Pierwszenstwo: Zgloszenie ogloszono: 25.05.1973 Opis patentowy opublikowano: 25.11.1974 72766 KI. 85c,2 MKP C02c5/06 Twórcywynalazku: Kazimierz Lukanko, Jan Sobieski, Janusz Olko Uprawniony z patentu tymczasowego: Biuro Projektów Gospodarki Wodno-Sciekowej „Prosan", Warszawa (Polska) Aerator powierzchniowy Przedmiotem wynalazku jest aerator powierzchniowy sluzacy do napowietrzania cieczy, zwlaszcza w bio¬ logicznych procesach oczyszczania scieków.Znane sa aeratory powierzchniowe typu odsrodkowego, których wirniki wyposazone sa w palisade promieniscie lub w przyblizeniu promieniscie w stosunku do osi obrotu, usytuowanych lopatek wirujacych wraz z obudowa. Ruch obrotowy tych wirników na powierzchni cieczy napowietrzanej oprócz samego napowietrzania powoduje równiez cyrkulacje pozioma i pionowa zawartosci komór lub zbiorników- wypelnionych ciecza napcwietrzana^. Nfaricamentem tego typu aeratorów jest znaczny ciezar wirników, jak i zespolów napedowycn tych wirników, ze wzgledu na niezbyt duze wymagane predkosci obrotowe, wymagajace stosowania przekladni z duzymi redukcjami predkosci obrotowych, silników napedowych- Znane sa takze aeratory wyposazone w pompe smiglowa umieszczona w dolnej srodkowej czesci aeratora, która to pompa przemieszcza ciecz w pionowej cylindrycznej oslonie, z dolu do góry, to jest z pod aeratora ponad zwierciadlo cieczy, gdzie swobodnie wyplywajac kierowana jest na stozkowy deflektor umieszczony wspólosiowo z pompa smiglowa i zwrócony wierzcholkiem ku dolowi, rozpraszajacy zwarta struga cieczy wyplywajacej pionowo do góry, ponad zwierciadlo cieczy - na caly szereg drobnych strug wyrzucanych promieniscie wokól osi pionowej aeratora, ponad zwierciadlem cieczy.Znane sa tez mieszadla do mieszania zawartosci duzych ilosci cieczy, wyposazone w pompe smiglowa umieszczona w dolnej srodkowej czesci mieszadla w pionowej cylindrycznej oslonie, która to pompa prze¬ mieszcza ciecz z dolu do góry, to jest spod mieszadla ponad zwierciadlo cieczy, gdzie przeplywa przez wieniec wygietych promieniscie dysz, których wyloty usytuowane sa w przyblizeniu poziomo. Podobnie jak w poprzed¬ nio omówionym znanym urzadzeniu, strugi wyrzucane sa promieniscie, co powoduje powstawanie prawie i wylacznie cyrkulacji pionowej napowietrzanej lub mieszanej cieczy. Przy zastosowaniu w procesach biologicz¬ nego oczyszczania scieków osadem czynnym takich znanyfch aeratorów lub mieszadel wyposazonych w pompe smiglowa, powstaja czesto na dnie komór napowietrzania niekorzystne zlogi osadu, ze wzgledu na brak cyrku¬ lacji poziomej.Celem wynalazku jest urzadzenie eliminujace mozliwosc powstawania takich niekorzystnych zjawisk oraz umozliwiajacejednoczesnie prosty uklad napedu wirnika.2 • 72766 Istota wynalazku polega na zastosowaniu w konstrukcji aeratora powierzchniowego nieruchomej pierscie¬ niowej kierownicy lub kierownic strumieni cieczy wplywajacej lub wyplywajacej w przyblizeniu poziomo, do lub z aeratora lub tez jednoczesnie do i z aeratora. Kierownice te wyposazone sa w palisady lopatek kierujacych o przebiegu krzywoliniowym w planie, podobnych do lupin, rozstawionych pierscieniowo na calym obwodzie kierownicy. Kierownice strumieni wyplywajacych, w górnej lub w dolnej czesci aeratora, ksztaltuja wartosc kretu strug wyplywajacych i tym samym ksztaltuja odpowiednio w tym rejonie cyrkulacje pozioma cieczy napowietrzonej. Podobnie kierownice strumieni wplywajacych ksztaltuja w rejonie wplywu cyrkulacje pozioma cieczy napowietrzonej. W aeratorze wedlug wynalazku ciecz po lub przed przejsciem przez kierownice pierscie¬ niowe, przemieszczana jest pionowo z dolu do góry lub odwrotnie za pomoca znanych pomp smiglowych, wirników aeratorów odsrodkowych lub podnosników pneumatycznych, umieszczonych wspólosiowo w stosunku do pionowej osi aeratora. Uksztaltowanie poziqmej cyrkulacji cieczy napowietrzanej w poblizu aeratora za pomoca kierownic wyposazonych w palisade lupinowych lopatek stanowi zabezpieczenie pojemnosci komory wypelnionej cieczy napowietrzana przed odkladaniem sie np. zawiesiny osadu czynnego. Jednoczesnie zastoso¬ wanie do przemieszczania cieczy w aeratorze, wirników znanych pomp smiglowych pozwala na ich bezposredni naped z silnika elektrycznego, lub w przypadkach braku silników o odpowiednich obrotach umozliwia zastoso¬ wanie prostych przekladni o malym przelozeniu.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony na rysunkach, na których fig. 1 przedstawia urzadzenie w prze¬ kroju poprzecznym, zas fig. 2 pokazuje przekrój poziomy przez nieruchoma kierownice, urzadzenia pokazanego na fig. 1. Fig. 3 przedstawia pionowy przekrój przez odmiane aeratora z fig. 1 z dodatkowa nieruchoma kierowni¬ ca umieszczona ponizej wirnika aeratora. Fig. 4 przedstawia pionowy przekrój przez odmiane aeratora z fig. 3 z zastosowaniem znanego wirnika. Fig. 5 przedstawia schematyczny pionowy przekrój przez odmiane aeratora z fig. 4. Na fig. 1 i fig. 3 zaznaczono po obu stronach osi pionowych przeciwne kierunki przeplywu cieczy napowietrzanej obrazujace dzialanie poszczególnych odmian tego urzadzenia. " • Aerator wedlug wynalazku przedstawiony na fig. 1 i figi 2 sklada sie z nastepujacych czesci: górnej obu¬ dowy 1 nieruchomej kierownicy strumieni—przechodzacej nastepnie w srodku w przedluzenie ruchomej piasty wirnika pompujacego 4, znanej pompy smiglowej lub diagonalnej. Nieruchoma kierownica od dolu zamknieta jest scianka 2, przechodzaca dalej do dolu w pionowa, cylindryczna czesc, w której umieszczony jest wirnik pompujacy 4. Miedzy obudowa górna 1 i scianka 2 w ich górnych w przyblizeniu poziomych czesciach, umiesz¬ czonajest pierscieniowo palisada nieruchomych pionowo ustawionych lupinowych lopatek 3.Odmiana aeratora wedlug wynalazku przedstawiona na fig. 3 sklada sie z nastepujacych czesci: z górnej czesci aeratora zbudowanego z elementów 1, 2, 3 i 4 uksztaltowanych podobnie jak w aeratorze przedstawionym na fig. 1, oraz z dolnej czesci cylindrycznej obudowy 5 przechodzacej ponizej w górna obudowe 6 dolnej kierow¬ nicy, zamknietej od dolu scianka 7. Pomiedzy górna obudowa 6 i scianka 7 w ich poziomej w przyblizeniu czesci umieszczona jest pierscieniowo palisada nieruchomych pionowo ustawionych lupinowych lopatek 8.Aerator wedlug wynalazku przedstawiony na fig. 4 sklada sie z nastepujacych czesci: z dolnej czesci aeratora zbudowanego z elementów 5, 6, 7 i 8 podobnie uksztaltowanych jak w aeratorze przedstawionym na fig. 3, oraz z górnej czesci 9 bedacej jednym ze znanych typów aeratorów odsrodkowych. Górna palisada oraz obudowa takiego znanego aeratora stanowia elementy wirujace, zas dolna obudowa stanowi czesc nieruchoma, jak to pokazano na lewej stronie pionowej osi fig. 4 rysunku — wzglednie stanowi czesc ruchoma, jak to pokazano z prawej strony pionowej osi fig.4. ( Aerator wedlug wynalazku przedstawiony na fig. 5 sklada sie z nastepujacych czesci: zdolnej czesci aeratora zbudowanego z elementów 5, 6, 7 i 8 podobnie uksztaltowanych jak w aeratorze przedstawionym na fig. 3 i fig. 4 oraz z górnej czesci, gdzie w przedluzeniu cylindrycznej obudowy 5 umieszczony jest wirnik pompujacy 4, podobnie uksztaltowany jak w aeratorze przedstawionym na fig. 1 i fig. 3, lub tez podnosnik pneumatyczny. Nad wirnikiem pompujacym ustawiony jest odwrócony wierzcholkiem do dolu znany deflektor rozpraszajaco-kierujacy 10 wyposazony wedlug rozwiazania pokazanego fragmentarycznie z lewej strony pionowej osi na fig. 5 — w palisade nieruchomych lopatek kierujacych.Dzialanie aeratora wedlug wynalazku przedstawionego na fig. 1 i fig. 2 w odmianie pompujacej ciecz napowietrzona z dolu do góry, na nieruchoma kierownice jest nastepujace: lopatki znajdujacego sie w ruchu wirnika pompujacego 4 zwiekszaja kret cieczy napowietrzanej, która wplywa nastepnie na palisade lopatek 3, kat natarcia których jest korzystnie uksztaltowany, tak by zapewnic minimalne straty energii przy wejsciu cieczy na te palisade. Przy przeplywie przez palisade nieruchomych lopatek 3 ciecz zwieksza lub utrzymuje wartosc kretu w porównaniu z jego wartoscia na wejsciu, na palisade tychze lopatek. Wyplywajaca z palisady lopatek 3 ciecz z odpowiednio duza wartoscia kretu, powoduje wirowanie objetosci cieczy napowietrzanej znajdujacej sie na zewnatrz aeratora.Dzialanie aeratora wedlug wynalazku przedstawiono na fig. 1 i fig. 2, w odmianie pompujacej ciecz napowietrzana z góry z rejonu jego zwierciadla do dolu w glab cieczy, jest nastepujace: ciecz napowietrzana3 72766 z rejonu jego zwierciadla wplywa na palisade lopatek 3, po przeplynieciu której wplywajac na wirnik pompujacy 4 ma juz uksztaltowana wartosc kretu. Po przeplynieciu przez wirnik pompujacy ciecz pQsiada wieksza wartosc kretu. Lopatki 3 palisady nieruchomej uksztaltowane sa tak, ze zmniejszaja lub co najwyzej utrzymuja wartosc kretu przy przeplywie cieczy przez palisade nieruchoma. Kat natarcia lopatek 3 jak i wartosc kretu cieczy po przejsciu przez wirnik pompujacy — powoduja wirowanie objetosci cieczy napowietrzanej podobnie jak poprzednio.Dzialanie aeratora wedlug wynalazku przedstawionego na fig. 3 w odmianie pompujacej ciecz napowietrza¬ na z dolu do góry jest nastepujace: ciecz ssana z dolu przez wirnik pompujacy 4 zasysana jest kolejno przez nastepujace elementy: palisade nieruchomych lopatek 8, zmniejszajacych lub co najwyzej utrzymujacych wartosc kretu a nastepnie przez cylindryczna obudowe 5. Dalej przeplyw cieczy napowietrzanej, przez wirnik pompujacy 4 i palisade nieruchomych lopatek 3 ksztaltuje sie podobnie jak i w rozwiazaniu aeratora przedsta¬ wionym na fig. 1 i fig. 2 z przeplywem z dolu do góry- dzialanie to omówiono poprzednio.Dzialanie aeratora wedlug wynalazku przedstawionego na fig. 3 w odmianie pompujacej ciecz napo¬ wietrzana z góry do dolu jest nastepujace: ciecz napowietrzana z rejonu zwierciadla wplywa na palisade lopatek 3, po przeplynieciu której wplywajac nastepnie na wirnik pompujacy 4 ma juz uksztaltowana wartosc kretu.Przeplywajac przez wirnik pompujacy ciecz zwieksza wartosc kretu. Lopatki 3 palisady nieruchomej podobnie jak poprzednio, zmniejszaja lub co najwyzej utrzymuja wartosc kretu przy przeplywie cieczy przez palisade lopatek 3. Nastepnie ciecz splywa cylindryczna obudowa 5 na palisade nieruchomych lopatek 8, przez która przeplywajac ciecz zwieksza lub co najmniej utrzymuje wartosc kretu.Obydwa przyklady rozwiazan aeratora przedstawione na fig. 3 maja na wylotach cieczy napowietrzanej uksztaltowane krety przez palisady lopatek 3) i (8 - co powoduje wirowanie objetosci cieczy napowietrzanej.Dzialanie aeratora wedlug wynalazku, przedstawionego na fig. 4 jest nastepujace: zassana ciecz wplywa na palisade nieruchomych lopatek 8 zmniejszajacych lub co najwyzej utrzymujacych kret cieczy, która prze¬ plywajac przez cylindryczna obudowe 5 wplywa nastepnie na ruchoma palisade odsrodkowego wirnika 9, jednego ze znanych typów - wyrzucajacego ciecz napowietrzana w poblizu jego zwierciadla, w przyblizeniu w plaszczyznie poziomej. Uksztaltowanie kierunków przeplywu cieczy na ssaniu, przez palisade lopatek 8 intensyfikuje wirowanie objetosci cieczy napowietrzanej.Dzialanie aeratora wedlug wynalazku przedstawionego na fig. Sjest nastepujace: zasysana ciecz wplywa na palisade nieruchomych lopatek 8 zmniejszajacych lub co najwyzej utrzymujacych wartosc kretu cieczy, która przeplywajac przez cylindryczna obudowe 5 wplywa na wirnik pompujacy 4, przetlaczajacy nastepnie na rozpraszajaco— kierujacy deflektor 10, który ksztaltuje pionowy w przyblizeniu strumien kierowany na ten deflektor, w rozproszony strumien wachlarzowy w przyblizeniu poziomy.W aeratorze przedstawionym na fig. 5, deflektor 10 jest dodatkowo wyposazony w palisade nieruchomych lopatek 3, które dodatkowo ksztaltuja wspomniany strumien wachlarzowy, zmniejszajac lub zwiekszajac wartosc kretu tego strumienia w zaleznosci od potrzeb. PL PL