Pierwszenstwo: Zgloszenie ogloszono: 01.04.1974 Opis patentowy opublikowano: 08.09.1975 79553 KI. 85c, 3/02 MKP' C02c1/10 V UrAV;u : Twórcywynalazku: Fryderyk Jankowski, Maciej Klosowski Uprawniony z patentu tymczasowego: Politechnika Wroclawska, Wroclaw (Polska) Sposób natleniania wody i scieków oraz urzadzenie do stosowania tego sposobu Przedmiotem wynalazku jest sposób natleniania wody i scieków oraz urzadzenie do stosowania tego sposobu..Dotychczas znany sposób natleniania wody i scieków polega na zwiekszaniu kontaktu natlenianej cieczy z powietrzem lub tlenem. Dotychczas znane urzadzenia do stosowania tego sposobu to aeratory powierzchniowe, które stanowia urzadzenia wirnikowe z otwartym lub zamknietym wirnikiem napowietrzajacym, oraz smiglowe urzadzenia napowietrzajace.W pierwszej wersji urzadzenia wirnikowego elementem roboczym jest zanurzony czesciowo w natlenianej cieczy otwarty wirnik napowietrzajacy, wprawiany w ruch obrotowy za posrednictwem przekladni zebatej lub tez bezposrednio przez silnik elektryczny. Umieszczone na obwodzie wirnika lopatki powoduja zasysanie cieczy ze zbiornika, która po przejsciu przez otwarty kanal miedzylopatkowy wirnika na skutek sily odsrodkowej zostaje wyrzucona ponad zwierciadlo cieczy wypelniajacej zbiornik. Bezposrednie zetkniecie sie cieczy z powietrzem powoduje wzmozony proces natleniania tej cieczy.W drugiej wersji urzadzenia wirnikowego elementem roboczym jest zamkniety wirnik napowietrzajacy, przy czym wlot lub wylot kanalu miedzylopatkowego wirnika wyposazony jest w otwory inzekcyjne, sluzace do zwiekszania kontaktu przeplywajacej przez niego cieczy z powietrzem. Otwory inzekcyjne umozliwiaja niewielkie wstepne natlenianie przeplywajacej przez wirnik cieczy tuz przed jej wyrzuceniem ponad zwierciadlo wypelniajacej zbiornik cieczy.Smiglowe urzadzenie napowietrzajace stanowi nieruchomy zamkniety wirnik napowietrzajacy polaczony z pompa smiglowa osadzona w centralnej czesci tego urzadzenia, przy czym wlot wirnika napowietrzajacego wyposazony jest w krótki przewód ssawny. Zassana przez wirnik pompy smiglowej ciecz jest tloczona do kanalów miedzylopatkowych nieruchomego wirnika napowietrzajacego, gdzie po niewielkim wstepnym natlenieniu zostaje wyrzucona ponad zwierciadlo wypelniajacej zbiornik cieczy.Zasadnicze niedogodnosci techniczne tego sposobu natleniania oraz urzadzen do stosowania tych sposobów to niskie efekty natleniania i niewielkie szybkosci natleniania osiagane przy znacznym zuzyciu energii elektrycz¬ nej oraz koniecznosc stosowania skomplikowanej przekladni zebatej. Niskie efekty natleniania spowodowane sa ograniczonymi mozliwosciami doprowadzenia powietrza przez otwory inzekcyjne, krótkim czasem przebywania2 79553 w powietrzu strug cieczy wyrzucanej z wirnika, oraz ograniczonymi mozliwosciami wywolania odpowiedniej cyrkulacji w zbiorniku, zwlaszcza w zagrozonej brakiem tlenu dolnej czesci zbiornika. Dalsze niedogodnosci techniczne to trudnosci zwiazane z instalowaniem tych urzadzen, które wynikaja z koniecznosci usytuowania zespolów napedowych W trudno dostepnej do konserwacji i napraw centralnej czesci zbiornika oraz koniecznosci dokonywania w tych warunkach czestych konserwacji i napraw, badz tez wymianie zuzytych elementów skomplikowanej przekladni zebatej.Celem wynalazku jest wyeliminowanie powyzszych niedogodnosci technicznych., zas zagadnieniem technicznym jest opracowanie sposobu natleniania oraz urzadzenia do stosowania tego sposobu, umozliwiajacych osiagniecie tego celu.Zagadnienie to zostalo rozwiazane w ten sposób, ze z uzyskanej we wstepnym natlenianiu emulsji cieczo- wo-powietrznej za pomoca dolnej i górnej kierownicy urzadzenia wytwarza sie nad zwierciadlem natlenianej cieczy zwarta powloke emulsji cieczowo-powietrznej w ksztalcie czaszy kuli, przez która intensywnie przenika z zewnatrz powietrze do przestrzeni zawartej pod ta powloka na skutek panujacego w tej przestrzeni podcisnienia wywolanego ssacym dzialaniem wyplywajacej strugi cieczy z zasilajacej dyszy podczas wytwarzania emulsji cieczowo-powietrznej.Urzadzenie do stosowania sposobu natleniania wedlug wynalazku stanowi nieruchomy korpus, do którego w dolnej czesci przymocowany jest ssawny kosz z wlotowymi otworami, a w górnej czesci przymocowana jest ssawna komora z wlotowymi otworami usytuowana ponad zwierciadlem natlenianej cieczy, przy czym na ssawnej komorze zamocowany jest konfuzor wewnatrz którego umieszczone sa kolejno podsysajaca dysza, gardziel i dyfuzor, a na konfuzorze osadzona jest dolna i górna kierownica, natomiast w srodkowej czesci korpusu znajduje sie wznosna tloczna rura, której górny koniec zakonczony jest zasilajaca dysza usytuowana w ssawnej komorze, zas dolny koniec poprzez tloczny rurociag polaczony jest z osadzona poza zbiornikiem niskocisnienio- wa pompa, która z kolei ssawnym rurociagiem polaczona jest z ssawnym koszem osadzonym na dnie zbiornika z natleniana ciecza.Odmiane urzadzenia do stosowania sposobu natleniania wedlug wynalazku stanowi ruchomy korpus zwiazany przegubowo z plywakami, przy czym dolny koniec wznosnej tlocznej rury poprzez elastyczny przewód polaczony jest z osadzona na dnie zbiornika z natleniana ciecza zatapialna niskocisnieniowa pompa wyposazona w ssawny kosz.Zasadnicze, korzysci teczniczne wynikajace ze stosowania sposobu i urzadzenia do stosowania tego sposobu to wysoki efekt natleniania zapewniajacy prawie 100% nasycenie cieczy tlenem i duza szybkosc natleniania, osiagane przy mniejszym zuzyciu energii elektrycznej. Dalsza korzyscia jest wyeliminowanie koniecznosci stosowania skomplikowanego mechanizmu do wywolywania cyrkulacji cieczy przez stworzenie mozliwosci zastosowania prostej i latwej w obsludze niskocisnieniowej pompy do wody zanieczyszczonej. Przez zastosowa¬ nie jednej ze znanych metod regulacji wydajnosci pomp uzyskuje sie natychmiastowe dostosowanie szybkosci natleniania do wystepujacych w praktyce zmiennych w czasie zapotrzebowan tlenu.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykladach wykonania na rysunkach, na których fig. 1 przedstawia schemat urzadzenia do natleniania, a fig. 2 — schemat odmiany tego urzadzenia.Przyklad I. Urzadzenie do natleniania wody i scieków sposobem wedlug wynalazku stanowi nierucho¬ my korpus 1, do którego za pomoca kolnierzowych polaczen 2 przymocowany jest w dolnej czesci ssawny kosz 3 z wlotowymi otworami 4, a w górnej czesci przymocowana jest ssawna komora 5 z wlotowymi otworami 6, przy czym ssawny kosz 3 osadzony jest na dnie zbiornika 7 z natleniana ciecza, zas ssawna komora 5 usytuowana jest ponad zwierciadlem cieczy w zbiorniku 7. Na ssawnej komorze 5 zamocowany jest konfuzor 8 wewnatrz którego umieszczone sa kolejno podsysajaca dysza, która zamyka ugory ssawna komore 5, gardziel 10 i dyfuzor 11.W srodkowej czesci korpusu 1 znajduje sie wznosna tloczna rura 12 zamocowana za pomoca prowadnic 13.Górny koniec tlocznej rury 12 zakonczony jest zasilajaca dysza 14 usytuowana w ssawnej komorze 5» Dolny koniec tlocznej rury 12 poprzez tloczny rurociag 15 polaczony jest z niskocisnieniowa pompa 16 która z kolei ssawnym rurociagiem 17 polaczona jest z ssawnym koszem 3. Na konfuzorze 8 osadzona jest dolna kierownica 18 w ksztalcie leja, na której za pomoca zeber 19 zamocowana jest górna kierownica 20 wyoblona w ksztalcie czaszy kuli, przy czym krawedzie dolnej kierownicy 18 i górnej kierownicy 20 tworza pierscieniowa szczeline.Sposób natleniania wody i scieków wedlug wynalazku ma nastepujacy przebieg. Woda lub scieki ze zbiornika 7 poprzez ssawny kosz 3 i ssawny rurociag 15 zostaje zassana przez niskocisnieniowa pompe 16, a nastepnie tloczona jest tlocznym rurociagiem 17 do wznosnej rury 12, zakonczonej zasilajaca dysza 14.„Wyplywajaca z zasilajacej dyszy 14 struga cieczy do ssawnej komory 5 powoduje zassysanie w sposób ciagly przez wlotowe otwory'*) ssawnej komory 5 powietrza potrzebnego do wstepnego natleniania cieczy. Doplywaja¬ ce do ssawnej komory 5 ciecz i powietrze sa intensywnie mieszane w gardzieli 10 w wyniku czego powstaje emulsja cieczowo-powietrzna, która po przejsciu przez dyfuzor 11 kierowana jest do kanalu wyrzutowego utworzonego przez dolna kierownice 18 i górna kierownice 20. Wytworzenie emulsji cieczowo-powietrznej79553 3 stanowi pierwszy stopien natleniania. Wyplywajaca z wyrzutowego kanalu poprzez pierscieniowa szczeline emulsja cieczowo-powietrzna tworzy nad zwierciadlem natlenianej cieczy w zbiorniku 7 zwarta powloke 21 emulsji cieczowo-powietrznej w ksztalcie czaszy kuli; oddzielajaca od otoczenia zawarta pod powloka 21 powietrzna przestrzen 22, w której panuje podcisnienie Wywolane ssacym dzialaniem wyplywajacej strugi cieczy z zasilajacej dyszy 14. Róznica cisnien powoduje przenikanie z zewnatrz powietrza przez powloke 21 emulsji cieczowo-powietrznej do przestrzeni zawartej pod powloka 21. To przenikanie powietrza przez powloke 21 emulsji cieczowo-powietrznej stanowi drugi stopien natleniania.Przyklad II. Odmiana urzadzenia do natleniania wody i scieków sposobem wedlug wynalazku stanowi zwiazany przegubowo z plywakami 22 za pomoca ciegien 23 plywajacy korpus 1, do którego za pomoca kolnierzowego polaczenia 2 w górnej czesci przymocowany jest-jak w przykladzie I — ssawna komora 5 z wlotowymi otworami 6. Na ssawnej komorze 5 zamocowany jest konfuzor 8, wewnatrz którego umieszczone sa kolejno podsysajaca dysza 9, gardziel 10 i dyfuzor 11. W srodkowej czesci korpusu 1 znajduje sie wznosna tloczna rura 12 zamocowana za pomoca prowadnic 13. Górny koniec tlocznej rury 12 zakonczony jest zasilajaca dysza 14, usytuowana w ssawnej komorze 5. Na konfuzorze 8 osadzona jest dolna kierownica 18 w ksztalcie leja, na której za pomoca zeber 19 zamocowana jest górna kierownica 20, wyoblona w ksztalcie czaszy kuli.Natomiast dolny koniec tlocznej rury 12 poprzez elastyczny przewód 24 polaczony jest z zatapialna niskocisnie- niowa pompa 25, wyposazona w ssawny kosz 26.Dzialanie urzadzenia do natlenianie wody i scieków jest identyczne jak w przykladzie l. PL PL