Устройство для аэрации текучих вод

 

Изобретение относится к охране окружающей среды, а именно к устройствам для аэрации не только быстротекучих вод, но и рек с малой скоростью течения, а также озер и других водоемов, где имеются хотя бы небольшие течения воды. За водозаборным раструбом в выходной трубе находится прерыватель потока со сквозным внутренним отверстием. Прерыватель потока выполнен с возможностью вращения по геометрической оси, перпендикулярной направлению потока. За прерывателем потока в выходной трубе встроен воздуховод. Прерыватель потока выполнен, например, в виде шара с цилиндрическим внутренним отверстием, проходящим через его геометрический центр, и закреплен на двух полуосях, проходящих через стенки выходной трубы, на концах которых расположены крыльчатки, находящиеся за наружной поверхностью выходной трубы. Технический результат: улучшение засасывания воздуха в аэратор на реках и водоемах с малым течением. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, а именно к устройствам для аэрации не только быстро текучих вод, но и рек с малой скоростью течения, а также озер и других водоемов, где имеются хотя бы небольшие течения воды.

Известен аэратор, содержащий плавучее основание, закрепленное на месте с помощью якоря и выполненное в виде двух крыльев, связанных боковыми планками и обращенными навстречу друг другу выпуклыми сторонами профиля, и снабженный несколькими воздухозаборниками, причем воздухозаборники сообщены с наиболее узким сечением между крыльями, при этом основание расположено либо на поверхности воды, либо под ее уровнем (Авт. св. СССР 1421715, МПК C 02 F 7/00 - аналог).

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для аэрации текучих вод, включающее воздухозаборник и аэратор, причем оно снабжено воздуховодами, один из которых, основной, соединен с воздухозаборником и установлен поперек течения воды, а остальные, дополнительные, соединены с основным воздуховодом и установлены продольно течению воды, и дополнительными аэраторами, установленными на дополнительных воздуховодах, аэраторы выполнены в виде диска с центральным отверстием и закрепленного по периметру диска сетчатого распылителя в форме суперкаверны и соединены с соответствующим воздуховодом посредством трубки, прикрепленной к диску аэратора с противоположной от распылителя стороны, при этом воздухозаборник снабжен блоком ионизации воздуха, а сетчатый распылитель по объему больше объема суперкаверны (Пат. РФ 2058271, МПК C 02 F 7/00, 3/00 - прототип).

Недостатком указанных изобретений является сильная зависимость работы устройства от скорости течения воды, от напора, что не позволяет использовать их в более спокойных текучих средах и природных водоемах. При малой скорости течения суперкаверна (в прототипе) может и не образоваться, и воздух из воздуховода не будет подсасываться.

Задача, решаемая изобретением, - обеспечение минимальной зависимости работы устройства от скорости течения воды.

Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в улучшении засасывания воздуха в аэратор на реках и водоемах с малым течением.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для аэрации текучих вод, содержащем аэратор и воздухозаборник с воздуховодами, один из которых, основной, соединен с воздухозаборником, а остальные, дополнительные, соединены с основным воздуховодом, аэратор представляет собой коаксиально соединенные выходную трубу и водозаборный раструб, снабженный защитной сеткой, за водозаборным раструбом внутри выходной трубы установлен прерыватель потока, закрепленный на двух полуосях, проходящих через стенки выходной трубы, на концах которых расположены крыльчатки, находящиеся за наружной поверхностью выходной трубы, и выполненный с возможностью вращения по геометрической оси, перпендикулярной направлению потока, кроме того, прерыватель потока имеет внутреннее отверстие, проходящее через его геометрический центр и расположенное в плоскости вращения прерывателя потока, а за прерывателем потока в выходную трубу встроен дополнительный воздуховод.

При этом прерыватель потока выполнен, например, в виде шара, а внутреннее отверстие является, например, цилиндрическим.

На фиг.1 показан аэратор, разрез; на фиг.2 - прерыватель потока, разрез.

Устройство для аэрации текучих вод содержит водозаборный раструб 1, имеющий защитную сетку 2. Выходная труба 3 соединена коаксиально с водозаборным раструбом 1. За водозаборным раструбом 1 установлен прерыватель 4 потока жидкости, выполненный, например, в виде шара с внутренним, например, цилиндрическим отверстием 5, проходящим через его геометрический центр. Прерыватель 4 потока жидкости закреплен на полуосях 6, на концах которых закреплены крыльчатки 7, расположенные за наружной поверхностью выходной трубы 3. Прерыватель 4 потока выполнен с возможностью вращения по геометрической оси, перпендикулярной направлению потока 8. За прерывателем 4 в выходную трубу 3 встроен дополнительный воздуховод 9, соединенный через основной воздуховод с воздухозаборником (на чертеже не показаны). Прерыватель 4 потока жидкости расположен за раструбом 1 внутри выходной трубы 3 для удобства сборки, эксплуатации и ремонта: при необходимости аэратор может быть демонтирован и произведена чистка прерывателя потока и труб от внутренних наслоений.

Устройство работает следующим образом.

Устройство устанавливается в нужном месте (где течение максимально) в толще воды при помощи якорей (на чертеже не показаны). Вода попадает в водозаборный раструб 1 через защитную сетку 2. Крыльчатки 7, вращаясь от потока воды снаружи труб, заставляют вращаться прерыватель 4 потока жидкости внутри трубы. В момент, когда внутреннее цилиндрическое отверстие 5 прерывателя 4 потока встанет перпендикулярно продольной оси труб 1 и 3 и перекроет поток воды через цилиндрическое отверстие 5, за прерывателем 4 потока образуется зона пониженного давления, куда через воздуховод 9 устремляется атмосферный воздух. Величина этого давления пропорциональна массе жидкости, находящейся в выходной трубе за прерывателем потока, и определяется длиной и диаметром этой трубы. При сколь угодно малой, отличной от нуля, скорости течения жидкости всегда можно подобрать такую длину и диаметр выходной трубы, что кинетической энергии двигающейся жидкости будет достаточно для создания необходимого для засасывания воздуха пониженного давления в момент перекрытия потока жидкости. Когда внутреннее цилиндрическое отверстие 5 будет расположено вдоль оси трубы, порция воздуха будет выталкиваться потоком воды, проходящим через цилиндрическое отверстие 5 из водозаборного раструба 1, и, пройдя расстояние, равное длине выходной трубы 3, порция воздуха на выходе будет вырываться наружу, рассыпавшись на мелкие пузырьки - забурлит.

Для более эффективной аэрации текучих вод аэраторов устанавливается несколько и таким образом, что дополнительные воздуховоды каждого аэратора соединяются с основным воздуховодом и через него - с воздухозаборником.

Таким образом, предложенная конструкция устройства для насыщения текучих сред воздухом обеспечивает лучшее засасывание воздуха в аэратор, чем в прототипе. Это позволит использовать устройство на реках и водоемах с малым течением, достаточным для вращения крыльчаток.

Формула изобретения

1. Устройство для аэрации текучих вод, содержащее воздухозаборник с воздуховодом, отличающееся тем, что содержит водозаборный раструб, коаксиально соединенный с выходной трубой, раструб снабжен защитной сеткой, за водозаборным раструбом внутри выходной трубы установлен прерыватель потока, закрепленный на двух полуосях, проходящих через стенки выходной трубы, на концах которых расположены крыльчатки, находящиеся за наружной поверхностью выходной трубы, и выполненный с возможностью вращения по геометрической оси, перпендикулярной направлению потока, кроме того, прерыватель потока имеет внутреннее отверстие, проходящее через его геометрический центр и расположенное в полости вращения прерывателя потока, а за прерывателем потока расположен воздуховод.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что прерыватель потока выполнен в виде шара.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внутреннее отверстие является цилиндрическим.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2