Поверхностный аэратор

 

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (1 i! 659532 союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10.11.77 (21) 2563231/29-26 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.04.79. Бюллетень № 16 (45) Дата опубликования описания 30.04.79 (51) N,. Кл.

С 02С 1/10

Государственный комитет (53) УДК 628.356.2 (088.8) ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Р. Ф. Ганиев, П, А. Малышев и Ю. Г. Чистяков

Институт механики Академии наук УССР (71) Заявитель (54) ПОВЕРХНОСТНЫЙ АЭРАТОР

Изобретение относится к технике аэрации поверхностных слоев жидкости, в частности к вибрационным устройствам для аэрации, и может быть использовано для насыщения сточных вод кислородом воздуха при их биологической очистке.

Известен вибрационный аэратор, содержащий вибропривод направленного действия и воздухоподающую трубу, соединенную сверху с источником сжатого воздуха, а снизу — с щелевидными соплами, которые снабжены эластичными клапанами (11.

Недостатки такого аэратора состоят в малой эффективности аэрации и сложности конструкции.

Известен также аэратор, включающий рабочий орган, выполненный в виде двух решеток с эластичными клапанами, с системой подвода воздуха в виде полых штоков, подсоединенных к вибратору продольных колебаний (2).

Недостатки данного аэратора заключаются в невозможности использования его для эффективной аэрации поверхностных слоев обрабатываемой жидкости и сложности конструкции.

Цель изобретения — повышение эффсктивности аэр ации поверхностных слоев жидкости с одновременным упрощением конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что рабочий орган аэратора выполнен в виде полого конуса с установленным в вершине его цилиндрическим патрубком, выходное отверстие которого размещено над зеркалом жидкости.

На чертеже изображен предлагаемый вибрационный аэратор, продольный разрез.

Аэратор содержит полый конус 1 с уста1р новленным в его вершине патрубком 2, например цилиндрическим. Конус 1 жестко связан с вибратором 3 продольных колебаний. Выходное отверстие патрубка 2 размещено над зеркалом жидкости.

15 Работает аэратор следующим образом.

При включении вибратора 3 конус 1 с патрубком 2 совершает возвратно-поступательные движения в осевом направлении, вызывая перемещение жидкости вверх че2р рез полость конуса 1 и патрубка 2 и истечение ее в виде свободной струи. При движении струи жидкость насыщается газом.

Механизм возникновения однонаправленного движения жидкости при периодиче25 ских колебаниях полого конуса объясняется неравномерным за период колебаний действием вибрации. Так, при движении конуса вниз в первый полупериод колебания масса жидкости, охватываемая стенками

30 цилиндрического патрубка, подвергается

659532 сжатию и ввиду свойства несжимаемости находит выход в сторону меньшего давления, т. е. через горловину вверх. При движении конуса вверх во второй полупериод колебания жидкость подвергается растяже- 5 нию и поэтому стремится тоже вверх вслед за конусом. Тем самым создается клапанное действие полого конуса и однонаправленное перемещение жидкости в виде свободной струи. 10

Процесс возбуждения струи сопровождается интенсивным захватом газа из атмосферы и подачей его в жидкость в виде диспергированных пузырьков. Контактирование последних с жидкостью интенсифици- 15 рует процесс газон асыщения.

Таким образом массообмен слагается здесь из двух основных составляющих— движения струи жидкости в атмосфере газа и движения пузырьков газа в слое жид- 2р кости.

Для предложенного поверхностного аэратора характерно длительное удержание пузырьков воздуха (1 — 2 мин), тонкое их диспергирование (диаметр пузырьков 0,5 в 25

1 мм) и, что весьма важно, резонансный характер явления (частота вибраций 36 Гц).

Изменение частоты на несколько герц в сторону увеличения или уменьшения приводит к значительному снижению интенсив- Зр ности процесса. По имеющимся данным основную роль здесь играет совпадение частоты вынужденных колебаний конуса с частотой собственных колебаний массы жидкости, подвергаемой вибрационным воздей- 35 ствиям, т. е. охватываемой стенками конуса.

Предложенное техническое решение в сравнении с известным является предельно простым в изготовлении, не имеет регулирующих механических клапанных систем и, следовательно, имеет высокую эксплуатационную надежность, ремонтопригодность, длительный срок службы.

Обладая незначительным гидравлическим сопротивлением, аэратор требует малых энергозатрат при эксплуатации. Существенное снижение энергозатрат объясняется резонансным характером процесса, реализуемого предложенным устройством.

Конструкция поверхностного аэратора отличается простотой и может служить эффективным средством аэрации поверхностных слоев жидкости.

Формула изобретения

Поверхностный аэратор, содержащий рабочий орган и вибратор продольных колебаний, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности аэрации поверхностных слоев жидкости с одновременным упрощением конструкции, рабочий орran выполнен в виде полого конуса с установленным в вершине его цилиндрическим патрубком, выходное отверстие которого размещено над зеркалом жидкости.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 360104, кл, В 03D 1,/14, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР № 487676, кл. В 03D 1/14, 1975.

659532

Составитель П. Малышев

Корректор Е, Осипова

Техред А. Камышникова

Редактор Т. Кузьмина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 688/12 Изд. № 309 Тираж 1034 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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