СПОСОБ ОЧИСТКИ ОТ НАНОСОВ ВОДОХРАНИЛИЩ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ - СИФОННЫЙ ЗЕМСНАРЯД Российский патент 2004 года по МПК E02B15/00 E02B8/02 E02F3/88 

Изобретение относится к области гидротехники в качестве способа и устройства для очистки водохранилища от наносов, образующихся в результате их накопления у основания плотин и дамб со стороны верхнего бьефа, и может быть использовано для очистки илистых отложений из прудков-отстойников различного назначения.

Известен способ очистки водохранилища от наносов, включающий открытие щита глубинного пульповода в нижний бьеф воды с наносами, в котором после заиления водохранилища на напорной грани плотины посредством анкеров закрепляют вертикальные направляющие, по этим направляющим опускают, затем в плотине напротив щита выполняют глубинный пульповод, после чего производят открытие щита, причем производят установку дополнительных щитов по заранее закрепленным на напорной грани плотины направляющим и выполнение дополнительных пульповодов в несколько рядов по вертикали в шахматном порядке, начиная с верхнего ряда (см. А.с. 1703780. Способ очистки водохранилища от наносов).

Известным способом выполняют очистку водохранилища от наносов, при котором, однако, несут существенные затраты на выполнение большого количества пульповодов в теле плотины, причем их выполнение значительно снижает надежность плотины, кроме того, очистку от наносов ведут только у напорной грани плотины на весьма ограниченном участке водохранилища. Все это существенно снижает эффективность способа.

Известно также устройство - землесосный снаряд, предназначенный для очистки дна и откосов каналов от наносов, содержащий грунтозаборный орган, оснащенный опорными катками и щетками с всасывающим пульповодом, устройство для транспортирования гидросмеси - насос, плавучий и магистральный пульповоды и устройство для рабочих перемещений (см. А.с. 284717. Землесосный снаряд).

Известным устройством выполняют очистку дна от наносов, причем на транспортирование гидросмеси, обслуживание и эксплуатацию грунтонасосных агрегатов несут существенные затраты, которые снижают эффективность устройства.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности способа и устройства.

Технический результат способа достигается тем, что очистку от наносов водохранилища, включающую подачу в пульповод плотины насосов в виде гидросмеси и сброс их в нижний бьеф воды, выполняют путем подъема последних на поверхность воды верхнего бьефа и их подачи по плавучему гибкому пульповоду в пульповод плотины, а затем в нисходящий пульповод - сифонированием, причем как вариант подачу гидросмеси сифонированием производят по обводному восходящему пульповоду через гребень плотины, где при превышении допустимой вакууметрической высоты ее всасывания сифонированием производят вспомогательное инжектирование, а как вариант запуск сифонного земснаряда в работу осуществляют предварительным заливом пульповодов водой, кроме того, пульповоды в теле плотины выполняют выше горизонта воды верхнего бьефа на расстояниях, равных технологической длине подключения к ним плавучего пульповода земснаряда.

Технический результат устройства достигается тем, что на земснаряде, содержащем грунтозаборный орган с всасывающим пульповодом, устройство для транспортирования гидросмеси, плавучий и магистральный пульповоды и устройство для рабочих перемещений, исключена из гидротранспортной сети пульповода земснаряда главная насосная установка: грунтовый насос либо гидропитатель, а всасывающий грунтозаборный, плавучий и магистральный пульповоды, на командной высоте которого установлен вакуум-насос, выполнены в виде единого сифонного пульповода, причем как вариант на всасывающем пульповоде грунтозаборного органа сифонного земснаряда может быть установлено вспомогательное эжектирующее устройство, на командной высоте пульповода - регулируемый вантуз, а на конце нисходящей ветви пульповода, соответственно, - регулируемый клапан.

На чертеже показана схема получения способа и устройства, на котором изображены следующие позиции: L - длина сифонной линии (длина плавучего и магистрального пульповодов), h - глубина разработки отложений и длина всасывающего пульповода грунтозаборного органа, h_г.р. - геометрическая разница горизонтальных отметок уреза воды верхнего и нижнего бьефов, h_нисх. - нисходящий участок магистрального пульповода, Н - командная высота.

Наносы 1, плотина 2, всасывающий пульповод грунтозаборного органа 3, сифонный земснаряд 4, плавучий гибкий пульповод 5, 6 и 7 соответственно восходящий (горизонтальный) и нисходящий участки магистрального пульповода, сброс (выпуск) гидросмеси 8, вакуум-насос 9, соответственно регулируемые клапан 10 и вантуз 11.

Способ осуществляется следующим образом.

Наносы 1, образовавшиеся в результате многолетнего накопления у плотины 2, разрабатывают грунтозаборным органом 3 сифонного земснаряда 4. Грунтозаборный орган 3 оснащен механическим или гидравлическим разрыхлителем, а для подачи гидросмеси на командную высоту Н, превышающую допустимую высоту всасывания сифона - он может быть дополнительно оснащен инжектирующим устройством (не показаны). Сифонный земснаряд 4 оснащен герметичным сифонным пульповодом, состоящим из пульповода грунтозаборного органа 3, плавучего пульповода 5, восходящего (горизонтального) 6 и нисходящего 7 участков магистрального пульповода и выпуском 8, погруженным в воду нижнего бьефа плотины 2. При запуске в работу вакуум-насоса 9, установленного на командной точке пульповода, и создании в нем вакуума, за счет разности геометрических отметок h восходящего (горизонтального) 6 и нисходящего 7 пульповодов, заполненных гидросмесью, в них создается разность давлений столба жидкости. В результате получают эффект сифонирования - самотека гидросмеси по пульповодам 3, 5, 6, 7 со стороны верхнего в сторону нижнего бьефов и ее сброс в створ реки, через погруженный выпуск 8. Для ускорения запуска в работу сифонного земснаряда 4 может быть применен предварительный залив водой пульповодов 5, 6, 7 специальным заливочным насосом или при помощи вспомогательного эжектора (не показаны). Причем залив водой пульповодов 5, 6, 7 осуществляют при закрытом клапане 10 и открытом вантузе 11, а запуск сифонного земснаряда 4 в работу после заливки водой пульповодов 5, 6, 7 наоборот - путем закрытия вантуза 11 и открытия клапана 10.

При подаче гидросмеси на командные высоты - Н, превышающие допустимую высоту всасывания сифонона, производят вспомогательное инжектирование во всасывающем пульповоде земснаряда.

В процессе очистки наносов 1 производят периодические или непрерывые технологические перемещения сифонного земснаряда 4 по участку работ и при этом изменяют глубину разработки подвижным грунтозаборным органом 3. После очистки от наносов одного участка водохранилища, примерно равного длине сифонной линии L, переходят на другой, при этом производят технологическое переключение плавучего пульповода земснаряда к другому магистральному пульповоду плотины.

Техническая производительность сифонного земснаряда 4 будет зависеть от величины разности геометрических отметок воды верхнего и нижнего бьефов - h_г.р., длины сифонной линии L и диаметра сифонного пульповода 5, 6, 7, а также может быть регламентирована нормами предельно-допустимой концентрации (ПДК) сброса твердых частиц в бассейн водоема.

Опыт применения сифонов для отвода оборотной воды с крупных гидроотвалов показывает, что длина сифонной линии L может составлять 600-1000 м, диаметр сифонного трубопровода до 1000 мм, а производительность по воде 10000 м³/ч и более.

Благодаря использованию способа и устройства существенно сокращаются затраты на очистку водохранилищ от наносов: эксплуатационные, на обслуживание грунтонасосных агрегатов и энергозатраты на транспортирование гидросмеси.

Способ и устройство могут быть применены для очистки от илистых отложений различных прудов-отстойников, расположенных на командных высотах, а также на крупных гидроотвалах для уменьшения зон плывунов, сложенных из илистых отложений, и повышения, в связи с этим, надежности и устойчивости гидроотвалов.

С целью расширения функциональных возможностей в качестве сифонного земснаряда может быть использован континентальный или морской землесосный либо эжекторный снаряд после проведения на нем мероприятий по герметизации пульповодов, оснастки последних вакуум-насосом либо регулируемыми вантузом и клапаном и выключения из его гидротранспортной сети главной насосной установки: грунтового насоса или гидропитателя, кроме того, для эжекторного земснаряда требуется существенное уменьшение мощности струи эжектора (гидроэлеватора).

Изобретение относится к гидротехнике в качестве способа и устройства для очистки от наносов водохранилищ, образующихся у основания плотин и дамб со стороны верхнего бьефа (ВБ), и может быть использовано для очистки илистых отложений из прудков-отстойников различного назначения. Способ очистки включает подачу в пульповод (П) плотины насосов (Н) в виде гидросмеси (Г) и сброс их в нижний бьеф воды. Очистку выполняют путем подъема Н на поверхность воды ВБ и их подачи по плавучему гибкому П в П плотины, а затем в нисходящий П - сифонированием. Подачу Г сифонированием производят по обводному восходящему П через гребень плотины, где при превышении допустимой вакуумметрической высоты ее всасывания сифонированием производят вспомогательное инжектирование. Запуск сифонного земснаряда (СЗ) в работу осуществляют предварительным заливом П водой. СЗ содержит грунтозаборный орган (ГО) с всасывающим П и устройство для транспортирования Г в виде плавучего и магистрального П. Всасывающий П ГО, плавучий и магистральный П, на командной высоте (КВ) последнего из которых установлен вакуум-насос, выполнены в виде единого сифонного П. На всасывающем П ГО может быть установлено вспомогательное эжектирующее устройство, на КВ П - регулируемый вантуз, а на конце нисходящей ветви П - регулируемый клапан. Благодаря использованию способа и устройства повышается эффективность очистки наносов, существенно сокращаются общие удельные расходы и энергозатраты на транспортировку гидросмеси. 2 с. и 3 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Способ очистки от наносов водохранилищ, включающий подачу в пульповод плотины насосов в виде гидросмеси и сброс их в нижний бьеф воды, отличающийся тем, что очистку выполняют путем подъема насосов на поверхность воды верхнего бьефа и их подачи по плавучему гибкому пульповоду в пульповод плотины, а затем в нисходящий пульповод – сифонированием.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что подачу гидросмеси сифонированием производят по обводному восходящему пульповоду через гребень плотины, где при превышении допустимой вакуумметрической высоты ее всасывания сифонированием производят вспомогательное инжектирование.3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при сифонировании осуществляют запуск сифонного земснаряда в работу предварительным заливом пульповодов водой.4. Сифонный земснаряд, содержащий грунтозаборный орган с всасывающим пульповодом и устройство для транспортирования гидросмеси в виде плавучего и магистрального пульповодов, отличающийся тем, что всасывающий пульповод грунтозаборного органа, плавучий и магистральный пульповоды, на командной высоте которого установлен вакуум-насос, выполнены в виде единого сифонного пульповода.5. Сифонный земснаряд по п.4, отличающийся тем, что на всасывающем пульповоде грунтозаборного органа установлено вспомогательное эжектирующее устройство, на командной высоте пульповода – регулируемый вантуз, а на конце нисходящей ветви пульповода, соответственно, – регулируемый клапан.