САМОТЕЧНО-ВАКУУМНАЯ СИСТЕМА КАНАЛИЗАЦИИ Российский патент 1995 года по МПК E03F1/00 

Изобретение относится к канализации и может быть использовано для водоотведения от спортивных баз отдыха, поселков как постоянного, так и временного проживания, а также транспортировки производственных и дождевых сточных вод.

Как видно из схемы работы известной вакуумной системы канализации, вакуумные насосы создают разрежение в сборных вакуумных резервуарах, к которым подключается сеть. В системе предусматривается использование специальных санитарно-технических приборов или клапанов перед ними [1]
Недостатки рассмотренной системы использование специальных санитаpно-технических приборов и клапанов, которые требуют замены через 3-5 лет резиновых уплотнителей, и значительный расход электроэнергии при постоянной работе вакуумных насосов.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является самотечно-вакуумная система канализации, содержащая самотечные коллекторы, приемные и сборные резервуары, всасывающие и отводные трубы, сифоны, узлы отвода газа и насосы [2]
Недостатки этой системы ограниченность длины сети, возможность заиливания сифонов, так как трудно обеспечить необходимую скорость для промывки системы без резкого снижения уровня жидкости в сборном резервуаре.

Цель изобретения снижение энергозатрат, сокращение капитальных и эксплуатационных расходов, повышение надежности работы системы
Поставленная цель достигается тем, что в самотечно-вакуумной системе канализации, содержащей самотечные коллекторы, приемные и сборные резервуары, всасывающие и отводные трубы, сифоны, узлы отвода газа и насосы, сифоны выполнены в виде концентрично расположенных начальных отводных труб, образующих корпус, и конечных участков всасывающих труб, расположенных в корпусе. Начальные участки всасывающих труб и конечные участки отводных труб установлены в соседних резервуарах в непосредственной близости от их днища. Разность отметок глубины заложения сборных резервуаров и приемного резервуара равна сумме гидравлических потерь на участках системы между ними. Открытые торцы всасывающих труб в сифонах расположены выше отметки дна самотечных коллекторов в месте из врезки в приемные резервуары. Отводные трубы сифонов, последних по ходу движения жидкости, соединены с всасывающими патрубками насосов, выполненных центробежными.

На фиг. 1 изображена самотечно-вакуумная система канализации, план; на фиг. 2 то же, продольный разрез.

Самотечно-вакуумная система канализации состоит из самотечного коллектора 1, приемного резервуара 2, всасывающего трубопровода 3 с задвижкой 4, размещенной в колодце 5, промежуточной станции 6, в которой размещены сифоны 7 с узлами отвода газа 8, отводные трубы 9 с задвижками 10, сборные резервуары 11, всасывающие трубы 12 с задвижками 13, насосной станции 14, в которой размещены сифоны 15 с узлами отвода газа 8, отводные трубы 16 с задвижками 17, сборные резервуары 18, концентрические сифоны 19, всасывающие трубы 20 с задвижками 21, отводные трубы 22 с задвижками 23, центробежных насосов 24 с напорными трубами 25, на которых установлены задвижки 26, в верхние части концентрических сифонов 7, 15, 19 врезаны патрубки 27 с вентилями 28.

Самотечно-вакуумная система канализации работает следующим образом.

Перед пуском системы в работу производят зарядку, т.е. заполнение системы водой. При закрытых задвижках 4, 10, 13, 17, 21, 23 и открытых вентилях 28, через патрубки 27 сифонов 7, 15, 19 систему заполняют водой. Вода, заполняя системы, вытесняет воздух из нее через узлы отвода газа 8. После зарядки системы закрывают вентили 28 и открывают задвижки 4, 10, 13, 17, 21, 23.

Сточная вода через самотечный коллектор 1 поступает в приемный резервуар 2, повышая в нем уровень жидкости, увеличивая разность отметок с уровнем жидкости в сборном резервуаре 11 промежуточной станции 6. При разности уровней жидкости в резервуарах больше суммы гидравлических потерь на участке входа жидкости во всасывающую трубу 3 до ее выхода из отводной трубы 9, под воздействием разрежения в сифоне 7, жидкость начинает поступать из резервуара 2 в резервуар 11. Величина разрежения в сифоне, а следовательно, разность давления в сети определяется превышением открытого торца всасывающей трубы внутри сифона 7 над уровнем жидкости в приемном резервуаре 2 и суммой гидравлических потерь. Скорость транспортировки жидкости на участках систем определяется разностью отметок уровней в резервуарах.

Поступление жидкости в сборный резервуар 11 промежуточной станции 6 обеспечивает повышение уровня жидкости в нем, увеличивая разность отметок с уровнем жидкости в сборном резервуаре 18 насосной станции 14. При разности уровней жидкости в резервуарах 11 и 18 больше суммы гидравлических потерь на участке системы между этими резервуарами под воздействием разрежения в сифоне 15 жидкость начнет поступать в сборный резервуар 18 насосной станции 14, увеличивая в нем уровень жидкости. При этом благодаря тому, что отметка для приемного резервуара 2 выше отметки дна сборного резервуара 11 насосной станции 6, а отметка дна сборного резервуара 18 насосной станции ниже отметки дна резервуара 11. Разность этих отметок равна сумме гидравлических потерь на участках системы между этими резервуарами. Незначительное повышение уровня жидкости в приемном резервуаре 2 обеспечит транспортировку жидкости в сборные резервуары 11 и 8. При достижении уровнем жидкости критической отметки в сборном резервуаре 18 насосной станции 14 автоматически включается насос 24. Из сифона 19 через отводную трубу 22 насос, отбирая жидкость, создает разрежение в нем.

Под воздействием разрежения в сифоне 19 через всасывающую трубу 20 из сборного резервуара 18 начинает отбираться жидкость, снижая уровень жидкости в нем. Снижение уровня жидкости в резервуаре 18 увеличивает разность отметок с уровнем жидкости в сборном резервуаре 11 промежуточной станции 6, включая в работу сифон 15, обеспечивая транспортировку жидкости из резервуара 11 в резервуар 18. В свою очередь, снижение уровня жидкости в резервуаре 11 вызывает транспортировку жидкости из приемного резервуара 2 под воздействием разрежения в концентрическом сифоне 7 в сборный резервный резервуар 11. При снижении уровня жидкости в сборном резервуаре 18 насосной станции 14 до критической отметки насос 24 автоматически выключается. Резкое снижение уровней жидкости в резервуарах за счет откачки жидкости из сборного резервуара 18 насосом 24 вызывает сравнительно большие скорости транспортировки в трубах, обеспечивая их промывку, что предотвращает их заиливание.

Для обеспечения откачки жидкости разность отметок оси насоса 24 и минимального уровня жидкости в сборном резервуаре 18 в сумме с гидравлическими потерями напора от входа жидкости во всасывающую трубу 20 до входа жидкости в рабочую полость насоса 24 должна составлять величину меньше допустимой вакуумно-метрической высоты всасывания насоса.

Под воздействием разрежения в сифонах и протекающей жидкости через них будет выделяться газ и скапливаться в верхней части сифонов. Поэтому для обеспечения стабильности работы сифонов предусмотрены узлы 8 периодического вывода газа из них. При снижении уровня жидкости в верхней части сифонов автоматически включаются вибрационные насосы автоматически выключаются.

Самотечно-вакуумная система канализации при небольшой длине участков может работать без промежуточной станции 6. В этом случае всасывающая труба 3 под воздействием разрежения через сифон 15 будет транспортировать жидкость из приемного резервуара 2 в сборный резервуар 18 насосной станции 14.

Система самотечно-вакуумной канализации позволяет:
создать разрежение в сетях, обеспечивая транспортирование сточных вод без использования вакуумных насосов за счет того, что сифоны выполнены в виде концентрично расположенных начальных участков отводных труб, образующих корпус, и конечных участков всасывающих труб, расположенных в корпусе, при этом начальные участки всасывающих труб и конечные участки отводных труб установлены в соседних резервуарах в непосредственной близости от их днища, разность отметок глубины заложения сборных резервуаров и приемного резервуара равна сумме гидравлических потерь на участках системы между ними, а открытые торцы всасывающих труб в сифонах расположены выше отметки дна самотечных коллекторов в месте их врезки в приемные резервуары, что снижает энергозатраты и упрощает условия эксплуатации системы;
обеспечить работу насосов, ось которых выше максимальной отметки уровня жидкости в сборном резервуаре насосной станции за счет того, что всасывающая труба сборного резервуара насосной станции присоединена через сифон к всасывающему патрубку центробежного насоса, тем самым сокращая глубину заложения машинного вала насосной станции;
использовать традиционные санитарно-технические приборы и не устанавливать на выпусках всасывающих вентилей с коробками управления за счет того, что канализационные выпуски из зданий врезаны в самотечные коллекторы, что обеспечивает надежность работы системы и облегчает ее эксплуатацию;
увеличить протяженность вакуумной сети за счет самотечных коллекторов и промежуточных станций, что расширяет возможность использования вакуумных систем канализации;
использовать открытые резервуары вакуумной системы за счет использования сифонов, поэтому нет необходимости в металлических герметичных сборных резервуарах сравнительно большого объема.

Использование: для водоотведения от спортивных баз отдыха, поселков постоянного и временного проживания. Сущность изобретения: сифоны выполнены в виде концентрично расположенных начальных участков отводных труб, образующих корпус, и конечных участков всасывающих труб, расположенных в корпусе. Начальные участки всасывающих труб и конечные участки отводных труб установлены в соседних резервуарах в непосредственной близости от их днища. Разность отметок глубины заложения сборных резервуаров и приемного резервуара равна сумме гидравлических потерь на участках системы между ними. Открытые торцы всасывающих труб в сифонах расположены выше отметки дна самотечных коллекторов в месте их врезки в приемные резервуары. Отводные трубы сифонов последних по ходу движения жидкости соединены с всасывающими патрубками насосов, выполненных центробежными. 2 ил.

САМОТЕЧНО-ВАКУУМНАЯ СИСТЕМА КАНАЛИЗАЦИИ, содержащая самотечные коллекторы, приемные и сборные резервуары, всасывающие и отводные трубы, сифоны, узлы отвода газа и насосы, отличающаяся тем, что сифоны выполнены в виде концентрично расположенных начальных участков отводных труб, образующих корпус, и конечных участков всасывающих труб, расположенных в корпусе, при этом начальные участки всасывающих труб и конечные участки отводных труб установлены в соседних резервуарах в непосредственной близости от их днища, разность отметок глубины заложения сборных резервуаров и приемного резервуара равна сумме гидравлических потерь на участках системы между ними, а открытые торцы всасывающих труб в сифонах расположены выше отметки дна самотечных коллекторов в месте их врезки в приемные резервуары, причем отводные трубы сифонов, последних по ходу движения жидкости, соединены с всасывающими патрубками насосов, выполненных центробежными.