УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ Российский патент 2006 года по МПК E02B9/04 

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям и может быть использовано для автоматической очистки воды, забираемой из открытых водоемов, от мусора и нитчатых водорослей.

Известно устройство для очистки воды, включающее сетчатый барабан, установленный на горизонтальной оси с возможностью вращения и опущенный нижней частью в колодец, к которому подключен отводящий водовод, радиальные перегородки, прикрепленные к внутренней боковой поверхности барабана равномерно по его периметру, подводящий водовод и наносоотводящее устройство, подключенное к барабану с его торца, перфорированный трубопровод для очистки сетки барабана, расположенный с его наружной стороны, подводящий водовод выполнен в виде водонепроницаемых пластин, причем наносоотводящее устройство выполнено в виде наносоотводящего лотка, конец которого расположен внутри барабана под подводящим лотком, а трубопровод барабана расположен над верхней его частью (а.с. 1416599, кл. Е 02 В 5/08, а.с. 1392191, кл. Е 02 В 9/04, аналоги).

Недостатком данных устройств является низкая эффективность в работе вследствие проведения очистки сетки барабана при забивании ее нитчатыми водорослями и мусором только лишь промывным расходом, сложность конструкции и большие энергетические затраты при работе, связанные с неэкономичным режимом работы из-за постоянного расхода воды требующегося на промывку независимо от концентрации засорения воды и от степени забивания сетки барабана сорными и наносовыми содержащими. Кроме этого постоянное вращение барабана независимо от степени засоренности воды является также экономически нецелесообразным.

Известно другое устройство для очистки воды, включающее цилиндрический барабан с перфорированной тонколистовой боковой обшивкой, установленной торцом на водозаборном оголовке с возможностью вращения, сороочистное устройство, выполненное в виде подпружиненных резцов, взаимодействующих с обшивкой острой кромкой, при этом в резцах выполнены каналы с соплами, соединенные с источником давления воды, причем сопла каналов направлены в воду взаимодействия острых кромок резцов с обшивкой барабана (а.с.990949, кл. Е 02 В 8/08, аналог).

Недостатком данного устройства является низкая эффективность в работе, по причине неэкономичного режима работы, не учитывающего степень засоренности забираемой воды в процессе работы насосно-силового агрегата.

Техническая задача изобретения - повышение эффективности работы и снижение энергозатрат при проведении очистки воды.

Поставленная задача достигается тем, что для повышения эффективности работы и снижения энергозатрат при проведении очистки воды цилиндрический барабан с перфорированной обшивкой расположен с неполным погружением в водозаборной камере и размещен поперек потока воды на всасывающей трубе, являющейся его осью вращения с помощью привода, управляемого блоком управления устройства, а перфорированная обшивка цилиндрического барабана снабжена вогнутой неперфорированной поверхностью, образующей сороотводящий лоток, расположенный вдоль продольной оси фильтра, при этом перфорированный промывной трубопровод размещенный внутри цилиндрического барабана снабжен струеобразующими флейтами, создающими факел промывной воды с внутренней стороны перфорированной обшивки впереди резца, расположенного на не погруженной части перфорированной обшивки, а гидравлическая связь перфорированного промывного трубопровода осуществляется с напорным трубопроводом с помощью гидролинии, размещенной внутри всасывающей трубы с заходом вовнутрь ее на поверхности земли и выходом в камере цилиндрического барабана, кроме того, на внешней стороне цилиндрического барабана размещен смывной перфорированный трубопровод со струеобразующими флейтами, обеспечивающими смывной поток с сороотводящего лотка, а линии смывного и промывного трубопроводов снабжены датчиками управления их работой, причем датчик промывного трубопровода связан с датчиком уровня воды в водозаборной камере и уровня воды в цилиндрическом барабане, управляющим приводом цилиндрического барабана, через блок управления, а датчик смывного трубопровода связан с датчиком положения цилиндрического барабана также через блок управления устройства, при этом датчик положения цилиндрического барабана выполнен в виде герконового выключателя, установленного на всасывающей трубе, взаимодействующего с магнитом, закрепленным в торце сороотводящего лотка, обращенного к всасывающей трубе, снабженной водозаборной юбкой, а в линии герконового выключателя и блока управления установленного реле времени.

Размещение цилиндрического барабана с перфорированной обшивкой с неполным погружением в водозаборной камере и расположение его поперек потока воды на всасывающей трубе, являющейся его осью вращения с помощью привода, управляемого блоком управления устройства позволяет достичь новый, ни в прототипе ни в аналогах ранее не известный, положительный эффект - режим работы устройства в зависимости от концентрации сорных включений в воде, т.е. в энергосберегающем режиме работы.

Благодаря снабжению перфорированной обшивки цилиндрического барабана вогнутой неперфорированной поверхностью, образующей сороотводящий лоток, расположенный вдоль продольной оси фильтра, создается возможность значительно упростить конструкцию устройства в сравнении с аналогом и прототипом и тем самым повысить надежность и эффективность работы устройства при проведении очистки воды.

Размещение перфорированного промывного трубопровода внутри цилиндрического барабана и снабжение струеобразующими флейтами, создающими факел промывной воды с внутренней стороны сетки впереди резца, расположенного на непогруженной части перфорированной обшивки, в значительной степени, по сравнению с аналогом и прототипом, улучшат степень очистки перфорированной обшивки от мусора и нитчатых водорослей, застрявших в перфорациях обшивки цилиндрического барабана, так как воздействие факела промывной воды выходящих из струеобразующих флейт в непогруженной части перфорированной обшивки (т.е. в атмосферу, а не в воду, как в прототипе и аналогах) усиливают воздействие струи воды на застрявшие сорные включения, тем самым повышая эффективность и надежность в работе.

Гидравлическая связь перфорированного промывного трубопровода, осуществляющаяся с напорным трубопроводом с помощью гидролинии, размещенной внутри всасывающей трубы с заходом во внутрь ее на поверхности земли и выходом в камере цилиндрического барабана, обеспечивает работоспособность идейного замысла в создании энергосберегающего режима работы устройства.

Размещение на внешней стороне цилиндрического барабана смывного перфорированного трубопровода со струеобразующими флейтами, обеспечивающими смывной поток с сороотводящего лотка и снабжение линии смывного и промывного трубопроводов датчиками управления их работой, при этом датчик промывного трубопровода связан с датчиком уровня воды в водозаборной камере и уровня воды в цилиндрическом барабане, управляющим приводом цилиндрического барабана, через блок управления, а датчик промывного трубопровода связан с датчиком положения цилиндрического барабана также через блок управления устройства, кроме этого выполнение датчика положения цилиндрического барабана в виде герконового выключателя, установленного на всасывающей трубе, взаимодействующего с магнитом, закрепленным в торце сороотводящего лотка, обращенного к всасывающей трубе, снабженной водозаборной юбкой, а в линии герконового выключателя и блока управления установка реле времени обеспечивает "стоп" "стартовый" режим работы устройства в зависимости от засоренности забираемой насосом воды, что позволяет достичь положительный эффект энергосбережения и повышения эффективности и надежности работы устройства.

Сущность изобретения поясняется следующими чертежами:

- Фиг.1 - принципиальная схема водозаборного устройства;

- Фиг.2 - вид водозаборного устройства сбоку (момент смыва сорных включений).

Устройство для очистки воды включает цилиндрический барабан 1 с перфорированной обшивкой 2, подключенной к всасывающей трубе 3 насоса, размещенный в водозаборной камере 4 с возможностью вращения с помощью привода, сороочистное устройство в виде подпружиненного резца 5, взаимодействующего с обшивкой 2 острой кромкой, сороотводящее устройство 6, перфорированный промывной 7 трубопровод, цилиндрический барабан 1 с перфорированной обшивкой 2 расположен с неполным погружением в водозаборной камере 4 и размещен поперек потока воды на всасывающей трубе 3, являющейся его осью вращения с помощью привода, управляемого блоком управления 8 устройства, а перфорированная обшивка 2 цилиндрического барабана 1 снабжена вогнутой неперфорированной поверхностью, образующей сороотводящий лоток 6, расположенный вдоль продольной оси фильтра, при этом перфорированный промывной 7 трубопровод, размещенный внутри цилиндрического барабана 1, снабжен струеобразующими флейтами 9, создающими факел промывной воды с внутренней стороны перфорированной обшивки 2 впереди резца 5, расположенного на непогруженной части перфорированной обшивки 2, а гидравлическая связь перфорированного промывного 7 трубопровода осуществляется с напорным трубопроводом с помощью гидролинии, размещенной внутри всасывающей трубы 3 с заходом во внутрь ее на поверхности земли и выходом в камере цилиндрического барабана 1, кроме того, на внешней стороне цилиндрического барабана 1 размещен смывной 10 перфорированный трубопровод со струеобразующими флейтами 11, обеспечивающими смывной поток с сороотводящего лотка 6, а линии смывного 10 и промывного 7 трубопроводов снабжены датчиками 12, 13 управления их работой, причем датчик 13 промывного 7 трубопровода связан с датчиком 14 уровня воды в водозаборной камере 4 и уровня воды в цилиндрическом барабане, управляющим приводом цилиндрического барабана 1, через блок управления 8, а датчик 12 смывного 10 трубопровода связан с датчиком 15 положения цилиндрического барабана 1 также через блок управления 8 устройства, при этом датчик 15 положения цилиндрического барабана 1 выполнен в виде герконового выключателя 16, установленного на всасывающей трубе 3, взаимодействующего с магнитом 17, закрепленным в торце сороотводящего лотка 6, обращенного к всасывающей трубе 3, снабженной водозаборной юбкой 18, а в линии герконового выключателя 16 и блока управления 8 установленного реле времени 19.

Устройство для очистки воды работает следующим образом:

При степени засоренности забираемой воды, в пределах допустимого значения, устройство работает в "пассивном" режиме работы, т.е. цилиндрический барабан 1 с перфорированной обшивкой 2 не вращается. Подача воды в промывной 7 и смывной 10 трубопроводы не осуществляется.

Увеличение сорных включений в забираемой воде приводит к забиванию перфорацией перфорированной обшивки 2, вызывающего снижение уровня воды в барабане 1 и переход в "активный" режим работы.

В результате создавшегося перепада уровней в водозаборной камере 4 и барабане 1 происходит срабатывание датчика 14 и подача сигнала в блок управления устройством 8, который производит одновременное включение привода, обеспечивающего вращение барабана 1 и датчика 13 промывного 7 трубопровода. Это приводит к вращению барабана 1 и подаче воды от насоса через датчик 13 в промывной трубопровод 7 и струеобразующие флейты 9. Взаимодействие подпружиненного резца 5 острой кромкой с перфорированной обшивкой 2 с внешней стороны при вращении барабана 1 и мощный поток воды, создаваемый струеобразующими флейтами 7, с внутренней стороны перфорированной обшивки 2 обеспечивают интенсивную очистку перфорацией барабана 1. Вращение барабана осуществляется до тех пор, пока сороотводящий лоток 6 барабана 1 не подойдет к герконовому выключателю 16, датчика 15 положения барабана 1, установленного на всасывающей трубе 3, что приводит к его взаимодействию с магнитом 17, закрепленным в торце сороотводящего лотка 6. Это обеспечивает подачу сигнала в блок управления 8, который производит остановку привода вращения барабана 1 переключением датчика 13, прекращающим подачу воды в промывной трубопровод 7. Одновременно блок управления 8 выдает сигнал на включение датчика 12 в работу. Остановка барабана 1 происходит в момент подхода резца 5 к началу вогнутой поверхности сороотводящего лотка 6 и смывному трубопроводу 10 с струеобразующими флейтами 11. В результате этого вода от насоса через датчик 12 поступает в смывной трубопровод 10 и к струеобразующим флейтам 11. Мощный факел воды от струеобразующих флейт 11 обеспечивают смыв сорных включений с резца 5 и лотка 6 по его вогнутой поверхности за пределы водозаборной камеры 4.

Смыв сорных включении осуществляется в течение времени определенного реле 19. После чего происходит отключение датчика 12 и подача воды в трубопровод 11 прекращается.

В случае если очистка перфораций перфорированной обшивки 2 произведена полностью, уровень воды в цилиндрическом барабане 1 повышается, что приводит к отключению датчика 14. Устройство возвращается в "пассивный" режим работы.

При недостаточной очистке перфораций перфорированной обшивки 2 происходит повторное включение с помощью датчика 14 устройства в режим "активной" работы.

Цикл повторяется.

Предлагаемое устройство снижает энергозатраты на 20-30% при проведении очистки воды, на 20-25% повышает эффективность и надежность в работе и на 10-12% за счет автоматизации уменьшает трудозатраты в эксплуатации.

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям и может быть использовано для автоматической очистки воды, забираемой из открытых водоемов, от мусора и нитчатых водорослей. Устройство для очистки воды включает цилиндрический барабан с перфорированной обшивкой, подключенный к всасывающей трубе насоса и размещенный в водозаборной камере с возможностью вращения с помощью привода, сороочистное устройство в виде подпружиненного резца, взаимодействующего с обшивкой острой кромкой, сороотводящее устройство, перфорированный промывной трубопровод. Цилиндрический барабан с перфорированной обшивкой расположен с неполным погружением в водозаборной камере и размещен поперек потока воды на всасывающей трубе, являющейся осью его вращения с помощью привода, управляемого блоком управления устройства. Перфорированная обшивка цилиндрического барабана снабжена вогнутой неперфорированной поверхностью, образующей сороотводящий лоток, расположенный вдоль продольной оси фильтра. Перфорированный промывной трубопровод, размещенный внутри цилиндрического барабана, снабжен струеобразующими флейтами, создающими факел промывной воды с внутренней стороны перфорированной обшивки впереди резца, расположенного на не погруженной части перфорированной обшивки. Гидравлическая связь перфорированного промывного трубопровода с напорным трубопроводом осуществлена с помощью гидролинии, размещенной внутри всасывающей трубы с заходом внутрь нее на поверхности земли и выходом в камере цилиндрического барабана. На внешней стороне цилиндрического барабана размещен смывной перфорированный трубопровод со струеобразующими флейтами, обеспечивающими смывной поток с сороотводящего лотка. Линии смывного и промывного трубопроводов снабжены датчиками управления их работой. Датчик промывного трубопровода связан с датчиком уровня воды в водозаборной камере и уровня воды в цилиндрическом барабане, управляющим приводом цилиндрического барабана, через блок управления. Датчик смывного трубопровода связан с датчиком положения цилиндрического барабана также через блок управления устройства. Датчик положения цилиндрического барабана выполнен в виде герконового выключателя, установленного на всасывающей трубе и взаимодействующего с магнитом, закрепленным в торце сороотводящего лотка, обращенного к всасывающей трубе, снабженной водозаборной юбкой, а в линии герконового выключателя и блока управления установлено реле времени. Изобретение обеспечивает повышение эффективности очистки воды и снижение затрат на ее проведение. 2 ил.

Устройство для очистки воды, включающее цилиндрический барабан с перфорированной обшивкой, подключенный к всасывающей трубе насоса и размещенный в водозаборной камере с возможностью вращения с помощью привода, сороочистное устройство в виде подпружиненного резца, взаимодействующего с обшивкой острой кромкой, сороотводящее устройство, перфорированный промывной трубопровод, отличающееся тем, что для повышения эффективности работы и снижения энергозатрат при проведении очистки воды цилиндрический барабан с перфорированной обшивкой расположен с неполным погружением в водозаборной камере и размещен поперек потока воды на всасывающей трубе, являющейся осью его вращения с помощью привода, управляемого блоком управления устройства, а перфорированная обшивка цилиндрического барабана снабжена вогнутой неперфорированной поверхностью, образующей сороотводящий лоток, расположенный вдоль продольной оси фильтра, при этом перфорированный промывной трубопровод, размещенный внутри цилиндрического барабана, снабжен струеобразующими флейтами, создающими факел промывной воды с внутренней стороны перфорированной обшивки впереди резца, расположенного на непогруженной части перфорированной обшивки, а гидравлическая связь перфорированного промывного трубопровода с напорным трубопроводом осуществлена с помощью гидролинии, размещенной внутри всасывающей трубы с заходом внутрь нее на поверхности земли и выходом в камере цилиндрического барабана, кроме того, на внешней стороне цилиндрического барабана размещен смывной перфорированный трубопровод со струеобразующими флейтами, обеспечивающими смывной поток с сороотводящего лотка, а линии смывного и промывного трубопроводов снабжены датчиками управления их работой, причем датчик промывного трубопровода связан с датчиком уровня воды в водозаборной камере и уровня воды в цилиндрическом барабане, управляющим приводом цилиндрического барабана, через блок управления, а датчик смывного трубопровода связан с датчиком положения цилиндрического барабана также через блок управления устройства, при этом датчик положения цилиндрического барабана выполнен в виде герконового выключателя, установленного на всасывающей трубе и взаимодействующего с магнитом, закрепленным в торце сороотводящего лотка, обращенного к всасывающей трубе, снабженной водозаборной юбкой, а в линии герконового выключателя и блока управления установлено реле времени.