Устройство для аэрирования воды

 

(72) Авторы изобретения

ВСЕСОЮЗ!И Я

В.Н. Тимофеев, Ю,С. Веселов и А.К. Ившуков

ДД Ц.Ц 1 1.,ОМ ТЕМИН- СР%11 llà (7I) Заявнтель

БИБЛ1ИТЕКЛ (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АЭРИРОВАНИЯ ВОДЫ

Изобретение относится к, судовым устройствам, в частности к устройствам для аэрирования поверхностного слоя водоемов.

Известно устройство для аэрирования воды, содержащее насадку с рас5 положенным в ней гребным винтом и источник газовой среды для аэрации (1).

Недостатками известного устройства о являются низкие эффективность и экономичность процесса аэрирования вследствие того, что в качестве аэрирующего агента применяется сжатый воз- . дух и необходим источник для его производства.

Цель изобретения - повышение эффективности и экономичности процесса аэрирования путем использования газообразных продуктов электролиза во- 2о ды.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для аэрирования. воды источник газовой среды для аэра2 ции снабжен электродами в виде наружного и внутреннего усеченных сет чатых конусов, а насадка выполнена полой и.в ее полости установлены вы шеупомянутые электроды.

Кроме того, конусность наружного электрода больше конусности внутреннего электрода.

На фиг. 1 изображено устройство для аэрирования воды, вертикальный продольный разрез; на фиг. 2 - вид

А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез 6-6 на фиг. 1; на фиг. 4 " процесс аэри рования воды в полости насадки.

Устройство для аэрирования воды содержит насадку 1 с расположенным в ней гребным винтом 2. В корпусе . насадки 1 выполнена полость 3. В носовой кромке 4 и кормовой кромке

5 насадки 1 выполнены сквозные выре зы 6 и 7, расширяющиеся от полости

3 к наружной поверхности насадки 1 и предназначенные для входа воды в полость 3 и выхода из нее газо-водя

8329

3 99 ной смеси. В полости 3 размещены электроды 8 и 9, выполненные в виде концентрически расположенных сетчатык усеченных конусов и соединенных с источником тока. Электроды 8 и закреплены на изолирующих опорах

10 так, что между каждым из электродов и внутренней поверхностью полости 3 образованы кольцевые, зазоры 11 и 12. Угол конусности наружного электрода 8 выполнен больше, чем угол конусности внутреннего электрода 9, за счет чего между электродами образована диффузорная полость 13 с меньшим сечением у кормовой кромки 5.

Устройство работает следующим образом.

При движении судна набегающий, неаэрированный поток воды 14 поступает через сквозные вырезы 6 во внутреннюю полость 3 насадки 1 и через сквозные вырезы 7 отводится из полости 3.

При движении поверхностного слоя загрязненной, неаэрированной воды через полость 3 насадки под действием электрического поля, создаваемого системой электродов 8 и 9, происходит ее комплексная обработка.

Это прежде всего электролиз поступающей в полость 3 воды с выделением на электродах 8 и 9 газообразных продуктов электролиза 15, в основном кислорода (на аноде) и водорода (на катоде), которые и являются аэрирующими и флотирующими агентами.

Размеры пузырьков газообразных продуктов электролиза (20-30 мк) значительно меньше, чем воздуха (80- 100 мк), а следовательно, меньше и скорость их подъема. В связи с этим аэрация газообразными продуктами электролиза обеспечивает большее время контакта (экспозицию) элементарного объема воды с аэрирующими агентами, что повышает эффективность аэрации в целом.

Одновременно с процессами газообразования в диффузорной полости 13 происходят такие процессы, как электрофорез (движение заряженных частиц загоязнений к электродам), диполофорез (движение поляризованных частиц в зоны градиента электрического поля — в щели сетчатых электродов) последующая коагуляция (укрупнение) частиц загрязнений (e результате воздействия сил электрического поля).

Интенсивность указанных процессов зависит от химического состава воды, металла электродов, которые могут быть растворимыми или нерастворимыми, от параметров электрического тока: напряжения и плотности на электродах.

В случае применения растворимых электродов (обычно железных или алюминиевых) на аноде (+) происходит анодное растворение металла, в результате чего в воду переходят катио!

5 иы железа или алюминия, которые образуют с водой распространенные в практике водообработки коагулянты, способствующие, дополнительному укрупнению частиц загрязнений. щ Конструкция внутренней полости 3, в которой предусмотрены кольцевые зазоры 11 и 12, и перфорация (сетка) электродов 8 и 9 способствует надежному перемешиванию продуктов элек25 тролиза с обрабатываемой жидкостью.

При этом диффузорнал полость 13, образованная между электродами 8 и 9, способствует интенсивному удалению (эжектированию) обработанной воды из полости 3, за счет увеличения скорости движения воды от входного выреза 6 к выходному вырезу 7.

За счет расширения сквозных вырезов 7 от полости 3 к кормовой кром35 ке 5 происходит срыв (с образованием зоны разрежения 16) потока воды, обработанной в полости 3, и его дополнительная турбулизация за насадкой 1 с потоком воды 17, вызванным

40 вращением винта 2.

Одновременно под действием потока воды от винта 2 происходит активное вовлечение и распределение продуктов электролиза по всему сечению насадки 1. Далее часть укрупненных частиц загрязнений оседают на дно водоема под действием силы тяжести, а оставшаяся часть окисляется продуктами электролиза.

Изобретение позволяет интенсифицировать процесс аэрирования воды за счет электролиза обрабатываемой воды и бурного перемешивания газообразных продуктов с массой воды перед поступлением смеси в активную зону

55 устроиства непосредственно за ребным винтом, снизить себестоимость обработки воды и повысить экономичность процесса аэрирования за счет

5 95832 исключения дорогостоящей системы получения и дозирования в воду сжа-. того воздуха.

Формула изобретения

1. Устройство для аэрирования воды, содержащее насадку с располо-. женным в ней гребным винтом и источ- 10 ник газовой среды для аэрации, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности и экономичности процесса аэрирования путем использования газообразных продуктов )s электролиза воды, источник газовой

9 4 среды для аэрации снабжен электродами в виде наружного и внутреннего усеченных сетчатых конусов, а насадка выполнена полой и в ее полости yc", тановлены вышеупомянутые электроды.

2. Устройство по и. 1, о т л ич à ю щ е е с я тем, что конусность наружного электрода больше конусности внутреннего электрода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Heuser Н. Sauerstoffanreicherung. Вiппепяеиаээегп durch. L.Z. Вinnenschiffahrt und wasserstr" 1973, 100, Н 3, 122-126 (нем)(прототип).

Фиг.

958329

Заказ 9 5/2 Тираж 9 1

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Иосква Ж-35, Ра шская наб. д. 4/5

Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, Составитель А. Строков

Ре актор Г, Гербер Техред И. Надь Корректор 0. Билак