Изобретение относится к устройствам для аэрации жидкостей, используемым при перемешивании водных гетерогенных систем в различных отраслях промышленности, водного хозяйства и санитарии, например в сооружениях по очистке вод (аэротенках, усреднителях и др.), и позволяет повысить скорость реакции между взаимодействующими фазами и эффективность процесса. The invention relates to devices for aeration of liquids used in mixing aqueous heterogeneous systems in various industries, water management and sanitation, for example, in water treatment plants (aeration tanks, averagers, etc.), and allows to increase the reaction rate between interacting phases and the efficiency of the process .
Наиболее близким по конструкции к заявляемому является аэратор, включающий воздухораспределительный канал с диспергаторами, содержащими плавающую загрузку в виде шариков с целью дробления воздуха [Попкович Г.С. Репин Б.Н. Системы аэрации сточных вод. М. Стройиздат, 1986, с. 126-127]
Цель изобретения повышение эффективности аэрации путем создания пневмогидроколебания, возникающего в диспергаторе.The closest in design to the claimed is an aerator, including an air distribution channel with dispersants containing a floating load in the form of balls for the purpose of crushing air [Popkovich G.S. Repin B.N. Wastewater aeration systems. M. Stroyizdat, 1986, p. 126-127]
The purpose of the invention is to increase the efficiency of aeration by creating pneumohydro-oscillations that occur in the dispersant.
На фиг. 1 представлен аэратор, разрез; на фиг.2 то же, вид сверху; на фиг.3 то же, аксонометрия; на фиг.4 схема установки аэратора в сооружении. In FIG. 1 shows an aerator, section; figure 2 is the same, a top view; figure 3 is the same, a perspective view; figure 4 installation diagram of the aerator in the structure.
Устройство включает воздуховод 1, подсоединяемый в зоне сжатого воздуха, заключенной герметичными стенками в плоский параллелепипед 2, имеющий продольные периферийные щели 3 по всей длине верхней образующей плоскости параллелепипеда. К последней подсоединен диффузор в виде параллелепипеда 4 с перфорированным выпуклым колпаком 5 и щелевидным днищем. Диспергатор снабжен перегородками 6 и 16, установленными в месте сопряжения параллелепипеда 4 с колпаком 5 и гидравлическим затвором в виде четырех плоских перегородок 7-10 относительно продольной оси. В днище 11 выполнены щели 12, совпадающие с периферийными щелями 3 параллелепипеда 2, по размерам равные или более щелей 3. Вертикальные перегородки 7 и 8, а также 17 установлены по длине образующих щелей так, что образуют два прямоугольных канала воздуховода. Отношение живого сечения воздуховода к живому сечению перфорации колпака составляет не более 1. Внутренние перегородки 9 и 10 прикреплены к перегородкам 6 и 16, образуя прямоугольный канал, сообщающийся с полостью колпака, а перегородки 7 и 8 присоединены к днищу 11 вдоль образующих щелей относительно продольной оси, образуя более широкий прямоугольный канал, сообщающийся с полостью диспергатора. Канал, образованный перегородками 7 и 8, соосен каналу из перегородок 9 и 10. В последнем на различной высоте расположены горизонтальные сетки по периметру внутренней образующей канала, образующие секции. Пространство между сетками заполнено загрузкой из легкого материала (пенополистирол, пенополиуретан, резина, керамзит) шарообразной формы, причем диаметр загрузки постоянно уменьшается от секции к секции снизу вверх. The device includes an air duct 1 connected in a zone of compressed air enclosed by hermetic walls in a flat parallelepiped 2 having longitudinal peripheral slots 3 along the entire length of the upper generating plane of the parallelepiped. A diffuser in the form of a parallelepiped 4 with a perforated convex cap 5 and a slit-like bottom is connected to the latter. The dispersant is equipped with partitions 6 and 16, installed at the interface of the parallelepiped 4 with the cap 5 and the hydraulic shutter in the form of four flat partitions 7-10 relative to the longitudinal axis. Slots 12 are made in the bottom 11, which coincide with the peripheral slots 3 of the parallelepiped 2, equal in size or more than the slots 3. The vertical partitions 7 and 8, as well as 17, are installed along the length of the forming slots so that they form two rectangular ducts of the duct. The ratio of the live section of the duct to the live section of the perforation of the hood is not more than 1. The inner partitions 9 and 10 are attached to the partitions 6 and 16, forming a rectangular channel communicating with the cavity of the cap, and the partitions 7 and 8 are attached to the bottom 11 along the generating slots relative to the longitudinal axis , forming a wider rectangular channel in communication with the cavity of the dispersant. The channel formed by the partitions 7 and 8 is coaxial with the channel of the partitions 9 and 10. In the latter, at different heights, horizontal grids are located around the perimeter of the inner channel generatrix, forming sections. The space between the grids is filled with a load of light material (expanded polystyrene, polyurethane foam, rubber, expanded clay) of a spherical shape, with the diameter of the load constantly decreasing from section to section from bottom to top.
Вдоль боковой поверхности диспергатора имеются отверстия 13, верхние точки образующих которых расположены по уровню ниже образующих перегородок 9 и 10. Полость диспергатора сообщается с зоной сжатого воздуха через щели, отношение живого сечения которых к живому сечению перфорации колпака 5 составляет не более единицы. Along the lateral surface of the dispersant there are openings 13, the upper points of the generators of which are located below the forming partitions 9 and 10. The cavity of the dispersant communicates with the compressed air zone through slots, the ratio of the live section of which to the live section of the perforation of the hood 5 is not more than unity.
Аэратор работает следующим образом. The aerator works as follows.
Воздух поступает в диспергатор из зоны сжатого воздуха через воздуховоды, образованные вертикальными перегородками 17, 7 и 8 и заполняет объем параллелепипеда 4, вытесняя из него воду через отверстия 13 и канал, образованный перегородками 9 и 10. При этом шарики в секциях канала взвешиваются потоком воды и очищаются от загрязнений. Вытеснение воды происходит до тех пор, пока уровень ее не достигнет низа перегородок 9 и 10. В этот момент воздух прорвется из объема параллелепипеда в объем колпака. Давление в нижней центральной части параллелепипеда под каналом, образованным перегородками 9 и 10, резко падает, происходит подсос жидкости через отверстия 13. Объем параллелепипеда заполняется жидкостью, цикл повторяется. Расположение отверстий 13 на боковой поверхности параллелепипеда позволяет вовлечь в колебательный и циркуляционный процессы массы жидкости, расположенные ниже диспергатора, и тем самым исключает образование застойных зон, усиливает эффект аэрации и отличает предлагаемое техническое решение от прототипа. Air enters the dispersant from the compressed air zone through the ducts formed by the vertical partitions 17, 7 and 8 and fills the volume of the box 4, forcing water out of it through the openings 13 and the channel formed by the partitions 9 and 10. The balls in the channel sections are weighed by the flow of water and are cleared of pollution. Water is displaced until its level reaches the bottom of the partitions 9 and 10. At this point, air will break from the parallelepiped into the hood. The pressure in the lower central part of the parallelepiped under the channel formed by the partitions 9 and 10 drops sharply, there is a suction of fluid through the holes 13. The volume of the parallelepiped is filled with fluid, the cycle repeats. The location of the holes 13 on the side surface of the parallelepiped allows you to involve in the oscillatory and circulating processes the mass of liquid located below the dispersant, and thereby eliminates the formation of stagnant zones, enhances the effect of aeration and distinguishes the proposed technical solution from the prototype.
