PL249560B1

PL249560B1 - Urządzenie do oczyszczania i napowietrzania wody, zwłaszcza w rzece

Info

Publication number: PL249560B1
Application number: PL442406A
Authority: PL
Inventors: Bernard Połednik
Original assignee: Politechnika Lubelska
Priority date: 2022-09-29
Filing date: 2022-09-29
Publication date: 2026-05-11
Also published as: PL442406A1

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest urządzenie do oczyszczania i napowietrzania wody, zwłaszcza w rzece posiadające dyszę Venturiego (1) z częścią wlotową (1.1), częścią środkową (1.2), do której podłączone są napowietrzacze (1.3) oraz z częścią wylotową (1.4). Charakteryzuje się ono tym, że w części wlotowej (1.1) dyszy Venturiego (1) zamontowane są dwa wirniki pompy wody (2, 3), na których wałach zamocowane są koła zębate (2.1, 3.1) sprzężone z napędowym kołem zębatym (4) osadzonym na wale połączonym z silnikiem napędowym.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do oczyszczania i napowietrzania wody, zwłaszcza wody w rzece.

Dotychczas znane są różne rozwiązania urządzeń do oczyszczania i napowietrzania wody płynącej w rzekach oraz wody przemieszczanej prądami pływowymi w morzach. W urządzeniach tych najczęściej wodę oczyszcza się wykorzystując procesy filtracji wody na porowatych przegrodach. Natomiast napowietrzanie wody odbywa się za pomocą pomp dostarczających powietrze, które dyspergują to powietrze w wodzie w postaci drobnych pęcherzyków.

W opisie zgłoszenia patentowego DE19927608A1 przedstawiony jest sposób i urządzenie do natleniania wody, w których stosowana jest dysza Venturiego. Przemieszczana pod wpływem prądów pływowych woda przepływa przez poziomo umieszczoną dyszę Venturiego. W przewężeniu tej dyszy zamontowana jest przegroda regulacyjna, za którą znajduje się rurka zasysająca powietrze atmosferyczne. Na wylocie dyszy Venturiego może być zamontowana siatka filtracyjna zatrzymująca grubsze zanieczyszczenia wody. Urządzenie nie zawiera ruchomych elementów i prawie nie wymagają serwisowania.

System do natleniania wody rzecznej i przywracania funkcji ekologicznych koryta rzeki w postaci tzw. ekologicznej pływającej wyspy przedstawiony jest w opisie zgłoszenia patentowego CN113443723A. System napowietrzania obejmuje napowietrzanie natryskowe i napowietrzanie tłokowe. Napowietrzanie natryskowe składa się z głowicy natryskowej i zaworu zwrotnego, a napowietrzanie tłokowe składa się z rury wlotowej powietrza, mieszadła i dyszy Venturiego.

Urządzenie natleniające wodę stosowane do rekultywacji rzeki, które zawiera pompę wodną, rurę mieszającą w postaci dyszy Venturiego i rurę wlotową powietrza zaprezentowane jest w opisie zgłoszenia patentowego CN111072168A. Urządzenie umieszcza się w korycie rzeki i woda rzeczna jest pompowana do dyszy Venturiego, w której jest mieszana i natleniana powietrzem atmosferycznym. Dodatkowo jest ona dyspergowana i rozpylana.

Opis zgłoszenia wzoru użytkowego CN202369447U przedstawia statek napowietrzający rzeki lub jeziora. Charakteryzuje się on tym, że w jego części nadwodnej znajduje się między innymi pompa powietrza, a podwodna część napowietrzająca ma kształt dyszy Venturiego. Podczas ruchu statku napowietrzane są zarówno płytkie, jak i głębsze warstwy wody w rzece lub w jeziorze. Dysza Venturiego zastosowana jest również w pływającym obiekcie do natleniania rzek lub jezior oraz w systemie monitorowania jakości wody ujawnionym w opisie zgłoszenia wzoru użytkowego CN215975190U.

Napowietrzacz wody umieszczany na dnie zbiornika wodnego zaprezentowany jest w opisie zgłoszenia patentowego CN114105328A. Urządzenie zawiera dyszę Venturiego, w której zasysa się powietrze atmosferyczne. Powietrze to jest następnie rozprowadzane w wodzie w formie nanopęcherzyków. Zastosowanie dyszy Venturiego do napowietrzania wody oraz usuwania bakterii denitryfikacyjnych ujawnia również opis zgłoszenia wzoru użytkowego CN208500940U.

Znane urządzenia do oczyszczania i napowietrzania wody w rzece zazwyczaj charakteryzują się relatywnie dużym zużyciem energii i wysokimi kosztami eksploatacyjnymi. Oczyszczanie i napowietrzanie wody w tych urządzeniach nie jest też wystarczająco skuteczne.

Celem wynalazku jest oczyszczanie i napowietrzanie wody, szczególnie wody rzecznej.

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do oczyszczania i napowietrzania wody, zwłaszcza w rzece posiadające dyszę Venturiego z częścią wlotową, częścią środkową, do której podłączone są napowietrzacze oraz z częścią wylotową, przy czym w części wlotowej znajduje się wirnik pompy. Jego istotą jest to, że w części wlotowej dyszy Venturiego, której ściany w przekroju poprzecznym posiadają zarys prostokąta zamontowane są dwa równolegle ułożone wirniki pompy wody o łopatach ustawionych równolegle do ich osi obrotu, które ułożone są prostopadle do osi dyszy Venturiego. Na wałach wirników pompy wody zamocowane są koła zębate sprzężone z napędowym kołem zębatym osadzonym na wale połączonym z silnikiem napędowym. Dodatkowo przed częścią wlotową dyszy Venturiego znajduje się przegroda filtracyjna. Korzystnie przegroda filtracyjna posiada dwie powierzchnie filtrujące połączone ze sobą jednym z boków i ułożone względem siebie pod kątem od 30° do 120°, w ten sposób, że wierzchołek kąta znajduje się od strony napływającej wody.

Korzystnym skutkiem zastosowania wynalazku jest oczyszczona i napowietrzona woda w rzece. Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest uwidoczniony na schematycznym rysunku.

Urządzenie do wspomaganego oczyszczania i napowietrzania wody, zwłaszcza w rzece w przykładzie wykonania posiada dyszę Venturiego 1 składającą się z części wlotowej 1.1, części środkowej 1.2 i części wylotowej 1.4. Część wlotowa 1.1, której długość wynosi 0,5 m ma prostokątny wlot o powierzchni 2 m² i prostokątny wylot o powierzchni 1.5 m². Część środkowa 1.2 o długości 1,5 m ma prostokątne przewężenie o powierzchni 0,3 m², a część wylotowa 1.4 o długości 0,4 m ma prostokątny wylot o powierzchni 0,5 m². Do części środkowej 1.2 w obszarze przewężenia podłączone są od góry napowietrzacze 1.3 w postaci trzech rur o średnicy wewnętrznej 0,05 m, które wystają ponad powierzchnię wody. W części wlotowej 1.1 dyszy Venturiego 1, poziomo pomiędzy ścianami bocznymi i prostopadle do osi X dyszy Venturiego 1 zamontowane są dwa równolegle ułożone wirniki pompy wody 2, 3 w postaci wałów z łopatami ustawionymi równolegle do ich osi obrotu. Na końcach tych wałów zamocowane są koła zębate 2.1,3.1, które sprzężone są z napędowym kołem zębatym 4 osadzonym na wale połączonym poprzez przekładnię stożkową z silnikiem napędowym. Jako silnik napędowy zastosowany jest silnik elektryczny Ye2, 3 KW z regulowaną prędkością obrotową produkowany przez firmę HANZEL Electric Motor. Przed częścią wlotową 1.1 dyszy Venturiego 1 znajduje się przegroda filtracyjna 5, która posiada dwie powierzchnie filtrujące w postaci drucianej siatki o wielkości oczek 1x1 cm. Powierzchnie filtrujące połączone są ze sobą jednym z boków i ułożone są względem siebie pod kątem 90°. Wierzchołek tego kąta znajduje się od strony napływającej wody.

Sposób oczyszczania i napowietrzania wody z wykorzystaniem urządzenia według wynalazku polega na tym, że za pomocą silnika napędowego poprzez przekładnię stożkową wprowadza się w ruch obrotowy napędowe koło zębate 4. Te z kolei obraca koła zębate 2.1,3.1, które napędzają wirniki pompy wody 2, 3. Ruch tych wirników wymusza lub wspomaga przepływ wody przez dyszę Venturiego 1. W części środkowej 1.2 dyszy Venturiego 1 następuje zwiększenie prędkości przepływu wody i zmniejszenie ciśnienia statycznego. Powoduje to, że poprzez napowietrzacze 1.3 zasysane jest powietrze atmosferyczne, które następnie jest dyspergowane w przepływającej wodzie. Korzystnie przed procesem napowietrzania woda jest oczyszczana z zawieszonych części stałych na przegrodzie filtracyjnej 5. Oczyszczona i napowietrzona woda jest odprowadzana częścią wylotową 1.4 dyszy Venturiego 1.

Przedstawiony rysunek i przykład nie ograniczają możliwości realizacji/wykonania urządzenia do oczyszczania i napowietrzania wody, zwłaszcza w rzece zgodnie wynalazkiem, a jedynie je wyjaśniają.

Wykaz oznaczeń

- dysza Venturiego

1.1 - część wlotowa

1.2 - część środkowa

1.3 - napowietrzacz

1.4 - część wylotowa , 3 - wirnik pompy wody .1,3.1 - koło zębate

- napędowe koło zębate

- przegroda filtracyjna

X - oś dyszy Venturiego

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Urządzenie do wspomaganego oczyszczania i napowietrzania wody, zwłaszcza w rzece posiadające dyszę Venturiego (1) z częścią wlotową (1.1), częścią środkową (1.2), do której podłączone są napowietrzacze (1.3) oraz z częścią wylotową (1.4), przy czym w części wlotowej (1.1) znajduje się wirnik pompy znamienne tym, że w części wlotowej (1.1) dyszy Venturiego (1), której ściany w przekroju poprzecznym posiadają zarys prostokąta zamontowane są dwa równolegle ułożone wirniki pompy wody (2, 3) o łopatach ustawionych równolegle do jego osi obrotu, które ułożone są prostopadle do osi (X) dyszy Venturiego (1), przy czym na wałach wirników pompy wody (2, 3) zamocowane są koła zębate (2.1,3.1) sprzężone z napędowym kołem zębatym (4) osadzonym na wale połączonym jest z silnikiem napędowym.
2. Urządzenie według zastrz. 1 znamienne tym, że przed częścią wlotową (1.1) dyszy Venturiego (1) znajduje się przegroda filtracyjna (5).

PL 249560 Β1
3. Urządzenie według zastrz. 2 znamienne tym, że przegroda filtracyjna (5) posiada dwie powierzchnie filtrujące, połączone ze sobą jednym z boków i ułożone względem siebie pod kątem od 30° do 120°, w ten sposób, że wierzchołek kąta znajduje się od strony napływającej wody.