RU2207986C2

RU2207986C2 - Running water aeration apparatus

Info

Publication number: RU2207986C2
Application number: RU2000125043A
Authority: RU
Inventors: А.А. Литвинцев; Д.В. Николаев; Ю.Ф. Журавлев
Original assignee: Муниципальное образовательное учреждение "Средняя общеобразовательная школа № 19"
Priority date: 2000-10-03
Filing date: 2000-10-03
Publication date: 2003-07-10

Abstract

FIELD: environment protection. SUBSTANCE: apparatus has water intake flare, discharge pipe positioned behind water intake flare, flow cutoff device located in discharge pipe and provided with inner through opening. Flow cutoff device is positioned for rotation about geometric axis extending perpendicular to flow direction. Air duct is built in discharge pipe behind flow cutoff device, which may be made in the form of, for example, sphere with internal cylindrical opening extending through its geometric center and may be fixed on two split axles projecting through discharge pipe wall. Impellers are mounted on ends of split axles beyond outer surface of discharge pipe. Apparatus may be used for aeration of high-velocity water flows, low-velocity river flows, as well as for aeration of water in lakes and other basins with even slightest water flow. EFFECT: increased efficiency and improved suction of water into aerator on rivers and basins with low-velocity flows. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, а именно к устройствам для аэрации не только быстро текучих вод, но и рек с малой скоростью течения, а также озер и других водоемов, где имеются хотя бы небольшие течения воды. The invention relates to the field of environmental protection, and in particular to devices for aeration not only of fast flowing waters, but also of rivers with a low flow rate, as well as lakes and other water bodies where there are at least small water flows.

Известен аэратор, содержащий плавучее основание, закрепленное на месте с помощью якоря и выполненное в виде двух крыльев, связанных боковыми планками и обращенными навстречу друг другу выпуклыми сторонами профиля, и снабженный несколькими воздухозаборниками, причем воздухозаборники сообщены с наиболее узким сечением между крыльями, при этом основание расположено либо на поверхности воды, либо под ее уровнем (Авт. св. СССР 1421715, МПК C 02 F 7/00 - аналог). A known aerator containing a floating base fixed in place with an anchor and made in the form of two wings connected by side planks and facing the convex sides of the profile, and provided with several air intakes, the air intakes communicating with the narrowest section between the wings, while the base located either on the surface of the water or below its level (Aut. St. USSR 1421715, IPC C 02 F 7/00 - analogue).

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для аэрации текучих вод, включающее воздухозаборник и аэратор, причем оно снабжено воздуховодами, один из которых, основной, соединен с воздухозаборником и установлен поперек течения воды, а остальные, дополнительные, соединены с основным воздуховодом и установлены продольно течению воды, и дополнительными аэраторами, установленными на дополнительных воздуховодах, аэраторы выполнены в виде диска с центральным отверстием и закрепленного по периметру диска сетчатого распылителя в форме суперкаверны и соединены с соответствующим воздуховодом посредством трубки, прикрепленной к диску аэратора с противоположной от распылителя стороны, при этом воздухозаборник снабжен блоком ионизации воздуха, а сетчатый распылитель по объему больше объема суперкаверны (Пат. РФ 2058271, МПК C 02 F 7/00, 3/00 - прототип). Closest to the proposed is a device for aeration of fluid water, including an air intake and an aerator, and it is equipped with air ducts, one of which, the main one, is connected to the air intake and installed across the water flow, and the rest, additional, are connected to the main air duct and installed longitudinally to the water flow , and additional aerators installed on additional air ducts, aerators are made in the form of a disk with a central hole and a mesh spray gun fixed to the perimeter of the disk in the core is supercavity and connected to the corresponding duct through a tube attached to the aerator disk on the opposite side from the atomizer, while the air intake is equipped with an air ionization unit, and the mesh atomizer is larger than the volume of the supercavern (Pat. RF 2058271, IPC C 02 F 7/00, 3/00 - prototype).

Недостатком указанных изобретений является сильная зависимость работы устройства от скорости течения воды, от напора, что не позволяет использовать их в более спокойных текучих средах и природных водоемах. При малой скорости течения суперкаверна (в прототипе) может и не образоваться, и воздух из воздуховода не будет подсасываться. The disadvantage of these inventions is the strong dependence of the operation of the device on the speed of the water flow, on the pressure, which does not allow their use in calmer fluids and natural reservoirs. At a low flow rate, a supercavity (in the prototype) may not form, and air from the duct will not be sucked in.

Задача, решаемая изобретением, - обеспечение минимальной зависимости работы устройства от скорости течения воды. The problem solved by the invention is to ensure a minimum dependence of the operation of the device on the speed of the flow of water.

Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в улучшении засасывания воздуха в аэратор на реках и водоемах с малым течением. The technical result achieved by the invention is to improve the suction of air into the aerator on rivers and reservoirs with a small current.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для аэрации текучих вод, содержащем аэратор и воздухозаборник с воздуховодами, один из которых, основной, соединен с воздухозаборником, а остальные, дополнительные, соединены с основным воздуховодом, аэратор представляет собой коаксиально соединенные выходную трубу и водозаборный раструб, снабженный защитной сеткой, за водозаборным раструбом внутри выходной трубы установлен прерыватель потока, закрепленный на двух полуосях, проходящих через стенки выходной трубы, на концах которых расположены крыльчатки, находящиеся за наружной поверхностью выходной трубы, и выполненный с возможностью вращения по геометрической оси, перпендикулярной направлению потока, кроме того, прерыватель потока имеет внутреннее отверстие, проходящее через его геометрический центр и расположенное в плоскости вращения прерывателя потока, а за прерывателем потока в выходную трубу встроен дополнительный воздуховод. This object is achieved in that in a device for aeration of fluid water containing an aerator and an air intake with air ducts, one of which, the main one, is connected to the air intake, and the rest, additional, are connected to the main air duct, the aerator is a coaxially connected outlet pipe and a water inlet equipped with a protective net, a flow interrupter is installed behind the water inlet inside the outlet pipe, mounted on two axles passing through the walls of the outlet pipe, at the ends of which there are impellers located behind the outer surface of the outlet pipe and made to rotate along a geometric axis perpendicular to the direction of flow, in addition, the flow breaker has an internal hole passing through its geometric center and located in the plane of rotation of the flow breaker, and behind the flow breaker the outlet pipe has an integrated air duct.

При этом прерыватель потока выполнен, например, в виде шара, а внутреннее отверстие является, например, цилиндрическим. In this case, the flow breaker is made, for example, in the form of a ball, and the inner hole is, for example, cylindrical.

На фиг.1 показан аэратор, разрез; на фиг.2 - прерыватель потока, разрез. Figure 1 shows an aerator, a section; figure 2 - flow breaker, section.

Устройство для аэрации текучих вод содержит водозаборный раструб 1, имеющий защитную сетку 2. Выходная труба 3 соединена коаксиально с водозаборным раструбом 1. За водозаборным раструбом 1 установлен прерыватель 4 потока жидкости, выполненный, например, в виде шара с внутренним, например, цилиндрическим отверстием 5, проходящим через его геометрический центр. Прерыватель 4 потока жидкости закреплен на полуосях 6, на концах которых закреплены крыльчатки 7, расположенные за наружной поверхностью выходной трубы 3. Прерыватель 4 потока выполнен с возможностью вращения по геометрической оси, перпендикулярной направлению потока 8. За прерывателем 4 в выходную трубу 3 встроен дополнительный воздуховод 9, соединенный через основной воздуховод с воздухозаборником (на чертеже не показаны). Прерыватель 4 потока жидкости расположен за раструбом 1 внутри выходной трубы 3 для удобства сборки, эксплуатации и ремонта: при необходимости аэратор может быть демонтирован и произведена чистка прерывателя потока и труб от внутренних наслоений. The fluid water aeration device comprises a water inlet 1 having a protective net 2. An outlet pipe 3 is connected coaxially with a water inlet 1. A water flow interrupt 4 is installed behind the water inlet 1, for example, in the form of a ball with an internal, for example, cylindrical hole 5 passing through its geometric center. The fluid flow breaker 4 is mounted on the half shafts 6, at the ends of which the impellers 7 are located, located behind the outer surface of the output pipe 3. The flow breaker 4 is made to rotate along a geometric axis perpendicular to the direction of flow 8. Behind the breaker 4, an additional air duct is built into the output pipe 3 9, connected through a main duct to an air intake (not shown in the drawing). The fluid flow breaker 4 is located behind the bell 1 inside the outlet pipe 3 for ease of assembly, operation and repair: if necessary, the aerator can be dismantled and the flow breaker and pipes cleaned from internal layers.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Устройство устанавливается в нужном месте (где течение максимально) в толще воды при помощи якорей (на чертеже не показаны). Вода попадает в водозаборный раструб 1 через защитную сетку 2. Крыльчатки 7, вращаясь от потока воды снаружи труб, заставляют вращаться прерыватель 4 потока жидкости внутри трубы. В момент, когда внутреннее цилиндрическое отверстие 5 прерывателя 4 потока встанет перпендикулярно продольной оси труб 1 и 3 и перекроет поток воды через цилиндрическое отверстие 5, за прерывателем 4 потока образуется зона пониженного давления, куда через воздуховод 9 устремляется атмосферный воздух. Величина этого давления пропорциональна массе жидкости, находящейся в выходной трубе за прерывателем потока, и определяется длиной и диаметром этой трубы. При сколь угодно малой, отличной от нуля, скорости течения жидкости всегда можно подобрать такую длину и диаметр выходной трубы, что кинетической энергии двигающейся жидкости будет достаточно для создания необходимого для засасывания воздуха пониженного давления в момент перекрытия потока жидкости. Когда внутреннее цилиндрическое отверстие 5 будет расположено вдоль оси трубы, порция воздуха будет выталкиваться потоком воды, проходящим через цилиндрическое отверстие 5 из водозаборного раструба 1, и, пройдя расстояние, равное длине выходной трубы 3, порция воздуха на выходе будет вырываться наружу, рассыпавшись на мелкие пузырьки - забурлит. The device is installed in the right place (where the flow is maximum) in the water column using anchors (not shown in the drawing). Water enters the water inlet 1 through the protective net 2. The impellers 7, rotating from the water flow outside the pipes, cause the fluid flow breaker 4 to rotate inside the pipe. At the moment when the inner cylindrical hole 5 of the flow breaker 4 rises perpendicular to the longitudinal axis of the pipes 1 and 3 and blocks the water flow through the cylindrical hole 5, a reduced pressure zone is formed behind the flow breaker 4, where atmospheric air flows through the duct 9. The magnitude of this pressure is proportional to the mass of liquid located in the outlet pipe behind the flow chopper, and is determined by the length and diameter of this pipe. At an arbitrarily small, non-zero, fluid flow rate, it is always possible to choose such a length and diameter of the outlet pipe that the kinetic energy of the moving fluid will be enough to create the reduced pressure necessary for air suction at the moment of shutting off the fluid flow. When the inner cylindrical hole 5 is located along the axis of the pipe, a portion of the air will be pushed out by a stream of water passing through the cylindrical hole 5 from the intake pipe 1, and, having passed a distance equal to the length of the outlet pipe 3, a portion of the air at the outlet will burst out, scattering into small vesicles - will burrow.

Для более эффективной аэрации текучих вод аэраторов устанавливается несколько и таким образом, что дополнительные воздуховоды каждого аэратора соединяются с основным воздуховодом и через него - с воздухозаборником. To more efficiently aerate the flowing water, several aerators are installed in such a way that the additional air ducts of each aerator are connected to the main air duct and through it to the air intake.

Таким образом, предложенная конструкция устройства для насыщения текучих сред воздухом обеспечивает лучшее засасывание воздуха в аэратор, чем в прототипе. Это позволит использовать устройство на реках и водоемах с малым течением, достаточным для вращения крыльчаток. Thus, the proposed design of a device for saturating fluids with air provides a better suction of air into the aerator than in the prototype. This will allow the device to be used on rivers and bodies of water with a small current sufficient to rotate the impellers.

Claims

1. A device for aerating fluid water containing an air intake with an air duct, characterized in that it contains a water inlet coaxially connected to the outlet pipe, the socket is provided with a protective mesh, a flow interrupt is installed behind the water inlet inside the outlet pipe, mounted on two axles passing through the walls outlet pipe, at the ends of which there are impellers located beyond the outer surface of the outlet pipe, and configured to rotate along a geometric axis perpendicular to flow phenomenon, in addition, has an internal chopper flow aperture extending through its geometric center and disposed in the cavity chopper rotational flow and for the flow interrupter is a duct.

2. The device according to claim 1, characterized in that the flow interrupter is made in the form of a ball.

3. The device according to claim 1, characterized in that the inner hole is cylindrical.