устройство для дегазации воды

Формула изобретения

1. Устройство для дегазации воды, содержащее цилиндрический корпус и водяное сопло с патрубком подачи воды, отличающееся тем, что корпус имеет смесительный конус на одном его конце, сальник на другом конце и патрубок подачи воздуха, присоединенный к средней части корпуса, а водяное сопло с конусом расположено внутри корпуса.

2. Устройство для дегазации воды по п.1, отличающееся тем, что водяное сопло снабжено шомполом и сальником со стороны широкой его части.

3. Устройство для дегазации воды по п.1, отличающееся тем, что корпус снабжен съемным смесительным конусом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике дегазации воды аэрацией.

Известно устройство для дегазации воды аэрацией (Николадзе Г.И., Сомов М.А. Водоснабжение: Учебник для вузов: - М.: Стройиздат, 1995, с.536 - прототип). Устройство содержит цилиндрический корпус и водяное сопло с патрубком подачи воды, присоединенное к верхней части корпуса. Корпус состоит из вакуумной и эжекционных камер с боковыми окнами подсоса воздуха. К открытому концу корпуса на некотором расстоянии от него закреплена разбрызгивающая отражательная пластина. Устройство является наиболее близким по технической сущности и выполняемым функциям к предлагаемому устройству и выбрано в качестве прототипа.

Недостатком конструкции существующего устройства является нерегулируемое и недостаточное количество эжектируемого в него воздуха для распыления воды до мелкодисперсного состояния с обеспечением высокой величины ее удельной поверхности и контакта с воздухом в объеме образующегося водовоздушного факела с целью глубокой десорбции из воды растворенных в ней газов.

Технической задачей, решаемой изобретением, является повышение эффективности дегазации воды аэрацией.

Для решения поставленной технической задачи устройство предлагаемой конструкции содержит цилиндрический корпус и водяное сопло с патрубком подачи воды и отличается тем, что корпус имеет смесительный конус на одном его конце, сальник на другом конце и патрубок подачи воздуха, присоединенный к средней части корпуса, водяное сопло с конусом расположено внутри корпуса. Целесообразно для прочистки отверстия водяного сопла снабдить его шомполом и сальником со стороны широкой части. Целесообразно для осуществления полной разборки корпуса при необходимости снабдить его съемным смесительным конусом.

Поставленная техническая задача повышения эффективности дегазации воды аэрацией решается изменением конструкции устройства и введением в нее новых элементов - корпус оснащен смесительным конусом на одном его конце, сальником на другом конце и патрубком подачи воздуха, присоединенным к средней части корпуса; водяное сопло с конусом расположено внутри корпуса и может быть дополнительно снабжено шомполом и сальником со стороны его широкой части, а корпус - съемным смесительным конусом.

На чертеже приведена схема устройства для дегазации воды. Устройство включает в себя цилиндрический корпус 1, оснащенный смесительным конусом 2, сальником корпуса 3 и патрубком подачи воздуха 4, водяное сопло с конусом 5 с патрубком подачи воды 6, шомполом 7 и сальником сопла 8.

Устройство для дегазации воды аэрацией работает следующим образом. Сжатый воздух подается в корпус 1 устройства через патрубок 4 и непрерывно выходит через воздушный канал между смесительным конусом 2 и конусом водяного сопла 5. Деаэрируемая вода поступает в водяное сопло по патрубку подачи воды 6, через отверстие конуса сопла выходит в смесительный конус, подхватывается потоком воздуха и диспергируется на мелкие капли, образуя распыленный водовоздушный факел. Распыление воды на мелкие капли обеспечивает большую поверхность контакта с воздухом и возможность ее эффективной аэрации. За счет разности парциальных давлений удаляемых газов в воде и в воздухе и большой удельной поверхности контакта фаз “вода-воздух” происходит интенсивная диффузия растворенных газов (диоксида углерода, метана, сероводорода и т.д., кроме кислорода) в воздух. Вследствие удаления из воды углекислоты в процессе ее дегазации возможно образование карбонатных и железистых отложений и засорение ими отверстия корпуса водяного сопла. Для прочистки отверстия конуса водяного сопла служит шомпол 7. Сальники 3 и 8 корпуса и водяного сопла соответственно обеспечивают возможность продольного движения водяного сопла внутри корпуса для регулировки факела и шомпола для прочистки отверстия конуса, их фиксации в заданном положении с сохранением герметичности корпуса и сопла. Смесительный конус может выполняться съемным для осуществления возможности полной разборки корпуса устройства.

Опытная установка для исследования и сравнения устройств дегазации воды аэрацией состояла из устройства конструкции прототипа (вакуумно-эжекционного аппарата) и устройства предлагаемой конструкции. Исходная подземная вода с температурой 8°С, содержащая большое количество свободного диоксида углерода (до 90 мг/л), подавалась на оба устройства одновременно. Дробление воды и формирование водовоздушного факела на устройстве для дегазации воды конструкции прототипа обеспечивалось при рабочем давлении в подающем трубопроводе до 0,5 МПа и подсосе воздуха через окна эжекционных камер. В корпус устройства предлагаемой изобретением конструкции подавался сжатый воздух от компрессора при давлении 0,15÷0,3 МПа, а давление воды перед водяным соплом составляло до 0,1 МПа. Количество вводимых в устройство воздуха и воды регулировалось кранами, установленными на их подающих трубопроводах. За счет большого количества подаваемого на установку воздуха обеспечивалось распыление воды до мелкодисперсного состояния с достижением высокой величины ее удельной поверхности, контакта с воздухом в объеме образующегося водовоздушного факела и глубокой десорбции из воды растворенных в ней газов. Ширина и длина факела распыления регулировалась изменением расстояния между отверстиями смесительного конуса и конуса водяного сопла при перемещении последнего внутри корпуса устройства. Аэрируемая вода анализировалась на содержание в ней диоксида углерода и кислорода. Эффект удаления диоксида углерода составил 80÷85% на устройстве конструкции прототипа и 90÷95% на устройстве предлагаемой изобретением конструкции. Аэрация воды ее распылением на устройстве предлагаемой конструкции обеспечивала более полное насыщение кислородом воздуха, концентрация которого в аэрированной воде на данном устройстве во всех опытах в 1,5 раза превышала таковую на устройстве конструкции прототипа и составляла более 10 мг/л, что позволяло повысить эффективность последующего обезжелезивания подземной воды. Работа устройства предлагаемой конструкции обеспечивалась при относительно низком остаточном напоре исходной воды, подаваемой на дегазацию из скважин, тогда как нормальная работа устройства конструкции прототипа потребовала установки дополнительной промежуточной емкости и подающего насоса, что усложнило технологическую схему дегазации воды.

Таким образом, в предлагаемой конструкции устройства для дегазации воды решена поставленная техническая задача - повышение эффективности дегазации воды аэрацией.