RU2339585C1

RU2339585C1 - Aerator (versions)

Info

Publication number: RU2339585C1
Application number: RU2007107246/15A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Станиславович Бушев (RU); Дмитрий Станиславович Бушев; Олег Владимирович Дремов (RU); Олег Владимирович Дремов; Владимир Сергеевич Казанцев (RU); Владимир Сергеевич Казанцев
Original assignee: Дмитрий Станиславович Бушев; Олег Владимирович Дремов
Priority date: 2007-02-27
Filing date: 2007-02-27
Publication date: 2008-11-27
Also published as: RU2007107246A

Abstract

FIELD: chemistry, engines and pumps.

SUBSTANCE: aerator contains distributor 1 in form of perforated pipe case with dispersing covering, fixed on carrying frame. Carrying frame is made in form of hollow bar with canal for water supply, which is connected to distributor 1. Hollow bar is supplied with coaxial spiral blade 6 with bent downward flanging 7. According to second version distributor 1 is made with possibility of rotation and is supplied with air nozzles.

EFFECT: increasing time of contact of air bubbles with liquid and increase of efficiency of liquid aeration without increase of energy consumption.

15 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к конструктивным элементам установок биологической очистки канализационных стоков (УБО), в частности аэраторам УБО для биологической очистки бытовых канализационных стоков отдельно стоящих домов и коттеджей.The invention relates to structural elements of biological sewage treatment plants (UBO), in particular UBO aerators for biological treatment of domestic sewage sewage of detached houses and cottages.

Аэраторы являются конструктивными элементами УБО и предназначены для насыщения обрабатываемой жидкости кислородом. Обычно они содержат выполненный из антикоррозионного материала корпус в виде перфорированной каркасной трубы и расположенную наружной поверхности корпуса трубчатую оболочку из мелкопористого материала, см., например, SU №1174385, М. кл. С02F 3/02, 1984 г.; RU №2220112, М. кл. С02F 3/02, 2003 г.; RU №39328, С02F 3/06, 2004 г.Aerators are structural elements of UBO and are intended for saturation of the processed liquid with oxygen. Usually they contain a body made of anticorrosive material in the form of a perforated frame pipe and a tubular shell made of finely porous material located on the outer surface of the body, see, for example, SU No. 1174385, M. cl. CO2F 3/02, 1984; RU No. 2220112, M. cl. С02F 3/02, 2003; RU No. 39328, С02F 3/06, 2004

Наиболее близким аналогом, принятым за прототип изобретения, является аэратор, содержащий распределитель в виде перфорированного трубчатого корпуса с диспергирующим покрытием, закрепленный на несущем каркасе, см. RU №54585, МПК C02F 3/06, 2006 г.The closest analogue adopted for the prototype of the invention is an aerator containing a distributor in the form of a perforated tubular housing with a dispersant coating mounted on a supporting frame, see RU No. 54855, IPC C02F 3/06, 2006

Общим недостатком указанных аналогов, в том числе и прототипа, является отсутствие каких-либо приспособлений для увеличения времени контакта пузырьков воздуха с аэрируемой жидкостью, вследствие этого время контакта непродолжительно и определяется глубиной слоя жидкости.A common disadvantage of these analogues, including the prototype, is the absence of any devices to increase the contact time of air bubbles with the aerated liquid, as a result of which the contact time is short and is determined by the depth of the liquid layer.

Технической задачей, решаемой изобретением, является создание конструкции аэратора, обеспечивающего повышение времени контакта с аэрируемой жидкостью и повышение за счет этого эффективности аэрации. В варианте изобретения также решается задача по использованию энергии сжатого аэрационного воздуха для перемешивания обрабатываемой жидкости.The technical problem solved by the invention is the creation of the design of the aerator, providing an increase in contact time with the aerated liquid and increase due to this aeration efficiency. An embodiment of the invention also solves the problem of using the energy of compressed aeration air to mix the processed fluid.

Решение указанной задачи обеспечено тем, что аэратор, содержащий распределитель, в виде перфорированного трубчатого корпуса с диспергирующим покрытием, закрепленный на несущем каркасе, согласно изобретению несущий каркас выполнен в виде полой штанги с каналом для подачи воздуха, подключенного к распределителю, при этом полая штанга снабжена соосной винтовой лопастью с отогнутой вниз отбортовкой.The solution to this problem is provided by the fact that the aerator containing the distributor, in the form of a perforated tubular body with a dispersant coating, is mounted on a supporting frame, according to the invention, the supporting frame is made in the form of a hollow rod with an air supply channel connected to the distributor, while the hollow rod is provided coaxial screw blade with flanging bent down.

Решение указанной задачи обеспечено также тем, что аэратор, содержащий распределитель воздуха, закрепленный на несущем каркасе, согласно изобретению несущий каркас выполнен в виде полой штанги с каналом для подачи воздуха, подключенного к подвижному распределителю, выполненному с возможностью вращения, при этом распределитель снабжен воздушными соплами и соосной винтовой лопастью.The solution to this problem is also provided by the fact that the aerator containing the air distributor mounted on the supporting frame, according to the invention, the supporting frame is made in the form of a hollow rod with a channel for supplying air connected to a movable distributor made for rotation, while the distributor is equipped with air nozzles and coaxial helical blade.

В предпочтительных вариантах выполнения (обоих вариантов изобретения), лопасть может быть снабжена отогнутой вниз отбортовкой (во втором варианте); на нижней поверхности лопасти могут быть выполнены радиальные выступы, высота которых составляет 0,5-0,9 высоты отбортовки; шаг винтовой лопасти составляет 9-40 диаметра штанги; высота борта составляет 0,25-0,6 шага винтовой лопасти; шаг винтовой лопасти может быть выполнен регулярно уменьшающимся в направлении сверху вниз к распределителю; полая штанга и винтовая лопасть могут быть выполнены из полимерного материала; в качестве полимерного материала может быть использован полиэтилен, или винипласт, или другие подобные материалы.In preferred embodiments (both variants of the invention), the blade may be provided with a flange bent downward (in the second embodiment); on the lower surface of the blade radial protrusions can be made, the height of which is 0.5-0.9 flanging heights; the pitch of the screw blade is 9-40 of the diameter of the rod; side height is 0.25-0.6 pitch helical blades; the pitch of the screw blade can be performed regularly decreasing in the direction from top to bottom to the distributor; a hollow rod and a helical blade can be made of a polymer material; as the polymeric material can be used polyethylene, or vinyl plastic, or other similar materials.

Такое выполнение аэратора обеспечивает повышение эффективности насыщения кислородом обрабатываемой жидкости.This embodiment of the aerator provides an increase in the efficiency of oxygen saturation of the treated fluid.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:

На фиг.1, 2 - показана аксонометрия общего вида с продольным разрезом двух вариантов выполнения аэратора; на фиг.3 - вариант выполнения распределителя, показанного на фиг.1; на фиг.4 - вид А на фиг.3; на фиг.5 - вид Г на фиг.2; на фиг.6 - вид снизу на винтовую лопасть; на фиг.7 - сечение Б-Б фиг.6; на фиг.8 - вариант выполнения винтовой лопасти.In Fig.1, 2 - shows a perspective view of a General view with a longitudinal section of two embodiments of the aerator; figure 3 is an embodiment of the distributor shown in figure 1; figure 4 is a view of figure 3; figure 5 is a view of figure 2; figure 6 is a bottom view of the helical blade; Fig.7 is a section bB of Fig.6; on Fig - an embodiment of a helical blade.

Аэратор содержит распределитель 1 выполненный в виде перфорированного трубчатого корпуса 2 с диспергирующим покрытием 3. Распределитель 1, закреплен на полой штанге 4 с каналом для подачи воздуха 5 и подключен к этом у каналу. Полая штанга 4 снабжена соосной винтовой лопастью 6 с отбортовкой 7, направленной вниз и расположенной по периметру лопасти 6. На нижней поверхности лопасти 6 выполнены радиальные выступы 8, высота которых составляет 0,5-0,9 высоты отбортовки 7, т.к. высота этих выступов, с одной стороны, не должна превышать высоту борта отбортовки, а с другой - не должна быть слишком малой для обеспечения эффективного перетекания воздуха по поверхности винтовой лопасти. Шаг винтовой лопасти составляет 9-40 диаметра штанги, т.к. при меньших или больших значениях этого параметра наклон винтовой лопасти или чрезмерно мал или чрезмерно велик, что снижает эффективность работы.The aerator contains a distributor 1 made in the form of a perforated tubular body 2 with a dispersing coating 3. The distributor 1 is mounted on a hollow rod 4 with an air supply channel 5 and connected to this channel. The hollow rod 4 is equipped with a coaxial screw blade 6 with a flange 7, directed downward and located around the perimeter of the blade 6. On the lower surface of the blade 6 there are made radial projections 8, the height of which is 0.5-0.9 of the height of the flange 7, because the height of these protrusions, on the one hand, should not exceed the flange flange height, and on the other hand, should not be too small to ensure effective air flow over the surface of the helical blade. The pitch of the screw blade is 9-40 rod diameter, because at smaller or larger values of this parameter, the inclination of the helical blade is either excessively small or excessively large, which reduces the efficiency of the work.

В первом варианте выполнения распределитель 1 жестко связан с винтовой лопастью 6, которая может быть выполнена отдельной от штанги 4 и затем закреплена на ней, или выполнена заодно со штангой 4. Штанга 4 представляет собой отрезок трубы подходящей длины и диаметра, выполненной из полимерного материала. Лопасть 6 также выполнена преимущественно из полимерного материала. В качестве полимерного материала могут быть использованы полиэтилен, или винипласт, или другие подобные материалы. Высота борта отбортовки составляет 0,25-0,6 шага винтовой лопасти, т.к. при меньшем или большем значении этого параметра высота борта или чрезмерно мала, или слишком велика, что в первом случае приводит к незначительной удерживающей способности, а во втором - к напрасному перерасходу материала. Для увеличения времени контакта шаг винтовой лопасти 6 может быть выполнен регулярно уменьшающимся в направлении сверху вниз к распределителю, как показано на фиг.8.In the first embodiment, the distributor 1 is rigidly connected with a screw blade 6, which can be made separate from the rod 4 and then mounted on it, or made integral with the rod 4. The rod 4 is a piece of pipe of suitable length and diameter made of polymer material. The blade 6 is also made mainly of polymeric material. As the polymeric material, polyethylene, or vinyl plastic, or other similar materials can be used. The flange height is 0.25-0.6 pitch of the helical blade, because with a smaller or larger value of this parameter, the bead height is either excessively small or too large, which in the first case leads to insignificant holding capacity, and in the second to unnecessary material overspending. To increase the contact time, the pitch of the screw blade 6 can be performed regularly decreasing in the direction from top to bottom to the distributor, as shown in Fig. 8.

Во втором варианте изобретения распределитель 1 выполнен поворотным и подвижно закреплен на полой штанге 4. В этом варианте распределитель 1 жестко соединен с винтовой лопастью 6 с образованием сборной конструкции, установленной с возможностью вращения, на полой штанге 4. Винтовая лопасть 6 может представлять собой отдельную деталь (см. фиг.2), закрепленную на поворотной штанге (трубе) 9, а также может быть выполнена заодно со штангой 9. Для обеспечения вращения и необходимого уплотнения в кольцевом канале между штагами 4 и 9 установлены центраторы 10, одновременно являющиеся уплотнениями. В этом варианте выполнения распределитель 1 выполнен, например, в виде трубы 11, в которой установлены два ряда сопел 12. Ряды сопел 12 расположены на противоположных концевых участках трубы 11, при этом оба ряда расположены оппозитно в плоскости, перпендикулярной к оси штанги 4. В остальном этот вариант выполнения аналогичен первому варианту. Это касается шага винтовой лопасти, высоты отбортовки, материала и т.д.In the second embodiment of the invention, the distributor 1 is rotatable and movably mounted on the hollow rod 4. In this embodiment, the distributor 1 is rigidly connected to the screw blade 6 with the formation of a prefabricated structure mounted for rotation on the hollow rod 4. The screw blade 6 can be a separate part (see figure 2), mounted on a rotary rod (pipe) 9, and can also be made integral with the rod 9. To ensure rotation and the necessary seal in the annular channel between the headquarters 4 and 9 are installed centrate Ora 10, which are simultaneously seals. In this embodiment, the distributor 1 is made, for example, in the form of a pipe 11 in which two rows of nozzles 12 are installed. The rows of nozzles 12 are located at opposite end portions of the pipe 11, while both rows are opposite in a plane perpendicular to the axis of the rod 4. B otherwise, this embodiment is similar to the first embodiment. This applies to the pitch of the screw blade, flanging height, material, etc.

Работа предложенных вариантов устройства осуществляется следующим образом.The work of the proposed device options is as follows.

В процессе аэрации воздух подается под давлением в аэратор, и после выхода воздушных пузырьков из отверстий распределителя они при подъеме вверх поступают под днище винтового желоба, образованного винтовой лопастью 6, отбортовкой 7 и боковой поверхностью штанги 4, где дробятся на более мелкие пузырьки, вследствие взаимодействия с поверхностью лопасти и выступами 8, что увеличивает время контакта и улучшает массообмен между воздухом и жидкостью. При движении под днищем винтового желоба, вследствие инерционных сил в криволинейно движущемся газожидкостном потоке возникают вторичные течения, интенсифицирующие перемешивание с подводом воздушных пузырьков каждый раз к новым порциям жидкости, при этом значительно увеличивается путь и время взаимодействия воздушных пузырьков с жидкостью, что в результате значительно улучшает процесс массообмена.During aeration, air is supplied under pressure to the aerator, and after the air bubbles exit the distributor holes, when they rise upward, they enter under the bottom of the helical groove formed by the helical blade 6, flanging 7 and the lateral surface of the rod 4, where they are split into smaller bubbles, due to the interaction with the surface of the blade and protrusions 8, which increases the contact time and improves mass transfer between air and liquid. When moving under the bottom of the spiral groove, due to inertial forces in a curvilinearly moving gas-liquid flow, secondary flows arise that intensify mixing with the supply of air bubbles each time to new portions of liquid, while the path and time of interaction of air bubbles with the liquid significantly increase, which as a result significantly improves mass transfer process.

Работа второго варианта изобретения отличается от вышеописанной тем, что при продувке винтовая лопасть 6 и распределитель 11 приходят во вращательное движение. Это происходит под действием реактивной силы при истечении из сопел 12 воздушных струй, которые дробятся на пузырьки и поднимаются вверх, поступая под винтовую лопасть 6. Далее процесс массообмена аналогичен вышеописанному. Однако, в этом варианте выполнения процесс перемешивания жидкости, а значит, и массообмен значительно интенсифицированы, поскольку при вращении винтовая лопасть 6 захватывает жидкость и приводит ее в движение вдоль вертикальной оси. В обоих вариантах выполнения винтовая лопасть 6 с переменным шагом, уменьшающимся в вдоль винтовой лопасти в направлении к распределителю 1, 11, позволяет дополнительно увеличить время контакта пузырьков воздуха с жидкостью.The operation of the second embodiment of the invention differs from the above in that when blowing the screw blade 6 and the distributor 11 come into rotational motion. This occurs under the influence of reactive force when 12 air jets flow out of the nozzles 12, which are crushed into bubbles and rise upward, coming under the screw blade 6. Further, the mass transfer process is similar to the above. However, in this embodiment, the process of mixing the liquid, and hence the mass transfer, is significantly intensified, since during rotation the helical blade 6 captures the liquid and sets it in motion along the vertical axis. In both embodiments, the screw blade 6 with a variable pitch decreasing along the screw blade towards the distributor 1, 11, allows you to further increase the contact time of the air bubbles with the liquid.

Использование предложенного изобретения позволит увеличить эффективность аэрации жидкости, не повышая энергозатрат.Using the proposed invention will increase the efficiency of aeration of the liquid without increasing energy consumption.

Claims

1. An aerator containing a distributor in the form of a perforated tubular body with a dispersant coating, mounted on a supporting frame, characterized in that the supporting frame is made in the form of a hollow rod with an air supply channel connected to the distributor, while the hollow rod is equipped with a coaxial screw blade with bent down flanging.

2. The aerator according to claim 1, characterized in that on the lower surface of the blade radial protrusions are made, the height of which is 0.5-0.9 flanging heights.

3. The aerator according to claim 1, characterized in that the pitch of the helical blade is 9-40 of the diameter of the rod.

4. The aerator according to claim 1, characterized in that the bead height is 0.25-0.6 pitch helical blades.

5. The aerator according to claim 1, characterized in that the pitch of the helical blade is made regularly decreasing in the direction from top to bottom to the distributor.

6. The aerator according to claim 1, characterized in that the hollow rod and the helical blade are made of polymer material.

7. The aerator according to claim 6, characterized in that polyethylene, or vinyl plastic, or other similar materials are used as the polymeric material.

8. An aerator containing an air distributor mounted on a supporting frame, characterized in that the supporting frame is made in the form of a hollow rod with an air supply channel, which is connected to a distributor made by a rotary and equipped with a screw blade with air nozzles.

9. The aerator according to claim 8, characterized in that a flange bent down is located around the perimeter of the blade.

10. The aerator of claim 8, characterized in that on the lower surface of the blade radial protrusions are made, the height of which is 0.5-0.9 flanging heights.

11. The aerator of claim 8, wherein the pitch of the helical blade is 9-40 of the diameter of the rod.

12. The aerator according to claim 9, characterized in that the flange height is 0.25-0.6 pitch of the helical blade.

13. The aerator of claim 8, characterized in that the pitch of the helical blade is made regularly decreasing in the direction from top to bottom to the distributor.

14. The aerator of claim 8, wherein the hollow rod and the helical blade are made of a polymer material.

15. The aerator of claim 14, characterized in that polyethylene, or vinyl plastic, or other similar materials are used as the polymeric material.