CS216656B2 - Swimming supporting structure particularly for the surface aerating of liquids particularly water - Google Patents

Description

Vynález se týká plovoucí nosné konstrukce, zejména pro povrchové provzdušňování kapalin, zvláště vody, která je opatřena nosným rámem pro uložení zejména provzdušňovacího zařízení, směrem к hladině skloněnými opěrnými nosníky a spojovacími nosníky, přičemž ve styčnících vzájemně spojených spojovacích nosníků jsou připevněny plováky, zejména povlaky. Plovoucí konstrukce podle vynálezu je kromě toho vhodná pro nesení každého zařízení, jehož hmotnost je souměrně rozlomena kolem jeho svislé osy.

Plovoucí konstrukce tohoto druhu jsou v závislosti na požadavcích potřebné také na větších vodních plochách, kde jsou vystaveny silnějšímu vlnobití a většímu tlaku větru. Proto je jedním ze základních požadavků kladených na tyto konstrukce dobrá plavební stabilita, pro níž je základním předpokladem nízko položené těžiště a vysoko položené metacentrum konstrukce.

Známé konstrukce tohoto druhu, používané zejména jako nosiče provzdušňovacích zařízení, je možno rozdělit do tří základních skupin. Do první skupiny patří nosné konstrukce uložené na prstencovém plováku, konstrukce druhé skupiny jsou upevněny na vodorovně uložených válcových plovácích a konečně do třetí skupiny je možno zařa2 dít konstrukce uložené na třech nebo více plovatkách.

Tyto tři principiální konstrukční možnosti mohou být ještě různými řešeními mezi sebou kombinovány, například je známo uložení konstrukce na prstencovém plováku, který je ještě pomocí přidaných plovatek stabilizován, např. u plovákového provzdušňovacího zařízení TAUL 6.

Nosné konstrukce všech tří skupin spočívají na plovácích, jejichž zatížení závisí na hmotnosti strojního zařízení, na momentech vznikajících při spouštění strojního zařízení a při jeho provozu, jakož i na mnoha přídavných namáháních od působení vnějších sil, vyvozovaných například vlnobitím apod.

Jsou známy například plovoucí nosné konstrukce nesoucí povrchová nebo hloubková provzdušňovací zařízení a patřící do třetí skupiny. Jedna z těchto známých konstrukcí je popsána v popisu vynálezu к švýcarskému patentu č. 529 697, má na přidržovací konstrukci upevněn povrchový aerátor, přičemž přidržovací konstrukce je uložena výkyvné na opěrných nohách, které jsou připojeny kloubově; na koncích opěrných nohou jsou umístěny plováky. Poloha povrchového provzdušňovacího zařízení nad vodní hladinou může být nastavována pomocí hyd216656 raulického nebo mechanického přestavovacího ústrojí.

Plovoucí nosná konstrukce je proti působení nežádoucích sil z bočních směrů chráněna . tlumicími elementy pro tlumení kývání. Pro tuto známou . nosnou konstrukci je dále charakteristické, že v zimních měsících je ’ zajišťováno · odstraňování ledu a námrazy z plováků pomocí elektrických topných prvků.

Jiná nosná konstrukce, nesoucí provzdušňovací zařízení a plovoucí na hladině, je popsána v popisech vynálezů k švýcarským patentům č. 489 436 a 468 939. Svou schopností plavat po hladině kapaliny má mít možnost stále sledovat kolísající výšku hladiny při přerušovaném provozu a střídavě prováděném a přerušovaém provzdušňování, přičemž zařízení má dostatečně účinně biologicky okysličovat aktivovaný kal a má poskytovat možnost odvádění vyčištěné vody a usazeného kalu a plnění nádrže. Tato známá zařízení · jsou obvykle malá a mohou se . používat pouze v uzavřených nádržích nebo v nádržích, umístěných ' v chráněném místě.

Charakteristickým znakem dosud známých a používaných zařízení je jejich komplikovaná a také nákladná výroba a skutečnost, že jejich oblasti použití jsou z technologického hlediska a z hlediska jejich upevnění více nebo méně omezené. Tato zařízení nejsou zpravidla použitelná v nepříznivých. podmínkách, například na jezerech nebo řekách, kde se vyskytuje větší vlnobití, popřípadě jsou použitelná pouze s pomocí komplikovaných pomocných opatření, která mají alespoň zčásti kompenzovat základní nedostatky zařízení a konstrukcí. Ponoření provzdušňovacího zařízení do kapaliny není možno bud vůbec regulovat, nebo je regulační ústrojí . pro nastavování hloubky- ' ponoření aerátoru příliš složté. Z toho, vcelku jasně vyplývá, že provozní a udržovací náklady jsou u známých zařízení a konstrukcí dost vysoké.

Při zkoumání mechanických . vztahů u dosud známých konstrukcí se dospělo k poznatku platnému prakticky pro; všechny druhy dosud známých konstrukcí a spočívajícímu - v tom, že kostra nosné konstrukce, vytvořená -z trubek nebo podobného ocelového tyčového materiálu, je namáhána na ohyb, na smyk a při dynamickém provozním - zatížení také na krůt. Dynamické zatížení, vznikající v okamžiku spuštění motoru provzdušňovacího zařízení a také při zrychlování otáčivého pohybu rotujících částí strojního zařízení, má za následek, že plovoucí konstrukce se dostává do. krouživého pohybu. Při těchto počátečních pohybech je nosná konstrukce namáhána . točivým momentem, plynoucím ze setrvačnosti plováků a hydraulických odporů, . a při provozu zařízení je nosná konstrukce zatížena točivým. momentem motoru, který ji namáhá na krůt

a. . ohyb. Ohybové síly · při tomto namáhání leží v rovinách kolmých na roviny, ve ' kterých leží ohybové momenty při statickém zatížení. Při provozu se oba druhy namáhání sčítají a noisný průřez namáhaných dílů musí mít podstatně větší moment setrvačnosti, což se ovšem promítá do. zvýšení vlastní hmotnosti celé konstrukce. Taková těžká nosná konstrukce se přitom nachází nad hladinou kapaliny, takže těžiště celé konstrukce je příliš vysoko nad . úrovní hladiny. . Těmito· skutečnostmi je značně zhoršena stabilita konstrukce, zejména pak . stabilita . plavání.

•Úkolem vynálezu je vyřešit problém zvýšení .· stability plovoucí nosné konstrukce, která by měla být . navíc jednoduchá a snadno . zhotovitelná, jejíž výroba, montáž, · provoz . i . údržba by měla být podstatně jednodušší, než je tomu u známých konstrukcí tohoto . typu. Plovoucí nosná konstrukce by navíc . měla být univerzální ’ a použitelná v libovolných podmínkách a prostředí.

Tento úkol je vyřešen plovoucí nosnou konstrukcí podle vynálezu, určenou zejména pro nesení provzdušňovacího povrchového .- zařízení k provzdušňování kapaliny, zvláště . vody, která se skládá z nosného. rámu . . pro uložení provzdušňovacího zařízení, ze skloněných opěrných nosníků, směřujících k hladině vody, a ze spojovacích nosníků, . kterými jsou vzájemně spojeny opěrné . . nosníky a k jejichž styčníkům jsou připevněny plováky, zejména plovatky. Podstata. . nosné konstrukce podle vynálezu spočívá . . v tom, že opěrné nosníky, uspořádané na . . hranách komolého jehlanu, jsou svými konci . ' spojeny jednak .s nosným rámem a jednak . se styčníky na koncích . spojovacích nosníků . tuhými spoji, přičemž styčníky jsou · tvořeny . styčníkovými tělesy, umístěnými . v průsečících . podélných os spojovacích nosníků. a plovoucí nosná konstrukce je svými styčníkovými tělesy zavěšena na plovácích. .Podle výhodného konkrétního provedení vynálezu svírají opěrné nosníky s nosným rámem úhel, který odpovídá úhlu výstupu kapaliny z horní části provzdušňovacího oběžného . kola. Podle dalšího. výhodného provedení vynálezu jsou tuhé spoje mezi opěrnými . nosníky a styčníky rozebíratelnými spoji . a plováky se nacházejí nad styčníkovými tělesy.

Plováky mohou být tvořeny . dutými tělesy vyplněnými ’ pěněnou plastickou hmotou a jejich . výšková poloha nad styčníkovými . tělesy je zejména nastavitelná. Nosná konstrukce je vytvořena · podle jiného. význaku vynálezu z nosníků . kruhového příčného^ průřezu, · přičemž . opěrné nosníky jsou . vytvořeny ze dvou dílů, vzájemně . spojených přesuvnými objímkami. Ke styčníkovým . tělesům mohou být zespodu připojeny opěrné . botky a podle posledního význaku vynálezu je ke .spojovacím nosníkům přípoje216656

S na usměrňovači trubka pro usměrnění proudění kapaliny.

Nosná konstrukce podle vynálezu je o 30 až 40 % lehčí než jiné dosud známé nosné konstrukce pro nesení aerátorů a jiných zařízení к provzdušňování vody. Zhruba dvě třetiny celé nosné konstrukce jsou ponořeny, takže plováky musí nést zatížení, které je zmenšeno o hmotnost objemu vytlačené kapaliny, a proto mohou být rozměry a také hmotnost plováků zmenšeny.

Další předností nosné konstrukce podle vynálezu je nastavitelnost plováků, která současně znamená, že je možno nastavovat hloubku ponoření provzdušňovacího kola.

Plováky jsou u nosné konstrukce podle vynálezu vyřešeny tak, že neomezují oblast, vyhrazenou pro oběžné kolo provzdušňovacího zařízení, a je proto možno snadno použít libovolného typu a velikosti oběžného kola. Vytvoření konstrukce podle vynálezu umožňuje dále takové proudění kapaliny, které je z hlediska účinného provzdušňování kapaliny příznivé.

Plovoucí nosná konstrukce může být použita i na větších vodních plochách a může nést mimo jiné provzdušňovací zařízení pro obohacování vody v nádržích a vodních tocích kyslíkem, přičemž je vhodná i pro vodní plochy s kolísající výškou hladiny. Nosná konstrukce podle vynálezu plní spolehlivě svoji funkci i v nepříznivých povětrnostních podmínkách, v zimě a při silném vlnobití.

Příklady provedení nosné konstrukce podle vynálezu jsou znázorněny na výkresech, kde představují obr. 1 boční pohled na nosnou konstrukci, obr. 2 pohled shora na totéž příkladné provedení nosné konstrukce a obr. 3 příklad provedení ústrojí pro svislé přestavování plováků ve zvětšeném měřítku, přičemž polovina tohoto detailu je v podélném řezu a druhá polovina v bočním pohledu.

Nosná konstrukce podle vynálezu nese v příkladech provedení provzdušňovací oběžné kolo 8, spojené s motorovou pohonnou jednotkou 9, která je upevněna na nosném rámu 1 nosné konstrukce. К nosnému rámu 1 jsou tuhými spoji připevněny šikmé opěrné nosníky 2, přičemž těmito tuhými spoji, spojujícími konce šikmých opěrných nosníků 2 s nosným rámem 1, mohou být rozebíratelné spoje.

Úhel sklonu šikmých opěrných nosníků 2 к rovině nosného rámu 1 je ve znázorněném příkladu provedení volen tak, že vodní paprsky, vystupující z provzdušňovacího oběžného kola 8, dopadají na opěrné nosníky 2 v takovém úhlu, aby nedocházelo к odstřikování kapiček vody směrem nahoru. Odstřikující částečky vody a vodní tříšť jsou při provzdušňování odpadových vod škodlivé pro strojní zařízení a nepříjemné pro okolní prostředí. Při chladném počasí se vodní mlhovinou nepříznivě ovlivňuje provoz ní schopnost zařízení a technologické parametry provzdušňování.

Šikmé opěrné nosníky 2 jsou umístěny na hranách myšleného komolého jehlanu a jsou svými opačnými konci připojeny pomocí rovněž tuhých spojů, zejména rozebíratelných spojů, ke styčníkovým tělesům 4, к nimž jsou rovněž připojeny vždy dva konce spojovacích nosníků 3. Styčníková tělesa 4 jsou umístěna tak, že na jejich ose se protínají podélné osy šikmých opěrných nosníků 2 a spojovacích nosníků 3. Celá nosná konstrukce je svými styčníkovými tělesy 4 zavěšena na plovácích 5, které jsou tvořeny zejména piovatkaml. Ke spodní části styčníkových těles 4 jsou připevněny opěrné botky 6, sahající pod spodní úroveň nosné konstrukce. Pod provzdušňovacím oběžným kolem 8 je umístěna usměrňovači trubka 7 pro usměrňování proudění kapaliny do oběžného kola 8, která je připevněna s výhodou na spojovací nosníky 3. V příkladném provedení nosné konstrukce jsou šikmé opěrné nosníky 2 dělené a mohou být rozebíratelné.

Na obr. 3 je zobrazen příklad provedení přestavovacího ústrojí pro výškové přestavování plováků 5 ve svislém směru. V tělese plováku 5 je vedeno vřeteno 10, jehož spodní konec je napojen na styčníkové těleso

4. Výšková poloha plováku 5, a tím také výška celé nosné konstrukce nad hladinou se nastavuje otáčením přestavovací matice 11, našroubované na vnějším závitu vřetena 10. Nad přestavovací maticí 11 je umístěn pryžový klobouček 12, který chrání šroubový spoj před nepříznivými vlivy prostředí. Na obr. 3 je rovněž znázorněno výhodné provedení plováku 5, jehož plášť je vyplněn pěněnou plastickou hmotou 13.

Nosná konstrukce podle vynálezu je dopravována a spouštěna na hladinu nádrže nebo jiné vodní plochy jako kompletně smontovaná jednotka. Protože nosná konstrukce je vlastně prostřednictvím styčníkových těles 4, která jsou umístěna zespodu pod plováky 5, na plovácích zavěšena, nachází se zhruba dvě třetiny celé nosné konstrukce pod hladinou vody. Odpovídající výška provzdušňovacího oběžného kola 8 nad hladinou kapaliny se nastavuje pomocí přestavovacích matic 11 plováků 5. Opěrné botky 6, nacházející se pod styčníkovými tělesy 4, slouží к zabezpečení konstrukce a uplatňují se pouze tehdy, když konstrukce z jakéhokoliv důvodu dosedá na pevnou podložku, například na dno zásobníku kapaliny, tj. nádrže, rybníku, řeky apod., při poklesu hladiny vody.

Jak je z příkladu provedení patrno, je nosná konstrukce podle vynálezu skutečně jednoduchá, jednoduše zhotovitelná a univerzálně použitelná. Nemusí mít připraveny zvláštní provozní podmínky, přičemž údržba a opravy se provádějí velmi jednoduše výměnou vyměnitelných a uvolnitelných dí216656 lů. ’ Dvě třetiny nosné konstrukce «se ' nacházejí pod hladinou, což zvyšuje stabilitu plavání nosné ' konstrukce, protože její -těžiště se nachází podstatně blíže - k - hladině. Stabilita plavání konstrukce je ještě zvýšena tím, že metacentrum nosné konstrukce s příslušným zařízením se nachází daleko - od jejího těžiště.

Nosná konstrukce podle vynálezu, skládající -se ze svislých styčníkových těles 4, šikmých opěrných nosníků 2 a vodorovných spojovacích nosníků 3, přejímá statické zatížení od strojního zařízení ve formě tahu a smyku, působícího na tyčové nosníky, zatímco u dosud známých konstrukcí byly nosníky nosné konstrukce, mající velká rozpětí, zatíženy - ohybovými momenty. Dynamické zatížení od sil, vznikajících při uvedení motoru do chodu a při vlnobití, se přenáší do opěrných nosníků 2, které jsou namáhány excentrických tlakem. Protože jsou

Claims (9)

1. PŘEDMĚT

   1. Plovoucí nosná konstrukce, zejména propovrchové provzdušňování kapalin, zvláště vody, skládající se z nosného rámu pro upevnění provzdušňovacího zařízení, ze šikmo do.lů skloněných opěrných nosníků a ze spojovacích nosníků, v jejichž styčnících jsou připevněny plováky, zejména plovatky, vyznačující se tím, že šikmé opěrné nosníky (2), umístěné na hranách myšleného komolého jehlanu, jsou svými - konci spojeny jednak s nosným rámem (1) a jednak se styčníkovými tělesy (4) a spojovací nosníky (3) jsou spojeny svými konci se styčníkovými tělesy [4], přičemž všechny spoje jsou tuhými spoji a styčníková tělesa (4) jsou umístěna v průsečících podélných spojovacích nosníků (3) a plovoucí nosná konstrukce je svými styčníkovými tělesy (4) zavěšena na plovácích (5).
2. 2. Plovoucí nosná konstrukce podle bodu 1, vyznačující se tím, že šikmé opěrné nosníky (2) svírají s nosným rámem [1] úhel, odpovídající výstupnímu úhlu kapaliny, vystupující z horní části provzdušňovacího< oběžného kola.
3. 3. Plovoucí nosná konstrukce podle bodu 1, vyznačující se tím, že tuhé spoje opěrných nosníků (2) a spojovacích nosníků (3) opěrné nosníky 2 připojeny na svých - koncích tuhými spoji do styčníků 4 v rovináchpůsobení vnějších sil, nedochází - k úhlovému natočení - pevně - uchycených průřezů opěrných nosníků -2. Proto je - možné vytvořit vzájemné - spojení obou dílů dělených opěrných nosníků 2 velice jednoduše, oba dělené díly mohou - být vzájemně spojeny například - pomocí přesuvných objímek.

   Z příkladu provedení nosné konstrukce ' podle vynálezu je patrno, že - celková hmotnost konstrukce může být o 30 až 40 '% Snížena a také - mohou být zmenšeny rozměry plováků 5, k čemuž přispívá i skutečnost, že podstatná část - - konstrukce je ponořena pod - vodou.

   Nosná konstrukce podle vynálezu může být provedena - v dalších alternativních - příkladných - provedeních, které spadají do rozsahu předmětu vynálezu.

   VYNALEZU jsou rozebíratelnými spoji. ,
4. 4. - Plovoucí nosná konstrukce podle bodu

   1, vyznačující se tím, že styčníková tělesa. (4) jsou umístěna pod plováky (5).
5. 5. Plovoucí nosná konstrukce - podle bodu

   1, vyznačující se tím, že - plováky (5) jsou tvořeny dutými tělesy, vyplněnými popřípadě pěněnou plastickou hmotou, a jejich výška nad styčníkovými tělesy (4) je nastavitelná.
6. 6. Plovoucí nosná konstrukce podle bodu

   1, vyznačující se tím, že její -nosníky (2, 3) jsou vytvořeny z tyčí kruhového příčného průřezu.
7. 7. Plovoucí nosná konstrukce podle bodu

   6, vyznačující se tím, že šikmé opěrné nosníky (2) jsou dělené a oba díly jsou vzájemně spojeny přesuvnými objímkami.
8. 8. Plovoucí nosná konstrukce podle bodu 1, vyznačující se tím, že ke styčníkovým tělesům (4) jsou připojeny opěrné botky (6).
9. 9. Plovoucí nosná konstrukce podle bodu

   1 nebo 2, vyznačující se tím, že ke spojovacím nosníkům (3) je připojena usměrňovači - trubka (7) pro- ' usměrnění proudu kapaliny do- provzdušňovacího zařízení.