Устройство для аэрирования воды

 

Изобретение относится к области промышленного рыбоводства и предназначено , в частности, для аэрирования воды в рыбоводных целях. Цель изобретения - уменьшение энергоемкости, повышение производительности и долговечности . Устройство содержит корпус, насадку с расположенным в ней гребным винтом, соединенным с приводом, электродную камеру со смонтированными в ней электродами, один из которых является анодом, а другой - катодом. Анод выполнен в виде полого газопроницаемого цилиндра, соосно ему и гребному винту жестко закреплен завихритель потока, а катод выполнен в виде несущего корпуса с газопроницаемыми цилиндрами, которые закреплены концентрично оси цилиндрического анода. При этом полости цилиндрического анода и катода сообщаются посредством трубопровода с источником сжатого газа, лопасти завихрителя потока установлены с начальным углом атаки, равным половине угла атаки оконечности лопастей гребного винта, дефлектор расположен на выходе потока воды из электродной камеры. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. « (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (si)s С 02 F 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф С

Ю

С:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21 ) 43881 72/2 6 (22) 15. 01. 88 (46) 07. 04. 91. Бюл. ¹ 1 3 (71) Сибирский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт рыбного хозяйства (72) В. Г. Ежов, А. Д. Пожидаев

" и А. С. Кочев (53) 628. S 43 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1255583, кл. С 02 F 1 /74, . 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АЭРИРОВАНИЯ ВОДЫ (57) Изобретение относится к области промышленного рыбоводства и предназначено, в частности, для аэрирования воды в рыбоводных целях. Цель изобретения †. уменьшение энергоемкости, повышение производительности и долговечности. Устройство содержит корпус, насадку с расположенным в ней гребным

Из о бре те н ие о тно сит ся к и ромышленному рыбоводству и предназначено, в частности, для аэрирования воды в рыбоводных целях;

Цель изобретения — уменьшение . энергозатрат, повышение производи-» тельности и долговечности устройства.

На фиг. 1 изо бражено устройство, вертикальный продольный разрез; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1.

Устройство содержит корпус 1, насадку 2 с расположенным в ней гребным винтом 3, соединенным с приводом (не показан). Электродную камеру 4 со смонтированными в ней электродами, один из которых является анодом 5, „„SU„„1640127 А 1 винтом, соединенным с приводом, электродную камеру со смонтированными в ней электродами, один из которых является анодом, а другой - катодом.

Анод выполнен в виде полого газопроницаемого цилиндра, соосно ему и гребному винту жестко закреплен saвихритель IIGтока, а катод выполнен в виде несущего корпуса с газопроницаемыми цилиндра.;и, которые закреплены концентрично оси цилиндрического анода. При этом полости цилиндрического анода и катода сообщаются посредством трубопровода с источником сжатого газа, лопасти завихрителя потока установлены с начальным углом атаки, равным половине угла атаки оконечности лопастей гребного винта, дефлектор расположен на выходе потока воды из электродной камеры. 2 з. п. ф-лы, 2 ил. а другой — катодом 6. Анод 5 выполнен в виде полого газопроницаемого цилин- р дра, а катод 6 в виде несущего корпуса с газопроницаемыми цилиндрами, закрепленными концентрично оси относительно цилиндрического анода. При этом полости 7 и 8 цилиндрических анода и катода сообщены с помощью трубопроводов 9 и 10 с источником

:В» сжато го газа (не по казан) .

Катод и анод с помощью питающих З шин 1 и 12 подключены к источнику тока (не показан). Анод 5 жестко закреплен на электроизолирующих опорах

13 и 14 и накладке 15, соосно ему и гребному винту 3 жестко закреплен за1640127 вихритель 16 потока, лопасти 17 которого установлены с начальным углом ф,атаки, равным половине угла. атаки оконечностей лопастей 18 гребного винта 3. Анод и катод выполнены из пористого материала, например графита ПГ-50.

Дефлектор 19 установлен йа выходе потока воды из электродной камеры 4, I (! служащего для выравнивания обрабо,танного потока воды.

Устройство работает следующим образом.

Поток. воды, нагнетаемый и начально 15 завихряемый гребным винтом 3, дополнительно закручивается завихрителем

1 6 по то ка, попадае т в про с транс тво электродной камеры 4 между поверхностями анода 5 и катода 6 (зону дей- 20 ствия электрического поля постоянного тока) .

При этом ионы растворенных солей, водород и гидроксильные остатки диссоциированных молекул воды, двигаясь:- 25 к электродам, осво бождают молекулярную упаковку воды, создавая дополнительные вакансии.

Ультрадисперсные частицы газа, нагнетаемые источником сжатого газа с избыточным давлением порядка 0,6 ата через трубопроводы 9 и 10 в полость 7 газопроницаемого анода 5 и в полость

8 цилиндрических катодов 6, срываются с поверхности завихренным турбулентным потоком воды, захватываются в свободные пространства молекулярной упаковки воды, упорядоченной дей ствующим электрическим полем.

Поток воды, насыщенный газом, че- 40 рез спрямляющую насадку-дефлектор 1 9 подается в водоем с начальной скоростью порядка 2,5-3 м/с.

Отличие устройства с завихрителем потока и неподвижным газопроницаемым цилиндрическим анодом 5 заключается в том, что уменьшается гидросопротив-, ление потоку обрабатываемой воды при увеличении в два-три раза скорости ра ств о ре н ия подав аемо го о т в нешне ro источника газа и производительности

ыа единицу поверхности за счет срыва турбулентным потоком воды ультрадис1 персных частиц газа размером в несколько молекул и уменьшение энергоем кости достигается тем, что поле постоянного электрического тока создает-, ся малой величины и не для выработки кислорода, а лишь для подготовки вакансий в молекулярной упаковке воды, с целью увеличения скорости растворения и степени насыщения газом обра батываемой воды. Кроме того, повышение эксплуатационной долговечно сти достигается тем, что металлические корпусные конструкции подсоединены к катодной шине, что препятствует коррозии, а высокая скорость потока препятствует загрязнению электродов ко агулянтами как органиче ского, так и неорганического происхождения.

Выполнение анода и катодов в газопроницаемых цилиндрах из пористого материала позволяет увеличить объем воды, подверженной воздействию электрического поля, и площадь контактирования мелкодисперсных пузырьков газа с водой.

Установка завихрителя потока соосно оси анода и гребного винта позволяет увеличить турбулентность потока и способствует срыву с газопроницаемых поверхно стей более мелкодисперсных пузырьков газа.

Установка лопастей завихрителя потока с начальным углом О атаки, равным половине угла атаки лопастей гребного винта, позволяет обеспечить безударный вход потока воды на лопасти завихрителя и снизить динамические нагрузки и потерю скорости потока воды.

Установка дефлекторов 19 на выходе потока воды из электродной камеры

4 позволяет обеспечить ламинарное истечение потока воды в водоем и увеличить дальнобойность устройства.

Экспериментальные исследования, проведенные на модели предлагаемого устройства, позволяют установить, что при градиенте напряжения постоянного тока 6,5 В/см, плотности тока

0,05 А/дм, расходе воды 20 л/мин и

2. расходе технического кислорода

0,5 г/мин при давлении 0,5 ата, при проведенных затратах электроэнергии

0,18 кВт ч/л достигается степень насьпцения воды кислородом 15,2 мг/л.

Та же скорость насьпцения воды на известной электролизной установке достигается при затратах электроэнергии порядка 1,5 кВт ч/л, что в восемь раз больше.

Таким образом, применением устройства достигается положительный эффект, заключающийся в уменьшении

16401

Оя У

/ фиг. 1 энергоемкости процесса растворения газа в воде при одновременном увеличении удельной производительности устройства и скорости истечения по5 тока, а следовательно, увеличения зо. ны аэрации в водоеме. Кроме того, устройство позволяет эффективно растворять в воде любой газ и может ис. пользоваться для создания искусственных заморов в водоемах — рыбопитомниках, позволяет регулировать в некоторых пределах минерализацию воды за счет применения специальных анодов и изменять водородный показатель рН на ) 5 величину до 2 единиц за счет создания градиента напряжения электрического поля, вызывающего частичную диссоциацию молекул воды на водород и гидроксильную группу ОН

Устройство может быть использовано для предотвращения заморных явлений в водоемах, лова рыбы на поток воды или для создания искусственных заморов при подготовке рыбопитомников.

Формула изо бретения

1. Устройство для аэрирования воды, стационарно установленное на пон- 30 тоне, содержащее корпус, дефпектор, насадку с расположенным в ней греб27 б ным винтом, соединенным с приводоь|, . электродную камеру со смонтированными в ней анодом и катодом, подключенными к источнику тока, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью уменьшения энергозатрат, повьппения производительности и долговечности, анод выполнен в виде полого газопроницаемого цилиндра и установлен по оси корпуса, корпус выполнен цилиндрическим, соединен с отрицательным полюсом источника тока и снабжен газопроницаемыми цилиндрами, установленными концентрично оси цилиндрического анода, при этом полость цилиндрического анода и газопроницаемые цилиндры соединены с источником сжатого газа, а между гребным винтом и электродной камерой размещен завихритель потока.

2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что лопасти завихрителя потока установлены с начальным углом атаки, равным половине угла атаки о ко не чно с ти .ло пастей гребного винта.

3. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что дефлектор расположен на выходе потока воды из электродной камеры.

1640127

4иг.2

Составитель Т. Барабаш

Редактор Н. Гунько Техред Л.Олийнык Корректор М.Демчик

Заказ 995 Тираж 590 По дпи сно е

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101