ITVE20100017A1 - Aeratore sommergibile - Google Patents

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blades
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Description

AERATORE SOMMERGIBILE
Descrizione
Il presente trovato riguarda l’ambito dei sistemi per il bio-trattamento di fluidi e particolarmente per fluidi di processo, e più specificatamente ha per oggetto un areatore sommergibile
Le acque di scarico provenienti dalle abitazioni o da altre utenze assimilabili vengono convogliate tramite la fognatura a dei depuratori. Questo miscuglio arriva ai depuratori che hanno il compito di ripulirlo fino ad ottenere un'acqua che possa essere scaricata in un fiume senza danneggiarne l'ecosistema e rispettando i limiti stabiliti dalla legge.
In modo analogo, una vasta tipologia di processi industriali impiega fluidi detti, appunto, di processo, che richiedono adeguato trattamento prima della loro immissione nella rete fognaria od altro circuito idraulico. Ad esempio, le acque di lavaggio delle botti delle cantine devono essere trattate prima della loro immissione nell'ambiente perché contengono residui dei composti usati durante la sanificazione: acido solforoso, sali complessi ad azione battericida e fungicida, alcali caustici potassici cloro-donator ed altro ancora.
Nei depuratori per reflui di origine domestica il liquame à ̈ sottoposto a pretrattamenti meccanici, o fisico-chimici, più o meno complessi in funzione dell'origine del refluo (domestico o industriale). Successivamente il liquame pretrattato viene sotoposto ai veri e propri tratamenti di depurazione mediante processi biologici comunemente denominati “bio-tratamento".
Tale bio-tratamento delle acque di processo può avvenire mediante diverse tecnologie note allo stato dell’arte che sostanzialmente sfruttano la diffusione dell’ossigeno all'interno delle vasche che contengono il liquido da tratare.
Un metodo noto allo stato dell'arte si basa sul cosiddeto principio delle bolle fini (diffusori con membrane a disco e tubolari) che sfruta la micronizzazione dell'aria atraverso delle membrane dotate di piccoli fori e posizionate alla base delle vasche che contengono il fluido. L'aria viene trasportata (convogliata) mediante un sistema di tubazioni che à ̈ diretamente collegato alle soffiant che garantiscono pressione e portata otimali.
L'aria, una volta atraversati gli orifizi delle membrane, si rompe in tante piccole bolle che risalgono verticalmente verso la superfìcie. Per garantire la diffusione delle bolle in tuto il volume della vasca, s installano delle pompe all'interno della vasca.
Un altro metodo noto allo stato dell'arte à ̈ basato su un aeratore sommerso che utilizza un processo aerobico (biologico) per controllare l'inquinamento delle acque senza usare sostanze chimiche. I processo à ̈ completamente naturale e sfruta l'azione meccanica delle pale di una girante immersa in una vasca d'acqua “sporca†per miscelare l’aria con l'acqua stessa. La diffusione dell'ossigeno all'interno del liquido inquinato facilita la proliferazione di bateri che sono gli artefici della depurazione delle acque. Pertanto, maggiore à ̈ la quantità di ossigeno disciolta, maggiore la popolazione di che prolifera nel fluido ed à ̈ in grado di depurare l'acqua. La popolazione di generata à ̈ anche inversamente proporzionale alla dimensione delle bolle di aria in acqua. A parità di volume d'aria bolle di diametro ridoto aumentano la produzione dei .
Esistono altri sistemi di aerazione dei fluidi noti allo stato dell'arte, ad esempio aeratori a getto, air mixer, che tuttavia non raggiungono le prestazioni dei due sistemi descritti.
Rispetto ai diffusori a bolle fini, l'aeratore à ̈ una macchina che realizza due finalità contemporaneamente, ovvero quella di muovere l'acqua e di ossigenarla. Gli altri sistemi di ossigenazione noti allo stato della tecnica sono statici e pertanto necessitano comunque di una macchina operatrice (pompa) che muova l’acqua per distribuire uniformemente l'ossigeno su tutto il volume fluido interessato. Oltretutto hanno costi di manutenzione elevati perché, essendo sistemi fissi, richiedono che la vasca in cui sono installati venga svuotata completamente dal fluido; l'aeratore invece può essere sollevato e manutenuto senza svuotare la vasca.
Un tipico aeratore noto allo stato deN’arte, à ̈ generalmente costituito dagli elementi di seguito descritti. In primo luogo, un telaio portante che ha la funzione sia di zavorra (per evitare che la macchina si muova all'interno della vasca) che di sostenere le parti meccaniche della stessa.
Un secondo elemento à ̈ rappresentato da uno statore con canali diffusori radiali che determinano la gittata del fluido miscelato (aria acqua). I diffusori non hanno asse radiale ma sono inclinati rispetto alla direzione radiale. Tale inclinazione favorisce la miscelazione in quanto aumenta i moti turbolenti all'interno dei canali statorici.
Un terzo elemento à ̈ costituito da una girante che ha la funzione di miscelare l'aria con l'acqua mediante l'azione meccanica delle pale che riducono le dimensioni delle bolle e di garantire una buona penetrazione dei getti che fuoriescono dai diffusori radiali. Una maggiore penetrazione e gittata del flusso, unita alla dimensione ridotta delle bolle disciolte, sono sinonimi di alti rendimenti di ossigenazione (quantità di ossigeno disciolto nell'unità di tempo).
Una elevata "gittata†del fluido allo scarico dei diffusori, e quindi un maggiore contatto tra i getti di fluido e la massa contenuta nella vasca, si ottiene aumentando il valore della pressione trasferita dalla girante al fluido, come si evince dalla relazione di seguito riportata.
Dove Ap à ̈ l'incremento di pressione, p la densità del fluido, u2à ̈ la velocità periferica della girante (con riferimento al senso di rotazione rispetto all’asse), cu2à ̈ la componente lungo il vettore u2della velocità assoluta del fluido all'uscita della girante. L’aumento della pressione implica un incremento della velocità assoluta del fluido in uscita dalla girante ovvero all’ingresso dei canali statorici che, essendo inclinati rispetto alla direzione del fluido, favoriscono anche la miscelazione aria/acqua.
Un ulteriore elemento costituente un tradizionale aeratore à ̈ l'impianto di alimentazione dell'aria compressa. L'aria compressa viene generalmente fatta passare all'interno della girante dalla parte alta della macchina (lato motore), ovvero attraverso condotti e collettori che dallo statore fanno passare l'aria all'interno della girante. Poiché le condotte non sono a tenuta stagna (tra girante e statore deve esserci del gioco di qualche millimetro per garantire la rotazione della girante senza interferenza con lo statore), parte dell'aria viene persa attraverso l'intercapedine tra girante e statore determinando quindi una flessione sul rendimento perche questa quantità di aria non viene processata dalla girante e pertanto non viene trasformata in bolle fini; le bolle di diametro maggiore sono svantaggiose perché risalgono velocemente verso il pelo libero della vasca diminuendo quindi il tempo di risalita delle stesse e quindi la loro permanenza in acqua, ovvero viene ridotta la quantità di ossigeno in acqua. Inoltre a parità di volume d'aria, la superficie di contatto aria/acqua à ̈ superiore per le piccole bolle rispetto alle bolle grosse.
Infine un tradizionale aeratore comprende un gruppo motore generalmente costituito da un motore sommergibile e riduttore del numero di giri su cui viene calettata la girante (le macchine veloci non utilizzano il riduttore ma l’accoppiamento diretto motore/girante: in questo modo, per contenere le potenze installate, si ricorre a giranti di dimensioni ridotte).
E' noto all’esperto del ramo come uno dei parametri di misura dell'efficienza di un aeratore sia il rendimento di ossigenazione (SAE) dato dalla formula:
SOTR
SAE =
Potenza installata
Dove SOTR à ̈ la velocità di ossigeno disciolto in condizioni standard (chilogrammi di ossigeno disciolto nell'unità di tempo alla temperatura di 20 °C, pressione barometrica pari a 1.00 atm), mentre la potenza installata à ̈ data dalla potenza elettrica del motore che aziona la girante sommata alla potenza elettrica della soffiante.
Uno dei principali inconvenienti degli aeratori meccanici, attualmente noti allo stato dell'arte, à ̈ il fatto che necessitano di potenze elettriche installate elevate per poter muovere grandi quantità d'acqua e aria in modo da ottenere buoni rendimenti di ossigenazione. Le potenze devono tener conto anche di perdite di carico idrauliche, delle perdite per attrito - di solito dovute alle tenute meccaniche che servono ad evitare che l'acqua entri a contatto con gli ingranaggi del gruppo trasmissione - e altre perdite di natura meccanica e fluidodinamica.
Inoltre, una buona ossigenazione dipende dai seguenti fattori critici.
Un primo fattore à ̈ il diametro delle bolle disciolte in acqua (a parità di volume d'aria, il rendimento di ossigenazione migliora con l'aumento della superficie di contatto delle bolle d'aria, ovvero con bolle sempre più fini e di numero elevato).
Un secondo fattore à ̈ la capacità di penetrazione del fluido miscelato (acqua aria) sul fluido non miscelato (acqua), ovvero profondità del tubo di flusso ideale che scambia energia e ossigeno con il fluido in quiete.
Infine la quantità di aria processata dalla girante: l'aria che non viene processata dalla girante e che trafila attraverso le intercapedini genera delle bolle che risalgono velocemente in superficie.
Compito principale del presente trovato à ̈ quello di realizzare un aeratore sommergibile per fluidi, e particolarmente per acque di processo e acque di scarico (fognature), capace di assicurare una diminuzione dei consumi elettrici del motore a parità di rendimento di ossigenazione rispetto alle altre macchine note allo stato dell'arte.
NeH'ambito del compito principale sopra esposto, un importante scopo del presente trovato à ̈ quello di realizzare un aeratore sommergibile caratterizzato da un migliorato rendimento idraulico della girante. Nell'ambito del compito principale sopra esposto, un ulteriore importante scopo del presente trovato à ̈ quello di realizzare un aeratore sommergibile che sia in grado di produrre bolle di dimensioni ridotte tramite un effetto meccanico indotto dalla rotazione delle pale.
Nell'ambito del compito principale sopra esposto, un ulteriore importante scopo del presente trovato à ̈ quello di realizzare un aeratore sommergibile in grado di ridurre le perdite d'aria attraverso le intercapedini statore/girante.
Non ultimo scopo del presente trovato à ̈ quello di mettere a punto un aeratore sommergibile per fluidi, e particolarmente per acque di processo e acque di scarico (fognature), producibile con tecnologie note.
Questi ed altri scopi ancora, che più chiaramente appariranno in seguito, vengono raggiunti da un aeratore sommergibile per fluidi, e particolarmente per acque di processo, caratterizzato dal fatto di comprendere una geometria della girante con profili palari ad alto rendimento idraulico, una geometria dello statore innovativa e l'ingresso dell'aria alla macchina realizzata direttamente sull'ogiva della girante, e non sullo statore, riducendo così le perdite dovute alle intercapedini presenti tra girante e statore.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente chiari dalla descrizione di una sua forma di esecuzione preferita ma non esclusiva, illustrata a titolo indicativo e non limitativo nelle unite tavole di disegni, in cui:
la figura 1. rappresenta una vista prospettica dell'aeratore, ed uno schema esemplificativo dei fenomeni fluidodinamici, secondo il trovato in una sua forma realizzativa.
la figura 2 rappresenta una vista prospettica della girante secondo il trovato nella forma realizzativa principale di figura 1;
la figura 3 rappresenta una vista in sezione dal basso secondo il trovato nella formi realizzativa principale di figura 1;
la figura 4 rappresenta una vista laterale in sezione dello schema esemplificativo del fenomeno fluidodinamico secondo il trovato nella sua forma realizzativa principale;
la figura 5 rappresenta i vettori velocità in uscita dalla girante secondo il trovato nella forma realizzativa principale.
Con riferimento alle figure precedentemente citate, un aeratore sommergibile per fluidi, e particolarmente per acque di processo e acque di scarico (fognature), secondo il presente trovato, viene indicato in una sua forma realizzativa complessivamente con il numero (0).
Detto aeratore sommergibile à ̈ costituito da una girante (3) caratterizzata da un disco (3I), da un'ogiva (3A) e da una pluralità di pale (3B) che in prossimità del mozzo sono radiali e dotate di cucchiaio di aspirazione (3H), mentre verso l'uscita sono ricurve all'indietro con angolo elevato, preferibilmente di circa 60°. Ciascuna pala contiene il canale (3D) di trasferimento dell'aria (7) verso il bordo di uscita (3F); il canale (3D) à ̈ realizzato mediante il profilo (3C) e la pala (3B). Detto aeratore sommergibile à ̈ costituito altresì da un diffusore statorico (2) con struttura sferica (2A). Detto diffusore statorico (2) à ̈ caratterizzato da canali statorici radiali (2B), preferibilmente in numero di 9, inclinati di un angolo a. L'aeratore sommergibile nella sua forma realizzativa principale à ̈ inoltre caratterizzato dal fatto di essere costituito da 19 (diciannove) pale (3B), e dai corrispondenti condotti palari per il fluido (3G), appositamente di forma assial-centrifuga ricurve all'indietro con angolo di uscita elevato (β = 60°) per favorire un elevato gradiente di pressione dalla girante (3) al fluido (10) secondo la legge
= «2^2
P
dove:
Î”Ï Ã ̈ l'incremento di pressione
p la densità del fluido (10)
u2à ̈ la velocità periferica della girante (3) (con riferimento al senso di rotazione (6) rispetto all'asse (11))
cU2 à ̈ la componente lungo il vettore u2della velocità assoluta del fluido all’uscita della girante (3)
È proprio questa componente che risulta essere molto elevata nella configurazione delle pale curve all'indietro con un angolo di uscita del flusso di 60°. L'elevato valore della pressione trasferita dalla girante (3) al fluido (10) trasferisce a questo ultimo una elevata velocità di efflusso attraverso i diffusori (2B) dello statore che sono anch'essi in numero elevato e pari a 9 (nove). Ne consegue un’elevata gittata del fluido allo scarico dei diffusori e quindi un maggiore contatto tra i getti di fluido (10) e la massa contenuta nella vasca. I diffusori non hanno asse radiale ma sono inclinati di un angolo (a) (compreso tra 30° e 40°) rispetto alla direzione radiale (angolo formato dalla retta che passa attraverso l'asse della girante (o) e il punto medio della corda di ingresso del diffusore (a) e la retta passante per il punto medio della corda di ingresso del diffusore (a) e per il punto medio della corda in uscita del diffusore (b)). La velocità assoluta c2(velocità di uscita dalla pala) imbocca volutamente il canale statorico (2B) con lo stesso angolo (α ~ γ) proprio per ridurre le cosiddette perdite di energia per brusca incidenza, e quindi per mantenere alto il rendimento del sistema e basse le richieste di potenza della girante (3). La piccola differenza tra i due angoli garantisce comunque un rimescolamento che aiuta a micronizzare le bolle d’aria all'Interno del canale statorico (2B).
In tale forma realizzativa del presente trovato, da intendersi esemplificativa e non limitativa del medesimo, i canali palari (3D), uno per ogni pala trasferiscono l'aria fino quasi al bordo di uscita di ciascuna pala (3B) dove inizia il mescolamento dei due fluidi aria (7) ed acqua (8). In tale punto, dove à ̈ massima la velocità del liquido (8), si ottiene la massima riduzione delle dimensioni delle bolle d'aria e quindi la massima superficie di contatto aria/acqua e, conseguentemente, l'ottimizzazione dell'ossigenazione (quantità di ossigeno trasferito nell’unità di tempo). Il canale palare (3C) à ̈ appositamente più corto della lunghezza della pala al fine di creare una leggere depressione all'estremità del canale stesso (3F) facilitando cosi l'estrazione deH'aria. In prossimità deN’ogiva (3A) dove la loro forma à ̈ radiale, dette pale (3B) sono dotate di una estremità a cucchiaio (3H) dimensionata opportunamente con un criterio teorico/sperimentale per fornire la corretta portata Q che, unitamente alla pressione Î”Ï e al rendimento idraulico η e al quello meccanico T]m, definisce la potenza richiesta al motore elettrico (5).
Lo statore (2) presenta una conformazione atta ad aumentarne la gittata del fluido aria+acqua (10) e quindi il tempo di permanenza delle bolle fini nel liquido di processo da trattare, aumentando di conseguenza anche il rendimento di ossigenazione. Tale conformazione può essere ottenuta, ad esempio, mediante uno statore con diffusori rivolti verso il basso (2B) in maniera da indirizzare il getto del fluido aria+acqua (10) anch'esso verso il basso.
Infine in tale forma realizzativa del presente trovato, da intendersi esemplificativa e non limitativa del medesimo, l’aeratore sommergibile realizzato presenta un ingresso dell'aria compressa (7) nella parte inferiore dell'ogiva (3A) con lo scopo di incrementare le prestazioni in termini di quantità di aria processata dalla girante (3) perché tutta l'aria immessa passa attraverso i canali palari (3D) senza comportare perdite d’aria. L’aria attraversa l’ogiva (3A) in prossimità di ciascun canale palare (3D) mediante i fori calibrati (3E).
Si à ̈ in pratica constatato come il trovato cosi descritto porti a soluzione il compito e gli scopi preposti. In particolare con il presente trovato si à ̈ realizzato un aeratore sommergibile per fluidi, e particolarmente per acque di processo e acque di scarico ad esempio quelle da immettere nella rete fognaria, capace di assicurare una diminuzione dei consumi elettrici del motore a parità di rendimento di ossigenazione rispetto alle altre macchine note allo stato dell'arte.
In particolare con il presente trovato si à ̈ realizzato un aeratore sommergibile caratterizzato da un migliorato rendimento idraulico della girante (3).
Inoltre la conformazione delle pale (3B), in prossimità del mozzo radiali e dotate di cucchiaio di aspirazione (3H), mentre verso l'uscita ricurve all'indietro con l'angolo elevato, preferibilmente di 60°, garantiscono un'elevata “gittata†del fluido allo scarico dei diffusori e quindi un maggiore contatto tra i getti di fluido (10) e la massa contenuta nella vasca.
Ancora, con il presente trovato si à ̈ realizzato un sistema di areazione facilmente applicabile per il trattamento di una vasta tipologia di fluidi acque di processo e acque di scarico, ad esempio quelle di fognatura.
Ancora con il trovato si à ̈ messo a punto un aeratore sommergibile che sia in grado di produrre bolle di dimensioni ridotte tramite un effetto meccanico indotto dalla rotazione delle pale.
Ulteriormente con il trovato si à ̈ messo a punto un aeratore sommergibile in grado di ridurre le perdite d'aria attraverso le intercapedini statore/girante.
Non ultimo con il presente trovato si à ̈ realizzato un aeratore sommergibile per fluidi, e particolarmente per acque di processo, producibile con tecnologie note.
Il trovato cosi concepito à ̈ suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo; inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti.
In pratica, il numero di pale (3B), il numero di canali statorici (2B), i materiali impiegati, la geometria, la taglia potranno essere qualsiasi secondo le esigenze e lo stato della tecnica purché compatibili con l'uso specifico ed in grado di assicurare un elevato valore della pressione trasferita dalla girante (3) al fluido e quindi un’elevata velocità di diffusione del fluido e conseguentemente un'elevata “gittata" del fluido allo scarico dei diffusori e dunque di un maggiore contatto tra i getti di fluido (10) e la massa contenuta nella vasca.
Ove le caratteristiche e le tecniche menzionate in qualsiasi rivendicazione siano seguite da segni di riferimento, tali segni di riferimento sono stati apposti al solo scopo di aumentare l'intelligibilità delle rivendicazioni e di conseguenza tali segni di riferimento non hanno alcun effetto limitante sull'interpretazione di ciascun elemento identificato a titolo di esempio da tali segni di riferimento.

Claims (2)

  1. Rivendicazioni. 1) Aeratore sommergibile, per il trattamento di fluidi, e particolarmente per acque di processo e acque di scarico, caratterizzato dal fatto di comprendere: una girante (3) dotata di disco sferico (3I), di ogiva (3A), da un cucchiaio di aspirazione (3H) e da una pluralità di pale (3B) aventi forma assial-centrifuga, dette pale (3B) essendo caratterizzate, in prossimità del mozzo, da una conformazione radiale e, verso l'uscita (3F), da una conformazione ricurva aH'indietro con angolo β elevato; dette pale (3B) ciascuna contenente il canale (3D) di trasferimento deH'aria (7) verso il bordo di uscita (3F); detto canale (3D) essendo realizzato mediante il profilo (3C) e la pala (3B); un diffusore statorico (2) caratterizzato da una struttura sferica (2A), e da una pluralità di canali statorici radiali (2B) inclinati di un angolo (a).
  2. 2) Aeratore sommergibile secondo la rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto che detto angolo β à ̈ preferibilmente di 60°e che detta pluralità di canali statorici radiali (2B) à ̈ preferibilmente in numero di 9 (nove) elementi, 3) Aeratore sommergibile secondo le rivendicazioni 1 o 2 caratterizzato dal fatto di essere costituito da una pluralità di pale (3B), preferibilmente in numero non superiore a 19 (diciannove) e da altrettanti condotti palari (3C) per il fluido (3G), dette pale (3B) aventi forma assial-centrifuga atta a favorire un elevato gradiente di pressione dalla girante (3) al fluido (10) secondo la legge Ap — = w,c„, dove: P Ap à ̈ l’incremento di pressione p la densità del fluido (10) u2à ̈ la velocità periferica della girante (3) (con riferimento al senso di rotazione (6) rispetto all'asse (11)) 1⁄2 à ̈ la componente lungo il vettore u2della velocità assoluta del fluido (10) all’uscita della girante (3). 4) Aeratore sommergibile secondo la rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto di presentare un elevato valore di detta componente cu2quando la configurazione di detta pluralità di pale (3B) à ̈ ricurva aH'indietro con un angolo β di uscita del flusso elevato preferibilmente di 60°. 5) Aeratore sommergibile secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detti diffusori (2) non hanno asse radiale ma presentano un'inclinazione di un angolo (a) (preferibilmente compreso tra 30° e 40°) rispetto alla direzione radiale individuata dall'angolo formato: dalla retta passante per l’asse della girante (o) e il punto medio della corda di ingresso del diffusore (a); e la retta passante per il punto medio della corda di ingresso del diffusore (a) e per il punto medio della corda in uscita del diffusore (b)). 6) Aeratore sommergibile secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato da una geometria delle pale (3B) e dei diffusori statorici (2) tale da assicurare che il vettore (c2) velocità di uscita del fluido (10) di ciascuna pala (3B) imbocchi il canale statorico (2B) con lo stesso angolo (α ~ γ) per limitare perdite di energia per brusca incidenza e quindi mantenere un elevato rendimento dell'aeratore. 7) Aeratore sommergibile secondo la rivendicazione precedente nella quale la piccola differenza tra i due angoli a e γ garantisce comunque un rimescolamento che aiuta a micronizzare le bolle d’aria all'interno del canale statorico (2B). 8) Aeratore sommergibile secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto di essere costituito da canali palari (3D), uno per ogni pala (3B), che trasferiscono l'aria (7) fino quasi al bordo di uscita delle pale (3B) dove inizia il mescolamento dei due fluidi aria (7) ed acqua (8). 9) Aeratore sommergibile secondo la rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto che detto bordo di uscita delle pale (3B) presenta una conformazione atta a garantire una elevata velocità del liquido (8), corrispondente ad una elevata riduzione delle dimensioni del diametro delle bolle d'aria e, conseguentemente, l'ottimizzazione dell'ossigenazione. 10) Aeratore sommergibile secondo la rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto che detto canale palare (3D) à ̈ appositamente più corto della lunghezza della pala (3B) al fine di creare una leggere depressione all'estremità del canale stesso (3F) facilitando cosi l'estrazione dell'aria (7). 11) Aeratore sommergibile secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto di essere costituito da una pluralità di pale (3C) dotate, in prossimità dell'ogiva (3A) dove la loro forma à ̈ radiale, di una estremità a cucchiaio (3H) opportunamente dimensionata con un criterio teorico/sperimentale. 12) Aeratore sommergibile secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto di presentare l'ingresso deH'aria compressa (7) sulla parte inferiore dell'ogiva (3A) in maniera da forzare il passaggio dell'aria (7) immessa attraverso i canali palari (3C) senza comportare perdite d'aria ed incrementare le prestazioni in termini di quantità di aria processata dalla girante (3). 13) Aeratore sommergibile secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto di essere costituito da uno statore (2) a calotta sferica concava verso il basso (2A) con i diffusori rivolti verso il basso (2B) in maniera da indirizzare il getto del fluido aria+acqua (10) ugualmente verso il basso con lo scopo di aumentare la gittata di detto fluido (10), e quindi il tempo di permanenza delle bolle fini nel fluido da depurare, e dunque il rendimento di ossigenazione dell'areatore. 14) Aeratore sommergibile caratterizzato da una geometria delle pale (3B) in grado di trasferire un elevato valore della pressione dalla girante (3) al fluido (10) e conseguentemente di trasferire a detto fluido un'elevata velocità di diffusione attraverso una pluralità di diffusori (2B) dello statore e quindi un maggiore contatto tra i getti di fluido (10) e la massa contenuta nella vasca da trattare. 15) Aeratore sommergibile, come ad una o più delle rivendicazioni precedenti, che si caratterizza per quanto descritto ed illustrato nelle allegate tavole di disegni.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0092769A2 (en) * 1982-04-22 1983-11-02 Dorr-Oliver Incorporated Improved flotation separation apparatus
EP0287251A2 (en) * 1987-04-16 1988-10-19 Dorr-Oliver Incorporated Improved flotation apparatus
US5458816A (en) * 1993-09-29 1995-10-17 Heinrich Frings Gmbh & Co. Kg Apparatus for aerating and/or anaerobically mixing liquids
EP0844911B1 (en) * 1995-08-17 1999-12-08 Svedala Limited Flotation tank impeller
DE10221824C1 (de) * 2002-05-10 2003-09-11 Schulz Verfahrenstechnik Gmbh Hydrodynamischer Impulsbeschleuniger
WO2009018915A1 (de) * 2007-08-09 2009-02-12 Invent Umwelt- Und Verfahrenstechnik Ag Rührvorrichtung für belebtschlämme

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0092769A2 (en) * 1982-04-22 1983-11-02 Dorr-Oliver Incorporated Improved flotation separation apparatus
EP0287251A2 (en) * 1987-04-16 1988-10-19 Dorr-Oliver Incorporated Improved flotation apparatus
US5458816A (en) * 1993-09-29 1995-10-17 Heinrich Frings Gmbh & Co. Kg Apparatus for aerating and/or anaerobically mixing liquids
EP0844911B1 (en) * 1995-08-17 1999-12-08 Svedala Limited Flotation tank impeller
DE10221824C1 (de) * 2002-05-10 2003-09-11 Schulz Verfahrenstechnik Gmbh Hydrodynamischer Impulsbeschleuniger
WO2009018915A1 (de) * 2007-08-09 2009-02-12 Invent Umwelt- Und Verfahrenstechnik Ag Rührvorrichtung für belebtschlämme

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