Аэратор
Изобретение относится к рыбной промышленности. Цель изобретения - снижение энергозатрат и эксплуатационных расходов. В аэраторе, смонтированном на плавучем средстве 1, воздухопроводы 2 выполнены с возможностью качания в вертикальной плоскости на полуосях 7 и снабжены подводными крыльями 8, установленными выше оси качания воздухопроводов 2, для создания подъемной силы при движении плавучего средства и, тем самым, поворота воздухопроводов 2, и возвратными пружинами 9, служащими для поворота воздухопроводов 2 в обратном направлении при снижении скорости передвижения. 7 ил.
СЭОЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН (5ц 4 Л 01 К 63/04
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н A ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ г;
° А
ГОСУДАРСТВЕНКЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbfTHRM
ПРИ П4НТ СССР (21) 4328923/28-13 (22) 17. 11.87 (46) 15.07.89. Вюл. Р 26 (71) Специальное опытно-конструкторll ° ° ское бюро рыбоводной техники Хехрыбвод" (72) В.С.Гуенко, Ю.Н.Савченко, Ю.Д.Васильев н С.В.Снежко (53) 639.331.3(088.8) (56) Лвторское свидетельство СССР
У 530667, кл. Л 01 К 63/00, 1974.
Лвторское свидетельство СССГ
Р 1181605, кл. Л 01 К 63/04, 1985.
ÄÄSUÄÄ 1493218 А1 (54) ЛЭРЛТОР (57) Изобретение относится к рыбной промыпленности. Цель изобретения снижение энергозатрат и эксплуатационных расходов. В аэраторе, смонтированном на плавучем средстве 1, воздухопроводы 2 выполнены с возможностью качания в вертикальной плоскости на полуосях 7 и снабжены подводными крыльями 8, установленными выые оси качания воздухопроводов 2, для создания подъемной силы при движении плавучего средства и, тем самым, поворота воздухопроводов 2, и возвратными пружинами 9, служацими для поворота воздухопроводов 2 в обратном направлении при снижении скорости передвижения. 7 ил.!
493218 смонтированы с положительным углом атаки. 1(ро;1ытейш1 6 предttantln»OIII для крепления дэрируюцих приспособлений к зшаву«ему средству 1 ll сндбжены ot-pat!It«tt t eJtslr
Лэратор работает сззецу1«цпм образом, Прп возникlloncltl»t в водоеме прецзаморных явлений дэрпрующие приспо. собления ycTatt;!«JI!I«at>JI на плд1зучем средстве 1 при помощи кронютейнд 6 (фиг. 4) . Ilplt it«!tee»IIII »Jlany«его средства 1 на крыльях 8 возникает подъемная сила, стремящаяся развернуть воздухопровоцы 2 в вертикаль«оп плоскости вокруг осей кач lèèn — полу40
11зобретение относится .. рыбной промы11в1енности и может быть использовано цля насыщения воды кпс.!ой<>;1ом воздуха 1з рыбовоцпых всцоемдх.
Ке>1ь изобретения — снижение энергозатрат II эксплуатационных расходов.
Применение прецлдгn011ог0 дэрдтора п народном хозяйстве 110313oJIIIT проводитl дэ1>ацзио 1307\11 непос1>едственно с 0 начала движения плд«учегo средст1>д без потери времеш1 нд набор ct;opoc! It.
1(роме того, ус1ройство позволяет вести дэраци1о воды п узких протоках, нд .1елкоиодье и непосредственно « 15 прибрежных зонах. !
1а фиг. 1 It Ioá!>;Iæålt дэрдтор,:>б1ций впц; па фпг. 2 — то же, «пц сne;>xy; нд фиг. 3 — впц л нд фпI . 1; ф1д фиг. 4 — положен!и воэцухоп;>о;:оцд 20 в стдтике; на фпг. 5 — тo же, 13 цпндмпке; на фпг. 6 - букспро«кд неско и— ких плавучих средст13 с аэрпрую Ilil.tu приспособлениями; на фиг. 7 "д", "б", 11 >>
« — рд зли«ные углы ttonopo <3 «оздуxottponoga, Лэратор Состоит пз плавучего средства 1, дэриру1ощпх приспособ>1ений в виде двух полых «OJJtóõoïðonî>ton 2 с воздухоздборными частями 3 сверху 30 и раструбами 4, Jti.пестками 5;1.1я эа кручпвания «оцо>зозцуцной c tectt. Воздухопроводы 2 смонтпрованы нд кронштейнах 6 на полуосях 7 с «озм;жностью качания 13 вер 1 икально!1 IIJIocl
Подводи!!о крь1;и я 8 установлены в«1.ше осей tea>ltt tt!»t — полуосей 7 — п осе>1 7 . Повора пивдясь на полуосях 7, раструбы 4 воздухонроводов 2 заглуб ля1отся и за ними образуется область
1Io«It>xp»!toro цав>1е1кия (рдзреженпя), пружина 9 прп этом растягивается. Лтмосферныи «оздух через верхние воэдухоздборные части 3 засась1вается в
l3oçäó>to!IðoI3oJt 2 и через раструбы поцается « воду. Образу1оцаяся водовоздуцная смесь закручивается лепест-кдмп 5, что способствует перемециванию воды и растворению в ней кислорода воздуха (фнг. 5).
При уменьщешпи скорости движения шавучего cpeltcTna 1 подъемная сила и;1 крыльях 8 уменьпается и пружины 9
no:3 « !>дцд1о l в о 3 jt>, хоп1>оводы к HcxoJttlo
tty 1;оложению (урд«но«ецива1от подъемную с1шу KpbtJtben) и тем с!>мым устава«.зпзздют olt пмальную глубину погружения раструбов 4 и оптимальный ре.жим засасывания воздуха.
Угол поворота (эаглубление) всздухопроводов 2 исходя из рсальш1х опт!«мдльных режимов аэрации и параметров рыбоводных водоемов ограни«и«ается ограничителями 10, что поз!>олпе расходовать мощность плавучего срецствд с бол!ш1пм КПД в ыпроком диапазоне скоростей передвижения.
Плаззучее средство 1 может быть как самохо>Jíbt! t, так и буксируемым. В последнем случае возможна одновременная буксировка нескольких аэрирующпх приспособлений (фиг. 6) .
3<>>фективность использования мощности привода плавучего средства достигает максимального значения
1хлько на вполне определенной скорости. Па других сксростях затрдчп«демдя мощность используется неэффективно, что приводит к пеэкономичному расходу горючего.
Это следует пз соотношения между скоростью движения воздухопроводов и глубиной, на котору1о эасасы 1 КС
13 Д P 1 С Н В О 3 ДУ Х и=->"-—
wc (!)
331 где Н вЂ” глубина засасывания, м; — ускорение свободного падения, м/c
Так, при стандартной глубине пруда 1,2 м и фиксированном заглублении воздухопровода 0,8 м скорость буксировки (движения) воздухопровода должlIa быть равна 17,46 км/ч. При меньыих значениях скорости воздух не будет
1493218
N==() >. q Н
I уг
„ Икс
J (2)
30 (3) (4) гце С1 — р",ñõîä воздуха, M /ñ;
P — IIJIOTHOCTb BOJ(bl КГ/МЗ; — ускорение свободного падения, м/с ;
11 — глубина закачки воздуха, м;
N — моцность буксировочная, II/с;
V » — скорость буксиров><и, M/c
1 „— подъемная сила крьша, Н;
С вЂ” коэф<1>ициент подъемной силы;
Ь вЂ” плоцаць крьша, м .
Углы атаки, а, следовательно, и углы установки могут быть определены Ilo значениям С,((по стандартным кривым цля крыльев с известным гидравлическим качеством). Жесткость возвратной пружины долина соответствовать подъемной силе крьша (с учетом изменения плеча ее действия).
В предлагаемом аэраторе «а воздухопроводе крьшо с положительным углом атаки установлено выше оси качания (оси вращения воздухопровода), а возвратная пружина ниже осп качания. Таким образом, при движении воздухопровода его заглубление определя35
45
55 засасываться в воду, а при больших будет непроизводительно затрачиваться мощность двигателя плавучего средства. Например, при скорости 18 км/ч непроизводительно затрачивается 4,57.
5 мощности, при 20 км/ч — 217, а прп
25 км/ч — более эОЕ.
Зная соотноошение межцу скоростью буксировки воздухопровода V и ь кс.
- глубиной Н, па которую засасывается воздух, можно подобрат такую возвратную пружину и крьшо с такой IIJIQ» шадью и углом установки, что каждому эначе скорости движения возцухо- 15 провоца будет соответствовать такое его заглубление, при котором моцность IIpIIIIO!(a IIJIaI>y lего средства будет расхо((оваться оптимально в отношении режима аэрации.
Ф
Основные соотношения между гсометрическшп>, энергетическими и гпдромеханическимп параметрами азратора в первом прибли>кении т.е. при цопуцепиях, что сила сопротивления мала по 25 сравнению с подъемной и величины уг.пов атаки ложат в основном п пределах докритических, связаны формуламп ется алгебраической c)>>мой моментов, возникаюцих па его элементах относительно оси качания (поворотa).
Возрастание скорости определяет изменение этих величин моментов вследствие изменения действующих сил, что (>ызывает поворот (заглубление) воэдухопровод» и изменение плечей, на которых действуют силы. Воэдухопрово,ц будет заглубляться до того положепия, llpH котором моменты действуют против часовой стрелки, т.е. 11=0. Дальнейшее возрастание скорости приводит к дополнительному возрастанию сил и дополнительному заглублению воэдухопровоца, т.е. каждому значению скорости движения будет соответствовать равновесное Ilo моментам заглубление воздухопровода.
Так, в начале движения воэдухопровода при скорости движения (фиг.7а) на его элементах будут возникать моменты, определяемые следуюцими зависимостями: способствуюцие эаглубле ию воэдухопровода (против часовой стрелки) М=Г„ 1п где Г „ — подъемная сила крыла, кг;
1п — соответственное плечо, м; 1с 1с 1 с > гце à — гицродпнамическое сопротивление части воздухопровода, располо>кенной выше оси качания, кг;
1 — соответственное плечо, м; действуюцие против заглубления воздухопровода (по часовой стрелке)
И,=Г, - 1,, 1 гце Š— условие возвратной пружиЬ ны, кг;
1 — соответствуюцее плечо, м;
И =F 1 с с C где F — гидродинампческое сопротивс ление части воздухопровода, расположенной ниже оси качания, кг;
l. — соответственное плечо, м.
Как видно на фиг. 76 при увеличении скорости движения (V>>V ) воэдухопровод заглубится, при этом F > и 1 „ IIeJIH ToII, F и 1, незначитель( но уменьшатся, F равномерно увели(I чатся, F и 1, увеличатся. с
На фиг. 7в при V >Vy прослежпваютб ся те же тенденции изменения сил и соответствующих им плечей, вызванные увеличением скорости. В этом случае
1493218
15 фиг, 2 подъемная сила F на крыле исчезает за счет отрицательного угла атаки, а на ! ее месте начинает действовать сила Р
I на плече 1, вызванная большим гидродинамическим сопротивлением крыла.
При использовании аэратора мощность плавучего средства, затрачиваемая на эаглубление воздухопровода (преодоления гидродинамического сопротив- 10 ления подводного крыла), эначител .но меньше непроизводительных расходов мощносги, свойственных прототипу при его эксплуатации в реальных режимах, за счет чего и возникает снижение энергозатрат.
Снижение эксплуатацибнных расходов достигается тем, что аэрирование водо. ема начинается одновременно с началом движения плавучего средства, т ° е. отсутствуют потери рабочего времени оператора, и моторесурса, присущих прототипу при выходе на рабочий режим.
Формула и э о б р е т е н и я
Аэратор, включающий плавучее средство и аэрирующие приспособления в ниде полых воздухопроводов с воздухозаборными частями сверху и расположенными внизу раструбами с лепестками для закручивания водовоздушной смеси, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат и эксплуатационных расходов, воздуховоды смонтированы на оси с возможностью качания в вертикальной плоскости и снабжены подводными крыльями и возвратными пружинами, при этом подводные крылья установлены выше оси качания.
1493218
1493218
9 ив 7
Составитель Л.Белов
Техред Л.Сердюкова Корректор О.Цииле. Редактор В.Ковтун
Заказ 3907/6 Тираж 470 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета но изобретеииям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патеит", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101
