Opis patentowy opublikowano: 1986 0110 121794 Int. Cl.3 C02F 7/00 B01F 3/04 [czytelnia! Twórca wynalazku: Uprawniony z patentu: Tatabanyai Szsnbanyak, Tatabanya (Wegry) Powierzchniowy napowietrzacz cieczy z pionowa osia Wynalazek dotyczy powierzchniowego napowie- trzacza cieczy z pionowa osia, umieszczonego w utleniajacym kanale.Napowietrzacze powierzchniowe maja za zadanie, oprócz wprowadzania tlenu do kanalu utleniajace¬ go, wprawienie cieczy w ruch obiegowy, z odpo¬ wiednia predkoscia, w jednym kierunku. Znane sa rózne typy napowietrzaczy, z pozioma osia lub pionowa osia.Na przyklad znany jest ze szwajcarskiego opisu patentowego nr 502119 napowietrzacz powierzch¬ niowy do napowietrzania wody, w którym naste¬ puje spadek stopnia wprowadzania tlenu, gdy w jego otoczeniu istnieje silna cyrkulacja wody. Na skutek tej cyrkulacji, strumien wody wychodza¬ cy z napowietrzacza jest mniejszy, przy czym opór zewnetrznej wody równiez obniza sie tak, ze zmniejsza sie przez to rozpryskiwanie wody to znaczy dochodzi do ograniczania powierzchni wo¬ dy. Przez zmniejszenie powierzchni obniza sie rów¬ niez ilosc rozpuszczanego tlenu w jednostce cza¬ su. Przy przekazaniu energii strumienia wody, wy¬ chodzacego z napowietrzacza, ruch obiegowy wo¬ dy w kanale napowietrzajacym nastepuje tylko w jednym kierunku i powstaja straty. Ilosc wody cyrkulujaca w otoczeniu uderza o sciane przegro¬ dowa, z czym wiaza sie straty.Dzieki wbudowaniu plyt kierujacych w ksztal¬ cie pólkoli, proporcje poprawiaja sie, jest to jed- 2 nak za malo, aby przekazanie energii osiagnelo wysoka sprawnosc.Znany jest równiez, ze szwajcarskiego opisu pa¬ tentowego nr 509 235, napowietrzacz powierzchnio- 5 wy do napowietrzania wody, w którym stopien wprowadzania tlenu jest niski. Zamiana energii wody wychodzacej z napowietrzacza, która wywo¬ luje ruch obiegowy w kanale utleniajacym, odby¬ wa sie wedlug tego rozwiazania przy jeszcze mniej- io szej sprawnosci niz w rozwiazaniu napowietrzacza poprzednio wymienionym a przedstawionym w szwajcarskim opisie patentowym nr 509 235. W roz¬ wiazaniu tym w napowietrzaczu wystepuja proste sciany zamykajace, co powoduje straty energii przy 15 uderzeniu wody o te sciany. Predkosc przeplywu strumienia cieczy z komory napowietrzacza okres¬ la mianowicie ilosc doprowadzonej wody i ener¬ gie wynikajaca z predkosci wody, która przekazu¬ je napowietrzacz cieczy. Dzialanie rozpryskujace 20 cieczy wyplywajacej z pewna predkoscia z napo¬ wietrzacza jest za male. Kolejna wada polega na tym, ze przed i za scianami przegrodowymi po¬ wstaja szkodliwe przestrzenie.Ponadto ze szwajcarskiego opisu patentowego, nr 25 471749, znany jest napowietrzacz powierzchniowy stosowany do oczyszczania scieków, w którym zbiornik napowietrzajacy jest polaczony z kanalem utleniajacym. Napowietrzacz powierzchniowy fun¬ kcjonuje tu w zbiorniku. 30 Znany jest ponadto, z opisu patentowego RFN 128 794m 3 nr 2 300 373, napowietrzacz powierzchniowy do na¬ powietrzania wody. Woda wyplywajaca z napo- wietrzacza plynie mianowicie w dwóch kierunkach, co powoduje przy symetrycznym polozeniu kana¬ lu utleniajacego, ze powstaje wzajemnie przeciw¬ nie skierowany ruch. Predkosc jest okreslona przez ilosc wody dostarczona z napowietrzacza. Do ka¬ nalu utleniajacego nie moze byc dopasowane du¬ ze urzadzenie napowietrzajace, które byloby w sta¬ nie dostarczyc tak duzo wody, ze rozdzielalaby sie ona w dwóch kierunkach i moglaby zabezpieczyc wymagana predkosc.Powierzchniowy napowietrzacz cieczy wedlug wfynelazku eha^akter^zuje sie tym, ze rura ssaca znajduje * sie; w»kól elementy nastawcze fdla jej pionowego ustawienia, ppnadto nasadka ta ma plyty przeciwdzialajace oprj^canju^ sie^ jgj,posadzone promieniowo na ob¬ wodzie tej -nasadki?- Wirnik napowietrzajacy oto¬ czony jest prowadnica, przynajmniej w zakresie kata 220°, przy czym prowadnica ta sklada sie z bocznej kolowej sciany przechodzacej dalej w prosty 'odcinek oraz z dolnej plyty zamykajacej, zaopatrzonej w kolowy otwór.Zgodnie z wynalazkiem odleglosc skrajnych kra¬ wedzi plyt przeciwdzialajacych obracaniu sie na¬ sadki od osi tej nasadki jest wieksza od polowy srednicy napowietrzajacego wirnika.W otworze dolnej plyty zamykajacej prowadni¬ cy usytuowane sa wystepy przeciwdzialajace obra¬ caniu sie plyt przeciwdzialajacych obracaniu sie nasadki. Prowadnica na swej wysokosci jest po¬ dzielona na dwie czesci przez powierzchnie cie¬ czy, znajdujaca sie w stanie spoczynku w kanale utleniajacym.Napowietrzacz wedlug wynalazku nadaje sie do stosowania w zbiorniku cieczy, jak\równiez do na¬ powietrzania stojacej wody o duzej powierzchni.Napowietrzacz wedlug wynalazku zabezpiecza wprowadzenie tlenu z wysoka sila do kanalu utle¬ niajacego, a jednoczesnie pozwala na wykorzysta¬ nie energii wody wychodzacej z wysoka sila z na¬ powietrzacza do wywolywania cyrkulacji scieków wkanale utleniajacym. Napowietrzacz wedlug wy¬ nalazku moze byc praktycznie zastosowany w wy¬ branym odcinku kanalu utleniajacego, korzystne jest jednak ustawienie go w polozeniu, w którym dluzszy prosty odcinek kanalu utleniajacego wy¬ stepuje w kierunku ruchu cieczy. Ten sposób roz¬ mieszczenia zabezpiecza wysoka sprawnosc prze¬ mieszczania wody. Rozwiazanie napowietrzacza we¬ dlug wynalazku znajduje zastosowanie w róznych kanalach utleniajacych na przyklad w przypadku kanalów ze skosnymi scianami bocznymi w przy¬ padku, gdy obie odnogi sa rozdzielone przez umie¬ szczona sciane i kiedy kanal utleniajacy jest wy¬ konany z pionowa sciana.Przedmiot wynalazku jest objasniony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia kanal utleniajacy ze skosnymi scia¬ nami bocznymi w przekroju wzdluz Unii A—A z fig. 2, fig. 2 — napowietrzacz w widoku z góry, fig. 3 — napowietrzacz w kanale utleniajacym ze skos¬ nymi scianami bocznymi, fig. 4 — kanal utleniaja¬ cy ze skosnymi scianami bocznymi w przekroju 794 4 poprzecznym, fig. 5 — kanal utleniajacy z prosty* mi scianami bocznymi w przekroju poprzecznym.Napowietrzacz powierzchniowy 1 z pionowa osia, którego wygieta czesc jest korzystnie wmontowa- 5 na we wspornik siega swoim otworem wlotowym do nasadki 2 rury ssacej 3, która to rura ssaca 3 umieszczona jest w pionowym polozeniu. Rura ssaca 3, zastosowana w napowietrzaczu powierz¬ chniowym i innych rozwiazaniach kanalu utlenia- !• jacego, jest wygieta pod pewnym katem w kie¬ runku pionowym, a mianowicie w kierunku prze¬ ciwnym do wektora predkosci obiegajacej cieczy.Poziomy odcinek rury ssacej 3 jest umieszczony w poblizu dna kanalu utleniajacego, W poblizu 15 napowietrzacza, w celu ograniczenia przeplywu cie¬ czy jest wbudowanych przynajmniej szesc plyt 5, przeciwdzialajacych obracaniu, które wystaja poza srednice napowietrzacza.Napowietrzacz powierzchniowy z pionowa osia M jest otoczony przez prowadnice 6 otaczajaca napo¬ wietrzacz przynamniej w zakresie kata okolo 220° (fig. 2). Prowadnica 6 przechodzi nastepnie w pros¬ ty odcinek 6a. Prowadnica 6 sklada sie z bocznej, usytuowanej pionowo sciany 6b, z dolnej usytuo- 85 wanej poziomo plyty zamykajacej 6c oraz górnej, jesli to konieczne, plyty zamykajacej 6d. Pionowa sciana 6b jest umieszczona czesciowo ponizej gór¬ nej powierzchni cieczy (fig. 1). W plycie zamyka¬ jacej 6c, usytuowanej ponizej napowietrzacza jest 29 wykonany otwór wspólosiowy z osia obrotowa na¬ powietrzacza. Napowietrzacz jest umieszczony na górnej powierzchni wody — (fig. 1, 3), to znaczy z mimosrodowoscia wzgledem osi srodkowej ka¬ nalu utleniajacego. 35 Sposób dzialania opisanego powyzej napowie¬ trzacza powierzchniowego wedlug wynalazku jest nastepujacy: Wentylator z pionowa osia zasysa ciecz przy po¬ mocy konfuzora w kierunku strzalki I (fig. 3). 41 Tego rodzaju zasysanie przyczynia sie do jedno¬ stronnego przeplywu wody. Zassana ilosc cieczy przeplywa nastepnie przez otwór wyjsciowy wen¬ tylatora z predkoscia 4 do 6 m/sek w zaleznosci od predkosci obwodowej cieczy przy cylindrycz- 45 nej powierzchni górnej, okreslonej przez zewne¬ trzna srednice napowietrzacza i szerokosc lopatki przy wyjsciu. Wektor predkosci wyplywajacej cie¬ czy tworzy z kierunkiem stycznym kat ostry. Stru¬ mien cieczy wychodzacy z napowietrzacza uderza 50 o ciecz zewnetrzna i powierzchnie podwyzszona przez rozpryskiwana ciecz, a przejmowanie tlenu zachodzi w znany sposób. Pod dzialaniem energii wychodzacego z okreslona predkoscia strumienia cieczy i jego kierunku, ilosc cieczy pozostajaca we- 55 wnatrz prowadnicy G (fig. 1, 2) przechodzi w kie¬ runku strzalki II do wirowania, a nastepnie opusz¬ cza prowadnice 6 w kierunku strzalki HI, w pro¬ stoliniowym odcinku. Wewnatrz prowadnicy 6, cie¬ czy odswieza sie przez doprowadzenie cieczy wy- 6o chodzacej z napowietrzacza i jednoczesnie przez do¬ prowadzenie cieczy wyplywajacej z kanalu utle¬ niajacego, przez otwór o odpowiedniej srednicy usytuowany w dolnej plycie zamykajacej 6c (fig. 1 — strzalka IV). 65 z tego przykladu wykonania wynika, ze czesc128 794 6 cieczy znajdujacej sie w kanale utleniajacym ply¬ nie przez prowadnice 6 w kierunku strzalki III i opuszcza prowadnice 6 przez prosty odcinek 6a.Ta czesc cieczy, która plynie przez prowadnice 6 opuszcza ja w kierunku strzalki III ze znacznie wieksza predkoscia niz predkosc z jaka plynela w kanale utleniajacym. Ta ciecz o wiekszej predkosci dziala pobudzajaco na ciecz, znajdujaca sie obok i powyzej prowadnicy 6.Pod wplywem tego oddzialywania, laczna ilosc cieczy znajdujaca sie w kanale utleniajacym prze¬ chodzi w kierunku strzalki V w ruch wirowy.Plyty 5, przeciwdzialajace ruchowi obrotowemu ob¬ nizaja cyrkulacje cieczy w otoczeniu napowietrza- cza i powoduja przez to intensywne uderzanie cie¬ czy, co jest podstawowym warunkiem przekazania tlenu z duza wydajnoscia. Plyty 5 przeciwdziala¬ jace ruchowi obrotowemu cieczy, sluza równiez do prowadzenia tej cieczy w kierunku pionowym, któ¬ ra to ciecz wplywa przez otwór plyty zamykaja¬ cej 6c prowadnicy 6 z dolu, w kierunku strzalki IV.Szerokosc kanalu utleniajacego ogranicza sred¬ nice zastosowanego napowietrzacza.W kanalach utleniajacych o wiekszej objetosci jest konieczne zastosowanie dwóch lub wiecej na- powietrzaczy w odpowiedniej odleglosci od siebie.Dzieki odpowiednim pomiarom, przez zastosowa¬ nie rozwiazania wedlug wynalazku, zabezpiecza sie równowage predkosci obrotowej cieczy przy jed¬ noczesnym nierównomiernym osadzaniu sie osadu czynnego, a takze osiaga sie dobry stopien napo- 10 15 20 25 6 wietrzania i cyrkulacji. Wyniki pomiarów wska¬ zuja na zalety wynalazku odnosnie predkosci ob¬ wodowej i sprawnosci oczyszczania. PL