BR112021004026A2

BR112021004026A2 - dispositivo para aeração de corpos d?água

Info

Publication number: BR112021004026A2
Application number: BR112021004026-9A
Authority: BR
Inventors: Marcus Höfken; Thomas Hagspiel; Torsten Frey; Walter Steidl
Original assignee: Invent Umwelt- Und Verfahrenstechnik Ag
Priority date: 2018-12-03
Filing date: 2019-11-29
Publication date: 2021-05-25
Also published as: EP3823743B1; JP7478735B2; JP2022512101A; ZA202101963B; MX2021002929A; CA3114834A1; KR20210096601A; CA3110663A1; US11484848B2; ES2928354T3; IL281692B2; BR112021006550A2; DE102019101416B4; US20210394132A1; WO2020114908A1; IL280976A; MX2021003937A; CN113423490B; JP7520009B2; HUE060200T2

Abstract

DISPOSITIVO PARA AERAÇÃO DE CORPOS D’ÁGUA. Um aparelho para aeração de corpos d’água compreendendo uma plataforma flutuante (19), um motor (15) apoiado pela plataforma flutuante (19), uma transmissão (16) que é acoplada ao motor (15) e cujo eixo de transmissão encontra-se na forma de um eixo oco (17), uma ventoinha para fornecer ar através de uma linha de fornecimento de ar (18) conectada a esta, em que a linha de fornecimento de ar (18) é conectada a uma extremidade (E1) do eixo oco (17), um eixo de agitação oco (1) acoplado à outra extremidade (E2) do eixo oco (17), um agitador (K) fixado à extremidade livre do eixo de agitação aproximadamente vertical (1), em que o agitador (K) é projetado como uma estrutura oca e possui uma abertura central (3), através da qual o ar fornecido pelo eixo de agitação (1) pode passar, e uma multiplicidade de aberturas de saída de ar (14).

Description

DISPOSITIVO PARA AERAÇÃO DE CORPOS D’ÁGUA

[001] A invenção se refere a um dispositivo para aeração corpos d’água, em particular corpos d’água fixos ou circulantes, por exemplo, lagos, lagoas, rios ou similares.

[002] De acordo com a técnica anterior, sabe-se arear corpos d’água, por exemplo, usando sistemas rotativos ou sistemas de jato. Os sistemas de aeração desse tipo geralmente causam enriquecimento de oxigênio apenas na área próxima à superfície.

[003] Outros sistemas de aeração conhecidos da técnica anterior, por exemplo, aeradores por tubo ou vela ou difusores de disco, envolve um grande esforço tubulação e instalação devido às suas dimensões limitadas. Além disso, também sabe-se aerar corpos d’água por meio de tubos membranosos. Para reter esses tubos membranosos, são necessários dispositivos especiais, os quais não são adequados, em particular, em corpos d’água naturais.

[004] O objeto da invenção é superar as desvantagens, de acordo com a técnica anterior. Em particular, deve-se descrever um dispositivo para aeração de corpos d’água que possa ser instalado o mais facilmente possível. Em conformidade com um objetivo adicional da invenção, deve-se atingir uma aeração particularmente eficiente de corpos d’água.

[005] Esse objeto é atingido por meio dos recursos da reivindicação 1. As realizações convenientes da invenção ficarão claras a partir dos recursos das reivindicações dependentes.

[006] Em conformidade com a invenção, propõe-se um dispositivo para aeração corpos d’água, que compreende:

[007] uma plataforma flutuante;

[008] um motor apoiado na plataforma flutuante;

[009] uma transmissão acoplada ao motor, o eixo de transmissão da transmissão sendo formado como um eixo oco;

[010] uma ventoinha para fornecimento de ar através de uma linha de abastecimento de ar conectada à ventoinha, em que a linha de abastecimento de ar é conectada a uma extremidade do eixo oco;

[011] um eixo agitador oco acoplado à outra extremidade do eixo oco;

[012] uma estrutura agitadora fixada à extremidade livre do eixo agitador que se estende de forma aproximadamente vertical;

[013] em que a estrutura agitadora é formada como uma estrutura oca e possui uma abertura central para a passagem de abastecimento de ar através do eixo agitador e possui uma pluralidade de aberturas de saída de ar.

[014] O dispositivo proposto pode ser instalado de forma rápida e fácil. Para tanto, basta colocar a plataforma flutuante no corpo d’água a ser aerado e ancorá-la lá adequadamente. O motor, junto à transmissão, eixo oco e estrutura agitadora, pode já ser pré-montado. Obviamente, também pode ser que o eixo agitador, junto à estrutura agitadora, forme uma unidade de montagem separada, a qual é montada no eixo oco apenas depois que a plataforma flutuante for colocada sobre a água.

[015] Com o dispositivo proposto é possível fornecer de 80 a 150 kg de oxigênio por hora a um corpo d’água. Portanto, o dispositivo proposto possibilita uma aeração particularmente eficiente, em particular, de corpos d’água naturais.

[016] Em conformidade com uma realização vantajosa, a ventoinha é recebida na plataforma flutuante. Nesse caso, não é necessário colocar uma linha de abastecimento de ar a partir da ventoinha localizada sobre o solo até a plataforma flutuante. Assim, a instalação do dispositivo é simplificada.

[017] Em conformidade com uma realização vantajosa adicional, o motor e a transmissão, em conjunto à ventoinha e à linha de abastecimento, são preferencialmente circundados por um alojamento. O alojamento protege o motor e/ou a ventoinha contra influências atmosféricas. Além disso, o alojamento possui vantajosamente um efeito de atenuação sonora e, portanto, o dispositivo proposto também é útil em áreas densamente povoadas.

[018] Em conformidade com uma realização particularmente vantajosa, a estrutura agitadora é uma estrutura agitadora hiperboloide, em que as aberturas de saída de ar são providas em uma borda periférica da estrutura agitadora hiperboloide. Uma estrutura agitadora hiperboloide vantajosamente, por um lado, ocasiona um fluxo giratório, que gira sobre o eixo agitador vertical. Além disso, a estrutura agitadora hiperboloide ocasiona um fluxo circulante, o qual é direcionado da superfície do corpo d’água a ser aerado na direção axial ao longo do eixo agitador em direção à estrutura agitadora, em seguida, dobra-se na direção radial então sobre novamente na direção vertical para a superfície do corpo d’água. Isso possibilita uma aração particularmente intensa e eficiente do corpo d’água. O uso de uma estrutura agitadora hiperboloide resulta, aqui, em um consumo de energia relativamente baixo.

[019] Em conformidade com uma realização vantajosa, o dispositivo de distribuição de ar, à jusante da abertura, possui um espaço de distribuição de ar com uma pluralidade de aberturas de distribuição de ar. Cada abertura de distribuição de ar se abre vantajosamente para um canal de ar, o qual é delimitado por paredes que seguem radialmente em seções. As paredes que seguem radialmente em seções se dobram convenientemente em direção à borda periférica da estrutura agitadora hiperboloide em uma direção tangencial. As aberturas de saída de ar são convenientemente providas, cada uma, em porções de extremidade radialmente externas dos canais de ar. O desenho proposto da estrutura agitadora hiperboloide, em particular o dispositivo de distribuição de ar, utiliza a geometria da estrutura agitadora hiperboloide o máximo possível. Uma construção compacta resulta no desenho da estrutura oca. A provisão das aberturas de saída de ar nas porções de extremidade radialmente externas dos canais de ar contribui para uma gaseificação particularmente eficaz do corpo d’água.

[020] De acordo com uma realização particularmente vantajosa, a estrutura agitadora hiperboloide é formada de um invólucro superior contendo a porção de conexão e uma invólucro inferior conectada ao invólucro superior, em que os canais de ar são delimitado pelo invólucro superior e pelo invólucro inferior. Consequentemente, os canais de ar podem ser produzidos simplesmente ao unir o invólucro superior e o invólucro inferior.

[021] As nervuras de transporte que seguem radialmente em seções se estendem convenientemente a partir da primeira lateral superior do invólucro superior. As nervuras de transporte podem se dobrar – da mesma forma que as paredes – em direção à borda periférica da estrutura agitadora hiperboloide em uma direção tangencial. As paredes se estendem convenientemente a partir de uma segunda lateral superior do invólucro inferior. De acordo com uma realização particularmente vantajosa, o curso das paredes corresponde ao curso das nervuras de transporte, de modo que, quando os invólucros superior e inferior são unidos, cada face inferior da nervura de transporte seja apoiada em uma borda superior de uma das paredes. Portanto, isso resulta em uma construção particularmente estável e resistente à torção. Além disso, os canais de ar podem ser assim produzidos de uma foram simples ao unir o invólucro superior ao invólucro inferior. As paredes também podem ter aberturas ou podem ser formadas a partir de diversas porções, com lacunas situadas entre elas.

[022] De acordo com uma realização vantajosa adicional, a segunda lateral superior do invólucro inferior é formada de modo côncavo e preferencialmente hiperboloide. Tanto a lateral superior quanto a face inferior podem ser formadas de modo similar ao hiperboloide. Uma estrutura oca particularmente compacta e estável é provida quando o invólucro superior é unido ao invólucro inferior.

[023] As aberturas de saída de ar são providas convenientemente nas proximidades de uma borda periférica da estrutura oca. Em particular, as aberturas de saída de ar podem ser providas nas proximidades de uma borda periférica do invólucro inferior, em especial, em uma segunda face inferior do invólucro inferior oposta à segunda lateral superior. As nervuras de cisalhamento que se estendem radialmente para fora são vantajosamente fixadas à segunda face inferior.

[024] Pelo menos uma das aberturas de saída de ar é provida convenientemente entre 2 nervuras de cisalhamento. Devido à disposição proposta, as bolhas de ar que saem através das aberturas de saída de ar são destruídas imediatamente pelo efeito das nervuras de cisalhamento e/ou são distribuídas finamente no líquido circundante. Portanto, atinge-se uma gaseificação particularmente eficiente do corpo d’água.

[025] Os invólucro superior e inferior podem, cada um, ser produzidos a partir de plástico reforçado com fibra. De acordo com uma realização conveniente, o espaço de distribuição de ar é formado a partir de um inserto preferencialmente cônico e giratoriamente simétrico, com as aberturas de distribuição de ar providas na parede periférica do dito inserto. O inserto também pode ser produzido a partir de plástico reforçado com fibra. Consequentemente, a estrutura oca pode ser facilmente produzida a partir de algumas peças, especificamente o invólucro superior, o invólucro inferior e o inserto, por exemplo, por meio de colagem.

[026] As realizações exemplares da invenção serão explicadas detalhadamente a seguir em referência aos desenhos, nos quais: A Fig. 1 mostra uma vista em perspectiva parcialmente aberta de uma estrutura agitadora hiperboloide; A Fig. 2 mostra uma vista plana de um invólucro superior; A Fig. 3 mostra uma vista inferior, de acordo com a Fig. 2;

A Fig. 4 mostra uma vista plana de um invólucro inferior; A Fig. 5 mostra uma vista inferior de acordo com a Fig. 4; A Fig. 6 mostra uma vista seccional esquemática através de uma transmissão; A Fig. 7 mostra uma vista em perspectiva de um dispositivo para aeração corpos d’água; e A Fig. 8 mostra uma vista lateral de acordo com a Fig. 7.

[027] Na Fig. 1, uma estrutura agitadora hiperboloide é fixada a um eixo agitador oco 1. A estrutura agitadora hiperboloide possui uma porção de conexão central indicada pelo sinal de referência 2. A porção de conexão 2 possui uma abertura central 3 para a passagem de ar.

[028] O sinal de referência 5 indica um invólucro superior, com nervuras de transporte 6 que se estendem a partir da primeira lateral superior O1 do invólucro superior. O sinal de referência 7 indica um invólucro inferior, com paredes 8 que se estendem a partir da segunda lateral superior O2 do invólucro inferior. O sinal de referência 9 indica um inserto que é provido à jusante da abertura 3 e forma um espaço de distribuição de ar 4. O inserto 9 é formado como um béquer cônico e possui uma pluralidade de aberturas de distribuição de ar 10 em sua parede periférica. Cada uma das aberturas de distribuição de ar 10 se abre para um canal de ar 11 formado por paredes adjacentes 8, bem como o invólucro superior 5 e o invólucro inferior 7. As nervuras de cisalhamento 12 são fixadas a uma segunda face inferior U2 do invólucro inferior 7 na borda periférica deste.

[029] A Fig. 2 mostra uma vista plana da primeira lateral superior O1 do invólucro superior. As nervuras de transporte 6 que se estendem a partir da primeira lateral superior O1 podem ser observadas e seguem a partir da abertura 3 primeiramente em uma direção radial e, então, dobra-se em direção à borda periférica U em uma direção tangencial. O inserto 9 disposto à jusante da abertura 3 e com as aberturas de distribuição de ar 10 também é visível.

[030] A Fig. 3 mostra uma vista inferior, de acordo com a Fig. 2. As nervuras de transporte 6 na forma de endentações são visíveis em uma primeira face inferior U1 do invólucro superior 5.

[031] A Fig. 4 mostra uma vista plana da segunda lateral superior O2 do invólucro inferior 7. O invólucro inferior 7 é fechado em seu centro, ou seja, oposto à abertura 3 provida no invólucro superior 5. As paredes 8 se estendem a partir da segunda lateral superior O2. As paredes 8 – do mesmo modo às nervuras de transporte 6 – seguem do centro primeiramente em uma direção radial e, então, dobram-se em direção à borda periférica U em uma direção substancialmente tangencial. Uma pluralidade de dispositivos de retenção 13, que formam recuos na segunda lateral superior O2, está situada na borda periférica U. Os dispositivos de retenção 13 são usados – como pode-se observar, em particular, a partir da Fig. 5 explicada a seguir – para receber e prender as nervuras de cisalhamento 12.

[032] A Fig. 5 mostra uma vista inferior de acordo com a Fig. 4. Em uma segunda face inferior U2 do invólucro inferior, as paredes 8 na forma de endentações estão visíveis. Os dispositivos de retenção 13, em contraste,

estendem-se a partir da segunda face inferior U2. Faz-se referência também quanto a isso na Fig. 1. Uma abertura de saída de ar 14 é provida entre cada dois dispositivos de retenção 13 adjacente ou a cada duas nervuras de cisalhamento 12 adjacentes.

[033] A Fig. 6 mostra uma vista seccional esquemática através de uma transmissão 16, que é conectada de forma condutora a um motor 15. A transmissão 16 possui um eixo de transmissão oco 17, cuja primeira extremidade é conectada a uma linha de abastecimento de ar 18. A ventoinha conectada à linha de abastecimento de ar 18 não é aqui mostrada. uma segunda extremidade E2 do eixo de transmissão oco 17 é conectada ao eixo agitador oco 1. Como pode-se observar a partir da Fig. 1, uma terceira extremidade E3 do eixo agitador oco 1 é conectada à estrutura agitadora hiperboloide mostrada nas Figs. 1 a 5.

[034] O dispositivo agitador e de gaseificação discernível, em particular, a partir das Figs. 1 e 6, pode ser fixado, por exemplo, a uma balsa 19 (vide Fig. 6). Um corpo d’água, por exemplo, uma lagoa, lago, ou similar, pode assim ser eficientemente circulado e gaseificado.

[035] Os corpos flutuantes que são mantidos nos quatro cantos de uma estrutura substancialmente retangular são indicados nas Figs. 7 e 8 pelo sinal de referência 20. A estrutura, junto ao corpo flutuante 20, forma a balsa.

[036] Embora a estrutura agitadora tenha sido descrita acima na forma de uma estrutura agitadora hiperboloide, obviamente, também pode ser possível, de acordo com a matéria da invenção, que a estrutura agitadora seja incorporada de forma diferente. No entanto, a estrutura agitadora é formada vantajosamente de modo simetricamente giratório. Também pode ser possível ser formada como um cone ou o tronco de um cone.

[037] Lista de sinais de referência 1 eixo agitador 2 porção de conexão 3 abertura 4 espaço de distribuição de ar 5 invólucro superior 6 nervura de transporte 7 invólucro inferior 8 parede 9 inserto 10 abertura de distribuição de ar 11 canal de ar 12 nervura de cisalhamento 13 dispositivo de retenção 14 abertura de saída de ar 15 motor 16 transmissão 17 eixo de transmissão oco 18 linha de abastecimento de ar 19 balsa 20 corpo flutuante E1 primeira extremidade E2 segunda extremidade E3 terceira extremidade O1 primeira lateral superior O2 segunda lateral superior U1 primeira face inferior

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. DISPOSITIVO PARA AERAÇÃO DE CORPOS D’ÁGUA, caracterizado por compreender: plataforma flutuante (19); motor (15) apoiado sobre a plataforma flutuante (19); transmissão (16) acoplada ao motor (15), o eixo de transmissão da transmissão sendo formado como um eixo oco (17); ventoinha para fornecer ar através de uma linha de abastecimento de ar (18) conectada à ventoinha, em que a linha de abastecimento de ar (18) é conectada a uma extremidade (E1) do eixo oco (17); eixo agitador oco (1) acoplado à outra extremidade (E2) do eixo oco (17); estrutura agitadora (K) fixada à extremidade livre do eixo agitador que se estende de forma aproximadamente vertical (1); em que a estrutura agitadora (K) é formada como uma estrutura oca e possui uma abertura central (3) para a passagem de abastecimento de ar através do eixo agitador (1) e possui uma pluralidade de aberturas de saída de ar (14); em que as aberturas de saída de ar (14) são, cada uma, providas em porções da extremidade radialmente externa dos canais de ar (11), e em que o dispositivo é formado de um invólucro superior (5) contendo a porção de conexão e um invólucro inferior (7) conectado ao invólucro superior, em que os canais de ar (11) são delimitados pelo invólucro superior (5) e o invólucro inferior (7).

2. DISPOSITIVO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela ventoinha ser recebida na plataforma flutuante (19).

3. DISPOSITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo motor (15) e a transmissão (16), preferencialmente em conjunto com a ventoinha e a linha de abastecimento de ar (18), serem circundados por um alojamento.

4. DISPOSITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pela estrutura agitadora (K) ser uma estrutura agitadora hiperboloide e em que as aberturas de saída de ar (14) são providas em uma borda periférica da estrutura agitadora hiperboloide.

5. DISPOSITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo dispositivo de distribuição de ar (4, 10, 11, 14) para distribuição de ar guiada através da abertura (3) em direção às aberturas de saída de ar (14) ser provida à jusante da abertura (3).

6. DISPOSITIVO, de acordo com qualquer reivindicações anteriores, caracterizado pelo dispositivo de distribuição de ar (4, 10, 11, 14), à jusante da abertura, possuir um espaço de distribuição de ar (4) com uma pluralidade de aberturas de distribuição de ar (10).

7. DISPOSITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por cada abertura de distribuição de ar (10) se abrir para um canal de ar (11), o qual ser delimitado por paredes (8) que se estendem radialmente em seções.

8. DISPOSITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelas nervuras de transporte (6) que seguem radialmente em seções se estenderem a partir da primeira lateral superior (O1) do invólucro superior (5).

9. DISPOSITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelas paredes (8) se estenderem a partir de uma segunda lateral superior (O2) do invólucro inferior (7).

10. DISPOSITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo curso das paredes (8) corresponder ao curso das nervuras de transporte (6), de modo que, quando os invólucros superior e inferior (5, 7) serem unidos, cada face inferior da nervura de transporte seja apoiada sobre uma borda superior das paredes (8).

11. DISPOSITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pela segunda lateral superior (O2) do invólucro inferior (7) serem formada de forma côncava, preferencialmente tipo hiperboloide.

12. DISPOSITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelas nervuras de cisalhamento que se estenderem radialmente para fora (12) serem fixadas a uma segunda face inferior do invólucro inferior (7) oposta à segunda lateral superior (O2).

13. DISPOSITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelas aberturas de saída de ar (14) serem providas nos arredores de uma borda periférica do invólucro inferior (7).

14. DISPOSITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por uma das aberturas de saída de ar (14) ser provida entre cada duas nervuras de cisalhamento (12).

15. DISPOSITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo invólucro superior (5) e o invólucro inferior (7) serem, cada um, produzidos a partir de plástico reforçado com fibra.

16. DISPOSITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo espaço de distribuição de ar (4) ser formado a partir de um inserto preferencialmente cônico e giratoriamente simétrico, com as aberturas de distribuição de ar (10) providas na parede periférica do dito inserto.

17. DISPOSITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo inserto ser produzido a partir de plástico reforçado com fibra.