Устройство для аэрации воды

)5 НИЯ ЗОБ В ьский ,А,гу(54) У для н Изобретенидля насыщенияного воздуха иестественных инапример озерлах, реках, а такях и биологичесЦель изобртивности и эконкислородом воз На ч ройствоУстр пресс 1, цилиндр бал ьшог линдра 2 жены с Нижняя нена гид твам ферона мах, ана- ениказана уст ическии малого частью аго ци- асполо 4 и 5, заполмдл ого овышение эффекнасыщения воды ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ТОРСКОМУ СВИДЕТЕ(71) Всесоюзный научно-исследоваинститут по охране вод(56) Авторское свидетельство СССРМ 977398, кл. С 02 Р 1/00, 1981,СТРОЙСТВО ДЛЯ АЭРАЦИИ ВОДЫ (57) Изобретение относится к устройствамасыщения 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 е относится к устройсводы кислородом атмоможет быть использоваискусственных водоах, водохранилищах,же на очистных сооружких прудахетения - иомичностидуха. 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 вадовоздушный 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 воздухам, 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.евер ертеже схематично подля аэрации воды.ойство содержит гидравлу которого верхняя частьа 2 сообщена с нижнейо цилиндра 3. Внутри мали большого цилиндра 3 роответственно поршничасть большого цилиндра 3росмесью 6. Нижняя частьцилиндра 2 сообщается напорным патрубком 7 с насосом 8, всасывающий патрубок 9 которого погружен в емкость 10, заполненную гидросмесью 6. Верхняя 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 40-45 О, 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 гидро- смесью 6 из емкости 10 и неработающем насосе 8 в верхнюю часть большого цилиндра 3 под напором Н по трубопроводу 11 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, Под 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 патрубку 7 неработающему насосу 8 и всасывающему патрубку 9 поступает в емкость 10. Одновременно верхняя часть большого цилиндра 3 заполняется водовоздушной смесью, При достижении 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 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 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 Р 2, равным Р 2 = Р 12 1 т.е. большим, чем Р 1 во столько раз, во сколько площадь Я поршня 5 больше площади 1 поршня 4 гидравлического пресса 1 (а давление, развиваемое насосом 8, равР 1 Р 2но Рч=1 ЯгУсилие Р 2, действующее снизу на поршень 5, должно быть таким, чтобы преодолеть напор Н (т.е. силу давления на поршень 5 сверху, равную у НЯ 2, гдето - удельный вес жидкости, кг/мз), весов 61 и 62 поршней 4 и 5, а также сил Т 1 и Тг трения поршней 4 и 5 о стенки и об уплотнения цилиндров 2 и 3, т,е. Рг ) Н 2 + 61 + 62 + Т 1 + Т 2. Под действием давления от усилия Р 2 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 Рг/мз2С - равновесная концентрация растворенного в воде кислорода при атмосферном давлении Рат, гам .зРгПод действием давлениязакрывагется обратный клапан 13 и открывается регулировочный 2 клапан 17 и по вертикальной 15 и горизонтальной 16 трубам вода, перенасыщенная кислородом воздуха, поступает в эжекторы 18, 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 зависимостиОп Сл+Оз Сз Ол+Оз где С - концентрация кислорода в воде, находящейся в водоеме для аэрируемой жидкости 14 после обработки, г/м;Ол - расход поступающей через эжекторы 18 в водоем для аэрируемой жидкости 14 перенасыщенной кислородом воды, м /с;Сл - концентрация кислорода в перенасыщенной им воде, г/м;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, регулировочнымклапаном избыточного давления, обратнымклапаном, а также механизмом возвратнопоступательного движения, при этом аппа 5 рат для насыщения воды воздухом подповышенным давлением выполнен в видецилиндра с поршнем и уплотнением, закрытого крышкой с двумя трубопроводами,один из которых соединен с обратным кла 10 паном, а другой - с регулировочным клапаном избыточного давления, поршеньсоединен с механизмом возвратно-поступательного движения, обратный клапан соединен с выходным концом одного из15 водовоздушных эжекторов, входной конецкоторого сообщен с водоемом для аэрируемой жидкости, остальные водовоздушныеэжекторы выполнены с открытыми выходными концами, а входными концами соеди 20 нены с регулировочным клапаномизбыточного 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 механизм25 возвратно-поступательного движения выполнен в виде цилиндра со.свободноплавающим поршнем и уплотнением,цилиндр заполнен гидросмесью. однимсвоим концом соединен с концом цилинд 30 ра аппарата для насыщения воды воздухом под повышенным давлением,противоположным крышке с двумя трубопроводами, а другим - с насосом, насоссообщен с емкостью для гидросмеси, а ци 35 линдр аппарата для насыщения воды воздухом под повышенным давлениемрасположен ниже уровня воды в водоемедля аэрируемой жидкости,нно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина Произв з 3380 Тираж, ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5