ОТСТОЙНИК Российский патент 2007 года по МПК B01D21/24 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к отстойнику согласно преамбуле пункта 1.

Предпосылки к созданию изобретения

В отстойниках для осаждающих резервуаров обычно применяются наклонные пластины для увеличения площади осаждения и, таким образом, производительности по очистке жидкости.

Предназначенную для обработки жидкость, чаще всего воду, выпускают вместе с содержащимися в ней нежелательными взвешенными твердыми частицами из канала для сточных вод в тонкослойные элементы жидкости, размещенные между наклонными пластинами. В процессе осаждения взвешенных твердых частиц жидкость проходит вверх, и затем достигает слива для очищенной жидкости.

Увеличение пропускной способности отстойников связано с тем, что частицам для того, чтобы отделиться, требуется переместиться только на короткое расстояние по вертикали до нижней пластины в блоке тонкослойных элементов. Когда частицы достигают наклонных пластин, они скользят вдоль пластин вниз, в емкость для сбора шлама, расположенную ниже наклонных пластин. Отсюда шлам обычно направляется с помощью скребка или под действием силы тяжести в бункер для шлама, который выходит из него в виде сгущенного продукта.

На рынке существует много конфигураций отстойников с наклонными пластинами. Наиболее коммерчески выгодными являются отстойники противоточного типа, т.е в которых предназначенная для обработки жидкость проходит вверх, через тонкослойные элементы, в то время как твердые частицы скользят по пластинам вниз, в противотоке с потоком жидкости.

Существует два основных типа работающих в противотоке отстойников с наклонными пластинами:

а. Отстойники первого типа, имеющие наклонные пластины, полностью погруженные в жидкость со средствами выпуска очищенной жидкости на уровне выше пластин.

b. Отстойники второго типа, имеющие верхнюю часть каждой наклонной пластины, выступающую над уровнем воды. В этом случае очищенная вода стекает в стороны через перемычку (перемычки) в желоб (желоба) для стоков на уровне ниже верхней части пластин.

Оба типа могут быть изготовлены в виде пакета пластин, предназначенного для того, чтобы вставить их в бетонные, пластиковые или стальные резервуары. Устройства типа а. обычно изготавливают и собирают в цехе, и отгружают на место использования, в то время как комбинацию желоба для стоков/питающего канала отстойника типа b. изготавливают и собирают в цехе, и отгружают на рабочую площадку, где его монтируют в бетонном резервуаре, прикрепляя болтами к анкерным элементам в бетонных стенах. Пластины затем устанавливают в резервуаре по одной на месте.

Отстойники с наклонными пластинами сооружают в основном одинаковым образом в течение более чем 20 лет. Из-за сложности изготовления и установки отстойников предшествующих типов существует большая потребность в более простых и экономичных отстойниках с наклонными пластинами.

Задача и наиболее важные признаки настоящего изобретения

Задачей настоящего изобретения является создание отстойника с наклонными пластинами, посредством которого решается проблема, связанная с предшествующими техническими решениями. Эта задача достигается в отстойнике типа, описанного выше, за счет признаков отличительной части пункта 1.

В настоящее время становится возможным построить отстойники с наклонными плоскостями согласно обоим типам а. и b., которые основаны на одинаковых конструкционных элементах, за счет простой корректировки в процессе изготовления или в процессе сборки. Таким образом могут быть удовлетворены требования для областей применения, в которых требуется, чтобы наклонные пластины выступали из жидкости, или в которых требуется, чтобы наклонные пластины были полностью погружены в жидкость.

Отстойник согласно настоящему изобретению предпочтительно изготовлен в форме пакета, который размещен в резервуаре или емкости с жидкостью, или же используется как отдельный агрегат. В последнем случае отстойник выполняется таким образом, чтобы он сам представлял собой резервуар.

Каждый такой пакет предпочтительно состоит из наклонного короба, имеющего форму параллелепипеда с боковыми и торцевыми стенками, но без верхних и нижних стенок, в котором пластины размещены на внутренних опорах.

Когда отстойник приводится в рабочее состояние, короб в форме параллелепипеда помещается в резервуар или емкость с жидкостью таким образом, что его верхний конец выступает из жидкости. Каждая боковая стенка размещена таким образом, что оказывается во время работы осаждающего резервуара или емкости с жидкостью на самом низком возможном уровне жидкости или ниже его.

В зависимости от того, требуется ли отстойник типа а. или b., верхний участок, ограничивающий верхнюю пластину или перемычку, устанавливается со стороны боковой стенки с его верхней частью, размещенной таким образом, чтобы наклонные пластины осаждения были полностью погружены, или ограничивающий перемычку, установленную на нужном уровне для того, чтобы допустить перетекание через нее очищенной жидкости на уровне ниже верха отстойных пластин. В первом случае с типом а. очищенная жидкость должна подходящим образом падать в один или несколько желобов для стоков, размещенных на уровне выше наклонных пластин. В одном варианте реализации над отстойными пластинами может быть размещена перфорированная пластина, а стоки проходят в желоб для стоков поверх боковой перемычки.

Каждый верхний участок, ограничивающий верхнюю пластину или перемычку, расположен в герметичной связи с боковой стенкой, герметизируя ее или непосредственно, или косвенно.

В отстойнике типа b. очищенная жидкость должна подходящим образом падать в один или несколько желобов для стоков, которые должны быть прикреплены с наружной стороны плоскости боковой стенки (стенок).

В обоих случаях жидкость изнутри пакета будет выпускаться в желоб (желоба) для стоков, которые, в свою очередь, соединены с выпускным отверстием (отверстиями).

За счет изменения вертикального положения (или возможных размеров отверстий) перемычки или отверстий можно изменять уровень жидкости внутри отстойника. Предпочтительно, чтобы каждая перемычка, которая может быть размещена на одной боковой стенке соответствующего желоба для стоков, являлась частью желоба. Желоба и/или перемычки должным образом обеспечивают усиление коробчатой структуры короба, имеющего форму параллелепипеда.

Перемычка может быть снабжена пилообразными вырезами по своему верхнему краю для контроля перетекания очищенной жидкости. Это облегчает регулирование слива очищенной жидкости. Если для каждого тонкослойного элемента предусмотрен один вырез, можно установить, что очищенная жидкость отводится от каждого тонкослойного элемента при отсутствии препятствий в проходе.

В случае, если пластины погружены в жидкость, желоб (желоба) для стоков могут быть размещены выше пластин.

В основном поток, проходящий в желоба, и, таким образом, распределение и поток воды между тонкослойными элементами можно контролировать или посредством регулирующих отверстий ниже уровня жидкости, или посредством перемычек водослива. Такие перемычки водослива могут быть снабжены системами вырезов. Может также использоваться сочетание желобов для стоков, размещенных выше пластин, и установленного сбоку желоба для стоков, в котором может также использоваться слив из верхних желобов.

Краткое описание чертежей

Другие аспекты изобретения обеспечивают получение дополнительных преимуществ, которые будут очевидны из приведенного ниже описания изобретения со ссылкой на чертежи, на которых:

на фиг.1а изображен отстойник согласно первому варианту реализации изобретения;

на фиг.1b изображена его деталь в увеличенном масштабе;

на фиг.2а изображен отстойник согласно второму варианту реализации изобретения;

на фиг.2b изображена его деталь в увеличенном масштабе;

на фиг.3а изображен отстойник согласно третьему варианту реализации изобретения;

на фиг.3b изображена его деталь в увеличенном масштабе;

на фиг.4а изображена компоновка опоры наклонной пластины;

на фиг.4b изображена ее деталь в увеличенном масштабе;

на фиг.5а изображена вторая компоновка опоры наклонной пластины;

на фиг.5b изображена ее деталь в увеличенном масштабе; и

на фиг.6 изображена система очистки отстойников согласно настоящему изобретению.

Подробное описание вариантов реализации

На фиг.1 показан отстойник 1, имеющий в основном форму коробчатой конструкции, такой как короб в форме параллелепипеда с боковыми стенками, одна из которых обозначена позицией 2, и торцевыми стенками, одна из которых обозначена позицией 3. Боковые стенки 2 и торцевые стенки 3 включают средства усиления 4, так чтобы определять форму короба.

Боковые стенки при сборке предпочтительно прикрепляют болтами или приваривают к торцевым стенкам для образования короба. Внутри короба размещен ряд наклонных панелей или пластин 5 осаждения, так чтобы установить между ними в процессе эксплуатации устройства соответствующее количество тонкослойных элементов жидкости. Боковые стенки оканчиваются на позиции ниже участка, ограничивающего нижний уровень жидкости внутри короба. Однако согласно настоящему изобретению предусмотрен верхний участок по верху каждой стороны боковой стенки, так что можно по желанию устанавливать уровень очищенной жидкости. Это позволяет очень легко модифицировать отстойник, так что он может относиться или к типу а., или к типу b.

По верхнему краю размещены таким образом на каждой стороне, снаружи боковых стенок, имеющая форму полосы перемычка 7, 7' с обращенным вверх пилообразным контуром из направленных вверх v-образных вырезов. В процессе эксплуатации отстойника очищенная жидкость, проходящая по наклонным пластинам осаждения, будет выходить поверх перемычек 7, 7' и падать в желоб 6, 6' для стоков, размещенный снаружи каждой перемычки 7, 7'. Желоба для стоков применяются для выпуска очищенной жидкости из отстойника.

Как показано на фиг.1а, отстойник 1 открыт кверху и перемычки занимают такое положение, при котором показанный вариант реализации относится к отстойнику типа b., т.е. имеет наклонные пластины осаждения, выступающие над поверхностью уровня жидкости. Кроме того, имеющий форму параллелепипеда короб открыт книзу (не показано), чтобы обеспечить возможность осажденным твердым частицам, скользящим вниз по пластинам осаждения, падения в отделение для шлама резервуара или в емкости для жидкости, в которых предназначается установить отстойник 1. Ниже боковой стенки 2 имеется открытый участок, позволяющий предназначенной для очистки жидкости поступать в тонкослойные элементы жидкости между соответствующими наклонными пластинами 5 осаждения. Впускные отверстия 8 ограничиваются на данном открытом участке для каждого тонкослойного элемента жидкости соответствующими наклонными пластинами. Впускные отверстия 8 предпочтительно размещены также на другой стороне отстойника 1 (не показаны).

Наклонные пластины осаждения на их сторонах, обращенных к впускному участку, ограниченные множеством впускных отверстий 8, могут быть снабжены загнутыми закраинами, обращенными вверх, предназначенными для того, чтобы уменьшить удар поступающей через впускные отверстия 8 жидкости об уже осажденный на наклонных пластинах для осаждения материал.

На фиг.1b более подробно показан верхний участок отстойника с перемычкой с вертикальным овальным отверстием 9, обеспечивающим регулирование положения перемычки.

Предпочтительно, чтобы перемычка 7, 7' устанавливалась вместе с соответствующими желобами 6, 6' для стоков, чтобы упростить сборку на рабочей площадке. Следует также отметить, что желоба 6, 6' для стоков служат стабилизаторами для верхних участков боковых стенок 2. Согласно одному варианту перемычка является частью соответствующего желоба для стоков.

На фиг.2а показан второй вариант реализации, в котором показан отстойник 11, имеющий стенки 12, 13, усилительное средство 14, впускные отверстия 18 и желоба 16, 16' для стоков. Наверху отстойника 11 установлена крышка 15, предназначенная для равномерного распределения потока по отстойнику, имеющая отверстия для пропуска очищенной жидкости. В этом случае перемычки 17, 17' размещены с верхним краем на уровне выше крышки, так что отстойник 11 будет относиться к типичному отстойнику типа а., описанному выше. Это означает полное погружение наклонных пластин осаждения (на фиг.2 не показаны) ниже уровня воды.

На фиг.2b более подробно показан верхний участок отстойника 11, в котором более ясно показан желоб 16' для стоков, имеющий форму открытого канала, и перегородка, ограниченная прямой кромкой пластины 17'. Крышка 15 показана со сквозными отверстиями 19, предназначенными для очищенной жидкости.

На фиг.3а показан второй вариант реализации, в котором показан отстойник 21, имеющий стенки 22, 23, усилительное средство 24, желоба 26, 26' для стоков и наклонные пластины осаждения 25. Перемычки 27, 27' в этом случае снабжены отверстиями 29, расположенными по длине через одинаковые интервалы, так что в процессе работы можно следить за этой работой, наблюдая прохождение жидкости через эти отверстия для обнаружения появления каких-либо препятствий в тонком слое между двумя или более наклонными пластинами осаждения 25.

На фиг.3b более подробно показан верхний участок отстойника 21 с отверстиями 29, расположенными по длине пластины перемычки 27'.

На фиг.4а и b показано, каким образом поддерживается в отстойнике наклонная пластина 5 осаждения. Несущая направляющая 30, образующая опорный элемент и имеющая L-образное поперечное сечение, прикреплена изнутри к каждой боковой стенке (одна из них обозначена позицией 2). Следует отметить, что каждая пластина 5 имеет одну несущую направляющую 30 с каждой стороны.

Для установки пластины 5 осаждения по вертикали используется зажим 31, который может быть вырезан из материала пластины в пластине 5 осаждения и дважды загнут для получения имеющего форму зажима держателя, взаимодействующего с верхней кромкой несущей направляющей 30.

Таким образом, оказывается необходимо добиться правильного положения по вертикали очень простым способом, который упрощает сборку устройства, и закрепить пластину 5 осаждения таким образом, чтобы она не упала на дно резервуара или емкости с жидкостью, в которой находится отстойник. Каждая несущая направляющая 30 имеет L-образное поперечное сечение, причем одна ножка L является вертикальной, так чтобы образовывать отогнутый вверх участок также и на впускном участке отстойника. Таким образом предотвращается пересечение поступающей воды, предназначенной для очистки, с уже осажденными твердыми частицами на пластинах осаждения. См. анализ краевых участков в связи с фиг.1а.

На фиг.5а отстойник 41 снабжен расположенными по центру профилированными центральными опорными деталями 48, которые расположены между двумя участками 45, 45', образующими совместно плоскость пластины осаждения. Позициями 46, 46' обозначены желоба для стоков, позиции 47, 47' обозначают перемычки. С внешней стороны участки панели опираются, например, на несущие направляющие (не показаны).

На фиг.5b более детально показано расположение центральных опорных деталей 48. Каждая центральная опорная деталь 48 имеет участок зацепления 49, разделяющий участок 52 и контактный участок 51. Участок зацепления 49 имеет пазы зацепления 50, 50', предназначенные для размещения в них внутренних кромок участков 45, 45' панели осаждения с каждой стороны. Эти пазы 50, 50' имеют зажимные кромки, позволяющие добиться качественного фрикционного контакта и надежного зацепления между каждой опорной деталью и соответствующими участками панели. Разделяющий участок 52 выполнен в виде имеющей форму полосы элемента 52, а контактный участок 51 лежит на соседней центральной опорной детали 48'.

Задачей изготовления центральных опорных деталей является создание возможности сооружения относительно широкого отстойника 41 без опасности прогиба панелей осаждения под воздействием собственного веса и веса осажденного твердого материала, что может привести к прогибу одной или нескольких панелей осаждения вниз и их падения в результате отделения от опор.

Следует отметить, что центральные опорные детали выполнены удлиненными, имеющими форму полосы, которые показаны в поперечном разрезе на фиг.5а и b. Это означает, что поступление жидкости, предназначенной для очистки, должно быть обеспечено со стороны каждой боковой стенки отстойника 41 и/или опорные детали должны быть перфорированы.

На фиг.6 показана система 52 очистки наклонных панелей или пластин 5 двух отстойников 1, расположенных рядом на определенном расстоянии друг от друга. Верхние наружные кромки желобов 6 для стоков двух отстойников выполнены как направляющие 53 для установленного на направляющих струйного устройства 54, имеющего колеса 55. Это устройство соединено с источником находящейся под давлением жидкости 56 и снабжено жесткими трубами 58 с соплами 57 на их концах. В процессе работы управление устройством 54 осуществляется определенным образом, или с помощью робота, или просто путем управления вручную, чтобы успешно очищать наклонные панели 5 от осажденного материала, который не соскальзывает под воздействием силы тяжести. Следует отметить, что струйное устройство 54 может быть выполнено иным образом, например так, чтобы обслуживать один отстойник 1. В этом случае оно снабжено соплами, обращенными в одном направлении, и размещено на направляющей, расположенной против предназначенного для очистки отстойника. Преимущество системы 52, подобной показанной на фиг.6, заключается в том, что очистка может выполняться в процессе обычной эксплуатации отстойника.

Изобретение можно модифицировать дополнительно, и одна из модификаций заключается в том, что в варианте а. желоба для стоков размещены непосредственно над пластиной осаждения известным способом. Специалисту в данной области техники должно быть очевидно, что верхние участки могут быть конфигурированы по разному и на различных уровнях в зависимости от того, что требуется в конкретном случае. Кроме того, верхний участок может представлять собой перемычку или просто стенку, в этом случае очищенная вода выходит из устройства поверх перемычки, установленной любым путем.

Дополнительные преимущества достигаются за счет различных аспектов отстойника, являющегося предметом настоящего изобретения:

- его предпочтительно изготавливают в форме комплекта и отгружают в форме уложенных пластин, стенок и желобов, требующих минимального объема при транспортировке, и которые можно поэтому отгружать с минимальными затратами;

- он подходит для установки в ограниченных объемах, где недостаточно пространства для установки обычного наклонного отстойника;

- он не требует применения герметизирующего материала между пластинами и окружающими стенками;

- пластины и стенки могут быть изготовлены из различных материалов;

- он может иметь пластины, выступающие из жидкости, но при этом не иметь проблем с жиром, смазкой, маслом и другими плавающими материалами, собирающимися под дном желоба для стоков;

- не возникает проблем с материалом, оседающим на дно питающего канала;

- он может содержать пластины, которые можно легко извлечь из отстойника с наклонными пластинами для осмотра и/или очистки;

- его можно легко разобрать и переместить в очень компактной форме для использования в другом месте;

- он очень хорошо сочетается с гидравлическим шламоотделителем в шламосборнике, допуская использование отстойника небольшого объема;

- его можно легко оборудовать автоматической системой очистки на месте. Пример такой системы включает передвижную каретку, снабженную соплами, направляющими струи жидкости на наклонные панели таким образом, чтобы более постоянно удалять осажденный материал, который не соскальзывает под воздействием собственного веса;

- он может иметь питающие порты, выполненные за счет отрезания нижней части боковой стенки в конце пластин;

- он может обеспечить защиту от возмущений путем подачи потока на отделенный шлам, скользящий с пластин вниз, а также для очищенной жидкости, поднимающейся под поверхностью верхней пластины в тонкослойном элементе жидкости, поскольку профили, удерживающие пластины, проходят вниз в область загрузочного отверстия, и таким образом заглушают части питающих портов, которые в противном случае открывались бы соответственно на текущий шлам или очищенную жидкость;

- он легко устанавливается в резервуаре путем размещения отстойника или отстойников на опоры, а в случае применения нескольких отстойников путем соединения устройств и их желобов для стоков между собой.

Изобретение относится к отстойникам для очистки жидкости от взвешенных твердых частиц. Отстойник содержит множество наклонных, расположенных через определенные промежутки панелей, которые опираются на коробчатую конструкцию, имеющую две боковые стенки. Отстойник включает впускные и выпускные отверстия для жидкости. Одна из сторон боковой стенки коробчатой конструкции снабжена верхним участком с возможностью регулирования его положения по вертикали, чтобы получать уровень очищенной жидкости внутри устройства, находящийся между нижним уровнем, который расположен ниже верхней части наклонных панелей, и высоким уровнем, который расположен над верхней частью наклонных панелей. Технический результат состоит в возможности модификации отстойника для его использования с выступающими краями панелей или с заглубленными краями панелей. 13 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Отстойник (1) для очистки жидкости, который содержит множество наклонных, расположенных через определенные промежутки панелей (5), каждая из которых образует верхнюю поверхность осаждения, предназначенную для осаждения твердых частиц, содержащихся в жидкости, предназначенной для очистки, причем панели (5) опираются на коробчатую конструкцию (2, 3, 4), имеющую две боковые стенки, при этом отстойник включает одно или несколько впускных отверстий для жидкости, предназначенной для очистки, и одно или несколько выпускных отверстий для очищенной жидкости, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одна из сторон боковой стенки коробчатой конструкции (2, 3, 4) снабжена сверху верхним участком с возможностью регулирования его положения по вертикали так, чтобы получить уровень очищенной жидкости внутри устройства, находящийся между нижним уровнем, который расположен ниже верхней части наклонных панелей и высоким уровнем, расположенным над верхней частью наклонных панелей.2. Отстойник по п.1, отличающийся тем, что верхний участок выполнен в виде перемычки для очищенной жидкости.3. Отстойник по п.2, отличающийся тем, что перемычка имеет верхний край пилообразной формы.4. Отстойник по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что верхний участок имеет отверстия (29) для выхода очищенной жидкости.5. Отстойник по п.1, отличающийся тем, что желоб (6, 6') размещен снаружи по меньшей мере одной из боковых стенок.6. Отстойник по п.5, отличающийся тем, что желоб является усиливающей деталью коробчатой конструкции.7. Отстойник по п.1, отличающийся тем, что несколько впускных отверстий (8) для подачи жидкости, предназначенной для очистки, размещены сбоку в нижней части по меньшей мере одной стороны боковой стенки коробчатой конструкции.8. Отстойник по п.1, отличающийся тем, что несущая конструкция включает опорные элементы (30), предназначенные для поддержки панелей (5).9. Отстойник по п.8, отличающийся тем, что панели включают образующие с ними одно целое зажимы, предназначенные для их позиционирования относительно опорных элементов (30).10. Отстойник по п.1, отличающийся тем, что панели (45, 45') поддерживаются по центру профилированными центральными опорными деталями (48).11. Отстойник по п.10, отличающийся тем, что каждая центральная опорная деталь имеет участок зацепления (49), предназначенный для взаимодействия с двумя участками (45, 45') панели, образующими панель.12. Отстойник по п.1, отличающийся тем, что содержит крышку (15), размещенную над панелями и снабженную отверстиями (19) для прохождения очищенной жидкости.13. Отстойник по п.1, отличающийся тем, что он включает чистящее устройство (54), выполненное таким образом, чтобы направлять струи жидкости на наклонные панели (5).14. Отстойник по п.13, отличающийся тем, что чистящее устройство (54) опирается на направляющую или направляющие (53) для перемещения вдоль отстойника.