв микро- пузырьков воздуха. Таким образом за лопастями, создается двухфазная плотноупакованная водовоздушная смесь. При обтекании внутренним потоком, состоящим из воды и наполненных воздухом пузырьков диффузора 8, также образуется присоединенная каверна. Наличие микропуэырьков воздуха в потоке способствует образованию устойчивой каверны с минимальными энергетическими затратами. Разность статических давлений в потоке воды и в кавитационной полости за диффуэором 8 обуславливает инжекцию воэдуха. Унос газа через хвостовую часть канерны с образованием полей кавитационных пуэырькон, а также диффузия воздуха через поверхность раздела фаз (поверхность каверны) способствует постоянной инжекции воздуха в полость каверны, а16434 следовательно, и насыщению воды кислородом. За кавитационным элементом в смесительной камере 6 в результате повышения статического давления часть кавитационных пузырьков схлогывается и воздух, находящийся з них, растворяется в воде. Илотноупакованные кавитационными пузырьками закрученные в противоположные стороны внешний поток воды и соосный ему внутренний поток, выходящий иэ смесительной камеры 6, встречаются в смесительной камере 3. В результате взаимодействия двух противоположно закрученных пото ков в камере 3 происходит резкая турбулнэация потока воды, что приводит к активному схлопыванию кавитационных пузырьков по всему сечению потока с образованием кумулятивных микростру ек, скорость которых достигает 1000 - .500 и/с, а давление в точках схлопывания (1 О - 15)10 МПа.За с;.ет кавитационко-кумулятивного воздействия происходит инт нсивное 25 перемалывание и растворение воздуха в вод;., Б диффузоре 4 кинетическая энергия потока преобразуется в потенциальную с уменьшением скорости и повышением статического давления что 30 способствует дальнейшему преобразованию двухфазной смеси в однофаэную.Вьлолнение лопастей 9 и 10 клиновидной формы в сечении с острой передней кромкой, а кавитационного элемента - в виде диффузора 8, позволяет получить развитую поверхность контакта двух фаз (воздух - вода), величина которой может регулироваться как изменением геометрии кавитаторов (угол О атаки, шаг лопастей и степень загромождения потока) так и гидродинамйчес 736кими характеристиками потока (скорость и давление). Суперкавитирующий профиль лопастей и форма кавитационного элемента в виде диффуэора 8 обеспечивают также минимальные гидравлические потери, а следовательно, и снижение энергетических затрат при реализации режимов гидродинамической кавитации,Изобретение позволяет повысить степень очистки сточных вод.Формула изобретения 1, Устройство для аэрации воды, содержащее водоподводящий и воэдухозаборный трубопроводы, коаксиально расположенные внешний и Внутренний конфуэоры с цилиндрическими смеснтельными камерами, диффузор, установленный на выходе цилиндрической смеси- тельной камеры внешнего конфузора, и расположенные между воздухозаборным трубопроводом и внутренним конфузором, а также между внутренним и внеш- ним конфузорами закручивающиеся в противоположные стороны лопасти с каналами подводя воздуха, сообщающимися с воэдухозаборным трубопроводом, о тл и ч а ю щ е е с я тем,что,с целью интенсификации процесса аэоации и снижения энергетических затрат, оно снабжено кавитационйым элементом, установленным на выходе воздухоэаборного трубопровода, закручивающиеся лопасти выполнены с клиновидным профи-., лем в сечении и с острой передней кромкой, а каналы в лопастях выполнены с выходом на тыльную сторону последних.2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что кавитационный элемент выполнен и форме диффузора.1643473Я-АСоставитель В. КулемииРедактор И.Дербак Техред М.Дидьщ Корректор Т.Малед Заказ 1214 Тираж 605 Подписное ВНИИПИ Гос И Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент" г Ужгор д жгород, ул. агарина, 1 1Г