SU1065353A1

SU1065353A1 - Apparatus for deaerating liquid

Info

Publication number: SU1065353A1
Application number: SU823408408A
Authority: SU
Inventors: Николай Андреевич Приходько; Дмитрий Дмитриевич Чупаха; Сергей Борисович Осипенко
Original assignee: Институт гидромеханики АН УССР
Priority date: 1982-03-22
Filing date: 1982-03-22
Publication date: 1984-01-07

Abstract

УСТРОЙСТЮ ДЛЯ АЭРАЦИИ ЖИДКОСТИ, содержащее направл ющую камеру, один конец которой соединен с источником сжатого воздуха, а ppyrofi - с камерой смешени воды с воздухом, заканчивающийс водовоз nixttjjL-n-- .-,-- душными насадками, и перемешивающее приспособление с валом, о т л и ч а ю щ ее с тем, что, с целью повышени эффективности аэрации и надежности работы, устройства, оно снабжено установленной на выходе направл ющей камеры кольцевой перегородкой с сопловым аппаратом и стаканом с подшипниками, в котором установлен вал перемешивающего приспособлени , при этом последнее выполнено из диска с .турбинными, лопатками , размещенныминапротив соплового аппарата, прикрепленных к внешнему венцу лопаток лопастей осевого суперкавитирук цего набоса и расположенного над диском и прикрепленного к венцу турбинных лопаток обтекаемого перфорированного колпака. Ф СП оэ ел со ////////////////////// //////// /f f / Фиг. fA DEVICE FOR AERATION OF LIQUID, containing a guide chamber, one end of which is connected to a source of compressed air, and ppyrofi - to a chamber mixing water with air, ending with a water carrier nixttjjL-n---, - stuffy nozzles, and mixing device with a shaft, This means that, in order to increase the efficiency of aeration and reliability of the device, it is equipped with an annular partition with nozzle apparatus and a bearing cup mounted on the outlet of the guide chamber isposobleni, the latter is made of a disc with .turbinnymi, blades razmeschennyminaprotiv nozzle attached to the outer crown of axial blade lobes superkavitiruk Oleg Zhegoyev nabosa and situated above the disc and attached to the crown of turbine blades streamlined perforated cap. F SP oe ate with //////////////////// //////// / f f / Fig. f

Description

Изобретение относитс к ведени,ю водного и рыбного хоз йства в естественных и искусственных водоемах, а также к очистке бытовых и промышленных сточных вод.The invention relates to the maintenance, water and fish management in natural and artificial reservoirs, as well as to the treatment of domestic and industrial wastewater.

Известно устройство дл аэрации жидкости, содержащее направл ющую камеру, один конец которой соединен с воздухом, а другой - с камерой сме шени воды с воздухом, заканчивающейс водовоздушными насадками, и перемешивающее приспособление с . валом ij .A device for aerating a fluid is known, comprising a guide chamber, one end of which is connected to air and the other to a chamber of mixing water with air ending in water-air nozzles, and a mixing device c. shaft ij.

Однако это устройство недостаточно эффективно и надежно в работе в св зи с большими гидравлическими потер ми внутри водо-воздушной смеси и в пограничном двухфазном слое при движении смеси перед насосом, в рабочих лопатках и длинной камере смешени . Кроме того нерациональна схема аэрировани : вместо нижних аэрируютс верхние слои воды, достаточно насыщенные кислородом в результате атмосферной аэрации и биосинтеза . Неоптимальна конструкци водо-воздушных насадок не позвол ет разбрасывать смесь на большие рассто ни - из-за чего уменьшаетс площадь аэрируемой поверхности. Привод перемешивающего приспособлени устройства выходит из стро в результате забрызгивани его водой и повышенной влажности у поверхности раздела вода -, воздух. Устройство повреждаетс судами из-за загромождени фарватера водоема и др,However, this device is not efficiently and reliably in operation due to the large hydraulic losses inside the water-air mixture and in the boundary two-phase layer when the mixture moves in front of the pump, in working blades and long mixing chamber. In addition, the aeration scheme is irrational: instead of the lower ones, the upper layers of water sufficiently saturated with oxygen as a result of atmospheric aeration and biosynthesis are aerated. The non-optimal design of the water-air nozzles does not allow the mixture to be scattered over long distances, which reduces the area of the aerated surface. The drive of the mixing device fails as a result of spraying it with water and high humidity at the surface of the water-air interface. The device is damaged by ships due to blockage of the fairway of the reservoir, etc.

.Известно также устройство дл аэрации жидкости,.содержащее направл ющую камеру, один конец которой соединен с источником сжатого воздуха , а другой - с камерой смешени воды с воздухом, заканчивающейс водовоздушными насадками, и перемешивающее приспособление с валом 2 .Also known is a device for aerating a liquid, containing a guide chamber, one end of which is connected to a source of compressed air, and the other end to a chamber mixing water with air ending in water-air nozzles, and a mixing device with a shaft 2.

Однако известное устройство недостаточно эффективно и надежно в работе Из-за малой поверхности контакта воды с воздухом в камере смешени вследствие незначительного дроблени газовой фазы и раздельно- го движени смеси Кроме того, отсутствует кавитационна обработка воды, усиливающа процесс диффузии кислорода из воздуха в воду и активирующа воду. Перемешивающее приспособление с валом в неподвижной части заклиниваетс из-за большой консольности, особенно на больших глубинах. Устройство неработоспособно При.работе под углом в вертикали и неприменимо на передвижйых плавающих системах из-за громоздкости и сложности вращающихс часей и др.However, the known device is not efficiently and reliably in operation. Due to the small surface of water contact with air in the mixing chamber due to slight crushing of the gas phase and separate movement of the mixture. In addition, there is no cavitation treatment of water, which enhances the process of diffusion of oxygen from air into water and activates water The mixing device with the shaft in the fixed part is wedged due to the large cantilever, especially at great depths. The device is inoperable When working at an angle in the vertical and not applicable to mobile floating systems due to the bulkiness and complexity of rotating watches, etc.

Цель изобретени - повышение эфективности аэрации и надежности аботы устройства.The purpose of the invention is to increase the efficiency of aeration and reliability of the device.

Дл достижени этой цели устройство дл аэрации жидкости, содержащее направл ющую камеру, один конец которой соединен с источником сжатого воздуха, а другой - с камерой 5 смешени воды с возду сом, заканчивающейс водовоздушными насадками, и перемешивающее приспособление с валом, снабжено установленной на выходе направл ющей камеры кольцевойTo achieve this goal, a device for aerating a fluid, containing a guide chamber, one end of which is connected to a source of compressed air, and the other end to a chamber 5 mixing water with air, ending with water-air nozzles, and a mixing device with a shaft, is provided with an outlet direction chamber

0 перегородкой .с сопловым аппаратом и стаканом с подшипниками, в котором установлен вал перемешивающего приспособлени , при этом последнее выполнено из диска с турбинными0 by a partition. With a nozzle apparatus and a glass with bearings, in which the shaft of the mixing device is installed, the latter being made of a disk with turbines

5 лопатками, размещенными напротив соплового аппарата, прикрепленных к внешнему венцу лопаток лопастей осевого суперкавитирующего насоса и расположенного над диском и приQ крепленного к венцу турбинных лопаток обтекаемого перфорированного колпака.5 blades placed opposite the nozzle apparatus, attached to the outer crown of the blades of the blades of the axial supercavitating pump and located above the disk and attached to the crown of the turbine blades of the streamlined perforated hood.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, продольный разрез;FIG. 1 shows the proposed device, a longitudinal section;

5 на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. i; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. ;4 - разрез В-В на фиг. i; на фиг. 5 - разрез Г-Г на фкг. 1/ на фиг. 6 - разрез Д-Д на фиг. 1; на5 in FIG. 2 shows section A-A in FIG. i; in fig. 3 shows a section BB in FIG. one; in fig. 4 is a section bb of FIG. i; in fig. 5 - section GG on fkg. 1 / in FIG. 6 is a section d-d in FIG. one; on

,. фиг. 7 - одна из схем применени устройства в непроточном стратифицированном по кислороду водоеме с использованием ветродвигател , продольный разрез; на фиг. 8 - то же, в плане; на фиг. 9 - то же, поперечный разрез., FIG. 7 is one of the diagrams of using the device in a non-flowing oxygen-stratified reservoir using a wind turbine, longitudinal section; in fig. 8 - the same in terms of; in fig. 9 - the same cross section.

Устройство состоит из направл ющей камеры 1, один конец которой.соединен с источником 2 сжатого вохдуха , а второй заканчиваетс кольцевой перегородкой 3, в которой по периферии размещен сопловой аппарат 4, а по центру - стакан с валом 5. Вал 5 врацаетс в подшипниках 6. НаThe device consists of a guiding chamber 1, one end of which is connected to a source 2 of compressed air, and the second ends with an annular partition 3 in which a nozzle device 4 is placed at the periphery, and a cup with a shaft 5 is centered in bearings 6 . On

свободном конце вала закреплен диск 7 с турбинными лопатками 8, размещенными напротив соплового аппарата 4, и внешним венцом 9, закрепленным поверх лопаток. К боковой поверхности венца прикреплены лопасти 10 осевого суперкавитирующего насоса , а к задней стороне - обтекаемый пе1рфорированный, колпак 11. Узлы b-il составл ют перемешивающее приспособление (ротор), которое заключено в трубопровод 12. Передн часть трубопровода 12 имеет окна 13 дл входа воды, средн образует камеру 14 смешени воды с воздухом, а задн заканчиваетс водо--воз душнымиthe free end of the shaft is fixed disk 7 with turbine blades 8, placed opposite the nozzle apparatus 4, and the outer crown 9, mounted on top of the blades. The blades 10 of the axial supercavity pump are attached to the side surface of the crown, and the streamlined perforated cap 11 is attached to the back side. The b-il assemblies comprise a mixing device (rotor), which is enclosed in the pipeline 12. , the middle forms a chamber 14 for mixing water with air, and the rear end ends with water - air

насадками 15. Дл предотвращени попадани воды в подшипники 6 предусмотрено уплотнение 16, а дл креплени передней части стакана с валом 5 служат стойки 17. Трубопровод 12 крепитс к направл ющейnozzles 15. To prevent water from getting into bearings 6, a seal 16 is provided, and 17 are attached to the front of the glass with shaft 5. Pipeline 12 is attached to a guide

камере 1 на стойках 18. Насадки 15 к камере 14 смешени креп тс . при помощи соединени 19. Все устройство вл етс съемным и крепитс к источнику 2 при помощи соединени 20, Подача воздуха к источнику 2 осуществл етс от расположенного, в воздушной среде компрессора 21 по трубопроводу 22. Отработанный Б устройстве воздух всплывает в вида факела 23.,the chamber 1 on the uprights 18. The nozzles 15 are attached to the mixing chamber 14. using the connection 19. The entire device is removable and attached to the source 2 by means of the connection 20, the air is supplied to the source 2 from the compressor 21 located in the air environment through line 22. The air used by the device B floats in the form of a torch 23.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Сжатый воздух от источника 2 через направл ющую камеру 1 поступает к сопловому аппарату 4, истека через который, попадает на турбинные лопатки 8 и вращает перемешивающее приспособление. При этом при вращении лопастей 10 насос засасывают воду через окйа 13 и под давлением подает ее в камеру 14 .смешени дл сметиенй с отработанным после турбинных лопаток 8 и прошедийм через отверсти перфорированного колпака 11 . При этом образуетс водо-воздушна . смесь с пузырьковой структурой. Вода после суперкавитирующего насос вл етс активированной в результате , разрушени каверны и схлопывани ...кавитацйонных. пузырьков, в св аи с, чем.кислород, из воздушных пузырьков интенсивно поступает в воду Этот процесс усиливаетс повышенН лм давлением в КсМере смешени и пониженной температурой воды вокруг .воздушных пузырьков из-за уменьшени температуры воздуха при истечений его через сопловой аппарат 4, тур6инные лопатки 8 и отверсти Compressed air from the source 2 through the guide chamber 1 enters the nozzle apparatus 4, has expired through which, enters the turbine blades 8 and rotates the mixing device. At the same time, when the blades 10 rotate, the pump sucks in water through the windows 13 and supplies it under pressure to the chamber 14. Mixes for cleaning with the waste after the turbine blades 8 and passing through the holes of the perforated hood 11. A water-air is formed. mixture with a bubble structure. The water after the supercavitating pump is activated as a result of the destruction of the cavity and the collapse of ... cavitation. bubbles, due to oxygen, from the air bubbles enter the water intensively. This process is increased by increasing the pressure in the Mixing Meter and the low water temperature around the air bubbles due to a decrease in air temperature when it flows through the nozzle apparatus 4, the turbines vanes 8 and holes

колпака 11. Однако в камере 14 смешени размеры пузырьков достаточно большие в .св зи с большими отверсти ми в колпаке 11. Это предусмотрено дл предохранени отверстий от забивани различными примес ми, содержащимис в сжатом воздухе. Дальнейша диффузи кислорода.из воздуха в воду происходит в йодовоздушных насадках 15 в результате дроб ле ни riy зыр ь ко в. на мел ьч айши е частички из-за разгона смеси и сколжени фаз, а также вне устройства (в истекающей струе и при всплытии пузь5 ьков). Б истекающей струе пузырьки тормоз тс и всплывают, а. аэрированна и активированна вода продолжает дальнейшее Горизонтальное движение и таким образом остаетс в нижнем обескислороженном сло воды. Поэтому пузырьки воздуха вспл/вают в воде с низким содержанием кислорода , в св зи с чем диффузи кислорода из них в воду увеличиваетс . kpiOMe того, в результате подъема факелом пузырьков воды нижнего сло вверх происходит обмен водой между сло ми и, соответственно, транспорт рование кислорода из верхнего сло в нижний. При этом граница стратификации опускаетс и расшир етс в стороны (фиг. 7-9}.bell 11. However, in the mixing chamber 14, the dimensions of the bubbles are quite large in connection with the large openings in the cap 11. This is intended to prevent the openings from clogging with various impurities contained in the compressed air. Further diffusion of oxygen from air to water occurs in air iodine nozzles 15 as a result of fractionation of air and air. on small pieces due to the acceleration of the mixture and the coagulation of phases, as well as outside the device (in a flowing stream and ascent of puzzles). B flowing out stream of bubbles inhibit vehicle and float as well. aerated and activated water continues further horizontal movement and thus remains in the lower oxygen-free layer of water. Therefore, air bubbles float in water with low oxygen content, and therefore the diffusion of oxygen from them into the water increases. kpiIOMe, as a result of the rising of the water bubbles of the lower layer upward by the torch, water is exchanged between the layers and, accordingly, oxygen is transported from the upper layer to the lower one. At the same time, the stratification boundary descends and expands to the sides (Fig. 7-9).

Работоспособность устройства не зависит от глубины погружени , стационарности давлени воздуха после компрессора, угла наклона оси, оно при1у1ёнимо на подвижных плавающих системах,, не загромождает фарватер, .его привод не забрызгиваетс водой, в св зи с чем повышаетс надежность его работы..The operation of the device does not depend on the depth of immersion, the stationary pressure of the air after the compressor, the angle of inclination of the axis, it doesn’t clutter the fairway on moving floating systems, and the drive does not splash on water, thereby increasing its reliability.

фиг.5 Агпнасферньш Figure 5 Agpnasferns

J. 1 i i iJ. 1 i i i

0 0

V. V.

Хл /Щ/ ///////// //// //////// // /у / / / / / // / / У //У ,Chl / Sh / // /////// //// //////// // / at / / / / / // / / At // At,

бе/гегbe / geg

f777/f///ffff777 / f /// fff

Фш.В FW

nf t/noSepJtMocm/fi /a c/iou nf t / noSepJtMocm / fi / a c / iou

Придонный саойBottom floor

(Put. 7(Put. 7

/ риб ежма JOHH сjjacmefft/jtftu/ JOHH rib jjacmefft / jtftu

f/ryiSoKofofff/aji vacm6 Soffoeftaf / ryiSoKofofff / aji vacm6 Soffoefta

ПP

Claims

DEVICE FOR AERATION OF LIQUID, containing a guide chamber, one end of which is connected to a source of compressed air ', and the other to a chamber for mixing water with air, ending with water-air nozzles, and a mixing device with a shaft, characterized in that, in order to increase the efficiency of aeration and reliability of operation of the device, it is equipped with an annular partition installed at the outlet of the guide chamber with a nozzle apparatus and a cup with bearings, in which the shaft of the mixing device is installed, The latter is made of a disk with turbine blades placed opposite the nozzle apparatus, attached to the outer rim of the blades of the axial supercavity arms on the OOS and located above the disk and attached to the rim of the turbine blades of a streamlined perforated cap.

w ///////// w ^^^^^

FIG. f sl w