УСТРОЙСТВО АЭРАЦИИ ДЛЯ ЗАКРЫТЫХ ЕМКОСТЕЙ, ИЗВЛЕКАЕМОЕ БЕЗ ОТКАЧКИ АЭРИРУЕМОЙ ЖИДКОСТИ
AERATION DEVICE FOR CLOSED CONTAINERS, EXTRACTED WITHOUT PUMPING OF AERATED FLUID

Изобретение относится к устройствам перемешивания и насыщения кислородом воздуха воды и применяется в станциях биологической очистки сточных вод, пневматических флотаторах, контактных резервуарах и т.д.
Известно устройство извлекаемых инжекционных водоструйных аэраторов с механическим электроприводом, которые потребляют значительно больше электроэнергии, чем системы пневматической аэрации с внешним компрессором.
Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению является устройство для аэрации воды погружными аэраторами с грузом, подвешенными при помощи троса или цепи и извлекаемыми путём подъёма вертикально вверх из воды. Такой способ предполагает открытый сверху резервуар с трапами для доступа к поднятым из воды аэраторам, а также строительство павильона над резервуаром, требующего наличия отопления и вентиляции.
Это изобретение позволяет устанавливать и извлекать аэрационные элементы в резервуаре, имеющем верхнее перекрытие, с оголовками небольшого размера, без необходимости откачки емкостей и остановки работы сооружения.
Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи, упрощения обслуживания и ремонта системы аэрации без необходимости остановки работы сооружения.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение - создание легко извлекаемого устройства аэрации жидкости в перекрытых емкостях с оголовками, надёжное и простое в обслуживании и ремонте, максимальное удешевление стоимости эксплуатации системы аэрации.
Задача создания легко извлекаемого устройства аэрации жидкости в перекрытых емкостях с оголовками решается путём использования несущей конструкции аэрационных элементов состоящей из двух жёстких распределительных труб, с одного конца которых имеется узел скольжения с элементами зацепления, который служит для перемещения по двум направляющим несущих распределительных труб с аэрационными элементами, другие концы распределительных труб имеют специальное поворотное сочленение с подающей трубой, которая перемещается вертикально по направляющим и имеет узлы скольжения с зацепами.
При этом максимальное удешевление стоимости строительства сооружения и эксплуатации системы аэрации достигается за счёт отсутствия необходимости строительства отапливаемого и вентилируемого павильона, отсутствия необходимости остановки работы сооружения и откачки емкостей для обслуживания и ремонта аэрационных элементов.
Технический результат - упрощение обслуживания и ремонта системы аэрации без необходимости остановки работы сооружения, повышение надёжности, удешевление эксплуатации.
Сущность заявляемого технического решения состоит в том, что горизонтальный распределительный трубопровод аэрационного элемента перемещается по направляющим и имеет поворотное сочленение с вертикальным подающим трубопроводом, которые имеют узлы скольжения и опорную тележку с элементами зацепления, которые перемещаются по направляющим, жёстко закреплённым вдоль одной вертикальной стенки и дна внутри аэрируемого резервуара с плавным поворотом на стыке вертикальных и горизонтальных боковых направляющих, при этом вертикальная подающая труба в верхней части имеет запорное устройство (кран) с разъёмным соединением со стороны выходящей вертикальной подающей трубы аэрационного элемента, также на трубе подачи воздуха от воздушного коллектора, имеет поворотное сочленение для поворота отсоединённого запорного устройства под перекрытие, для освобождения проёма оголовка при извлечении аэратора, при помощи цепи и внешнего подъёмного механизма.
Устройство аэрации включает вертикальный подводящий трубопровод, поворотное устройство, распределительные трубопроводы, узлы скольжения и опорную тележку с элементами зацепления и направляющие, подъёмную цепь (или трос).
На Фиг. 1 изображено устройство аэрации для закрытых емкостей,
извлекаемое без откачки аэрируемой жидкости, где:
1. распределительный коллектор;
2. резервуар с аэрируемой жидкостью;
3. поворотное сочленение;
4. запорный кран (вентиль);
5. разъёмное соединение;
6. вертикальный подающий трубопровод;
7. аэрационные элементы;
8. устройство зацепления и скольжения;
9. вертикальная направляющая;
10. поворотное устройство;
11. горизонтальные распределительные трубопроводы;
12. опорная тележка;
13. боковые направляющие;
14. оголовок с крышкой.
Устройство работает следующим образом:
Воздух из распределительного коллектора (1), проложенного под верхним перекрытием резервуара с аэрируемой жидкостью (2), через трубопровод с поворотным сочленением (3) и запорным краном (4), который имеет на выходе разъёмное соединение (5), поступает в вертикальный подающий трубопровод (6) по которому поступает в резервуар с аэрируемой жидкостью на требуемую глубину установки аэрационных элементов (7). Вдоль вертикального подающего трубопровода расположены устройства зацепления и скольжения (8) по вертикальной направляющей (9). В нижней части вертикального подающего трубопровода имеется тележка, для перемещения по вертикальной направляющей (9), с поворотным сочленением (10), распределяющие поток воздуха на два горизонтальных распределительных трубопровода (11), по которым воздух подаётся на перфорированную мембрану аэрационного элемента (7). На конце горизонтальных распределительных трубопроводов имеются заглушки, закреплённые через поворотное соединение с опорной тележкой (12), которая служит для перемещения (извлечения) аэратора по боковым направляющим (13) из резервуара через оголовок (14) в верхнем перекрытии, без откачки аэрируемой жидкости. Для извлечения аэратора используется цепь (или трос), закреплённая к поворотному устройству (10), и внешний подъёмный механизм (стационарный или передвижной), к которому зацепляется этот трос. Необходимо запорный кран (4) перевести в закрытое состояние и разъединить соединение (5), запорный кран повернуть в сторону под перекрытие, чтобы освободить проём оголовка. При подъёме за цепь вертикальная подающая труба перемещается вверх вдоль вертикальной направляющей (9), увлекая за собой распределительные горизонтальные трубопроводы с аэрационными элементами. Другой конец горизонтальных распределительных трубопроводов перемещается с опорной тележкой (12) вдоль боковых направляющих (13) аэратора. Подъём продолжается до полного извлечения аэратора из оголовка ёмкости с аэрируемой жидкостью.  Опускание аэратора в рабочее положение производится в обратном порядке, предварительно зацепив опорную тележку (12) за боковые направляющие (13), поднять распределительные трубы вертикально и зацепить  тележку с поворотным сочленением (10) к центральной вертикальной направляющей подъёмного механизма, по мере опускания аэратора зацеплять вертикальный подающий трубопровод (6) при помощи устройства зацепления и скольжения (8) за вертикальную направляющую (9). Опускание продолжается до упора вертикального подающего трубопровода в ограничитель минимальной глубины погружения. После этого вертикальный подающий трубопровод подключается к разъёмному соединению (5) запорного крана (4), который переводится в открытое положение, после чего аэратор готов к работе. Запорный кран (4) или вентиль может использоваться для регулировки объёма подаваемого воздуха.
Последовательность извлечения аэратора показана на  Фиг. 2 и 3.
ПРИМЕР КОНКРЕТНОГО ВЫПОЛНЕНИЯ УСТРОЙСТВА
Заявляемое устройство аэрации изготавливается из нержавеющей стали. В качестве аэрационного элемента используется перфорированный рукав из пластичного, стойкого к биоразрушению и биообрастанию материала. Предназначено для аэрации водо-иловой смеси в бетонном резервуаре с внутренними размерами 6 м по дну и глубиной 4,5 м. Сверху резервуар перекрыт железобетонным перекрытием. Имеются полипропиленовые оголовки с крышкой. Вдоль вертикальной стены в районе оголовков и на дне закреплены направляющие, которые крепятся к закладным продольным полосам из нержавеющей стали 50×5 мм, которые закладываются во время заливки бетоном резервуара.
По направляющим аэратор опускается в рабочее положение, при помощи цепи из нержавеющей стали и подъёмного передвижного механизма специальной конструкции, с высотой подъёма 6,5 м. Для перемещения по направляющим используется тележка с роликами, которые не позволяют ей уйти в сторону с направляющих, а также устройство зацепления и скольжения вертикальной подающей трубы. Верхний конец цепи отсоединяется от подъёмного механизма и крепится к оголовку с внутренней стороны карабином. Для исключения потери цепи она перед отсоединением крепится к верхней части вертикальной подающей трубы аэратора при помощи карабина.
Воздух подаётся по трубе воздушного коллектора, закреплённой под верхним перекрытием вдоль оголовков, со стороны центра резервуара. От трубы воздушного коллектора делается отвод трубой диаметром 50 мм, которая через поворотное сочленение из ПНД разъёмного уголка подводится к шаровому химически стойкому запорному крану, имеющему разъёмное соединение на выходе, через которое подключается вертикальная подающая труба аэратора.
При этом заявляемое техническое решение упрощает обслуживание и ремонт системы аэрации при непрерывном режиме работы очистной системы, повышает надёжность, удешевляет эксплуатацию.