УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ БОЛЬШИХ КОЛИЧЕСТВ ВОДЫ ОТ МУСОРА Российский патент 1998 года по МПК E03C1/23 

Изобретение относится к устройству для очистки больших количеств воды от мусора на сливном пороге с приводимыми в ограничительной части пункта 1 признаками. Для различных случаев применения возникает необходимость очистить большие количества воды от плавающего мусора путем пропускания через сита. Когда, например, вода для охлаждения в больших количествах должна отбираться из потока воды, как правило, создается сливной порог и отбирается переливающаяся вода. Эта вода в соответствии с требованиями к ней должна быть свободна от мусора и от плавающих взвесей. Но также и в коммунальной канализационной технике существует задача очистки с помощью сит больших качеств воды, в особенности, при и после появления больших ливневых потоков, например, при грозовых дождях. Тогда в относительно короткое время выпадает значительное количество воды, на обработку которой не рассчитаны очистные установки. Здесь используются отстойники для приема избытка сточных (дождевых) вод и сливные отстойники, чтобы произвести промежуточное накопление большого количества воды и после окончания ливневого потока нацелено ее обрабатывать. Но также и такие отстойники для приема избытка сточных вод имеют только ограничительную емкость, которая в очень редких случаях превышается, так что тогда выпадающая избыточная вода, например, направляется в реку неочищенной. Непосредственно при таких грозовых дождях и в особенности после периодов сухой погоды это приводит к тому, что выпадающее количество воды захватывает большое количество грязи с собой, причем эта грязь должна быть отделена.

Устройство описанного выше типа известно из выложенного описания изобретения по неакцептованной заявке на патент ФРГ 4037844. Сепарирующая поверхность выполнена в виде участка цилиндрической оболочки, имеющей ось, лежащую параллельно сливному порогу. Сепарирующая поверхность проходит приблизительно на 90^o цилиндрической оболочки, а ось цилиндрической оболочки предусмотрена по радиусу цилиндрической оболочки глубже (ниже), чем сливной порог, так что перетекающая через сливной порог вода подводится к наивысшей точке цилиндрической оболочки. Тем самым сепарирующая поверхность ограничена по площади, и существует опасность, что после засорения сепарирующей поверхности вода пройдет через устройство неочищенной и поступит в сливной канал, проходящий поперек к направлению течения через сливной порог. С сепарирующей поверхностью сопряжен приемный блок, приводимый вокруг оси цилиндрической оболочки, для приема мусора, выделившегося на сепарирующей поверхности. Приемный блок приводится сам перетекающей водой, так что его перемещение зависит от уровня воды над сливным порогом. При низком уровне воды существует опасность, что приемный блок больше не будет перемещаться. При значительном уровне воды существует опасность, что ограниченная по площади поверхность сепарации быстро засорится и дополнительная по площади поверхность сепарации быстро засорится и дополнительная вода будет протекать без очистки.

В основу изобретения положена задача разработать устройство описываемого вначале вида, с помощью которого могут быть надежно очищены большие количества воды без того, что будет существовать опасность засорения сепарирующей поверхности.

По изобретению это обеспечивается тем, что сепарирующая поверхность своей осью расположена приблизительно на высоте сливного порога и проходит дугообразно вверх или вниз над приблизительно 180^o лежащей (горизонтальной) цилиндрической оболочкой, так что происходит принудительное протекание через сепарирующую поверхность и что предусмотрено поперечное транспортирующее устройство для отвода в сторону отсепарированного мусора.

Для этого создано устройство, у которого, во-первых, прежде всего увеличена эффективная сепарирующая поверхность. Сепарирующая поверхность в виде цилиндрической оболочки расположена так, что ось цилиндрической оболочки лежит на той же высоте, что и сливной порог, так что существует возможность также использовать увеличенную сепарирующую поверхность. Имеет место принудительное протекание, то есть поступающая жидкость должна быть направлена через сепарирующую поверхность. Когда выходит из строя приводимый приемный блок, то поднимается уровень воды и начинает использоваться дополнительная зона сепарирующей поверхности, которая не была засорена. В любом случае здесь поднимается уровень воды. В связи с этим существует возможность предусмотреть прерывистый привод для приемного блока и, например, управлять им в зависимости от поднимающегося уровня воды. Также возможно приводить приемный блок непрерывно или с определенным управлением во времени с рассчитанной периодичностью. Тем самым создается непрерывно самоочищающееся устройство, имеющее большую эксплуатационную надежность. Устройство делает возможным сепарацию и отвод мусора из протекающих больших количеств воды, так что этот мусор, например, листва, ветки, бутылки и т.д., не должен снова сепарироваться.

Предусмотрено поперечное транспортирующее устройство для отвода в сторону отсепарированного мусора, так что не требуется измерения направления протекания воды. Поперечное транспортирующее устройство имеет задачу принять мусор от приемного блока и оттранспортировать его в сторону. В качестве поперечного транспортирующего устройства может быть предусмотрен шнековый транспортер с корпусом, транспортирующим шнеком и приводом. Ось шнекового транспортера также проходит параллельно оси цилиндрического участка сепарирующего устройства и параллельно сливному порогу. С помощью поперечного транспортирующего устройства мусор отводится и может, например, сбрасываться в контейнер.

Сепарирующая поверхность может состоять из нескольких расположенных параллельно друг другу стержней, образующих решетку. В качестве сопряженного приемного блока могут быть предусмотрены грабли, зубья которых проникают через стержни решетки в виде зубьев гребня. Тем самым сепарирующая поверхность образована в виде решетки из стержней, причем стержни решетки расположены вдоль окружных линий цилиндра и соответственно проходят по части окружности. Между стержнями решетки соответственно существует некоторое расстояние, через которое проходят насквозь выполненные в виде гребня грабли, так что мусор выводится из зоны сепарирующей поверхности и с помощью выполненных в виде гребня грабель отводится из зоны протекающей воды. Тем самым одновременно сепарирующая поверхность при каждом проходе гребневидных грабель очищается. Определяющим для уровня очистки является расстояние стержней решетки друг от друга. При относительно больших количествах воды мусор отделяется для осуществления грубой очистки воды.

Но также возможно выполнить, сепарирующую поверхность в виде перфорированной стенки, а в качестве приемного блока предусмотреть транспортирующий шнек. Тогда транспортирующий шнек проходит своим периметром вдоль перфорированной стенки и захватывает отсепарированный мусор. Выполнение сепарирующей поверхности в виде перфорированной стенки позволяет осуществлять с ее помощью также и более мелкую очистку, то есть удалять из воды сравнительно более мелкий мусор. При этом решающим для величины частиц сепарируемого мусора является геометрия отверстий или щелей в перфорированной стенке.

При этом варианте исполнения транспортирующий шнек вместе с перфорированной стенкой может образовать одновременно поперечное транспортирующее устройство.

Когда сепарирующая поверхность по отношению к мусору реализуется в виде участка цилиндрической оболочки, то сепарирующая поверхность может быть предусмотрена как снаружи, так и изнутри по отношению к стержням решетки. При сепарации снаружи стержни решетки проходят вслед за сливным порогом дугообразно вверх, затем снова вниз. Когда сепарационная поверхность реализована внутри, стержни решетки проходят от сепарационной кромки дугообразно вниз, откуда они снова поднимаются, чтобы образовать как бы мульду для отсепарированного мусора.

С сепарирующей поверхностью и с приемным блоком может быть сопряжено передаточное приспособление, которое выполняется в виде гребня способного проходить через стержни решетки. Это передаточное приспособление имеет задачу захватить мусор из приемного блока и направить его в подключенный поперечный транспортер. Передаточное приспособление само выполнено подвижным, чтобы накопившийся (за определенный период) мусор передать в поперечный транспортер и, тем самым, самоочиститься, чтобы при новом проходе приемного блока снова иметь возможность удалить мусор.

Передаточное приспособление смонтировано с возможностью поворота за пределы периметра приемного блока и имеет упор для кулачка, смонтированного на валу приемного блока. Тем самым рациональным путем достигается то, что передаточное приспособление циклично перемещается и очищается благодаря приводу приемного блока.

Передаточное приспособление закреплено выше поперечного транспортера и проходит своими зубьями в виде зубьев гребня в зоне окружности циркуляции приемного блока.

Когда приемный блок выполнен в виде шнекового транспортера, корпус которого выполняет функцию перфорированной стенки, то это устройство образует одновременно поперечный транспортер. Подающий шнек тогда может переходить в направленный вверх участок транспортирования, чтобы, например, сделать возможным или облегчить сброс мусора в контейнер.

Изобретение станет более ясным из нижеследующего описания его предпочтительных примеров исполнения, со ссылками на чертежи, где
На фиг. 1 изображено вертикальное сечение по основным узлам устройства в первом варианте исполнения; на фиг. 2 - подобное изображение при втором варианте исполнения; на фиг. 3 - вертикальное сечение устройства по третьему варианту исполнения; на фиг. 4 - вид сбоку на устройство по фиг. 3.

В зоне вертикальной стенки 1 выполнен сливной порог 2, над которым протекает по стрелке 4 большое количество воды 3, подлежащей очистке. Масса воды 3 поступает, например, из отстойника для приема избыточных сточных вод, реки и т. п. К сливному порогу 2 или к стене 1 примыкает сливной резервуар 5, в который проходит только очищенная вода, которая забирается оттуда и может направляться дальше.

Новое устройство относительно сливного порога 2 представлено своими существенными, принципиально важными узлами. Дугообразно изогнутые стержни 6 решетки расположены дистанционированно друг от друга, причем они проходят приблизительно на 180^o горизонтально ориентированной цилиндрической оболочки 7, ось 6 которой проходит параллельно и приблизительно на высоте сливного порога 2. Стержни 6 решетки имеют направленные к сливному порогу 2 выступы 9, которыми они опираются на сливной порог 2. В остальном, крепление устройства на месте эксплуатации не показано.

Стержни решетки, число которых и расстояние друг от друга, то есть в направлении оси 8, может выбираться в зависимости от конструкции, образуют на своей наружной стороне сепарирующую поверхность 10, начинающуюся у сливного порога 2 и проходящую дугообразно вверх. Можно увидеть, что сепарирующая поверхность с увеличением высоты массы воды 3 над сливным порогом 2 может увеличиваться. Тем самым достигается то, что сепарирующая поверхность 10 как бы автоматически согласуется с количеством воды или пригодна для различных количеств воды. Стержни 6 решетки закреплены стационарно.

Со стержнями 6 решетки и с образованной этими стержнями сепарирующей поверхностью 10 сопряжен приемный блок 11, который, в частности, имеет вал 12 и радиально выступающие от него плечи 13. На плечах 13 закреплены пальцы 14, геометрия которых и размещение согласованы с размещением стержней 6 решетки. Пальцы 14 проходят насквозь в промежутках между стержнями 6 решетки и выступают наружу на заданную величину за периметр цилиндрической оболочки 7 или сепарирующей поверхности 10. Вал 12 или приемный блок 11 непрерывно или циклично приводятся во вращение по стрелке 15 с помощью непредставленного привода, например, электродвигателя, причем пальцы 14 приемного блока 11 в зоне сливного порога 3 заходят в промежутки между стержнями 6 решетки и транспортируют вверх отсепарированный на поверхности 10 мусор. Затем мусор отводится из зоны массы воды 3 и падает по изогнутой вниз части стержней 6 решетки в поперечное транспортирующее устройство 16, которое может иметь открытый вверх корпус 17, приводной вал 18 и транспортирующий шнек 19. При этом понимается, что вал 18 приводится во вращение непредставленным приводом так что сбрасываемый мусор отводится в сторону. За исключением сепарирующей поверхности 10, которая пронизывается водой, отсепарированный мусор находится выше показанной линии 20 слива и, тем самым, вне воды. Видно, что поглотительная способность сливного резервуара 5 ограничена высотой сливного порога 2, так что очищенная вода из этого резервуара должна отбираться или отводиться. При хранении сливная емкость 5 должна быть выполнена соответственно большой.

Чтобы сделать более удобной или улучшить транспортировку мусора от приемного блока 11 в поперечное транспортирующее устройство 16, все устройство может иметь передаточное приспособление 21. Передаточное приспособление 21 имеет в качестве существенно составной части выполненные по типу гребня грабли 22, единичные пальцы или стержни которых также проходят насквозь через промежутки между стержнями 6 решетки. Пальцы или стержни закреплены с возможностью ограниченного поворота вокруг горизонтальной оси 23 и проходит снаружи вовнутрь цилиндрической оболочки 7, при этом заходят за стержни 6 решетки. На фиг. 1 представлено крайнее положение передаточного приспособления 21, которое, например, обеспечено непоказанным упором. Некоторые или все пальцы или стержни передаточного приспособления 31 имеют на своей нижней стороне во внутренней полости устройства упор 24, который своей направленной вниз поверхностью взаимодействует с кулачком 25, стационарно закрепленным на валу 12. При вращении вала 12 и, тем самым, кулачка 25 этот кулачок поднимает передаточное приспособление 21 вверх в более крутое положение, так что лежащий на свободной наружной поверхности грабель 22 мусор скользить вниз по установленному теперь более круто передаточному приспособлению, и, благодаря этому, падает в поперечное транспортирующее устройство 16. Одновременно передаточное приспособление 21 служит для транспортирования мусора над верхней кромкой 26 корпуса 17 поперечного транспортирующего устройства 16. Преимущество передаточного приспособления 21 заключается, таким образом, в том, что поперечное транспортирующее устройство 16 может быть расположено относительно выше. Если транспортирующее устройство 16 относительно цилиндрической оболочки 7 находится в нижней части, то, как правило, может отсутствовать передаточное приспособление 21. Иначе говоря, передаточное приспособление 21 имеет своей задачей гарантировать то, что никакой отсепарированный мусор не попадает обратно в очищенную воду сливной емкости 5.

На фиг. 2 показан другой вариант исполнения устройства, который в принципе выполнен подобно устройству по фиг. 1, так что можно сослаться на относящуюся к этому варианту часть приведенного выше описания. Однако, здесь стержни 6 решетки, в отличие от варианта исполнения по фиг. 1, стационарно установлены не в верхней зоне цилиндрической оболочки 7, а в ее нижней зоне, так что сепарирующая поверхность 10 образована внутри по отношению к стержням 6 решетки. Приемный блок 11 может быть выполнен идентичным, как и в варианте исполнения по фиг. 1. Пальцы 14 могут быть выполнены изогнутыми в указанном направлении. Также возможно прямое, радиальное прохождение пальцев 14. Здесь можно увидеть, что пальцы 14 выступают относительно дальше над сепарирующей поверхностью 10 в радиальном направлении, так что соответствующее количество мусора может транспортироваться пальцами 14 вверх, когда пальцы 14 выходят вверх из зоны стержней 6 решетки и за линию 20 слива массы воды 3.

Передаточное приспособление 21 представлено в своем исходном положении сплошными линиями, а в своем повернутом положении - штриховыми линиями. Показанное штриховыми линиями положение достигается с помощью кулачка 25 и упора 24 в направлении стрелки 27. Затем передаваемый мусор скользит по стрелке 28 в поперечный транспортер 16. При этом понимается, что в качествен поперечного транспортирующего устройства 16 мог бы быть предусмотрен и ленточный транспортер.

Вариант исполнения, показанный на фиг. 3, представляет конструктивное объединение сепарирующей поверхности 10, приемного блока 11 и поперечного транспортера 16. Сепарирующая поверхность 10 образована внутренней поверхностью перфорированной стенки 29, которая проходит по части окружности цилиндрической оболочки 7. Перфорированная стенка 29 выполнена открытой в сторону поступающей массы воды 3 и заканчивается выступом 9 на сливном пороге 2. Перфорированная стенка 29 имеет перфорацию, например, в виде отверстий или прорезей, геометрия и расположение которых согласованы с крупностью частиц подлежащего сепарации мусора. С образованной таким образом сепарирующей поверхностью 10 сопряжен приемный блок 11 в виде транспортирующего шнека 30, который соответственно закрепляется преимущественно в виде безвальной конструкции в выполненной в качестве корпуса перфорированной стенке 29. Наружные кромки транспортирующего шнека 30 при этом всегда проходят вдоль перфорированной стенки 29 и в особенности вдоль сепарирующей поверхности 10, так что мусор захватывается и отводится в сторону по направлению оси 8.

На фиг. 4 показано, что устройство может быть продолжено в виде направленной вверх транспортерной линии 31, в корпусе 32 которой предусмотрен приводимый двигателем 33 вал 34 с транспортирующим шнеком 35. Вал 34 может быть соединен карданным шарниром 36 с концевой цапфой 37 вала, который несет и приводит транспортирующий шнек, выполненный на большей части своей длины безвальным. Может быть также предусмотрена заслонка 38, чтобы иметь возможность отбирать на этом месте мусор и транспортировать его из устройства. Однако, как правило, мусор по транспортерной линии 31 подается вверх и по самотечному спускному желобу 39 сбрасывается в контейнер 40.

Устройство предназначено для очистки больших количеств воды от мусора и позволяет надежно очищать большие количества воды без засорения сепарирующей поверхности. В устройстве сепарирующая поверхность выполнена в виде участка цилиндрической оболочки с проходящей параллельно сливному порогу осью. С сепарирующей поверхностью сопряжен приводимый вокруг оси цилиндрической оболочки приемный блок для отбора отсепарированного на сепарирующей поверхности мусора. 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство для очистки больших количеств воды (3) от мусора на сливном пороге (2), преимущественно из отстойников для приема избыточных сточных вод, содержащее установленную неподвижно проницаемую потоком воды сепарирующую поверхность (10), выполненную в виде участка цилиндрической оболочки (7) с проходящей параллельно сливному порогу (2) осью (8), сопряженный с сепарирующей поверхностью (10) приводимый вокруг оси (8) цилиндрической оболочки (7) приемный блок (11) для приема отсепарированного на сепарирующей поверхности (10) мусора, отличающееся тем, что ось (8) сепарирующей поверхности (10) расположена приблизительно на высоте сливного порога (2), а сама поверхность (10) дугообразно охватывает сверху или снизу приблизительно на 180^o горизонтально расположенную цилиндрическую оболочку (7) так, что обеспечивает принудительный проток воды через сепарирующую поверхность (10), и имеется поперечное транспортирующее устройство (16) для отвода в сторону отсепарированного мусора. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что сепарирующая поверхность (10) состоит из нескольких расположенных параллельно друг к другу стержней (6), образующих решетку, а в качестве приемного блока (11) предусмотрены приемные пальцы (14), прочесывающие в виде гребня стержни (6) решетки. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что сепарирующая поверхность (10) образована перфорированной стенкой (29) и в качестве приемного блока (11) предусмотрен транспортирующий шнек (30). 4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что транспортирующий шнек (30) вместе с перфорированной стенкой (29) одновременно выполняют функцию поперечного транспортного устройства (16). 5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что транспортирующее устройство (16) имеет шнековый транспортер с корпусом (17), транспортирующим шнеком (19) и приводом. 6. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что сепарирующая поверхность (10) расположена снаружи или внутри относительно стержней (6) решетки. 7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что с сепарирующей поверхностью (10) и с приемным блоком (11) сопряжено передаточное приспособление (21), выполненное в виде гребня, зубья которого способны проходить между стержнями (6) решетки. 8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что передаточное приспособление (21) закреплено с возможностью поворота за пределы периметра приемного блока (11) и имеет упор (24) для взаимодействия с кулачком (25), установленным на валу (12) приемного блока (11). 9. Устройство по пп.7 и 8, отличающееся тем, что передаточное приспособление (21) установлено выше поперечного транспортирующего устройства (16). 10. Устройство по п.3, отличающееся тем, что транспортирующий шнек (30) переходит в направленную вверх транспортирующую линию (31).