SI24084A - Potopna vpihovalna turbina - Google Patents

Abstract

Potopna vpihovalna turbina, katera je potopljena v medij, kot je voda, zbiralnik fekalij ali kakšen drug viskozni medij, v katerega je potrebno dovajati zrak ali druge fluidne snovi, je koncipirana kot radialna turbina, ki je aretirana na votlo debelostensko cev-pogonska gred turbine (4), ki je gnana z že navedenimi izvedbenimi inačicami agregatov. Potopna zračna turbina je postavljena na glavo v vodo tako, da so lopatice turbine (5) vzporedno z gladino vode in z vrtenjem lopatic turbine (5), se ustvarjacentrifugalna sila medija ter ga odganja od centra vrtenja in tako ustvarja podtlak v spojnem delu lopatic s pogonsko votlo gredjo (4) turbine, skozi katero se zaradi ustvarjenega podtlaka vsesava okoliški zrak ali nek drug fluidni medij. Vsesani fluid se meša z medijem vsesavanja in se pri tem tvorijo zračni mehurčki, ki obogatijo medij vsesavanja s kisikom, ki v nadaljevanju postopka sproži oksidacijo ali dodajamo drugi fluid, ki je tehnološko primeren predvidenem postopku za njegovo dodajanje v medijuobdelave.

Description

Za snovanje potopne vpihovalne turbine izdelane po pričujočem patentnem spisu smo interdisciplinirali najsodobnejša dognanja mehanike, hidrostatike, tehničnih znanj o gibanju fluidov v enovito turbinsko napravo, ki temelji na že znanih tehničnih rešitvah elektromotornih ali drugih pogonskih motorjev, na katere je umeščena naša potopna vpihovalna turbina. Izum se nanaša na potopno vpihovalno turbinsko napravo, katera je potopljena v medij, kot je voda, zbiralnik fekalij ali kakšen drug viskozni medij, v katerega je potrebno dovajati zrak ali katere koli druge plinaste oz. tekoče snovi fluide.

Izum rešuje problem pretvorbe kinetične energije, pridobljene iz pogonskega agregata ali elektromotorja, ki se prenaša na gred potopne vpihovalne turbine, ki prenaša torzij ski moment, kateri ob vrtenju turbine ustvarja zunanje vrtinčenje medija, v katerega je potopljena naša turbina. To vrtinčenje potiska medij, v našem primeru vodo, izven obsega turbinskih lopatic ter tako ustvarja podtlak v sredinskem spojnem delu potisnega dela turbine, torej v spoju lopatic turbine in votle gredi, skozi katero prihaja nov svež zrak ali drug fluid, katerega želimo uvesti v želeno snov ali medij. Pri pretoku oziroma izrivanju medija, v našem opisanem primeru vode, se spremeni tlačni potencial v potopni vpihovalni turbini, ki nam preko sistema votle gredi in odprtih prehodov, kanalov na nosilni distančni puši naše turbine, omogoča dovajanje čistega zraka ali katerekoli druge plinaste ali viskozne snovi v medij, v katerega je potopljena naša vpihovalna turbina.

Takšna potopna vpihovalna turbinska naprava, ki uporablja neposredno izmenjavo ali prenos moči pogonskega agregata naše turbine potopljene v medij, pretvarja električno ali katerokoli drugo energijo ter znano izvedbo pogonskih agregatov (agregati na fosilna goriva, plin, fotovoltaiko, energijo vetra itd.) v mehansko energijo, s prenosom moči pogonskega agregata preko gredi na našo turbino.

Izmenjava energije se izvaja neposredno, pri kateri so energetski mediji v neposrednem stiku, kar pomeni z direktnim prenosom moči od izvora energije do naše potopne vpihovalne turbine, se izvede delo ali uvajanje zraka v medij skozi votlo gred potopno vpihovalne turbine. Po drugi strani nam takšen direkten vnos enega medija v drugi medij omogoča boljši izkoristek vnesenega medija ob hkratnem izvajanju mešanja vnesenega medija v medij vnosa.

Namreč, glede na namembnost in funkcijsko uporabo predložene potopne vpihovalne turbine po pričujoči patentni prijavi, je zelo bistveno, da se postopek oksidacije ali postopek bogatenja vode s kisikom izvaja faza enakomernega mešanja snovi ali medija, v katerega se dovaja sveži zrak, obogaten s kisikom ali druge fluidne snovi, ki se uporabljajo pri tem tehnološkem postopku.

Drugi bistven kazalnik je ta, da ni nobenih zapornih ali omejitvenih preprek med pretokom zraka v medij vnosa. Torej ta dva medija nista ločena z raznimi stenami, izmenjevalniki, pretočnimi zapornicami, hladilnimi stolpi, prezračevalniki ali podobnimi napravami, ki onemogočajo neposreden stik med medijem vnosa in vnesenim medijem s pomočjo naše potopne vpihovalne turbine.

Zgornja trditev je bistvena predvsem za dokazovanje uporabne vrednosti potopne vpihovalne turbine, predstavljene v pričujoči patentni prijavi, ki je našla široko uporabnost predvsem v napravah v katerih je zaradi tehnološkega postopka potrebno dovajanje kisika (svežega zraka) ali drugih plinastih oz. viskoznih snovi v določen medij, kateri se tehnološko obdeluje s postopkom oksidacije ali bogati s kisikom.

Velika uporabna vrednost naše potopne vpihovalne turbinske naprave se vidi kot osrednji element pri tehnologijah za pospeševanje bioloških potekov, npr. bioloških čistilnih napravah za dovajanje svežega zraka v čistilne bazene, v vodne bazene ali stacionarne vodne površine jezera, tolmune, ki potrebujejo dodaten kisik za ohranitev življenja v njih, kot so ribogojnice, gojišča školjk itd.

Torej smo se lotili projektiranja kompleksnega in celovitega sistema različnih tipov in moči potopnih vpihovalnih turbin ter izdelali nekaj različic, ki so prilagojene viskoznosti medija, v katerega se vnaša želeni fluid, bodisi zrak ali kakršnakoli druga plinasta ali viskozna snov - fluid.

Stanje tehnike naše potopne vpihovalne turbine je obsežena z znanimi dognanji iz fizike, teorije gibanja fluidnih materialov, vrtilne hitrosti, s poznavanjem pretvorbe mehanske energije v potencialno in kinetično energijo ter s praktičnimi preizkusi posameznih oblikovnih inačic turbinskih lopatic, smo dosegli optimalno razmerje med vnesenim medijem in upornostjo medija vnosa pri optimalnem izkoristku vrtilne hitrosti pogonskega agregata. Temu smo prilagodili sleherni tip naše potopne vpihovalne turbine glede na količino medija vnosa, količino medija, v katerega se vnaša fluid, časovno premico delovanja potopne zračne turbine in nazadnje globino vnosa oz. vpihovanja.

Pri takšnem projektiranju smo odgovorili na nekaj temeljnih vprašanj: kakšen prostorski kubus obsega objekt, v katerem se nahaja medij, ki je predmet biološke predelave ali za bogatenje s kisikom in ali je potrebno dovajanje še drugih fluidnih snovi. Temu smo prilagodili sistem ene, dveh ali več potopnih zračnih turbin, ki bi zagotovile zadostno kapaciteto do vodnega-vpihnj enega medija glede na časovno premico. Drugo vprašanje je globinsko dovajanje medija in smo za reševanje tega problema prilagodili dolžino naše votle turbinske gredi, ki lahko seže od 0,3 do 20 metrov v globino.

In nazadnje z uporabo znanih tehničnih rešitev s področja električnih pogonskih motoijev, motoijev z notranjim zgorevanjem na plin ali fosilna goriva, manjših sončnih central ali vetrnic smo omogočili krajevno uporabnost naše potopne zračne turbine tudi na tistih naravnih objektih, ki nimajo možnosti energijske oskrbe iz dovodnih omrežij.

Temu problemu oskrbe z energijo ne bomo posvečali veliko prostora v tej patentni prijavi zaradi tega, ker to zadeva slehernega investitorja in kot takšen vir mehanske energije potrebne za delovanje naše potopne vpihovalne turbine, nismo prikazali v tej prijavi in v naših patentnih zahtevkih.

Po našem pričujočem predlogu patentne prijave potopne vpihovalne turbine, ki je predmet našega izuma, je zamišljena radialna turbina, ki je aretirana na votlo debelostensko cev - pogonska gred turbine, ki je gnana z že navedenimi izvedbenimi inačicami agregatov. Potopna zračna turbina je postavljena na glavo v vodo tako, da so lopatice turbine vzporedno z gladino vode in z vrtenjem lopatic turbine se ustvarja centrifugalna sila medija ter ga odganja od centra vrtenja in tako ustvarja podtlak v spojnem delu lopatic z votlo gredjo turbine, skozi katero se zaradi ustvarjenega podtlaka vsesava okoliški zrak ali nek drug fluidni medij. Ti plinasti ali tekoči dodatki so ponavadi skladiščeni v posebnih cisternah v neposredni bližini objekta, v katerega se dovajajo le-ti.

Z vrtilno hitrostjo turbine in z ustvarjanjem centrifugalne sile v mediju vnosa ter z ustvarjanjem podtlaka v turbini, ki vsesava zrak v medij, se ustvarja vrtinčenje samega medija, najprej okoli turbine in potem vse dalje in dalje od centra in mesta, kjer se nahaja naša turbina. Obseg vrtinčenja in ustvarjanje zračnih mehurčkov z mešanjem medija je odvisno od kapacitivne dimenziranosti potopne turbine.

S tem, da prilagajamo moč in kapaciteto naše potopne vpihovalne turbine, izpolnjujemo pogoj enakomernega mešanja vnesenega medija, kisika ali drugih fluidov. V časovni premici dovajanja zraka v medij se prične z oksidacijo škodljivi snovi v tekočem mediju ali z bogatenjem tekočega medija, v našem primeru vode v bazenih ribogojnic, s kisikom.

• · · · f- - · · ··· ·....

Potopna vpihovalna turbina je naprava, ki omogoča generiranje več različnih tehnik znanosti v celovit sistem, izdelana je iz nekorozivnih kovinskih materialov, a sama turbina je izdelana iz kompozitnih plastičnih, steklenih in drugih materialov, ki prenesejo velike hitrosti in omogočajo zadovoljivo trdnost za velik navor in trenje, ki nastane ob zaganjanju turbine in potem pri eksploataciji.

Turbinski del je aretiran na votlo debelostensko cev-pogonsko gred turbine, ki ima na drugem koncu nameščeno spojno sklopko, katera je v funkciji povezovanja s pogonskim agregatom ter se preko nje prenaša vrtilna hitrost na našo turbino.

V nadaljevanju opisa naše potopne vpihovalne turbine lahko zagotovo navedemo, da je naša turbina sestavljena iz že delno opisane turbine, pogonske gredi, spojke in usmerjevalnika zraka-vakum kontrolnika ter s tem zagotavlja zanesljivost, nadzor in delovanje vseh vgrajenih elementov in sklopov in tako konstrukcijsko koncipirana omogoča brezhibno in dolgotrajno delovanje potopne vpihovalne turbine kot predmeta tega izuma.

Tehnični problem, ki ga rešuje naš izum, je konstrukcijsko in tehnološko zagotoviti souporabo glavnih in pravilno dimenzioniranih močnostnih sestavov (turbinskega dela naprave, pogonske gredi, spojke-sklopke, usmerjevalnika zraka-vakum kontrolnika), ki bo sestavljalo potopno vpihovalno turbino z zadostno kapaciteto, da bo v določeni časovni premici omogočala enakomerno in učinkovito dovajanje zraka v medij in mešanje le-tega z medijem.

Po drugi strani mora biti takšna potopna vpihovalna turbina tehnično koncipirana, da prenese vsa testiranja na varnost udara elektriciteta, hrupu, vibracijah in delovanje v dolgoročnih vremenskih intervalih ter različnih klimatskih in eksploatacij skih pogojih.

Zato lahko zgoraj koncipirano potopno vpihovalno turbino in spodaj opisan izum tako umeščenega v sistem biološke čistilne naprave ali vodnih bazenov prinese velikansko cenovno konkurenčnost obstoječim in dosedaj znanim sistemom, ki v glavnem temeljijo na dragih kompresorskih napravah za dovajanje zraka v medij. Prav pri takšnih kompresorskih sistemih je za potrebe dodajanje kakšnega drugega fluida potrebno instalirati še druge dozirne naprave, ki samo podražijo sistem in investicijo kot celoto. V našem primeru se samo priklopna dovodna cev direktno poveže s plinsko postajo in potopna zračna turbina sama sesa plin in ga vnaša v medij ob hkratnem izvajanju mešanja plina in medija zaradi izvajanja rotacij turbine.

Tendenca je v smislu cenovne rentabilnost ponujene storitve dovajanja zraka ali drugega medija ter izvajanja mešanja obeh medijev, je v soodvisnosti od števila nameščenih enot potopnih zračnih turbin na čim manjšem kubusu bazena ali površine pri naravnih vodnih zajetij. Prav to zagotavljajo ena ali več nameščenih potopnih vpihovalnih turbin, ki po drugi strani nadomestijo velike in zelo drage mešalnike, kompresorske naprave in razne dozatorje, ki se uporabljajo za dovajanje drugih fluidov.

Prav naš izum je koncipiran v tem smislu, da izpolnjuje oba pogoja, cenovnega in prostorskega ter se ga da umestiti v končni prostor, pri tem ima le-ta estetsko zanimivo in uporabno funkcionalnost. Namreč našo potopno vpihovalno turbino v primeru manjših gabaritov čistilnih bazenov fiksiramo v eni točki s pomočjo konzol, pritrjenih na stene bazena. V primeru večjih površin pa je nameščena na pontonsko pripravo, ki prosto leži na površini bazena ali drugega samostoječega vodnega objekta.

Pri rešeržiranju naše ideje na svetovnem nivoju smo našli veliko patentiranih in na splošno znanih tehničnih rešitev, ki obravnavajo različne sistem in rešitve izdelave bioloških čistilnih naprav, ki uporabljajo kompresorsko vpihovanje zraka v medij, kar z našo predloženo idejo nima stičnih točk razen tega, da so namenjene enaki uporabni funkciji. Zaradi ugotovljenega teh patentov ne bomo uporabili v obrambi naše inovativne zamisli.

Po drugi strani pa najdemo veliko fizikalno podobnost naše ideje v Bankijevi turbini, ki se uporablja pri hidrocentralah z malim pretokom. Ta turbina uporablja tudi ravne lopatice, postavljene na valjasto gred tako, da zrak prihaja dvakrat skozi venec lopatic in s tem ustvarja vakum. Torej podobnost je v tem, da se tudi pri tej turbini ustvarja določen vakum, ki potem pomaga pri enakomernem dotoku vode na lopatice turbine.

Obstaja nešteto patentiranih in nepatentiranih rešitev različnim namembnostim namenjenih turbin, vendar je bistvo naše ideje inovativno in dosedaj ni nikjer bilo

Ί '· · ...

uporabljeno in tehnično dorečen sistem dovajanja fluidnih snovi skozi rotirajoče dele turbine, gred in lopatice turbine v neki medij.

Bistveno za vse navedene rešitve in druge v tem spisu neomenjene rešitve posamičnih turbin, kompresorskih sistemov za vpihovanje, bioloških čistilnih naprav, da niso v namenu uporabnosti svoje ideje uporabili votle turbinske gredi in zračni prehod iz gredi na turbino ter v nadaljevanju koncipirali lopatice turbine tako, da pri rotaciji ustvarjajo podtlak, ki vsesava zrak ali drugi fluid v medij, ki le-to snov potrebuje.

Druga slaba lastnost navedenih rešitev je, da ima večina predlaganih rešitev zapletene in drage pogonske sisteme, kot so kompresorji, mešalniki, dozatorji, kar ni zanemarljiva ekonomska postavka ter daje naši tehnični rešitvi ekonomsko noto pri odločanju o izboru tehničnega sistema.

Rešitev je bila uporabljena na štirih izvedbenih inačicah kot prototipni izdelki, ki imajo različne nazivne moči pogonskih motoijev in s tem tudi kapacitet pretoka fluida. Vzeli smo en prototipni izdelek in je za potrebe preizkušanja narejen kot temeljni izdelek, namenjen za male biološke čistilne naprave ( do 20 oseb) ter je pokazal pri testiranju vse pozitivne značilnosti, enake teoretičnim izračunom za končni izdelek, ki je s tem izvedbenim primerom dokazal tehnično uporabnost naše inovacije.

Po drugi strani mora imeti takšna potopna vpihujoča turbina določen prag ekonomske rentabilnosti za končni proizvod in vgrajene komponente, kar smo dosegli z našo tehnično rešitvijo in predlogom pričujoče patentne prijave za to našo inovativno rešitev.

V nadaljevanju prikaza principa delovanja inovativne rešitve po predloženi patentni dokumentaciji se bomo osredotočili na spodaj prikazane skice, ki pomenijo eno izvedbeno inačico naše potopne vpihovalne turbine:

- Slika 1: Vertikalni pogled potopne vpihovalne turbine kompletno po izumu

- Slika 2: Vertikalni prikaz prerez spojne sklopke- spojke

- Slika 3: Čelni pogled prereza zateznega vijaka 8 za pritrjevanje spojke z rotorjem pogonskega motorja

- Slika 4: Čelni pogled prereza vijaka 9 za pritrjevanje spojke s pogonsko gredjo turbine

- Slika 5: Bočni prerez gibljivega cilindra-vakum kontrolnika

- Slika 6: Prerez mejnika- distančna puša

- Slika 7: Čelni pogled prereza vijaka 10 za pritrjevanje mejnika na pogonsko gred

- Slika 8: Pogonska gred turbine

- Slika 9: Prerez distančne puše med pogonsko gredjo in lopaticami turbine

- Slika 10: Pogled AA na distančni puši

- Slika 11: Horizontalni pogled na turbino-lopatice turbine

- Slika 12: Bočni pogled BB na turbino-lopatice turbine

- Slika 13: Horizontalni pogled na zaščitno ploščico turbine z vertikalnim presekom CC

- Slika 14: Presek pritrdilne podložke turbine

- Slika 15: Čelni pogled prereza vijaka 12 za pritrjevanje turbine-lopatic turbine na distančno pušo turbine

- Slika 16: Čelni prerez vijak 16 za pritrjevanje zaščitne ploščice turbine na distančno pušo turbine

Slika 1 prikazuje vertikalni pogled potopne vpihovalne turbine, katero tvorijo okrogla votla spojna sklopka - spojka 1, v katero se v konusnem delu vtakne in fiksno vpne z vijakom 9 votla pogonska gred turbine 4, na kateri je med spojno sklopko 1 in mejnikom-distančno pušo 3 nameščena gibljivi cilinder-vakum kontrolnik 2. V turbinskem delu naše potopne vpihovalne turbine je na drugem koncu votle pogonske gredi turbine 4 umeščen turbinski del, katerega tvorijo distančna puša 6, ki povezuje pogonsko gred turbine 4 s turbino-lopaticami turbine 5. Spodnji del turbine-lopatice turbine 5, je zavarovan proti mehanskim poškodbam z enako okroglo zaščitno ploščico turbine 7, katera je vpeta v turbinski del naprave z vijakom 12, a vse to varuje posebno konstruirana zatezna pritrdilna podloška turbine 13.

Vertikalni prikaz prerez spojne sklopke-spojke 1 sl. 1, je detajlneje prikazan na sl. 2, nam predstavlja konstrukcijsko rešitev pritrditev naše potopne vpihovalne turbine na pogonski agregat, katerega se rotorska gred vtakne v votli zgornji del spojke 1 prikazane na sl. 1 in 2 ter se fiksira z zateznim vijakoma 8 prikazana na sl. 3, skozi luknji 1.5.1 in 1.5.2 predstavljeni na sl. 2.

Spodnji konusni del spojne sklopke-spojke 1 sl. 1 in sl. 2, je namenjen za vpetje votle pogonske gredi turbine 4 s sl. 1 in detajlneje prikazane na sl. 8. Pritrditev spojne sklopke-spojke 1 na pogonsko gred turbine 4, se izvede tako, da se pogonska gred turbine 4 vstavi v okroglo odprtino spojne sklopke-spojke 1 ter se solinijsko nastavijo luknje 1.3 in 1.4 prikazane na sl. 2 in luknja 4.1 prikazana na sl. 8. Skozi luknji 1.4 in 1.3 se vstavi vijak 9, ki se privije v luknji 1.3 sl. 2, v katero je po celotni dolžini vrezan navoj tako, da ona služi kot navojna matica za pritrditev in vpetje spojne sklopke-spojke 1 na pogonsko gred turbine 4.

Za lažje vpetje in zagotavljanje boljšega pritrdilnega stika med pogonsko gredjo turbine 4 in spojno sklopko-spojko 1 smo po dolžini spojne sklopke-spojke lin sicer do /2 dolžine, vrezali diletacijsko podolgovato režo 1.2, ki se konča v zračni luknji 1.1. Prav to smo konstrukcijsko tako koncipirali, da se reža 1.2 prikazane na sl. 2 končuje v zračni luknji 1.1 zaradi tega, ker je znano iz mehanike obdelave materialov s pomočjo tehnologije odrezovanja, da ne prihaja do nadaljnjega razpokanja materiala, če se reža

1.2 zaključi z okroglo izvrtino 1.1.

Diletacijska reža 1.2 na sl. 2 je postavljena pravokotno za 90 stopinj glede na izvrtini lukenj 1.4 in 1.3, ker nam ta konstrukcija omogoča enakomerno stiskanje materiala, katerega je reža 1.2 razdelila. S tem smo se izognili dodatnemu centriranju in nastavljanju soosnosti med pogonsko gredjo turbine 4 in spojne sklopke-spojke 1.

Zračne izvrtine-luknje 1.1, v eni od teh se zaključi izdelava reže 1.2, prikazane na sl. 2, predstavljajo vsaj eno izvrtino skozi bočno steno spojne sklopke-spojke 1. Optimalno je, da izdelamo dve diametralni skoznjo izvrtini 1.1, ki sta postavljeni za 90 stopinj razmika med luknjami 1.1 sl.2. Te odprtine omogočajo dodatno hlajenje rotorske gredi pogonskega agregata, kakor tudi naše pogonske gredi turbine 4, prikazani na sl. 1 in 8. Po drugi strani te luknji-izvrtini 1.1. s sl. 2 imajo enako funkcijo kot izvrtine-luknje 4.2 prikazane na sl. 8, katero namembnosti bomo prikazali v nadaljevanju opisa pričujoče patentne prijave.

V zgornjem delu spojne sklopke-spojke 1, na nasprotni strani od pritrdilnih izvrtin 1.51. in 1.5.2, prikazane na sl. 2, je izrezkan podolgovat kvadratni utor-žleb 1.6, v katerega pride kovinska varovalka, ki se nahaja na priklopnem delu gredi rotorja pogonskega agregata. Ta element je standardiziran tako, da se gabariti utora-žleba 1.6 sl. 2 prilagajajo predpisanim dimenzijam kovinskih varovalk slehernega pogonskega agregata naše potopne vpihovalne turbine.

Na sliki 3 je prikazan zatezni vijak 8, ki je v funkciji fiksiranja rotorja pogonskega agregata. Uporabljamo vsaj dva ali več zateznih vijakov 8, ki dodatno privijejo in s tem varujejo izpadanje naše potopne vpihovalne turbine iz vpenjalnega ohišja, v katerega je vpet pogonski agregat za našo turbino. Namreč naša turbina je postavljena vertikalno na medij vnosa ter v takšnem obratovalnemu položaju moramo imeti vsaj dvojno varovanje proti izpadu, za kar nam služita vijaka 8.Vijak8 sl. 3 je koncipiran tako, da ima po celotni dolžini navojnega telesa vrezan metrični navoj zaradi tega, da omogoči čim boljši in daljši oprijem z navojno luknjo 1.5.1 in 1.5.2 sl.2.

Namembnost vijaka 9 sl. 4 smo že opisali v zgornjem tekstu, a tukaj bi navedli samo to, da vijak 9 nima vrezan metrični navoj po celotni dolžini okroglega stebla, ampak samo v dolžini stebla je vrezan metrični navoj, ki se privije v navojno luknjo 1.3, prikazane na sl. 2. S tem smo prihranili čas vrezovanja navoja na steblo vijaka 9 sl. 4 in s tem pocenili izdelavo le-tega.

Bočni prerez gibljivega cilindra-vakum kontrolnika 2 prikazanega na sl. 5 je koncipiran iz cilindra 2.4, ki je zaprt z obeh strani z ravnimi okroglimi navojnimi ploščami 2.3. Na cilindru 2.4, v zgornjem delu na razdalji 4/5 celotne dolžine cilindra 2.4, gledano od spodaj je privarjen eolski navojni vstopni priključek 2.1, na katerega se lahko priklopi kakršen koli zajemalnik zraka ali cev iz plinskih postaj. Velikost tega vstopnega priključka 2.1 sl. 5 se dimenzionira glede na izračunano potrebno kapaciteto zajemanja vhodnega medija, npr. zraka ali drugih fluidov.

Prav tako je na cilindru 2.4 na obeh koncih vrezana eolska navojna matica 2, v katero se privije okrogla navojna plošča 2.3, ki ima vrezan eolski navoj 2.5.1 na zunanjem obodu s sl. 5.

Okrogla navojna plošča 2.3 sl. 5 ima v sredino vtisnjeno pušo 2.2, narejeno iz sintrane bronze, ki se uporablja za naše turbine, katere imajo manjše število vrtljajev do 1000 obr./min. Za večje obrate in potopne vpihovalne turbine z velikimi kapacitivnimi pretoki medija se izvede vležajenje gibljivega cilindra-vakum kontrolnika 2 sl.l in 5 na pogonsko gred turbine 4 s sl. 1 in 8 s krogličnimi ali igličnimi ležaji. V sredini puše 2.2 je okrogla odprtina 2.6 prikazane na sl. 5, skozi katero pride pogonska gred turbine 4 sl. lin 8. Diametralni izvrtini 2.3.1 sta narejene za potrebe orodja, s katerim privijamo okroglo navojno ploščo 2.3 na cilinder 2.4.

Slika 6 ponazarja prerez mejnika-distančna puša 3, ki je v funkciji omejevanja lezenja navzdol gibljivega cilindra-vakum kontrolnika 2 sl. 1 in 5 po pogonski gredi turbine 4 sl. 1 in 8. Mejnik-distančna puša 3 sl. 6 je konstrukcijsko izveden kot močnostna razcepljena podložka, ki ima v razcepni reži skoznjo izvrtino 3.1, od katerih je na eni od izvrtin vrezan metrični navoj. Skozi notranjo luknjo mejnika-distančne puše 3 sl. 5 se vstavi pogonska gred turbine 4 sl. 1 in 8 ter se zategne tako, da vijak 10 prikazan na sliki 7 vstavimo v luknjo 3.1 in ga s primernim ključem privijemo k zunanji steni pogonske gredi turbine 4 sl. 1 in 8. S tem dejanjem smo omejili lezenje gibljivega cilindra-vakum kontrolnika 2.

Votla pogonska gred turbine 4 prikazane na sl. 8 nam razkriva drugo bistvo naše inovativne ideje, a to je tehnična rešitev prehoda zraka iz gibljivega cilindra-vakum kontrolnika 2 prikazanega na sl. 1 in 5 skozi izvrtine- luknje 4.2 sl. 8, ki so izvrtane po vsem obodu pogonske gredi turbine, in sicer v dolžini, ki predstavlja 5/6 dolžine cilindra 2.4 našega gibljivega cilindra-vakum kontrolnika 2, katerega smo prav tako ponazorili na sl. 1 in 5. Funkcijo izvrtine 4.1 na sl. 8 smo delno že opisali in je namenjena temu, da se skoznjo vstavi vijak 9 sl. 4 ter se tako poveže pogonska gred turbine 4 sl. 1 in 8, s spojno sklopko-spojko 1 sl. 1 in 2.

Prav tako je na spodnjem delu naše pogonske gredi turbine 4 sl. 9 vidna izvrtina-luknja 4.3, kije enako dimenzionirana kot luknja 4.1, vendar je v funkciji povezovanja naše pogonske gredi turbine 4 z distančno pušo 6 slika 9, na katero se potem montirajo drugi turbinski deli.

Fiksiranje pogonske gredi turbine 4 sl. 8 v distančno pušo 6 slika 9 se izvede tako, da smo vtaknili spodnji del pogonske gredi turbine 4 sl. 8 v luknjo 6.8 na distančni puši sl. 9 in potem z obračanjem le-te moramo doseči soosnost lukenj 4.3 sl. 8 in 6.3 sl. 9, skozi kateri smo vstavili vijak 9 sl. 4 in ga privili v vrezano metrično navojno luknjo

6.2 sl. 9.

Nadalje je distančna puša 6 sl. 9 in 10 koncipirana kot osrednji nosilni del, na katerega se zmontira-privije turbina-lopatice turbine 5 prikazane na sl. 1, 11 in 12, in sicer tako, da se turbina-lopatice turbine 5 natakne skozi odprtino 5.3 sl. 11 na okrogli del 6.7 na distančni puši sl.9. Poravnata se luknji 6.5 na sl. 9 in 5.2 na sl. 11 ter se ta dva elementa privijeta z vijaki 11 prikazanem na sl. 15. Celovitost navedenega sestava se še dodatno mehansko zavaruje tako, da se spodnjo nosilno ploščo turbine 5 dodatno utrdi z zaščitno ploščico turbine 7 prikazane na sl. 1 in 13 in se vse skupaj poveže z vijakoml2 sl. 16, ki se vtakne skoznje luknje 13.1 na pritrdilni podložki turbine 13 sl. 14 in skozi luknjo 7.1 na zaščitni ploščici 7 prikazani na sl. 13, vse skupaj se privije v navojni luknji 6.6. na in s tem dodatno zavaruje turbinski del kot celoto.

Luknjaste vdolbine 6.4 sl. 9 in 10 so diametralno razporejene po obodu distančne puše 6 in so v funkciji kot centrirani izvrtini različnih globin, ki z odvzemom materiala na distančni puši 6 sl. 9 in 10, dosežemo centriranost distančne puše 6, ko jih centriramo na napravi za centriranje okroglih vrtečih delov.

Zračne odprtine 6.1 na sl. 9 in 10 so namenjene za pretok zraka ali drugega medija skozi votlo pogonsko gred turbine 4 sl. 8 do prvega nivoja lopatic 5.4 prikazani na sl. 11 in so izdelane v najmanj dveh diametralnih ali več polkrožnih odprtin, postavljenih na vzdignjenem steblastem segmentu 6.8, ki se nadaljuje v osrednji nosilni steber 6.7 sl. 9, kateri se vtakne v okroglo odprtino 5.3 na turbini-lopatice turbin 5 sl.l 1.

Pogled AA s slike 9, prikazanega na sliki 10, nam ponazarja konstrukcijsko koncepcijo in razporeditev pritrdilnih lukenj 6.5 cetrimih izvrtin, katerih je število različno od puše do puše, zračnih odprtin 6.1 in skoznje luknji 6.2 in 6.3 za pritrditev pogonske gredi turbine 4 sl. 1 in 8 v distančno pušo 6 sl. 9 in 10.

Turbina-lopatice turbine 5 prikazana na sl. 1, 10 in 11 predstavljajo osrednji del naše naprave. Kot je že bilo povedano, je za potrebe prototipov izdelana iz plastičnih kompozitnih materialov, vendar je lahko odlitek različnih kovinskih materialov in njihovih legur. Turbina-lopatice turbine 5 so plod večkratnih preizkusov, s katerimi smo prišli do optimalne oblikovalne in funkcijske rešitve posebej potisnih lopatic 5.1 ter optimalnega sorazmerja med njimi in ravnimi usmerjevalnimi lopaticami 5.4. Prišli smo do optimalnega razmerja večjega od 1, večjega števila usmerjevalnih lopatic 5.4 v razmerju do potisnih lopatic 5.1. vse prikazano na sl. 11.

Pri vrtenju turbine-lopatic turbine 5 sl. 1, 11 in 12 se prične odvijati v prostoru med potisnimi lopaticami 5.1 izpodrivanje viskoznega medija med potisnimi lopaticami 5.1 ob hkratnem ustvarjanju podtlaka med ravnimi lopaticami 5.4, s katerimi se vzpostavi vakum, ki prične vsesavati zrak ali drugi fliud za dodajanje v medij vsesavanja. Zaradi vrtilne hitrosti turbine 5 se vsesani fluid meša z medijem vsesavanja in se pri tem tvorijo zračni mehurčki, ki obogatijo medij vsesavanja s kisikom, ki v nadaljevanju postopka sproži oksidacijo ali dodajamo drugi fluid, ki je tehnološko primeren predvidenem postopku za njegovo dodajanje v mediju obdelave.

Prav takšna tehnična rešitev hkratnega vsesavanja fluida v medij obdelave in mešanja medija obdelave, navedena v zgornjem odstavku, pride tudi v poštev pri povezovanju dveh ali več naših potopnih vpihovalnih turbin, ki lahko pokrijejo celotno površino in kubus predmeta obdelave. Takšen sistem povezovanja dveh ali več turbin po pričujočem patentnem spisu potrebujemo zaradi velikih potreb po hkratnem dovajanju zraka ali drugega fluida v medij obdelave ob hkratnem mešanju na različnih globinah kubusa obdelave medija. Namreč določeni npr. biološki procesi se odvijajo na različnih globinskih nivojih bazena obdelave. Ponavadi se prične z vpihovanjem na dnu bazena, da se ustvarijo pogoji za razvoj bakterij pa potem je postopoma po višanju mesta vpihovanja zraka. To smo navedli kot primer enega od postopkov pri biološki čistilni napravi večjih gabaritov. S tem smo upravičili izdelavo različnih dolžin pogonskih gredi turbine 4 prikazani na slikah 1 in 8.

Claims (12)

1. Patentni zahtevki

   1. Potopna vpihovalna turbina, katera je potopljena v medij, kot je voda, zbiralnik fekalij ali kakšen drug viskozni medij, v katerega je potrebno dovajati zrak ali druge fluidene snovi označena s tem, dajo tvori več glavnih sestavnih delov, postavljenih v smiselno zapredje, od katerih je okrogla votla spojna sklopka-spojka (1) na eni strani vezni element s pogonskim agregatom, a na drugem koncu na konusnem delu se vtakne in vpne z vijakom (9) z votlo pogonsko gredjo turbine (4), na kateri je med spojno sklopko (1) in mejnikomdistančno pušo (3) nameščena gibljivi cilinder-vakum kontrolnik (2), ki je namenjen za vsesavanje zraka ali dodajanje drugih fluidov skozi vstopni priključek (2.1) in v nadaljevanju prenos teh snovi skozi luknje (4.2), v votlo pogonsko gred turbine (4) do distančne puše (6), ki ima zračne odprtine (6.1) za dovod zraka ali drugega fluida do turbine-lopatic turbine (5), katera je zavarovana proti mehanskim poškodbam z okroglo zaščitno ploščico turbine (7), katera je vpeta v turbinski del naprave z vijakom (12), a vse to varuje zatezna pritrdilna podloška turbine (13) tako, da se pri vrtenju turbinelopatic turbine (5) se prične odvijati izpodrivanje medija med potisnimi lopaticami (5.1), ob hkratnem ustvarjanju podtlaka med ravnimi lopaticami (5.4), s katerimi se vzpostavi podtlak, ki prične vsesavati zrak ali drugi fliud in hkratnemu mešanju teh dveh snovi ob delovanju vrtilne hitrosti turbine (5), se vsesani fluid meša z medijem vsesavanja in se pri tem tvorijo zračni mehurčki, ki obogatijo medij vsesavanja s kisikom, ki v nadaljevanju postopka sproži oksidacijo ali dodajamo drugi fluid, ki je tehnološko primeren predvidenem postopku za njegovo dodajanje v mediju obdelave.
2. 2. Potopna vpihovalna turbina po zahtevku 1 označena s tem, da ni nobenih zapornih ali omejitvenih preprek med pretokom zraka ali drugega fluida v medij vnosa.
3. 3. Potopna vpihovalna turbina po zahtevku 1 označena s tem, dajo lahko s pomočjo konzol pritrjenih na stene bazena objekta, v katerem se nahaja medij obdelave, fiksiramo v eni ali več pritrdilnih točk.
4. 4. Potopna vpihovalna turbina po zahtevku 1 označena s tem, da je lahko nameščena na pontonske pripravo, ki prosto leži na površini medija obdelave.
5. 5. Potopna vpihovalna turbina po zahtevku 1 označena s tem, da za priklop rotorja pogonskega agregata uporabimo vsaj dva zatezna vijaka (8).
6. 6. Potopna vpihovalna turbina po zahtevku 1 označena s tem, da za vpetje votle pogonsko gredjo turbine (4) na spojno sklopko (1) uporabimo vijak (9).
7. 7. Potopna vpihovalna turbina po zahtevku 1 označena s tem, da je v spojno sklopko (1) za lažje vpetje in zagotavljanje boljšega pritrdilnega stika med pogonsko gredjo turbine(4) in spojno sklopko-spojko (1) smo vrezali po dolžini spojne sklopke-spojke (1), in sicer do ’Λ dolžine diletacijsko podolgovato režo (1.2), ki se konča v zračni luknji (1.1) in je postavljena pravokotno za 90 stopinj glede na luknji (1.3) in (1.4)
8. 8. Potopna vpihovalna turbina po zahtevku 1 označena s tem, da se v spojni sklopki (1) nahajata vsaj dve diametralni zračni luknji (1.1), ki sta namenjeni za dodatno dovajanje fluida v votlo pogonsko gred turbine (4) in za hlajenje rotorske gredi pogonskega agregata.
9. 9. Potopna vpihovalna turbina po zahtevku 1 označena s tem, da so na votli pogonski gredi turbine (4) izdelane izvrtine (4.2), ki omogočajo prehod fluida iz gibljivega cilindra-vakum kontrolnika (2) skozi notranjo votlino pogonske gredi turbine (4) do turbine-lopatic turbine (5).
10. 10. Potopna vpihovalna turbina po zahtevku 1 označena s tem, da so na votli pogonski gredi turbine (4) izdelana izvrtina (4.3) za vpetje turbinelopatice turbine (5) na distančno pušo (6).
11. 11. Potopna vpihovalna turbina po zahtevku 1 označena s tem, da distančna puša (6) ima dve ali več zračnih odprtin (6.1) za prehod fluida iz votle pogonske gredi turbine (4) na turbino-lopatice turbine (5) ter da ima štiri ali več lukenj (6.5) za vpetje turbine-lopatic turbine (5) na distančno pušo (6), ki se z nosilnim okroglim stebrom (6.7) in vzdignjenim steblastim segmentom (6.8) vtaknejo v okroglo odprtino (5.3) na turbini-lopatice turbin (5), na kar se vse to proti mehansko zavaruje z zaščitno ploščico turbine (7) ter utrdi s pritrdilno podložko turbine (13) in privije z vijakom (12).
12. 12. Potopna vpihovalna turbina po zahtevku 1 označena s tem, da turbina-lopatice turbine (5) ima dva nivoja lopatic (5.1) in (5.4), ki sta v razmerju večjega od 1, večjega števila usmerjevalnih lopatic (5.4) do potisnih lopatic (5.1).