ОЧИСТНОЙ ВОДОВЫПУСК Российский патент 1997 года по МПК E03F5/14 

Изобретение относится к гидротехнике, в частности, к устройствам по очистке воды от насосов.

Известен ленточный фильтр, включающий бесконечное фильтрующее полотно и дренажное основание, в котором с целью упрощения его изготовления и повышения эффективности промывки дренажного основания последнее выполнено в виде ленты с отверстиями, снабженной ковриками с канавками и сквозными щелями, прикрепленными одним краем поперек ленты.

Недостатки известного устройства: затраты энергии на приведение во вращение бесконечного фильтрующего полотна 1 и дренажного основания в виде ленты 3, что снижает КПД известного устройства (см. материалы А.с. N 394064, фиг. 1, поз.1 и 3); наличие дополнительных средств для создания вакуума под лентой 3 и организации промывного потока с целью промыва поверхностей ковриков 5, обращенных к ленте 3, что усложняет конструктивно и технологично само устройство и его функционирование, снижая тем самым надежность известного устройства (см. там же описание, фиг. 1, поз. без номера, расположенные над и под верхней (рабочей) ветвью фильтрующего полотна 1).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для механической очистки воды /1/, включающее камеру с решеткой и установленными в ней лопастным колесом, щеткой и шнеком, валы последних из которых кинематически связаны между собой, которое с целью повышения эффективности очистки воды и снижения металлоемкости устройства снабжено смонтированным на валу перфорированным барабаном и дополнительными щеткой и шнеком, при этом лопастное колесо установлено внутри перфорированного барабана эксцентрично относительно его оси вращения, кинематически связано с валом дополнительной щетки и с валом перфорированного барабана, причем дополнительная щетка и шнек расположены внутри перфорированного барабана, вал которого кинематически связан с валом щетки, расположенной снаружи перфорированного барабана.

Недостатками известного устройства являются: наличие в конструкции устройства для механической очистки воды двух шнеков и щеток, цепной и зубчатой передач, целой системы многочисленных барабанов увеличивает металлоемкость известного устройства, усложняет его конструкцию и снижает надежность работы (см. /1/ фиг. 1 и 3); вращение перфорированного барабана 5 и лопастного колеса 21 противоположно друг к другу и первого из них против течения воды увеличивает потери энергии и снижает КПД известного устройства (там же, фиг. 3, поз. 5 и 21).

Известны и другие ленточные очистные устройства, например, по А.с. NN 87957, 218740, 1100362, 1153951, 1179283, 1233908, 1233909, 1255193, характеризующиеся небольшой эффективностью регенерации фильтров с использованием дополнительных технических средств и источников энергии.

Задача изобретения повышение качества регенерации фильтра и снижение энергозатрат.

Необходимый технический результат достигается тем, что в очистном водовыпуске, включающем водовод с расширенным концом, перекрываемым очистным устройством с перфорированной конвейерной лентой, связывающей приводной - посредством турбины и натяжной барабаны, помещенные в кожух, и крестовину для установки турбины в полости трубопровода, кожух в нижней части, у приводного барабана, имеет промывную щель и снабжен шарнирным козырьком, водовод снабжен щитом затвором, кинематически связанным с шарнирным козырьком, а очистное устройство с турбиной установлено с возможностью поворота на угол α относительно осей на стенках канала или на его дне, при этом в трубопроводе чистой воды установлен регулятор скорости вращения турбины.

Такое выполнение устройства позволяет, по сравнению с прототипом, достичь следующего:
регулируемой посредством щита-затвора и регулятора скорости вращения приводного с турбиной барабана за счет поворота щита-затвора по обеспечению необходимой площади просвета окна (регулируемые параметры: динамическая часть общего напора водяных струй и угол падения их на лопатки турбины) и за счет поворота регулятора (регулируемый параметр: величина подпора со стороны отводной части трубопровода чистой воды);
регулируемых за счет угла a ориентирования очистного устройства и поворота щита-затвора и связанного с ним шарнирного козырька процессов фильтрации и регенерации перфорированной конвейерной ленты; при этом фильтрация регулируется совокупностью оптимального поворота очистного устройства и щита-затвора (регулируемые параметры: скорость перемещения перфорированной конвейерной ленты, скорость прилипания и внедрения в ее поры твердой фазы и плотность ее распределения); регенерация регулируется, в основном, поворотом шарнирного козырька (регулируемые параметры: скорость промыва и величина расхода очищенных водяных струй, поступающих из внутренней полости очистного устройства на внутреннюю поверхность перфорированной конвейерной ленты в районе промывной щели).

Такое выполнение очистного водовыпуска ранее не было известно и, по мнению авторов, отвечает критерию "существенные отличия".

На фиг 1 представлен продольный разрез очистного водовыпуска; на фиг. 2
приводной барабан с турбиной в изометрии; на фиг. 3 кинематическая связь между шарнирным козырьком и щитом-затвором; на фиг. 4 поперечный разрез по А-А фиг. 1.

Очистной водовыпуск содержит шарнирный козырек 1 (фиг. 1), установленный на поворотной оси 2 ниже полого приводного барабана 3 с турбиной 4 очистного устройства, жестко закрепленной на оси вращения 5 с опорами вращения, выполненного в виде цилиндрического каркаса с продольными ребрами жесткости 6 (фиг. 2), соединяющими диск 7 с турбинным кольцом 8. Верхняя часть очистного устройства содержит (фиг. 1) натяжной барабан 9 с осью вращения 10, установленной на опорах вращения 11. Барабаны 3 и 9 задействованы между собой ленточным фильтрующим элементом, к примеру, в виде перфорированной конвейерной ленты 12, помещенной в кожух 13 с окном 14 и промывной щелью 15.

Очистное устройство установлено с возможностью поворота (указано штриховыми линиями) и закрывает собой расширенный конец 16 (фиг. 4) водовода 17, снабженного шарнирным щитом-затвором 18 (фиг. 1), установленным на оси 19. Турбина 4 с кольцом 8 установлена с возможностью вращения во внутренней полости трубопровода чистой воды 20 (фиг. 2) на крестовине 21 и имеет регулятор 22 скорости вращения турбины 4. Очистное устройство удерживается с помощью опор вращения 11 (одна из которых для наглядности изображена на фиг. 1 в вынесенном варианте), на бортах сбросного канала 23 (фиг. 1), а направляющий щит-затвор 18 при осуществлении профилактического поворота очистного устройства с опорой его при этом на дно сбросного канала 23 (указано штриховыми линиями) является запорным затвором.

Очистной водовыпуск работает следующим образом.

Вода с наносами из верхнего бьефа очистного водовыпуска под напором H поступает в водоотвод 17 и посредством щита-затвора 18 на оси 19 направляется через окно 14 на фильтрующий элемент, к примеру, перфорированную конвейерную ленту 12, где очищается и воздействует на турбину 4, приводящую во вращение приводной барабан 3, который перемещает фильтрующий элемент 12 и тем самым приводит во вращение натяжной барабан 9. Очищенная вода по трубопроводу 20 чистой воды подается потребителю, а число оборотов турбины 4 варьируется регулятором 22, контролирующим заданную скорость течения воды в трубопроводе 20. Часть чистой воды из нижней зоны приводного барабана 3 проходит через ленточный фильтр 12, постоянно промывая его, и промывную щель 15 и вместе со смытыми наносами направляется в сбросный канал 23. По мере и в зависимости от степени засорения ленточного фильтра 12 при посредстве изменения местоположения шарнирного козырька 1 увеличивают или уменьшают площадь просвета промывной щели 15, обеспечивая тем самым качественную регенерацию фильтрующего элемента 12 на фоне непрерывной подачи чистой воды потребителю. Непрерывная промывка фильтра 12 способствует повышению качества очистки воды.

Оптимальное ориентирование под углом a очистного устройства обеспечивает в совокупности оптимально соответствующие друг другу направление и скорости водяных струй с частицами насосов и скорость перемещения фильтрующего элемента 12, что реализует эффективный захват и увеличение твердой фазы промывным потоком воды.

Очистное устройство очистного водовыпуска в случае необходимости для профилактических или других целей предусматривает поворотно-откидные варианты расположения или с опорой на ось 10 (параллельное дну сбросного канала 23 ориентирование правого конца очистного устройства, или с опорой на ось 5 (опора всего очистного устройства на дно сбросного канала 23). В то же время подобного можно достичь, выполнив откатный вариант расположения очистного устройства, когда опоры вращения 11 заменяют роликами-катками, устанавливаемыми на верхних кромках бортов сбросного канала 23.

Щит-затвор 18 на оси 19 и шарнирный козырек 1 на оси 2 кинематически задействован между собой (фиг. 3) с целью обеспечения их синхронной регулировки. Увеличение поднятия щита-затвора 18 соответствует увеличению просвета промывной щели 15 и наоборот.

Экономическая эффективность очистного водовыпуска определяется обеспечением: непрерывной подачи качественно очищенной от насосов воды потребителю; комплексно регулируемой посредством оптимально подобранного угла a ориентирования очистного устройства и синхронно регулируемыми положениями щита-затвора и шарнирного козырька, а также положения регулятора скорости непрерывной регенерацией фильтрующего элемента; простого, в случае необходимости, демонтажа очистного устройства.

Вместе с тем очистной водовыпуск является по сравнению с прототипом более совершенным устройством.

Использование: изобретение относится к гидротехнике, в частности, к устройствам по очистке воды от насосов. Сущность изобретения: в очистном водовыпуске, включающем водовод 17 с расширенным концом 16, перекрываемым очистным устройством с перфорированной конвейерной лентой 12, связывающей приводной 3 - посредством турбины 4 - и натяжной 9 барабаны, помещенные в кожух 13, и крестовину 21 для установки турбины 4 в полости трубопровода 20; кожух 13 в нижней части, у приводного барабана 3, имеет промывную щель 15 и снабжен шарнирным козырьком 1, водовод 17 снабжен щитом-затвором 18, кинематически связанным с шарнирным козырьком 1, а очистное устройство с турбиной 4 установлено с возможностью поворота на угол α относительно осей на стенках канала 23 или на его дне, при этом в трубопроводе 20 чистой воды установлен регулятор 22 скорости вращения турбины 4. 4 ил.

Очистной водовыпуск, включающий водовод с расширенным концом, перекрываемым очистным устройством с перфорированной конвейерной лентой, связывающей приводной посредством турбины и натяжной барабаны, помещенные в кожух, и крестовину для установки турбины в полости трубопровода, отличающийся тем, что кожух в нижней части у приводного барабана имеет промывную щель и снабжен шарнирным козырьком, водовод снабжен щитом-затвором, кинематически связанным с шарнирным козырьком, а очистное устройство с турбиной установлено с возможностью поворота на угол α относительно осей на стенках канала или на его дне, при этом в трубопроводе чистой воды установлен регулятор скорости вращения турбины.