Аэрирующий элемент

, кл. С 02 Р 3/20,того, эффеании в аэр снижаетс воздухафиля трубь Кром использо элемента пузырько ского про о краям цилиндричегде а сти). ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Институт механики мсистем АН БССР(57) Использование: при очистке высококонцентрированных по органическим загрязне Изобретение относится к технике аэрации жидкости и может быть использовано при очистке высококонцентрированных по органическим загрязнениям сточных вод.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является аэрирующий элемент из волокнисто-пористого термопластичного полимерного материала, выполненный в виде трубы, жесткость которой обеспечивается войлочной структурой укладки волокон и интенсивной пропиткой концов трубы отверждающимся полимером. Использование волокнистой (войлочной) структуры позволяет получить более мелкие поры, а следовательно, и более мелкие пузырьки воздуха, чть ведет к увеличению эффективности аэрации.Однако известный аэрирующий элемент имеет очень низкую жесткость на изгиб, что требует дополнительных опорных элементов, усложняющих конструкцию аэратора и осложняющих их монтаж. ниям сточных вод, Сущность изобретения: аэрирующий элемент в виде трубы из волокнисто-пористого термопластичного материала выполнен с упорядоченной стереоскопической структурой, образованной волокнами, сплавленными друг с другом в месте их контакта, и с трехгранным в поперечном сечении профилем, грани которого выполнены в виде дуг окружности с радиусом г, находящимся в интервале агоо, где а - радиус описанной по отношению к поперечному сечению трубы окружности, 2 ил. Ъф тивность аэрации при ционной системе этих за счет коалесценции Цель изобретения - повышение эффек-ф тивности аэрации, увеличение срока служ бы за счет повышения жесткости.Цель достигается тем, что аэрирующийэлемент из волокнисто-пористого термопластичного полимерного материала, вы- О полненный в виде трубы, имеет упорядоченную стереоскопическую структуру, образованную волокнами, сплавленными между собой в местах контакта, Поперечное сечение трубы имеет трехгранный профиль,а грани которого выполнены в виде дуги окружности, радиус кОторой находится в ин- тервале аг вус выступов (описанной окружноВ совокупности существенные признаки позволяют исключить коалесценцию пузырьков воздуха по краям профиля трубы за счет конфигурации профиля и уменьшения пористости выступов по сравнению с гранями, повысить жесткость аэрирующего элемента за. счет укладки и сплавления волокон, а также наличия трех более плотных выступов, что влечет за собой упрощение кснструкции азратора и снижение трудоемкости монтажа аэрационной системы; увеличить срок службы за счет трехкратной смены аэрирующих поверхностей; сократить расход сырья на изготовление элементов на 10-50 Д по сравнению с цилиндрическим профилем,На фиг. 1 изображено устройство для получения аэрирующего элемента; на фиг, 2 - поперечное сечение профиля аэрирующего элемента.Аэрирующий элемент получают следующим образом. Термопластичный полимерный материал загружается в бункер генератора волокон (не показан), нагревается, гомогенизируется и подается в распыли- тельное устройство 1 (фиг. 1), в которое через камеру закрутки 2 подается нагретый воздух. На выходе из распылительного устройства 1 образуется газоволокнистый факел 3, в котором расплав полимера вытягивается по траектории 4 закрученной воздушной струей, Закрученный поток газа увеличивает интенсивность силовых и тепловых воздействий по сравнению с прямо- точной струей и позволяет увеличить усилие растяжения, что заставляет полимер кристаллизоваться в условиях интенсивного растяжения, позволяет получить волокна с более высокой степенью молекулярной ориентации иоднородными подиаметру. Затем газоволокнистый факел 3 наслаивается на оправку 5, имеющую трехгранный профиль. Так как полимер находится в вязкотекучем состоянии, то в местах пересечений волокон происходит их сплавление за счет аккумулированного в волокнах тепла, При нанесении следующего слоя происходит сплавление волокон в местах контакта между слоями, что приводит к получению волокнисто-пористого аэрирующего элемента 6 с высокими прочностными характеристиками и упорядоченной стереоскопической структурой. Она характеризуется тем, что аэрирующий элемент состоит из одинаковых по своей пространственной конфигурации слоев, которые образованы одинаковыми витками волокон, уложенными по криволинейной траектории.20 30 35 40 45 эксплуатации аэратора; глубины установки,характера сточных вод, требований к длине 50 55 51015 Полученный трехгранный профиль, грани которого выполнены в виде дуг окружности, приближенно можно описать выражением (для каждой грани отдельно)+ (1 39)где р - радиус-вектор профиля;В - радиус выступов (описанной окружности);е - глубина впадины;р - угловой параметр, который представляет собой центральный угол, отсчитываемый против часовой стрелки от линии,соединяющей центр профиля и выступ профиля,причем 0еВ (1 - соя 60 ) и 0 5 ф2 лВыступы профиля имеют пористость в раз меньшую, чем пористость граней, Это достигается тем, что при постоянной угловой скорости (в) оправки линейная скорость на поверхности оправки, которая взаимодействует с факелом, изменяется от й (на выступах) до (В-е) в на середине грани. В совокупности это исключает коалесценцию пузырьков воздуха по краям профиля трубы, что повышает эффективность аэрации,Укладка волокон по криволинейной траектории и сплавление их в местах контакта образуют упорядоченную стереоскопическую структуру, что повышает жесткость аэрирующего элемента и позволяет применять их без дополнительных опорных элементов, Кроме того, повышению жесткости служат и выступы профиля трубы, которые имеют. более высокую плотность, чем грани,Возможность трехкратной смены (поворотом аэрирующего элемента на 120 вокруг своей оси) рабочей поверхности аэрирующего элемента позволяет значительно увеличить срок службы аэратора. Выбор глубины впадины е, а следовательно, и радиуса грани профиля производится исходя из конкретных условий.аэратора и необходимости обеспечения определенной жесткости, объема сточных вод, количества аэраторов на единицу площади аэротенка и. т,д,П р и м е р, Получение волокнисто-пористых аэрирующих элементов производилось на экспериментальной установке из полиэтилена высокого давления ГОСТ 16337-85, марка 10803-020. Технологические режимы: температура расплава 300 С, температура распыляющего воздуха 200 С, Диаметр получаемых волокон 20-50 мкм. В полученных аэрирующих элементах пори 1773881стость граней равна 46%, а выступов соответственно;для г=80 мм - 42%,для г=260 мм - 37,5%,для г=900 мм - 29.6%, 5При продувке воздуха через аэрирующие элементы наблюдается следующее:при расходе воздуха 2,5-3,5 м /ч коазлесценция пузырьков отсутствует на всехаэрирующих элементах; 10при расходе воздуха 3,5 - 6,0 м /ч незназчительная коалесценция наблюдается только у элемента с г=80 мм;при расходе воздуха более 6 м /ч коалесценция наблюдается уаэрирующего элемента с г=80 мм и отсутствует у двух другихТаким образом, из приведенного примера видно, что аэрирующий элемент сг=900 мм обладает самой большой жесткостью по длине (по сравнению с двумя другими) и у него полностью отсутствуеткоалесценция, следовательно, аэраторы такой конструкции можно использовать приустановке на различной глубине и там, гденеобходимы аэраторы большой более 1 м) 25длины, а также в аэротенках с большойплотностью расположения аэрирующихэлементов.Аэрирующие элементы с г=260 мм обладают меньшей жесткостью, коалесценция 30пузырьков воздуха у них также не наблюдается на всем диапазоне величин расхода воздуха, такие элементы можно использовать при установке на различных глубинах, где необходимы элементы длиной не более 1 м и при различных расходах воздуха.Аэраторы с г=80 мм используют длиной не более 500 мм при небольших - до 3,5 м /чэ расходах воздуха.Внедрение предлагаемых аэрирующих . элементов предполагается осуществить на предприятиях Минжилкомхоза БССР и Минлеспрома для интенсификации процесса биологической очистки сточных вод,Формула изобретения Аэрирующий элемент, содержащий тру.- бу из волокнисто-пористого термопластичного полимерного материала, о т л и ч а ю. щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности аэрации, увеличения срока службы за счет повышения жесткости, материал трубы выполнен с упорядоченной стереоскопической структурой из волокон, сплавленных друг с другом в месте их контакта, а труба - с трехгранным в поперечном сечении профилем, грани которого выполнены в виде дуг окружности с радиусом г, находящимся в интервале Вгоо, где й - радиус описанной по отношению к поперечному сечению трубы окружности.1773881 Составитель Ф,СидоренкоТехред М.Моргентал Корректор М.Ткач Редактор Е.Хорина Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 3905 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5