Устройство для аэрации потока

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5й)5 С 02 F 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

И" "ФЪЫ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4722986/26 (22) 26.07.89 (46) 23.10.91, Бюл, ¹ 39 (75) Э.П,Коваленко и M.È.Áèðèöêèé (53) 628.356 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1079879, кл. F 04 В 19/14, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АЭРАЦИИ ПОТОКА (57) Изобретение относится к искусственной аэрации воды. Целью изобретения является повышение эффективности аэрации, упрощение конструкции и использование кинематической энергии потока воды. Уст,, !3,, 1685882 А1 ройство содержит поплавок 1 с прорезью 2, раму 3, блок 4, выполненный ведомым, блок

5, расположенный под поплавком 1 и соединенный бесконечной лентой 6 с блоком 4 через прорезь 2. Блок 5 имеет вал 7 с гидравлическим двигателем 8 в виде пропеллера, расположенным перед стойкой 9 рамы 3. Стойка 10 рамы 3 расположена после блока 5. Вал 7 установлен в стойках 9 и 10 с возможностью его смещения в вертикальном, но исключающим его смешение в горизонтальном направлении, а рама 3 — с возможностью ее вертикального смещения относительно поплавка 1, Бесконечная лен1685882 та 6 имеет гребни-полосы 17, крайние ободы ее закруглены. Эластичные гребни-полосы

17 расположены между собой на расстоянии„не превышающем их высоты, Вращение гидравлического двигателя 8 приводит к вращению блока 5. Это приводит в движение бесконечную ленту 6, которая захватывает воду из потока и поднимает ее в воздух, Изобретение относится к искусственной аэрации воды и может быть использовано для аэрации потока за счет его

Кинетической энергии.

Целью изобретения является повышение эффективности аэрации, упрощение конструкции и использование кинетической

Энергии потока воды, На фиг,1 приведена схема устройства 10

Для аэрации потока; на фиг.2 — устройство фля аэрации потока, план; на фиг.3 — бесконечная лента, поперечный разрез.

Устройство содержит поплавок 1, выIll0JlH8HHblA, например, из пенополистиро- 15 ла, имеющего плотность меньше воды, с прорезью 2, раму 3, установленную на поплавке 1, блок 4, выполненный ведомым, блок 5, расположенный под поплавком 1 и соединенный бесконечной лентой 6 с бло- 20 ком 4 через прорезь 2. Блок 5 имеет вал 7 с гидравлическим двигателем 8 в виде пропеллера, расположенным перед стойкой 9 рамы 3, удерживающей вал 7. Стойка 10 )амы 3 расположена после блока 5. Вал 7 25 установлен в стойках 9 и 10 с возможностью

I .I o смещения в вертикальном, не исключающем его смещение l3 горизонтальном направлении, а рама 3 — с возможностью ее вертикального смещения относительно 30 поплавка 1, который снабжен тросами 11

С якорями 12. Поплавок 1 имеет продолI 0âàTóI0 форму с обтекаемыми НосоВ014

13 и кормовой 14 частями. В обтекаемой кормовой части 14 поплавка 1 имеется 35 киль-флюгер 15, На поплавке 1 установлены фиксаторы 16 вертикального положения рамы 3. Бесконечная лента 6 имеет

:мастичные гребни-полосы 17. К.райние ободы ее закруглены. Эластичные гребни- 40 полосы 17 расположены между собой на расстоянии, не превышающем их высоты. Збтекаемая носовая часть 13 снабжена сороудерживающей решеткой 18, выполненной с воэможностью вертикального 45 перемещения относительно поплавка 1.

Устройство для аэрации потока работает следующим образом, где она контактирует с воздухом. Изобретение позволяет аэрировать поток и интенсифицировать его перемешивание для поддержания процесса самоочищения в нем экологически чистым способом и оно может быть использовано в местах, где отсутствуют другие источники энергии или доступ к которым по суше затруднен. 3 ил, Устройство отбуксировывают в створ водотока, в котором необходимо повысить содержание кислорода и интенсифицировать перемешивание воды. Первоначально закрепляют обтекаемую носовую часть 13 на якоре 12 и устанавливают поплавок по течению, что автоматически обеспечивает киль-флюгер 15, Затем закрепляют поплавок 1 на якорях 12. заякоривая обтекаемую кормовую часть 14, Таким образом гидравлический двигатель 8 устанавливают по течению.

Вертикальное местоположение двигателя 8 регулируют вертикальным смещением рамы 3 относительно поплавка 1 и фиксацией ее в требуемом положении. Аналогично регулируют положение сороудерживающей решетки 18. Вращение гидравлического двигателя 8 приводит к враще ию блока 5. Это приводит в движение бесконечную ленту 6, которая захватывает воду из потока и поднимает ее в воздух, где она контактирует с воздухом, обогащаясь кислородом. После поворота ленты вокруг блока 4 происходит слив поднятой воды, При этом осуществляется дальнейшая аэрация воды путем ее контакта с воздухом по увеличенной за счет гребней-полос 17 площади такого контакта, а также частичного фонтанирования воды в воздухе при ее подъеме и сливе бесконечной лентой 6, имеющей повышенную внешнюю поверхность. Кроме того, движение бесконечной ленты 6 в толще потока интенсифицирует перемешивание водных масс, обтекающих устройство.

Слив воды с бесконечной ленты происходит частично через прорезь 2 и частично с поверхности поплавка 1. Последнее позволяет дополнительно интенсифицировать газообмен между водой и воздухом.

Требуемое соотношение между энергиями, идущими на перемешивание водной массы, подъем воды и ее аэрацию в воздухе, определяют заглублением бесконечной ленты в потоке, Чем большую часть бесконечной ленты заглубляют в поток, тем большая часть энергии гидравлического двигателя

1685882 приходится на перемешивание водной массы обтекающего потока, и уменьшается высота водоподьема в воздух и наоборот.

В общем случае

Мд = М»+ Мп, (1) где Мд — момент силы поворота двигателя;

М» — момент силы касательных напряжений, действующих на бесконечную ленту, в воде;

Мп — момент силы водоподьема в воздухе.

В соотношении (1)

М»=Р» (2) где Р»- сила касательных напряжений, действующая на бесконечную ленту в потоке;

r — радиус блока 5.

Мп = Рп I, (3) где Рп — сила, необходимая для водоподьема в воздухе.

Отсюда следует, что значения М, и Мп в значительной мере можно определить подбором значения r при заданном значении.

При полком заглублении бесконечной ленты в потоке м„= м», (4) т.е. вся энергия двигателя 8 идет на перемешивание водных масс в потоке.

При заглублении только лопастей гидравлического двигателя 8 под поверхность воды значение М» будет минимальным, а значение Мп — максимальным.

Максимальная мощность двигателя 8 имеет место при его расположении в части водотока с максимальными местными скоростями. Местоположение этих скоростей определяют экспериментально или аналитически.

Все возрастающая антропогенная нагрузка на водотоки, способствующая их загрязнению и снижению их самоочищающейся способности, приводит все чаще к крупным негативным экологическим последствиям. Одной иэ основных задач решения этой проблемы является разработка способов и средств для поддержания самоочищающейся способности потока. Hei.более эффективным средством для этого является искусственная аэрация потока. Однако ее широкое использование сдерживается

5 ограничением энергетических возможностей.

Изобретение позволяет аэрировать поток и интенсифицировать его перемешивание для поддержания процесса само10 очищения в нем экологически чистым способом и оно может быть использовано в местах, где отсутствуют другие источники энергии или доступ к которым по суше затруднен.

Формула изобретения

Устройство для аэрации потока, содержащее ведущий и ведомый блоки, соединен20 ные между собой бесконечной лентой, а также привод, о т л и ч а ю щ е е = я тем, что с целью повышения эффективности аэрации, упрощения конструкции и использования кинетической энергии потока воды, оно

25 снабжено поплавком. опорной рамой, установленной на поплавке с возможностью фиксирования вертикального ее смещения относительно последнего, в поплавке выполнена прорезь, ведомый блок установлен

30 в опорной раме над прорезью, ведущий блок размещен в опорной раме ниже поплавка, привод выполнен в виде пропеллера с валом, расположенного в потоке воды, бесконечная лента пропущена через про35 резь, вал установлен в опорной раме с возможностью вертикального и блокирования горизонтального перемещений, рама выполнена из вертикальных стоек, одна из которых установлена после пропеллера, а

40 другая — после ведущего блока, при этом бесконечная лента выполнена с крайними закругленными ободами и с продольными эластичными гребнями-полосами, расположенными друг от друга на расстоянии, не

45 превышающем их высоты.

1685882

Составитель В, Кулемин

Редактор И. Дербак Техред M.Моргентал Корректор Т, Колб

Заказ 3571 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 l3035, Москва, Ж-35, Рауаская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент, г, Ужгород, ул,Гагарина. )0 1