Пневмогидравлический аэратор с плоскоструйным аэрирующим факелом (пгапаф)



Пневмогидравлический аэратор с плоскоструйным аэрирующим факелом (пгапаф)
Пневмогидравлический аэратор с плоскоструйным аэрирующим факелом (пгапаф)

 


Владельцы патента RU 2515644:

Орлов Александр Викторович (RU)
Толстой Михаил Юрьевич (RU)

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 области биологической очистки сточных вод, для аэрации в аэротенках, а также при флотационной очистке, обогащении полезных ископаемых, в частности, в устройствах для аэрации пульпы, может быть использовано в других областях техники (например, форсуночной).

Известен эжекторный аэратор, включающий корпус с размещенным в нем патрубком для подачи жидкости, сообщенный с корпусом диффузор и патрубок подвода воздуха (Н.Ф.Мещеряков. Кондиционирование и флотационные аппараты и машины. М.: Недра, 1990, с.57-65).

Недостатком известного аэратора являются высокие затраты энергии на подачу единицы объема воздуха, что приводит к необходимости вместо одного высокопроизводительного водовоздушного эжектора устанавливать несколько менее производительных.

Известен аэратор, включающий корпус, расположенный соосно и с зазором друг к другу патрубок для подачи жидкости, размещенный в корпусе, и выпускную насадку, сообщенную с корпусом, патрубок для ввода воздуха (авторское свидетельство СССР №1832561, кл. B03D 1/14, опубл. 20.08.1995).

Недостатком известного аэратора является низкое соотношение «газ - жидкость», что приводит к повышению объема перекачиваемой жидкости и снижению КПД аэратора, и ограниченность диаметра канала сопла, что приводит к уменьшению пропускной способности аэратора.

Наиболее близким к предложенному является аэратор, включающий корпус, расположенные соосно и с зазором друг к другу патрубок для подачи жидкости, размещенный в корпусе, и выпускную насадку, сообщенную с корпусом, патрубок для ввода воздуха (патент РФ №2187381, кл. B03D 1/14, B03D 1/24, C02F 7/00, C02F 3/18, опубл. 20.08.2002).

Недостатком наиболее близкого аналога так же являются повышенные затраты энергии на подачу единицы объема воздуха, обеспечивающие недостаточно высокую окислительную способность аэратора.

Задачей изобретения является снижение затрат энергии на подачу единицы объема воздуха и повышение окислительной способности аэратора.

Технический результат изобретения заключается в повышении окислительной способности аэратора при обеспечении мелкопузырчатого режима аэрации за счет оптимизации параметров канала сопла аэратора путем выполнения профиля канала прямоугольного сечения.

Технический результат достигается тем, что аэратор, включающий 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, отличающийся тем, что отношение высоты канала прямоугольного сечения к его ширине составляет от 1,5:12 до 6:12, отношение длины входного канала L к его высоте а составляет от 22:1,5 до 22:6, аналогично - для выходного канала.

Такая оптимизация конструктивных параметров аэратора позволяет потоку воздуха двусторонним обжатием плоской струи жидкости создать режим кавитации течения жидкости, который затем переходит в пленочно-диспергированный режим течения жидкости и воздуха в выпускной насадке. Данный режим течения создает в выпускной насадке скачок уплотнения, после прорыва которого скорость потока на выходе из выпускной насадки достигает сверхзвукового значения. Увеличение расхода воздуха и скорости истечения жидкости при этом позволит сохранить мелкопузырчатую аэрацию и приведет к повышению окислительной способности.

Изобретение поясняется чертежом, где на приведенных фигурах 1 и 2 показан предложенный аэратор в сборе и собственно насадка.

Аэратор включает насадку 1, вставляемую во внутреннюю перегородку 7 корпуса 4 и зафиксированную прижимной гайкой 2 через прокладку 3, патрубок для ввода воздуха 5, патрубок для ввода жидкости 6. 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 a 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 H составляет 16:60, отношение диаметра насадки D к длине канала L составляет 20:22.

Аэратор работает следующим образом.

Жидкость под давлением подается в патрубок 6 и поступает во входной канал прямоугольного сечения насадки 1, на выходе из которого плоская струя жидкости обжимается с двух сторон потоком воздуха, поступающего из патрубка 5. Жидкость, обжатая воздухом, поступает в соосный выходной канал прямоугольного сечения насадки 1, где происходит формирование газожидкостного факела.

Предложенный аэратор позволяет достичь максимального значения окислительной способности до 145 г O2/ч на одну насадку.

Оптимизация параметров канала аэратора позволила снизить затраты энергии на подачу единицы объема воздуха путем повышения эжектирующей способности струи и повысить окислительную способность аэратора путем изменения поперечного профиля канала с цилиндрического на плоский, что увеличивает поверхность контакта «газ - жидкость» в области воздушного зазора, и повышает скорость истечения жидкости.

Заявляемые интервалы количественных признаков были подтверждены экспериментально. Результаты приведены в таблице 1:

Таблица 1
№ п/п Параметры устройства (отношение высот входного и выходного каналов, мм) Окислительная способность ОС, г О2 Технический результат
Расход воздуха Q, м3
1 2 3 4
1 a:b=3:3 ОС=111,2 Низкое соотношение «ОС - Q», средняя пропускная способность*.
Q=10,7
2 a:b=3:6 ОС=100,6 Низкое соотношение «ОС - Q», высокая пропускная способность.
Q=15,2
3 a:b=6:3 ОС=138,4 Оптимальные параметры. Среднее соотношение «ОС - Q», средняя пропускная способность.
Q=11,2
4 ОС=112,5 Максимальное соотношение «ОС - Q», низкая пропускная способность.
a:b=3:1,5 Q=7,4
5 a:b=1,5:3 ОС=144,9 Среднее соотношение «ОС - Q», низкая пропускная способность.
Q=11,5
* - пропускная способность характеризуется снижением тенденции сопла к засорению (в реальной сточной воде) с увеличением высоты плоского канала

Аэратор, включающий 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, отличающийся тем, что 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.



 

Похожие патенты:

Устройство соединения аэраторов относится к области биологической очистки сточных вод и может быть использовано для соединения труб воздуховодов аэраторов в плеть.

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.

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.

Изобретение может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и нефтедобывающей, пищевой и легкой промышленности, на предприятиях черной и цветной металлургии, машиностроительных заводах.

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.

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. .

Аэратор // 2493109
Изобретение относится к аэратору и может быть использовано при биологической очистки сточных вод. Устройство включает в себя диспергирующий элемент в виде пористой трубы, охватывающей с зазором опорную трубу.

Изобретение относится к конструктивным элементам установок очистки канализационных стоков (УБО), в частности к системам аэрации УБО, предназначенных для биологической очистки бытовых канализационных стоков отдельно стоящих домов и коттеджей.

Изобретение относится к технике очистки сточных вод и может быть использовано при биологической очистке сточных вод в аэротенках с активным илом. .

Аэратор // 2187381

Изобретение относится к технике обеззараживания воды от патогенных микроорганизмов и может найти применение в процессах водоподготовки, в канализационных службах, очистке бытовых и промышленных стоков, биотехнологии, медицине и др.

Изобретение относится к аэрирующим устройствам и может быть использовано для очистки природных или бытовых и сточных вод в различных отраслях промышленности. .

Изобретение относится к устройствам для аэрирования очищаемой воды. .

Изобретение относится к техническим средствам охраны окружающей среды и может быть использовано в очистных сооружениях бытовых и промышленных сточных вод, в аэротенках и рыбоводных прудах глубиной 1,2 - 1,5 м.

Изобретение может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и нефтедобывающей, пищевой и легкой промышленности, на предприятиях черной и цветной металлургии, машиностроительных заводах.
Наверх