SK284673B6 - Zariadenie na vertikálne prevzdušňovanie a/alebo miešanie kvapalín - Google Patents
Zariadenie na vertikálne prevzdušňovanie a/alebo miešanie kvapalín Download PDFInfo
- Publication number
- SK284673B6 SK284673B6 SK546-2001A SK5462001A SK284673B6 SK 284673 B6 SK284673 B6 SK 284673B6 SK 5462001 A SK5462001 A SK 5462001A SK 284673 B6 SK284673 B6 SK 284673B6
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- liquid
- air
- mixing
- liquids
- impeller
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 121
- 238000005273 aeration Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 230000006698 induction Effects 0.000 abstract 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 10
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 5
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000475481 Nebula Species 0.000 description 2
- 238000005276 aerator Methods 0.000 description 2
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 1
- 238000006213 oxygenation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- 238000004078 waterproofing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/02—Aerobic processes
- C02F3/12—Activated sludge processes
- C02F3/14—Activated sludge processes using surface aeration
- C02F3/145—Protection against aerosols
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
- B01F23/20—Mixing gases with liquids
- B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
- B01F23/233—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements
- B01F23/2334—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements provided with stationary guiding means surrounding at least partially the stirrer
- B01F23/23341—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements provided with stationary guiding means surrounding at least partially the stirrer with tubes surrounding the stirrer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
- B01F23/20—Mixing gases with liquids
- B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
- B01F23/233—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements
- B01F23/2336—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements characterised by the location of the place of introduction of the gas relative to the stirrer
- B01F23/23362—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements characterised by the location of the place of introduction of the gas relative to the stirrer the gas being introduced under the stirrer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
- B01F27/25—Mixers with both stirrer and drive unit submerged in the material being mixed
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F33/00—Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
- B01F33/50—Movable or transportable mixing devices or plants
- B01F33/503—Floating mixing devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
- B01F35/30—Driving arrangements; Transmissions; Couplings; Brakes
- B01F35/32—Driving arrangements
- B01F35/321—Disposition of the drive
- B01F35/3213—Disposition of the drive at the lower side of the axis, e.g. driving the stirrer from the bottom of a receptacle
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/02—Aerobic processes
- C02F3/12—Activated sludge processes
- C02F3/14—Activated sludge processes using surface aeration
- C02F3/16—Activated sludge processes using surface aeration the aerator having a vertical axis
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F2101/00—Mixing characterised by the nature of the mixed materials or by the application field
- B01F2101/305—Treatment of water, waste water or sewage
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
- B01F25/30—Injector mixers
- B01F25/31—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Aeration Devices For Treatment Of Activated Polluted Sludge (AREA)
Abstract
Zariadenie je určené na vertikálne prevzdušňovanie a/alebo miešanie kvapalín v ich úpravniach a najmä čistiarňach odpadovej vody. Takéto zariadenie má na hladine prevzdušňovanej a/alebo miešanej kvapaliny umiestnený nosný plavák (8) spojený so zdola otvoreným zvonovitým telesom (7), v ktorom je osadené nosné teleso (9), ponorný elektromotor (1) s hriadeľom, na ktorom je umiestnené obežné teleso s axiálnymi lopatkami (2), pričom v nosnom telese (9) zariadenia je ďalej umiestnený vertikálne pretekaný vonkajší plášť s rozvádzacími lopatkami (3) a aspoň jedno potrubie (6) vzduchu s aspoň jednou zmiešavacou komorou (5) kvapaliny a vzduchu tak, že nosné teleso (9) zariadenia prepája priestor za rozvádzacími lopatkami (3) cez dýzu (4) s otvorom nasávacieho potrubia (6) vzduchu a otvorom zmiešavacej komory (5) kvapaliny a vzduchu.ŕ
Description
Oblasť techniky
Vynález sa týka zariadenia na vertikálne prevzdušňovanie a/alebo miešanie kvapalín, t. j. zariadenia čistenia a úpravy vôd v oblasti ochrany životného prostredia, okysličovania stojatých vôd v nádržiach, rybníkoch a priehradách, ako aj rozpúšťania plynov v kvapalinách.
Doterajší stav techniky
Súčasné zariadenia používajú na prevzdušňovanie kvapalín spôsob vyplývajúci z ich mechanického alebo pneumatického princípu.
Mechanické zariadenia zabezpečujú prevzdušňovanie kvapalín pomocou prúdenia kvapaliny diagonálnym alebo radiálnym kolesom. Známe sú zariadenia zabezpečujúce prevzdušňovanie kvapalín diagonálnym kolesom, ktoré je čiastočne ponorené do kvapaliny a ktoré pri rotácii dopravuje kvapalinu uzatvoreným diagonálnym kanálom nad hladinu kvapaliny, kde ju rozstrekuje a tým premiešava so vzduchom.
Nevýhodou spôsobu činnosti takýchto zariadení je prítomnosť hmloviny a aerosólov, ktoré vznikajú pri rozstreku kvapaliny vo vzduchu, čo pri chemických látkach alebo pri znečistenej kvapaline spôsobuje hygienickú chybnosť v ich okolí. Taktiež sa takéto zariadenia vyznačujú častou poruchovosťou a nízkou vyťažiteľnosťou kyslíka zo vzduchu. Ďalšie mechanické zariadenia zabezpečujú prevzdušňovanie kvapalín radiálnym kolesom, ktoré je ponorené na dne nádrže v kvapaline a ktoré pri rotácii dopravuje kvapalinu v radiálnom smere. Dopravovaná kvapalina vytvára pritom v statore zariadenia nasávací účinok, ktorým sa privádza vzduch cez vzduchové potrubia vyústené nad hladinu kvapaliny, následne sa vzduch zmiešava s kvapalinou a potom vytláča kanálmi nainštalovanými na telese statora zariadenia do kvapaliny.
Nevýhodou takýchto zariadení je potreba ich inštalácie na dne nádrže s kvapalinou z dôvodu zabezpečenia účinného miešania kvapaliny. Toto má za následok veľké energetické nároky na zabezpečenie nasávania vzduchu a vznik tzv. prúdových komínov vytvorených vytekaním zmesi kvapaliny a vzduchu radiálnymi kanálmi ncpohyblivo inštalovanými na ich statore.
Iné mechanické zariadenia zabezpečujú prevzdušňovanie kvapalín prostredníctvom ejektora, do ktorého je radiálnym čerpadlom dopravovaná kvapalina vytvárajúca svojim prúdením v ejektore podtlak, ktorý zabezpečuje nasávanie vzduchu vzduchovým potrubím vyvedeným nad hladinu kvapaliny.
Nevýhodou spôsobu činnosti takýchto zariadení je požadovaná vyššia rýchlosť prúdenia kvapaliny v ejektore zabezpečujúca nasávanie vzduchu a ich malá účinnosť v dôsledku vzniku strát pri prúdiacej kvapaline v ejektore a z dôvodu vytvorenia tzv. prúdových komínov vytvorených vytekaním zmesi kvapaliny a vzduchu z ejektora.
Známe je i mechanické zariadenie podľa úžitkového vzoru CZ č.10103 a CZ PV 1988-2787, kde sa prevzdušňovanie vykonáva vrtuľovým čerpadlom, ktorého obežné koleso je upevnené k dolnej časti zvislého dutého hriadeľa. Dutý hriadeľ má pritom vytvorené otvory s mriežkou v hornej časti na nútený prívod vzduchu alebo plynu a v dolnej časti pri lopatkách obežného kolesa špirálovitého tvaru hrúbku zväčšujúcu sa tangenciálne smerom k výtokovej hrane, kde sa rotáciou lopatiek vybavených ďalšou mriežkou rozptyľuje vo forme bublín do kvapaliny, ktoré potom unikajú kjej hladine. Obežné koleso je pritom osa dené v súosovo osadenom zvislom obojstranne priebežnom rúrkovom difúzore, pričom podľa smeru rotácie umožňuje meniť smer prietoku kvapaliny v rúrkovom difúzore. Pri vypnutom prívode vzduchu alebo plynu zariadenia pritom pracuje v rúrkovom difúzore ako bežný prietokový miešač kvapaliny a pri zapnutí tlakového vzduchu alebo plynu ako jej prevzdušňovač.
Nevýhodou takéhoto riešenia je vysoká cena zdroja tlakového vzduchu, ako aj rozvodu stlačeného vzduchu, nutnosť použitia výkonného motora, zabezpečujúceho prečerpávanie veľkého objemu kvapaliny v úzkom rúrkovitom otvore difúzora tak pri miešaní, aki i pri prevzdušňovaní kvapaliny a prekonanie odporov brodenia ponorenej časti zariadenia.
Tiež je známe riešenie podľa patentu US 9,980,100 a WO 97/11772, kde je motor namontovaný vo vodotesnej komore, ktorá plní funkciu plaváka a zároveň usmerňovača prúdenia miešanej kvapaliny, pričom motor poháňa obežné koleso ponorené kolmo alebo šikmo do kvapaliny. Zariadenie pritom môže byť vybavené prívodom stlačeného plynu vyústeného k obežnému kolesu a súčasne môže byť obežné koleso umiestnené medzi šikmo sa rozširujúcimi doskami, upevnenými na vodotesnej komore, prípadne i vo vodiacich doskách vyústených nad hladinou. Vodotesná komora môže byť vybavená lopatkami a plniť funkciu veľkého obežného kolesa. Pri vypnutom prívode stlačeného plynu zariadenie plní funkciu bežného miešadla kvapaliny prúdiacej smerom kjej dnu a pri zapnutom prívode stlačeného vzduchu funkciu prevzdušňovania kvapaliny prúdiacej rovnakým smerom.
Nevýhodou takéhoto riešenia je vysoká cena zdroja tlakového vzduchu, vysoká cena rozvodu stlačeného vzduchu, prekonávanie veľkého odporu kvapaliny vznikajúceho počas rotácie lopatiek obežného kolesa v kvapaline medzi rozširujúcimi sa doskami vodotesnej komory, neumožnenie jemného rozptylu vzduchu pri prevzdušňovaní kvapaliny, konštrukčná zložitosť, nákladnosť a vysoká energetická náročnosť počas prevádzky. Iný variant tohto riešenia rozstrekuje miešanú alebo prevzdušňovanú kvapalinu rozstrekom nad jej hladinu, čím vzniká hmlovina a aerosóly, čo pri chemických látkach alebo pri znečistenej kvapaline spôsobuje hygienickú chybnosť v ich okolí.
Známe je tiež zariadenie podľa patentu US č. 5,085,809, zložené z ponorného elektromotora umiestneného na dne nádrže a vysokootáčkového čerpadla s nasávaním kvapaliny z úzkeho vertikálneho rúrkovitého telesa od hladiny šikmo ku jej dnu, pričom pred obežným kolesom čerpadla je samovoľne vírivými prúdmi kvapaliny alebo tlakom vzduchu privádzaný prívodom vzduch.
Upevnenie zariadenia na dne nádrže a použitie úzkeho rúrkovitého telesa čerpadla v tomto riešení umožňuje len intenzívne prevzdušňovanie kvapaliny s malou výškou kolísania hladiny pri vysokorýchlostnom prečerpávaní kvapaliny s malým prietokovým objemom kvapaliny a vysokou energetickou náročnosťou, lebo prečerpávaná kvapalina zmiešaná so vzduchom má zbytočne zväčšený objem pri zmenšenej účinnosti čerpania čerpadlom. Takéto riešenie je navyše svojim technickým vyhotovením konštrukčne zložité a má neprenosný charakter s malou univerzálnosťou využitia.
Známe je tiež zariadenie na zmiešavame plynu s kvapalinou podľa patentu US č. 5,925,290, kde jc v uzatvorenej nádrži kvapaliny na otočnom hriadeli vonkajšieho elektromotora vo vertikálnej rúrke upevnené obežné koleso čerpadla, pričom pred obežným kolesom alebo za obežným kolesom čerpadla je samovoľne vírivými prúdmi kvapaliny alebo tlakom plynu privádzaný prívodom plyn, ktorý sa v štrbinovej lamelovej konštrukcii zariadenia zmiešava s kvapalinou. Zariadenie pri zmiešavavaní kvapaliny s plynom nasáva vertikálne v úzkom rúrkovitom telese od hladiny ku dnu nádrže kvapalinu už zmiešanú s plynom, ktorá zospodu rúrkovitého telesa voľne uniká a rozptyľuje sa smerom k hladine.
Takéto riešenie je svojím technickým vyhotovením určené len na uzatvorené nádrže s intenzívnym prevzdušňovaním kvapaliny pri stabilne určenej výške hladiny a malom objeme kvapaliny. Veľkou konštrukčnou nevýhodou zariadenia je jeho konštrukčná zložitosť, neprenosné uskutočnenie s malou univerzálnosťou využitia a nevhodnosť jeho používania v prípadoch väčšieho kolísania výšky hladiny kvapaliny od dna nádrže. Navyše v prípade zmiešavania plynu s kvapalinou pred obežným kolesom čerpadla v úzkom rúrkovitom telese zariadenie vyžaduje vysokú energetickú náročnosť na vysokorýchlostné čerpanie kvapaliny už zmiešanej so vzduchom, t. j. so zbytočne zväčšeným objemom kvapaliny pri malej účinnosti čerpania čerpadla. V alternatívnom prípade zmiešavania plynu s kvapalinou v rúrkovitom telese až za obežným kolesom čerpadla, zariadenie po technickej stránke nerieši rovnomerne jemné rozptyľovanie plynu v celom objeme prečerpávanej kvapaliny a takto nedokonale rozptýlený plyn z prečerpávanej kvapaliny vo veľkých bublinách rýchle neefektívne uniká k hladine kvapaliny. Z tohto dôvodu na zabezpečenie potrebného stupňa rozptýlenia plynu v kvapaline je nutné i v tomto prípade podstatne zvýšiť rýchlosť čerpania kvapaliny pri vysokej energetickej náročnosti zariadenia.
Rovnako je známe riešenie podľa patentu US č. 5,454,986, ktoré sa skladá z premiešacej nádrže s poloprstencovitým dnom, umiestneným hlbšie ako dno stredu tejto nádrže. Nad vyvýšeným stredom dna nádrže je umiestnené obežné koleso, spojené s hriadeľom a motorom. Motor je umiestnený nad hladinou. K obežnému kolesu je privedený tlakový vzduch, ktorý je unášaný prúdom kvapaliny smerom k poloprstencovému dnu. Prúd kvapaliny vytvára obežné koleso vzdušňovanej kvapaliny.
Nevýhodou riešenia je, že vyžaduje nádrž s náročnou i nákladnou konštrukciou a skutočnosťou, že toto riešenie je určené pre malé objemy nádrží.
Pneumatické zariadenia zabezpečujúce prevzdušňovanie kvapalín prevažne pozostávajú zo zdroja tlakového vzduchu, najčastejšie dúchadla, prevzdušňovacích membrán zabezpečujúcich rozdelenie tlakového vzduchu na malé bublinky a dopravných rozvodov tlakového vzduchu od zdroja tlakového vzduchu po prevzdušňovacie membrány.
Nevýhodou spôsobu činnosti pneumatických zariadení na prevzdušňovanie kvapalín je, že vyžadujú použitie hlučných zdrojov tlakového vzduchu s drahým stavebným objektom, vybudovanie zložitých dopravných potrubných rozvodov tlakového vzduchu a vyprázdnenie nádrže pri inštalácii prevzdušňovacích membrán. Technická zložitosť takýchto zariadení spôsobuje častú poruchovosť prevzdušňovacich membrán z dôvodu upchávania malých otvorov rozdeľujúcich dopravovaný vzduch na malé bubliny, resp. zabezpečujúcich neustále pretrhovanie prúdu vzduchu počas ich prevádzky. Z týchto dôvodov uvedené zariadenia vyžadujú vysoké investičné náklady.
Spoločnou nevýhodou skôr uvedených zariadení pracujúcich na ich princípe je, že nie sú použiteľné na miešanie kvapaliny bez miešania so vzduchom a preto pri potrebe striedania miešania kvapaliny bez vzduchu a so vzduchom je potrebné použiť dve jednoúčelové zariadenia so samostatnými komorami na kvapalinu, ktoré sú vzájomne prepojené potrubím s vhodnými armatúrami, čím sú technicky zložité a ekonomicky nákladné.
Známe je aj zariadenie na prevzdušňovanie a/alebo miešanie kvapalín podľa úžitkového vzoru SK č. z. 2841 (PÚV 0143-2000), kde spôsob prevzdušňovania a/alebo miešania kvapalín priamo vyplýva z jeho činnosti. Zariadenie má elektromotor inštalovaný nad hladinou kvapaliny, ktorý otáča obežné koleso s axiálnymi lopatkami a ktoré dopravuje kvapalinu vo vertikálnom smere od dna nádrže cez nasávacie hrdlo, rozvádzacie lopatky a dopravný kanál do zmiešavacieho kolesa, v ktorom kvapalina svojím dynamickým účinkom vytvára podtlak v nasávacej štrbine, čím je nasávaný vzduch nasávacím potrubím a zmiešavaný s kvapalinou. Vzniknutá zmes kvapaliny a bubliniek vzduchu je potom dopravovaná cez usmerňujúce lopatky v horizontálnom smere do nádrže, pričom zakrivenie usmerňujúcich lopatiek udáva zmiešavaciemu kolesu rotáciu. Zariadenie je nainštalované na nosnom plaváku, ktorý pláva na hladine kvapaliny a udržiava zariadenie v konštantnej hĺbke pod hladinou kvapaliny rozsahu od 0,1 m do 5,0 m.
Nevýhodou spôsobu činnosti tohto zariadenia je, že elektromotor je inštalovaný nad hladinou, čo zväčšuje konštrukčné rozmery celého zariadenia, jeho váhu a požiadavky na osadenie jeho otočných časti. Ďalšou jeho podstatnou nevýhodou je použitie kombinácie vertikálneho prúdenia kvapaliny a jej presmerovania do horizontálneho smeru, čo zväčšuje hydraulické straty pri takomto spôsobe prevzdušňovania a/alebo miešania kvapalín, pretože horizontálny smer výtoku zmesi kvapaliny a bubliniek vzduchu výrazne znižuje využitie dynamickej energie zmesi kvapaliny a bubliniek vzduchu.
Podstata vynálezu
Uvedené nedostatky v značnej miere odstraňuje zariadenie na vertikálne prevzdušňovanie a/alebo miešanie kvapalín podľa vynálezu zložené z ponorného elektromotora a plaváka spojeného v kvapaline cez nosné teleso s hriadeľom, na ktorom je umiestnené obežné koleso s lopatkami, pričom v nosnom telese zariadenia je umiestnený i vertikálne pretekaný vonkajší plášť s rozvádzacími lopatkami a aspoň jedno nasávacie potrubie vzduchu s aspoň jednou zmiešavacou komorou kvapaliny a vzduchu. Podstatou zariadenia je, že na hladine prevzdušňovanej a/alebo miešanej kvapaliny je umiestnený nosný plavák spojený so zdola otvoreným zvonovitým telesom, v ktorom je pod hladinou kvapaliny osadené nosné teleso zariadenia a ponorný elektromotor spojený s hriadeľom obežného kolesa s axiálnymi lopatkami. Nosné teleso zariadenia pritom prepája priestor za rozvádzacími lopatkami, cez dýzu, s otvorom nasávacieho potrubia vzduchu a otvorom zmiešavacej komory kvapaliny a vzduchu.
Je pritom výhodné, ak os zmiešavacej komory kvapaliny a vzduchu zviera od vertikálnej osi ponorného elektromotora 0 až 60 uhlových stupňov a/ alebo, ak je dýza zariadenia umiestnená pod hladinou prevzdušňovanej a/alebo miešanej kvapaliny v hĺbke 0,1 až 5 m.
Taktiež je výhodné, ak plocha prierezu medzi kolesom s axiálnymi lopatkami a rozvádzacími lopatkami tvorí 0,5 až 1,5-násobok plochy prierezu zmiešavacích komôr kvapaliny a vzduchu.
Najväčšou výhodou zariadenia na vertikálne prevzdušňovanie a/alebo miešanie kvapalín podľa vynálezu je, že malou rýchlosťou a veľkým prietokovým množstvom kvapaliny je zabezpečené lepšie využitie energie elektromotora, ktorá je kvapaline odovzdaná obežným kolesom s axiál3 nymi lopatkami, čím je zabezpečené nasávanie požadovaného množstva vzduchu.
Ďalšou výhodou tohto vynálezu je, že zvyšovanie výkonu takýchto zariadení je priamo závislé najmä od hmotnostného prietoku kvapaliny, na čo potrebuje obežné koleso s axiálnymi lopatkami minimálnu energiu. Taktiež je výhodou vertikálneho prevzdušňovania a/alebo miešania kvapalín podľa tohto vynálezu, že prúd zmesi vzduchu a kvapaliny, vytekajúci z jeho zmiešavacích komôr, je v kvapaline usmernený od vertikálneho prúdenia kvapaliny, v nádrži s kvapalinou, zmiešavacími komorami v rozsahu 0 až 60 uhlových stupňov, čo umožňuje väčšie využitie dynamickej energie zmesi kvapaliny a vzduchu i postupné rozrušovanie zmesi kvapaliny a vzduchu pri minimalizácii tvorby tzv. prúdových komínov, čím dosahuje až trojnásobné využitie kyslíka zo vzduchu, respektíve až jeho trojnásobný prestup do prevzdušňovanej kvapaliny proti súčasnému stavu techniky. Veľkou konštrukčnou výhodou zariadenia je i jeho konštrukčná jednoduchosť, prenosné uskutočnenie s veľkou univerzálnosťou využitia a vhodnosť jeho používania i mimo nádrže, a to nezávisle od výšky hladiny kvapaliny.
Prehľad obrázkov na výkrese
Na pripojenom obr. 1 je schematicky znázornený príklad zariadenia na vertikálne prevzdušňovanie a/alebo miešanie kvapalín v priereze umiestnené v nádrži s kvapalinou podľa vynálezu.
Príklady uskutočnenia vynálezu
Zariadenie na vertikálne prevzdušňovanie a/alebo miešanie kvapalín, podľa vynálezu zobrazené na obr.l, pozostáva z plaváka 8, ponorného elektromotora 1, obežného kolesa s axiálnymi lopatkami 2, vonkajšieho plášťa s rozvádzacími lopatkami 3, dvojice nasávacích potrubí vzduchu 6, dvojice zmiešavacích komôr 5 vzduchu s kvapalinou a zvonovitého telesa 7 i nosného telesa 9, pričom zobrazené zariadenie je umiestnené v nádrži 10.
Na hladine prevzdušňovanej a/alebo miešanej kvapaliny je v nádrži 10 umiestnený nosný plavák 8 spojený zdola otvoreným zvonovitým telesom 7, v ktorom je osadené nosné teleso 9 zariadenia. V nosnom telese 9 zariadenia je pritom osadený ponorný elektromotor 1, na otočnom hriadeli ktorého je umiestnené obežné koleso s axiálnymi lopatkami 2. Súčasne je v nosnom telese 9 zariadenia umiestnený i vertikálne pretekaný vonkajší plášť s rozvádzacími lopatkami 3, dvojica nasávacích potrubí 6 vzduchu a dvojica zmiešavacích komôr 5 kvapaliny a vzduchu tak, že nosné teleso 9 zariadenia prepája priestor za rozvádzacími lopatkami 3, cez dýzu 4, s otvorom nasávacieho potrubia 6 vzduchu a s otvorom zmiešavacej komory 5 kvapaliny a vzduchu. Os zmiešavacej komory 5 kvapaliny a vzduchu zviera pritom od vertikálnej osi ponorného elektromotora 1 0 až 60 uhlových stupňov.
Zariadenie na prevzdušňovanie a/alebo miešanie kvapalín, podľa vynálezu znázornené na obr. 1, je umiestnené na hladine kvapaliny v nádrži 10 na nosnom plaváku 8 tak, aby malo dýzu 4 umiestnenú v nosnom telese 9 zariadenia pod hladinou prevzdušňovanej a/alebo miešanej kvapaliny v hĺbke 0,1 až 5 m. Po uvedení ponorného elektromotora 1 do činnosti sa hnacím hriadeľom roztočí obežné koleso s axiálnymi lopatkami 2, ktoré okamžite dopravuje vnútri zdola otvoreného zvonovitého telesa 7 kvapalinu vo vertikálnom smere vzhľadom na os ponorného elektromotora 1 cez vertikálne pretekaný vonkajší plášť s rozvádzacími lo patkami 3 do nosného telesa 9 zariadenia k dýze 4. Za dýzou 4 sa dynamickým účinkom prúdu kvapaliny vytvára podtlak, ktorý od určitých bežne známych hydraulických podmienok samovoľne nasáva vzduch nasávacím potrubím vzduchu 6 z ovzdušia, ktorý je následne zmiešavaný s kvapalinou v zmiešavacích komorách 5 kvapaliny a vzduchu. Ďalej takáto zmes vzduchu a kvapaliny prúdi pod 0 až 60 uhlovými stupňami otvorom v zmiešavacích komorách 5 do kvapaliny v nádrži 10, kde sa postupne v kvapaline rozptyľuje a vzduch z nej priebežne uniká do ovzdušia. Po poklese otáčok ponorného elektromotora 1 tak, aby podtlak za dýzou 4, vytvorený dynamickým účinkom prúdu kvapaliny, nevytváral dostatočné podmienky na samovoľné nasávanie vzduchu nasávacím potrubím vzduchu 6 zariadenia z ovzdušia, t. j. pri znížení otáčok od 99 do 15 % pracovného režimu pri prevzdušňovaní kvapalín alebo pri opačných otáčkach ponorného elektromotora 1, ako sú vhodné na prevzdušňovanie kvapalín, vertikálne zariadenie podľa vynálezu plní iba funkciu miešania kvapaliny bez prítomnosti vzduchu. Takýmto ovládaním otáčok ponorného elektromotora 1 vertikálne zariadenie podľa vynálezu plní funkciu prevzdušňovania a/alebo v prípade potreby, miešania kvapaliny bez prístupu vzduchu, v jednej nádrži 10.
Opísané a vyobrazené zariadenie nie je pritom jediným možným uskutočnením spôsobu na vertikálne prevzdušňovanie a/alebo miešanie kvapalín podľa vynálezu, pretože iné uskutočnenie zariadenia môže mať jedno alebo viac ako dve nasávacie potrubia vzduchu, prípadne jednu alebo viac ako dve zmiešavacie komory vzduchu s kvapalinou, ktorých os môže zvierať od vertikálnej osi ponorného elektromotora ľubovoľný uhol v rozsahu 0 až 60 uhlových stupňov, pričom počet nasávacích potrubí vzduchu môže byť rozdielny od počtu zmiešavacích komôr a jednotlivé zmiešavacie komory môžu mať od vertikálnej osi ponorného elektromotora odlišné uhly. Ďalej zmiešavacie komory počas prevádzky zariadenia môžu rotovať okolo osi ponorného elektromotora. Taktiež zmiešavame vzduchu s kvapalinou môže byť nútené cez neznázomené ovládacie armatúry. Nosný plavák môže byť spojený so zdola otvoreným zvonovitým telesom cez nasávacie potrubie vzduchu a osadenie nosného telesa vo zvonovitom telese zariadenia môže byť uskutočnené i iným alternatívnym známym spôsobom. Výhodne pritom môže byť plocha prierezu medzi kolesom s axiálnymi lopatkami a rozvádzacími lopatkami zhodná s plochou prierezu zmiešavacích komôr kvapaliny a vzduchu alebo v ľubovoľnom rozsahu 0,5 až 1,5-násobku plochy prierezu zmiešavacích komôr kvapaliny a vzduchu. Taktiež zariadenia podľa vynálezu môžu pracovať ako stabilné alebo prenosné i vo veľkých v nádržiach ako napr. v rybníkoch, priehradách a pod., pripadne na riečnych tokoch.
Priemyselná využiteľnosť
Zariadenie na vertikálne prevzdušňovanie a/alebo miešanie kvapalín možno využívať tam, kde je potrebné kvapalinu prevzdušňovať a tým obohacovať kyslíkom, a/alebo premiešavať, napríklad pri čistení povrchových, podzemných a odpadových vôd, pri úprave vôd a podobne, najmä v poľnohospodárstve, potravinárskom, chemickom a ostatnom priemysle.
Claims (4)
1. Zariadenie na vertikálne prevzdušňovanie a/alebo miešanie kvapalín, zložené z ponorného elektromotora a plaváka spojeného v kvapaline cez nosné teleso s hriadeľom, na ktorom je umiestnené obežné koleso s lopatkami, pričom v nosnom telese zariadenia je umiestnený i vertikálne pretekaný vonkajší plášť s rozvádzacími lopatkami a aspoň jedno nasávacie potrubie vzduchu s aspoň jednou zmiešavacou komorou kvapaliny a vzduchu, vyznačujúce sa tým, že na hladine prevzdušňovanej a/alebo miešanej kvapaliny je umiestnený nosný plavák (8) spojený so zdola otvoreným zvonovitým telesom (7), v ktorom je pod hladinou kvapaliny osadené nosné teleso (9) zariadenia a ponorný elektromotor (1) spojený s hriadeľom obežného kolesa s axiálnymi lopatkami (2), pričom nosné teleso (9) zariadenia prepája priestor za rozvádzacími lopatkami (3), cez dýzu (4), s otvorom nasávacieho potrubia (6) vzduchu a otvorom zmiešavacej komory (5) kvapaliny a vzduchu.
2. Zariadenie podľa nároku 1, vyznačujúce sa t ý m, že os zmiešavacej komory (5) kvapaliny a vzduchu zviera od vertikálnej osi ponorného elektromotora (1) 0 až 60 uhlových stupňov.
3. Zariadenie podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúce sa tým,žc dýza (4) zariadenia je umiestnená pod hladinou prevzdušňovanej a/alebo miešanej kvapaliny v hĺbke 0,1 až 5 m.
4. Zariadenie podľa nároku 1, alebo 2 alebo 3, v y značujúce sa tým, že plocha prierezu medzi kolesom s axiálnymi lopatkami (2) a rozvádzacími lopatkami (3) tvorí 0,5 až 1,5-násobok plochy prierezu zmiešavacích komôr (5) kvapaliny a vzduchu.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SK546-2001A SK284673B6 (sk) | 2001-04-20 | 2001-04-20 | Zariadenie na vertikálne prevzdušňovanie a/alebo miešanie kvapalín |
| PCT/SK2002/000004 WO2002085503A1 (de) | 2001-04-20 | 2002-04-09 | Anlage zur vertikalen begasung und/oder mischung von flüssigkeiten |
| CZ20031944A CZ298993B6 (cs) | 2001-04-20 | 2002-04-09 | Zarízení pro vertikální provzdušnování a/nebo míchání kapalin |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SK546-2001A SK284673B6 (sk) | 2001-04-20 | 2001-04-20 | Zariadenie na vertikálne prevzdušňovanie a/alebo miešanie kvapalín |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SK5462001A3 SK5462001A3 (en) | 2002-11-06 |
| SK284673B6 true SK284673B6 (sk) | 2005-08-04 |
Family
ID=20435857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SK546-2001A SK284673B6 (sk) | 2001-04-20 | 2001-04-20 | Zariadenie na vertikálne prevzdušňovanie a/alebo miešanie kvapalín |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ298993B6 (sk) |
| SK (1) | SK284673B6 (sk) |
| WO (1) | WO2002085503A1 (sk) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105858922B (zh) * | 2016-06-15 | 2019-03-19 | 何玮 | 一种耐久耐腐蚀曝气机 |
| CN105836906B (zh) * | 2016-06-15 | 2019-03-19 | 何玮 | 一种高效离心式潜水曝气机 |
| CN120305865B (zh) * | 2025-06-17 | 2025-09-19 | 福建科恩优路润滑油有限公司 | 一种充分混合的润滑油调和设备及工艺 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5085809A (en) * | 1987-11-04 | 1992-02-04 | Barrett, Haentjens & Co. | Apparatus for gas absorption in a liquid |
| BE1009675A3 (nl) * | 1995-09-27 | 1997-06-03 | Haegeman J H | Toestel voor het behandelen van vloeistoffen. |
| US5925290A (en) * | 1997-08-08 | 1999-07-20 | Rhone-Poulenc Inc. | Gas-liquid venturi mixer |
-
2001
- 2001-04-20 SK SK546-2001A patent/SK284673B6/sk not_active IP Right Cessation
-
2002
- 2002-04-09 WO PCT/SK2002/000004 patent/WO2002085503A1/de not_active Ceased
- 2002-04-09 CZ CZ20031944A patent/CZ298993B6/cs not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ298993B6 (cs) | 2008-03-26 |
| CZ20031944A3 (cs) | 2003-12-17 |
| SK5462001A3 (en) | 2002-11-06 |
| WO2002085503A1 (de) | 2002-10-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5176447A (en) | Turbomixer with rotating injector for mixing liquid | |
| EP0907404B1 (en) | Air assist aerator/mixer | |
| US4844843A (en) | Waste water aerator having rotating compression blades | |
| US5156778A (en) | Mixing device | |
| JP2000317488A (ja) | 水中曝気撹拌装置 | |
| KR100583052B1 (ko) | 포기용량과 산기기능이 개선된 수중포기기 | |
| US4710325A (en) | Aspirating aeration and liquid mixing apparatus | |
| CN201411391Y (zh) | 具有双层叶轮的曝气搅拌装置 | |
| CA2539839C (en) | Improved aerator and mixer | |
| KR102132973B1 (ko) | 이중축 구조의 자흡식 수중 폭기장치 | |
| KR101254873B1 (ko) | 폭기장치 | |
| CN206843195U (zh) | 一种污水处理的曝气装置 | |
| US7661660B2 (en) | Method and apparatus for aeration of a fluid | |
| SK284673B6 (sk) | Zariadenie na vertikálne prevzdušňovanie a/alebo miešanie kvapalín | |
| KR100581748B1 (ko) | 자흡기능과 교반기능이 구비된 유체공급장치와 이를이용한 포기장치 | |
| EP1812351A1 (en) | Device to treat liquid and foam | |
| WO2017124128A1 (en) | Jet aeration and mixing nozzle | |
| KR100461265B1 (ko) | 간헐포기와 탈취, 공기자흡 기능이 구비된 수중포기장치 | |
| CN211198744U (zh) | 小型潜水卧式曝气推流搅拌设备 | |
| CN209507770U (zh) | 潜水式微纳米造流曝气系统 | |
| CN109534526A (zh) | 潜水式微纳米造流曝气系统 | |
| RU2236306C1 (ru) | Устройство для аэрации жидкости | |
| KR200373142Y1 (ko) | 포기용량과 산기기능이 개선된 수중포기기 | |
| KR950007281Y1 (ko) | 수처리용 혼합 폭기장치 | |
| CN208747765U (zh) | 一种超强螺旋曝气机 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of maintenance fees |
Effective date: 20090420 |