PL B1. CIEŚLICKI BOGUSŁAW, Gdańsk, PL KOWALSKI RADOSŁAW, Gdańsk, PL BUP 19/10

Transkrypt

1 PL B1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: (51) Int.Cl. A01K 63/04 ( ) C02F 1/74 ( ) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: (54) Aerator inżektorowy (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 19/10 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 07/13 (73) Uprawniony z patentu: CIEŚLICKI BOGUSŁAW, Gdańsk, PL KOWALSKI RADOSŁAW, Gdańsk, PL (72) Twórca(y) wynalazku: BOGUSŁAW CIEŚLICKI, Gdańsk, PL RADOSŁAW KOWALSKI, Gdańsk, PL (74) Pełnomocnik: Bogusław Cieślicki

2 2 PL B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest aerator inżektorowy przeznaczony do napowietrzania cieczy ubogich w tlen, w tym zawierających zanieczyszczenia organiczne, w małych zbiornikach wodnych naturalnych i sztucznych, zwłaszcza hodowli ryb oraz w zbiornikach odpadów do doraźnej likwidacji stref beztlenowych. Znana jest z polskiego opisu zgłoszonego wynalazku P strumienica do napowietrzania ścieków, której układ hydrauliczny stanowią, co najmniej dwa przewody połączone rozłącznie poprzez kątowe kolanka z dwoma komorami mieszania i z wylotem pompy ssąco-tłoczącej, zamocowanej suwliwie na konstrukcji nośnej. Komory mieszania posiadają wymiennie osadzone wewnątrz dysze stanowiące pierwszą część składową trójstopniowego dyfuzora wyprowadzającego napowietrzone ścieki oraz wloty powietrza połączone z rurą ssawną za pomocą elastycznych przewodów. Każdy dyfuzor składa się z współosiowo połączonych odcinków rurowych o skokowo zmieniających się przekrojach przepływu. Działanie strumienicy polega na tłoczeniu ścieków za pomocą pompy do komory mieszania, w której wskutek wytworzonego podciśnienia następuje zasysanie powietrza z rury ssawnej i jego mieszanie ze ściekami wprowadzanymi następnie do dyfuzora w układzie hydraulicznym, którym ukierunkowany przepływ wyprowadza napowietrzone już ścieki do zbiornika, w którym zanurzona jest strumienica. W aeratorze inżektorowym według wynalazku posiadającym rurowy układ doprowadzający ciecz połączony z dwiema komorami mieszania wyposażonymi w pionowe rury doprowadzające powietrze, przy czym każda komora mieszania jest połączona z układem wyprowadzającym napowietrzoną ciecz, istotą jest to, że posiada dozownik tlenu, zaś na wlocie rurowego układu doprowadzającego ciecz znajdują się prowadnice zawirowujące, a układ wyprowadzający napowietrzoną ciecz każdej komory mieszania stanowi co najmniej jeden segment, składający się z wieloczłonowej rury i kształtki rozdzielającej strugę z kanałami wypływowymi, osadzonej na jej końcu po stronie wypływu napowietrzonej cieczy. Każda kształtka rozdzielająca strugę ma co najmniej dwa kanały wypływowe, przy czym w kanale wypływowym kształtki każdego ostatniego segmentu jest zamocowana rura wypływowa lub wieloczłonowa rura wypływowa. Kolejne segmenty łączą się rozgałęźnie poprzez wieloczłonową rurę, która jest osadzona końcem po stronie napływu napowietrzonej cieczy w kanale wypływowym kształtki rozdzielającej strugę segmentu poprzedzającego. Rura wypływowa lub wieloczłonowa rura wypływowa ma perforację na górnej części powierzchni. Dozownik tlenu znajduje się w rurowym układzie doprowadzającym ciecz. Dozownik tlenu jest osadzony na wieloczłonowej rurze znajdującej się w pierwszym segmencie układu wyprowadzającego napowietrzoną ciecz. Prowadnice zawirowujące mają kształt spiralny i są zamocowane wzajemnie równoodległe na wewnętrznych ściankach. W każdym segmencie układu wyprowadzającego napowietrzoną ciecz wewnątrz wieloczłonowej rury znajdują się elementy zaburzające przepływ o regulowanej długości. Elementy zaburzające przepływ mają postać wypustów. Powierzchnie przekroju poprzecznego wieloczłonowej rury zwiększają się wraz z jej długością w kierunku przepływu strugi. Średnice wewnętrzne wieloczłonowej rury i osadzonej na jej końcu kształtki segmentu zwiększają się w stosunku do średnic wewnętrznych wieloczłonowej rury i osadzonej na jej końcu kształtki segmentu poprzedzającego. Powierzchnie przekroju poprzecznego wieloczłonowej rury wypływowej zwiększają się w kierunku przepływu strugi. Rozwiązanie według wynalazku posiada prostą konstrukcję, co wpływa na bezawaryjne działanie, jak również ułatwia montaż aeratora i jego pracę w dowolnych miejscach. Znajdujące się na wlocie rurowego układu doprowadzającego ciecz prowadnice zawirowujące zaburzają przepływ tłoczonej cieczy i nadają jej ruch obrotowy, umożliwiając tym samym wprowadzenie większej ilości tlenu z dozownika usytuowanego w układzie doprowadzającym ciecz i powietrza w komorze mieszania. Natomiast elementy zaburzające przepływ w postaci wypustów znajdujące się w układzie wyprowadzającym napowietrzoną ciecz oraz możliwość regulacji ich długości zmniejszają wielkość pęcherzy powietrznych na dowolnej głębokości strugi i wpływają na ich szybsze wchłonięcie przez ciecz. Zastoso-

3 PL B1 3 wanie dozownika tlenu wpływa również na stabilizację relacji gazowych i eliminuje możliwość wystąpienia choroby gazowej ryb. Konstrukcja aeratora według wynalazku, a zwłaszcza zastosowanie kształtki rozdzielającej strugę z wieloma kanałami wypływowymi, daje możliwość budowy rozgałęzień, co pozwala na rozprowadzanie natlenionej i napowietrzonej cieczy na dużej powierzchni zbiornika, natomiast perforacja rury w strefie wylotowej sprawia, że woda jest oddawana do zbiornika nie punktowo, a w określonej, żądanej warstwie, wyznaczonej długością rury wypływowej. Rozwiązanie aeratora inżektorowego według wynalazku jest pokazane w przykładowych wykonaniach na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój wzdłużny aeratora z jednosegmentowym układem wyprowadzającym napowietrzoną ciecz, fig. 2 przedstawia przekrój wzdłużny odmiany aeratora z jednosegmentowym układem wyprowadzającym napowietrzoną ciecz, fig. 3 przedstawia przekrój poprzeczny wlotu układu doprowadzającego ciecz, fig. 4 przedstawia przekrój wzdłużny odmiany aeratora z wielosegmentowym układem wyprowadzającym napowietrzoną ciecz, fig. 5 przedstawia przekrój poprzeczny wieloczłonowej rury z elementami zaburzającymi przepływ. Aerator inżektorowy posiada rurowy układ 1 doprowadzający ciecz połączony z dwiema komorami mieszania 2, 2, a na wlocie rurowego układu znajdują się trzy wzdłużne spiralne prowadnice zawirowujące 3, zamocowane w nim trwale i rozmieszczone w równych odległościach. W układzie znajduje się również dozownik tlenu 4, zainstalowany w miejscu rozdziału tłoczonej cieczy, a wpływająca do każdej komory mieszania 2, 2 ciecz jest już natleniona. W odmianie rozwiązania, przedstawionej na fig. 1 i fig. 2, dozownik tlenu 4 znajduje się za każdą komorą mieszania 2, 2 w pierwszym segmencie jej układu wyprowadzającego napowietrzoną ciecz, gdzie następuje proces dotleniania cieczy. Każda komora mieszania 2, 2 jest wyposażona w pionowe rury 5, 5 doprowadzające powietrze, których końce są wyprowadzone ponad powierzchnię cieczy oraz połączona z własnym oddzielnym układem wyprowadzającym napowietrzoną ciecz, który ma budowę jedno- lub wielosegmentową. Każdy segment I.1, I.2, I.3, I.1, I.2, I.3 układu składa się z wieloczłonowej rury 6 oraz kształtki 7 rozdzielającej strugę z kanałami wypływowymi 8, osadzonej na jej końcu, po stronie wypływu napowietrzonej cieczy. Powierzchnie przekroju poprzecznego wieloczłonowej rury 6 zwiększają się w kierunku przepływu strugi. W jednosegmentowym układzie wyprowadzającym napowietrzoną ciecz kształtka 7 rozdzielająca strugę ma dwa kanały wypływowe 8, w których są osadzone rury wypływowe 9 z perforacją 10 na górnej części powierzchni. W odmianie rozwiązania o jednosegmentowej budowie układu, przedstawionej na fig. 2, w obydwu kanałach wypływowych 8 kształtki 7 są osadzone wieloczłonowe rury wypływowe 11, których końcowy odcinek ma perforację 10 na górnej części powierzchni. Powierzchnie przekroju poprzecznego wieloczłonowej rury wypływowej 11 zwiększają się w kierunku przepływu strugi. Wewnątrz wieloczłonowej rury 6 znajdują się elementy 12 zaburzające przepływ, które mają postać wypustów o regulowanej z zewnątrz długości i rozmieszczone są na jej obwodzie. W kolejnej odmianie rozwiązania układ wyprowadzający napowietrzoną ciecz ma budowę wielosegmentową a połączone segmenty I.1, I.2, I.3, I.1, I.2, I.3 tworzą rozgałęzienia. Przedstawiony na fig. 4 aerator posiada dwie komory mieszania 2, 2, połączone każda z własnym oddzielnym układem wyprowadzającym napowietrzoną ciecz, złożonym z trzech segmentów odpowiednio I.1, I.2, I.3 i I.1, I.2, I.3. W każdym pierwszym segmencie I.1, I.1 koniec wieloczłonowej rury 6 jest połączony z komorą mieszania 2, 2", natomiast kolejne segmenty I.2, I.3, I.2, I.3 łączą się rozgałęźnie poprzez wieloczłonową rurę 6, która jest osadzona końcem znajdującym się po stronie napływu napowietrzonej cieczy w kanale wypływowym 8 kształtki 7 segmentu poprzedzającego. Średnice wewnętrzne wieloczłonowej rury 6 i osadzonej na jej końcu kształtki 7 danego segmentu zwiększają się w stosunku do średnic wewnętrznych wieloczłonowej rury 6 i osadzonej na jej końcu kształtki 7 segmentu poprzedzającego. W każdym kanale wypływowym 8, w którym nie osadza się już rury wieloczłonowej, jest zamocowana rura wypływowa 9 lub wieloczłonowa rura wypływowa 11, z perforacją 10 na górnej części powierzchni. Aerator inżektorowy współpracuje z pompą, niepokazaną na rysunku, która tłoczy zassaną z otoczenia ciecz ubogą w tlen, łącznie z występującymi w niej zanieczyszczeniami, do układu doprowadzającego 1, w którym prowadnice zawirowujące 3 nadają jej ruch obrotowy, a w wariancie rozwiązania, w którym dozownik tlenu 4 znajduje się w układzie 1 doprowadzającym ciecz przy rozpływie do komór mieszania 2, 2 dodatkowo jest natleniana. Warunki w komorach mieszania 2, 2 umożliwiają zassanie powietrza dostarczanego zewnętrznym układem wentylatorowym, niepokazanym na rysun-

4 4 PL B1 ku, i napowietrzenie cieczy, która jest kierowana do jedno- lub wielosegmentowego układu wyprowadzającego napowietrzoną ciecz. W wariancie rozwiązania, w którym dozownik tlenu 4 znajduje się za komorą mieszania 2, 2, ciecz oprócz napowietrzenia w komorze jest dodatkowo dotleniana. W układzie wyprowadzającym napowietrzoną ciecz powierzchnie przekroju poprzecznego wieloczłonowej rury 6 zwiększają się w kierunku przepływu strugi, co spowalnia przepływ cieczy, ale równocześnie zmniejsza opór hydrauliczny, i powoduje, że napowietrzona i natleniona ciecz jest wyprowadzana na zewnątrz w formie strug przez rury wypływowe oraz przez perforacje 10, w kierunku prostopadłym do powierzchni rury wypływowej 9 lub wieloczłonowej rury wypływowej 11. Zastrzeżenia patentowe 1. Aerator inżektorowy posiadający rurowy układ doprowadzający ciecz połączony z dwiema komorami mieszania wyposażonymi w pionowe rury doprowadzające powietrze, przy czym każda komora mieszania jest połączona z układem wyprowadzającym napowietrzoną ciecz, znamienny tym, że posiada dozownik tlenu (4), zaś na wlocie rurowego układu (1) doprowadzającego ciecz znajdują się prowadnice zawirowujące (3), a układ wyprowadzający napowietrzoną ciecz z każdej komory mieszania (2, 2 ) stanowi co najmniej jeden segment (I.1, I.2, I.3, I.1, I.2, I.3), składający się z wieloczłonowej rury (6) i kształtki (7) rozdzielającej strugę z kanałami wypływowymi (8), osadzonej na jej końcu po stronie wypływu napowietrzonej cieczy. 2. Aerator według zastrz. 1, znamienny tym, że każda kształtka (7) rozdzielająca strugę ma co najmniej dwa kanały wypływowe (8), przy czym w kanale wypływowym kształtki każdego ostatniego segmentu (I.1, I.3, I.1, I.3), jest zamocowana rura wypływowa (9) lub wieloczłonowa rura wypływowa (11). 3. Aerator według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że kolejne segmenty (I.1, I.2, I.3, I.1, I.2, I.3) łączą się rozgałęźnie poprzez wieloczłonową rurę (6), która jest osadzona końcem po stronie napływu napowietrzonej cieczy w kanale wypływowym (8) kształtki (7) segmentu poprzedzającego (I.1, I.2, I.1, I.2). 4. Aerator według zastrz. 2, znamienny tym, że rura wypływowa (9) i wieloczłonowa rura wypływowa (11) ma perforację (10) na górnej części powierzchni. 5. Aerator według zastrz. 1 albo 2, albo 4, znamienny tym, że dozownik tlenu (4) znajduje się w rurowym układzie (1) doprowadzającym ciecz. 6. Aerator według zastrz. 1 albo 2, albo 4, znamienny tym, że dozownik tlenu (4) jest osadzony na wieloczłonowej rurze (6) znajdującej się w pierwszym segmencie (I.1, I.1), układu wyprowadzającego napowietrzoną ciecz. 7. Aerator według zastrz. 1, znamienny tym, że prowadnice zawirowujące (3) mają kształt spiralny i są zamocowane wzajemnie równoodlegle na wewnętrznych ściankach. 8. Aerator według zastrz. 1, znamienny tym, że w każdym segmencie (I.1, I.2, I.3, I.1, I.2, I.3) układu wyprowadzającego napowietrzoną ciecz wewnątrz wieloczłonowej rury (6) znajdują się elementy zaburzające przepływ o regulowanej długości. 9. Aerator według zastrz. 8, znamienny tym, że elementy (12) zaburzające przepływ mają postać wypustów. 10. Aerator według zastrz. 1, znamienny tym, że powierzchnie przekroju poprzecznego wieloczłonowej rury (6) zwiększają się wraz z jej długością w kierunku przepływu strugi. 11. Aerator według zastrz. 1, znamienny tym, że średnice wewnętrzne wieloczłonowej rury (6) i osadzonej na jej końcu kształtki (7) segmentu zwiększają się w stosunku do średnic wewnętrznych wieloczłonowej rury (6) i osadzonej na jej końcu kształtki (7) segmentu poprzedzającego. 12. Aerator według zastrz. 1, znamienny tym, że powierzchnie przekroju poprzecznego wieloczłonowej rury wypływowej (11) zwiększają się w kierunku przepływu strugi.

5 PL B1 5 Rysunki

6 6 PL B1

7 PL B1 7

8 8 PL B1 Departament Wydawnictw UP RP Cena 2,46 zł (w tym 23% VAT)