Устройство для смыва загрязнений с фильтрующей поверхности Российский патент 2004 года по МПК E03B3/00 E03B3/40 B01D35/16 B01D29/64 

Изобретение относится к хозяйственно-питьевому водоснабжению, а именно к регенерации фильтрующей поверхности инфильтрационных сооружений.

Известно устройство для смыва загрязнений с фильтрующей поверхности (см. а.с. СССР № 901423, МКИ Е 03 В 3/00, 3/40, Бюл. №4, 1982), содержащее привод и рыхлитель, выполненный в виде плоского зубчатого наклонного ножа с размещенным над ним подпорным щитом и вертикальными стойками, установленными между ножом и щитом в шахматном порядке.

Недостатком данного устройства является образование застойных зон в районе пограничного слоя вертикальных стоек и внутренней стенки подпорного щита, что значительно снижает эффективность работы инфильтрационного сооружения.

Известно устройство для смыва загрязнений с фильтрующей поверхности (см. патент РФ №2130999, МПК 7 Е 03 В 3/00, 3/40, Бол. №15, 1999), содержащее привод и рыхлитель, выполненный в виде плоского зубчатого наклонного ножа с размещенным над ним подпорным щитом и вертикальными стойками, установленными между ножом и щитом в шахматном порядке, на внутренней поверхности наклонного подпорного щита предусмотрены винтообразные канавки, переходящие в спиралевидную форму перед первыми стойками по ходу движения загрязненного слоя.

Недостатком данного устройства является недостаточно высокая эффективность регенерации фильтрующей поверхности из-за значительного сопротивления при рыхлении фильтрующей поверхности.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение эффективности регенерации фильтрующей поверхности путем выполнения плоского зубчатого наклонного ножа формой в виде "локона Аньези" с окантовкой торцов циклоидальными кондукторами, выполненными из прочных гибких пластмассовых пластин, а на его верхней поверхности предусмотрены криволинейные спиралевидные направляющие.

Технический результат достигается тем, что устройство для смыва загрязнений с фильтрующей поверхности, содержащее привод и рыхлитель, выполненный в виде плоского зубчатого наклонного ножа с размещенным над ним подпорным щитом и вертикальными стойками, установленными между ножом и щитом в шахматном порядке, на внутренней поверхности наклонного подпорного щита предусмотрены винтообразные канавки, переходящие в спиралевидную форму перед первыми стойками по ходу движения загрязненного слоя, имеет плоский зубчатый наклонный нож, выполненный формой в виде "локона Аньези", с окантовкой торцов циклоидальными кондукторами, выполненными из прочных гибких пластмассовых пластин, а на его верхней поверхности предусмотрены криволинейные спиралевидные направляющие.

На фиг.1 приведен план устройства для смыва загрязнений с фильтрующей поверхности, на фиг.2 - вид А - А, поперечный разрез фиг.1; на фиг.3 - вид Б - Б, продольный разрез фиг.1; на фиг.4 - схема циклоидальных кондукторов; на фиг.5 - размещение криволинейных спиралевидных направляющих.

Устройство для смыва загрязнений с фильтрующей поверхности состоит из плоского зубчатого наклонного ножа I, наклонного подпорного щита 2, соединенных между собой при помощи расположенных в шахматном порядке вертикальных стоек 3. В толще фильтрующей загрузки 4 заложены перфорированные трубы 5 водозаборного сооружения. На внутренней поверхности наклонного подпорного щита 2 предусмотрены винтообразные канавки 6, переходящие в спиралевидную форму 7 перед первыми стойками 3 по ходу движения загрязненного слоя. Плоский зубчатый наклонный нож I выполнен формой в виде "локона Аньези" 8 с окантовкой торцов циклоидальными кондукторами 9, выполненными из прочных гибких пластмассовых пластин, а на его верхней поверхности предусмотрены криволинейные спиралевидные направляющие 10.

Предлагаемое устройство для смыва загрязнений с фильтрующей поверхности работает следующим образом.

Загрязненный слой обсыпки на требуемую глубину подрезают плоским зубчатым наклонным ножом I. Верхний наклонный подпорный щит 2 способствует возрастанию скорости проходящего водного потока через зазор между ним и плоским зубчатым наклонным ножом I, который проносит срезанный слой обсыпки через вертикальные стойки 3, шахматное расположение которых способствует лучшему взрыхлению накопившихся в обсыпке загрязнений в турбулентном потоке, который возникает через щелевой зазор устройства с вертикальными стойками 3. Илистые частицы уносятся за пределы зоны фильтрации, а более крупные фракции фильтрующей обсыпки оседают сразу же за устройством. Таким образом, происходит гидравлическая регенерация закольматированного слоя фильтрующей обсыпки с одновременным ее рыхлением. Предусмотренные на внутренней поверхности наклонного подпорного щита 2 винтообразные канавки 6, переходящие в спиралевидную форму 7 перед первыми вертикальными стойками 3, закручивают поток воды вместе с частицами загрязнений за счет скоростного напора. Частицы загрязнений вызывают закупорку пор фильтрующей поверхности по ходу движения загрязненного потока воды на внутренней поверхности наклонного подпорного щита 2 и вертикальных стоек 3 перед первыми застойными зонами. Плоский зубчатый наклонный нож I, выполненный формой в виде "локона Аньези" 8 с окантовкой торцов циклоидальными кондукторами 9, выполненными из прочных гибких пластмассовых пластин, способствует эффективному взрыхлению загрязненной обсыпки, плавно перераспределяя по обе стороны плоского зубчатого наклонного ножа I, образуя фильтрующую загрузку из очищенных крупных частиц песка. При этом плоский зубчатый наклонный нож I имеет минимальное сопротивление в обсыпке за счет оригинальной его формы. Криволинейные спиралевидные направляющие 10, предусмотренные на верхней поверхности плоского зубчатого наклонного ножа I, взаимодействуя с винтообразными канавками 6, переходящими в спиралевидную форму 7 перед первыми вертикальными стойками 3, интенсивно закручивают поток воды с частицами загрязнений и способствуют образованию из крупных частиц песка фильтрующей загрузки. Загрязненный поток воды с частицами загрязнений создает винтовые шнуры, которые отбрасывают частицы загрязнений за пределы фильтрующей зоны, образуя обратный фильтр из более крупных частиц как за вертикальными стойками 3, так и между ними в поперечном направлении к движению потока. Круглая форма вертикальных стоек 3 способствует образованию застойных зон в районе их размещения. Этому препятствуют винтообразные канавки 6, переходящие в спиралевидную форму 7 перед первыми вертикальными стойками 3. Частицы песка, проходя через винтообразные канавки 6 и криволинейные спиралевидные направляющие 10, оттираются между собой в винтообразном потоке и в волнах, освобождаются от илистых сцементировавшихся частиц и становятся фильтроспособными длительное время, увеличивая размеры пор и тем самым продолжительность фильтроцикла и уменьшая число регенераций. При этом снижаются энергозатраты привода на перемещение устройства при смыве загрязнений. Кроме того, винтообразное и волновое движение воды с частицами загрязнений, а особенно сцементированного с илистыми частицами песка за счет центробежных и вибрационных сил и пульсации гибких элементов, имея плотность большую, чем вода, создает дополнительную вибрацию наклонного подпорного щита 2 как в вертикальном, так и горизонтальном направлениях. Закрученные частицы песка в винтообразных канавках 6, переходящих в спиралевидную форму 7, и в криволинейных спиралевидных направляющих 10, имея большую плотность, чем вода, приобретают кинетическую энергию и динамически воздействуют на продукты загрязнения в застойных зонах, а создавая обратную волну, способствуют взрыхлению загрязнений под плоским зубчатым наклонным ножом I, отражаясь от зазора из-за малого его выходного сечения.

Предлагаемое устройство для смыва загрязнений с фильтрующей поверхности за счет использования винтообразных канавок, плоского зубчатого наклонного ножа, выполненного формой в виде "локона Аньези", с окантовкой торцов циклоидальными кондукторами, имеющими минимальные энергозатраты за счет благоприятных гидравлических их характеристик, криволинейных спиралевидных направляющих значительно повышают эффективность регенерации фильтрующей поверхности и производительность инфильтрационного водозабора.

Оригинальность предложенного технического решения заключается в использовании эффекта закрутки потока воды с частицами загрязнений, вибрации элементов устройства и пульсации для повышения эффективности регенерации фильтрующей поверхности.

Изобретение относится к хозяйственно-питьевому водоснабжению, а именно к регенерации фильтрующей поверхности инфильтрационных сооружений. Техническим результатом является повышение эффективности регенерации фильтрующей поверхности. В устройстве для смыва загрязнений с фильтрующей поверхности, содержащем привод и рыхлитель, выполненный в виде плоского зубчатого наклонного ножа с размещенным над ним подпорным щитом и вертикальными стойками, установленными между ножом и щитом в шахматном порядке, на внутренней поверхности наклонного подпорного щита предусмотрены винтообразные канавки, переходящие в спиралевидную форму перед первыми стойками по ходу движения загрязненного слоя, плоский зубчатый наклонный нож выполнен формой в виде "локона Аньези" с окантовкой торцов циклоидальными кондукторами, выполненными из прочных гибких пластмассовых пластин, а на его верхней поверхности предусмотрены криволинейные спиралевидные направляющие. 5 ил.

Устройство для смыва загрязнений с фильтрующей поверхности, содержащее привод и рыхлитель, выполненный в виде плоского зубчатого наклонного ножа с размещенным над ним подпорным щитом и вертикальными стойками, установленными между ножом и щитом в шахматном порядке, на внутренней поверхности наклонного подпорного щита предусмотрены винтообразные канавки, переходящие в спиралевидную форму перед первыми стойками по ходу движения загрязненного слоя, отличающееся тем, что плоский зубчатый наклонный нож выполнен в виде "локона Аньези" с окантовкой торцов циклоидальными кондукторами, выполненными из прочных гибких пластмассовых пластин, а на его верхней поверхности предусмотрены криволинейные спиралевидные направляющие.