PL117808B1

PL117808B1 - Floating carrier in particular for aerating liquidszhidkosti

Info

Publication number: PL117808B1
Application number: PL1979213289A
Authority: PL
Original assignee: Tatabanyai Szenbanyak
Priority date: 1978-02-08
Filing date: 1979-02-08
Publication date: 1981-08-31
Also published as: PL213289A1; DE2904816A1; HU177147B; CS216656B2; YU28579A

Description

Przedmiotem wynalazku jest plywajace urza¬ dzenie nosne, zwlaszcza do napowietrzania cieczy, a takze do unoszenia na wodzie kazdego dowol¬ nego agregatu, którego punkt ciezkosci lezy w jego* osi symetrii, jak np. pomp odsysajacych lub urzadzen wiertniczych.Tego rodzaju urzadzenia moga byc przydatne, w zaleznosci od obciazen, równiez na wiekszycn obszarach wodnych, gdzie podlegaja one wiekszym silom falowania, a takze parciu wiatru. Z tego wzgledu jednym z najwazniejszych wymagan jest takze duza statecznosc plywania, warunkiem któ¬ rej sa: nisko lezacy srodek ciezkosci oraz wyso¬ ko lezace metacentrum.Znane dotychczas tego rodzaju urzadzenia nos¬ ne mozna podzielic na trzy glówne grupy: urza¬ dzenie nosne, umieszczone na elemencie plywako¬ wym w ksztalcie pierscienia kolowego; urzadze¬ nie nosne, zmontowane na lezacych poziomo ply¬ wakach w ksztalcie walca; urzadzenie nosne, umieszczone na trzech lub wiecej bojach.Te trzy zasadnicze warianty rozwiazania byly równiez rozmaicie ze soba kombinowane, np. istnieja elementy plywajace w ksztalcie pierscie¬ nia kolowego, które sa stabilizowane za pomoca boi (plywajace urzadzenia napowietrzajace typu* Taul6). / Urzadzenia nosne wszystkich wymienionych trzech grup opieraja sie na elementach plywaja¬ cych, ich obciazenie sklada sie z ciezaru wypo¬ sazenia maszynowego, z momentów sil wystepu¬ jacych przy wlaczeniu oraz podczas pracy, a tak¬ ze z wielu dodatkowych oddzialywan dynamicz¬ nych, np. sil falowania.Znane sa np. plywajace urzadzenia nosne, w których powierzchniowe lub wglebne agregaty do napowietrzania cieczy naleza do trzeciej grupy.Znane jest plywajace urzadzenie nosne wedlug szwajcarskiego opisu patentowego nr 523 607, w którym powierzchniowy agregat napowietrzajacy jest zmontowany na konstrukcji przytrzymujacej, z która polaczone sa obrotowo za posrednictwem przegubów nogi podpierajace. Polozenie powierz¬ chniowego agrega-tu napowietrzajacego wzgledem zwierciadla cieczy mozna regulowac za pomoca urzadzenia nastawczego, napedzanego' hydraulicznie lub mechanicznie.[Plywajace urzadzenie nosne zabezpiecza sie przed niepozadanymi oddzialywaniami dynamicz¬ nymi z kierunku bocznego za pomoca elementów tlumiacych drgania. Ponadto dla opisanego urza¬ dzenia istotne jest to, ze oblodzeniu elementu ply¬ wajacego, wystepujacemu w zimnej porze roku, zapobiega sie za pomoca nagrzewania elektrycz- 25 * nego- W przypadku rozwfia^zan wedlug szwajcarskich opisów patentowych nr 48943)6 i nr 468 939 ply¬ wajace urzadzenie nosne, utrzymujace agregat napowietrzajacy, ma do spelnienia takie zadani* 30 funkcjonalne, ze plywajac na powierzchni cie-^ 10 15 20 117 8083 117 808 4 czy, a tym samym nadazajac stale za kazdorazo¬ wym poziomem cieczy umozliwa ono prace nie¬ ciagla i podejmowane na przemian napowietrza¬ nie, utlenianie biologiczne za pomoca osadu czyn¬ nego, odprowadzanie oczyszczonej wody i osadu ? oraz napelnianie. Urzadzenia te_sa na ogól male " i rtfoga by6 stosowane jedynie w wodnym zbior¬ niku zamknietym #lub znajdujacym sie w miejscu zabezpieczonym.Wada dotychczas znanych tego rodzaju urza¬ dzen jest ich zbyt skomplikowana i kosztowna budowa oraz to, ze zakres ich stosowania jest mniej lub wiecej ograniczony pod wzgledem te¬ chnologicznym oraz pod wzgledem ich rozmie¬ szczenia. W wiekszosci przypadków nie mozna ich stosowac przy bardziej niesprzyjajacych' warun¬ kach otoczenia (falowanie na jeziorach i rzekach) lub tez nalezy stosowac skomplikowane urzadze¬ nia pomocnicze, aby skompensowac przynajmniej czesciowo te niedogodnosc. Zanurzenie urzadzenia napowietrzajacego w cieczy badz w ogóle nie mozna regulowac, badz tez zaprojektowane do •tego celu urzadzenie jest skomplikowane. Z po¬ wyzszego wynika, ze koszty eksploatacyjne i ko¬ szty utrzymania znanych urzadzen sa zbyt wyso¬ kie.Przy badaniu mechanicznych warunków pracy dotychczasowych urzadzen mozna stwierdzic jako ogólna ceche istotna, ze szkielet urzadzenia nos¬ nego, wykonany z rur lub innego materialu sta¬ lowego, pracuje na zginanie, scinanie, a w przy¬ padku obciazenia dynamicznego i eksploatacyjnego równiez na skrecanie. Przy obciazeniu dynamicz¬ nym pojawiajacym sie podczas wlaczania, urza¬ dzenie nosne zaczyna wykonywac ruch kolowy wskutek oddzialywania momentu przyspieszaja¬ cego urzadzen maszynowych. Przy tym poczatko¬ wym ruchu urzadzenie nosne pracuje na skreca¬ nie i zginanie na skutek dzialania momentu obro¬ towego, wynikajacego z bezwladnosci elementów plywajacych oraz oporu hydraulicznego, a w sta¬ nie eksploatacji na skutek dzialania momentu obrotowego, wytwarzanego przez maszyny. Pla¬ szczyzna tege zginania jest pionowa i prostopadla do plaszczyzny zginania, wynikajacej z obciazenia statycznego. To zlozone obciazenie wymaga prze¬ kroju poprzecznego elementu nosnego o stosun¬ kowo duzej bezwladnosci, co zwieksza ciezar konstrukcji. Ta ciezka konstrukcja znajduje sie przy tym ponad powierzchnia cieczy, w zwiazku z czym srodek ciezkosci oddala sie tym bardziej od powierzchni cieczy. Pogarsza to jednak sta¬ tecznosc urzadzenia, zwlaszcza takze statecznosc plywania.Celem wynalazku jest opracowanie takiego ply¬ wajacego urzadzenia nosnego, korzystnie do po¬ wierzchniowego napowietrzania cieczy,' które be¬ dzie posiadalo duza statecznosc plywania w ka¬ zdych warunkach atmosferycznych, bedzie lekkie i proste w budowie przy znacznie mniejszych ko¬ sztach montazowych, eksploatacyjnych i konser¬ wacyjnych. Ponadto urzadzenie nosne wedlug wy¬ nalazku bedzie bardziej uniwersalne i bedzie mo¬ glo byc stosowane w kazdych warunkach otocze¬ nia, przy czym bedzie ono mialo rame nosna przystosowana ksztaltowo do agregatu napowiet¬ rzajacego, skierowane w dól podpory nosnej oraz laczniki nosne, w których punkcie wezlowym be¬ dzie znajdowal sie element plywajacy, korzystnie 5 boja.Zgodnie z wynalazkiem, cel ten osiagnieto dzie¬ ki temu, ze podpory nosne, które sa rozmieszczo¬ ne wzdluz krawedzi ostroslupa scietego, sa pola¬ czone sztywno z rama nosna i punktami wezlo- io wymi, a laczniki nosne sa polaczone z punktami wezlowymi na koncach podpór nosnych. Punkty wezlowe pokrywaja sie z punktami przeciecia osi laczników nosnych. Urzadzenie nosne jest zawie¬ szone w punktach wezlowych na elementach ply - 15 wajacych. W zalecanej postaci wykonania podpory nosne tworza z rama nosna taki kat, alby miedzy normalna do powierzchni nosnej a wektorem kie¬ runkowym wyplywu cieczy z górnej czesci wirni¬ ka napowietrzajacego powstalo odchylenie wyno- 20 szace co najmniej 3° katowe.W innym zalecanym przykladzie wykonania podpory nosne oraz laczniki nosne polaczone sa z punktami wezlowymi rozlacznie. W jeszcze in¬ nym przykladzie wykonania punkty wezlowe znaj- 25 duja sie pod elementami plywajacymi. Elementy plywajace sa korzystnie puste wewnatrz ewentu¬ alnie sa wypelnione piankowym tworzywem sztucznym, np. poliuretanem piankowym, a ich wysokosci wzgledem punktów wezlowych mozna 30 regulowac. W jednym z wykonan urzadzenia no¬ snego wedlug wynalazku elementy nosne maja rurowy przekrój poprzeczny. Wedlug dalszej zale¬ canej postaci wykonania podpory nosne sa wyko¬ nane jako dzielone za pomoca kolnierzy nasuwa- 35 nych. Celowe jest ponadto dolaczenie do urzadze¬ nia nosnego nóg podporowych, ewentualnie przy¬ laczenie laczników nosnych do przewodu przeply¬ wowego.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przy- 40 kladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urzadzenie nosne w widoku z#bo¬ ku, fig. 2 — to samo urzadzenie nosne w widoku z góry, a fig. 3 — przyklad wykonania ukladu pionowego nastawiania elementu plywajacego, 45 przy czym czesc elementu plywajacego jest uwi¬ doczniona w powiekszeniu i pólprzekroju.W przykladzie wykonania przedstawionym na rysunku, rama nosna 1 sluzy do utrzymywania wirnika napowietrzajacego 8 oraiz zespolu silnik- 50 -przekladnia 9. Z rama nosna 1 polaczony jest sztywno jeden koniec podpór nosnych 2 w ko¬ rzystnym przykladzie wykonania polaczenie to imoze byc równiez polaczeniem rozlacznym.Kat nachylenia podpór nosnych 2 wzgledem ra- 55 my nosnej 1 jest tak diotaramy w auwMocanionym przykladzie wykonania, ze strumien wody, wy¬ rzucany przez wirnik napowietrzajacy 8 i pada¬ jacy na podpore nosna 2 mte powoduje wytryska¬ nia czastek wody ku górze. Tego rodzaju wytry- 60 "ski mgly wodnej w przypadku scieków sa nie¬ zwykle szkodliwe dla otoczenia oraz urzadzen ma¬ szynowych. Przy zimnej pogodzie tego rodzaju mgla wodna wplywa ponadto niekorzystnie na niezawodnosc pracy i parametry technologiczne 01 napowietrzania.5 Podpory nosne 2 sa rozmlieszczone wzdluz kra¬ wedzi ostroslupa scietego. Podpory nosne 2 sa za¬ mocowane swym drugim koncem w punktach wezlowych 4 w postaci ralacza sztywnego, a ko¬ rzystnie rozlacznego. Równiez tam zamocowany jest jeden koniec kazdej pary laczników nosnych 3. Punkty wezlowe 4 sa utworzone w punktach przeciecia osi podpór nosnych 2 i laczników no¬ snych. 3. Cale urzadzenie jest zawieszone w pun¬ ktach wezlowych 4 ma znajdujacym sie w kazdym punkcie wezlowym elemencie plywajacym 5, korzy¬ stnie na bor. W punktach wezlowych 4 zamoco¬ wane sa nogi wsporcze 8 wystajace pod urzadze¬ niem nosnym. Przewód przeplywowy 7, który jest umieszczony pod wirnikiem napowietrzaja¬ cym 8, jest zamocowany korzystnie na lacznikach nosnych 3. W zalecanej postaci wykonania pod¬ pory nosne 2 sa wykonane jako dzielone i moga byc rozbierane.Na figurze 3 przedstawiony jest przyklad urza¬ dzenia sluzacego do pionowego nastawiania ele¬ mentu plywajacego; przez element plywajacy 5 prowadzi sie zaopatrzony w gwint trzpien 10, którego dolny koniec laczy sie z punktem wezlo¬ wym 4. Wysokosc elementu plywajacego 5, a tyim samym wysokosc calego urzadzenia nosnego moz¬ na nastawiac za pomoca nakretki nastawczej 11, obracanej na trzpieniu 10. Nad nakretka nastaw- cza 11 znajduje sie kolpak gumowy 12 do za¬ bezpieczania polaczenia gwintowego. Uwidocznio¬ ny jest tu równiez korzystny przyklad wykonania, w którym element plywajacy 5 jest wypelniony piankowym tworzywem sztucznym 13.Sposób dzialania urzadzenia nosnego wedlug wynalazku jest opisany ponizej.Plywajace urzadzenie nosne wedlug wynalazku spuszcza sie na wode jako kompletnie zmontowa¬ ny zespól. Poniewaz urzadzenie nosne jest zawie¬ szone w punktach wezlowych 4, utworzonych pod elementami plywajacymi 5, przeto okolo dwóch trzecich calej konstrukcji znajduje sie pod woda.Odpowiednio wysokosc wirnika napowietrzajacego 8 nastawia sie za pomoca nakretek nastawczych 11 elementów plywajacych 5. Nogi wsporcze 6, wykonane pod punlktaimii1, wezlowymi 4, sluza wla¬ sciwie zabezpieczeniu urzadzenia nosnego, przy czym dzialaja one tylko wówczas, gdy urzadzenie opadnie na dno zbiornika wodnego (osadnika, sta¬ wu, rzeki itp.) z jakiegokolwiek powodu, np. wskutek obnizenia sie zwierciadla wody.Jak mozna zauwazyc, urzadzenie nosne jest zbu¬ dowane rzeczywiscie w sposób prosty i moze byc stosowane w sposób uniwersalny. Nie sa wyma¬ gane specjalne warunki pracy, a konserwacje i ewentualne naprawy mozna przeprowadzac w pro¬ sty sposób za pomoca czesci wymiennych.Dwie trzecie calego urzadzenia nosnego znajdu¬ je sie pod powierzchnia cieczy, co zwieksza sta¬ tecznosc plywania, poniewaz srodek ciezkosci ca¬ lego urzadzenia lezy blizej zwierciadla wody. Na zwiekszenie statecznosci plywania przyczynia sie ponadto' ta okolicznosc, ze metacentrum urzadze¬ nia wedlug wynalazku znajduje sie stosunkowo daleko od jego srodka ciezkosci.Urzadzenie zbudowane z punktów wezlowych 808 6 4, pod(pór nosnych 2 oraz laczników nosnych 3 przejmuje obciazenie statyczne za posrednictwem ukladu mechanicznego w postaci pretów pracu¬ jacych na rozciaganie i scinanie, podczas gdy w 5 dotychczasowych urzadzeniach elemeny nosne, ma¬ jace duza rozpietosc podlegaja zgiinantiu. Wskutek dzialania dynamicznego obciazenia przy wlaczaniu oraz fal, podpory nosne 2 sa obciazane mimosro- dowo silami sciskajacymi. Dzieki jednak sztyw- L0 nym polaczeniom punkty polaczenia przemieszcza¬ ja sie w plaszczyznie oddzialywan silowych bez wystepowania jakiegokolwiek przekrecenia ka¬ towego unieruchomionych przekrojów poprzecz¬ nych. Z tego wzgledu jest równiez mozliwe odzie- _ lone wykonanie podpór nosnych 2 w prosty spo¬ sób, np. za pomoca kolnierza nasuwanego.Z podanych cech znamiennych wynika, ze urza¬ dzenie nosne wedlug wynalazku mozna wykonac jako lzejsze o okolo 30—40"% od znanych konstruk- 0 ej i. Dzieki faktowi, ze dwie trzecie urzadzenia jest zanurzone w cieczy i w zwiazku z tym wsku¬ tek wyporu elementy plywajace 5 sa obciazone mniej o ciezar wypartej wody, mozna takze zmniejszyc wymiary i ciezar elementów plywa-, iacych 5.Korzystne jest dalej to, iz wskutek nastawial- nosci elementów plywajacych zapewniona jest równiez nastawialnosc zadanej glebokosci zanu¬ rzenia wirnika napowietrzajacego.Elementy plywajace 5 sa tak rozmieszczone, ze nie ograniczaja zasiegu wirnika napowietrzajacego i mozna wykorzystywac z powodzeniem rozmaite wirniki napowietrzajace. Uksztaltowanie urzadze¬ nia nosnego wedlug wynalazku umozliwia dalej korzystny z punktu widzenia napowietrzania prze¬ plyw cieczy.Plywajace urzadzenia nosne mozna stosowac z 'korzyscia miedzy innymi takze w przypadku wie¬ kszych akwenów do napowietrzania i zaopatrywa- 10 nia w tlen zbiorników wodnych, scieków wod¬ nych o stalym lub zmiennym zwierciadle wody, jezior i odstojników o dlugim czasie przebywania cieczy. Urzadzenie nosne wedlug wynalazku wy¬ trzymuje takze niesprzyjajace warunki atmosfe- a ryczne, takie jak zimno i silne falowanie w spo¬ sób eksploatacyjnie niezawodny.Oprócz opisanych przykladów wykonania przed¬ miot wynalazku mozna wykonac ponadto w wie¬ lu innych wariantach, które moga równiez zawie- 50 rac celowa kombinacje cech znamiennych wyna¬ lazku.Zastrzezenia patentowe 55 1. Plywajace urzadzenie nosne, zwlaszcza do na¬ powietrzania cieczy, a takze do unoszenia na wodzie kazdego dowolnego agregatu, którego punkt ciezkosci lezy w jego osi symetrii, jak Jip. jpomp odsysajacych lub urzadzen wiertniczych, 60 przy czym urzadzenie nosne ma rame nosna, przystosowana ksztaltowo do ewentualnego agre¬ gatu napowietrzajacego, skierowane ku dolowi podpory nosne oraz laczniki nosne, zas w pun¬ ktach wezlowych tych laczników nosnych posiada 65 zamocowany element plywajacy, korzystnie boje,7 117 808 & znamienne tym, ze podpory nosne (2), rozmie¬ szczone wzdluz krawedzi ostroslupa scietego, sa polaczone sztywno z rama nosna (1) i punktami wezlowymi (4), a laczniki nosne (3) sa polaczone z punktami wezlowymi (4) na koncach podpór no¬ snych, przy czym punkty wezlowe <4) sa utworzo¬ ne w punkcie przeciecia oSi laczników nosnych (3), zas cale urzadzeniie nosne jest zawieszone w punktach wezlowych (4) na elementach plywaja¬ cych (5). 2. Plywajace urtzadzenie nosne wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze podpory nosne (2) tworza z ra¬ ma nosna (1) taki kat, aby miedzy normalna do powierzchni nosnej a wektorem kierunkowym wy¬ plywu cieczy z górnej czesci wirnika napowie¬ trzajacego (8) powstalo odlchyleniie wynoszace co najmniej 3° katowe. 3. Plywajace urzadzenie nosne wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze podpory nosne (2) oiraz la¬ czniki nosne (3) polaczone sa z punktami wezlo¬ wymi (4) rozlacznie. 4. Plywajace urzadzenie nosne wedlug zastrz. 1, lf 15 20 znamienne tym, ze punkty wezlowe (4) umie¬ szczone sa pod elementami plywajacymi (5). 5. Plywajace urzadzenie nosne wedlug zastrz. 1, znamienne tymb ze elementy plywajace (5) sa pu¬ ste wewnatrz i sa ewentualnie wypelnione pian¬ kowym tworzywem sztucznym, a ich wysokosc wzgledem punktów Wezlowych (4) jest nastawial-- na. 6. Plywajace urzadzenie nosne wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze rama nosna (1), podpory no¬ sne (2), laczniki nosne (3) oraz elementy plywaja¬ ce (5) maja nuroiwy przekrój poprzeczny. 7. Plywajace urzadzenie nosne wedlug zastrz. 6, znamienne tym, ze podpory nosne (2) sa dzielone, a ich odcinki sa ze soba polaczone za pomoca, kolnierzy nasuwanych. 8. Plywajace urzadzenie nosne wedlug zastrz. 1, znamienne tymb ze z punktami wezlowymi (4) sa polaczone nogi wsporcze (6). 9. Plywajace urzadzenie nosne wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, ze do laczników nosnych.. (3) pnzylacizony jest przewód przeplywowy (7)..Fig. i Figs PZGraf. Koszalin A-618 95 A-4 Cena 100 zl PL

Claims

1. Zastrzezenia patentowe 55 1. Plywajace urzadzenie nosne, zwlaszcza do na¬ powietrzania cieczy, a takze do unoszenia na wodzie kazdego dowolnego agregatu, którego punkt ciezkosci lezy w jego osi symetrii, jak Jip. jpomp odsysajacych lub urzadzen wiertniczych, 60 przy czym urzadzenie nosne ma rame nosna, przystosowana ksztaltowo do ewentualnego agre¬ gatu napowietrzajacego, skierowane ku dolowi podpory nosne oraz laczniki nosne, zas w pun¬ ktach wezlowych tych laczników nosnych posiada 65 zamocowany element plywajacy, korzystnie boje,7 117 808 & znamienne tym, ze podpory nosne (2), rozmie¬ szczone wzdluz krawedzi ostroslupa scietego, sa polaczone sztywno z rama nosna (1) i punktami wezlowymi (4), a laczniki nosne (3) sa polaczone z punktami wezlowymi (4) na koncach podpór no¬ snych, przy czym punkty wezlowe <4) sa utworzo¬ ne w punkcie przeciecia oSi laczników nosnych (3), zas cale urzadzeniie nosne jest zawieszone w punktach wezlowych (4) na elementach plywaja¬ cych (5).

2. Plywajace urtzadzenie nosne wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze podpory nosne (2) tworza z ra¬ ma nosna (1) taki kat, aby miedzy normalna do powierzchni nosnej a wektorem kierunkowym wy¬ plywu cieczy z górnej czesci wirnika napowie¬ trzajacego (8) powstalo odlchyleniie wynoszace co najmniej 3° katowe.

3. Plywajace urzadzenie nosne wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze podpory nosne (2) oiraz la¬ czniki nosne (3) polaczone sa z punktami wezlo¬ wymi (4) rozlacznie.

4. Plywajace urzadzenie nosne wedlug zastrz. 1, lf 15 20 znamienne tym, ze punkty wezlowe (4) umie¬ szczone sa pod elementami plywajacymi (5).

5. Plywajace urzadzenie nosne wedlug zastrz. 1, znamienne tymb ze elementy plywajace (5) sa pu¬ ste wewnatrz i sa ewentualnie wypelnione pian¬ kowym tworzywem sztucznym, a ich wysokosc wzgledem punktów Wezlowych (4) jest nastawial-- na.

6. Plywajace urzadzenie nosne wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze rama nosna (1), podpory no¬ sne (2), laczniki nosne (3) oraz elementy plywaja¬ ce (5) maja nuroiwy przekrój poprzeczny.

7. Plywajace urzadzenie nosne wedlug zastrz. 6, znamienne tym, ze podpory nosne (2) sa dzielone, a ich odcinki sa ze soba polaczone za pomoca, kolnierzy nasuwanych.

8. Plywajace urzadzenie nosne wedlug zastrz. 1, znamienne tymb ze z punktami wezlowymi (4) sa polaczone nogi wsporcze (6).

9. Plywajace urzadzenie nosne wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, ze do laczników nosnych.. (3) pnzylacizony jest przewód przeplywowy (7).. Fig. i Figs PZGraf. Koszalin A-618 95 A-4 Cena 100 zl PL