ES2739451T3 - Dispositivo de aireación - Google Patents

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ES2739451T3 ES14827068T ES14827068T ES2739451T3 ES 2739451 T3 ES2739451 T3 ES 2739451T3 ES 14827068 T ES14827068 T ES 14827068T ES 14827068 T ES14827068 T ES 14827068T ES 2739451 T3 ES2739451 T3 ES 2739451T3
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Abstract

Un dispositivo de aireación, que comprende: una carcasa hueca (91) que tiene un motor (913) montado en la misma; una unidad de mezcla (92) formada en el lado frontal de la carcasa (91) y que tiene un orificio de descarga (923) configurado para descargar el agua y el aire mezclados entre sí, formado en una dirección radial y un orificio de entrada (941) configurado para introducir agua, formado en la parte frontal del mismo; un impulsor (93) ubicado dentro de la unidad de mezcla (92) y acoplado a un eje de accionamiento (9135) del motor (913), extendiéndose el eje de accionamiento (9135) a la unidad de mezcla (92), de modo que pueda rotar de manera unitaria con el eje de accionamiento (9135), para generar un flujo en una dirección radial hacia afuera mediante la rotación; una unidad de entrada de aire (96) que tiene una porción de extremo lateral ubicada hacia adelante del impulsor (93) y que sirve como un tubo de entrada de aire para introducir aire en la unidad de mezcla (92); y una unidad de admisión auxiliar (99), que comprende un eje de extensión (991) extendido hacia adelante desde el impulsor (93) y un impulsor auxiliar (992) ubicado en la porción de extremo frontal del eje de extensión (991), estando la unidad de admisión auxiliar ubicada en el lado frontal del impulsor (93) de modo que pueda rotar de manera unitaria con el eje de accionamiento (9135) del motor (913) y adaptado para insertarse en la unidad de entrada de aire (96) de modo que permita que el agua en la unidad de entrada de aire (96) fluya hacia atrás mediante la rotación.

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo de aireación
Campo técnico
La presente invención se refiere a un dispositivo de aireación, y más particularmente, a un dispositivo de aireación que es capaz de airear aguas residuales después del tratamiento de aguas residuales orgánicas para aumentar una cantidad de oxígeno disuelto, lo que mejora la eficacia en el tratamiento de aguas residuales.
Técnica antecedente
En general, las aguas residuales se airean en el tratamiento de aguas residuales orgánicas utilizando microorganismos. Si las aguas residuales se airean, la cantidad de oxígeno disuelto de las aguas residuales aumenta para activar los microorganismos aeróbicos y además acelerar la eliminación de materiales en suspendidos y gases nocivos, lo que aumenta la eficacia en el tratamiento de aguas residuales. Incluso el agua en un tanque de criadero de peces es aireada, y en este caso, se incrementa la cantidad de oxígeno disuelto para evitar que el agua se contamine y además para ayudar al crecimiento de peces vivos. Además, la aireación evita la floración de agua y que ocurra la marea roja.
Un dispositivo de aireación convencional se divulga en el Registro de Patente Coreana N.° 1254873 (9 de abril de 2013). La Figura 1 es una vista en sección que muestra el dispositivo de aireación convencional. Como se muestra en la Figura 1, el dispositivo de aireación convencional incluye una carcasa cilíndrica hueca 100, una unidad de mezcla 200 formada hacia adelante de la carcasa 100, un impulsor 300 ubicado dentro de la unidad de mezcla 200, una placa separadora 400 ubicada en el lado frontal de la unidad de mezcla 200, un alojamiento de admisión 500 ubicado hacia adelante de la placa separadora 400, una unidad de entrada de aire 600 ubicada para pasar a través del alojamiento de admisión 500 y que sirve como un conducto de entrada de aire, y una unidad de descarga 700 ubicada en la superficie periférica exterior de la unidad de mezcla 200.
La carcasa 100 tiene un motor 130 montado de forma hermética en su interior, y un eje de accionamiento 135 del motor 130 sobresale hacia delante. Además, la carcasa 100 tiene una cubierta que se puede abrir 120 acoplada al lado posterior de la misma, y la cubierta 120 está provista de un asa 150 y un cable eléctrico 140 para suministrar potencia de accionamiento al motor 130.
La unidad de mezcla 200 tiene una forma de un cilindro hueco abierto hacia delante e incluye un orificio de descarga 230 penetrado radialmente en la superficie circunferencial de la misma. El eje de accionamiento 135 del motor 130 se extiende hacia adelante desde la parte posterior de la unidad de mezcla 200. El eje de accionamiento 135 está apoyado de manera rotativa contra un miembro de cojinete 170 ubicado dentro de la carcasa 100, y un miembro de sellado 190 está ubicado entre el eje de accionamiento 135 y la periferia interior de la unidad de mezcla 200 en el lado frontal del miembro de cojinete 170.
El impulsor 300 está acoplado al eje de accionamiento 135 para generar una fuerza de empuje en la dirección radial de la unidad de mezcla 200 e incluye una placa rotativa en forma de disco 310, una toma de soporte 330 que tiene un orificio de inserción adaptado para insertar el eje de accionamiento 135 en el mismo, y una pluralidad de aletas rotativas 320 que sobresalen hacia adelante de la placa rotativa 310. La toma de soporte 330 sobresale hacia delante para formar un espacio intermedio en la dirección radial entre las porciones de extremo internas de las aletas rotativas 320 y la toma de soporte 330. El impulsor 300 se hace rotar de forma unitaria con el eje de accionamiento 135 del motor 130 a través del accionamiento del motor 130.
La placa separadora 400 tiene una placa en forma de disco que tiene un orificio de entrada 410 formado en la porción central de la misma de modo que pueda penetrarse desde la parte frontal hasta la parte posterior. El alojamiento de admisión 500 tiene una forma de un cilindro abierto en su lado posterior e incluye una pluralidad de orificios de admisión 510 formados de manera penetrante en la dirección radial en la porción cilíndrica del mismo, de modo que estén separados uno del otro a lo largo de la dirección circunferencial del mismo. La placa separadora 400 está ubicada entre el alojamiento de admisión 500 y la unidad de mezcla 200.
La unidad de entrada de aire 600 es penetrada desde la parte frontal del alojamiento de admisión 500 hasta la parte posterior de la misma e incluye una toma de entrada hueca 610 abierta en un lado y el otro lado de la misma, un tubo de entrada hueco 630 conectado al lado frontal de la toma de entrada 610 de modo que esté abierto en un lado y el otro lado del mismo, y un tubo de extensión hueco 650 conectado al lado posterior de la toma de flujo 610 de modo que se extienda hacia la unidad de mezcla 200. Un espacio intermedio 't' está formado en la dirección longitudinal entre la porción de extremo lateral posterior del tubo de extensión 650 y la toma de soporte 330. La toma de entrada 610 tiene una estructura doblada.
La unidad de descarga 700 incluye una toma de descarga hueca 710 abierta en un lado y el otro lado de la misma de modo que se comunique con el orificio de descarga 230 y un tubo de descarga hueco 730 abierto en un lado y el otro lado de la misma, de modo que se conecte a la toma de descarga 710. El tubo de descarga 730 incluye una porción de gran diámetro 731 formada en la parte frontal de la misma y una porción de pequeño diámetro 735 formada en la parte posterior de la misma.
De acuerdo con el dispositivo de aireación convencional, el agua se llena en el tubo de entrada 630 a la misma altura que la superficie del agua antes de que se accione el dispositivo de aireación, y si el motor 130 rota durante el accionamiento inicial del dispositivo de aireación, el agua llenada en el tubo de entrada 630 queda introducida completamente. Después de eso, se introduce aire y se mezcla con el agua que pasa a través de los orificios de admisión 510.
Si el dispositivo de aireación convencional se instala a una profundidad relativamente baja de la superficie del agua, por ejemplo, si la unidad de entrada de aire 600 se sumerge en agua a una profundidad de 30 cm, el agua llenada en el tubo de entrada 630 es aspirada por la fuerza motriz del motor 130 para que el aire se introduzca a través de la unidad de entrada de aire 600. Por el contrario, si la unidad de entrada de aire 600 se sumerge en agua a una profundidad de 50 cm o más, toda el agua llenada en el tubo de entrada 630 no se succiona, por lo que el aire no se introduce a través de la unidad de entrada de aire 600. Por consiguiente, el dispositivo de aireación convencional no se puede usar a una gran profundidad bajo el agua. Es decir, el aire y el agua se mezclan solo en la superficie del agua para descargar el aire mezclado y el agua a través de la unidad de descarga 700. Para aumentar la profundidad, por lo tanto, el motor 130 debe tener una salida de alta potencia.
Divulgación
Problema técnico
Por consiguiente, la presente invención se ha realizado en vista de los problemas mencionados anteriormente que se producen en la técnica anterior, y es un objeto de la presente invención proporcionar un dispositivo de aireación que sea capaz de aspirar el agua llenada en un tubo de entrada que introduce aire, sin tener ningún medio separado como una bomba o un motor que tenga una salida de alta potencia, para permitir que el aire se introduzca a través del tubo de entrada, mejorando la estructura de una unidad de descarga para que la unidad de descarga se fabrique fácilmente y el aire permanezca bajo el agua durante un largo período de tiempo, mezclando nuevamente el agua y el aire mezclados en una unidad de mezcla por medio de los salientes formados en la unidad de descarga para evitar que las superficies de contacto entre el agua y el aire disminuyan durante la descarga, controlando una la cantidad de aire introducido a través de una válvula de ajuste de aire, y aumentando la velocidad de mezcla entre el agua y el aire para mejorar el rendimiento de la aireación.
Solución técnica
Para lograr el objeto mencionado anteriormente, de acuerdo con la presente invención, se proporciona un dispositivo de aireación que incluye: una carcasa hueca que tiene un motor montado en la misma; una unidad de mezcla formada en el lado frontal de la carcasa y que tiene un orificio de descarga formado en una dirección radial y un orificio de admisión formado en la parte frontal del mismo; un impulsor ubicado dentro de la unidad de mezcla y acoplado a un eje de accionamiento del motor, extendiéndose el eje de accionamiento a la unidad de mezcla, de modo que pueda rotar de manera unitaria con el eje de accionamiento, para generar un flujo en una dirección radial hacia afuera mediante la rotación una unidad de entrada de aire que tiene una porción de extremo lateral ubicada hacia adelante del impulsor y que sirve como tubo de entrada de aire para introducir aire en la unidad de mezcla; y una unidad de admisión auxiliar ubicada en el lado frontal del impulsor de modo que pueda rotar de manera unitaria con el eje de accionamiento del motor y adaptarse para insertarse en la unidad de entrada de aire de modo que permita que el fluido en la unidad de entrada de aire fluya hacia atrás mediante la rotación.
De acuerdo con la presente invención, la unidad de admisión auxiliar incluye un eje de extensión extendido hacia adelante desde el impulsor y un impulsor auxiliar ubicado en la porción de extremo frontal del eje de extensión de modo que permita que el fluido fluya hacia atrás mediante la rotación.
De acuerdo con la presente invención, preferentemente, el impulsor incluye una toma de soporte que sobresale hacia adelante desde su centro de modo que se inserta la porción de extremo del eje de accionamiento en el mismo por medio de atornillado, y la unidad de admisión auxiliar incluye un eje de extensión extendido hacia delante desde la toma de soporte y un impulsor auxiliar ubicado en la porción de extremo frontal del eje de extensión de modo que permita que el fluido fluya hacia atrás mediante la rotación.
De acuerdo con la presente invención, preferentemente, el impulsor incluye un orificio central formado en el centro del mismo de modo que pueda pasar el eje de accionamiento a través del mismo, y la unidad de admisión auxiliar incluye una toma de soporte atornillado a la porción de extremo del eje de accionamiento que sobresale hacia delante después de pasar a través del impulsor, un eje de extensión extendido hacia delante desde la toma de soporte de modo que se forme de manera unitaria con la toma de soporte, y un impulsor auxiliar ubicado en la porción de extremo frontal del eje de extensión de modo que permita que el fluido fluya hacia atrás mediante la rotación.
De acuerdo con la presente invención, preferentemente, el impulsor auxiliar incluye aletas que tienen una pluralidad de ranuras formadas cóncavamente sobre el mismo para generar el flujo en la dirección axial del eje de extensión mediante la rotación.
De acuerdo con la presente invención, preferentemente, el impulsor auxiliar está ubicado dentro de la unidad de entrada de aire.
De acuerdo con la presente invención, preferentemente, el dispositivo de aireación incluye además una unidad de descarga formada en la unidad de mezcla de modo que se comunique con el orificio de descarga, y la unidad de descarga incluye un miembro de descarga que tiene un tubo hueco abierto en ambos extremos del mismo, el tubo tiene una porción de reducción de área en sección formada en su lado posterior de modo que el área en sección de flujo interno disminuye a medida que el tubo se dirige hacia su lado posterior en la dirección longitudinal del mismo.
De acuerdo con la presente invención, preferentemente, el miembro de descarga incluye una porción guía extendida hacia atrás desde la porción de extremo lateral posterior del tubo en la que se forma un orificio de inyección, doblada desde una porción de extremo lateral en la dirección radial del tubo hacia la otra porción de extremo lateral del mismo, y guiar el fluido inyectado a través del orificio de inyección de modo que permita que el fluido fluya en la dirección radial.
De acuerdo con la presente invención, preferentemente, la porción guía se extiende en la dirección radial del tubo para cubrir el orificio de inyección y se extiende en la dirección longitudinal del tubo de modo que esté separada del orificio de inyección.
De acuerdo con la presente invención, preferentemente, una tasa de reducción de área en sección generada a través de la porción de reducción de área en sección está en el intervalo de 70 a 80%.
De acuerdo con la presente invención, preferentemente, el tubo de descarga incluye una hendidura formada en la dirección longitudinal en la porción de extremo opuesta al orificio de descarga del tubo.
De acuerdo con la presente invención, preferentemente, la unidad de mezcla incluye una pluralidad de salientes que sobresalen de la misma de modo que entren en contacto con el fluido.
De acuerdo con la presente invención, preferentemente, el dispositivo de aireación incluye además una unidad de descarga formada en la unidad de mezcla de modo que se comunique con el orificio de descarga, y la unidad de descarga incluye un tubo de descarga hueco abierto en un lado y el otro lado del mismo de modo que se comunique con la unidad de mezcla en un extremo del mismo y se comunique con el exterior en el otro extremo del mismo, teniendo el tubo de descarga la pluralidad de salientes que sobresalen del mismo.
De acuerdo con la presente invención, preferentemente, la unidad de mezcla comprende una ranura guía formada cóncavamente en su superficie lateral posterior en su dirección circunferencial de modo que se comunique con el tubo de descarga, teniendo la ranura guía la pluralidad de salientes que sobresalen de la misma.
De acuerdo con la presente invención, preferentemente, los salientes se forman de manera cruzada con respecto a la dirección del flujo del fluido.
De acuerdo con la presente invención, preferentemente, los salientes se forman por medio de miembros de saliente insertados en el interior desde el exterior.
De acuerdo con la presente invención, preferentemente, cada miembro de saliente incluye una porción de extremo inferior que tiene una forma en sección de un rectángulo que tiene dos lados largos y dos lados cortos.
De acuerdo con la presente invención, preferentemente, cada lado largo se forma cóncavamente en su centro. De acuerdo con la presente invención, preferentemente, la unidad de entrada de aire incluye una válvula de ajuste de aire adaptada para controlar una cantidad de aire introducido a través de la misma.
De acuerdo con la presente invención, preferentemente, el impulsor incluye una unidad de aceleración de mezcla ubicada hacia adelante de la misma de modo que pueda rotar de manera unitaria con el eje de accionamiento, teniendo la unidad de aceleración de mezcla una pluralidad de orificios de paso penetrados desde la parte frontal hasta la parte posterior.
De acuerdo con la presente invención, preferentemente, la unidad de aceleración de mezcla tiene la forma de una malla.
De acuerdo con la presente invención, preferentemente, el impulsor incluye una placa rotativa en forma de disco y una pluralidad de aletas rotativas que sobresalen hacia adelante de la placa rotativa, y la unidad de aceleración de mezcla está acoplada de manera fija a las superficies de extremo frontal de las aletas rotativas del impulsor 93. Efectos ventajosos
De acuerdo con la presente invención, el dispositivo de aireación puede mejorar la fuerza de admisión de aire para aspirar el agua llenada en el tubo de entrada que introduce aire al comienzo del arranque, realizando así la aireación de manera eficiente incluso en aguas profundas, puede ubicar burbujas de aire descargadas con el agua en una dirección hacia abajo, haciendo que el aire permanezca bajo el agua durante un largo período de tiempo, puede mezclar el agua y el aire mezclados en la unidad de mezcla nuevamente por medio de los salientes formados en la unidad de descarga, evitando así que las superficies de contacto entre el agua y el aire se reduzcan durante la descarga con el fin de aumentar la cantidad de oxígeno disuelto, puede controlar la cantidad de aire que se introduce a través de la válvula de ajuste de aire, lo que realiza la aireación de manera eficiente, y puede aumentar la velocidad de mezcla entre el agua y el aire, mejorando así el rendimiento de la aireación para permitir que los microorganismos aeróbicos se cultiven continuamente y además aceleren la fermentación aeróbica.
Descripción de los dibujos
La Figura 1 es una vista en sección que muestra un dispositivo de aireación convencional.
La Figura 2 es una vista lateral que muestra un dispositivo de aireación de acuerdo con una primera realización de la presente invención.
La Figura 3 es una vista en sección que muestra el dispositivo de aireación de acuerdo con la primera realización de la presente invención.
La Figura 4 es una vista en perspectiva en despiece ordenado que muestra el dispositivo de aireación de acuerdo con la primera realización de la presente invención.
La Figura 5 es una vista en sección ampliada que muestra una unidad de admisión auxiliar de la Figura 3. La Figura 6 es una vista en sección ampliada que muestra otro ejemplo de la unidad de admisión auxiliar de la Figura 3.
La Figura 7 es una vista en perspectiva que muestra el impulsor y la unidad de admisión auxiliar del dispositivo de aireación de acuerdo con la primera realización de la presente invención.
La Figura 8 es una vista en perspectiva que muestra otros ejemplos del impulsor y la unidad de admisión auxiliar de la Figura 7.
La Figura 9 es una vista en sección que muestra el estado en el que la unidad de admisión auxiliar de la Figura 8 se inserta en un tubo de extensión.
La Figura 10 es una vista en perspectiva que muestra una porción de una unidad de descarga del dispositivo de aireación de acuerdo con la primera realización de la presente invención.
La Figura 11 es una vista lateral que muestra la unidad de descarga del dispositivo de aireación de acuerdo con la primera realización de la presente invención.
La Figura 12 es una vista en planta que muestra la unidad de descarga del dispositivo de aireación de acuerdo con la primera realización de la presente invención.
La Figura 13 es una vista en sección lateral que muestra la unidad de descarga del dispositivo de aireación de acuerdo con la primera realización de la presente invención.
Las Figuras 14 y 15 son vistas en sección lateral que muestran los procedimientos para fabricar el miembro de descarga del dispositivo de aireación de acuerdo con la primera realización de la presente invención. La Figura 16 es una vista en perspectiva que muestra un dispositivo de aireación de acuerdo con una segunda realización de la presente invención.
La Figura 17 es una vista en perspectiva en despiece ordenado que muestra el dispositivo de aireación de la Figura 16.
La Figura 18 es una vista en perspectiva que muestra una carcasa, una placa separadora, un impulsor y una unidad de descarga del dispositivo de aireación de la Figura 16.
La Figura 19 es una vista en sección tomada a lo largo de la línea A-A de la Figura 18.
La Figura 20 es una vista en sección tomada a lo largo de la línea B-B de la Figura 19.
La Figura 21 es una vista frontal que muestra un miembro de saliente del dispositivo de aireación de la Figura 16.
La Figura 22 es una vista inferior que muestra el miembro de saliente de la Figura 21.
La Figura 23 es una vista en sección que muestra la porción de extremo inferior del miembro de saliente de la Figura 21.
La Figura 24 es una vista en sección que muestra un ejemplo de variación de la sección de la porción de extremo inferior de la Figura 21.
La Figura 25 es una vista en sección ampliada que muestra el impulsor y la unidad de aceleración de mezcla del dispositivo de aireación de la Figura 4.
La Figura 26 es una vista en perspectiva separada que muestra el impulsor y la unidad de aceleración de mezcla del dispositivo de aireación de la Figura 4.
La Figura 27 es una vista en perspectiva que muestra el estado acoplado del impulsor y la unidad de aceleración de mezcla del dispositivo de aireación de la Figura 4.
La Figura 28 es una vista en perspectiva separada que muestra un ejemplo de variación del impulsor y la unidad de aceleración de mezcla de la Figura 26.
La Figura 29 es una vista en sección que muestra el estado operativo del dispositivo de aireación de la Figura 4.
Modo de invención
En lo sucesivo, una explicación sobre un dispositivo de aireación de acuerdo con la presente invención se proporcionará en detalle con referencia a los dibujos adjuntos.
La Figura 2 es una vista lateral que muestra un dispositivo de aireación de acuerdo con una primera realización de la presente invención, la Figura 3 es una vista en sección que muestra el dispositivo de aireación de acuerdo con la primera realización de la presente invención, la Figura 4 es una vista en perspectiva en despiece ordenado que muestra el dispositivo de aireación de acuerdo con la primera realización de la presente invención, la Figura 5 es una vista en sección ampliada que muestra una unidad de admisión auxiliar de la Figura 3, la Figura 6 es una vista en sección ampliada que muestra otro ejemplo de la unidad de entrada auxiliar de la Figura 3, La Figura 7 es una vista en perspectiva que muestra el impulsor y la unidad de admisión auxiliar del dispositivo de aireación de acuerdo con la primera realización de la presente invención, la Figura 8 es una vista en perspectiva que muestra otros ejemplos del impulsor y la unidad de admisión auxiliar de la Figura 7, la Figura 9 es una vista en sección que muestra el estado en el que la unidad de admisión auxiliar de la Figura 8 se inserta en un tubo de extensión, la Figura 10 es una vista en perspectiva que muestra una porción de una unidad de descarga del dispositivo de aireación de acuerdo con la primera realización de la presente invención, la Figura 11 es una vista lateral que muestra la unidad de descarga del dispositivo de aireación de acuerdo con la primera realización de la presente invención, la Figura 12 es una vista en planta que muestra la unidad de descarga del dispositivo de aireación de acuerdo con la primera realización de la presente invención, la Figura 13 es una vista en sección lateral que muestra la unidad de descarga del dispositivo de aireación de acuerdo con la primera realización de la presente invención, las Figuras 14 y 15 son vistas en sección lateral que muestran los procedimientos para fabricar el miembro de descarga del dispositivo de aireación de acuerdo con la primera realización de la presente invención, la Figura 16 es una vista en perspectiva que muestra un dispositivo de aireación de acuerdo con una segunda realización de la presente invención, la Figura 17 es una vista en perspectiva en despiece ordenado que muestra el dispositivo de aireación de la Figura 16, la Figura 18 es una vista en perspectiva que muestra una carcasa, una placa separadora, un impulsor y una unidad de descarga del dispositivo de aireación de la Figura 16, la Figura 19 es una vista en sección tomada a lo largo de la línea A-A de la Figura 18, la Figura 20 es una vista en sección tomada a lo largo de la línea B-B de la Figura 19, la Figura 21 es una vista frontal que muestra un miembro de saliente del dispositivo de aireación de la Figura 16, la Figura 22 es una vista inferior que muestra el miembro de saliente de la Figura 21, la Figura 23 es una vista en sección que muestra la porción de extremo inferior del miembro de saliente de la Figura 21, la Figura 24 es una vista en sección que muestra un ejemplo de variación de la sección de la porción de extremo inferior de la Figura 21, la Figura 25 es una vista en sección ampliada que muestra el impulsor y la unidad de aceleración de mezcla del dispositivo de aireación de la Figura 4, la Figura 26 es una vista en perspectiva separada que muestra el impulsor y la unidad de aceleración de mezcla del dispositivo de aireación de la Figura 4, la Figura 27 es una vista en perspectiva que muestra el estado acoplado del impulsor y la unidad de aceleración de mezcla del dispositivo de aireación de la Figura 4, la Figura 28 es una vista en perspectiva separada que muestra un ejemplo de variación del impulsor y la unidad de aceleración de mezcla de la Figura 26, y la Figura 28 es una vista en sección que muestra el estado operativo del dispositivo de aireación de la Figura 4.
En la Figura 3, a continuación, una dirección a la izquierda indica una dirección 'hacia delante', una dirección a la derecha indica una dirección 'hacia atrás', una dirección desde el lado frontal al lado posterior indica una dirección 'dirección hacia abajo', una dirección vertical indica una dirección 'radial', una dirección horizontal indica una dirección 'longitudinal' y una dirección alejada de un eje de accionamiento 9135 en la dirección radial indica una 'dirección radial hacia afuera'. En los dibujos, la estructura interna de un motor 913 no está ilustrada.
Como se muestra en las Figuras 2 a 4 y la Figura 29, un dispositivo de aireación de acuerdo con una primera realización de la presente invención se instala debajo del agua para introducir aire externo, mezclar el aire externo con agua y descargar el aire mezclado y el agua, y el dispositivo de aireación incluye una carcasa hueca 91, una unidad de mezcla 92 formada en el lado frontal de la carcasa 91, un impulsor 93 ubicado dentro de la unidad de mezcla 92, una placa separadora 94 ubicada en el lado frontal de la unidad de mezcla 92 , un alojamiento de admisión 95 ubicado hacia adelante de la placa separadora 94, una unidad de entrada de aire 96 extendida hacia la unidad de mezcla 92 para pasar a través del alojamiento de admisión 95 y servir como un conducto de entrada de aire, una unidad de descarga 97 que se comunica con la unidad de mezcla 92 para descargar el agua y el aire mezclados entre sí, y una unidad de admisión auxiliar 99 ubicada en el lado frontal del impulsor 93 de modo que pueda rotar de manera unitaria con un eje de accionamiento 135 de un motor 130.
La unidad de entrada de aire 96 incluye una porción extendida en la dirección longitudinal y una porción extendida en la dirección radial. La porción extendida en la dirección radial no necesariamente se extiende verticalmente con respecto a la porción extendida en la dirección longitudinal y, por consiguiente, solo si el extremo de la unidad de entrada de aire 96 está ubicado fuera de la superficie del agua, la porción extendida en la dirección radial puede extenderse en un ángulo obtuso o agudo con respecto a la porción extendida en la dirección longitudinal.
El motor 913 está ubicado dentro de la carcasa 91, y el eje de accionamiento 9135 del motor 913 se extiende hacia delante hacia la unidad de mezcla 92 desde el motor 913. El extremo del eje de accionamiento 9135 está ubicado dentro de la unidad de mezcla 92. La carcasa 91 tiene una cubierta que se puede abrir 912 atornillada a su lado posterior de modo que forma un cuerpo unitario con la misma, y la cubierta 912 está provista de un asa en forma de bucle 915. Además, un cable eléctrico 914 para suministrar potencia de accionamiento al motor 913 está conectado al motor 913 a través de la cubierta 912.
La unidad de mezcla 92 es un espacio formado hacia adelante del motor 912, y la parte frontal de la carcasa 91 está abierta hacia delante, lo que se convierte en la unidad de mezcla 92. La unidad de mezcla 92 es el espacio formado entre la porción cilíndrica se abren hacia delante y la placa separadora 94 se acopla a la porción abierta de la porción cilíndrica. La unidad de mezcla 92 tiene un orificio de descarga 923 formado en la superficie circunferencial de la porción cilíndrica de la misma. El orificio de descarga 923 está formado para tener un ángulo de inclinación con respecto a la dirección circunferencial, y la unidad de mezcla 92 tiene una ranura formada cóncavamente en su porción cilíndrica interior hacia el orificio de descarga 923 en la dirección circunferencial para guiar el flujo de un fluido hacia el orificio de descarga 923. La unidad de mezcla 92 tiene un orificio de paso formado de manera penetrante desde la parte frontal hasta la parte posterior en su parte central. El orificio de paso puede convertirse en un orificio de entrada 941 de la placa separadora 94.
La unidad de mezcla 92 se forma en la parte frontal de la carcasa 91. El eje de accionamiento 9135 del motor 913 se extiende hacia el lado posterior de la unidad de mezcla 92. La unidad de mezcla 92 se forma de manera unitaria con la carcasa 91 en la parte frontal de la carcasa 91 y el extremo frontal del eje de accionamiento 9135 del motor 913 se extienden y se ubican dentro de la unidad de mezcla 92.
El eje de accionamiento 9135 está soportado de manera rotativa contra un miembro de cojinete 917 ubicado dentro de la carcasa 91, y un miembro de sellado 919 está ubicado entre el eje de accionamiento 9135 y la periferia interior de la carcasa 91 hacia adelante del miembro de cojinete 917.
El impulsor 93 rota de manera unitaria con el eje de accionamiento 9135 del motor 913 y se ajusta al eje de accionamiento 9135 extendido a la unidad de mezcla 92 de modo que pueda rotar dentro de la unidad de mezcla 92. Mientras que el impulsor 93 está rotando, el flujo de fluido se genera en la dirección radial de la unidad de mezcla 92. El impulsor 93 está acoplado al eje de accionamiento 9135 para generar una fuerza de empuje en la dirección radial de la unidad de mezcla 92 e incluye un disco rotativo en forma de disco la placa 931 y una pluralidad de aletas rotativas 932 sobresalen hacia adelante de la placa rotativa 931. El impulsor 93 no está limitado a la forma mencionada anteriormente, sino que puede tener una estructura que genere el flujo de fluido en la dirección radial hacia afuera.
El aire introducido a través de la unidad de entrada de aire 96 y el agua introducida a través del orificio de entrada 941 de la placa separadora 94 se mezclan entre sí por medio de la rotación del impulsor 93 y, por lo tanto, fluyen en la dirección radial de la unidad de mezcla 92.
Las aletas rotativas 932 sobresalen radialmente hacia adelante desde la placa rotativa 931 de modo que se formen en espiral para tener curvas convexas hacia la dirección radial hacia afuera. Si el impulsor 93 se hace rotar por medio del accionamiento del motor 913, el flujo de fluido se produce en la dirección radial aproximadamente perpendicular al eje de accionamiento 9135.
La placa separadora 94 tiene una placa en forma de disco que tiene el orificio de entrada 941 formado en la porción central de la misma de modo que se penetre desde la parte frontal hasta la parte posterior. El tamaño del orificio de entrada 941 es más pequeño que la distancia entre las porciones de extremo internas de las aletas rotativas 932. Si el orificio de entrada 941 es circular, el tamaño del orificio de entrada 941 es más pequeño que la distancia entre las porciones de extremo internas de las aletas rotativas 932.
El alojamiento de admisión 95 tiene una forma de copa abierta en el lado posterior del mismo y está ubicado hacia adelante de la unidad de mezcla 92. El alojamiento de admisión 95 tiene una pluralidad de orificios de admisión 951 formados de manera penetrante en la dirección radial del mismo en la porción cilíndrica del mismo de modo que estén separados entre sí a lo largo de las direcciones circunferencial y longitudinal del mismo. Los orificios de admisión 951 pueden formarse en la superficie frontal del alojamiento de admisión 95. El alojamiento de admisión 95 está acoplado al lado frontal de la placa separadora 94. El alojamiento de admisión 95 está acoplado a la placa separadora 94 por medio de la fijación de tornillos y tuercas dispuestos en la dirección circunferencial de la misma a intervalos regulares. La porción inferior de la porción cilíndrica en forma de copa del alojamiento de admisión 95 está separada de la placa separadora 94 hacia adelante de la placa separadora 94. La sección del alojamiento de admisión 95 no está limitada a tener la forma circular, y puede tener una forma poligonal.
La unidad de entrada de aire 96 es penetrada desde una parte frontal y una parte posterior de modo que pueda pasara través de la superficie inferior del alojamiento de admisión 95. La unidad de entrada de aire 96 es penetrada en el alojamiento de admisión 95 en la dirección longitudinal de modo que se extienda hacia la unidad de mezcla 92 y tenga una porción extendida en la dirección radial desde el exterior del alojamiento de admisión 95. Sin embargo, la unidad de entrada de aire 96 no está limitada a la estructura mencionada anteriormente, y puede extenderse desde la parte frontal hasta la parte posterior después de pasar a través de la periferia lateral del alojamiento de admisión 95. La unidad de entrada de aire 96 tiene una toma de entrada hueca 961 que tiene una estructura doblada, un tubo de extensión hueco 965 conectado a un lado de la toma de entrada 961, y un tubo de entrada hueco 963 conectado al otro lado de la toma de entrada 961. Cuando se instala la unidad de entrada de aire 96, el tubo de extensión 965 se extiende en la dirección longitudinal hacia el impulsor 93, y el tubo de entrada 963 se extiende en la dirección radial. La porción de extremo del tubo de extensión 965 está ubicada hacia adelante de la placa separadora 94 de modo que sea adyacente al orificio de entrada 941 o se ubique dentro de la unidad de mezcla 92 de modo que pase a través del orificio de entrada 941. La toma de entrada 961 se monta de manera fija en el alojamiento de admisión 95 por medio de soldadura, de modo que uno de sus lados se ubica hacia la unidad de mezcla 92 y el otro lado hacia afuera de la dirección radial. La toma de entrada 961 puede ubicarse entre la superficie inferior del alojamiento de admisión 95 y la placa separadora 94, de modo que el tubo de entrada 963 penetre en la porción cilíndrica del alojamiento de admisión 95 en la dirección radial. En este caso, el tubo de entrada 963 está acoplado a la porción cilíndrica del alojamiento de admisión 95 por medio de soldadura.
La unidad de entrada de aire 96 es penetrada desde la parte frontal del alojamiento de admisión 95 hasta su parte posterior e incluye la toma de entrada hueca 961 que tiene la estructura doblada abierta en un lado y el otro lado de la misma, el tubo de entrada hueco 963 conectado al lado frontal de la toma de entrada 961 de modo que se extienda en la dirección radial, y el tubo de extensión hueco 965 conectado al lado posterior de la toma de entrada 961 de modo que se extienda hacia la unidad de mezcla 92 En la dirección longitudinal.
El tubo de extensión 965 se extiende hacia atrás de modo que pueda pasar a través del orificio de entrada 941. Se forma un espacio intermedio en la dirección radial entre el tubo de extensión 965 y el orificio de entrada 941. La unidad de entrada de aire 96 está ubicada para exponga una porción de extremo lateral del tubo de entrada 963 al aire, permitiendo así que el aire sea introducido a través del mismo. El aire introducido pasa a través de la toma de entrada 961 y el tubo de extensión 965 y fluye hacia el impulsor 93. El aire introducido a través del tubo de extensión 965 fluye hacia la unidad de mezcla 92, se mezcla con el agua en la unidad de mezcla 92 y fluye radialmente por medio de rotación del impulsor 93. El agua y el aire se mezclan entre sí, fluyen radialmente y luego se descargan a través del orificio de descarga 923 formado en la unidad de mezcla 92.
La unidad de descarga 97 es un tubo hueco conectado al orificio de descarga 923 formado en la superficie periférica exterior de la unidad de mezcla 92 y sirve para descargar el aire y el agua que fluye a través del orificio de descarga 923 de la unidad de mezcla 92 a través del mismo. La unidad de descarga 97 incluye una toma de descarga hueca 971 acoplada al orificio de descarga 923 por medio de atornillado y un tubo de descarga hueco 973 conectado a la toma de descarga 971. El tubo de descarga 973 incluye una porción de gran diámetro 9731 formada en la parte frontal del mismo y una porción de pequeño diámetro 9735 formada en la porción posterior de la misma, y el área en sección de flujo de la porción de pequeño diámetro 9735 es más pequeña que la de la porción de gran diámetro 9731.
Cuando el fluido como el agua fluye hacia el tubo de descarga 973, por consiguiente, el fluido que fluye por la porción de gran diámetro 9731 fluye hacia la porción de pequeño diámetro 9735. En este caso, ya que el área en sección de flujo de la porción de pequeño diámetro 9735 es menor que el área de la porción de gran diámetro 9731, se aplica una presión relativamente alta a la porción de gran diámetro 9731, y una presión relativamente baja a la porción de pequeño diámetro 9735.
De acuerdo con la primera realización de la presente invención, el dispositivo de aireación incluye además una válvula de ajuste de aire 967. La válvula de ajuste de aire 967 está montada en la unidad de entrada de aire 96, y con más detalle, está montada en el tubo de entrada. 963. Por supuesto, la válvula de ajuste de aire 967 puede montarse en la toma de entrada 961 o el tubo de extensión 965, pero deseablemente, se monta en el tubo de entrada 963. La válvula de ajuste de aire 967 sirve para controlar la cantidad de aire que se introduce a través de la unidad de entrada de aire 96. La formación de la válvula de ajuste de aire 967 permite controlar la cantidad de aire que se introduce a través del tubo de entrada de aire 963, lo que causa que se lleve a cabo la operación de aireación de manera eficiente.
De acuerdo con la primera realización de la presente invención, además, el dispositivo de aireación incluye una unidad de aceleración de mezcla 939.
Como se muestra en las Figuras 3 a 6, el dispositivo de aireación de acuerdo con la primera realización de la presente invención incluye la unidad de admisión auxiliar 99. La unidad de admisión auxiliar 99 está ubicada en el lado frontal del impulsor 93 de modo que pueda rotar de manera unitaria con el eje de accionamiento 9135 del motor 913. Una porción del lado frontal de la unidad de admisión auxiliar 99 se inserta en la porción de extremo del lado posterior de la unidad de entrada de aire 96. Si la unidad de entrada de aire 96 está provista con el tubo de extensión 965, una porción de la parte frontal de la unidad de admisión auxiliar 99 se inserta en la porción de extremo del lado posterior del tubo de extensión 965. La unidad de admisión auxiliar 99 sirve para generar un flujo a través de su rotación de modo que el fluido fluya hacia atrás en la unidad de entrada de aire 96.
La unidad de admisión auxiliar 99 se extiende desde el lado frontal del impulsor 93 hasta el interior del tubo de extensión 965 y, por lo tanto, se hace rotar junto con el eje de accionamiento 9135 del motor 913 y el impulsor 93 para generar el flujo de fluido hacia el lado posterior del tubo de extensión 965. La unidad de admisión auxiliar 99 proporciona una fuerza de admisión adicional a la fuerza de admisión generada por la rotación del impulsor 93, y sirve para descargar suavemente el agua llenada en la unidad de entrada de aire 96 al comienzo del arranque del dispositivo de aireación, en la dirección hacia atrás. La unidad de admisión auxiliar 99 está formada de manera unitaria con el impulsor 93 o puede estar sujeta al eje de accionamiento 9135 del motor 913 como una tuerca.
En la primera realización de la presente invención, se ha explicado una estructura en la que la unidad de admisión auxiliar 99 se forma de manera unitaria con el impulsor 93, y en una segunda realización de la presente invención como se describirá más adelante, se explicará una estructura en la que la unidad de admisión auxiliar 99 se sujeta al eje de accionamiento 9135, mientras que no se forma de manera unitaria con el impulsor 93.
La unidad de admisión auxiliar 99 incluye un eje de extensión 991 y un impulsor auxiliar 992. El impulsor 93 está provisto de una toma de soporte 933. La toma de soporte 933 está ubicada en el centro del impulsor 93 y tiene una ranura cóncava abierta en el lado posterior de la misma. Si el impulsor 93 incluye la placa rotativa 931 y las aletas rotativas 932, la toma de soporte 933 tiene la ranura cóncava que sobresale hacia adelante desde el centro de la placa rotativa 932 de modo que esté abierta en su lado posterior, y la ranura cóncava tiene una porción de tornillo hembra atornillada a la porción de extremo del eje de accionamiento 9135. El eje de extensión 991 tiene la forma de una varilla que tiene una sección axial circular de modo que se extiende hacia adelante desde la toma de soporte 933.
El impulsor auxiliar 992 está ubicado en la porción de extremo lateral frontal del eje de extensión 991. El impulsor auxiliar 992 puede formarse de manera unitaria con la porción de extremo del eje de extensión 991 o por separado del eje de extensión 991 de tal de modo que se fije a la porción de extremo del eje de extensión 991 por medio de un atornillado. El impulsor auxiliar 992 tiene aletas en espiral adaptadas para generar un flujo de fluido en una dirección axial a través de su rotación. El impulsor auxiliar 992 está ubicado dentro de la porción de extremo del lado posterior de la unidad de entrada de aire 96. El tamaño periférico exterior del impulsor auxiliar 992 es más pequeño que el diámetro interno de la unidad de entrada de aire 96. Si la unidad de entrada de aire 96 tiene el tubo de extensión 965, el impulsor auxiliar 992 está ubicado dentro de la porción de extremo lateral posterior de la unidad de entrada de aire 96, y el tamaño periférico externo del impulsor auxiliar 992 es más pequeño que el diámetro interno del tubo de extensión 965.
Las Figuras 6 y 7 muestran un ejemplo de variación de la unidad de admisión auxiliar 99 de la Figura 5. Con referencia primero a la Figura 5, la unidad de admisión auxiliar 99 tiene la forma de una tuerca de modo que se atornilla al eje de accionamiento 9135 del motor 913 que sobresale a través del impulsor 93. El impulsor 93 tiene un orificio central formado en el centro de la placa rotativa 931 para pasar el eje de accionamiento 9135 a través del mismo. El eje de accionamiento 9135 del motor 913 pasa a través del orificio central de la placa rotativa 931 y sobresale hacia delante, y la unidad de admisión auxiliar 99 está atornillada al eje de accionamiento sobresaliente 9135. La unidad de admisión auxiliar 99 incluye la toma de soporte 933, el eje de extensión 991 y el impulsor auxiliar 992.
La toma de soporte 933 tiene la ranura cóncava abierta en su lado posterior de modo que tiene una rosca de tornillo formada en la superficie periférica interior de la misma. Además, el eje de accionamiento 9135 tiene una rosca formada en la superficie periférica exterior del mismo de modo que se atornilla a la toma de soporte 933. El eje de extensión 991 se extiende hacia delante desde el centro de la toma de soporte 933. El eje de extensión 991 tiene la forma de una varilla que tiene una sección circular. Además, el eje de extensión 991 puede tener una ranura en espiral o un saliente, de modo que el flujo de fluido se genera hacia atrás durante la rotación del mismo.
El impulsor auxiliar 992 está ubicado en la porción de extremo lateral frontal del eje de extensión 991 y tiene las aletas. El impulsor auxiliar 992 está formado de manera unitaria con la porción de extremo del eje de extensión 991 o por separado del eje de extensión 991 de modo que se sujeta a la porción de extremo del eje de extensión 991 por medio de atornillado.
Con referencia a las Figuras 8 y 9, en vez de las aletas formadas en el impulsor auxiliar 992, se forma una pluralidad de ranuras aerodinámicas de forma cóncava en la superficie lateral del impulsor auxiliar 992. Es decir, el impulsor auxiliar 992 tiene un cuerpo cilíndrico extendido hasta una longitud dada desde el lado posterior al lado frontal y la pluralidad de ranuras aerodinámicas formadas en la superficie lateral del cuerpo cilíndrico. Además, el impulsor auxiliar 992 puede tener una estructura de paleta aerodinámica en la que los miembros en forma de placa están retorcidos entre sí en la dirección radial.
El impulsor auxiliar 992 tiene un diámetro más pequeño que el tubo de extensión 965 de modo que se inserta en el tubo de extensión 965 y puede tener secciones lineales en las secciones axiales del mismo. Es decir, si ambos lados del impulsor auxiliar 992 se cortan para tener las secciones lineales en las superficies laterales del mismo, como se muestra en la Figura 8, se proporciona un espacio mayor entre el diámetro interno del tubo de extensión 965 y la superficie periférica exterior del impulsor auxiliar 992, mejorando así la fuerza de admisión del agua.
Con referencia a las Figuras 10 a 13, se explicarán ejemplos de variación de la unidad de descarga 97. La unidad de descarga 97 es un tubo hueco conectado al orificio de descarga 923 formado en la superficie periférica exterior de la unidad de mezcla 92 y sirve para descargar el aire y el agua que fluye a través del orificio de descarga 923 de la unidad de mezcla 92 a través del mismo. La unidad de descarga 97 incluye una toma de descarga hueca 971 acoplada al orificio de descarga 923 por medio de atornillado y un miembro de descarga 973 conectado a la toma de descarga 971. Si se considera adecuado, la toma de descarga 971 podría incluso no proporcionarse y, por consiguiente, el miembro de descarga 973 se puede conectar al orificio de descarga 923 de la unidad de mezcla 92. La toma de descarga 971 se acopla a la porción superior de la unidad de mezcla 92, y el miembro de descarga 973 se extiende hacia atrás en la dirección horizontal en el estado de acoplamiento a la toma de descarga 971 y, por lo tanto, extendido en dirección horizontal debajo de la superficie del agua adyacente a la superficie del agua.
El miembro de descarga 973 incluye un tubo hueco 9731 abierto en ambos extremos del mismo y una porción guía 9733 formada en una porción de extremo lateral del tubo 9731.
La porción de extremo lateral frontal del tubo 9731 se sujeta a la porción de extremo de la toma de descarga 971. Se forma un orificio de inyección 9739 en la porción de extremo del lado posterior del tubo 9731. Además, una porción de reducción de área en sección 9732 se forma en el lado posterior del tubo 9731 de modo que el área en sección de flujo interno disminuye a medida que el tubo 9731 se dirige hacia el orificio de inyección 9739. El área en sección de flujo interna en una porción del lado frontal del tubo 9731 está formada con un tamaño constante en la dirección longitudinal del mismo, y la porción de reducción de área en sección 9732 se forma en el lado posterior del tubo 9731. El orificio de inyección 9739 está formado en la porción de extremo lateral posterior de la porción de reducción de área en sección 9732.
El área en sección de flujo del orificio de inyección 9739 es más pequeña que el área en sección de flujo interno del lado frontal del tubo 9731 sujeta a la toma de descarga 971. Como resultado, cuando el fluido se descarga a través del orificio de inyección 9739 a través del tubo 9731, la presión del fluido aumenta en el tubo 9731 y la velocidad de inyección del fluido desde el orificio de inyección 9739 aumenta.
La porción de reducción de área en sección 9732 se forma presurizando ambos lados del tubo 9731, y cuando el fluido se dirige hacia el orificio de inyección 9739, por consiguiente, la cantidad de presión se incrementa de modo que el área en sección de flujo interno disminuye. El conducto de flujo de la porción de reducción de área en sección 9732 puede ser circular, pero si la porción de reducción de área en sección 9732 se forma presurizando ambos lados del tubo 9731, el conducto de flujo de la misma tiene una forma similar a un óvalo, de modo que tiene una forma lineal a medida que se dirige hacia la porción de extremo lateral posterior del mismo. La formación de la porción de reducción de área en sección 9732 permite que el área de sección del orificio de inyección 9739 sea más pequeña que el área en sección interna del tubo 9731.
La porción guía 9733 se extiende hacia atrás desde la porción de extremo lateral posterior del tubo cilíndrico 9731 de modo que se doble desde una porción de extremo lateral en la dirección radial del tubo 9731 en la que se forma el orificio de inyección 9739 hacia el otro lado del tubo 9731. La porción guía 9733 está formada de manera unitaria con el tubo 9731. La porción guía 9733 está separada del orificio de inyección 9739 en la dirección longitudinal del tubo 9731 de modo que cubra el orificio de inyección 9739 en la dirección radial del tubo 9731.
La porción guía 9733 sirve para guiar la dirección de flujo del fluido inyectado a través del orificio de inyección 9739 en la dirección radial. La anchura de la porción guía 9733 es mayor que la anchura máxima del orificio de inyección 9739. Si el orificio de inyección 9739 es circular, la anchura de la porción guía 9733 es mayor que el diámetro del orificio de inyección 9739.
La porción guía 9733 tiene una forma plana que sobresale en la dirección radial hacia afuera desde el tubo cilíndrico 9731.
El orificio de inyección 9739 que tiene una forma plana grande en la dirección de la anchura y pequeña en la dirección de la altura se forma entre la superficie interior de la porción guía 9733 y la porción de extremo de la porción de reducción de área en sección 9732. El orificio de inyección 9739 está formado en la porción de extremo de la porción de reducción de área en sección 9732 de modo que esté orientado hacia la superficie interior de la porción guía 9733. El fluido que fluye hacia el interior del tubo cilíndrico 9731 fluye hacia abajo a lo largo de la superficie interior de la porción guía 9733 y luego se descarga a través del orificio de inyección 9739 a alta presión, mientras que tiene la dirección de flujo que tiene los componentes de dirección radial a lo largo de la superficie interior doblada formada hasta la porción de extremo de la porción guía 9733.
Si se supone que el diámetro del tubo cilíndrico 9731 es H1, la altura del orificio de inyección 9739 es H2 y la anchura de la dirección lateral del orificio de inyección 9739 es W, el área en sección interna A1 del tubo cilíndrico 9731 se calcula para n x (1/H1)2, y el área en sección interna A2 del orificio de inyección 9739 es W x H2. El porcentaje del área en sección interna A2 del orificio de inyección 9739 con respecto al área en sección interna A1 del tubo cilíndrico 9731 está en el intervalo de 20 a 30%.
Si el porcentaje del área en sección interna A2 del orificio de inyección 9739 con respecto al área en sección interna A1 del tubo cilíndrico 9731 es inferior al 20%, se forma una alta presión dentro de la unidad de mezcla 92 para que el aire y el agua se mezcla entre sí, pero el aire y el agua mezclados no se descargan suavemente y, por el contrario, si el porcentaje es superior al 30%, el aire y el agua no se mezclan suavemente para disminuir la eficacia en el tratamiento de aguas residuales. Por consiguiente, cuando el porcentaje del área en sección interna A2 del orificio de inyección 9739 con respecto al área en sección interna A1 del tubo cilíndrico 9731 está en el intervalo del 20 al 30%, el aire y el agua se mezclan suavemente entre sí y se descarga la cantidad suficiente de aire y agua mezclada.
Además, se forma una hendidura 9734 en la dirección longitudinal en la porción de extremo lateral frontal del tubo cilíndrico 9731, es decir, la porción de extremo lateral opuesta del orificio de descarga. La hendidura 9734 tiene una incisión hacia atrás desde la porción de extremo lateral frontal del tubo cilíndrico 9731 de modo que esté abierta a una longitud dada. Cuando el tubo cilíndrico 9731 se sujeta a la toma de descarga 971, la hendidura 9734 sirve para permitir que una porción de extremo 9711 de la toma de descarga 971 se inserte suavemente en el tubo cilíndrico 9731. En el estado en el que el tubo cilíndrico 9731 se sujeta a la porción de extremo 9711 de la toma de descarga 971, deseablemente, la periferia exterior del tubo cilíndrico 9731 está fijada de manera comprimida a la porción de extremo 9711 de la toma de descarga 971 por medio de una banda 9735.
Las Figuras 14 y 15 son vistas en sección lateral que muestran los procedimientos para fabricar el miembro de descarga del dispositivo de aireación de acuerdo con la primera realización de la presente invención. Con referencia primero a la Figura 14, se corta y se retira una porción de dirección radial de un extremo del tubo cilíndrico 9731 en la dirección longitudinal para formar una superficie de corte 974, y después de que se forme la superficie de corte 974, como se muestra en la Figura 15, la porción cilíndrica en la que se forma la superficie de corte 974 se presuriza hacia arriba y hacia abajo y se dobla hacia el centro de la porción cilíndrica. Una pieza de corte 9741 que tiene la superficie de corte 974 se dobla hacia la otra porción de extremo lateral 9742 y, por lo tanto, se forma a la porción guía 9733.
Ahora, una explicación sobre la configuración y las características de un dispositivo de aireación de acuerdo con una segunda realización de la presente invención se proporcionará con referencia a las Figuras 16 a 18. De acuerdo con la segunda realización de la presente invención, el dispositivo de aireación incluye: una carcasa hueca 91 que tiene un motor 913 montado en la misma; una unidad de mezcla 92 formada en frente de la carcasa 91 de modo que proporciona un espacio en el que se forma un orificio de entrada 941 y que tiene una pluralidad de salientes 9731b en contacto con un fluido; un impulsor 93 ubicado dentro de la unidad de mezcla 92 y acoplado a un eje de accionamiento 9135 del motor 913, extendiéndose el eje de accionamiento 9135 a la unidad de mezcla 92, de modo que pueda rotar de manera unitaria con el eje de accionamiento 9135, para generar un flujo en una dirección radial hacia afuera mediante la rotación; una unidad de entrada de aire 96 que tiene una porción de extremo lateral ubicada hacia adelante del impulsor 93 y que sirve como un tubo de entrada de aire adaptada para introducir aire en la unidad de mezcla 92; y una unidad de descarga 97 que se comunica con la unidad de mezcla 92 para descargar el agua y el aire mezclados en la unidad de mezcla 92 a través de la misma.
La configuración detallada del dispositivo de aireación de acuerdo con la segunda realización de la presente invención se entenderá con referencia a las Figuras 2 a 4, y por la brevedad de la descripción, por consiguiente, solo se describirán las características diferentes del dispositivo de aireación en comparación con aquellas de la primera realización de la presente invención.
La unidad de mezcla 92 tiene una sección circular. La unidad de mezcla 92 se forma de manera unitaria con la carcasa 91 en la parte frontal de la carcasa 91. La unidad de mezcla 92 puede separarse de la carcasa 91. La unidad de mezcla 92 es un espacio formado hacia adelante del motor 912 y, por consiguiente, la porción frontal de la carcasa 91 está abierta hacia delante, lo que se convierte en la unidad de mezcla 92. La unidad de mezcla 92 es el espacio formado entre la porción cilíndrica abierta hacia delante y la placa separadora 94 acoplada a la porción abierta de la porción cilíndrica. El agua y el aire se mezclan en la unidad de mezcla 92. La unidad de mezcla 92 tiene una ranura guía 923a formada cóncavamente en su superficie lateral posterior en la dirección circunferencial de la misma.
La ranura guía 923a está formada en la periferia de la unidad de mezcla 92 en la dirección radial hacia afuera. La ranura guía 923a está formada cóncavamente en forma de arco a lo largo de la dirección circunferencial de la periferia lateral posterior de la unidad de mezcla 92. La ranura guía 923a se hace profunda y grande a medida que se dirige hacia un orificio de descarga 923. Los salientes 9731b se forman de manera unitaria con la carcasa 91, de modo que se formen de manera sobresaliente desde la ranura guía 923a. Los salientes 9731b se forman por medio de miembros de saliente 975 insertados en la carcasa 91 de modo que sobresalgan de la ranura guía 923a. La ranura guía 923a se comunica con un tubo de descarga. El orificio de descarga se forma entre la ranura guía 923a y el tubo de descarga. La ranura guía 923a sirve para guiar el fluido de modo que el fluido fluya hacia el tubo de descarga. Los salientes 9731b sirven como resistencias contra el agua mezclada con aire.
Como se muestra en las Figuras 19 y 20, el tubo de descarga incluye una porción de gran diámetro 9731 y una porción de pequeño diámetro 9735. El tubo de descarga está ubicado en la superficie periférica exterior de la unidad de mezcla 92. El tubo de descarga se comunica con el orificio de descarga 923 formado en la carcasa 91. El tubo de descarga puede formarse de manera unitaria con la carcasa 91. El aire y el agua que fluyen a través de la ranura guía 923a de la unidad de mezcla 92 se descargan a través del orificio de descarga 923 y el tubo de descarga. La porción de gran diámetro 9731 y la porción de pequeño diámetro 9735 están formadas por cuerpos huecos 9731a cuyo lado y el otro lado están abiertos. La porción de gran diámetro 9731 tiene uno o más salientes 9731b formados en la superficie periférica interna de la misma. Los salientes 9731b se forman por medio de la inserción de los miembros de saliente 975 en la carcasa 91 desde el exterior. Además, los salientes 9731b pueden formarse de manera unitaria con la porción de gran diámetro 9731. El tubo de descarga tiene la porción de gran diámetro 9731 formada en la parte frontal en la dirección del flujo de fluido y la porción de pequeño diámetro 9735 formada en la parte posterior en el flujo de fluido dirección. La porción de pequeño diámetro 9735 está conectada a la otra periferia externa lateral de la porción de gran diámetro 9731 por medio de soldadura, atornillado y similares.
Como se muestra en las Figuras 20 a 24, la unidad de descarga 97 tiene la pluralidad de salientes 9731b formados en la misma. Los salientes 9731b pueden formarse de manera unitaria con la unidad de descarga 97, y de lo contrario, pueden formarse por medio de los miembros de saliente 975 insertados en la unidad de descarga 97 de modo que sobresalgan hacia dentro desde la unidad de descarga 97. Cada miembro de saliente 975 incluye una cabeza 9751, un cuerpo 9753 y una porción de extremo inferior 9755. La sección de la porción de extremo inferior 9755 del miembro de saliente 975 tiene la forma de un rectángulo que tiene dos lados largos 9755a y dos lados cortos 9755b. Además, el centro de cada lado largo 9755a se puede formar cóncavamente. La sección de la porción de extremo inferior 9755 del miembro de saliente 975 no está limitada a las formas como se muestra en las Figuras 23 y 24, y puede tener una variedad de formas. El miembro de saliente 975 puede ser un clavo o un tornillo. Los salientes 9731b mezclan nuevamente el agua y el aire mezclados en la unidad de mezcla 92 para aumentar la velocidad de mezcla del agua y el aire. Por consiguiente, si la sección de la porción de extremo inferior 9755 del miembro de saliente 975 tiene varios ángulos, la velocidad de mezcla del agua y el aire se obtiene de manera más efectiva. Con más detalle, si la sección de la porción de extremo inferior 9755 del miembro de saliente 975 tiene varios ángulos, las superficies de contacto con el fluido se incrementan para acelerar la generación de vórtices, de modo que el agua y el aire se mezclan correctamente para mejorar la velocidad de mezcla.
De acuerdo con la segunda realización de la presente invención, el dispositivo de aireación incluye además una válvula de ajuste de aire 967 montada en la unidad de entrada de aire 96. La válvula de ajuste de aire 967 está montada en la unidad de entrada de aire 96, y con más detalle, está montada en un tubo de entrada 963. Por supuesto, la válvula de ajuste de aire 967 se puede montar en una toma de entrada 961 o en un tubo de extensión 965, pero deseablemente se monta en el tubo de flujo de entrada 963. La válvula de ajuste de aire 967 sirve para controlar la cantidad de aire que se introduce a través de la unidad de entrada de aire 96. La formación de la válvula de ajuste de aire 967 permite controlar la cantidad de aire que se introduce a través del tubo de flujo de entrada 963, lo que conduce de manera eficiente la operación de aireación.
De acuerdo con la segunda realización de la presente invención, como se muestra en las Figuras 25 a 28, el dispositivo de aireación incluye además una unidad de aceleración de mezcla 939.
La unidad de aceleración de mezcla 939 está ubicada hacia adelante del impulsor 93 y está acoplada de manera fija a las superficies de extremo frontal de las aletas rotativas 932 del impulsor 93. La unidad de aceleración de mezcla 939 puede estar acoplada de manera fija a un eje de extensión 991 de una unidad de admisión auxiliar 99. La unidad de aceleración de mezcla 939 se puede rotar de forma unitaria con el eje de accionamiento 9135.
La unidad de aceleración de mezcla 939 tiene la forma de un disco que tiene una anchura dada en las direcciones hacia delante y hacia atrás y además tiene una pluralidad de orificios de paso 9391 penetrados desde la parte frontal hasta la parte posterior. La unidad de aceleración de mezcla 939 tiene la forma de una malla de modo que forma la pluralidad de orificios de paso 9391 en la misma. La Figura 28 es una vista en perspectiva separada que muestra un ejemplo de variación del impulsor y la unidad de aceleración de mezcla de la Figura 26, y como se muestra en la Figura 28, la unidad de aceleración de mezcla 939 tiene la forma de un disco que tiene la pluralidad de orificios de paso 9391 perforados en la misma.
La unidad de aceleración de mezcla 939 se puede rotar de manera unitaria con el eje de accionamiento 9135 y el impulsor 93, acelerando así la mezcla entre el aire introducido a través de la unidad de entrada de aire 96 y el agua introducida en el alojamiento de admisión 95 a través de los orificios de admisión 951. La formación de la unidad de aceleración de mezcla 939 permite que el agua y el aire se mezclen correctamente para mejorar las eficiencias de aireación.
Otras estructuras y características del dispositivo de aireación de acuerdo con la segunda realización de la presente invención son las mismas que de acuerdo con la primera realización de la presente invención, y por brevedad de la descripción, por lo tanto, no se explicarán nuevamente.
Ahora, tal como se muestra en la Figura 29, se proporcionará una explicación sobre el estado operativo del dispositivo de aireación de acuerdo con la primera realización de la presente invención. El dispositivo de aireación se instala bajo el agua. Una porción de extremo lateral de la unidad de entrada de aire 96 se extiende hacia afuera desde la superficie del agua para introducir aire externo a través de la misma. Si se suministra potencia al motor 913 para hacer rotar el eje de accionamiento 9135, el eje de accionamiento 9135 se rota junto con el impulsor 93 y la unidad de admisión auxiliar 99, de modo que el agua submarina se introduce a través de los orificios de entrada 951, y al mismo tiempo, el agua llenada en la unidad de entrada de aire 96 fluye hacia atrás y luego se descarga a través de la unidad de entrada de aire 96.
El agua introducida en el alojamiento de admisión 95 a través de los orificios de admisión 951 se introduce en la unidad de mezcla 92 a través del espacio intermedio entre el orificio de entrada 941 de la placa separadora 94 y el tubo de extensión 965, y a medida que el agua llenada en la unidad de entrada de aire 96 se descarga hacia atrás, el aire se introduce a través de la unidad de entrada de aire 96 y fluye en la dirección radial por medio de las aletas rotativas 932. Por consiguiente, el aire y el agua fluyen en la dirección radial por medio del empuje radial del impulsor 93 causado por la rotación del impulsor 93, y se descargan a través del orificio de descarga 923.
El impulsor 93 y la unidad de admisión auxiliar 99 se rotan de manera unitaria con la rotación del eje de accionamiento 9135 del motor 913, y el impulsor auxiliar 992 que constituye la unidad de admisión auxiliar 99 se rota dentro de la unidad de entrada de aire 96 para permitir que el fluido pueda fluir hacia atrás dentro de la unidad de entrada de aire 96. Además, el impulsor 93 se rota dentro de la unidad de mezcla 92 para permitir que el fluido pueda fluir en la dirección radial hacia afuera.
La válvula de ajuste de aire 967 montada en el tubo de entrada 963 ajusta la cantidad de aire introducido a través del tubo de entrada 963. El aire introducido a través del tubo de entrada 963 y el agua introducida en el alojamiento de admisión 95 a través de los orificios de entrada 951 se mezclan entre sí por medio de la rotación del impulsor 93, fluyen en la dirección radial y luego se descargan a través de la unidad de descarga 97. La unidad de aceleración de mezcla 939 que rota junto con el impulsor 93 hacia adelante del impulsor 93 acelera la mezcla entre el agua y el aire para mejorar el rendimiento de la aireación.
El dispositivo de aireación se instala bajo el agua, pero, por supuesto, puede instalarse fuera del agua. De la misma manera que se mencionó anteriormente, en este caso, el impulsor 93 se rota para introducir las aguas residuales en el alojamiento de admisión 95 a través de un tubo separado, y las aguas residuales se mezclan con el aire y luego se descargan a través de la unidad de descarga 97.
Aplicabilidad industrial
El dispositivo de aireación de acuerdo con la presente invención puede reforzar la fuerza de admisión de aire para aspirar el agua llenada en el tubo de entrada que introduce aire al comienzo del arranque, realizando así la aireación de manera eficiente incluso en aguas profundas, puede localizar burbujas de aire descargadas junto con el agua en una dirección hacia abajo, haciendo que el aire permanezca bajo el agua durante un largo período de tiempo, puede mezclar el agua y el aire mezclados en la unidad de mezcla nuevamente por medio de los salientes formados en la unidad de descarga, evitando así que las superficies de contacto entre el agua y el aire se reduzcan durante la descarga con el fin de aumentar la cantidad de oxígeno disuelto, puede controlar la cantidad de aire que se introduce a través de la válvula de ajuste de aire, lo que realiza la aireación de manera eficiente, y puede aumentar la velocidad de mezcla entre el agua y el aire, mejorando así el rendimiento de la aireación para permitir que los microorganismos aeróbicos se cultiven continuamente y además aceleren la fermentación aeróbica.

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Un dispositivo de aireación, que comprende:
una carcasa hueca (91) que tiene un motor (913) montado en la misma;
una unidad de mezcla (92) formada en el lado frontal de la carcasa (91) y que tiene un orificio de descarga (923) configurado para descargar el agua y el aire mezclados entre sí, formado en una dirección radial y un orificio de entrada (941) configurado para introducir agua, formado en la parte frontal del mismo;
un impulsor (93) ubicado dentro de la unidad de mezcla (92) y acoplado a un eje de accionamiento (9135) del motor (913), extendiéndose el eje de accionamiento (9135) a la unidad de mezcla (92), de modo que pueda rotar de manera unitaria con el eje de accionamiento (9135), para generar un flujo en una dirección radial hacia afuera mediante la rotación;
una unidad de entrada de aire (96) que tiene una porción de extremo lateral ubicada hacia adelante del impulsor (93) y que sirve como un tubo de entrada de aire para introducir aire en la unidad de mezcla (92) ; y
una unidad de admisión auxiliar (99), que comprende un eje de extensión (991) extendido hacia adelante desde el impulsor (93) y un impulsor auxiliar (992) ubicado en la porción de extremo frontal del eje de extensión (991), estando la unidad de admisión auxiliar ubicada en el lado frontal del impulsor (93) de modo que pueda rotar de manera unitaria con el eje de accionamiento (9135) del motor (913) y adaptado para insertarse en la unidad de entrada de aire (96) de modo que permita que el agua en la unidad de entrada de aire (96) fluya hacia atrás mediante la rotación.
2. El dispositivo de aireación de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el impulsor (93) comprende una toma de soporte (933) que sobresale hacia adelante desde el centro del mismo de modo que pueda insertar la porción de extremo del eje de accionamiento (9135) en el mismo por medio de atornillado, y la unidad de admisión auxiliar (99) comprende un eje de extensión (991) extendido hacia delante desde la toma de soporte (933) y un impulsor auxiliar (992) ubicado en la porción de extremo frontal del eje de extensión (991) de modo que permita que el agua fluya hacia atrás mediante la rotación.
3. El dispositivo de aireación de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el impulsor (93) comprende un orificio central formado en el centro del mismo de modo que pueda pasar el eje de accionamiento (9135) a través del mismo, y la unidad de admisión auxiliar (99) comprende una toma de soporte (933) atornillada a la porción de extremo del eje de accionamiento (9135) que sobresale hacia delante después de pasar a través del impulsor (93), un eje de extensión (991) extendido hacia delante desde la toma de soporte (933) para formarse de manera unitaria con la toma de soporte (933) y un impulsor auxiliar (992) ubicado en la porción de extremo frontal del eje de extensión (991) de modo que permita que el agua fluya hacia atrás mediante la rotación.
4. El dispositivo de aireación de acuerdo con la reivindicación 3, en el que el impulsor auxiliar (992) comprende aletas que tienen una pluralidad de ranuras formadas cóncavamente sobre las mismas para generar el flujo en la dirección axial del eje de extensión (991) mediante la rotación.
5. El dispositivo de aireación de acuerdo con la reivindicación 3, en el que el impulsor auxiliar (992) está ubicado dentro de la unidad de entrada de aire (96).
6. El dispositivo de aireación de acuerdo con la reivindicación 1, que además comprende una unidad de descarga (97) formada en la unidad de mezcla (92), de modo que se comunique con el orificio de descarga (923), y la unidad de descarga (97) comprende un miembro de descarga (973) que tiene un tubo hueco (9731) abierto en ambos extremos del mismo, teniendo el tubo (9731) una porción de reducción de área en sección (9732) formada en el lado posterior del mismo, de modo que un área en sección de flujo interno disminuya a medida que el tubo (9731) se dirige hacia su lado posterior en la dirección longitudinal.
7. El dispositivo de aireación de acuerdo con la reivindicación 6, en el que el miembro de descarga (973) comprende una porción guía (9733) extendida hacia atrás desde la porción de extremo lateral posterior del tubo (9731) en el que se forma un orificio de inyección (9739), doblado desde una porción de extremo lateral en la dirección radial del tubo (9731) hacia la otra porción de extremo lateral del mismo, y guiando el fluido inyectado a través del orificio de inyección (9739) de modo que permita que el fluido pueda fluir en la dirección radial .
8. El dispositivo de aireación de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la unidad de mezcla (92) comprende una pluralidad de salientes (9731b) que sobresalen de la misma de modo que entren en contacto con el fluido.
9. El dispositivo de aireación de acuerdo con la reivindicación 8, que además comprende una unidad de descarga (97) formada en la unidad de mezcla (92) de modo que se comunique con el orificio de descarga (923), y la unidad de descarga (97) comprende un tubo de descarga hueco abierto en un lado y el otro lado del mismo de modo que se comunique con la unidad de mezcla (92) en un extremo de la misma y se comunique con el exterior en el otro extremo de la misma, teniendo el tubo de descarga la pluralidad de salientes (9731b) que sobresale del mismo.
10. El dispositivo de aireación de acuerdo con la reivindicación 9, en el que la unidad de mezcla (92) comprende una ranura guía (923a) formada cóncavamente en su superficie lateral posterior en su dirección circunferencial de modo que se comunique con el tubo de descarga, teniendo la ranura guía (923a) la pluralidad de salientes (9731b) que sobresalen de la misma.
11. El dispositivo de aireación de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la unidad de entrada de aire (96) comprende una válvula de ajuste de aire (967) adaptada para controlar una cantidad de aire introducida a través de la misma.
12. El dispositivo de aireación de acuerdo con la reivindicación 11, en el que el impulsor (93) comprende una unidad de aceleración de mezcla (939) ubicada hacia adelante de la misma de modo que pueda rotar de manera unitaria con el eje de accionamiento (9135), teniendo la unidad de aceleración de mezcla (939) una pluralidad de orificios de paso (9391) penetrados desde la parte frontal hasta la parte posterior.
13. El dispositivo de aireación de acuerdo con la reivindicación 12, en el que el impulsor (93) comprende una placa rotativa en forma de disco (931) y una pluralidad de aletas rotativas (932) que sobresalen hacia adelante de la placa rotativa (931), y la unidad de aceleración de mezcla (939) está acoplada de manera fija a las superficies de extremo frontal de las aletas rotativas (932) del impulsor (93).
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