Aireador sumergible.

Aireador sumergible que incluye una hélice (4) que es girada por un motor (1) y aspira aire y líquido simultáneamente de diferentes lugares con el fin de mezclar el aire y el líquido en un borde periférico de la hélice (4),

en el que una parte saliente (4b) de la hélice (4) está fijada a un extremo de un árbol de motor (2) que se extiende hacia abajo desde el motor (1) y penetra en una cámara de aire (3); una placa intermedia (5) que tiene una abertura de aspiración de aire (5s) en el centro de la misma está fijada a una pared superior (6u) de una carcasa de guía (6) de manera que la placa intermedia (5) está orientada hacia una superficie superior de una parte periférica de una placa principal circular (4p) de la hélice (4) que se extiende radialmente hacia fuera desde la parte saliente (4b); una cubierta de aspiración (7) que tiene una abertura de aspiración de líquido (7s) en el centro de la misma está fijada a una pared inferior (6d) de la carcasa de guía (6) de manera que la cubierta de aspiración (7) está orientada hacia superficies extremas inferiores (4d) de palas (4c) de la hélice (4); una pluralidad de álabes de guía (7g) están previstos en una superficie superior (7u) de la cubierta de aspiración (7) de manera que queda una holgura entre los álabes de guía (7g) y un borde periférico de la hélice (4); unos canales de guía (7r) definidos entre los álabes de guía (7g) guían una mezcla de aire y líquido descargada de la hélice (4) hacia canales de descarga de aire y líquido (6r) de la carcasa de guía (6), por lo cual la mezcla de aire y líquido se inyecta hacia fuera a través de los canales de descarga de aire y líquido (6r); una cámara de aire (3) que comunica con un conducto de aire (11) que se extiende hacia abajo desde la atmósfera por encima de un líquido en el que se sumerge la carcasa de guía (6) se proporciona por encima de la carcasa de guía (6) con el fin de introducir aire de la atmósfera por encima del líquido en el que se sumerge la carcasa de guía (6); la hélice (4), que es girada por el motor (1), está alojada dentro de la carcasa de guía (6) de manera que la hélice (4) puede girar entre una superficie inferior (5d) de la placa intermedia (5) y la superficie superior (7u) de la cubierta de aspiración (7); la pluralidad de palas (4c) están previstas en la placa principal (4p) de la hélice (4) de manera que las palas (4c) sobresalen hacia la superficie superior (7u) de la cubierta de aspiración (7) quedando una holgura predeterminada entre medias, y unos extremos radialmente internos de las palas (4c) están orientados hacia la abertura de aspiración de líquido (7s), por lo que se definen canales de líquido (4w) entre las palas (4c) de manera que los canales de líquido (4w) comunican con la abertura de aspiración de líquido (7s) y se extienden radialmente hacia fuera; se proporciona una ranura en cada pala (4c) de manera que la ranura se extiende desde la periferia de la parte saliente (4b) de la hélice (4) hacia la periferia de la hélice (4) a fin de definir canales de aire (4a) que comunican con la cámara de aire (3), que se extienden radialmente hacia fuera, y que están abiertos por sus extremos radialmente externos; las palas (4c) tienen paredes divisorias que separan los canales de líquido (4w) y los canales de aire (4a) entre sí;

caraterizado por que

los canales de líquido (4w) y los canales de aire (4a) se reúnen a través de partes de comunicación (4h) en forma de orificios o cortes en los extremos radialmente externos de paredes divisorias de pala de lado posterior (4r), que son paredes divisorias de las palas (4c) que están situadas hacia atrás con respecto a la dirección de rotación del motor (1) y que no reciben presión.

Aireador sumergible Campo técnico

La presente invención se refiere a un dispositivo de aireación submarino (en lo sucesivo denominado "aireador sumergible") que se coloca en un tanque de aireación para el tratamiento de aguas residuales industriales o de aguas residuales procedentes de una alcantarilla urbana.

Antecedentes de la técnica

Se conoce un aireador sumergible en el que, por medio de una acción de autoaspiración de presión negativa de una hélice que gira dentro de un tanque de almacenamiento de líquido, la hélice aspira el aire de la atmósfera a través de un conducto de aire, aspira aguas residuales que fluyen en el tanque (en lo sucesivo denominado "líquido a procesar"), las mezcla con el aire aspirado, e inyecta la mezcla de aire y líquido dentro del tanque para causar de ese modo una acción de aireación. La hélice tiene una estructura especial, es decir, Incluye canales de aspiración de aire para aspirar aire y canales de aspiración de líquido para aspirar el líquido a procesar. Con la expectativa de que grandes materiales sólidos que han entrado en las aguas residuales vayan a ser retirados por medio de un equipo de filtrado previsto aguas arriba del tanque de almacenamiento de líquido, el aireador sumergible convencional no está provisto de un filtro o elemento similar que tenga una función de retirar tales materiales extraños (en lo sucesivo, denominados "cuerpos extraños"), que no pueden ser retirados por el equipo de filtrado. Con el fin de abordar los problemas de un aireador sumergible causados por la aspiración de cuerpos extraños, se proporciona un mecanismo de separación (véase, por ejemplo, el documento de patente 1) o un mecanismo de corte para cortar cuerpos extraños (véase, por ejemplo, el documento de patente 2).

Documento de patente 1: solicitud de patente japonesa publicada (kokai) S54-63542 (figuras 1 a 5)

Documento de Patente 2: publicación de modelo de utilidad japonés (Kokoku) S61-472 (figuras 1 a 4).

Otro aireador sumergible de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 se conoce del documento JP S52- 183 U.

Descripción de la invención Problemas a resolver por la invención

Sin embargo, los aireadores dados a conocer en los documentos de patente 1 y 2 utilizan una hélice que tiene una estructura especial como se describe anteriormente y, por tanto, tienen los siguientes problemas. Como se muestra en las figuras 1 y 2 del documento de patente 1 y en las figuras 1 a 4 del documento de patente 2, una pared divisoria para separar entre sí canales de aire y canales de líquido, se extiende hasta el borde periférico de la hélice, y las salidas de los canales de aire y de los canales de líquido están abiertas y se comunican entre sí por el borde periférico de la hélice. En el momento del arranque, se genera una fuerza centrífuga como resultado de la rotación de la hélice y una fuerza de aspiración de chorro se genera a través de la inyección de líquido desde las salidas de los canales de líquido de la hélice en su borde periférico para descargar el líquido a procesar que permanece en el canal de aspiración de aire (un conducto de aire y una cámara de aire) y los canales de aire de la hélice. Cuando la hélice es girada en un estado completamente sumergido, se consume una gran cantidad de potencia y aumenta la carga de la hélice. Por tanto, con el fin de hacer frente a esta gran carga en el momento del arranque, es necesario utilizar un motor que tenga un gran número de polos o una alta potencia de salida, o realizar un arranque lento mediante el control de la velocidad de rotación haciendo uso de un Inversor o similar. Alternativamente, el aireador debe arrancarse después de que el líquido a procesar que queda dentro del canal de aspiración de aire sea descargado de manera forzada mediante la alimentación de aire desde el extremo del conducto de aire. En cualquier caso, el tamaño y el coste del equipo aumentan. Además, puesto que la anchura y la altura de los canales de aire son constantes desde los extremos radialmente Internos hasta las aberturas en sus extremos radialmente externos, cada canal de aire tiene un área en sección transversal constante desde los extremos radialmente internos hasta las aberturas en los extremos radialmente externos, por lo que puede surgir el siguiente problema. Cuando se detiene el aireador, el líquido a procesar fluye de manera Inversa en el espacio que está dentro del canal de aspiración de aire debido a la presión del agua correspondiente a la profundidad del agua en el lugar de la instalación y una pluralidad de cuerpos extraños permanece dentro de los canales de aire. Por tanto, en el momento del rearranque, se necesita un tiempo prolongado para descargar por completo el líquido a procesar que permanece dentro de los canales de aire. Además, puesto que la pluralidad de cuerpos extraños se enredan unos con otros, los cuerpos extraños no pueden ser descargados fácilmente y la probabilidad de que los cuerpos extraños obstruyan el canal de aire es alta.

En el caso de un aireador sumergible provisto de un mecanismo de fljación/separación, surge el problema de que, cada vez que los cuerpos extraños se enredan con la hélice para Impedir con ello la rotación de la hélice u obstruir los canales de líquido o los canales de aire de la hélice, se debe realizar un trabajo engorroso; es decir, el aireador

sumergible debe ser retirado de las aguas residuales mediante el uso del mecanismo de fijación/separación, y los cuerpos extraños deben ser retirados de la hélice. En el caso de un alreador sumergible provisto de un mecanismo de corte, se puede evitar el enredo de cuerpos extraños con la hélice. Sin embargo, ya que el mecanismo de corte reduce considerablemente el área de aspiración de la abertura de aspiración de líquido del aireador sumergible, el líquido a procesar puede ser aspirado sólo en una proporción baja, por lo que disminuye el caudal del líquido a procesar que se descarga de la hélice. En consecuencia, la proporción en la que se aspira aire disminuye, por lo que la acción de mezcla de aire y líquido y la acción de agitación mediante el líquido inyectado, naturalmente, disminuyen. Además, se debe utilizar un motor con un par grande, por ejemplo, un motor que tenga un mayor número de polos o una potencia de salida más grande, para proporcionar la potencia necesaria para la operación de corte.

Por otra parte, los aireadores sumergibles dados a conocer en los documentos de patente 1 y 2 tienen los siguientes problemas asociados al mantenimiento. Esto es, en el caso del aireador sumergible descrito en el documento de patente 1, como se muestra en las figuras 1 y 2 del mismo, los cuerpos extraños se enredan con los elementos de acoplamiento 12, 12' que sobresalen de la circunferencia exterior del aparato y de la superficie superior de la pared superior de un canal de aire (que corresponde a una cámara de aire) 13. En el caso del aireador sumergible descrito en el documento de patente 2, el aireador sumergible se saca del agua en un estado en el que el líquido a procesar permanece en rebajes de las superficies superiores de las placas superiores de una cámara de aire y una cámara de aceite, como se muestra en la figura 1 del mismo, y en el que los cuerpos extraños se enredan con las superficies superiores. Por tanto, un operario debe realizar un trabajo engorroso, es decir, tiene que retirar el líquido restante a procesar y/o cuerpos extraños con el fin de evitar que el sitio de trabajo se ensucie.

Un objeto de la presente invención es resolver los problemas descritos anteriormente y proporcionar un aireador sumergible que proporcione los siguientes efectos.

El aireador sumergible puede descargar rápidamente líquido a procesar que permanece en una vía de aspiración de aire (es decir, un conducto de aire y una cámara de aire) y en canales de aire de una hélice en el momento del arranque para reducir por ello la carga en el momento del arranque y evitar que cuerpos extraños obstruyan los canales de aire.

El aireador sumergible puede evitar que cuerpos extraños grandes sean aspirados hacia una abertura de aspiración de líquido durante el funcionamiento sin deteriorar su acción de aireación y puede expulsar fácilmente, del aireador, cuerpos extraños que han entrado a través del puerto de aspiración de líquido junto con el líquido a procesar, sin cortarlos y sin permitir que se enreden con la hélice.

Cuando el aireador sumergible se saca del agua para su mantenimiento, cuerpos extraños adheridos a la superficie del aireador sumergible caen con bastante facilidad debido a un flujo descendente del líquido a procesar que se produce en la superficie del alreador cuando el aireador es elevado.

Ya que... [Seguir leyendo]

1. Aireador sumergible que incluye una hélice (4) que es girada por un motor (1) y aspira aire y líquido simultáneamente de diferentes lugares con el fin de mezclar el aire y el líquido en un borde periférico de la hélice (4), en el que una parte saliente (4b) de la hélice (4) está fijada a un extremo de un árbol de motor (2) que se extiende hacia abajo desde el motor (1) y penetra en una cámara de aire (3); una placa intermedia (5) que tiene una abertura de aspiración de aire (5s) en el centro de la misma está fijada a una pared superior (6u) de una carcasa de guía (6) de manera que la placa Intermedia (5) está orientada hacia una superficie superior de una parte periférica de una placa principal circular (4p) de la hélice (4) que se extiende radlalmente hacia fuera desde la parte saliente (4b); una cubierta de aspiración (7) que tiene una abertura de aspiración de líquido (7s) en el centro de la misma está fijada a una pared inferior (6d) de la carcasa de guía (6) de manera que la cubierta de aspiración (7) está orientada hacia superficies extremas inferiores (4d) de palas (4c) de la hélice (4); una pluralidad de álabes de guía (7g) están previstos en una superficie superior (7u) de la cubierta de aspiración (7) de manera que queda una holgura entre los álabes de guía (7g) y un borde periférico de la hélice (4); unos canales de guía (7r) definidos entre los álabes de guía (7g) guían una mezcla de aire y líquido descargada de la hélice (4) hacia canales de descarga de aire y líquido (6r) de la carcasa de guía (6), por lo cual la mezcla de aire y líquido se inyecta hacia fuera a través de los canales de descarga de aire y líquido (6r); una cámara de aire (3) que comunica con un conducto de aire (11) que se extiende hacia abajo desde la atmósfera por encima de un líquido en el que se sumerge la carcasa de guía (6) se proporciona por encima de la carcasa de guía (6) con el fin de introducir aire de la atmósfera por encima del líquido en el que se sumerge la carcasa de guía (6); la hélice (4), que es girada por el motor (1), está alojada dentro de la carcasa de guía (6) de manera que la hélice (4) puede girar entre una superficie inferior (5d) de la placa Intermedia (5) y la superficie superior (7u) de la cubierta de aspiración (7); la pluralidad de palas (4c) están previstas en la placa principal (4p) de la hélice (4) de manera que las palas (4c) sobresalen hacia la superficie superior (7u) de la cubierta de aspiración (7) quedando una holgura predeterminada entre medias, y unos extremos radialmente Internos de las palas (4c) están orientados hacia la abertura de aspiración de líquido (7s), por lo que se definen canales de líquido (4w) entre las palas (4c) de manera que los canales de líquido (4w) comunican con la abertura de aspiración de líquido (7s) y se extienden radialmente hacia fuera; se proporciona una ranura en cada pala (4c) de manera que la ranura se extiende desde la periferia de la parte saliente (4b) de la hélice (4) hacia la periferia de la hélice (4) a fin de definir canales de aire (4a) que comunican con la cámara de aire (3), que se extienden radialmente hacia fuera, y que están abiertos por sus extremos radialmente externos; las palas (4c) tienen paredes divisorias que separan los canales de líquido (4w) y los canales de aire (4a) entre sí;

caraterizado por que

los canales de líquido (4w) y los canales de aire (4a) se reúnen a través de partes de comunicación (4h) en forma de orificios o cortes en los extremos radialmente externos de paredes divisorias de pala de lado posterior (4r), que son paredes divisorias de las palas (4c) que están situadas hacia atrás con respecto a la dirección de rotación del motor

(1) y que no reciben presión.

2. Aireador sumergible de acuerdo con la reivindicación 1, en el que, de manera adyacente a las partes de comunicación (4h), que conectan los canales de líquido (4w) y los canales de aire (4a) en los extremos radialmente externos de las paredes divisorias de pala de lado posterior (4r) de la hélice (4), unas palas Intermedias (4m) sobresalen de la placa principal (4p) de manera que las palas Intermedias (4m) se extienden radialmente hacia dentro desde el borde radialmente externo de la hélice (4) con el fin de dividir cada canal de líquido (4w) en dos, teniendo las palas intermedias (4m) una altura t menor que una altura (T) de las palas (4c); el radio (<|>B) de un círculo imaginario que conecta los extremos radialmente Internos de las superficies extremas inferiores de las palas intermedias (4m) es Igual o menor que el radio (<|>A) de un círculo imaginario que conecta los extremos radialmente externos de las paredes divisorias de pala de lado posterior (4r), donde están previstas las partes de comunicación (4h); los bordes radlalmente internos de las palas Intermedias (4m) se inclinan suavemente de manera que el radio de una superficie cónica imaginaria que conecta los bordes radialmente internos de las palas intermedias (4m) disminuye gradualmente hacia la superficie inferior de la placa principal (4p); y un ángulo de fijación () de las palas intermedias (4m) se determina de manera que las palas Intermedias (4m) llegan a ser sustancialmente paralelas a las paredes divisorias de pala de lado delantero (4f), que son paredes divisorias de las palas (4c) que están situadas hacia delante con respecto a la dirección de rotación del motor (1) y que reciben presión.

3. Aireador sumergible de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que un espacio cónico está definido entre las superficies extremas inferiores (4d) de las palas (4c) de la hélice (4) y la superficie superior (7u) de la cubierta de aspiración (7), que está orientada hacia las superficies extremas Inferiores (4d), de manera que la dimensión vertical del espacio, que es relativamente grande en una parte de entrada adyacente a la abertura de aspiración de líquido (7s), disminuye gradualmente hacia una región radialmente hacia fuera que incluye los extremos radialmente Internos de los álabes de guía (7g).

4. Aireador sumergible de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que, en una superficie inferior de una parte periférica de la pared inferior (6d) de la carcasa de guía (6), se proporciona una pluralidad de patas de soporte (8) para soportar el peso del aireador sumergible y permitir una instalación estable, y se proporciona una pluralidad de salientes de filtración (9) con el fin de definir ranuras de filtración (1) que tienen una anchura que

aumenta hacia abajo y que retiran cuerpos extraños que de otro modo serían aspirados en la abertura de aspiración de líquido (7s); unas superficies extremas inferiores de los salientes de filtración (9) se encuentran encima de superficies extremas inferiores de las patas de soporte (8), de modo que, cuando el aireador sumergible se coloca sobre una superficie de instalación, las superficies extremas inferiores de los salientes de filtración no se ponen en 5 contacto con la superficie de instalación, y queda una holgura (M) entre las superficies extremas inferiores de los salientes de filtración (9) y la superficie de la Instalación; y las patas de soporte (8) y los salientes de filtración (9) se forman de manera solidarla en la superficie Inferior de la parte periférica de la pared inferior (6d) de la carcasa de guía (6).

5. Aireador sumergible de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que se proporcionan 1 superficies inclinadas en una superficie superior (6o) de la pared superior de la carcasa de guía (6) que se extiende desde la periferia del aireador sumergible, de modo que las superficies inclinadas se sitúan entre los canales de descarga de aire y líquido (6r) y de manera que las superficies inclinadas se inclinan hacia abajo y aumentan de anchura desde extremos radialmente internos hacia sus extremos radlalmente externos.