Пневмоаэратор

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ(71) Заявитель Общество с ограниченной ответственностью фирма Ракада(73) Патентообладатели Общество с ограниченной ответственностью фирма Ракада, Наумович Владимир Леонидович(57) Пневмоаэратор, содержащий сборный каркас, состоящий из присоединительного резьбового патрубка,опорной трубы с радиально расположенными отверстиями, на которую нанесен диспергирующий слой, и заглушки, отличающийся тем, что присоединительный патрубок снабжен удлинителем, являющимся опорой для диспергирующего слоя, при этом толщина диспергирующего слоя, размеры перемычек между отверстиями опорной трубы в продольных и поперечных рядах, а также диаметр отверстий выбраны из соотношения 0,где а - размер перемычки между отверстиями в поперечных рядах отверстий трубы- размер перемычки между отверстиями в продольных рядах отверстий трубы- диаметр отверстий- перепад давления на входе и выходе воздуха в пневмоаэраторе 0 - длина порового канала в диспергирующем слое, расположенного напротив центра отверстия опорной трубы. 3605 1 Изобретение относится к области биологической очистки сточных вод, в частности к устройствам для насыщения сточных вод кислородом воздуха. Известен аэратор по авторскому свидетельству 1611890, кл. С 023/20, опубликованному 7.12.90 г.,содержащий перфорированную опорную трубу, установленную с зазором внутри фильтросной трубы - диспергаторе. Опорная труба приварена к коллектору. Недостатком этого устройства является неразъемное соединение аэратора с воздушным коллектором, что усложняет при необходимости его замену. Более близким к заявляемому устройству является аэратор по патенту 1803391 1, 23.03.93 г., содержащий трубчатый диспергатор и размещенный внутри него воздуховод. Аэратор присоединительным патрубком разъемно соединен с коллектором аэрационной системы. Однако неизвестно использование присоединительных резьбовых патрубков, обеспечивающих легкоразъемное соединение с коллектором аэрационной системы в конструкциях аэраторов типа предлагаемого. Кроме того, известные источники не содержат рекомендаций о необходимых зависимостях размеров, которые используются в конструкции аэратора. Задачей изобретения является обеспечение механической прочности пневмоаэратора при достижении максимальной эффективности его работы, в том числе создание прочного соединения с аэратором присоединительного патрубка. Эта задача решена тем, что в пневмоаэраторе, содержащем сборный каркас, состоящий из присоединительного резьбового патрубка, опорной трубы с радиально расположенными отверстиями, на которую нанесен диспергирующий слой, и заглушки, присоединительный патрубок снабжен удлинителем, служащим опорой для диспергирующего слоя, при этом толщину диспергирующего слоя, размеры перемычек между отверстиями опорной трубы в продольных и поперечных рядах, а также диаметр отверстий определяют из соотношения 0,где а - размер перемычки между отверстиями в поперечных рядах отверстий трубы- размер перемычки между отверстиями в продольных рядах отверстий трубы- диаметр отверстий- перепад давления на входе и выходе воздуха в пневмоаэраторе 0 - длина порового канала в диспергирующем слое, расположенного напротив центра отверстия опорной трубы. На фиг. 1 показан общий вид пневмоаэратора, на фиг. 2 показаны диаграммы скоростей истечения воздуха из диспергирующего слоя для различных соотношений а,и , на фиг. 3 - пояснение к расчетной формуле. Пневмоаэратор содержит несущую конструкцию, состоящую из опорной перфорированной трубы 1,резьбового патрубка 2 и заглушки 3. На несущую конструкцию, в состоянии расплава, нанесен круглый в сечении диспергирующий слой 4 из полиэтилена высокого давления марок 108 или 158, толщиной 4 мм. Для обеспечения надежного соединения диспергирующего слоя с несущей конструкцией и надежного закрепления присоединительного резьбового патрубка в аэраторе патрубок снабжен удлинителем 5 с ребрами 6, который служит опорой для диспергирующего слоя 4. Аналогичные ребра выполнены на заглушке 3. Диспергирующий слой 4 изготавливают с пористостью 4050 и величиной пор 60 мкм для получения пузырька диспергируемого воздуха 24 мм. Соединение деталей несущей конструкции аэратора производят методом термической сварки трением, что позволяет создать практически монолитную структуру соединений и обеспечить их высокую механическую прочность. Для эффективной работы аэратора важным параметром является соотношение формы, размеров отверстий перфорации опорной трубы, пористости диспергирующего материала и толщины диспергирующего слоя. Прочностные характеристики трубы определяются из усилия отрыва, которое прилагается к окружности трубы в наименее прочных местах, т.е. по рядам отверстий, поэтому важны размеры перфорации и расстояния между отверстиями. Размеры а перемычки между отверстиями в поперечных рядах отверстий (по окружности в диаметральной плоскости) иперемычки в продольных рядах отверстий (вдоль оси трубы 1) для удовлетворения необходимых условий не должны превышать диаметраотверстий для соблюдения однородности самой трубы и устранения узлов пониженной прочности структуры. Толщина стенки трубы 1 должна быть не менее 2 мм. Соотношение размеров перфорации трубы 1, толщины диспергирующего слоя и размеров а,иопределяются прежде всего распределением скоростей истечения газа из диспергирующего слоя и могут быть выражены из формулы э/0,где- скорость течения газа из порового канала,- числовой коэффициент, определяемый из условий течения, э - эквивалентный диаметр порового канала (э 4/01-, 06/ - эквивалентная площадь пористо 2 3605 1 го слоя,- диаметр зерен слоя (эквивалентный диаметр волокон), ж.с./ап - пористость, ж.с.ап-т.ф. (ж.с. площадь живого сечения, т.ф. - площадь твердой фазы, ап - площадь аппертуры (площадь отверстия перфорации),- коэффициент динамической вязкости воздуха, 0 - длина порового канала в центре аппертуры(центре отверстия перфорации, в данном случае - отверстия опорной трубы). На фиг. 2 показаны диаграммы скоростей истечения воздуха из диспергирующего слоя для различных соотношений , , . Исходя из этих рассчитанных данных и найдя векторную сумму скоростей воздуха в зоне наиболее удаленной от соседних аппертур (в центре размеров а и ), получаем необходимые зависимости размеров, которые используются в конструкции аэратора а, 0, 0.определяется разностью давлений на поверхности диспергирующего слоя с учетом сопротивления пористого материала по двум координатам распространения воздуха в объеме пористого материала диспергирующего слоя. Оптимальный размер , ,составляет 4 мм. Предлагаемый аэратор позволяет обеспечить оптимальное соотношение механической прочности и аэрационной способности при номинальных габаритах наружный диаметр 47 мм, толщина диспергирующего слоя - 4 мм, длина рабочей зоны - 500 мм (эффективность использования кислорода воздуха составляет 1625 при глубине погружения аэратора на глубину 24 м соответственно и расходе воздуха 6 м 3 в час). Кроме того, решена проблема использования в аэраторе такого типа присоединительного патрубка, который обеспечивает как прочность аэратора в целом, так и его быстросъемность. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66. 3