УСТРОЙСТВО ДЛЯ АЭРАЦИИ ВОДЫ
DEVICE FOR AERATION OF WATER

Изобретение относится к озерному рыболовству и может использоваться для насыщения воды кислородом с целью спасения рыбы от замора. Может также использоваться в качестве технического средства для концентрации рыбы и повышения эффективности.
Известно устройство для выращивания рыбы в заморных озерах, включающее зарыбление водоема, установку аэратора-потокообразователя на акватории озера, включающее в его работу концентрацию, содержание и вылов товарной рыбы (ПМ RU №75539, А01К 61/00 от 20.08.2008).
2
Недостатком известного устройства является то, что при работе аэратора-потокообразователя на озера большой площадью и более растворенный в воде кислород распределяется в неограниченном пространстве водоема по чрезмерно большой площади. Поэтому для создания зоны с благоприятным для рыбы кислородным режимом требуются аэраторы-потокообразователи (турбоаэраторы, например, конструкции Сибрыб НИИпроекта) мощностью 11-22 кВт, (производительность по кислороду 35-70 кг О/ч). Круглосуточная 4-4,5 в зимних месяцев требует большого количества дорогостоящей электроэнергии (топлива). Подключение их к сельским электрическим сетям либо к передвижным электростанциям требует больших материальных затрат и часто не окупается.
По этим причинам это устройство трудно применить на многих озерах.
Известно устройство для выращивания рыбы, включающее вспомогательный водоем и аэраторы-потокообразователи, включающее зарыбление, нагул, аэрацию воды, концентрацию и вылов товарной рыбы (Патент RU №2139656, А01К 61/00, А01К 79/00 от 20.10.1999).
При использовании известного устройства резко сокращается потребность в электроэнергии (топлива) на аэрацию воды, повышается надежность сохранения рыбы от заморов, многократно сокращается потребность в технике, топливе, улучшаются условия реализации рыбы, и увеличивается производительность труда рыбоводов и эффективность рыбоводства.
Однако прокладка электрических сетей и доставка топлива для аэраторов-потокообразователей к озерам, удаленных от населенных пунктов и сельских электрических сетей, требует больших материальных затрат и часто не окупается. Поэтому известное устройство имеет ограниченное применение. Кроме того, недостатком является незначительный по времени и по длине потока контакт пузырьков воздуха с водой, отсутствие заметного перемешивания слоев воды, что снижает эффективность его работы.
Известно устройство для аэрации воды, имеющее компрессор, резиновый шланг и распылитель, при этом устройство выполнено в виде Г-образной трубы, одна составляющая часть которой расположена в толще воды вертикально, а вторая -горизонтально, причем в вертикальной составляющей расположен распылитель воздуха, подключенный при помощи шланга к компрессору (Патент RU №2402212, А01К 79/00 от 27.10.2010).
Однако для создания зоны с благоприятным для рыбы кислородным режимом в заморных озерах в заданных площадях требуется большое количество пневматических аэраторов и ветроэлектрический агрегат большой мощности и стоимости, т.к. КПД их работы в неограниченных условиях больших водоемов, когда насыщенная кислородом вода распределяется по чрезмерно большой площади, низкий. Недостаточная надежность сохранения рыбы от замора при работе в прерывистом режиме, связанной с переменчивой погодой (вынужденными остановками в безветренную погоду). Кроме того, недостатком является незначительный по времени и по длине потока контакт пузырьков воздуха с водой, отсутствием заметного перемешивания слоев воды, что снижает эффективность его работы.
Технический результат от использования изобретения заключается в наличии  у современного аэратора-потокообразователя с пневматическим приводом в виде импеллера, обладающего высокопроизводительным свойством компрессора, и в обеспечении более эффективного обогащения водного потока растворенным в воде кислородом в придонных слоях воды путем ее аэрации и циркуляции, а в конечном итоге, в экономном расходовании электроэнергии и топливе и в увеличении рыбопродуктивности озер, путем более широкого использования аэрационных элементов техники.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство для аэрации воды, включающее компрессор, резиновый шланг, распылитель, устройство выполнено в виде Г-образной трубы, одна составляющая часть которой расположена в толще воды вертикально, а вторая - горизонтально, вертикальная нижняя часть трубы, расположенная в толще воды, снабжена патрубком с заборной головкой с отверстиями и гибкими щетками, патрубок снабжен валом и крыльчаткой в виде турбины для создания вращательного напорного движения воды по всей высоте части вертикальной трубы, а горизонтальная часть трубы выполнена диффузором, импеллер сообщен шлангом подвода воздуха к верхней части диффузора.
Кроме того, патрубок с заборной головкой, вертикальная часть трубы и диффузор выполнены из износостойкого полиэтиленового материала.
Реализация отличительных признаков устройства изобретения обуславливает появление важных новых свойств объекта. Благодаря тому, что в качестве средства нагнетательного устройства в виде импеллера, из сопла которого воздух подают через шланг воздуховода в размещенный аэратор-потокообразователь, обеспечивающий воздействие воздуха через сопло горизонтальной части трубы, которая выполнена диффузором аэратора-потокообразователя, водовоздушная смесь поступает через сопло аэратора-потокообразователя напорными струями в толщу потока воды. Регулируя подачу воздуха с помощью шарового крана, можно влиять на эффективность насыщения распылителем атмосферным воздухом, где масса воздушных пузырьков, всплывающих по длине от горизонтальной трубы, вызывает движение самой воды, например, в озере или в другом замкнутом устройстве по выращиванию рыбы по заданной технологии. Этот процесс происходит также благодаря наличия патрубка с заборной головкой с множеством отверстий в сторону забора воды из нижних слоев в вертикальную часть трубы с помощью применения патрубка, в котором размещен вал с крыльчаткой в виде турбины. Заборная головка играет роль фильтра для предотвращения попадания посторонних частиц (взвесей) внутрь Г-образной трубы. Щетки привода в движении при помощи вала и крыльчатки, расположенной в месте выхода струи в вертикальную часть трубы, под напором подают воду в диффузор части горизонтальной трубы, где в сжатом сечении наблюдается вакуум, и атмосферный воздух всасывается, дополнительно смешиваясь с водой. Таким образом, создается активная область распространения водовоздушной смеси по длине озера с движением воды. Это в свою очередь резко повышает надежность работы аэратора-потокообразователя и создается под давлением движением от импеллера поступающего сжатого воздуха. За счет мелких воздушных пузырьков создается не только вертикальный восходящий ток, но и увеличивается длина направления в сторону от горизонтальной части трубы при движении тока воды в озере или в другом замкнутом пространстве устройства по выращиванию рыбы по заданной технологии. Кроме того, надежность и простота заключается в его широком использовании в практике перечисленных выше объектов. При этом исключается кольматация фильтрующей заборной головки с патрубком и нарушение работы крыльчатки, которая создает напорное движение воды перед диффузором в части горизонтальной трубы.
Заявителем не выявлены технические решения, тождественные заявляемому изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «изобретательский уровень».
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 предоставлено устройство для аэрации воды; на фиг. 2 изображен импеллер, вид сверху.
Реализацию предлагаемого устройства для аэрации воды в озере начинают с устройства прикрепления кола 1, к которому прикрепляют патрубок 2 с заборной головкой 3 и Г-образную трубу 4. Устройство включает импеллер 5 с соплом 6, которое подсоединяют с помощью шланга 7 к горизонтальной трубе, состоящей из аэратора-потокобразователя 8, сопла 9, которое направлено к направлению движения воды. Г-образную трубу выполняют диффузором 10 аэратора-потокообразователя 8. Сопло 6 импеллера 5 оборудуют шаровым краном 11.
Патрубок 2 в верхней части соединяют жестко с вертикальной частью трубы, нижнюю часть патрубка 2 присоединяют к цилиндрической заборной головке 3 с отверстиями, играющими роль фильтра для предотвращения попадания посторонних частиц (примесей) внутрь устройства, и гибкими щетками 12, позволяющими удалять посторонние частицы с внешней поверхности головки 3. Щетки 12 приводятся в движение при помощи вала 13 и крыльчатки 14 в виде турбины, расположенной в месте выхода струи из патрубка 2.
Вал 13 с помощью тяги 15 соединяют с двигателем 16, расположенному на берегу. Вращением вал 13 с крыльчаткой 14 задают вращающий момент таким образом, чтобы обеспечить забор и давление воды в Г-образной трубе 4.
Устройство работает следующим образом.
После монтажной установки всех элементов устройства в рабочее положение, к аэрации воды приступают, как только кислород в озере (водоеме) начнет снижаться. Устройство крепят к дну озера или водоема согласно чертежу и подключают вал 13 с крыльчаткой 14 с помощью тяги 15 к двигателю 16, расположенным на берегу. При движении вала 13 с крыльчаткой 14 внутри патрубка 2 образуется движение воды вверх, в сторону части горизонтальной трубы с диффузором 10. В результате движения и большого давления воды создается разряжение в диффузоре 10 аэратора-потокообразователя 8, происходит подсос воздуха из шланга 7, соединенного с импеллером 5 с соплом 6 с образованием водовоздушной смеси, которую через сопло 9 напорной струей подают в поток воды озера или водоема. Под воздействием напорной струи из сопла 9 аэратора-потокообразователя 8 происходит интенсивное перемешивание слоев воды в сторону от части горизонтальной трубы. Регулируя подачу сжатого воздуха с помощью шарового крана 11 и вращающий момент вала с крыльчаткой с помощью двигателя 15, управляют процессом дальность распыла воздействия водовоздушной смесью в толще в направление течения воды, например, подо льдом. Таким образом, масса воздушных пузырьков, всплывая, вызывает вначале горизонтальный, а потом вертикальный токи воды.
Предлагаемое устройство имеет следующие преимущества перед прототипом. Увеличивается дальность и движение водовоздушной струи, и время контакта пузырьков воздуха с водой, от которого зависит эффективность насыщения воды кислородом, за счет того, что струя вначале образует сжатое сечение, затем струя расширяется в толще воды, как по горизонтали, так и по вертикали составляющей Г-образной трубы по течению под лед. Этим самым повышается продуктивность озер и водоемов, в которых аэрационная техника в настоящее время не применяется. Увеличивается занятость населения в сельской местности.
Таким образом, предлагаемое устройство по аэрации воды в озерах за счет увеличения поверхности подо льдом и времени контакта с озерной воды и воздуха по длине течения и интенсивного перемешивания слоев воды подо льдом позволяет повысить эффективность аэрации воды, т.е. активизирует процесс аэрации.