Способ аэрации водоема и устройство для его осуществления


 


Владельцы патента RU 2489367:

Таран Анатолий Петрович (RU)

Изобретение может быть использовано при очистке бытовых и промышленных сточных вод в биологических прудах. Способ аэрации водоемов включает нагнетание атмосферного воздуха в воду за счет скоростного напора атмосферного ветра. В смесительной трубе (4), размещенной в водоеме, организуют струйное перемешивание воды и атмосферного воздуха. Получают водовоздушную смесь, которую посредством ветряного струйного насоса (5) выдают на дневную поверхность. Устройство для аэрации водоемов содержит расположенные венцом на поплавке (1) конфузоры (2). Конфузоры (2) направляют поток воздуха через воздушную трубу (3) в смесительную трубу (4), размещенную в водоеме. Смесительная труба (4) ориентирована вверх с возможностью притока воды в нее в направлении, совпадающем с направлением движения воздуха в ней. Изобретение позволяет производить аэрацию воды за счет энергии окружающей среды, а именно за счет энергии скоростного напора атмосферного ветра. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к обеспечению охраны водной среды и может быть использовано при обогащении кислородом воздуха естественных и искусственных водоемов, в частности, застойных зон при очистке бытовых и производственных сточных вод в биологических прудах.

Известны аэраторы для сточных вод, в которых смешивание воды и воздуха производится с применением механических устройств с приводом от промышленных источников энергии (Б.М. Худенко. Аэраторы для очистки сточных вод. Стройиздат.1973 г. - 112 стр.). Недостаток известных механических аэраторов заключается в их большой энергоемкости и металлоемкости, так как используется энергия от промышленных источников и производятся ее многократные преобразования прежде чем совершается полезное действие.

Известен передвижной плавающий аэратор (SU 2082683, опубл. 27.06.1997 г.), в котором используется энергия ветра. Но для совершения полезного действия в этом аэраторе энергию ветра преобразовывают в механическую энергию дополнительных устройств. Это снижает кпд и делает аэраторы металлоемкими. Кроме того недостатками является необходимость ориентации этих аэраторов навстречу ветру.

Задачей изобретения является обеспечение работы аэратора без специальных действий по ориентации навстречу ветру и без преобразования энергии ветра в другие виды энергии.

Технический результат достигается тем, что в способе аэрации, включающем забор воды из водоема, формирование потока воды, забор воздуха из атмосферы, перемешивание воды м воздуха, сброс насыщенной воздухом воды в водоем, согласно изобретению, поток атмосферного ветра улавливают конфузорами и направляют в смеситель, где воздух смешивается с водой, поступающей из глубины водоема, а водовоздушную смесь выдают из смесителя и сбрасывают в водоем ветряным струйным насосом.

Пример аэрации водоема

Аэрацию воды производят следующим образом. В водоеме размещают и фиксируют якорем поплавок с установленными на нем венцом конфузорами и соответствующими им смесительными трубами с ветряными струйными насосами. Каждый конфузор соединен со своей смесительной трубой, опущенной в воду и имеющей внизу входное отверстие с клапаном, например шариковым, а на верхнем выходе ветряной струйный насос. С помощью конфузора принимают атмосферный ветер и направляют поток воздуха через воздушную трубу в смесительную трубу.

Сначала посредством ветряного струйного насоса и скоростного напора, сформированного конфузорами, освобождают от воды воздушные трубы. Это обеспечивается за счет того, что гидравлическое сопротивление воздушных труб принимают меньше, чем гидравлическое сопротивление входа воды из водоема в смесительную трубу через клапан. При этом суммарный перепад давления на столб воды в воздушной трубе, включающий скоростной напор воздушого потока в конфузоре и вакуум ветряного струйного насоса, превышает высоту столба воды в воздушной трубе. Заполнение смесительной трубы воздухом резко снижает гидростатическое давление воды сверху на шарик клапана в смесителе и поэтому гидростатическое давление водоема открывает клапан, приподнимая шарик вверх. В дальнейшем устанавливается устойчивый процесс поступления воды и воздуха в смеситель.

Подачу воды регулируют диаметром приемного отверстия в клапане смесителя, а подачу воздуха в смеситель соотношением диаметров воздушной трубы и трубы смесителя. Такой режим движения обеспечивает интенсивное струйное перемешивание воды и воздуха и надежный вынос смеси на дневную поверхность.

При появлении атмосферного ветра поток воздуха устремляется в один или два конфузора независимо от направления движения ветра. При этом клапан на входном отверстии смесительной трубы закрыт, а ветряной струйный насос перемещает в водоем. воду из воздушной трубы конфузора. Когда заканчивают процесс опорожнения воздушной трубы и верхней части смесительной трубы от воды, гидростатическое давление водоема поднимает шарик над приемным отверстием клапана и этим открывает клапан. При этом вода из глубинных слоев водоема устремляется в смеситель. С помощью воздушной струи, истекающей в смесительную трубу, обеспечивают струйное перемешивание воды и воздуха, насыщая воду кислородом. Ветряным струйным насосом выдают водовоздушную смесь из смесительной трубы в атмосферу, а затем она стекает в водоем.

Таким образом производят аэрацию воды за счет энергии атмосферного ветра без затрат энергии от промышленных источников.

Устройство для аэрации воды в водоеме

Известны механичкские аэраторы (Б.М. Худенко. Аэраторы для очистки сточных вод. Стройиздат, 1973 г. - 112 стр.). Недостаток известных механических аэраторов заключается в их большой энергоемкости и металлоемкости, так как используется энергия от промышленных источников и ее многократные преобразования в другие виды энергий прежде чем совершается полезное действие.

Известен передвижной плавающий аэратор (SU 2082683, опубл. 27.061997 г.)., в котором используется энергия атмосферного ветра. Но для совершения полезного действия ее преобразовывают в механическую энергию дополнительных устройств. Это делает аэратор металлоемким и энергоемким. К тому же аэратор необходимо постоянно ориентировать навстречу атмосферном ветру.

Задача изобретения обеспечить аэрацию только за счет энергии ветра и без трудовых затрат на ориентацию навстречу ветру, без преобразования энергии ветра в другие виды энергии.

Технический результат достигается тем, что нагнетатель воздуха выполнен в форме конфузоров, улавливающих атмосферный ветер и направляющих поток воздуха в смесительную трубу, размещенную в водоеме и ориентированную вверх с возможностью притока воды в нее из водоема в направлении, совпадающем с направлением движения воздуха в этой же трубе. Причем верхний торец этой смесительной трубы снабжен ветряным струйным насосом. Конфузоры для улавливания ветра устанавливаются венцом на поплавке. У каждого конфузора имеется своя труба для прохода воздуха в камеру смешения. Выход воздушной трубы размещен в трубе, выполняющей роль смесителя для струйного перемешивания воды и воздуха. В смесителе обеспечен свободный приток воды из глубины водоема. Выход из смесителя оснащен ветряным струйным насосом

Устройство для аэрации воды в водоеме изображено на прилагаемом к описанию чертеже.

Устройство смонтировано на заякоренном поплавке 1 и содержит конфузоры 2, установленные венцом по окружности на поплавке. Воздушная труба 3 конфузора 2 входит в трубу-смеситель 4. Выход воздушной трубы 3 размещен в трубе-смесителе 4 с возможностью поступления воды из глубины водоема в смеситель 4. Труба-смеситель 4 имеет крепеж на трубе 3. Труба 4 на нижнем конце имеет входное отверстие 6 с клапаном, например, шариковым 7. На верхнем конце трубы-смесителя 4 смонтирован ветряной струйный вакуумный насос 5, выполненный в виде конфузора с направляющей трубой, вмещающей выход из смесителя 4.

Устройство для аэрации воды в водоеме работает следующим образом. Поплавок 1 со смонтированными на нем конфузорами 2 выводят в акваторию водоема, заякоривают в нужном месте. На этом подготовка устройства для аэрации воды заканчивается.

Запуск и работа аэратора производится в автоматическом режиме. С какой бы стороны ни перемещался поток атмосферного воздуха он в обязательном порядке улавливается одним из конфузоров 2. В конфузорах 2 скорость движения воздуха усиливается. Одновременно ветряной струйный насос создает над выходом из смесителя вакуум. В воздушных трубах 3 формируется избыточное давление под действием скоростного напора атмосферного воздуха. Поэтому вода и воздух из воздушной трубы 3 выталкиваются в смеситель 4. В смесителе 4 из-за появления воздуха гидростатическое давление на шарик клапана становится меньше, чем гидростатическое давление на шарик клапана со стороны водоема. Поэтому клапан открывается и вода из водоема поступает в смеситель. Устанавливается устойчивый процесс смешения воды с воздухом и выдачи водовоздушной смеси на дневную поверхность ветряным насосом 5 в совокупности со скоростным напором, сформированным конфузорами..

Таким образом, происходит аэрация воды в водоеме без использования промышленных источников энергии за счет энергии окружающей среды, а именно, за счет нагнетания атмосферного воздуха конфузорами в смесительную трубу, струйного перемешивания его с водой и работе ветряного струйного насоса по выдаче водовоздушной смеси из смесителя в водоем.

1. Способ аэрации водоемов, включающий смешивание атмосферного
воздуха с водой, отличающийся тем, что в воду нагнетают атмосферный воздух за счет скоростного напора атмосферного ветра с организацией струйного перемешивания воды и воздуха в смесительной трубе, размещенной в водоеме, и выдают водовоздушную смесь на дневную поверхность посредством ветряного струйного насоса.

2. Устройство для аэрации водоемов, содержащее нагнетатель воздуха и смеситель воздуха с водой, отличающееся тем, что нагнетатель воздуха выполнен в форме конфузоров, принимающих атмосферный ветер, расположенных венцом на поплавке и направляющих поток воздуха через воздушную трубу в смесительную трубу, размещенную в водоеме, ориентированную вверх, с возможностью притока воды в нее в направлении, совпадающем с направлением движения воздуха в ней, и выдачи на дневную поверхность водовоздушной смеси ветряным струйным насосом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к обеспечению охраны водной среды и может быть использовано при обогащении кислородом воздуха естественных и искусственных водоемов, и, в частности, застойных зон при очистке бытовых и производственных сточных вод в биологических прудах.

Изобретение относится к обеспечению охраны водной среды и может быть использовано при обогащении кислородом воздуха естественных и искусственных водоемов, и, в частности, застойных зон при очистке бытовых и производственных сточных вод в биологических прудах.

Аэратор // 2452695
Изобретение относится к смесительной технике. .

Изобретение относится к насыщению различных газовых, жидких, гелеобразных, твердых, в том числе порошкообразных, и смешанных сред ингредиентами, выделяемыми вегетирующими растениями, и может быть использовано для улучшения экологии офисов, жилищ, водоемов, а также в пищевой промышленности, фармацевтике, рыбном и сельском хозяйстве, в том числе для улучшения качества воздуха в помещениях, для приготовления напитков, пищевых продуктов и добавок, лекарств, парфюмерно-косметических продуктов, для ингаляций, приема ванн, повышения устойчивости и продуктивности рыб, других полезных животных и микроорганизмов, а также для приготовления средств обработки растений.

Изобретение относится к охране водной среды. .

Изобретение относится к области энергетики, в частности к двигателям, использующим нетрадиционные виды энергии, и может быть применено для аэрации прудов охлаждения атомных станций с целью улучшения экологической обстановки и увеличения в них рыбных запасов.

Изобретение относится к комбинированным саморегулирующимся системам, включающим способ и устройство для глубокой биологической очистки хозяйственно-бытовых сточных вод активным илом во взвешенном состоянии, используемых как в отдельно стоящих коттеджах, приусадебных домах, так и в гостиничных комплексах, школах, спортивных клубах, поселках, предприятиях общественного питания и т.д.

Изобретение относится к устройствам для аэрации сточных вод в аэротенках-отстойниках и может быть использовано в области обогащения полезных ископаемых, в частности в устройствах для аэрации пульпы, при переработке рудного и нерудного сырья, а также в ферментационных установках пищевой промышленности, при флотационной очистке сточных вод, в целлюлозно-бумажной промышленности и др.

Изобретение может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и нефтедобывающей, пищевой и легкой промышленности, на предприятиях черной и цветной металлургии, машиностроительных заводах. Флотационный аэратор содержит корпус, содержащий перегородку 10 с центральным отверстием, делящую его пространство на верхнюю 2 и нижнюю 3 зоны; ввод воды, расположенный в нижней части нижней зоны 3; воздуховод 7; вывод водовоздушной смеси; электродвигатель 1 с закрепленными на его валу 4 рабочими колесами 5 и 6, размещенными в различных зонах корпуса. Перегородка 10 выполнена в виде диафрагмы. Воздуховод 7 соединен с верхней зоной 2. Вывод водовоздушной смеси выполнен в виде перфорации в боковых стенках нижней зоны 3 корпуса. Рабочее колесо 6, расположенное в нижней зоне 3, выполнено в виде ротора с вертикальными сменными лопатками. Лопатки выполнены перфорированными и/или с зубчатыми краями. Вывод воды в нижнюю зону выполнен с возможностью ее поступления через съемную регулирующую диафрагму 12 с центральным отверстием и насадок 11. Электродвигатель 1 расположен в объеме аэрируемой воды. Изобретение позволяет повысить эффективность приготовления мелкодисперсной водовоздушной смеси, а также повысить надежность работы аэратора. 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

Формирователь водовоздушной смеси устанавливается на водяном коллекторе и содержит патрубок подачи воды, струеформирующий элемент в виде сопла трапециевидной формы, камеру формирования ядра струи, камеру смешения и канал (каналы) подачи воздуха. Формирование водовоздушной смеси происходит непосредственно в насадке. Подвод воздуха может быть боковым или центральным. При боковом подводе воздух через канал подачи воздуха подается в камеру формирования ядра струи или в камеру смешения, или в обе камеры одновременно. При центральном подводе воздух поступает в центр камеры формирования ядра струи или на границу струеформирующего элемента в виде сопла трапециевидной формы и камеры формирования ядра струи. Изобретение позволяет повысить эффективность функционирования устройства за счет создания более устойчивой и сформированной струи водовоздушной смеси и снижения потерь напора. Устройство может быть использовано для направленного перемещения рыб, преимущественно для ограждения зон скопления рыб или трасс их перемещения от попадания рыбы в водозабор, а также для очистки рыбозащитных устройств от мусора, поднятия взвесей, промывки фильтрующих элементов (сетчатых поверхностей, песчано-гравийных фильтров и т.п.). 4 ил.

Изобретение может быть использовано при обогащении кислородом воздуха естественных и искусственных водоемов, в частности застойных зон при очистке бытовых и производственных сточных вод в биологических прудах, а также в помещениях на очистных сооружениях водоснабжения. Способ аэрации включает забор из водоема ограниченной порции воды, изоляцию ее от водоема, создание на поверхности этой порции избыточного давления весом физического тела, формирование истечения скоростной струи воды в камеру смешения, эжектирование этой струей воздуха из атмосферы, смешение воды и воздуха, сброс водовоздушной смеси в водоем, возвращение физического тела - вытеснителя в исходное верхнее положение. Устройство содержит водоприемную трубу с всасывающим клапаном, размещенную на понтоне, физическое тело - вытеснитель с водоподъемной трубой, расположенной внутри водоприемной трубы с возможностью возвратно-поступательного движения, подвешенное на коротком плече неравноплечего коромысла, имеющего на каждом плече промежуточные водосборные емкости, оснащенные сифонными сливными трубами. Изобретение позволяет производить аэрацию воды за счет энергии поля гравитации Земли как в открытых водоемах, так и в помещениях. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Устройство соединения аэраторов относится к области биологической очистки сточных вод и может быть использовано для соединения труб воздуховодов аэраторов в плеть. Устройство соединения аэраторов содержит последовательно сообщенные соосно стыкующиеся торцами смежные отрезки труб воздуховода и уплотнение между их торцами. Также оно включает устройство герметизации стыка соосно стыкующихся смежных отрезков труб воздуховода, имеющее возможность герметично зажимать уплотнение между их торцами с помощью хомутов или полухомутов. На каждом концевом участке смежных отрезков труб воздуховода выполнена наружная кольцевая канавка, а отрезки труб воздуховода имеют продольные ребра жесткости. При этом глубина проточки наружных кольцевых канавок больше высоты продольных ребер жесткости. Боковые стенки кольцевых канавок со стороны торцов смежных отрезков труб скошены от дна канавок к вершинам продольных ребер под углом от 15 до 20 градусов к вертикальной плоскости поперечного сечения отрезков труб воздуховода аэратора. Достигаемый технический результат заключается в обеспечении помимо герметизации данного устройства, также и юстировку элементов аэратора. 4 ил.

Изобретение относится к области биологической очистки сточных вод и может использоваться для аэрации в аэротенках, а также при флотационной очистке, обогащении полезных ископаемых, в частности в устройствах для аэрации пульпы. Аэратор включает корпус, внутреннюю перегородку, вставляемую в перегородку насадку с расположенными соосно и с зазором друг к другу каналами прямоугольного сечения для подачи жидкости и выхода газожидкостного факела, патрубок для ввода воздуха, патрубок для ввода жидкости. Отношение высоты входного канала а насадки к его ширине d составляет от 1,5:12 до 6:12, аналогичное соотношение для высоты выходного канала b и ширины d. Отношение длины входного канала L к его высоте а составляет от 22:1,5 до 22:6, аналогичное соотношение для длины выходного канала L и высоты b. Отношение длины воздушного зазора l к общей длине канала Н составляет 16:60. Технический результат - повышение окислительной способности аэратора при сохранении мелкодисперсности пузырьков воздуха, а также снижение затрат энергии на подачу единицы объема воздуха и повышение степени насыщения жидкости кислородом воздуха. 2 ил., 1 табл.
Изобретение относится к способам аэрации водоемов в условиях длительного морозного периода. Способ аэрации водоемов включает устройство лунок для поступления к поверхности воды атмосферного воздуха. Лунки выполняют на участке ледового покрытия, который затем вывешивают на расстоянии 5-20 см от водной поверхности путем откачивания воды из водоема на берег или сброса части воды через водопропускное устройство. Обеспечение вентиляции образованной воздушной подушки и отсутствие прямого контакта лунок с поверхностью воды позволяет снизить трудоемкость и повысить надежность аэрации в сильные морозы. 2 пр.

Изобретение относится к области очистки сточных вод и может быть использовано, в частности, в аэротенках, локальных очистных сооружениях, аэрируемых прудах для аэрации и перемешивания очищаемых сточных вод. Изобретение состоит из источника сжатого воздуха - вентилятора, двух конусов - наружного и внутреннего, закрепленных с помощью регулировочных шайб на плавающем диске. В центре диска имеется отверстие, в котором закрепляется гибкий водозаборный рукав. Вентилятор, закрепленный на наружном конусе, нагнетает воздух между двумя конусами. Воздух равномерно протекает в пространстве между конусами, изменяя направление с вертикального на горизонтальное. Выходя через щель, образованную наружным конусом и водной поверхностью, он захватывает поверхностные слои воды и выносит их из устройства, интенсивно аэрируя их. Образовавшийся на поверхности водоема поток воды перемешивает ее, а через водозаборный рукав поднимает из глубины обескислороженные слои воды. Таким образом, происходит перемешивание и аэрация всего объема воды в водоеме. Техническим результатом изобретения является обеспечение равномерной аэрации и перемешивания воды при низких энергозатратах. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Устройство содержит плавучую платформу, удерживаемую якорем, с возможностью регулирования её положения относительно солнца. На платформе расположен паровой двигатель, оснащенный светоотражающей параболой с установленным в её фокусе парогенератором со сбросным клапаном и пароподводящей и отводящей магистралями. Кроме того, установлены водяной расходный резервуар, водяное гребное колесо с лопастями, соединенное с шатуном, передающим ему возвратно-поступательное движение от парового двигателя, преобразующееся во вращательное движение колеса. Парабола механически соединена с солнечной батареей. Солнечная батарея соединена с аккумуляторной батареей, блоком определения положения солнца и управляющим электродвигателем с редукторным устройством, приводящим в движение параболу. Гребное колесо установлено в металлический обод, снабженный грузом в виде эксцентрика. Изобретение обеспечивает аэрацию пруда с использованием солнечной энергии. 1 ил.

Изобретение относится к озерному рыбоводству и может быть использовано для создания и поддержания незамерзающей зоны акватории (майны) в заморных рыбных водоемах, обогащения кислородом воздуха естественных и искусственных водоемов. Технической задачей изобретения является создание и поддержание незамерзающей зоны акватории (майны) в заморных рыбных водоемах, обогащение кислородом воздуха естественных и искусственных водоемов. Способ включает формирование под водой водовоздушных струй путем прорубания как минимум двух майн - центральной и периферийной, которую огораживают по периметру высоким ледяным бруствером. В случае если периферийных майн две или более, то их прорубают в равноудаленных направлениях под равным углом друг к другу на расстоянии более 50 м. В направлении от центральной майны к периферийным пропиливают и прорубают несквозные прямолинейные каналы или устанавливают сборные желоба с организацией постоянного перемешивания потока воды и воздуха. Насосом подают водовоздушную смесь из канала или желоба в периферийную майну, при этом смена периферийных майн происходит попеременно. Подо льдом размещают подвешенную разветвленную сеть водонепроницаемых энергосберегающих светодиодных лент. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к способам аэрации водоемов в морозный период. Способ включает нагнетание атмосферного воздуха под лед, вывешивание части ледового покрытия на расстоянии 5-20 см от водной поверхности путем откачивания воды из водоема на берег или сброса части воды через водопропускное устройство и подготовку нескольких лунок для поступления к поверхности воды атмосферного воздуха. Нагнетание воздуха под лед и промороживание льда перед его вывешиванием снижает температуру льда и, тем самым, повышает его прочность, что позволяет выполнить вывешивание льда без устройства опор и обеспечить постоянную аэрацию, сократив время отсутствия контакта воды с атмосферным кислородом. 1 з.п. ф-лы, 2 пр.
Наверх