Устройство для нагнетания воздуха

Ьп ИСАНИЕИЗЬБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски кСоциалистнческиаРеспублик и 969682(23) ПриоритетОпубликовано 30,10.82. Бюллетень40Дата опубликования описания 30.10.82 Ьеударсте 81 ай квинтет СССР во делам взобретенне в аткрыткй(54) УСтРОЙСтВО ДЛЯ НАГНЕТАНИЯ ВОЗДУХА Изобретение относится к струйным системам для нагнетания воздуха преимущественно в сооружениях биахимитеской очистки сточных вод и может найти применение на станциях аэрации малой производительности (до 1000 м/сутки)5 Известно устройство для нагнетания воздуха, содержащее цилиндрический кор. пус с патрубками ввода циркуляционной1 О воды и отвода нагнетаемого воздуха, установленные ярусами по высоте корпуса и прикрепленные тангенциально ему трубы Вентури с водоподающими форсунками на входе, соединенными с насосом,15 который, в свою очередь, связан всасыва 1 ощим трубопроводом с нижней частью корпуса, При этом диффузоры труб Вентури выполнены перфорированными с уголом раскрытия 40 и снабжены коаксиаль 2 о . но расположенными конической формы камерами с трубопроводами, прикрепленными к всасывающему трубопроводу наГ 12 2Недостатки устройства состоят в усложнении конструкции диффузоров труб Вентури и небольшом разрежении, создаваемом во всасывающем трубопроводе насоса, что приводит к снижению интенсивности отсасывания пограничного слоя со стенок диффузора, возрастанию его сопротивления и увеличению энергозатрат по сравнению с теоретическим расходом электроэнергии, полученным с . учетом отсутствия вихреобразования в диффузоре. Кроме того, при наличии перфорированных стенок диффузора трудно достигнуть равномерности отсасывания пограничного слоя по его длине. В трубах Вентури, предназначенных для выполнения двух задач: эжектирования наружного воздуха и сжатия его до требуемого давления, большая доля энергии расходуется на неосновной процесс присоединения к распыленной струе жидкости расчетного количества воздуха, Чтобы вовлечь 1 м воздуха, необходи3 9696мо не менее 0,5-1,5 м 5 воды перекачать насосом на форсунки водовоздушныхэжекторов, Энергия необходимая для выполнения основной задачи - сжатия увели"ченного воздуха, близка к затратам 5энергии при работе газодувок, т,е, меньше, чем энергия, необходимая для осуществления процесса эжекпии, т.е, имеются неоправданные затраты энергиидля выполнения промежуточных операций 1 Ов ходе нагнетания воздуха,Пель изобретения - повышение эффективности использования путем интенсификации удаления пограничного со стенокдиффузора и сокращения энергозатрат. 5Указанная цель достигается тем, чтоустройство для нагнетания воздуха, содержащее цилиндрический герметичныйкорпус с патрубками ввода циркуляционной и иодпиточной, воды и отвода нагне Отаемого воздуха, установленные ярусамипо высоте корпуса и прикрепленные емуводовоздушные эжекторы с водоподаюшимифорсунками на входе и диффузорами, насос с трубопроводами, снабжено кольцевыми сопламИ, расположенными по окружности диффузоров в их начале и сообщенными с напорным трубопроводом насоса,а также осевым вентилятором, соединенным с всасывающими патрубками эжекторров.Подключение осевого вентилятора квсасывающим патрубкам водовоздушныхэжекторов дает возможность подать в эжекторы расчетное количество воздуха поднебольшим давлением и обеспечить наддув на всасывании. В результате наддува вовсасывающих полостях водовоздуш-,ных эжекторов создается подпор воздуха,При этом объемный коэффициент инжекции,равный отношению расхода воздуха к расходу воды через форсунки, увеличиваетсяв несколько раз или при сохранении значения коэффициента инжекции таким же,как и в системе без наддува, дает возможность уменьшить напор воды передфорсунками.1 С другой стороны, при подаче в водо- воздушные эжекторы осевым вентилятором расчетного количества воздуха струи 50 воды, истекающие из форсунок, должны обладать заласом энергии, необходимым только для сжатия уже поступившего воздуха. При этом напор воды перед форсунками можно уменьшить по сравнению с напором, необходимым как для эжекции, так и для сжатия воздуха. Использование других типов вентиляторов вместо осе 82 фвых, например центробежных, в данной системе нерационально, так как подача воздуха под давлением до 500 Па позво- ляет не только преодолеть сопротивление во всасывающих патрубках водовоздушных эжекторов, но и поддержимть подпор на всасывании. Мощность, потребляемая осевыми вентиляторами, в несколько раз меньше мощности центробежных вентиляторов. Увеличение суммарной мощности, потребляемой системой нагнетания возду" ха за счет установки осевых вентиляторов полностью компенсируется снижением затрат электроэнергии путем подачи воздуха вентилятором и создания наддува,Установка в начале диффузоров водо- воздушных эжекторов кольцевых сопел, расположенных по окружности и соединенных с напорнымтрубопроводом насоса, дает возможность произвести равномерный сдув пограничного слоя с поверхности уширенных диффузоров путем подачи на сопла до 5% общего расхода пере-: качиваемой насосом воды и уменьшить потери напора на вихреобразомние, а, следовательно, и энергозатраты.В рассматриваемой системе, предназначенной для нагнетания воздуха, с целью увеличения давления нагнетания целесообразно, чтобы .диффузоры водовоздущных эжекторов имели большой угол раскрытия, близкий к оптимальному, равному: 40 о, При использовании наддум и возрастании объемного коэффициента инжекции решение по отсасымнию пограничного слоя с внутренней поверхности диффузоров с помощью всасывания насосом не дает положительных результатов. Хороший эффект предотвращения вихреобра/зования в диффузоре обеспечивается только при сдуве пограничного слоя. Отсюда следует неразрывная связь первой и второй отличительных частей предлагаемого изобретения. На чертеже изображена установка длянагнетания воздуха.Установка для нагнетания воздуха содержит цилиндрический герметичный корпус 1 с патрубком 2 ввода подпиточной воды, патрубком 3 отвода нагнетаемого воздуха и патрубком 4 подачи цпркуляцпонной воды к насосу 5, водо- воздушные эжекторы 6 с водоподающими форсупками 7 на входе и диффузорами 8 с углом раскрытия 40, в начале которыхорасположены по окружности кольцевые сспла 9, соединенные линией 10 с напорным трубопроводом 11 насоса, осе5 9696 вой вентилятор 12, подключенный воздуховодом 13 к всасывающим патрубкам 14 водовоздушных эжекторов.Установка для нагнетания воздуха функционирует следующим образом. 3Вода из нижней части герметичного корпуса 1 забирается насосом 5 и по напорному трубопроводу 11 подается на форсунки 7. Одновременно расчетное количество воздуха подается осевым вентилятором 12 по воздуховоду 13 к всасывающим патрубкам 14 водовоздушных эжекторов 6. Распыленные струи воды, истекающие из форсунок 7, подхватывают воздух, поступающий от вен- ф тилятора 12, и эа счет передачи энергии сжимают этот воздух, Водовозгушная смесь проходит диффуэоры 8 водовоздушных эжекторов 6, подсоединенных тангенциально по высоте герметичного корпуса 1, и поступает в корпус. За счет центробеж-, ных сил идет хорошее разделение сжато го воздуха и воды. Необходимость в уста ковке спепиального каплеотделителя отпадает. Сжатый воздух отводится по пат-ЗЗ рубку 3 в азротенки, а вода собирается в нижней части герметичного корпуса 1. Часть воды (до 5%), подаваемой насосом 5, передается по линии 10 на. кольцевые сопла 9, расположенные по окружности за в начале диффузоров 8 водовоэдушных эжекторов 6. Поток воды, выходящий из сопел 9, распространяется по поверхности диффузоров 8, обеспечивая ликвидацию вихреобразованнй, й;поступает вдальнейшем вместе с основным воздуш-, ным потоком в герметичный корпус 1. Подпитка системы ьодой необходима пэмза частичного ее расхода на увлажиение воздуха, и производится через патрубок 2 из системы технического водопровода,Технические преимушества предлагаемой системы нагнетания воздуха заключаются в снижении энергозатрат на эжектирование воздуха и предотвращение вихреобразования в диффузорах водовоз- душных эжекторов с углом раскрытия 40.Формула изобретенияУстройство для нагнетания воздуха, содержащее цилиндрический герметичный корпус с патрубками ввода циркуляпионной и подпиточной воды и отвода нагнетаемого воздуха, установленные ярусами по высоте корпуса и прикрепленные тангенциально, ему водовоздушные эжекторы с водоподающими форсунками на входе и диффуэорами, насос с трубопроводами, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности использования эа счет интенсификации удаления пограничного слоя со стенок диффузора и сокращения энергозатрат, оно снабжено кольцевымц соплами, расположенными по окружности диффузоров в их начале и сообщенными с напорным трубопроводом насоса, а также осевым вентилятором, соединенным со всасывающими патрубками эжекторов.Источники информации,принятые во вниМание при экспертизе.1. Авторское свидетельство СССР М 791638, кл. С 02 Г 3/20, 1971.969682 Составитель Л, Сухановаедактор С. КЬко Техред Т,Маточка Корректо фПатентф,д, ул. Проектная,8305/25 Тираж 981Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретсний и открытий 113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5