Аэратор-адсорбер

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.
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.
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.
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.
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.
Технической проблемой, решение которой обеспечивается предлагаемой полезной моделью, является создание устройства, обеспечивающего полное растворение воздушных пузырьков при всех режимах работы диспергатора.
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.
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.
Устройство работает следующим образом
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.