SA516371015B1 - نظام لتحسين تدوير المائع في مسطح مائعي - Google Patents

Abstract

يتعلق الاختراع الحالي بنظام لتحسين تدوير المائع في مسطح مائعي fluid-body حيث يمتاز بعوامل هيدرودينامية hydrodynamics محسنة، وجود حد أدنى من المناطق الخامدة dead zones وبنظام به حد أدنى من مقادير الفقد للطاقة، ويشتمل النظام على عنصر تقسيم dividing-element واحد على الأقل موضوع ضمن المسطح المائعي، حيث، يعمل عنصر التقسيم على تقسيم المسطح المائعي إلى قسمين على الأقل بحيث يكون هذان القسمان متصلين ببعضهما البعض أو في حالة اتصال مائعي مع بعضهما البعض. الشكل 1

Description

نظام لتحسين تدوير المائع في مسطح مائعي ‎A system for improving the fluid circulation in a fluid-body‏ الوصف الكامل خلفية الاختراع مجال الاختراع يتعلق الاختراع الحالي بنظام لتحسين تدوير المائع في مسطح مائعي ‎fluid-body‏ وتحديداً بنظام لتحسين تدوير المائع في مسطح مائعي؛ حيث يكون المسطح المائعي عبارة عن بركة ‎pond‏ ‏5 تمتاز بعوامل هيدرودينامية ‎hydrodynamics‏ محسنة؛ وجود حد أدنى من المناطق الخامدة ‎dead‏ ‏5 وبنظام يمتاز بالتقليل من فقد الطاقة إلى أدنى حد. وتكون البركة المجروية ‎Bile raceway pond‏ عبارة عن بركة صناعية ضحلة تستخدم في إنماء الكائنات ‎dal)‏ الدقيقة ‎Jie‏ الطحالب ع188ه. ويمكن تصنيف البركة المجروبة إلى نوعين حيث يتمثل النوع الأول في برك مفتوحة ‎AY)‏ في برك مغلقة. وتم استخدام البرك المجروية 0 بحيث تفي بأنواع مختلفة من المتطلبات الصناعية. وتتكون البركة المجروية من العديد من الشبكات ‎grids‏ المستطيلة المتصلة ببعضها البعض أو التي تكون في حالة اتصال مائعي مع بعضها البعض وتتكون كل شبكة مستطيلة من قناة ‎channel‏ واحدة بشكل بيضوي لتشكيل دائرة مجروية ذاتية الحركة. وتتكون كل شبكة مستطيلة في البركة المجروية من عنصر تقسيم ‎dividing‏ ‎element‏ يعمل على تدوير تدفق المائع بزاوية تبلغ 180" ضمن تلك الشبكة. وقد تتكون البركة المجروية من آلية ضخ ‎Jie pumping mechanism‏ عجلة تجديف ‎paddle wheel‏ في الشبكات المستطيلة لحث حركة التدفق اللازمة للعديد من الأغراض ‎Jie‏ معالجة مياه الصرف الصحي؛ إنماء الكائنات الحية الدقيقة ‎Jie‏ البكتيرياء الطحالب؛ ولخلط المكونات مثل المكونات الكيميائية. وتتراوح سرعة المائع عادة في البركة المجروية من حوالي 10 إلى 40 سم/ث وبتراوح عمق المائع في البركة المجروية من حوالي 15 إلى 30 سم. وتشكل انحناءات عنصر التقسيم بنيةً 0 شبيهةٌ بمنعطف حاد ‎hairpin‏ أو ‎Gy‏ شبيهةً بالدمبل ‎dumbbell‏ ويشكل أساسي؛ في حين تكون ‎AS,‏ المجروية في وضع التشغيل؛ يتخذ المائع المتددفق زاوية دوران تبلغ 180" بالقرب من

انحناءات كل عنصر تقسيم ويؤدي هذا إلى فصل طبقة حدودية عند أطراف عنصر التقسيم مما يؤدي إلى إعادة تدوير المائع ومطابقة سرعة المائع. وهذا يؤدي بدوره إلى تشكيل مناطق خامدة في المنطقة المجاورة مباشرةً للانحناءات. ويتسبب وجود المناطق الخامدة في تجمع الكائنات الحية الدقيقة غير المرغوب فيها مثل آكلات الأعشاب مما يؤدي إلى حدوث قصور متكرر في البركة المجروية؛ قد يكون ‎Lal‏ عن الخلط غير الكافي. وبمقارنة كفاءة الطاقة لتصاميم مختلفة للبرك المجروية الطحلبية الأكثر طلباً باستخدام ديناميات حسابية للمائع» تقترح مقالة بعنوان " ‎Chemical‏ ‎"Engineering Research and Design‏ 2012م؛ بإسم ليفمان ومعاونيه ‎Liffman et al‏ عدداً من الأشكال الهندسية ثلاثية الأبعاد للانحناءات التي تحرف التدفق نحو الحافة الخارجية للانحناء وتحافظ على مساحة المقطع العرضي للقناة؛ مما يؤدي بذلك إلى تقليل مقادير فقد الطاقة إلى أدنى

0 حد نتيجة لقوى الطرد المركزي ‎centrifugal forces‏ وتم استخدام النمذجة العددية لنمذجة تشكيلات للانحناءات. ولا تقلل بعض تصاميم الانحناءات الجديدة مثل تصماميم صندوقية 'ضيقة"؛ 'متوسطة"؛ و 'واسعة' من استهلاك الطاقة فحسب؛ لكنها تحسن أيضاً من الاختلاط الحاصل في البركة المجروية من خلال التخلص من مناطق الركود ‎stagnation regions‏ والمناطق منخفضة السرعة الواقعة ضمن التدفق. وكشف ليفمان ومعاونيه تحديداً عن بركة استتبات ‎cultivation pond‏

5 .لها جانبية على شكل دمعة متماثلة على جانبي عنصر التقسيم في كل شبكة مستطيلة لتحسين جانبية تدفق المائع.

ومع ذلك؛ تقلل الجانبية التي على شكل الدمعة المتماثلة على جانبي عنصر التقسيم من المساحة المتاحة لنمو الكائنات الحية الدقيقة؛ مما يزيد من انخفاض الضغط وبالتالي يستهلك هذا النظام كما كشف عنه من قبل ليفمان ومعاونيه المزيد من القدرة.

وبالإضافة إلى ذلك» يكشف طلب براءة الاختراع الأمريكي رقم 20120272574 عن برك لاستتنبات الطحالب بها منطقة تضيق ‎ccontraction zone‏ منطقة ‎«expansion zone aug‏ وأرياش ‎vanes‏ ضمن منطقة التوسع في بركة الاستنبات. ويكشف طلب براءة الاختراع هذا عن بركة الاستنبات التي بها انحناء عند أي من طرفي عنصر التقسيم الذي يشكل جانبية على شكل دمعة عند أي جانب لطرف عنصر التقسيم.

ومع ذلك؛ من التقنية السابقة؛. يلاحظ أن طريقة تشكيل انحناء عنصر التقسيم عند طرفي عنصر التقسيم في المجرى المائي؛ تؤدي حتماً لواحد أو أكثر من هذه العيوب:

تتمثل إحدى سيئات النظام التقليدي في إخفاقه في تزويد نظام يمتاز بالتقليل من المناطق الخامدة ومطابقة السرعة حول مناطق الانحناء في النظام. ويتمثل عيب ‎AT‏ للنظام التقليدي في أنه لا يؤدي استخدامه إلى التخلص من إعادة التدوير الموضعي للمائع المتدفق ضمن النظام ومنع فصل المائع. ‎Jia 5‏ عيب ‎AT‏ كذلك لاستخدام النظام التقليدي في أنه لا يزود نظاماً يمتاز بتقليل مقادير فقد الطاقة المصاحبة لتدفق المائع عند الانحناءات الواقعة ضمن النظام. ويتمثل عيب آخر أيضاً للنظام التقليدي في أنه لا يزود نظاماً يمتاز بالتقليل من متطلب القدرة بالنسبة لتدفق المائع. ويتمثل عيب آخر أيضاً للنظام التقليدي في أنه لا يزود نظاماً يمتاز بالتقليل من فقد 0 المنطقة التشغيلية. ويتمثل عيب آخر كذلك للنظام التقليدي في أنه لا يزود نظاماً يمتاز بتحسين السلوك الهيدرودينامي. وبالتالي؛ من أجل تفادي المشاكل المذكورة أعلاه المرتبطة باستخدام النظام التقليدي لإنماء الكائنات الحية الدقيقة؛ فإن يكون من الضروري إعادة تصميم الانحناء المتشكل عند أحد طرفي عنصر التقسيم في البركة المجروية من أجل تحسين تدوير المائع في المسطح المائعي. الأهداف في يلي ‎old‏ ذكرت بعض أهداف الاختراع الحالي إلى توجه نحو التقليل من واحدة أو أكثر من المشاكل وفقاً للتقنية السابقة أو على الأقل تزوّد ‎Say‏ مفيداً عنها. ويتمثل هدف للاختراع الحالي في التخلص من العيوب المصاحبة للنظام التقليدي المعد لتحسين تدوير المائع في مسطح مائعي الذي أخفق في تزويد نظام يمتاز بالتقليل من المناطق الخامدة ومطابقة السرعة حول مناطق الانحناء في النظام. ويتمثل هدف آخر للاختراع الحالي في تزويد نظام يؤدي استخدامه إلى التخلص من إعادة التدوير الموضعي للمائع المتدفق ضمن النظام ومنع فصل المائع. ويتمثل هدف ‎AT‏ للاختراع الحالي في تزويد نظام يمتاز بتقليل مقادير فقد الطاقة 5 المصاحبة لتدفق المائع عند الانحناءات الواقعة ضمن النظام.

Claims (1)

1. عناصر الحماية 1- نظام لتحسين تدوير المائع في مسطح مائعي ‎efluid-body‏ حيث يشتمل النظام على = عنصر تقسيم ‎dividing-element‏ واحد على الأقل موضوع ضمن المسطح المائعي المذكورء حيث يعمل عنصر التقسيم على تقسيم المسطح المائعي إلى قسمين على الأقل بحيث يكون هذان القسمان متصلين ببعضهما البعض أو في حالة اتصال مائعي مع بعضهما البعض؛ وبتميز في أنه؛ يشتمل عنصر التقسيم الواحد على الأقل المذكور على بنية غير متماظة ‎asymmetrical structure‏ واحدة على الأقل مشكلة على طرف واحد على الأقل ‎Cua cal‏ تشتمل البنية غير المتماظة ‎asymmetrical structure‏ المذكورة على ما يلي: - جدار جانبي مستدق أمامي ‎leading tapered side wall‏ متصل بسطح أفقي تشغيلي أول ‎first operative horizontal surface‏ مواز لعنصر التقسيم ‎dividing-‏ ‎¢ ‏المذكور‎ element ‏- سطح منحنٍ أول ‎first curved surface‏ يشكل امتداداً للسطح الأفقي التشغيلي الأول المذكور؛ ‏- سطح منحنٍ ‎second curved surface Ob‏ يشكل امتداداً للسطح المنحني الأول ‏15 المذكور ومتصل بالسطح الأفقي التشغيلي الثاني ‎second operative horizontal‏ ‎surface‏ المذكور الموازي لعنصر التقسيم المذكور؛ ‎laa -‏ جانبي مستدق خلفي ‎trailing tapered side wall‏ يمثل امتداداً للسطح الأفقي التشغيلي الثاني ويكون متصلاً بعنصر التقسيم المذكور؛ و ‏حيث ينتج كل من الجدار الجانبي المستدق الأمامي؛ جدار جانبي مستدق خلفي؛ ‏20 عدم ‎asymmetry Sl‏ على جانبي عنصر التقسيم المذكور. ‏2- النظام وفقاً لعنصر الحماية 1؛ حيث يشكل كل من الجدار الجانبي المستدق الأمامي المذكورء السطح الأفقي التشغيلي الأول المذكورء السطح المنحني الأول ‎(Sal‏ السطح المتحني الثاني المذكورء السطح الأفقي التشغيلي الثاني المذكورء الجدار الجانبي المستدق الخلفي المذكور؛ بنية غير متماثلة متصلة ‎continuous‏

   ‎.asymmetrical structure 25

   3- النظام ‎lady‏ لعنصر الحماية 1؛ حيث يكون الجدار الجانبي المستدق الأمامي ‎leading‏ ‎tapered side wall‏ المذكور ‎Sle‏ بزاوية أمامية ‎leading angle‏ "0" بالنسبة للمحور الطولي لعنصر التقسيم ‎dividing-element‏ المذكور ويكون الجدار الجانبي المستدق الخلفي ‎trailing tapered side wall‏ المذكور ‎Mike‏ بزاوية خلفية ‎trailing angle‏ "@' بالنسبة للمحور الطولي لعنصر التقسيم المذكور. 4- النظام وفقاً لعنصر الحماية 3 ‎Cua‏ تكون ‎sale‏ الزاوية الأمامية ‎leading angle‏ "0" المذكورة أقل من الزاوية الخلفية ‎trailing angle‏ "م" المذكورة. 5- النظام وفقاً لعنصر الحماية 1؛ حيث تكون بداية الجدار الجانبي المستدق الأمامي ‎leading tapered side wall‏ المذكور أقرب لأحد طرفي ‎pale‏ التقسيم ‎dividing‏ ‎element 10‏ المذكور. 6- النظام وفقاً لعنصر الحماية 1؛ حيث تكون بداية الجدار الجانبي المستدق الخلفي ‎trailing tapered side wall‏ المذكور بعيدةً عن أحد طرفي عنصر التقسيم ‎dividing‏ ‎element‏ المذكور. 7- النظام وفقاً لعنصر الحماية 1؛ حيث تكون نقطتا البداية للجدار الجانبي المستدق | لأمامي ‎leading tapered side wall‏ المذكور والجدار الجانبي المستدق الخلفي ‎trailing‏ ‎tapered side wall‏ المذكور مختلفتين أو غير متوافقتين. 8- النظام وفقاً لعنصر الحماية 1؛ حيث يكون المسطح المائعي ‎fluid-body‏ المذكور عبارة عن مسطح ‎-water-body (Sle‏ 9- النظام وفقاً لعنصر الحماية 8؛ حيث يكون المسطح المائي ‎water-body‏ المذكور عبارة عن بركة ‎.pond‏ ‏0- النظام وفقاً لعنصر الحماية 1؛ حيث يكون تعنصر التقسيم ‎dividing element‏ المذكور ‎A‏ حيث تكون ‎Ble‏ عن بنية واحدة على الأقل مختارة من المجموعة التي تتكون من: بنية مجوفة ‎chollow structure‏ بنية صلبة ‎solid structure‏ ¢ بنية مجوفة ‎hollow structure‏ مليئة بالمائع؛ بنية صلبة مثقوية ‎«perforated solid structure‏ بنية مجوفة مثقوية ‎hollow structure‏ 001012160 بنية شبه صلبة ‎semi-solid structure‏ وتوليفة منها.

   1- النظام وفقاً لعنصر الحماية 1 حيث يتم عادة تصنيع عنصر التقسيم ‎dividing‏ ‎element‏ المذكور من مواد مختارة من مجموعة تتكون من: حجارة البناء ‎(masonry‏ ‏الصلصال ‎clay‏ البلاستيك ‎(plastic‏ الخشب ‎cwood‏ المعادن ‎metals‏ والمواد الليفية

   ‎.fibrous material‏ 12- النظام وفقاً لعنصر الحماية 1 حيث تثبت البنية غير المتماثلة ‎asymmetrical‏ ‎structure‏ المذكورة بأحد طرفي عنصر التقسيم ‎dividing-element‏ المذكور. 3- النظام وفقاً لعنصر الحماية 1؛ حيث تثبت ‎dad‏ غير المتماظلة ‎asymmetrical‏ ‎structure‏ المذكورة بأحد طرفي عنصر التقسيم ‎dividing-element‏ المذكور بشكل قابل للنزع. 0 14- النظام وفقاً لعنصر الحماية 1 حيث يكون للبنية غير المتماظلة ‎asymmetrical‏ ‎structure‏ المذكورة شكلاً مختاراً من المجموعة التي تتكون من: منعطف حاد غير منتظم ‎irregular hairpin‏ ودمبل غير منتظم ‎.irregular dumbbell‏ 5- النظام وفقاً لعنصر الحماية ‎ol‏ حيث يكون لكل من عنصر التقسيم ‎dividing-‏ ‎element‏ المذكور والبنيتين غير المتمائلتين ‎asymmetrical structures‏ المذكورتين قابلية للنفخ ‎plang‏ كل منها من مادة ‎-elastic material Lye‏ ‏6- النظام وفقاً لعنصر الحماية 1؛ حيث يتم تزويد آلية للضخ ‎pumping mechanism‏ في المسطح المائعي ‎fluid-body‏ المذكور بحيث تولد على الأقل دوراناً مع عقارب الساعة ودوراناً عكس عقارب الساعة ضمن أقسام من المسطح المائعي المذكور. ‏7- النظام وفقاً لعنصر الحماية 16؛ حيث يكون دوران المائع ضمن القسمين المذكورين ‏20 على الأقل بكيفية تتمثل في دورانه من القسم الأول إلى القسم الأخير ومن القسم الأخير إلى القسم الأول خلال الأقسام المتوسطة. ‏8- النظام وفقاً لعنصر الحماية 17؛ حيث يكون تكوين وتدفق المائع في المسطح المائعي ‎fluid-body‏ المذكور_ بحيث يتلامس بدايةً مع الجدار الجانبي المستدق الأمامي ‎leading tapered side wall‏ المذكور ومن ثم يتلامس مع الجدار الجانبي المستدق ‏25 الخلفي ‎trailing tapered side wall‏ المذكور مشكلاً جانبية مائع غير متماثلة

   ‎.asymmetric fluid profile‏

   — 8 1 — 9- النظام وفقاً لعنصر الحماية 16 حيث تتمثل آلية الضخ ‎pumping mechanism‏ المذكورة المعدة لتدوير المائع داخل المسطح المائعي ‎fluid-body‏ المذكور في آلية واحدة على الأقل ‎Jie‏ عجلة تجديف ‎(paddle wheel‏ دفاعة ‎propeller‏ ومنفث خطي ‎linear jet‏

   — 1 9 — Yas I od : ‏الاي‎ ‎(a=) ‎A x " ‏تا‎ : 0 1 ‏نبب ب !جر لعنلا‎ + ١ ‏الشكل‎

   — 2 0 — = ae five ‏"أ‎ NA 7 0 - 3 ‏اح اا‎ sad dnd ... ‏جو‎ ee 7 * 0 ‏نل‎ enna ‏ااا اكه م تي ال اكه‎ ١ wo. = SL . J Ce x 3 a > re x oN ٠ TENURE Cy ra RN a 0 ‏مسا‎ ‎5 SR Ce CN Wy ee SS Fy + ‏ص ا‎ 0 o 0 Rat 2 b; ‏التذفق‎ aml 3 ; BA a.

   INT A ‏الاك مس‎ A { 0 A Tyas ‏الشكل ؟‎

   بام * أب جاب 0 ٠اب‏ 0 ااا ا ا ‎١ ee, Raa‏ ' 0 ال | اتجاه ‎a, 0 Shalt‏ احا ريع المي وا :0 5 آه؟ 2 ؟ ل 2 الماع جد تح حي ست عي لبتم ماي سي الس ل ‎v3 ١ a Fo‏ ‎Slot i hae wed 4‏ التدفق ‎JUV 2 FUTUR La :‏ للبت ‎[FTIR‏ ‏ا اللي يم ‎yyy ١‏ الحراب الشكل ؟

   — 2 2 — ‏ب‎ AS \ TSOYA 5 0 ‏ا‎ & ١ Y 0 " — . . ‏مم‎ Ca ‏بيب‎ % Nl ‏لان — حا ا ب ال م‎

   J . ‏ل ب‎ SRT ] Te ‏ب‎ ًَ ‏يسوبي“‎ 8 SOOO: “ ‏ال‎ ! “/ a - ح١‎ ١ a JON 5 ١ > ‏ل‎ E bi K — > A SS | 0 % Ir 1 11 3 ENS : He BF ‏لل‎ ‎AN ™ #02 0 ‏ام بج ض‎ foo R' ’ 95 ١ ٍّ 8 ‏ب‎ re o : re Na ٌْ : 4 & 3 1 | 10 ‏اذ ليسي ب ساقي‎ ‏ا‎ ّ: 1 : 0 AY eens] : 1 i 2 Hy Rt _ ‏ب تجن‎ La 1 | _ 1 ‏أ مي‎ ‏ا‎ 3 \Eh 3 LY ‏إٍ‎ \ ' A ك١ ‏جل‎ ‎4 ‏الشكل‎

   َه ابابلل >>> >>> >>> >>> > ب لابجب ‎i‏ 0 ’ ا الشكل - *

   — 4 2 — )= الشكل .1

   لاله الهيلة السعودية الملضية الفكرية ا ‎Sued Authority for intallentual Property‏ ‎RE‏ .¥ + \ ا 0 § 8 ‎Ss o‏ + < م ‎SNE‏ اج > عي كي الج ‎TE I UN BE Ca‏ ‎a‏ ةا ‎ww‏ جيثة > ‎Ld Ed H Ed - 2 Ld‏ وذلك بشرط تسديد المقابل المالي السنوي للبراءة وعدم بطلانها ‎of‏ سقوطها لمخالفتها ع لأي من أحكام نظام براءات الاختراع والتصميمات التخطيطية للدارات المتكاملة والأصناف ع النباتية والنماذج الصناعية أو لائحته التنفيذية. ‎Ad‏ ‏صادرة عن + ب ب ‎٠.‏ ب الهيئة السعودية للملكية الفكرية > > > فهذا ص ب ‎101١‏ .| لريا ‎1*١ v=‏ ؛ المملكة | لعربية | لسعودية ‎SAIP@SAIP.GOV.SA‏