Способ насыщения кислородом воздуха придонных слоев воды замерзших водоемов и устройство "нерпа" для насыщения кислородом воздуха придонных слоев воды замерзших водоемов

 

1. Способ насыщения кислородом воздуха придонных слоев воды замерзших водоемов путем их подъема и последующего распределения по поверхности , отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности насыщения путем увеличения расхода поднимаемой воды, придонные слои воды перед подъемом охлаждают. 2.Устройство для насыщения кислородом воздуха придонных слоев воды замерзших водоемов, содержащее камеру с незамерзающим агенте, наружные стенки которой выполнены из теплопроводного материгша,.трубопроводы и ограждение, о Т л и ч аю щ е.е с я тем, что,с целью повы-, шения эффективности насыщения путем увеличения расхода поднимаемой воды, камера образована из двух трубок Филда, одна из которых размещена в трубопроводе, при этом наружная полость каждой из трубок сообщена с внутренней полостью другой. 3.Устройство по п. 2, отличающееся тем, что поверхность нижней части .трубопровода н W верхней части трубки Филда, размещенной в нем, имеит слой теплоизоляции . ,4 .Устройство по п. 2, отличающееся TeMj что стенки, образующие внутренние полости трубок Филда, выполнены из нетеплопроводного материала. а 00 о 00 О5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТ И4ЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (l9) (11) 3(51) A 01 К 63/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А8ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ВНБ,") ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3459724/28-13 (22) 24.06.82 (46) 23.01.84. Бюл. )) 3 (72) В.N. Андреев и Н.Н. Пейч (71) Ленинградский ордена Ленина кораблестроительный институт (53) 639. 331.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 529822, кл. A 01 К 63/00, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

)) 575072, кл. А 01 К 63/00, 1976 ° (54) СПОСОБ НАС11ЦЕНИЯ КИСЛОРОДОМ

ВОЗДУХА ПРИДОННЫХ СЛОЕВ ВОДЫ ЗАМЕРЗИИХ ВОДОЕМОВ И УСТРОЙСТВО "HEPIIA" ДЛЯ НАСЫЩЕНИЯ КИСЛОРОДОМ ВОЗДУХА ПРИДОННЫХ СЛОЕВ ВОДЫ ЗАМЕРЗШИХ

ВОДОЕМОВ (57) 1. Способ насыщения кислородом воздуха придонных слоев воды замерзших водоемов путем их подъема и последующего распределения по поверхности, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности насыщения путем увеличения расхода поднимаемой воды, придонные слои воды перед подъемом охлаждают.

2. Устройство для насыщения кислородом воздуха придонных слоев воды замерзших водоемов, содержащее камеру с незамерзающим агентом, наружные стенки которой выполнены из теплопроводного материала,.трубопроводы и ограждение, о т л и ч аю щ е.е с я тем, что,с целью повышения эффективности насыщения путем увеличения расхода поднимаемой воды, камера образована из двух трубок

Филда, одна из которых размещена в трубопроводе, при этом наружная полость каждой из трубок сообщена с внутренней полостью другой.

3. Устройство по п. 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что поверхность нижней части .трубопровода и верхней части трубки Филда, размещенной в нем, имеют слой теплоизоляции.

4. Устройство по п. 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что стенки, образующие внутренние полости трубок

Филда, выполнены из нетеплопроводного материала.

10б808б

Изобретение относится к рыбоводству, конкретно к методам для аэрации воды в замерзших водоемах и предназначено для применения в прудовых и озерных рыбных хозяйствах, на отдаленных водоемах с незначительной глубиной, а также для наблюдения за состоянием водоемов и взятия проб воды.

Известны методы аэрации воды -одоемов путем гидродинамического перемещения при свободном контакте воды с атмосферой и изменения физических параметров состояния воздуха и воды (11 . для осуществления этих методов

)5 требуются внешние источники энергии и обслуживание, в ряде случаев квалифицированное. Кроме того, они являются источниками шума, отпугивающего и беспокоящего рыбу, 2О

Наиболее близким к изобретению является способ насьц!ения придонных слоев воды кислородом воздуха путем их подъема к поверхности водоема.

Способ позволяет поднимать нижние слои воды на поверхность и насыщать их кислородом, он бесшумен в работе и может быть использован на отдаленных водоемах, так как не требует обслуживания (23., gQ

Однако известный способ обеспечи-. вает малую поверхность контакта воды с воздухом, ограниченную размерами камеры, позволяет поднять незначительное количество воды из ниж- 35 них слоев к поверхности, у него снижается эффективность работы при понижении температуры воздуха и применяемые для его обеспе. ения низко-кипящие жидкости (фреон-11) дороги, ц токсичны и неудобны в эксплуатации.

Известно устройство для насыщения кислородом воздуха придонных слоев воды замерзших водоемов, содержащее камеру с незамерзающим аген-„, том, наружные стенки к торой выполнены иэ теплопроводного материала, трубопровод и ограждение.

Целью изобретения является повышение эффективности насыщения путем увеличения расхода поднимаемой воды.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу насыщения кислородом воздуха придонных слоев воды замерзших водоемов, включающему их подъем и последующее распределение по поверхности, придонные слои воды перед подъемом охлаждают., A также тем, что в устройстве для насыщения кислородом воздуха придонных слоев воды замерзших во- 60 доемов, содержащем камеру с незамерзающим агентом, наружные стенки которой выполнены из теплопроводного материала, трубопровод и ограждение, камера образована из двУх трубоК

Филд=, одна из которых размещена в трубопроводе, при этом наружная полость каждой из трубок сообщена с внутренней полостью другой.

Г:.;.; вЂ,ерхность нижней части трубопровода и верхней части трубки Филда, размещенной в нем, имеют слой теплоизоляции.

Стенки, образующие вн тренние полости трубок Филда, выполнены из нетеплопроводвого материала.

На чертеже изображена схема предложенного устройства.

Устройство состоит из камеры 1, заполненной незамерзающей жидкостью и выполненной в виде двух трубок

Филда — верхней и нижней, трубопровода 2 и ограждения 3. Трубки Филда имеют соответственно теплопроводные наружные стенки 4 и 5, нетеплопроводные внутренние б и 7 и разделены перемычкой 8 с перепускными каналами 9 и 10. Канал 9 служит для пропуска вниз охлажденной незамерзающей жидкости, канал 10 - для пропуска вверх нагретой жидкости. На поверхности верхней части нижней трубки

Филда размещен слой 11 теплоизоляции, на нижней поверхности трубопровода 2 размещен слой 12 теплоизоляции. В ограждении 3 выполнены окна 13 для пропуска воздуха.

Устройство устанавливается в водоеме вертикально таким образом, чтобы выход из канала, образованного камерой 1 и трубопроводом 2, был под уровнем воды, а верхняя трубка

Филда находилась над уровнем воды.

Для закрепления устройства могут быть применены поплавок или опоры на лед или дно водоема. Ограждение

3 устанавливают так, чтобы исключить занос лунки снетом.

Предложенный способ основан на аномальном свойстве воды уменьшать свою плотность при охлаждении в диапазоне 0-4 С (277 K). Захолаживание объема воды перед подъемом уменьшает ее плотность по отношению к окружающей воде и вызывает подьемное движение.

Устройство работает следующим образом.

При температуре воздуха ниже температуры придонных слоев воды за счет теплообмена с воздухом через стенку 4 температура теплоносителя в полости между стенкой 4 и стенкой б становится меньше, чем в полости между стенкой 5 и стенкой 7, в результате чего возни-ает естественная циркуляция теплоносителя,.

Охлажденный теплоноситель поступает по каналу 9 во внутреннюю полость, образованную стенкой 7, опускается, поворачивая, поступает в кольцевую полость и путем теплопередачи через

1068086 стенку 5 охлаждает воду в канале, образованном камерой 1 и трубопроводом 2, нагреваясь при этом. Температура воды в канале становится меньше температуры окружающих придонных слоев воды. Вода в канале становит- 5 ся легче воды, находящейся на том же уровне за пределами канала, и поднимается вверх. На выходе из канала поднимаемая вода распространяется по поверхности лунки, обогревает IO ее, насыщается воздухом и, вытесняемая вновь поступающей водой, уходит в водоем. В нижнюю часть канала вода поступает из придонных слоев.

При понижении температуры воздуха увеличиваются охлаждение теплоносителя в верхней трубке Филда и его расход, возрастают охлаждение воды в канале и количество поднимаемой -воды. В качестве теплоносителя может применяться керосин.

Теплоизоляция 12, размещенная на поверхности трубопровода 2, уменьшает теплообмен воды в канале с окружающей водой, повышает разность р их плотностей и количество поднимаемой воды.

Нетеплопроводные, например полиэтиленовые, внутренние стенки б и 7 снижают теплообмен между теплоноси- ЗО телем, находящимся во внутренней и кольцевой полостях, и тем самым повышают температурный напор теплообмена теплоносителя соответственно с воздухом и водой, увеличивают охлаждение воды в канале и расход поднимаемой воды.

Ограждение 3 предотвращает занос лунки снегом и нагрев верхней" трубки

Филда солнечными лучами. Окна 13 обеспечивают свободный доступ воздуха к поверхности воды.

Предлагаемое устройство по сравнению с известным поднимает большое количество воды и распределяет ее по поверхности, не ограниченной раз- 45 мерами камеры, что приводит к увеличению насыщения воды кислородом.

При этом оно позволяет применять .в качестве теплоносителя, помимо низкокипящих жидкостей, также и незамерзающие в природных условиях жидкости, в частности керосин или ацетон, что упрощает эксплуатацию и обслуживание. Кроме того, оно повышает свою эффективность при снижении температуры воздуха.

Предлагаемые способ и устройство, для аэрации воды выгодно отличаются от известных, принятых в качестве базовых, так как не требуют затрат энергии на работу, квалифицированного обслуживания, постоянного наблюдения и ремонта, связанного с износом.

Уступая базовым объектам в производительности, они превосходят их в автономности и могут работать в течение всего зимнего периода без перерывов. Это позволяет производить аэрацию воды на отдаленных водоемах, с незначительной глубиной, увеличить их рыбопродуктивность и тем самым вовлечь в хозяйственный оборот. Наиболее эффективные существующие устройства требуют энергозатрат 1,45,5 к т -ч/кг, на что расходуются горючесмазочные материалы, а также обслуживания специально подготовленными механиками.

При испытании опытного образца предложенного устройства установлено, что оно в течение длительного времени и без обслуживания поддержива1 ет в незамерзающем - состоянии лунку путем подъема к поверхности придонных слоев воды, насыщение кислородом поверхностного слоя воды при этом составляет 14 мг/л вместо 12,5 мг/л у известного, напор естественной -циркуляции в контуре поднимаемой воды — 0,2 кг/м, а у известного на2 пор незначителен и не поддается оценке.

Результаты сравнения показывают, что предложенный способ позволяет ратворять кислород в одном литре поднимаемой воды примерно на 18% больше, чем в известном, и обеспечить определенный расход поднимаемой воды по принципу естественной циркуляции.

1068086

1 3

Д ю ЮоАююа

Составитель A. Белов

Редактор A. Черных Техред А. Бабинец

Корректор A. Дзятко

Закаэ 11347/2 Тираж 729 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035 Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная, 4