УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ СТОЧНОЙ ЖИДКОСТИ Российский патент 1995 года по МПК E03F5/00 

Изобретение касается канализации и относится к устройствам для удаления жидких отходов с территорий населенных пунктов и может быть использовано для сбора и транспортирования их глубокозаложенными коллекторами, работающими в напорном режиме - дюкерами.

Известен канализационный перепад, включающий подводящий поверхностный и отводящий глубокозаложенный коллекторы, вертикальный трубопровод с эжектором, водобойную камеру, на которой установлен трубопровод отвода газа, с целью уменьшения загрязнения воздуха при одновременной защите отводящего глубокозаложенного коллектора от коррозии он снабжен камерой улавливания газов, в которой установлен верхний конец трубопровода для отвода газов с колпаком, торец которого расположен ниже лотков трубопроводов, причем верхняя часть камеры перекрыта элементом для каплеулавливания, кроме того он снабжен камерой обработки жидкости, установленной на отводящем трубопроводе камеры улавливания газов (1).

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для транспортирования сточной жидкости, содержащее шахту, подводящий и отводящий коллекторы, соединяющий их перепадной стояк, приточный и вытяжной трубопроводы, соединенные горизонтальными перемычками с установленными на них регулирующими устройствами, которые позволяют организовать движение воздуха и для целей увеличения скорости движения жидкости и транспортирования взвешенных веществ отжимать его до расчетной величины (2).

Недостатком данного устройства является невозможность регулирования скоростей движения сточной жидкости по всей длине коллектора и удаления взвешенных и плавающих веществ с целью предотвращения заиливания и улучшения эксплуатации канализационной сети.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является регулирование скоростей движения сточной жидкости по всей длине глубокозаложенного коллектора, удаление взвешенных и плавающих веществ, предотвращение заиливания и улучшение эксплуатации канализационной сети.

Сущность изобретения заключается в том, что устройство для транспортирования сточной жидкости, содержащее шахту, подводящий и отводящий коллекторы, соединяющие их перепадной стояк, приточный и вытяжной трубопроводы, горизонтальные перемычки, соединяющие по высоте вытяжной трубопровод и перепадной стояк, снабжено дополнительной горизонтальной перемычкой с шиберным затвором, соединяющей отводящий коллектор с перепадным стояком, причем отводящий коллектор выполнен ступенчатым, верхний горизонтальный участок которого соединен с нижним горизонтальным участком посредством имеющей входную воронку вертикальной трубы, нижний конец которой размещен под уровнем воды нижнего горизонтального участка с образованием водяного затвора, при этом дополнительная перемычка соединена с входной воронкой вертикальной трубы, а вытяжной трубопровод - с дополнительной горизонтальной перемычкой и выполнен с решеткой, установленной на его нижнем торце в месте соединения. В верхней части устройство для транспортирования сточной жидкости соединено вертикальным трубопроводом с вытяжным трубопроводом, средством распределения воздуха и камерой улавливания газов, причем средство распределения воздуха выполнено с запорно-регулирующей арматурой, воздухозаборниками и распределительными трубопроводами с запорно-регулирующей арматурой и форсунками на концах, а камера улавливания газов выполнена с корпусом, разделенным на верхнюю и нижнюю части, соединенные между собой переливным трубопроводом, размещенными на корпусе заправочным баком для сорбента с дополнительным переливным трубопроводом и стояками, соединенными в верхней части с распределительными лотками, установленными в верхней части корпуса, размещенными в корпусе на решетке контейнерами с загрузкой, при этом днище корпуса выполнено с уклоном, над ним установлен нижний конец переливного трубопровода, а под ним - выпускной трубопровод, а вертикальный трубопровод выполнен с установленным на его верхнем торце зонтом, размещенным в корпусе.

Отличительным от прототипа признаком является наличие перемычки с шиберным затвором, установленной между входной воронкой стояка и перепадным стояком, соединенной с вытяжным трубопроводом, в нижней части которого установлена сетка, и наличие камеры улавливания газов. Наличие перемычки позволяет удалять плавающие вещества из коллектора при отжатом уровне жидкости и направлять их в стояк перепада, а затем в нижележащий коллектор. Воздух, прошедший вместе с плавающими веществами в перемычку, минуя сетку, попадает в вытяжной трубопровод, а затем в камеру улавливания газов. Шиберный раствор, установленный на перемычке, позволяет регулировать уровень отжатия жидкости на верховом участке дюкера. Наличие гидрозатвора на трубе и стояке перепада позволяет исключить возможность выбрасывания газа из нижнего участка дюкера. Плавающие вещества, проникшие вместе с воздухом, в вытяжной трубопровод по перемычкам без запорных устройств самотеком поступают в стояк перепада, а затем в нижнюю часть дюкера.

Наличие камеры улавливания газов позволяет очищать воздух перед выбросом в атмосферу, что осуществляется за счет контакта вредных газов с жидким сорбентом на загрузке, где движение осуществляется в противотоке, т.е. газ поступает снизу вверх под давлением, создаваемым в дюкере, а сорбент стекает на загрузку с распределительных лотков сверху вниз. Движение сорбента осуществляется также под воздействием воздуха, поступающего в стояк-эрлифт из распределительного устройства вытяжного трубопровода. Вещества, выпавшие в осадок, после контакта с сорбентом осаждаются в отстойной части камеры и периодически удаляются.

На фиг. 1 представлено устройство для транспортирования сточной жидкости, продольный разрез; на фиг. 2 - камера улавливания газов, продольный разрез; на фиг. 3 - то же, поперечный разрез.

Устройство для транспортирования сточной жидкости включает подводящий поверхностный коллектор 1, входную воронку 2, вертикальный стояк перепада 3, вытяжной трубопровод 4, приточный трубопровод 5, стояк и вытяжной трубопровод соединены перемычками 6, приточный и вытяжной трубопроводы соединены перемычкой 7 с установленной на ней задвижкой 8. На верхнем конце приточного трубопровода устанавливается обратный клапан 9 и задвижка 10. Отводящий коллектор выполнен в виде ступенчатого дюкера с верхним участком 11, входной воронкой 12, вертикальной трубой 13, нижним участком 14. Вертикальная труба и вертикальный стояк перепада подключаются к нижнему участку с гидрозатворами 15, 16. Между вертикальной трубой и стояком перепада устанавливается перемычка 17 с входной воронкой 18, с шиберным затвором 19, с решеткой 20 на нижнем торце вытяжного трубопровода. Шахта отделяется от нижнего участка дюкера водонепроницаемой плитой 21 с герметично закрываемым люком 22. Вытяжной трубопровод на верхнем торце имеет запоpную задвижку 23 и камеру улавливания газов 24.

При помощи фланцевого соединения 25 вытяжной трубопровод соединяется с распределительным устройством, включающим трубопровод 26, раструбы 27 воздухозаборников 28, трубопровод 29 с запорно-регулирующей арматурой 30 и зонтиком 31 на его верхнем торце. Воздухозаборник 28 снабжен запорно-регулирующей арматурой 32 с установкой на конце форсунки 33. Форсунка помещается в нижней части стояка 34, который соединяется в верхней части с распределительным лотком 35, установленным над корпусом 36 камеры улавливания газов. В корпусе устанавливается решетка 37, на которую укладывается загрузка 38, помещенная в контейнеры 39. В нижней части корпуса камеры улавливания газов устраивается отстойник 40 с выпускным трубопроводом 41 и задвижкой 42 на нем. Стояк в нижней части также имеет трубопровод опорожнения 43 с задвижкой 44.

Для подачи сорбента из корпуса камеры улавливания газов в стояк-эрлифт установлен трубопровод 45 с воронкой 46. Для поддержания постоянного уровня сорбента в корпусе камеры улавливания газов он соединяется с заправочным баком 47 при помощи переливного трубопровода 48. Излишки сорбента сбрасываются по трубопроводу 49, снабженному задвижкой 50. В верхней части камеры улавливания газов предусматривается элемент каплеулавливания 51 и воздухопровод 52 с фланцем. Верхняя и нижняя части камеры улавливания газов связаны трубопроводом 53.

Устройство в зависимости от требуемого режима работает следующим образом.

Первый режим предусматривает работу устройства для транспортирования сточной жидкости, расположенного в начале дюкера на нагнетание воздуха в его верхний участок. При этом закрывается запорное устройство на вытяжном трубопроводе и падающая по стояку сточная жидкость эжектирует атмосферный воздух из приточного трубопровода, в дюкере образуется воздушная полость, а заполнение в нем понижается до величины скорости, соответствующей транспортированию взвешенных и плавающих веществ.

Сточная жидкость под действием избыточного давления сжатого воздуха и ее веса, минуя входную воронку 12, попадает в вертикальную трубу 13 и транспортирует взвешенные вещества в нижний участок 14 дюкера, где также может производиться отжатие потока. Для исключения выброса воздуха из нижнего участка дюкера в верхний устраивается гидрозатвор 15. Сжатый воздух из верхнего участка 11 дюкера, образуя воронку на поверхности жидкости и вовлекая плавающие вещества, минуя воронку для плавного входа воздуха 18, попадает в перемычку 17 для транспортирования плавающих веществ и воздуха. Для регулирования уровня жидкости в верховом участке дюкера служит шиберный затвор 19, который также позволяет отключать вертикальную трубу 13 от вытяжного трубопровода 4. Минуя запорное устройство, смесь воздуха со сточной жидкостью и плавающими веществами подходит к вытяжному трубопроводу 4, в нижней части которого находится сетка с крупной решеткой 20, служащая для отделения крупных плавающих веществ для последующего их транспортирования в стояк перепада 3 и разбивающая водно-воздушный поток на мелкие пузыри. Воздух с некоторой частью плавающих веществ поднимается по вытяжному трубопроводу, и в зависимости от положения пьезометрической линии в дюкере плавающие вещества оказываются во взвешенном положении на границе отделения воздуха от жидкости и самотеком по перемычкам 6 попадают в стояк перепада 3. При этом задвижка 8 на перемычке 7 должна быть закрыта, а задвижка 23 на вытяжном трубопроводе открыта.

Жидкость с твердой фазой плавающих веществ, смыкаемых с решетки 20, поступает по перемычке 17 в стояк перепада 3 и подхватывается падающим потоком, направляемым в нижнюю часть дюкера из подводящего поверхностного коллектора 1 через входную воронку 2. Для исключения прорыва воздуха из нижней части дюкера в вертикальный стояк перепада 3 устраивается гидрозатвор 16.

Отделившийся воздух поступает в камеру улавливания газов 24, которая соединяется с воздухоотводящим трубопроводом при помощи фланцев 25.

В распределительном устройстве часть воздуха с газами поступает в трубопровод 29 с запорно-регулирующей арматурой 30, а другая часть по раструбам 27 воздухозаборников 28 к форсунке 33. Воздухозаборники 28 также снабжены запорно-регулирующей арматурой 32. Воздух, пройдя форсунку, выполненную в виде трубы с мелкими отверстиями диаметром 2-4 мм, попадает в жидкий сорбент и, образуя смесь, поднимается по стояку 34 к верхней части камеры улавливания газов. Жидкий сорбент, отделившийся от очищенного воздуха, стекает в распределительный лоток 35, пройдя который, падает под действием силы тяжести на загрузку 38. В теле загрузки происходит контакт между воздухом с газами, пришедшими из трубопровода 29, и жидким сорбентом. Для исключения попадания сорбента в трубопровод 29 он снабжен в верхней части зонтиком 31. Воздух, прошедший контакт с жидким сорбентом в загрузке и в стояке-эрлифте, очищен от газов и поступает на элемент каплеулавливания 51, а затем по воздухопроводу 52 выбрасывается в атмосферу.

Сорбент, пройдя загрузку, попадает в отстойную зону камеры улавливания газов, где взвешенные фракции оседают на дно отстойника 40 и по мере накопления удаляются через трубопровод 41 с задвижкой 42. Сорбент, очищенный от взвеси по трубопроводу 45 с входной воронкой 46 поступает в стояк 34, замыкая таким образом оборот сорбента в камере улавливания газов. Для опорожнения стояка-эрлифта служит трубопровод 43 с задвижкой 44. В случае, если загрузка по истечении некоторого времени работы заполнится взвесью и в связи с этим изменится ее удельное сопротивление, сорбент начнет скапливаться на ее поверхности и перетекать по трубопроводу 53 из верхней части камеры улавливания газов в нижнюю и при этом процесс очистки будет происходить только за счет контакта воздуха с газами в стояке 34. С другой стороны увеличение сопротивления загрузки вызовет понижение уровня сорбента в отстойной зоне камеры улавливания газов до уровня, при котором газы по трубопроводу 48 начнут проникать в заправочный бак 47, а затем в атмосферу. При этом излишки сорбента сбрасываются по трубопроводу 49 с задвижкой 50 в канализацию.

Таким образом при взаимном регулировании расхода воздуха и давления запорно-регулирующими устройствами 30 и 32, а также при использовании энергии давления на выходе воздуха из вытяжного трубопровода можно осуществить круговое движение жидкого сорбента и очистку воздуха.

Второй режим соответствует работе дюкера при полном заполнении, т.е. в верхнем участке дюкера отсутствует воздух, шиберный затвор 19 может быть закрыт и в этом случае сточная жидкость из поверхностного коллектора 1, пройдя входную воронку 2, падает по стояку перепада 3, захватывая воздух через приточный трубопровод 5. При движении водно-воздушной смеси по стояку перепада 3 часть воздуха отделяется и по перемычкам 6 и 17 попадает в вытяжной трубопровод 4, а затем или в камеру улавливания газов 24 или по перемычке 7 возвращается в стояк перепада. В этом случае задвижка 8 или 23 должна быть закрыта.

Сущность изобретения: устройство содержит шахту, подводящий и отводящий коллекторы, соединенные перепадным стояком, вытяжной и приточный трубопроводы, горизонтальные перемычки, соединяющие по высоте вытяжной трубопровод и перепадной стояк. Отводящий коллектор выполнен ступенчатым и состоит из верхнего горизонтального трубопровода, соединенного посредством имеющей входную воронку вертикальной трубы с нижним участком. Между вертикальной трубой и перепадным стояком установлена перемычка с шиберным затвором. Витяжной трубопровод выполнен с решеткой, установленной на его нижнем торце, и соединен вертикальным трубопроводом со средством распределения воздуха и камерой улавливания газов. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ СТОЧНОЙ ЖИДКОСТИ, содержащее шахту, подводящий и отводящий коллекторы, соединяющие их перепадной стояк, приточный и вытяжной трубопроводы, горизонтальные перемычки, соединяющие по высоте вытяжной трубопровод и перепадной стояк, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительной горизонтальной перемычкой с шиберным затвором, соединяющей отводящий коллектор с перепадным стояком, причем отводящий коллектор выполнен ступенчатым, верхний горизонтальный участок которого соединен с нижним горизонтальным участком посредством имеющей входную воронку вертикальной трубы, нижний конец которой размещен под уровнем воды нижнего горизонтального участка с образованием водяного затвора, при этом дополнительная перемычка соединена с входной воронкой вертикальной трубы, а вытяжной трубопровод - с дополнительной горизонтальной перемычкой и выполнен с решеткой, установленной на его нижнем торце в месте соединения. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено соединенными вертикальным трубопроводом с вытяжным трубопроводом средством распределения воздуха и камерой улавливания газов, причем средство распределения воздуха выполнено с запорно-регулирующей арматурой, воздухозаборниками и распределительными трубопроводами с запорно-регулирующей арматурой и форсунками на концах, а камера улавливания газов выполнена с корпусом, разделенным на верхнюю и нижнюю части, соединенные между собой передвижным трубопроводом, размещенными на корпусе заправочным баком для сорбента с дополнительным переливным трубопроводом и стояками, соединенными в верхней части с распределительными лотками, установленными в верхней части корпуса, размещенными в корпусе на решетке контейнерами с загрузкой, при этом днище корпуса выполнено с уклоном, над ним установлен нижний конец переливного трубопровода, а под ним - выпускной трубопровод, а вертикальный трубопровод выполнен с установленным на его верхнем торце зонтом, размещенным в корпусе.