RU2507162C1 - Method of water aeration and device for its realisation - Google Patents

Method of water aeration and device for its realisation Download PDF

Info

Publication number
RU2507162C1
RU2507162C1 RU2012135940/05A RU2012135940A RU2507162C1 RU 2507162 C1 RU2507162 C1 RU 2507162C1 RU 2012135940/05 A RU2012135940/05 A RU 2012135940/05A RU 2012135940 A RU2012135940 A RU 2012135940A RU 2507162 C1 RU2507162 C1 RU 2507162C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
air
reservoir
pipe
intake pipe
Prior art date
Application number
RU2012135940/05A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Петрович Таран
Павел Анатольевич Таран
Елена Анатольевна Шестакова
Юлия Николаевна Шестакова
Original Assignee
Анатолий Петрович Таран
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Анатолий Петрович Таран filed Critical Анатолий Петрович Таран
Priority to RU2012135940/05A priority Critical patent/RU2507162C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2507162C1 publication Critical patent/RU2507162C1/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

Landscapes

  • Aeration Devices For Treatment Of Activated Polluted Sludge (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention can be used in enrichment with air oxygen of natural and artificial water bodies, in particular stagnant zones in the process of purification of household and industrial sewage waters in biological ponds, as well as in premises on treatment plants of water supply. Aeration method includes intake of limited portion of water from water body, its isolation from water body, creation of excessive pressure on said portion surface by physical body weight, formation of flowing of speed water jet into mixing chamber, ejection of air from atmosphere by said jet, mixing water and air, discharge of water-air mixture into water body, returning physical body-displacer into initial position. Device contains water-receiving pipe with suction valve, placed on pontoon, physical body-displacer with water-lifting pipe, located inside water-receiving pipe with possibility of reciprocating movement, hung on short arm of equal-arm rocker, which has intermediate water-collecting reservoirs, equipped with siphon drainpipes, on each arm.
EFFECT: invention makes it possible to carry out water aeration due to energy of Earth gravitation field both in open water bodies and in premises.
3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к обеспечению охраны водной среды и может быть использовано для обогащения кислородом воздуха естественных и искусственных водоемов, в частности застойных зон при очистке бытовых и производственных сточных вод в биологических прудах, а также в помещениях на очистных сооружениях водоснабжения.The invention relates to the protection of the aquatic environment and can be used to enrich air of natural and artificial reservoirs, in particular stagnant zones, for the treatment of domestic and industrial wastewater in biological ponds, as well as in rooms at sewage treatment plants.

Известны аэраторы, в которых смешение воды и воздуха производится с применением механических устройств с приводом от промышленных источников энергии (Б.М. Худенко. Аэраторы для очистки сточных Вод. Стройиздат, 1973 г. - 112 стр.). Недостаток известных механических аэраторов заключается в их большой энергоемкости и металлоемкости, так как используется энергия от промышленных источников и ее многократные преобразования, прежде чем совершается полезное действие.Aerators are known in which water and air are mixed using mechanical devices driven by industrial energy sources (B. M. Khudenko. Aerators for wastewater treatment. Stroyizdat, 1973 - 112 pages). A disadvantage of the known mechanical aerators is their high energy and metal consumption, since energy from industrial sources and its multiple transformations are used before a useful action is performed.

Известен передвижной плавающий аэратор (SU 2082683, опубл. 27.06.1997 г.), в котором используется энергия ветра. Но для совершения полезного действия энергию ветра преобразовывают в механическую энергию дополнительных устройств. Это снижает кпд и делает аэратор энергоемким и металлоемким. К тому же имеется еще целый ряд недостатков. Аэрируются только поверхностные слои водоема, при безветрии или слабом ветре аэратор не работает.Known mobile floating aerator (SU 2082683, publ. 06/27/1997), which uses wind power. But to perform a useful action, wind energy is converted into mechanical energy of additional devices. This reduces the efficiency and makes the aerator energy-intensive and metal-intensive. In addition, there are a number of disadvantages. Only the surface layers of the reservoir are aerated; when the wind is calm or the wind is weak, the aerator does not work.

В то же время известно использование силы тяжести физического тела для перемещения воды на более высокую геодезическую отметку с одновременной ее аэрацией (RU 2412379. опубл. 20.02.2011 г. и RU 2447326, опубл. 10.11.2011 г., RU 2451216, опубл. 2012 г.). Водоприемной трубой со всасывающим клапаном забирается из водоема и изолируется порция воды. На изолированную порцию воды действием силы тяжести физического тела создается избыточное давление. Под действием избыточного давления через приемное сопло истекает струя жидкости в камеру смешения и эжектирует воздух из атмосферы. Вода и воздух перемешиваются, образуя однородную водовоздушную смесь, которая напором струи воды из водоприемного сопла выдается по водоподъемной трубе вверх в водосборную емкость. При автоматическом режиме работы физическое тело, вытеснившее воду вверх и опустившееся при этом вниз, поднимают рычагом, нагрузку на который создают весом поднятой воды.At the same time, it is known to use the gravity of the physical body to move water to a higher geodetic mark with its simultaneous aeration (RU 2412379. publ. 02.20.2011, and RU 2447326, publ. 10.11.2011, RU 2451216, publ. 2012). A water intake pipe with a suction valve is taken from the reservoir and a portion of the water is isolated. Excessive pressure is created on an isolated portion of water by the action of gravity of the physical body. Under the influence of excess pressure, a stream of liquid flows into the mixing chamber through the receiving nozzle and ejects air from the atmosphere. Water and air are mixed, forming a homogeneous water-air mixture, which is discharged by the pressure of a jet of water from a water intake nozzle upward into a water collecting tank. In the automatic mode of operation, the physical body, which displaced water upward and descended while down, is lifted by a lever, the load on which is created by the weight of the raised water.

Задача изобретения использовать энергию окружающей среды, а именно энергию поля гравитации Земли, для аэрации воды, аэрировать придонные слои водоема, в том числе в безветренную погоду, а также в помещениях, например в очистных сооружениях водоснабжения.The objective of the invention is to use environmental energy, namely the energy of the Earth's gravity field, for aeration of water, aerate the bottom layers of the reservoir, including in calm weather, as well as in rooms, for example, in water treatment plants.

Технический результат достигается тем, что в способе аэрации, при котором в водоеме забирают воду, формируют поток воды вверх, смешивают воду с воздухом, сбрасывают насыщенную воздухом воду в водоем, согласно изобретению из придонного слоя водоема забирают ограниченную порцию воды, изолируют ее oт водоема, создают на свободную поверхность воды изолированного объема избыточное давление весом физического тела и балласта, формируют скоростное истечение воды через сопло с эжектированием воздуха из атмосферы, который, смешиваясь с водой, обогащает ее кислородом, а затем водовоздушную смесь возвращают в водоем. Физическое тело, вытеснившее воду вверх и при этом опустившееся вниз, поднимают в исходное верхнее положение рычагом, который нагружают весом поднятой вверх порции воды.The technical result is achieved in that in the aeration method, in which water is taken in a pond, a water flow is formed upward, water is mixed with air, air-saturated water is discharged into a pond, according to the invention, a limited portion of water is taken from the bottom layer of the pond, it is isolated from the pond, create excess pressure on the free surface of the water of an isolated volume by the weight of the physical body and ballast, form a high-speed flow of water through a nozzle with ejection of air from the atmosphere, which, when mixed with water, absorbs it with oxygen, and then the water-air mixture is returned to the reservoir. The physical body, which displaced water upward and at the same time descended downward, is lifted to its initial upper position by a lever, which is loaded with the weight of a portion of water raised upward.

Пример осуществления способаAn example of the method

Аэрацию производят следующим образом. В водоем заводят понтон с водоприемной трубой, установленной в кондукторе и оснащенной устройством для подъема и аэрации воды, и фиксируют его положение в водоеме. Водоприемную трубу с всасывающим клапаном опускают до нижних придонных слоев водоема. В водоприемную трубу вводят водоприемное сопло, закрепленное на конце водоподъемной трубы. Водоподъемную трубу подвешивают на коротком конце коромысла, опертого на верхний торец водоприемной трубы. На длинном и коротком концах коромысла устанавливают промежуточные водосборные емкости, оснащенные водосливными сифонными трубами. При этом диаметр корпуса водоприемного сопла близок к внутреннему диаметру водоприемной трубы и его боковая поверхность снабжена кольцевыми гребнями, выполняющими роль гидравлического сопротивления, а значит уплотнения кольцевого зазора при формировании избыточного давления на поверхность воды в водоприемной трубе.Aeration is produced as follows. A pontoon is brought into the reservoir with a water intake pipe installed in the conductor and equipped with a device for lifting and aeration of the water, and its position in the reservoir is fixed. The intake pipe with a suction valve is lowered to the bottom bottom layers of the reservoir. A water intake nozzle mounted at the end of the riser pipe is introduced into the water intake pipe. The lifting pipe is suspended at the short end of the rocker arm supported on the upper end of the intake pipe. At the long and short ends of the rocker arm, intermediate catchment tanks equipped with siphon drainage pipes are installed. In this case, the diameter of the body of the water intake nozzle is close to the inner diameter of the water intake pipe and its side surface is equipped with annular ridges that act as hydraulic resistance, which means that the annular gap is sealed when excess pressure is formed on the surface of the water in the water intake pipe.

Верхний конец водоподъемной трубы повернут в первую промежуточную емкость на коротком конце коромысла. Слив сифонной трубы из первой промежуточной водосборной емкости ориентирован во вторую промежуточную водосборную емкость на длинном конце коромысла. Слив сифонной трубы из второй промежуточной емкости ориентирован в водоем.The upper end of the riser is turned into a first intermediate tank at the short end of the beam. Drainage of the siphon pipe from the first intermediate drainage tank is oriented to the second intermediate drainage tank at the long end of the beam. The drainage of the siphon pipe from the second intermediate tank is oriented into the reservoir.

Рассмотрим аэрацию воды предлагаемым способом. Водоприемному соплу с водоприемной трубой предоставляют возможность свободного падения в воду внутри водоприемной трубы. В это время всасывающий клапан закрыт. При входе водоприемного сопла в воду наряду со статическим избыточным давлением на воду формируется и динамическое избыточное давление, пропорциональное массе приемного сопла с водоподъемной трубой и квадрату скорости его движения. Поэтому от момента соприкосновения водоприемного сопла с поверхностью воды последняя под действием избыточного давления устремляется через приемное сопло в камеру смешения. В камере смешения струя воды эжектирует воздух из атмосферы по воздушной трубке. Вода и воздух в камере смешения перемешиваются, образуя однородную водовоздушную смесь, которая напором водяной струи выдается на дневную поверхность по водоподъемной трубе в первую промежуточную водосборную емкость.Consider the aeration of the water by the proposed method. A water intake nozzle with a water intake pipe allows free fall into the water inside the water intake pipe. At this time, the suction valve is closed. At the entrance of the water intake nozzle into the water, along with the static excess pressure on the water, a dynamic excess pressure is also formed, which is proportional to the mass of the receiving nozzle with the riser and the square of its speed. Therefore, from the moment the intake nozzle contacts the surface of the water, the latter rushes through the intake nozzle into the mixing chamber under the action of excess pressure. In the mixing chamber, a jet of water ejects air from the atmosphere through an air tube. Water and air in the mixing chamber are mixed, forming a homogeneous water-air mixture, which is discharged by the pressure of a water jet to the day surface through a water-lifting pipe into the first intermediate drainage tank.

Так как корпус водоприемного сопла близок по диаметру к внутреннему диаметру водоприемной трубы, то при опускании его в воду создается сопротивление движению воды между стенками корпуса водоприемного сопла и стенками водоприемной трубы из-за малости поперечного сечения кольцевого зазора и наличия местных сопротивлений в виде кольцевых гребней на корпусе водоприемного сопла. Основное количество воды поступает в канал водоподъемной трубы. По законам гидравлики при разветвленных сетях вода распределяется обратно пропорционально сопротивлению в соответствующих каналах. Ударное вхождение водоприемного сопла в воду лишь увеличивает надежность такого распределения, так как при этом возрастают скорости движения воды и в квадрате возрастает сопротивление каналов меньшей площади поперечного сечения.Since the body of the water intake nozzle is close in diameter to the inner diameter of the water intake pipe, when it is lowered into the water, resistance to water movement is created between the walls of the body of the water intake nozzle and the walls of the water intake pipe due to the small cross section of the annular gap and the presence of local resistances in the form of ring ridges on body of the intake nozzle. The main amount of water enters the channel of the riser. According to the laws of hydraulics with branched networks, water is distributed inversely proportional to the resistance in the corresponding channels. The shock entry of the water intake nozzle into the water only increases the reliability of such a distribution, since this increases the speed of movement of the water and the resistance of the channels of a smaller cross-sectional area increases.

Из водоподъемной трубы вода поступает в первую промежуточную водосборную емкость, закрепленную на коротком плече неравноплечего коромысла. Объем поступившей воды в первом приближении можно определить как объем цилиндра с диаметром водоприемной грубы и высотой, равной расстоянию от свободной поверхности воды в водоприемной трубе, существовавшей до вхождения водоприемного сопла в воду, до крайнего низшего положения водоприемного сопла после его опускания в водоприемную трубу.From the riser, water enters the first intermediate drainage tank mounted on the short arm of the unequal rocker arm. To a first approximation, the volume of incoming water can be defined as the volume of a cylinder with a diameter of the intake pipe and a height equal to the distance from the free surface of the water in the intake pipe that existed before the intake nozzle entered the water to the lowest position of the intake nozzle after it was lowered into the intake pipe.

После наполнения первой промежуточной емкости вода по сифонной трубе перетекает во вторую промежуточную емкость, закрепленную на длинном плече коромысла. После заполнения второй промежуточной емкости последняя, опускаясь, поднимает рычагом водоподъемную трубу в верхнее исходное положение. Одновременно с перемещением вверх водоподъемной трубы открывается всасывающий клапан водоприемной трубы. Очередная порция воды заполняет водоприемную трубу. При выравнивании уровней воды в водоеме и в водоприемной трубе всасывающий клапан закрывается. Из второй промежуточной емкости вода, обогащенная кислородом воздуха, по сифонной трубе перетекает в водоем, а водоподъемная труба опять опускается вниз и вытесняет очередную порцию воды вверх. Таким образом, повторяются циклы забора воды из водоема, обогащения воды кислородом и последующего возвращения аэрированной воды в водоем.After filling the first intermediate tank, water flows through the siphon pipe into the second intermediate tank, mounted on the long arm of the rocker arm. After filling the second intermediate tank, the last one, lowering, lifts the lifting pipe with the lever to the upper initial position. Simultaneously with the upward movement of the water pipe, the suction valve of the water pipe opens. Another portion of the water fills the intake pipe. When leveling the water levels in the pond and in the intake pipe, the suction valve closes. From the second intermediate tank, water enriched with atmospheric oxygen flows through a siphon pipe into the reservoir, and the riser again drops down and displaces the next portion of water up. Thus, the cycles of water intake from the reservoir, oxygen enrichment of the water and the subsequent return of aerated water to the reservoir are repeated.

Если по кольцевому зазору между стенками водоприемной трубы и водоприемного сопла прорывается некоторое количество воды, то она по верхнему отводу из водоприемной трубы возвращается в водоем. При этом в результате контактов с воздухом она тоже аэрируется.If a certain amount of water breaks through the annular gap between the walls of the intake pipe and the intake nozzle, then it returns to the reservoir along the upper outlet from the intake pipe. Moreover, as a result of contact with air, it is also aerated.

Устройство для аэрации водыWater Aeration Device

Известны механические аэраторы (Б.М. Худенко. Аэраторы для очистки сточных вод. Стройиздат, 1973 г. - 112 стр.). Недостаток известных механических аэраторов заключается в их большой энергоемкости и металлоемкости, так как используется энергия от промышленных источников и ее многократные преобразования, прежде чем совершается полезное действие.Known mechanical aerators (BM Khudenko. Aerators for wastewater treatment. Stroyizdat, 1973 - 112 pages). A disadvantage of the known mechanical aerators is their high energy and metal consumption, since energy from industrial sources and its multiple transformations are used before a useful action is performed.

Известен передвижной плавающий аэратор (SU 2082683, опубл. 27.06.1997 г.), в котором используется энергия ветра. Но для совершения полезного действия энергию ветра преобразовывают в механическую энергию дополнительных устройств. Это делает аэратор металлоемким и энергоемким. При этом аэрируют только поверхностные слои водоема и то только в ветреную погоду. При безветрии аэратор бездействует.Known mobile floating aerator (SU 2082683, publ. 06/27/1997), which uses wind power. But to perform a useful action, wind energy is converted into mechanical energy of additional devices. This makes the aerator metal-intensive and energy-intensive. In this case, only the surface layers of the reservoir are aerated, and only in windy weather. With no wind, the aerator is inactive.

В то же время известно использование силы тяжести физического тела для перемещения воды на более высокую геодезическую отметку с одновременной ее аэрацией (RU 2412379, опубл. 20.02.2011 г. RU 2447326, опубл. 10.11.2011 г.). Используют устройство, состоящее из водоприемной трубы с всасывающим клапаном, в которой размещено по диаметру водоприемное сопло, с водоподъемной трубой, имеющей камеру смешения с выходом в атмосферу. Приемной трубой с всасывающим клапаном забирается из водоема и изолируется порция воды. На изолированную порцию воды под действием силы тяжести физического тела создается избыточное давление. Под действием избыточного давления через приемное сопло истекает струя жидкости в камеру смешения и эжектирует воздух из атмосферы. Вода и воздух перемешиваются, образуя однородную водовоздушную смесь, которая напором струи зоды из приемного сопла выдается по водоподъемной трубе вверх в водосборную емкость.At the same time, it is known to use the gravity of the physical body to move water to a higher geodetic mark with its simultaneous aeration (RU 2412379, publ. 02.20.2011, RU 2447326, publ. 10.11.2011). A device is used, consisting of a water intake pipe with a suction valve, in which a water intake nozzle is placed in diameter, with a water lifting pipe having a mixing chamber with an outlet to the atmosphere. A suction pipe with a suction valve is taken from the reservoir and a portion of water is isolated. Excessive pressure is created on an isolated portion of water under the action of gravity of the physical body. Under the influence of excess pressure, a stream of liquid flows into the mixing chamber through the receiving nozzle and ejects air from the atmosphere. Water and air are mixed, forming a homogeneous water-air mixture, which is discharged by the pressure of the zoda jet from the receiving nozzle upward into the catchment tank through a water pipe.

Задача изобретения использовать энергию окружающей среды, а именно энергию поля гравитации Земли, для аэрации воды, аэрировать придонные слои водоема, в том числе в безветренную погоду, а также в помещениях, например в очистных сооружениях водоснабжения.The objective of the invention is to use environmental energy, namely the energy of the Earth's gravity field, for aeration of water, aerate the bottom layers of the reservoir, including in calm weather, as well as in rooms, for example, in water treatment plants.

Технический результат достигается тем, что водоподъемное устройство с использованием аэрации воды для облегчения подъема воды вверх, состоящее из водоприемной трубы с всасывающим клапаном, тяжелой водоподъемной трубы с водоприемным соплом и балластом, в качестве которого используется вода в корпусе водоприемного сопла, воздушной трубы и камеры смешения, а также подъемника, согласно изобретению размещено в понтоне на поверхности водоема, подлежащего аэрации, при этом водоприемная труба опущена до придонных слоев водоема, а слив аэрированной и поднятой вверх воды ориентирован в водоем. При этом вода, прорывающаяся через кольцевой зазор между стенками водоприемной трубы и стенками перемещающегося в ней возвратно-поступательно водоприемного сопла, также аэрируется на дневной поверхности при сбросе ее в водоем через каскад местных сопротивлений, открытых в атмосферу.The technical result is achieved by the fact that a water-lifting device using water aeration to facilitate lifting water upward, consisting of a water intake pipe with a suction valve, a heavy water lifting pipe with a water intake nozzle and ballast, which is used as water in the body of the water intake nozzle, air pipe and mixing chamber , as well as the lift, according to the invention is placed in a pontoon on the surface of the reservoir to be aerated, while the intake pipe is lowered to the bottom layers of the reservoir, and the discharge is aero Anna lifted up and water oriented in a pond. At the same time, water breaking through the annular gap between the walls of the water intake pipe and the walls of the reciprocating water receiving nozzle moving in it is also aerated on the day surface when it is discharged into the water body through a cascade of local resistances open to the atmosphere.

Устройство для аэрации воды в водоеме изображено на прилагаемом к описанию чертеже.A device for aerating water in a pond is shown in the drawing attached to the description.

Устройство смонтировано на заякоренном понтоне 1 с кондуктором 17 и содержит водоприемную трубу 2 с всасывающим клапаном 3, водоприемное сопло 4 с кольцевыми гребнями 5 на боковой поверхности и корпусом 18, водоподъемную трубу 6 с камерой смешения 7 и крепежным элементом 16, воздушную трубу 8, неравноплечее коромысло 9, опертое на верхний торец водоприемной трубы 2, с первой промежуточной водосборной емкостью 10 на коротком плече и второй промежуточной водосборной емкостью 11 на длинном плече коромысла. Промежуточные водосборные емкости снабжены сифонными сливными трубами 12. Из первой емкости 10 сливная труба ориентирована во вторую емкость 11. Из второй емкости 11 сливная труба ориентирована в водоем. Отвод 13 водоприемной трубы 2 ориентирован в сливной лоток 14 с каскадом поперечных препятствий 15. Сливной лоток 14 направлен в водоем.The device is mounted on an anchored pontoon 1 with a conductor 17 and contains a water intake pipe 2 with a suction valve 3, a water intake nozzle 4 with annular ridges 5 on the side surface and the housing 18, a water lift pipe 6 with a mixing chamber 7 and a fastener 16, an air pipe 8, not equal a rocker 9, supported on the upper end of the intake pipe 2, with a first intermediate catchment tank 10 on the short arm and a second intermediate catchment tank 11 on the long arm of the rocker arm. The intermediate drainage tanks are equipped with siphon drain pipes 12. From the first tank 10, the drain pipe is oriented to the second tank 11. From the second tank 11, the drain pipe is oriented to the water body. The outlet 13 of the intake pipe 2 is oriented into the drain tray 14 with a cascade of lateral obstacles 15. The drain tray 14 is directed into the reservoir.

Устройство для аэрации воды работает следующим образом.A device for aeration of water works as follows.

Устройство можно считать приведенным в рабочее состояние, если водоприемное сопло 4 с водоприемной трубой 6 находятся в верхнем крайнем положении. В это время водоприемная труба 2 заполнена водой, а всасывающий клапан 3 закрыт. Предоставляя возможность свободного движения водоприемного сопла 4 с водоподъемной трубой 6 вниз, мы начинаем рабочий процесс подъема и аэрации воды. Сопло 4 соприкасается с поверхностью воды и переносит на нее тяжесть водоподъемной трубы 6 и балластного груза в виде воды или другого инертного тяжелого материала, заполняющего корпус 18 водоприемного сопла 4. На поверхности воды возникает избыточное давление, под действием которого вода устремляется через отверстие водоприемного сопла 4 в виде высокоскоростной струи в камеру смешения 7. Одновременно вода в некотором ограниченном количестве прорывается по кольцевому зазору между стенками водоприемной трубы 2 и стенками корпуса водоприемного сопла 4 и также движется вверх до бокового отвода 13 в водоприемной трубе 2, через который она сливается в лоток 14, ориентированный в водоем, и, закручиваясь на каскаде препятствий 15, аэрируется и стекает в водоем. На участке свободного движения струя воды из водоприемного сопла 4 увлекает за собой воздух из атмосферы по воздушной трубе 8. В камере смешения 7 вода и воздух интенсивно перемешиваются и в виде однородной водовоздушной смеси поступают в водоподъемную трубу 6,. по которой она поднимается вверх и изливается в первую промежуточную водосборную емкость 10. При этом воздух освобождается в атмосферу, а вода накапливается в емкости. В емкости 10 вода накапливается в количестве, достаточном для того, чтобы, воздействуя своим весом на длинное плечо коромысла, смогла поднять водоподъемную трубу вверх. Такое количество воды определяется положением выхода сифонной трубы из емкости над дном емкости. Поэтому при достижении в емкости 10 уровня воды, равного или более высоты выхода сифонной трубы 12, включается в работу сифон и вся вода из емкости 10 перетекает во вторую емкость 11. При наполнении емкости 11 водой движение вниз подъемной трубы 6 замедляется вплоть до полной остановки. При полном заполнении емкости 11 водой длинное плечо коромысла 9 начинает опускаться вниз и одновременно поднимать коротким плечом водоподъемную трубу 6 вверх. При полном наполнении емкости 11 водоподъемная труба 6 достигнет верхнего крайнего положения.The device can be considered operational if the water intake nozzle 4 with the water intake pipe 6 are in the upper extreme position. At this time, the intake pipe 2 is filled with water, and the suction valve 3 is closed. Providing the possibility of free movement of the intake nozzle 4 with the lifting pipe 6 down, we begin the process of lifting and aeration of water. The nozzle 4 is in contact with the surface of the water and transfers the severity of the water-lifting pipe 6 and ballast weight to it in the form of water or other inert heavy material filling the housing 18 of the water-receiving nozzle 4. Overpressure occurs on the water surface, under the influence of which water rushes through the opening of the water-receiving nozzle 4 in the form of a high-speed jet into the mixing chamber 7. At the same time, a certain limited amount of water breaks through the annular gap between the walls of the intake pipe 2 and the walls of the intake housing Nogo nozzle 4 and also moves upwardly to the lateral outlet 13 in the water intake pipe 2 via which it merges into the tray 14, oriented in a reservoir, and, on the twisting stage obstacles 15, aerates and drains into the reservoir. In the area of free movement, a jet of water from the intake nozzle 4 entrains air from the atmosphere through the air pipe 8. In the mixing chamber 7, the water and air are intensively mixed and in the form of a uniform air-water mixture enter the water pipe 6. by which it rises and pours out into the first intermediate drainage tank 10. In this case, air is released into the atmosphere, and water accumulates in the tank. In the tank 10, the water accumulates in an amount sufficient so that, by acting on its weight on the long arm of the rocker arm, it can raise the water tube up. This amount of water is determined by the position of the outlet of the siphon pipe from the tank above the bottom of the tank. Therefore, when the water level in the tank 10 is equal to or more than the outlet height of the siphon pipe 12, a siphon is turned on and all the water from the tank 10 flows into the second tank 11. When the tank 11 is filled with water, the downward movement of the lifting pipe 6 slows down until it stops completely. When the tank 11 is completely filled with water, the long arm of the rocker arm 9 begins to fall down and at the same time lift the water-lifting pipe 6 upward with the short arm. When the tank 11 is fully filled, the riser pipe 6 will reach the upper extreme position.

При движении водоподъемной трубы 6 вверх открывается всасывающий клапан 3 в водоприемной трубе 2 под действием гидростатического давления в водоеме и новая порция воды затекает в водоприемную трубу 2. При выравнивании уровней воды в водоеме и водоприемной трубе 2 всасывающий клапан 3 закрывается. В это же время вода в промежуточной сборной емкости 11 на длинном плече коромысла 9 достигает уровня выхода сифонной трубы и этим запускает сифон в работу. Емкость 11 начинает опорожняться и водоподъемная труба 4 начинает опускаться в водоприемную трубу 2, совершая очередной рабочий цикл.When the water-lifting pipe 6 moves upward, the suction valve 3 in the water-receiving pipe 2 opens under the action of hydrostatic pressure in the water body and a new portion of water flows into the water-receiving pipe 2. When the water levels in the water-body and water-receiving pipe 2 are equalized, the suction valve 3 closes. At the same time, the water in the intermediate collecting tank 11 on the long arm of the rocker arm 9 reaches the exit level of the siphon pipe and this launches the siphon into operation. The tank 11 begins to empty and the water lift pipe 4 begins to sink into the water intake pipe 2, making the next working cycle.

Таким образом, происходит аэрация воды в водоеме за счет энергии окружающей среды, а именно за счет энергии гравитационного поля Земли. Производительность насыщения воды воздухом высокая и зависит в основном от диаметра водоприемной трубы. При ее диаметре 5 м и погружении в воду водоприемного сопла в каждом цикле на 1 м в каждом рабочем цикле аэрируется 250 литров воды. В момент подъема водоприемного сопла вода, находящаяся в водоприемной трубе, стекает вниз и не попадает в водосборную емкость. Но поскольку длина водоподъемной трубы и ее диаметр невелики, то количество возвращающейся вниз воды не достигает и 1%.Thus, there is aeration of water in the reservoir due to environmental energy, namely due to the energy of the Earth's gravitational field. The performance of water saturation with air is high and depends mainly on the diameter of the intake pipe. With its diameter of 5 m and immersion in the water of the intake nozzle in each cycle for 1 m, 250 liters of water are aerated in each working cycle. At the time of raising the water intake nozzle, the water in the water intake pipe flows down and does not fall into the catchment tank. But since the length of the riser and its diameter are small, the amount of water returning down does not reach 1%.

Так как устройство работает круглосуточно в автономном режиме, то за сутки аэрируются большие объемы воды в водоеме.Since the device works offline around the clock, large volumes of water in the pond are aerated per day.

Claims (3)

1. Способ аэрации воды воздухом, включающий забор воды из водоема, формирование потока воды, забор воздуха из атмосферы, перемешивание воды и воздуха, сброс насыщенной воздухом воды в водоем, отличающийся тем, что забор воды производят ограниченными порциями из придонных слоев водоема, изолируют взятую порцию воды от водоема, создают на поверхность изолированной порции воды избыточное давление весом физического тела и балласта, формируют под действием избыточного давления скоростное истечение воды через сопло с эжектированием воздуха из атмосферы, который, смешиваясь с водой, обогащает ее кислородом, а затем водовоздушную смесь возвращают в водоем, при этом прорывающуюся воду через скользящий контакт водоприемного сопла со стенками водоприемной трубы также аэрируют в лотке с каскадом препятствий и сбрасывают в водоем.1. The method of aeration of water with air, including the intake of water from a reservoir, the formation of a water stream, the intake of air from the atmosphere, mixing of water and air, the discharge of water saturated with air into a reservoir, characterized in that the water is taken in limited portions from the bottom layers of the reservoir, isolate taken a portion of water from a reservoir, create an excess pressure on the surface of an isolated portion of water by the weight of the physical body and ballast, form under the influence of excess pressure a rapid outflow of water through a nozzle with air ejection and atmosphere which is mixed with water, enriched with oxygen, and then a water-air mixture is returned to the reservoir, the intruding water through the water intake nozzles sliding contact with the walls of aerated water intake pipe as a tray with a cascade of obstacles and discharged into the reservoir. 2. Способ аэрации воды по п.1, отличающийся тем, что физическое тело, вытеснившее воду вверх и опустившееся при этом вниз, возвращают в исходное верхнее положение с помощью рычага, нагружаемого весом поднятой вверх порции воды.2. The method of aeration of water according to claim 1, characterized in that the physical body, which displaced the water up and down while lowering, is returned to its original upper position using a lever loaded with the weight of a raised portion of water. 3. Устройство для аэрации воды по способу, изложенному в п.1, содержащее заякоренный в водоеме понтон и водоприемную трубу, смонтированную на нем, отличающееся тем, что водоприемная труба снабжена всасывающим клапаном внизу, отводом вверху и опущена в придонные слои водоема через кондуктор, имеющий крепежные элементы для удержания водоприемной трубы на понтоне, а в ней размещено физическое тело и балласт по диаметру водоприемной трубы с водоподъемной трубой, которая подвешена на коротком плече неравноплечего коромысла, опертого на верхний торец водоподъемной трубы, при этом на обоих концах неравноплечего коромысла смонтированы промежуточные водосборные емкости со сливными сифонными трубами, причем сифонная труба из емкости короткого плеча ориентирована в емкость длинного плеча, а сифонная труба из емкости длинного плеча коромысла ориентирована в водоем, отвод водоприемной трубы ориентирован в сливной лоток с поперечными преодолимыми препятствиями. 3. A device for aeration of water according to the method described in claim 1, comprising a pontoon anchored in a pond and a water intake pipe mounted on it, characterized in that the water intake pipe is equipped with a suction valve at the bottom, an outlet at the top and lowered into the bottom layers of the reservoir through the conductor, having fasteners for holding the water intake pipe on the pontoon, and it contains a physical body and ballast along the diameter of the water intake pipe with a water lifting pipe, which is suspended on the short arm of an unequal rocker arm supported on the top the end of the riser pipe, while at the both ends of the unequal rocker arm, intermediate drainage tanks with drain siphon tubes are mounted, the siphon tube from the short arm tank is oriented into the long arm tank, and the siphon pipe from the tank of the long arm rocker is oriented into the reservoir, the outlet of the water intake pipe is oriented drain pan with transverse obstacles.
RU2012135940/05A 2012-08-21 2012-08-21 Method of water aeration and device for its realisation RU2507162C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012135940/05A RU2507162C1 (en) 2012-08-21 2012-08-21 Method of water aeration and device for its realisation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012135940/05A RU2507162C1 (en) 2012-08-21 2012-08-21 Method of water aeration and device for its realisation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2507162C1 true RU2507162C1 (en) 2014-02-20

Family

ID=50113243

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012135940/05A RU2507162C1 (en) 2012-08-21 2012-08-21 Method of water aeration and device for its realisation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2507162C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU214200U1 (en) * 2022-05-06 2022-10-14 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева" (ФГБОУ ВО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева) Device for aeration of bottom layers of water

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2074837C1 (en) * 1992-09-22 1997-03-10 Акционерное общество закрытого типа "Экоэн" Method and apparatus for aeration of water in reservoirs
RU2412379C1 (en) * 2009-06-25 2011-02-20 Таран Анатолий Петрович Method to start airlift
US7947172B2 (en) * 2004-07-15 2011-05-24 Water Management Technologies, Inc. Vessel with oxygenation system and decontamination method
RU2447326C2 (en) * 2010-04-29 2012-04-10 Анатолий Петрович Таран Method to lift water and device for its realisation
RU2451216C1 (en) * 2011-03-18 2012-05-20 Анатолий Петрович Таран Method of water air lift from wells and open basin

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2074837C1 (en) * 1992-09-22 1997-03-10 Акционерное общество закрытого типа "Экоэн" Method and apparatus for aeration of water in reservoirs
US7947172B2 (en) * 2004-07-15 2011-05-24 Water Management Technologies, Inc. Vessel with oxygenation system and decontamination method
RU2412379C1 (en) * 2009-06-25 2011-02-20 Таран Анатолий Петрович Method to start airlift
RU2447326C2 (en) * 2010-04-29 2012-04-10 Анатолий Петрович Таран Method to lift water and device for its realisation
RU2451216C1 (en) * 2011-03-18 2012-05-20 Анатолий Петрович Таран Method of water air lift from wells and open basin

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU214200U1 (en) * 2022-05-06 2022-10-14 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева" (ФГБОУ ВО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева) Device for aeration of bottom layers of water

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2825541A (en) Means for aerating water
CS210625B2 (en) Method of sewage biological treatment by aeration and equipment for making the same
WO2013038748A1 (en) Air diffusing method provided with hydroelectric power generating device and air diffuser
RU2507162C1 (en) Method of water aeration and device for its realisation
KR100986626B1 (en) Purification apparatus for water-quality
JP2014144451A (en) Aerator outfitted with a hydraulic power generator
JP2009022847A (en) Aeration mixing and circulation equipment
KR101026725B1 (en) A portable apparatus for purifying water
RU2478583C1 (en) Method of aerating water bodies and apparatus for realising said method
JPS5837520Y2 (en) Aeration equipment for dams, lakes, etc.
DE929220C (en) Process for the fumigation of water in water courses and lakes
JPS5843997Y2 (en) Aerators for reservoirs, etc.
CN1253227C (en) Apparatus for learning swim
GB2411396A (en) Combined aeration pond and reedbed
WO1995023259A1 (en) Delivery of sea water using tidal movements
CN103332778A (en) Submerged floating-type general micropore aeration device
KR102628366B1 (en) Floating bridge with water purification function
CN203212353U (en) Oil separator for kitchens
CN2595897Y (en) Anti-reverse water seal valve
CN210065414U (en) Sewage treatment plant for water conservancy building
CN210367162U (en) Grid type water ecological purification combined island
JPS5824397A (en) Aerating device for storage pond
CN110436635B (en) Rural sewage treatment device and operation pipe maintaining method
JPS5765390A (en) Aerator for storage dam, lake or the like
RU42521U1 (en) SURFACE WATER AERATOR