RU216750U1

RU216750U1 - Aerator-adsorber

Info

Publication number: RU216750U1
Application number: RU2022131905U
Authority: RU
Inventors: Анжела Валерьевна Бахарева
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Лиматех"
Filing date: 2022-12-07
Publication date: 2023-02-28

Abstract

Полезная модель относится к области оборудования для аэрации водных объектов, а именно к оксигенации воды, может быть использована совместно со всеми типами диспергаторов-аэраторов. Техническим результатом, достигаемым предлагаемой полезной моделью, является повышение степени оксигенизации воды при реализации снарядного режима всплытия воздушных пузырьков. Технический результат достигается за счет того, что нижняя поверхность аэратора играет роль адсорбера, для чего выступающие элементы нижней части аэратора организуют параллельными друг другу ленточными выступами, образующими каналы для снарядного режима всплытия пузырьков размером от 2 до 10 мм. При этом поверхности аэратора-адсорбера, контактирующие с газовыми пузырьками, изготавливают из полугидрофобного материала, с углом смачивания от 60 до 90°, выполняющего роль твердофазного активатора массопереноса кислорода атмосферного воздуха. The utility model relates to the field of equipment for aeration of water bodies, namely to the oxygenation of water, can be used in conjunction with all types of dispersers-aerators. The technical result achieved by the proposed utility model is to increase the degree of oxygenation of water in the implementation of the projectile mode of ascent of air bubbles. The technical result is achieved due to the fact that the lower surface of the aerator plays the role of an adsorber, for which the protruding elements of the lower part of the aerator are organized by tape protrusions parallel to each other, forming channels for the projectile mode of bubbles surfacing from 2 to 10 mm in size. At the same time, the surfaces of the aerator-adsorber in contact with gas bubbles are made of a semi-hydrophobic material with a contact angle of 60 to 90°, which acts as a solid-phase activator of atmospheric oxygen mass transfer.

Description

Полезная модель относится к области оборудования для аэрации водных объектов, а именно к оксигенации воды. Устройство имеет возможность совместного использования со всеми типами диспергаторов-аэраторов. Наибольшая эффективность достигается при совместном использовании с диспергатором мелкопузырькового типа.The utility model relates to the field of equipment for aeration of water bodies, namely to the oxygenation of water. The device can be used with all types of dispersers-aerators. The greatest efficiency is achieved when used together with a fine-bubble type dispersant.

Известно устройство для аэрации жидкости (авторское свидетельство на изобретение SU 1781181), состоящее из направляющей трубы, открытой с обоих торцов и установленной наклонно под углом к вертикали с целью изменения режима аэрации, направляющая труба установлена с возможностью регулирования ее угла наклона в двух плоскостях. В нижней части трубы размещен диспергатор, который через трубопровод соединен с источником сжатого воздуха. Диспергатор максимально смещен к стенке в сторону наклона направляющей трубы, что увеличивает путь всплытия пузырей по поверхности и угол наклона трубы. Недостатком данного устройства является отсутствие полного растворения воздушных пузырьков в жидкости и большие габариты.A device for aerating a liquid (invention certificate SU 1781181) is known, consisting of a guide pipe open at both ends and installed obliquely at an angle to the vertical in order to change the aeration mode, the guide pipe is installed with the possibility of adjusting its angle of inclination in two planes. At the bottom of the pipe there is a disperser, which is connected through a pipeline to a source of compressed air. The dispersant is maximally shifted to the wall in the direction of the guide pipe inclination, which increases the path of bubbles ascent along the surface and the pipe inclination angle. The disadvantage of this device is the lack of complete dissolution of air bubbles in the liquid and large dimensions.

Известен аппарат для проведения газожидкостных каталитических реакций (патент на изобретение RU 2348451), содержащий корпус протяженной формы с установленным в нем монолитным катализатором, расположенным в виде нескольких последовательно установленных ярусов, патрубки для ввода газа и жидкости в корпус, устройство для первичного диспергирования и распределения газа по сечению аппарата, а также установленные между ярусами монолитного катализатора патрубки для дополнительной подачи газа между ярусами, отличающийся тем, что в корпусе между ярусами монолитного катализатора за патрубками для дополнительной подачи газа установлены устройства для дополнительного диспергирования и распределения газа по сечению аппарата, причем каждое из устройств для первичного или дополнительного диспергирования и распределения газа выполнено в виде одной или нескольких последовательно соединенных труб Вентури, состоящих из конфузора, горловины и диффузора. Недостатком данного устройства является отсутствие точного регулирования необходимого уровня растворенного воздуха в жидкости.An apparatus for carrying out gas-liquid catalytic reactions is known (patent for invention RU 2348451), containing an elongated body with a monolithic catalyst installed in it, located in the form of several sequentially installed tiers, nozzles for introducing gas and liquid into the body, a device for primary dispersion and distribution of gas along the section of the apparatus, as well as nozzles installed between the tiers of the monolithic catalyst for additional gas supply between the tiers, characterized in that in the housing between the tiers of the monolithic catalyst, behind the nozzles for additional gas supply, devices are installed for additional dispersion and distribution of gas over the cross section of the apparatus, each of devices for primary or additional dispersion and distribution of gas are made in the form of one or more Venturi pipes connected in series, consisting of a confuser, a neck and a diffuser. The disadvantage of this device is the lack of precise regulation of the required level of dissolved air in the liquid.

Известно устройство для аэрации придонных слоев воды (патент на полезную модель RU 214200), включающее емкость-накопитель, в дне которой выполнено отверстие с выходом в патрубок, причем емкость-накопитель выполнена в виде шара с черной внешней поверхностью, в верхней части которого, закреплен шаровой клапан, а смонтированный снизу шара патрубок выполнен в виде перфорированной трубы, конец которой размещен в грунте водоема. Недостатком данного устройства является зависимость его эффективной работы от степени солнечной инсоляции и температуры окружающей среды.A device for aeration of bottom layers of water is known (patent for utility model RU 214200), including a storage tank, in the bottom of which there is a hole with access to the nozzle, and the storage tank is made in the form of a ball with a black outer surface, in the upper part of which, is fixed ball valve, and the branch pipe mounted below the ball is made in the form of a perforated pipe, the end of which is placed in the soil of the reservoir. The disadvantage of this device is the dependence of its effective operation on the degree of solar insolation and ambient temperature.

За прототип предлагаемой полезной модели принято устройство «Аэратор полного растворения газов» (патент на полезную модель патент RU 203043), представляющее собой цилиндрическую геликоидную поверхность, на которой имеются выступающие элементы, организованные штырьковыми выступами, расположенными в шахматном порядке, образующем канальное всплытие газовых пузырьков для обеспечения увеличения времени нахождения в воде посредством снижения скорости их всплытия, при этом по краям нижней стороны поверхности расположены ограничивающие бортики. Недостатком данного устройства является то, что процесс канального всплытия газовых пузырьков, реализуемый устройством, не приводит к достаточному снижению скорости их всплытия для полного растворения газов.The prototype of the proposed utility model is the device "Aerator for the complete dissolution of gases" (utility model patent RU 203043), which is a cylindrical helicoid surface on which there are protruding elements organized by pin protrusions arranged in a checkerboard pattern, forming a channel ascent of gas bubbles for providing an increase in the time spent in the water by reducing the speed of their ascent, while at the edges of the lower side of the surface there are limiting bumpers. The disadvantage of this device is that the process of channel ascent of gas bubbles implemented by the device does not lead to a sufficient reduction in the rate of their ascent for complete dissolution of gases.

Технической проблемой, решение которой обеспечивается предлагаемой полезной моделью, является создание устройства, обеспечивающего полное растворение воздушных пузырьков при всех режимах работы диспергатора.The technical problem, the solution of which is provided by the proposed utility model, is the creation of a device that ensures the complete dissolution of air bubbles in all operating modes of the disperser.

Техническим результатом, достигаемым предлагаемой полезной моделью, будет являться повышение эксплуатационных характеристик устройства за счет повышения степени оксигенизации воды при реализации снарядного режима всплытия воздушных пузырьков. The technical result achieved by the proposed utility model will be to increase the operational characteristics of the device by increasing the degree of oxygenation of water in the implementation of the projectile mode of ascent of air bubbles.

Сущность предлагаемой полезной модели заключатся в том, что нижняя поверхность аэратора играет роль адсорбера, для чего выступающие элементы нижней части аэратора организуют параллельными друг другу ленточными выступами, образующими каналы для снарядного режима всплытия воздушных пузырьков размером от 2 до 10 мм. При этом поверхности адсорбера, контактирующие с газовыми пузырьками, изготавливают из полугидрофобного материала, с углом смачивания от 60 до 90°, выполняющего роль твердофазного активатора массопереноса кислорода атмосферного воздуха. The essence of the proposed utility model lies in the fact that the lower surface of the aerator plays the role of an adsorber, for which the protruding elements of the lower part of the aerator are organized by tape protrusions parallel to each other, forming channels for the projectile mode of ascent of air bubbles ranging in size from 2 to 10 mm. At the same time, the surfaces of the adsorber in contact with gas bubbles are made of a semi-hydrophobic material with a contact angle of 60 to 90°, which acts as a solid-phase activator of atmospheric oxygen mass transfer.

Устройство работает следующим образомThe device works as follows

Устройство крепится над диспергатором различной конструкции, предпочтительно мелкопузырькового типа. Мелкопузырьковая водовоздушная эмульсия поднимается вверх и, попадая на нижнюю часть аэратора-адсорбера, распределяется по каналам геликоидной формы в виде ленточных выступов, в которых происходит распределение пузырьков с размером от 2 до 10 мм. Ленточные выступы расположены в параллельном порядке для создания поверхностных напряжений в пузырьках воздуха снарядной формы при всплытии по каналам адсорбера. Для исключения прорыва пузырьков в боковых направлениях используется ограничивающие бортики по краям нижней стороны поверхности.The device is mounted above a disperser of various designs, preferably of the fine bubble type. The fine-bubble water-air emulsion rises and, falling on the lower part of the aerator-adsorber, is distributed along the helicoid-shaped channels in the form of tape protrusions, in which bubbles with a size of 2 to 10 mm are distributed. Tape protrusions are arranged in a parallel order to create surface stresses in the projectile-shaped air bubbles during ascent through the channels of the adsorber. To prevent bubbles from breaking through in the lateral directions, limiting flanges are used along the edges of the underside of the surface.

Claims

An aerator-adsorber consisting of a cylindrical helicoid surface, characterized in that the helicoid surface has tape protrusions parallel to each other on the lower side, forming channels for distributing air bubbles 2-10 mm in size and their ascent in a slug mode.