Результат интеллектуальной деятельности: АЭРАТОР

Изобретение относится к аэраторам и может найти применение в системах биологической очистки сточных вод.

Известен аэратор, содержащий двухслойный диспергирующий элемент, внутренний слой которого выполнен из плотно навитого волокнистого материала, а наружный слой выполнен из сплошного волокнистого материала (см., например, ав. св. СССР №1803391, МПК: С 02 F 3/20, oп. 1993 г., БИ №11).

Недостатком известного устройства является трудности в достижении оптимальной плотности слоев диспергирующего элемента и необходимой степени диспергирования подаваемого в обрабатываемую жидкость сжатого воздуха.

Известен аэратор, содержащий диспергирующий элемент, представляющий собой пористую оболочку, выполненную из полимерного материала, образованного хаотически уложенными, сплавленными в точках пересечения волокнами, и имеющую плотность 3,5·10²-6,1·10² кг/м³ (см., например, пат. России №2067084, МПК С 02 F 3/20, oп. 1995 г., БИ №27).

По технической сущности и достигаемому эффекту известное устройство является наиболее близким к заявляемому.

Известное устройство обеспечивает высокую степень диспергирования сжатого воздуха и равномерность распределения пузырьков воздуха в обрабатываемой жидкости. Однако, в некоторых случаях, например, при работе кольцевых аэраторов возникает необходимость обеспечить различную степень диспергирования воздуха на поверхности аэратора.

В основу изобретения положена задача создать аэратор, позволяющий обеспечивать различную степень диспергирования воздуха на поверхности аэратора.

Поставленная задача решается в аэраторе, содержащем диспергирующий элемент, представляющий собой пористую оболочку, выполненную из полимерного материала, образованного хаотически уложенными, сплавленными в точках пересечения волокнами, и имеющую плотность 3,5·10²-6,1·10² кг/м³; согласно изобретению толщина пористой оболочки составляет 3-9 мм, при этом значения толщины оболочки и ее плотности изменяются от нижних пределов до верхних по профилю сечения оболочки.

Отличительными признаками заявляемого устройства являются:

- толщина пористой оболочки составляет 3-9 мм;

- значения толщины оболочки и ее плотности изменяются от нижних пределов до верхних по профилю сечения оболочки.

Исходя из описанного уровня техники вытекает, что указанные отличия заявляемого устройства являются новыми.

Как показали исследования, проведенные авторами, выполнение пористой оболочки толщиной 3-9 мм позволяет достичь оптимального соотношения сопротивления оболочки выходу пузырьков воздуха и прочности оболочки.

Если толщина пористой оболочки будет более 9 мм, возрастет сопротивление выходу воздуха.

Если толщина пористой оболочки будет менее 3 мм, снизится прочность оболочки, а сопротивление выходу воздуха снизится настолько, что ухудшится диспергация воздуха.

Благодаря тому, что значения толщины оболочки и ее плотности изменяются от нижних пределов до верхних по профилю сечения оболочки, выходящие из пор пузырьки воздуха имеют разный размер: вокруг центрального отверстия кольцевого аэратора наиболее крупные, а по мере удаления от центра их размер снижается до минимально необходимого. Крупные пузырьки воздуха за счет усиления эрлифтного эффекта в зоне отверстия захватывают со дна аэротенка ил, предотвращая его залегание, и поставляют его в водовоздушный факел, образованный над кольцевым аэратором.

На чертеже представлена схема заявляемого устройства.

Аэратор представляет собой кольцевой диспергирующий элемент 1, покрытый пористой оболочкой 2, выполненной из полимерного материала, образованного хаотически уложенными, сплавленными в точках пересечения волокнами, и имеющей плотность 3,5·10²-6,1·10² кг/м³, толщина оболочки 2 составляет 3-9 мм; центральное отверстие 3 для подсоса воды. Оболочка 2 выполнена, например, путем термомеханической обработки таким образом, что толщина ее вокруг центрального отверстия 3 не менее 3 мм и возрастает по мере удаления от центра к краю диспергирующего элемента 1 до 9 мм; а плотность вокруг центрального отверстия 3 не менее 3,5·10² и возрастает по мере удаления от центра к краю до 6,1·10² кг/м³.

Аэратор работает следующим образом.

В кольцевой аэратор, установленный у дна аэротенка, погруженный в очищаемую жидкость, подают сжатый воздух, который из кольцевого диспергирующего элемента 1 через поры в оболочке 2 попадает в виде мелкодисперсных пузырьков в жидкость и образует над диспергирующим элементом 1 водовоздушный факел. Вокруг центрального отверстия 3 образуются наиболее крупные пузырьки воздуха, которые подхватывают со дна аэротенка ил, предотвращая его залегание, и выносят его в водовоздушный факел. По мере удаления от центра аэратора пузырьки воздуха уменьшаются в размере и обеспечивают эффективный контакт с частичками ила.

Технико-экономические преимущества заявляемого устройства по сравнению с прототипом состоят в обеспечении различной степени диспергирования воздуха над поверхностью аэратора.