УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ ОТ НАНОСОВ Российский патент 1997 года по МПК E02B5/08 

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для очистки воды от наносов и мусора при водозаборе.

Известно наиболее близкое к предлагаемому устройство для задержания загрязнений на водовыпуске (А.с. СССР 1677163, М.кл.⁵ Е 02 В 5/08 от 07.09.89 ), содержащее подводящий канал, соединенные с ним сбросной канал и отводящий трубопровод, а также фильтрующий щит, установленный на выходе из подводящего канала, с механизмом привода, которое с целью повышения эффективности работы снабжено колодцем, запорным диском с окном, дисковым затвором, дугообразной сеткой и приемной камерой чистой воды, при этом колодец выполнен в конце подводящего канала понижением его дна, в боковых противоположных стенках колодца выполнены отверстия, посредством которых отводящий трубопровод и сбросной канал соединены с подводящим каналом, запорный диск с окном и дисковой затвор расположены в двух параллельных плоскостях и выполнены с возможностью поворота приводом на 180^o и обратно вокруг общей горизонтальной оси, расположенной поперек подводящего канала в плоскости его дна, причем дисковый затвор установлен с возможностью перекрытия входного отверстия сбросного канала в боковой стенке колодца, имеет полукруглую форму и расположен напротив окна запорного диска, а запорный диск установлен с возможностью перекрытия входного отверстия отводящего трубопровода в противоположной затвору стенке колодца, кроме того, фильтрующий щит расположен в плоскости горизонтальной оси, а приемная камера чистой воды образована фильтрующим щитом и дугообразной сеткой, огибающей дисковый затвор и запорный диск со стороны окна.

Недостатки известного устройства следующие:
затраты электроэнергии электроприводом 3 для поворота фильтрующего щита 4 с запорным диском 5, дисковым затвором 8 и дугообразной сеткой 10 на 180^o и обратно с дополнительным конструктивным усложнением устройства (наличие поплавкового датчика уровня 15 с системой вспомогательных элементов) см. материалы А.С. 1677163, фиг. 1-7;
скапливание при длительной эксплуатации наносов в пространстве между фильтрующим щитом 4 и дугообразной сеткой 10, что снижает проходимость воды через фильтрующие поверхности и ее качество см. там же, фиг.4, поз.4 и 10.

Цель изобретения повышение качества фильтрата и экономии энергии.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для очистки воды от наносов, включающем транзитный и сбросной каналы, ось с приводом, на которой размещен фильтрующий элемент, снабженный запорными элементами, затопленными в колодцы, коллекторы чистой воды и отстойные камеры, на бортах транзитного канала дистанционно, с возможностью поворота установлены несущие полые оси, удерживающие под углом α фильтрующие элементы с размещенными на них с фронтальной части вибрационными сетками на шарнирах, а в концевой части - радиусными затворами для перекрытия ими сбросных каналов, при этом в сбросных каналах также размещены по полых осях под углом аналогичные фильтрующие элементы, имеющие вибрационные сетки на шарнирах и радиусные затворы, перекрывающие сливные лотки, сообщающиеся с отстойными камерами, гидравлически связанными с коллектором чистой воды;
при этом на свободных концах несущих полых осей жестко закреплены таймерные приводы, смонтированные в колодцах, расположенных с внешних сторон борта транзитного канала и бортов сбросных каналов, с возможностью заполнения водой таймерных приводов через полые оси из транзитного и сбросных каналов, а также с возможностью опорожнения таймерных приводов в колодцы, гидравлически связанные посредством сливных лотков с отстойными камерами и гидравлически связанными с коллектором чистой воды.

Такое выполнение устройства для очистки воды от наносов позволяет по сравнению с прототипом обеспечить за счет взаимосогласованного взаимодействия транзитного канала с коллектором чистой воды и отстойными камерами через посредство сбросных каналов последовательную многоступенчатую очистку воды с доведением степени ее осветления до требуемых значений, когда в зависимости от степени засоренности воды в работу подключаются следующие фильтры или отключаются предыдущие, а также путем использования таймерных устройств для приведения в циклические перемещения фильтров автоматическое функционирование устройства без затрат электроэнергии, что позволяет использовать его в энергонеобеспеченных экологически напряженных зонах.

Подобное выполнение устройства, по мнению авторов, ранее не было известно и отвечает критерию "существенные отличия".

На фиг.1 показано устройство в плане; на фиг.2 продольный разрез по А-А на фиг.1; на фиг.3 отстойная камера; на фиг.4 таймер после левого поворота; на фиг. 5 таймер после правого поворота; на фиг.6 сечение по Б-Б на фиг.5 продольный разрез полой оси на поворотной втулке с шаровым клапаном.

Устройство для очистки воды от наносов содержит подпружиненную вибрационную сетку 1 с шарниром 2, закрепленную на фронтальном конце фильтрующего элемента 3, другой конец которого снабжен радиусным затвором 4, с возможностью в процессе работы перекрытия его верхним концом промывного окна 5 сбросного канала 6 со сливным лотком 7. Нижний конец затвора 4 при промывке наносов замыкает промывную зону около промывного окна 5, образованного между полкой 8 и дном 9 транзитного канала 10, на бортах которого дистанционно, с возможностью поворота установлены несущие полые оси 11, удерживающие фильтрующие элементы 3 и таймерные приводы 12, установленные в колодцах 13 с лотками слива 14. Таймерные приводы 12, размещенные в колодцах 13 вдоль борта транзитного канала 10, имеют возможность заполнения водой через полые оси 11 из транзитного канала 10 и возможность опорожнения в колодцы 13, гидравлически связанные посредством сливных лотков 14 с отстойными камерами 16, гидравлически связанными в свою очередь с коллектором 15 чистой воды, с регулированием этой связи посредством выпускных затворов 17.

Для очистки сбросной массы воды в сбросных каналах 6 на несущих полых осях 11 установлен аналогичные фильтрующие элементы 3 с вибрационными сетками 1 на шарнирах 2 и радиусными затворами 4, с возможностью перекрытия ими сливных лотков 7, сообщающихся с отстойными камерами 16, устанавливаемыми в зонах между сбросными каналами 6, заключенных с двух противоположных сторон между бортами транзитного канала 10 и коллектора 15 чистой воды. На свободных концах несущих полых осей 11 жестко закреплены аналогичные таймерные приводы 12, смонтированные в колодцах 13, расположенных с внешних сторон бортов сбросных каналов 6, с возможностью заполнения водой этих таймерных приводов 12 через полые оси 11 из сбросных каналов 6 и с возможностью опорожнения этих таймерных приводов 12 в колодцы 13 вдоль бортов сбросных каналов 6, гидравлически связанные посредством сливных лотков 14 колодцев 13 с отстойными камерами 16, гидравлически связанными в свою очередь с коллектором 15 чистой воды с регулированием этой связи посредством впускных затворов 17.

Устройство для очистки воды от наносов работает следующим образом. Вода с наносами, поступающая по транзитному каналу 10, проходит через фильтрующий элемент 3, установленный на полой оси 11 под углом a, равным примерно 15-20^o. Наносы задерживаются в зоне между фильтрующим элементом 3 и дном 9 транзитного канала 10. Промывное окно 5 закрыто радиусным затвором 4 (фиг.2, I часть). Очищенная вода поступает по транзитному каналу 10 в зону расположения следующего фильтрующего элемента 3 более тонкой очистки (фиг.2, II часть) и так далее с достижением возможно более полного осветления воды. По мере засорения фильтрующего элемента 3 и накопления наносов на дне 9 транзитного канала 10 в зоне задержания (угловым раствором a) вода через полую ось 11 заполняет одну из емкостей таймерного привода 12, который под воздействием массы воды повернется на заданный угол, поворачивая одновременно и фильтрующий элемент 3 с вибрационной сеткой 1 и радиусным затвором 4 (фиг.2, III часть) против часовой стрелки.

Очищенная вода будет поступать через сетку 1 и фильтрующий элемент 3 с его верхней плоскости, очищая нижнюю плоскость фильтрующего элемента 3 и смывая наносы из зоны a через окно 5 в сбросной канал 6. При этом в сбросных каналах 6, оборудованных сливными лотками 7, установлены аналогичные фильтрующие элементы 3 и таймерные приводы 12 в колодцах 13 (фиг.1), имеющих сливные лотки 14, по которым вода с наносами сливается в отстойные камеры 16. После осветления воду из камер 16 через затворы 17 выпускают в коллектор 15 чистой воды.

В случае присутствия в отложениях в отстойных камерах 16 большого количества различного рода включений биологического происхождения (например, разжиженного навоза), указанные отложения перед транспортировкой могут быть подвергнуты обезвоживанию путем термопереработки. Отложения наносов и сора подвергаются транспортировке вместе со съемными отстойными камерами 16 (фиг. 3).

Сбросные каналы 6 устроены и работают как аналогичные отрезки транзитного канала 10, включающие фильтрующие элементы 3. Осветленная вода по транзитному каналу 10 и коллектору 15 чистой воды поступает на биологическую (химическую) очистку. Отстойные камеры 16 выполнены в виде взаимозаменяемых емкостей, в которых происходит процесс обезвоживания отложений.

При повороте фильтрующего элемента 3 по часовой стрелке в исходное рабочее положение вибрационная сетка 1 первоначально, под воздействием массы воды отклонится в левую сторону (против часовой стрелки) и промоется обратным током чистой воды, временно поступающей через вибрационную сетку 1. После опорожнения емкостей таймерных приводов 12 вода из них сливается по сливным лоткам 14 в отстойные камеры 16. Сливные лотки 7 и 14 выполнены съемными и удаляемыми, например, во время замен отстойных камер 16.

Экономическая эффективность устройства для очистки воды от наносов складывается
из экономии энергозатрат за счет функционирования устройства с использованием природной гидравлической энергии;
доведения степени возможного осветления воды до требуемых значений за счет многоступенчатой, последовательной очистки ее с задержанием и последующим транспортированием в отстойные камеры крупные и мелких фракций наносов и задерживаемого сора;
повышения эффективности и надежности всей системы в целом за счет самоочистки фильтрующих элементов и вибрационных сеток, промывок транзитного и сбросных каналов, а также возможной утилизации включений биологического происхождения.

Использование: в гидротехнике для очистки воды от наносов и плавающего мусора. Сущность изобретения: повышение качества фильтрата и экономия энергии достигается тем, что в устройстве для очистки воды от наносов, включающем транзистный 10 и сбросной 6 каналы, ось 11 с приводом, на которой размещен фильтрующий элемент 3, снабженный запорными элементами 4, затопленными в колодцы. На бортах транзистного канала 10 дистанционно, с возможностью поворота установлены несущие полые оси 11, удерживающие под углом фильтрующие элементы 3 с размещенными на них с фронтальной части вибрационными сетками 1 на шарнирах 2, а в концевой части - радиусными затворами 4 для перекрытия ими сбросных каналов 6. При этом в сбросных каналах 6 также размещены на полых осях 11 под углом аналогичные фильтрующие элементы 3, имеющие вибрационные сетки 1 на шарнирах 2 и радиусные затворы 4, перекрывающие сливные лотки, сообщающиеся с отстойными камерами, гидравлически связанными с коллектором 15 чистой воды. Кроме того, на свободных концах несущих полых осей 11 жестко закреплены таймерные приводы, смонтированные в колодцах, расположенных с внешних сторон борта транзистного канала 10 и бортов сбросных каналов 6, с возможностью заполнения водой таймерных приводов, через полые оси 11 из транзистного 10 и сбросных 6 каналов, а также с возможностью опорожнения таймерных приводов в колодцы, гидравлически связанные посредством сливных лотков с отстойными камерами 16 и гидравлически связанными с коллекторами чистой воды. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Устройство для очистки воды от наносов, включающее транзитный и сбросной каналы, ось с приводом, на которой размещен фильтрующий элемент, снабженный запорными элементами, затопленными в колодцы, коллекторы чистой воды и отстойные камеры, отличающееся тем, что на бортах транзитного канала дистанционно с возможностью поворота установлены несущие полые оси, удерживающие под углом α фильтрующие элементы с размещенными на них с фронтальной части вибрационными сетками на шарнирах, а в концевой части - радиусными затворами для перекрытия ими сбросных каналов, при этом в сбросных каналах также размещены на полых осях под углом a аналогичные фильтрующие элементы, имеющие вибрационные сетки на шарнирах и радиусные затворы, перекрывающие сообщенные с отстойными камерами сливные лотки, кроме того отстойные камеры гидравлически связаны с коллекторами чистой воды.