PL 71 138 Y1 2 Opis wzoru Przedmiotem wzoru uzytkowego jest dysk aeratora dyskowego przeznaczonego do napowietrza- nia i mieszania scieków w biologicznych oczyszczalniach scieków. Znane jest ze zgloszenia patentowego US3744774 urzadzenie do napowietrzania plynów ta- kich jak scieki. Urzadzenie zawiera obrotowy dysk majacy wystajace elementy, które przystosowane sa do zasysania powietrza do cieczy, która ma byc napowietrzana podczas obrotów dysku czesciowo za- nurzonego w tej cieczy. Wystajace elementy maja postac guzków wystajacych z powierzchni dysku. Kazdy guzek ma zbiegajacy sie ksztalt zawierajacy wiele przecinajacych sie plaskich powierzchni i zbie- gajacych sie w kierunku obrotów dysku od podstawy do wierzcholka. W ten sposób w trakcie obrotów dysku babelki powietrza sa wciagane do cieczy. W innym amerykanskim zgloszeniu patentowym US4539110 opisano samoczyszczace, dwukie- runkowe, obracajace sie na wale urzadzenie, sluzace do napowietrzania i mieszania plynów takich jak scieki. Urzadzenie zawiera obrotowy, plaski, pierscieniowy talerz, który zaopatrzony jest w przeciwlegle skierowane, obwodowo rozmieszczone, ustawione promieniscie rzedy elementów stykajacych sie z ply- nem. Elementy te sa polozone oraz skonfigurowane dla maksymalnej skutecznosci. Kazdy element ma postac plaskiego, trwalego korpusu w postaci pary podluznych, przeciwleglych, pochylonych, zbiez- nych, wkleslych scian, z osiami odpowiednich wkleslosci bedacych poprzecznymi wzgledem siebie. Gdy talerz sie obraca prowadzaca, wklesla sciana zapewnia doskonale mieszanie oraz boczna zmiane kie- runku cieczy. Natomiast tylna wklesla powierzchnia wywoluje ssanie, które sluzy do zasysania powie- trza gleboko do cieczy, do pózniejszego uwolnienia i napowietrzenia. Elementy w kazdym rzedzie sa ko- rzystnie promieniscie przesuniete w stosunku do elementów w sasiadujacym rzedzie. W ten sposób babelki powietrza utworzone we wkleslosciach tylnej powierzchni sa efektywnie usuwane z powierzchni wirujacego talerza, zapewniajac w ten sposób dalsze wzmocnienia efektu napowietrzania. Ze zgloszenia patentowego WO2015170994 znany jest dysk do napowietrzania wody. Dysk za- wiera piaste zapewniajaca os obrotu przez srodek dysku i powierzchnie wzbudzajaca ciecz znajdujaca sie po obu stronach dysku. Powierzchnie wzbudzajace ciecz zawieraja wiele elementów (struktur) wzbu- dzajacych ciecz. Kazdy z elementów wzbudzajacych stanowi wystajacy element po jednej stronie dysku i wklesla powierzchnie po drugiej stronie dysku. Wystajace elementy wzbudzajace zawieraja czesc przednia, która w trakcie pracy jest skonfigurowana tak by zasadniczo zapobiegac rozbryzgom przy wchodzeniu w ciecz. Z chinskiego zgloszenia wzoru uzytkowego CN203754503 znane jest rozwiazanie dotyczace sys- temu oczyszczania scieków. System ten sklada sie ze strefy biologicznego reaktora, oraz ze strefy se- paracji przez sedymentacje. Powyzej reaktora biologicznego znajduje sie urzadzenie do obróbki war- stwy bakterii. Urzadzenie to zawiera wiele lopatek osadzonych na obrotowym wale. Lopatki znajduja sie ponizej rury dostarczajacej scieki. Dyski przenoszace warstwe bakteryjna sa takze zamocowane na ob- rotowym wale. Równiez czesc z tych dysków jest zanurzona ponizej poziomu plynu. Energia scieku wplywajacego do zbiornika porusza lopatki i obraca wal. W ten sposób wprawiane sa w ruch dyski z warstwa bakteryjna. Kiedy woda przeplywa przez lopatki, zwieksza sie równiez powierzchnia styka- jaca sie z powietrzem, co powoduje jeszcze lepsze napowietrzenie. Celem wzoru uzytkowego jest uzyskanie dysku aeratora dyskowego o prostej konstrukcji, który bedzie mógl byc stosowany zarówno do napowietrzania, jak i do mieszania scieków w biologicznych oczyszczalniach scieków. Istota rozwiazania wedlug wzoru uzytkowego jest dysk aeratora dyskowego, który stanowi okra- gla tarcza zawierajaca centralnie umieszczona tuleje oraz znajdujace sie na jej powierzchni przelotowe otwory i wypustki napowietrzajace. Rozwiazanie charakteryzuje sie tym, ze na calej krawedzi tarczy znajduja sie wahliwie zamocowane lopatki, których zakres swobody wahliwych ruchów w osi równoleglej do osi tulei wynosi od 0° do 90°. Kazda z lopatek sklada sie z uchwytu, równoleglego do powierzchni tarczy, oraz czesci roboczej, prostopadlej do powierzchni tarczy, w której znajduje sie otwór. Wahliwe zamocowanie lopatek do tarczy stanowi sruba, zabezpieczona nakretka, umieszczona w otworze znaj- dujacym sie w uchwycie oraz w otworze znajdujacym sie na powierzchni tarczy tuz przy jej krawedzi. Korzystnie, dysk zawiera trzydziesci osiem równomiernie rozmieszczonych lopatek. Tarcza sklada sie z dwóch jednakowych polówek, które polaczone sa ze soba lacznikami. Otwory znajdujace sie na powierzchni tarczy stanowia otwory okragle oraz otwory prostokatne, które ulozone sa naprze- miennie w rzedy rozciagajace sie od krawedzi tarczy w kierunku tulei. Przy otworach prostokatnych znajduja sie wypustki napowietrzajace, które wystaja po obu stronach powierzchni tarczy. PL 71 138 Y1 3 Zaleta rozwiazania wedlug wzoru uzytkowego jest uzyskanie dysku do zastosowania w aerato- rach dyskowych, który moze byc uzywany zarówno do napowietrzania polaczonego z mieszaniem scie- ków jak i do ich mieszania ze znacza redukcja efektu napowietrzania. Wahliwie zamocowane lopatki podczas napowietrzania scieków rozkladaja sie i powoduja wiekszy rozbryzg medium, przez co uzy- skuje sie jej lepsze napowietrzenie. Z kolei w trakcie mieszania lopatki skladaja sie i w ten sposób ogranicza sie rozbryzg medium. Zaleta dysku jest równiez prostota rozwiazania, dzieki czemu jest ono malo podatne na uszkodzenia oraz tanie w produkcji i eksploatacji. Przedmiot wzoru uzytkowego przedstawiono na rysunku, na którym fig. 1 pokazuje dysk w widoku aksonometrycznym, fig. 2 ilustruje lopatke w widoku aksonometrycznym, zas fig. 3 przedstawia dyski wedlug wzoru zamontowane na wale aeratora. Zgodnie ze wzorem uzytkowym dysk aeratora dyskowego stanowi okragla tarcza 1, zawierajaca centralnie umieszczona tuleje 2. Tarcza 1 jest wykonana ze stali kwasoodpornej. Moze ona miec sred- nice od 850 mm do 1400 mm, w zaleznosci od wielkosci zbiornika na scieki. Tuleja 1 jest trwale pola- czona z tarcza 1 za pomoca spawów. Dodatkowe wzmocnienie polaczenia stanowia zebra 3. Tuleja 2 sluzy do zamocowania dysku na wale aeratora dyskowego. W ten sposób ruch obrotowy walu jest prze- noszony na tarcze 1. Ruch obrotowy dysku czesciowo zanurzonego w sciekach powoduje ich napowie- trzanie i mieszanie. W celu dobrego napowietrzania scieków, tarcza 1 posiada na swojej powierzchni otwory okragle 4 oraz otwory prostokatne 5. Wszystkie otwory sa przelotowe. Otwory okragle 4 i otwory prostokatne 5 sa ulozone naprzemiennie w rzedy rozciagajace sie od krawedzi tarczy 1 w kierunku tulei 2. Dodatkowo, by dysk w trakcie ruchu obrotowego jeszcze lepiej napowietrzal scieki, na po- wierzchni tarczy 1 znajduja sie wypustki napowietrzajace 6 w ksztalcie graniastoslupów trójkatnych. Znajduja sie one przy otworach prostokatnych 5 i wystaja z obu stron powierzchni tarczy 1. Ksztalt wypustek napowietrzajacych 6 jest tak dobrany, aby przy napowietrzaniu wprowadzaly jak najwieksza ilosc tlenu do medium. W przypadku, gdy dysk wykorzystywany jest do napowietrzania powierzchnia natarcia jest sciana wypustek napowietrzajacych 6, która w chwili uderzania w medium jest w przybli- zeniu ustawiona równolegle do jego powierzchni. W ten sposób uzyskuje sie duzy rozbryzg cieczy, co powoduje jej napowietrzanie. Dodatkowo, wypustki napowietrzajace 6 wprowadzaja ciecz w ruch turbulentny, który wspomaga odrywanie pecherzyków powietrza uwiezionych w otworach przelotowych, zarówno okraglych 4, jak i prostokatnych 5. Ponadto odrywane sa pecherze z warstwy przysciennej dysku co byloby niemozliwe przy laminarnym ruchu medium. Z kolei gdy dysk wykorzystywany jest do mieszania scieków i obraca sie w przeciwna strone, powierzchnie natarcia stanowi powierzchnia wy- pustek napowietrzajacych 6 ustawiona pod katem ostrym do powierzchni medium. Dzieki temu minima- lizuje sie rozbryzg cieczy. Na calej krawedzi tarczy 1 znajduja sie wahliwie zamocowane lopatki 7. Dysk zawiera lacznie trzydziesci osiem lopatek 7, równomiernie rozmieszczonych na obwodzie tarczy 1. Kazda z lopatek 7 sklada sie z uchwytu 8 – równoleglego do powierzchni tarczy 1 oraz czesci roboczej 9 – prostopadlej do powierzchni tarczy 1. W czesci roboczej 9 znajduje sie otwór 10. Dzieki zastosowaniu otworów 10 lopatki 7 zaciagaja pod powierzchnie cieczy powietrze, które w skutek sily odsrodkowej jest wyrzucane do medium poprawiajac jego napowietrzanie. Wahliwe polaczenie lopatek 7 z tarcza 1 sta- nowi sruba 11, zabezpieczona nakretka, umieszczona w otworze 12 znajdujacym sie w uchwycie 9 oraz w otworze 4 znajdujacym sie na powierzchni tarczy 1, tuz przy jej krawedzi. Srednia otworów 4 i 12 oraz stopien dokrecenia nakretki sa dobrane tak, by kazda z lopatek 7 miala swobode ruchów w osi wyzna- czonej przez srube 11. Wahliwe mocowanie lopatek 7 sprawia, ze w trakcie ruchu obrotowego dysku zamocowanego na wale aeratora dyskowego zmieniaja nachylenie czesci roboczej 9 lopatki 7 wzgle- dem lustra cieczy – scieków. Zakres ruchów jest ograniczony przez dolna krawedz czesci roboczej 9, która opierajac sie o krawedz tarczy 1 blokuje ruch lopatki 1. W przypadku gdy aerator jest wykorzysty- wany do napowietrzania scieków wywolana przez ruch obrotowy dysku sila odsrodkowa oraz sila oporu cieczy powoduje obrót lopatek 7 wokól osi sruby 11. Lopatki 7 ustawiaja sie tak, ze powierzchnia czesci roboczej 9 jest prostopadla do wektora przemieszczenia. Dalszy obrót jest blokowany z jednej strony przez opieranie sie dolnej krawedzi czesci roboczej 9 o krawedz tarczy 1, a z drugiej przez dzialajaca sile odsrodkowa. W wyniku takiego ustawienia sie lopatek 7 w momencie ich zanurzania sie w scieku, czesc robocza 9 ma najwieksza powierzchnie styku z lustrem cieczy i powoduje jej najwiekszy rozbryzg. Dzieki temu uzyskuje sie lepsze napowietrzenie scieku. W trakcie kiedy lopatki 7 znajduja sie w scieku ich ustawienie utrzymywane jest w stalej pozycji w wyniku dzialania sily odsrodkowej oraz oporu cieczy. Dysk stanowiacy przedmiot wzoru uzytkowego moze byc równiez wykorzystywany do mieszania scie- ków. W tej fazie niepozadane jest intensywne natlenianie scieków. Dlatego dysk w trakcie fazy miesza- PL 71 138 Y1 4 nia powinien powodowac jak najmniejszy rozbryzg cieczy. Rozwiazanie w postaci wahliwie zamocowa- nych lopatek 7 pozwala wlasnie na ograniczenie powodowanego przez nie rozbryzgu. W przypadku gdy aerator dyskowy wykorzystywany jest do mieszania scieków dyski poruszaja sie w przeciwnym kierunku do tego jaki byl w trakcie napowietrzania. W trakcie takiego ruchu tarczy 1, zamocowane wahliwie lo- patki 7 w wyniku dzialania sily odsrodkowej obracaja sie wokól osi sruby 11. Lopatki 7 ustawiaja sie tak, ze kat miedzy powierzchnia czesci roboczej 9, a wektorem przemieszczenia jest mniejszy niz 90° i op- tymalnie wynosi 0°. W rezultacie pochylenia sie lopatek 7 rozbryzg medium w trakcie ich zanurzania sie jest mniejszy niz w trakcie napowietrzania. Dzieki temu ilosc tlenu, która dostaje sie do medium w trakcie mieszania jest znaczaco ograniczona w stosunku do ilosci tlenu jaka zostaje wprowadzona w trakcie napowietrzania. Tarcza 1 sklada sie z dwóch jednakowych polówek 13. Sa one polaczone ze soba za pomoca czterech laczników 14 przykrecanych srubami 11 zabezpieczonymi nakretkami. Dzieki po- dzieleniu tarczy 1 na dwie polówki 13 mozna latwiej wymieniac dyski w aeratorze. Obracajace sie dyski aeratorów, zarówno podczas napowietrzania jak i mieszania, zapewniaja ruch medium – scieków znaj- dujacych sie w zamknietych zbiornikach. Dzieki temu zapewnia sie równomiernie rozlozenie osadu na calej objetosci zbiornika i zapobiega sie jego opadaniu. PL