PL169453B1

PL169453B1 - Disk-shaped diffuser for aeration of liquids with fine air bubbles

Info

Publication number: PL169453B1
Application number: PL93297522A
Authority: PL
Inventors: Zbigniew Gdesz; Waclaw Krupa; Tytus Zurek; Malgorzata Matuszyk; Jan Nowrot
Original assignee: Zbigniew Gdesz; Waclaw Krupa; Malgorzata Matuszyk; Jan Nowrot; Tytus Zurek
Priority date: 1993-01-21
Filing date: 1993-01-21
Publication date: 1996-07-31
Also published as: PL297522A1

Abstract

1 · Dyfuzor talerzowy do drobnopęcherzykowego napowietrzania cieczy wyposażony w membranę z elastycznego materiału naciągniętą na dysk osadzony za pośrednictwem elementu z króćcem doprowadzającym na ruszcie instalacji napowietrzającej, znamienny tym, że ma wyprofilowany na kształtściętego stożka dysk (6) wykonany z tworzywa sztucznego, w którego środkowej części jest usytuowane gwintowe przyłącze (6a) do wkręcania go w osadzony na napowietrzającymruszcie mocujący element (1) mający od dołu wykrój dopasowany do zewnętrznej średnicy rury tworzącej gałąź napowietrzającego rusztu i zaopatrzony w swojej dolnej, centralnej części w rozpręzną tuleję (2) zakończoną stabilizującymi wypustami (2a) usztywniającymi złącze elementu (1) z krawędzią otworu rury napowietrzającego rusztu, natomiast na obwodzie dysku (6)jest nałożony elastyczny, zaciskowy pierścień (5) opasujący naciągiętą na dysk (6) perforowaną membranę (7) wykonaną z elastomeru.1 · Disc diffuser for fine bubbles liquid aeration equipped with a diaphragm with of flexible material stretched over the embedded disk via an element with an infeed connection on the grate of the aeration installation, characteristic that it has a contoured shape the cone disc (6) made of plastic, w the central part of which is threaded connector (6a) for screwing it into the grate mounted on the aerating grate a fastening element (1) having from at the bottom, a pattern matched to the outer diameter the pipe forming the branch of the aerating grate and provided in its lower, central part in the expansion room the sleeve (2) ended with stabilizing tongues (2a) stiffening the joint of element (1) z edge of the grate aeration pipe opening, while on the circumference of the disc (6) there is a flexible one, the clamping ring (5) stretched over disk (6) perforated membrane (7) made of elastomer.

Description

Przedmiotem wynalazku jest dyfuzor talerzowy do drobnopęcherzykowego napowietrzania cieczy, przeznaczony zwłaszcza do rozpęcherzykowywania powietrza w wodzie i ściekach.The subject of the invention is a disc diffuser for the fine bubble aeration of liquids, intended in particular for air bubble in water and sewage.

Z polskiego opisu patentowego numer 144031 jest znany element porowaty utworzony z trzech warstw materiałów przepuszczalnych, warstwy wewnętrznej, warstwy podtrzymującej oraz warstwy z elastycznego materiału porowatego. Wewnętrzną warstwę stanowi sypka substancja ziarnista o określonej granulacji. Warstwa wewnętrzna jest osadzona na warstwie podtrzymującej utworzonej z materiału porowatego o określonym kształcie lub z płyty perforowanej. Celowe jest ukształtowanie warstwy podtrzymującej w postaci płaskiej miseczki. Natomiast od strony cieczy warstwa wewnętrzna jest pokryta warstwą elastycznego materiału porowatego.The Polish patent specification No. 144031 discloses a porous element made of three layers of permeable materials, an inner layer, a supporting layer and a layer of flexible porous material. The inner layer is made of loose granular substance with a specific granulation. The inner layer is deposited on a support layer made of a predetermined porous material or of a perforated plate. It is expedient to form the supporting layer in the form of a flat cup. On the liquid side, on the other hand, the inner layer is covered with a layer of flexible porous material.

Ponadto, z polskiego opisu ochronnego wzoru użytkowego numer 52873 jest znany dyfuzor talerzowy do drobnopęcherzykowego napowietrzania cieczy. Oba talerze dyfuzora są płaskie i w stanie spoczynku ich wewnętrzne powierzchnie są praktycznie styczne do płaszczyzny przechodzącej przez styk ich obrzeży. Grubość powłoki górnego talerza jest mniejsza od grubości powłoki dolnego talerza, przy czym centralna sfera powłoki dolnego talerza, w której jest osadzony króciec doprowadzający ma grubość większą od grubości powłoki pozostałej części dolnego talerza.Moreover, a disc diffuser for fine bubble aeration of liquids is known from the Polish description of the utility model No. 52873. Both plates of the diffuser are flat and in the rest state their inner surfaces are practically tangent to the plane passing through the contact of their edges. The thickness of the coating of the upper plate is smaller than the thickness of the coating of the lower plate, and the central sphere of the coating of the lower plate, in which the feed pipe is mounted, has a thickness greater than the thickness of the coating of the rest of the lower plate.

W instalacjach do napowietrzania cieczy, zwłaszcza ścieków, powszechnie stosowane są dyfuzory talerzowe takie jaki ujawniono w opisie zgłoszenia wynalazku numer P-295575. Dyfuzory te są wykonane z elastycznego, mikroporowatego materiału i są połączone rozłącznie, za pośrednictwem rynienkowych obejm, z ramionami rusztu instalacji napowietrzającej. W korpusie dyfuzora połączonym trwale z elementem rynienkowym, obejmującym od góry ruręIn installations for aerating liquids, especially sewage, disc diffusers are commonly used, such as those disclosed in the description of the application of the invention No. P-295575. These diffusers are made of flexible, microporous material and are detachably connected with the grate arms of the aeration installation by means of gutter clamps. In the diffuser body permanently connected to the gutter element that embraces the pipe from the top

169 453 napowietrzającego rusztu, jest wykonany przelotowy otwór wlotu powietrza. Pomiędzy tym otworem, a porowatym dyskiem dyfuzora jest umiejscowiony gumowy zawór zwrotny, zaś porowaty dysk jest uszczelniony gumową uszczelką dociskaną do niego poprzez pierścień dociskowy nakręcany na korpus dyfuzora.169 453 of the aeration grate, there is a through hole for the air inlet. A rubber check valve is positioned between this opening and the porous disc of the diffuser, and the porous disc is sealed with a rubber gasket pressed against it by a pressure ring screwed onto the diffuser body.

Dyfuzor talerzowy do drobnopęcherzykowego napowietrzania cieczy, według wynalazku, ma wyprofilowany na kształt ściętego stożka dysk wykonany z tworzywa sztucznego. W dolnej, środkowej części dysku jest usytuowane nagwintowane przyłącze umożliwiające wkręcanie dysku w element mocujący osadzony na rurze rozprowadzającej powietrze. Element ten ma od dołu półokrągły wykrój dopasowany swoją średnicą do zewnętrznej średnicy rury stanowiącej gałąź rusztu napowietrzającego. Od dołu, w swojej centralnej części, element mocujący jest zaopatrzony w rozprężną tuleję zakończoną stabilizującymi, sprężystymi wypustami, które dodatkowo usztywniają połączenie tulei, stanowiącej zarazem króciec doprowadzający, z otworem napowietrzającego rusztu. Na dysk dyfuzora jest naciągnięta perforowana membrana, wykonana korzystnie z elastomeru. Membrana jest utrzymywana na dysku za pomocą zaciskowego pierścienia opasującego ją na obwodzie dysku. Perforacja membrany ma postać mikroporów rozmieszczonych na całej jej powierzchni z wyłączeniem centralnego obszaru membrany, o powierzchni nieznacznie większej od powierzchni przekroju kołowego przelotowego otworu wykonanego w osi dysku. Połączenia pomiędzy płaszczyzną dolnej krawędzi tarczy dysku i mocującym elementem oraz pomiędzy wykrojem dolnej części mocującego elementu i rurą rusztu napowietrzającego są dodatkowo uszczelnione za pomocą uszczelek, które w przekroju mają kształt litery O. Uszczelki te są osadzone w kanalikach wykonanych w mocującym elemencie.The disc diffuser according to the invention for fine bubble aeration of liquids has a disc made of plastic, shaped like a truncated cone. In the lower, middle part of the disc, there is a threaded connection that allows the disc to be screwed into the mounting element mounted on the air distribution pipe. From the bottom, this element has a semicircular cut that is adjusted with its diameter to the outer diameter of the pipe constituting the branch of the aeration grate. From the bottom, in its central part, the fixing element is provided with an expandable sleeve ended with stabilizing, elastic tongues, which additionally stiffen the connection of the sleeve, which also serves as an inlet pipe, with the opening of the aerating grate. A perforated membrane, preferably made of elastomer, is stretched over the diffuser disk. The diaphragm is held on the disc by a clamp ring surrounding it around the perimeter of the disc. The perforation of the diaphragm is in the form of micropores distributed over its entire surface, excluding the central area of the diaphragm, with an area slightly larger than the cross-sectional area of the circular through hole made in the axis of the disc. The joints between the plane of the lower edge of the disc and the fixing element and between the cut of the lower part of the fixing element and the pipe of the aeration grate are additionally sealed with gaskets which have the shape of the letter O in cross-section. These gaskets are embedded in the channels made in the fixing element.

Zaletą dyfuzora według wynalazku jest jego nieskomplikowana budowa, lekkość i zwartość konstrukcji oraz szybki i niezwykle prosty montaż na ruszcie instalacji napowietrzającej. Zastosowanie porowatej membrany w zestawieniu z dyskiem z tworzywa sztucznego zapewnia doskonałe rozdrobnienie strumienia powietrza tłoczonego rusztem napowietrzającym, dzięki czemu uzyskuje się efektywne wykorzystanie tlenu wprowadzanego do ścieków, a ponadto minimalizuje się prawdopodobieństwo wystąpienia aerozolowania ścieków. Pracujący w oczyszczanym środowisku dyfuzor nie powoduje rozrywania kłaczków osadu przez co nie pogarsza charakterystyki jego sedymentacji, a usuwany osad wykazuje bardzo dobrą charakterystykę osadzania się. Optymalnie dobrany kształt dysku zapewnia uzyskanie zwiększonej powierzchni czynnej dyfuzora. Nadto, ujawniona konstrukcja umożliwia dokonanie szybkiej wymiany uszkodzonych w trakcie eksploatacji membrany bądź dysku. Operację tą przeprowadza się poprzez przecięcie zaciskowego pierścienia, wymianę uszkodzonego elementu i naciągnięcie nowego pierścienia. Dzięki tak prostej i mało pracochłonnej technologii minimalizuje się koszty usuwania awarii elementów dyfuzora. Funkcję zaworu zwrotnego w opisanym dyfuzorze pełni centralna, nie perforowana część membrany, która uniemożliwia przedostawanie się osadu do otworu tłoczącego powietrze z instalacji napowietrzającej, nawet podczas przerw w pracy instalacji. Oczyszczanie dyfuzora odbywa się samoczynnie w czasie pracy instalacji napowietrzającej. Dodatkowo, dyfuzor odznacza się dużą trwałością.The advantage of the diffuser according to the invention is its uncomplicated structure, lightness and compactness of structure as well as quick and extremely simple assembly on the grate of the aeration installation. The use of a porous membrane in combination with a plastic disc ensures perfect fragmentation of the air stream forced by the aeration grate, thanks to which the effective use of oxygen introduced into the sewage is obtained, and the likelihood of aerosolization of the sewage is minimized. The diffuser working in the treated environment does not break the sludge flocs, thus it does not deteriorate the sedimentation characteristics, and the removed sludge shows very good deposition characteristics. The optimally selected shape of the disc provides an increased active surface of the diffuser. Moreover, the disclosed structure allows for a quick replacement of membranes or discs damaged during operation. This operation is performed by cutting the clamping ring, replacing the damaged element and pulling a new ring. Thanks to such a simple and less labor-intensive technology, the costs of removing failure of the diffuser elements are minimized. The function of the check valve in the described diffuser is performed by the central, non-perforated part of the diaphragm, which prevents the sediment from entering the air pressure opening from the aeration installation, even during breaks in the operation of the installation. The diffuser is cleaned automatically during the operation of the aeration system. Additionally, the diffuser is very durable.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest odtworzony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia półprzekrój z półwidokiem dyfuzora talerzowego, fig. 2 - półprzekrój i półwidok dysku dyfuzora, fig. 3 i fig. 4 - odpowiednio widok z góry oraz półprzekrój z półwidokiem elementu mocującego, natomiast fig. 5 uwidacznia zaciskowy pierścień w półprzekroju z półwidokiem.The subject matter of the invention in the exemplary embodiment is reproduced in the drawing, in which fig. 1 shows a half-section with a half-view of a disc diffuser, fig. 2 - half-section and a half-view of the diffuser disc, fig. 3 and fig. 4 - top view and a half-section view of the fixing element, respectively. and Figure 5 shows the clamping ring in half section with a half view.

Jak pokazano na fig. 1, dyfuzor talerzowy ma dysk 6 wyprofilowany na kształt ściętego stożka o małym kącie zbieżności, który jest wykonany z tworzywa sztucznego. Od dołu, w centralnej części dysku 6 jest umiejscowione przyłącze 6a z gwintem umożliwiającym wkręcenie dysku 6 w otwór mocującego elementu 1, który jest osadzony na napowietrzającym ruszcie. Dolny wykrój mocującego elementu 1 jest dopasowany do zewnętrznej średnicy rur stanowiących gałęzie napowietrzającego rusztu, przy czym w jego dolnej części jest centralnie umiejscowiona rozprężna tuleja 2 zakończona od dołu wypustami 2a. Tuleja 2 jest osadzona w otworze wylotu powietrza wykonanym w rurze napowietrzającego rusztu, a wypusty 2a stabilizują i wzmacniają złącze na krawędzi otworu rury z tuleją 2. Na dysk 6 dyfuzora jest naciągniętaAs shown in Fig. 1, the disc diffuser has a disc 6 shaped like a truncated cone with a small taper angle, which is made of plastic. At the bottom, in the central part of the disc 6, there is a connection 6a with a thread that allows the disc 6 to be screwed into the opening of the fastening element 1, which is mounted on the aerating grate. The lower blank of the fixing element 1 is matched to the outer diameter of the pipes constituting the branches of the aerating grate, with an expansion sleeve 2 centrally located in its lower part ending with protrusions 2a at the bottom. The sleeve 2 is embedded in the air outlet opening made in the pipe of the aeration grate, and the projections 2a stabilize and strengthen the joint at the edge of the pipe opening with the sleeve 2. The diffuser disk 6 is stretched

169 453 perforowana membrana 7 wykonana z elastomeru, a celem dobrej stabilizacji membrany 7 na dysku 6 jest ona na obwodzie dysku 6 opasana zaciskowym pierścieniem. Centralna część membrany 7, na powierzchni nieznacznie większej od pola kołowego przekroju otworu 6b wykonanego w osi dysku 6 nie jest perforowana, przez co ta jej część stanowi zawór zwrotny dyfuzora. Pozostała powierzchnia membrany 7 posiada perforację w postaci mikroporów, dodatkowo rozdrabniających strumień powietrza emitowany z dyfuzora do oczyszczanego środowiska. W mocującym elemencie 1, jak dodatkowo wyjaśniono na fig. 4 rysunku, są usytuowane kanaliki 3, 4 dla uszczelek 3a, 4a mających przekrój w kształcie litery O, które uszczelniają połączenie dolnej krawędzi dysku 6 z mocującym elementem 1 oraz pomiędzy powierzchnią dolnego wykroju mocującego elementu 1 z rurą napowietrzającego rusztu.The perforated membrane 7 is made of elastomer, and in order to stabilize the membrane 7 on the disc 6, it is wrapped around the periphery of the disc 6 with a clamping ring. The central part of the diaphragm 7, on the surface slightly larger than the area of the circular cross-section of the opening 6b made in the axis of the disc 6, is not perforated, so that its part constitutes the diffuser check valve. The remaining surface of the membrane 7 has a perforation in the form of micropores, which additionally disintegrate the air stream emitted from the diffuser into the cleaned environment. In the fixing element 1, as further explained in Fig. 4 of the drawings, there are channels 3, 4 for the gaskets 3a, 4a having an O-shaped cross-section, which seal the connection of the lower edge of the disc 6 with the fixing element 1 and between the surface of the lower blank of the fixing element. 1 with the pipe for the aeration grate.

fig. 2fig. 2

169 453169 453

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 złPublishing Department of the UP RP. Circulation of 90 copies. Price PLN 2.00

Claims

Patent claims

1. A disc diffuser for fine-bubble aeration of liquids, equipped with a membrane made of flexible material stretched over the disc, mounted via an element with an inlet spigot on the grate of the aeration system, characterized by the fact that it has a disc (6) profiled in the shape of a truncated cone, made of plastic, in which in the middle part there is a threaded connection (6a) for screwing it into the fixing element (1) mounted on the aerating grate, having a cut on the bottom that matches the outer diameter of the pipe forming the branch of the aerating grate and provided in its lower, central part with an expansion sleeve (2) ending stabilizing tongues (2a) stiffening the joint of the element (1) with the edge of the grate aeration pipe opening, while on the circumference of the disc (6) there is a flexible clamping ring (5) surrounding the perforated membrane (7) made of elastomer, stretched over the disc (6).

2. A diffuser as claimed in claim The diaphragm (7) has a perforation in the form of micropores distributed over its entire surface, excluding its central part with an area slightly larger than the cross-sectional area of the circular opening (6b) made in the axis of the disc (6).

3. A diffuser as claimed in claim A method according to claim 1, characterized in that the joints between the plane of the lower edge of the disc (6) and the fastening element (1) and between the surface of the lower blank of the element (1) and the pipe of the aerating grate are sealed by means of O-shaped gaskets (3a, 4a). which are located in channels (3, 4) made in the fixing element (1).