PL216051B1 - Urządzenie do regulacji i napowietrzania cieczy - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do hydrodynamicznego dławienia przepływu cieczy i jednoczesnego jej napowietrzania, przydatnego w systemach wodociągowych i kanalizacyjnych.

Wśród znanych i stosowanych hydrodynamicznych urządzeń dławiących znane są regulatory wirowe. Hydrodynamiczne regulatory wirowe działające w oparciu o dławienie miejscowe, wykorzystują energię rozporządzalną napływającej cieczy do wymuszenia ruchu wirowego w urządzeniu. W wyniku działania regulatorów wirowych dochodzi do napowietrzania strumienia cieczy wypływającej z komory wirowej. Napowietrzenie ścieków w kanalizacji ma istotne znaczenie technologiczne, gdyż zapobiega ich zagniwaniu, utrudniającemu proces unieszkodliwiania. Efekt napowietrzania ścieków ₃ w znanym regulatorze wirowym sięga 4 mgO2/dm³, co umożliwia już w pewnym stopniu samooczyszczanie się ścieków.

Urządzenie do regulacji i napowietrzania cieczy według wynalazku utworzone z komory warowej z króćcem dopływowym i otworem odpływowym, jest dodatkowo zaopatrzone w otwór wylotowy, umieszczony w górnej pokrywie komory wirowej po przeciwnej stronie do otworu odpływowego, zlokalizowanego w dnie komory wirowej. Przy czym średnica otworu odpływowego jest większa lub równa średnicy otworu wylotowego. Urządzenie ma komorę wirową w postaci cylindra lub stożka, a jego pokrywa z otworem wylotowym jest płaska lub wklęsła albo wypukła. Ewentualnie otwór wylotowy jest zlokalizowany w króćcu przytwierdzonym do górnej pokrywy.

Zastosowanie dodatkowego otworu odpływowego, w postaci otworu wylotowego zlokalizowanego po przeciwległej stronie istniejącego otworu odpływowego w komorze wirowej, zapewnia dodatkowy efekt napowietrzania cieczy, osiągany poprzez dodatkowe rozdeszczenie strugi cieczy - wypływającej jednocześnie z dwóch otworów odpływowych cieczy z urządzenia. W zależności od średnicy otworu wylotowego można intensyfikować efekt napowietrzania strumienia przepływającej cieczy.

Urządzenie według wynalazku ma prostą budowę i charakteryzuje się wysoką efektywnością dławienia przepływu i niezawodnością działania. W uzyskiwanym w urządzeniu ruchu wirowym, prędkość obwodowa zwiększa się wraz ze zbliżaniem się do osi cylindra lub stożka, a dzięki sile odśrodkowej w komorze wirowej ciśnienie maleje w kierunku jej osi, aby na powierzchni powstającego w komorze rdzenia powietrznego osiągnąć ciśnienie otoczenia. Wypływające z otworu odpływowego z regulatora z dużą prędkością strugi cieczy, tworzą osiowosymetryczną błonę o kształcie stożka. W wyniku oddziaływania szeregu zjawisk jak kontakt cieczy z rdzeniem powietrznym, rozdeszczenie strugi cieczy z rozpadem na pojedyncze krople, dochodzi do intensyfikacji procesu przechodzenia tlenu z powietrza do cieczy.

Zastosowanie dodatkowego otworu wylotowego w znanych urządzeniach z komorą wirową, pozwala na uzyskanie większego sumarycznego efektu napowietrzania strumienia cieczy, nawet o rząd 100%, w stosunku do efektu uzyskiwanego w urządzeniu wyposażonym w jeden otwór odpływowy.

Przedmiot wynalazku został wyjaśniony w przykładach realizacji na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie do regulacji i napowietrzania cieczy z komorą cylindryczną oraz płaską pokrywą w widoku z boku, fig. 2 - urządzenie zasilane króćcem dopływowym o przekroju prostokątnym z komorą stożkową oraz płaską pokrywą w widoku z boku, fig. 3 - urządzenie z komorą cylindryczną oraz wklęsłą pokrywą w widoku z boku, fig. 4 - urządzenie z komorą stożkową oraz wypukłą pokrywą stożkową w widoku z boku, fig. 5 - urządzenie z komorą cylindryczną oraz wypukłą pokrywą, fig. 6 urządzenie z komorą cylindryczną oraz wklęsłą pokrywą stożkową z króćcem.

P r z y k ł a d I

Urządzenie do regulacji i napowietrzania cieczy ma cylindryczną komorę wirową 1, z króćcem dopływowym 2 o przekroju kołowym i otworem odpływowym 3, zlokalizowanym centralnie w dnie komory 1. Komora jest wyposażona w otwór wylotowy 4 usytuowany centralnie w górnej płaskiej pokrywie 5 komory 1 po przeciwnej stronie do otworu odpływowego 3, zlokalizowanego w dnie komory wirowej 1. Ponadto średnica d-ι otworu odpływowego jest większa od średniego d₂ otworu wylotowego.

Działanie urządzenia polega na tym. że ciecz dopływa do urządzenia przez króciec dopływowy 2, styczny do cylindrycznej ściany komory wirowej 1, dzięki czemu nadawany jest jej ruch wirowy, który utrzymuje się na całej szerokości komory, aż do otworu odpływowego 3 oraz otworu wylotowego 4 w górnej pokrywie cylindra.

Wytworzenie się ruchu wirowego wymaga odpowiedniej wysokości naporu cieczy wpływającej do urządzenia. Początkowo, gdy napór jest mały ciecz przepływa swobodnie przez otwór dolny. Bezciśnieniowy i bezwirowy przepływ cieczy przez regulator ograniczony jest przez przepustowość otwoPL 216 051 B1 rów dopływowego i dolnego odpływowego. W miarę wzrostu ciśnienia i prędkości dopływającej cieczy, przepływ ze swobodnym zwierciadłem ulega zamianie na ciśnieniowy i wirowy a wypływ cieczy z regulatora odbywa się jednocześnie przez dwa otwory odpływowy 3 i wylotowy 4.

P r z y k ł a d II

Urządzenie jak w przykładzie I, z tą różnicą, że komora wirowa 1, z króćcem dopływowym 2 o przekroju prostokątnym, ma kształt stożkowy i płaską pokrywę 5, w której zlokalizowany jest centralnie otwór wylotowy 4 o średnicy równej średnicy otworu odpływowego 3.

P r z y k ł a d III

Urządzenie jak w przykładzie I, z tą różnicą, że komora wirowa 1, ma kształt cylindryczny i stożkową wklęsłą pokrywę 5 w której centralnie zlokalizowany jest otwór wylotowy 4 o średnicy równej średnicy otworu odpływowego 3.

P r z y k ł a d IV

Urządzenie jak w przykładzie I, z tą różnicą, że komora wirowa 1, ma kształt stożkowy i stożkową wypukłą pokrywę 5, w której centralnie zlokalizowany jest otwór wylotowy 4 o średnicy d₂ mniejszej od średnicy d-ι otworu odpływowego 3.

P r z y k ł a d V

Urządzenie jak w przykładzie I, z tą różnicą, że komora wirowa 1, ma kształt cylindryczny i stożkową wypukłą pokrywę 5, w której centralnie zlokalizowany jest otwór wylotowy 4 o średnicy d₂ mniejszej od średnicy d-ι otworu odpływowego 3.

P r z y k ł a d VI

Urządzenie jak w przykładzie I, z tą różnicą, że komora wirowa 1, ma kształt cylindryczny i stożkową wklęsłą pokrywę 5, w której centralnie zlokalizowany jest króciec z otworem wylotowym 4 o średnicy d₂ mniejszej od średnicy d-ι otworu odpływowego 3.

Claims (9)

1. Urządzenie do regulacji i napowietrzania cieczy zawierające komorę wirową z króćcem dopływowym i otworem odpływowym, znamienne tym, że ma otwór wylotowy (4), umieszczony w górnej pokrywie (5) komory wirowej (1) po przeciwnej stronie do otworu odpływowego (3), zlokalizowanego w dnie komory wirowej (1).

2. Urządzenie, według zastrz. 1, znamienne tym, że średnica d-ι otworu odpływowego (3) jest większa od średnicy d₂ otworu wylotowego (4).

3. Urządzenie, według zastrz. 1, znamienne tym, że średnica d₁ otworu odpływowego (3) jest równa średnicy d₂ do otworu wylotowego (4).

4. Urządzenie, według zastrz. 1, znamienne tym, że komora wirowa (1) ma kształt cylindryczny.

5. Urządzenie, według zastrz. 1, znamienne tym, że komora wirowa (1) ma kształt stożkowy.

6. Urządzenie, według zastrz. 1, znamienne tym, że pokrywa (5) z otworem wylotowym (4) w komorze wirowej (1) jest płaska.

7. Urządzenie, według zastrz. 2 albo 3, znamienne tym, że pokrywa (5) z otworem wylotowym (4) w komorze wirowej (1) jest wklęsła.

8. Urządzenie, według zastrz. 2 albo 3, znamienne tym, że pokrywa (4) z otworem wylotowym (3) w komorze wirowej (1) jest wypukła.

9. Urządzenie, według zastrz. 1, znamienne tym, że otwór wylotowy (3) jest zlokalizowany w króćcu przytwierdzonym do górnej pokrywy (5).