ПЕСКОГРАВИЕЛОВКА Российский патент 1994 года по МПК B04C3/00 

Изобретение относится к гидротехнике, а именно к устройствам по очистке воды от наносов.

Известен турбоциклон, (а. с. СССР N 367895, кл. В 04 С 3/00, В 04 С 5/12, 1970), включающий цилиндроконический корпус, ротор, турбину с радиально-вертикальными лопастями, входной и выходной патрубки и выхлопную трубу, в котором, с целью увеличения разделяющей способности турбоциклона, ротор выполнен в виде многоходового винта, в нижней части которого расположена турбина, а на внутренней цилиндрической поверхности корпуса укреплена цилиндрическая вставка с винтообразным пазом, образующим с винтообразной поверхностью ротора спиральный канал.

Недостатки известного устройства:
- частицы наносов поперечного размера, близкого или превышающего поперечный размер винтообразного пространства, образованного внутренней поверхностью винтообразного паза цилиндрической вставки и винтообразной поверхностью ротора, перекроют спиральный (транспортный) канал и выведут из строя известное устройство;
- для приведения во вращательное движение ротора известного устройства посредством шкива требуются затраты электроэнергии.

Более близким по своей технической сущности к предложенному устройству является уловитель (см. журнал "Инженер", 1990 г. , N 12, с. 10-11), закрепленный на дымовой трубе, в нижней части которой устроено окно для входа дымовых газов во внутреннюю полость устройства, а в верхней части - окно для их выхода из внутренней полости, в которой на центральной трубе выполнены спиральные направляющие для хода дымовых газов и в нижней части которой устроена течка для ссыпания и удаления золы, при этом между окнами в центральной трубе выполнен поворотный шибер.

Недостатками известного устройства являются:
- необходимость ручной регулировки поворотного шибера, а именно - в момент растопки котла, когда мала самотяга дымовой трубы, шибер открывают для прохода дымовых газов напрямую по дымовой трубе. При возрастании тяги шибер закрывают для прохода дымовых газов через внутреннюю полость известного устройства;
- невозможность удаления золы через течку из внутренней полости известного устройства самоходом, т. е. необходимость создания (с помощью затрат энергии) удаляющих усилий;
- невозможность непосредственного использования известного устройства в целях очистки воды от наносов, связанная с необходимостью движения очищаемого агента (в известном устройстве - дымовых газов) снизу вверх, т. к. при подобном направлении движения очищаемой воды тяжелые фракции наносов - под влиянием силы тяготения -, сваливаясь вниз, забьют проход центральной трубы. Кроме того, для подачи очищаемой воды снизу вверх потребуются дополнительные затраты энергии с целью организации соответствующих значений напора.

Цель изобретения - повышение эффективности и качества очищенной воды.

Поставленная цель достигается тем, что в пескогравиеловке, содержащей корпус, в полости которого соосно установлена винтовая турбина, опоры вращения, крестовины, рассекатель, коллектор со сбросным каналом, подводящий канал и канал чистой воды, - турбина имеет полую ось - трубу, снабженную отверстиями, выполненными по спирали основания турбины, а нижняя часть ее снабжена перфорированным наклонным диском, выше которого выполнены водозаборные окна, при этом во внутренней полости конусного корпуса выполнены вертикальные пазы, сообщенные с коллектором.

Такое выполнение пескогравиеловки позволяет, во-первых, посредством воздействия пирамидального рассекателя, производить на входе в устройство первичное отделение наносов от основного потока воды и направление их к периферии; во-вторых, под действием центробежных сил, развиваемых вращающейся винтовой турбиной в виде шнека, и за счет воздействия силы тяготения, - обеспечивать эффективный транспорт основной массы наносов совместно с промывной водой вдоль пазов через воронкообразный коллектор в сбросной канал; в-третьих, основное увлечение осветленной воды через отверстия выше основания винтовой турбины в трубу и в канал чистой воды; в-четвертых, увлечение части осветленной воды через отверстия в наклонном диске в расширенный конец канала чистой воды и затем в сам канал; в-пятых, создание всасывающих усилий в трубе за счет разрежения, создаваемого потоком осветленной воды, обтекающего и текущего мимо нижнего конца трубы, находящегося внутри расширенного конца канала чистой воды.

На фиг. 1 изображена пескогравиеловка, продольный разрез (с изображением шнека в изометрии); на фиг. 2 - сечение А-А фиг. 1.

Пескогравиеловка содержит установленную соосно с конусным корпусом 1 с вертикальными пазами 2 на внутренней поверхности винтовую турбину 3, выполненную в виде шнека, закрепленного на трубе 4 с отверстиями 5 перфорации, расположенными по спирали выше основания винтовой турбины 3, установленной на крестовине 6 с опорой вращения 7 и пирамидальным рассекателем 8, а нижняя часть турбины 3 снабжена водозаборными окнами 9, ниже которых закреплен наклонный диск 10 с отверстиями 11 и опора вращения 12, установленная на крестовине 13, закрепленной на расширенном конце 14 канала 15 чистой воды, при этом корпус 1 в верхней части имеет подводящий канал 16, а нижняя часть его заканчивается воронкообразным коллектором 17, сообщенным со сбросным каналом 18.

Пескогравиеловка работает следующим образом.

Вода с наносами, поступающая по подводящему каналу 16 во внутреннюю полость корпуса 1 пескогравиеловки, воздействуя на спиральные направляющие винтовой турбины 3, приводит ее во вращение на опорах вращения 7 и 12, закрепленных на крестовинах 6 и 13. При входе в пескогравиеловку посредством пирамидального рассекателя 8 производится первичное отделение от потока воды наносов, которые за счет действия силы тяготения транспортируются совместно с небольшим количеством промывной воды вдоль пазов 2 через воронкообразный коллектор 17 в сбросной канал 18. Под действием центробежных сил, развиваемых в результате вращения винтовой турбины 3, дополнительное количество наносов вместе с незначительной водяной массой отбрасывается на периферию и за счет воздействия силы тяготения поступает вдоль пазов 2 через воронкообразный коллектор 17 в сбросной канал 18.

Под действием напора, создаваемого вращающейся винтовой турбиной 3 во внутренней полости корпуса 1 пескогравиеловки, основная масса осветленной воды через отверстия перфорации 5 и водозаборные окна 9 проникает внутрь трубы 4 и далее в канал 15 чистой воды. Дополнительное количество осветленной воды под действием напора поступает через отверстия 11 в наклонном диске 10, через расширенный конец 14 канала 15 чистой воды в этот канал. При обтекании чистой водой нижнего (открытого) конца трубы 4 винтовой турбины 3 в этой трубе создается разрежение и благодаря ему формируются дополнительные всасывающие усилия по увеличению осветленной воды через отверстия 5 и окна 9 внутри трубы 4 и далее в канал 15 чистой воды.

Экономическая эффективность от использования пескогравиеловки определяется повышением эффективности и качества очистки воды за счет физически обоснованного - в результате конструктивного использования естественно действующей силы тяготения и индуцируемой центробежной силы - отделения наносов от подавляющей части потока воды. (56) Авторское свидетельство СССР N 367795, кл. В 04 С 3/00, 1970.

Использование: в устройствах по очистке воды от наносов. Сущность: в пескогравиеловке, включающей конусный корпус 1, имеющий вертикальные пазы 2 на внутренней поверхности, турбину 3 с полой осью 4, оснащенной в нижней части наклонным перфорированным диском 10 и выполненной с водозаборными окнами 9 и с перфорацией 5, расположенной по спирали выше основания винтовой турбины 3, благодаря сообщению вертикальных пазов 2 с коллектором 17 первично отделенные от потока наносы совместно с небольшим количеством воды транспортируются в сбросной канал 18. Дополнительное количество наносов под действием винтовой турбины 3 отбрасывается на периферию и также поступает в сбросной канал 18. Основная масса осветленной воды через перфорацию (отверстие 5) и водозаборные окна 9 проникает внутрь трубы 4 и далее в канал 15 чистой воды. Дополнительное количество осветленной воды поступает через отверстие 11 в наклонном диске 10, через расширенный конец 14 канала 15 чистой воды. 2 ил.

ПЕСКОГРАВИЕЛОВКА, включающая корпус, в полости которого соосно установлена винтовая турбина, опоры вращения, крестовины, рассекатель, коллектор со сбросным каналом, подводящий канал и канал чистой воды, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности и качества очищенной воды, нижняя часть турбины снабжена перфорированным наклонным диском, ось турбины выполнена полой и с перфорацией, выполненной по спирали основания турбины, и водозаборными окнами, размещенными над наклонным диском, при этом внутренняя поверхность конусного корпуса выполнена с вертикальными пазами, сообщенными с коллектором.