РАСШИРЯЮЩИЙСЯ ОТСТОЙНИК Российский патент 2008 года по МПК E02B8/02 

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано в качестве отстойника для осветления воды в хозяйственных нуждах.

Известен фронтальный речной водозабор с периодической промывкой [1], содержащий отстойник с периодической промывкой. Недостатками данного технического решения являются

- сложность конструкции, вызванная наличием большого количества различных элементов;

- недостаточная эффективность осветления потока;

- предлагаемое техническое решение не является эффективным и экономичным.

Наиболее близким техническим решением является отстойник, содержащий входной шлюз-регулятор, рабочую камеру, выходной шлюз-регулятор с промывной камерой [2].

Недостатками данного технического решения являются

- недостаточная эффективность осветления потока;

- относительная неэкономичность технического решения.

Цель изобретения - повышение эффективности осветления потока и экономичности конструкции отстойника.

Поставленная цель достигается тем, что поток воды входит в аванкамеру и постепенно равномерно расширяется и поступает во входной шлюз-регулятор (фиг.1). На входном шлюзе-регуляторе имеется паз для аварийно-ремонтного затвора, а также установлен рабочий затвор (фиг.2). Во время работы отстойника рабочий затвор полностью открыт. Далее вода поступает в рабочую камеру, геометрические размеры которой рассчитаны на скорость, благоприятную для осаждения частиц расчетной фракции. Ширина рабочей камеры по направлению движения потока постепенно увеличивается, что приводит к заметному снижению скорости протекания потока. Снижение скорости протекания потока благоприятно сказывается на осаждении наносов, содержащихся в воде. Расчет размеров рабочей камеры на входе и выходе ведут на расход, поступающий в отводящий канал Q_кан. Расход одной камеры зависит от принятого количества камер

где n - количество рабочих камер отстойника. При принятой средней продольной скорости 0,1-0,2 м/с во время осаждения наносов живое сечение всех камер будет

Так, расчетная скорость потока на входе может приниматься 0,2 м/с, а на выходе 0,1 м/с.

Для прямоугольного сечения ширина при заданной глубине Н_ср будет

Длина рабочей камеры определяется по формуле

где k - числовой коэффициент, принимаемый в пределах 1,3-1,5; ω - гидравлическая крупность расчетных фракций наносов, подлежащих осаждению.

По мере протекания потока частицы под действием собственного веса осаждаются в мертвом объеме рабочей камеры. Для промывки осевших наносов, после заполнения мертвого объема, на выходном шлюзе-регуляторе имеется промывная галерея.

На выходном шлюзе-регуляторе имеется рабочий затвор, который во время работы полностью открыт. Перед рабочим затвором имеется паз, в который вставляется раздвижной подпорный водослив (фиг.3). За рабочим затвором имеется паз для аварийно-ремонтного затвора, в который вставляются шандры и собирается водобойная стенка. Высота водобойной стенки определяется из условия гашения энергии падающего водного потока по типу надвинутого гидравлического прыжка. В результате подпора, созданного водобойной подпорной стенкой, происходит сопряжение по типу надвинутого гидравлического прыжка и эффективное гашение энергии падающего с водослива потока воды.

Установка раздвижного подпорного водослива позволяет забирать воду с верхних, более осветленных слоев, тем самым повышается эффективность осветления потока. Количество поступления наносов в отводящую сеть можно регулировать высотой раздвижного подпорного водослива (фиг.5).

В случае заиливания каналов наносами, можно путем промывки переосветленным потоком очищать каналы от наносов.

Для уменьшения давления падающего потока воды раздвижной подпорный водослив может быть установлен под наклоном и являться быстротоком (фиг.4). Высота раздвижного подпорного водослива определяется в зависимости от необходимой степени осветления воды. За выходным шлюзом-регулятором имеется низовой сопрягающий участок. Осветленная вода поступает в отводящий канал.

Раздвижной подпорный водослив состоит из нижнего затвора и верхнего затвора, которые имеют отверстия. Для полного подъема раздвижного подпорного водослива в отверстия вставляются болты для соединения нижнего затвора и верхнего затвора (фиг.5).

На фиг.1 изображен продольный разрез расширяющегося отстойника с наклонным вертикальным раздвижным подпорным водосливом; на фиг.2 - план расширяющегося отстойника; на фиг.3 - выходной шлюз-регулятор с вертикальным раздвижным подпорным водосливом; на фиг.4 - вертикальный раздвижной подпорный водослив в рабочем положении; на фиг.5 - вертикальный раздвижной подпорный водослив в соединенном и приподнятом положении.

Отстойник состоит из аванкамеры 1, к которой примыкает входной шлюз-регулятор 2. Во входном шлюзе-регуляторе 2 предусмотрен паз 3 для аварийного затвора и рабочий затвор 4. Осветление воды происходит в расширяющейся рабочей камере 5, которая примыкает к выходному шлюзу-регулятору 6 с промывной галереей 7. На выходном шлюзе-регуляторе 6 предусмотрен рабочий затвор 8 и паз 9 для аварийного затвора, в который вставляется водобойная стенка 10. На входе входного шлюза-регулятора 6 имеется паз 11, в который вставляется раздвижной подпорный водослив 12. Отстаивание наносов происходит в мертвом объеме 13 рабочей камеры 5. Выходной шлюз-регулятор 6 примыкает к низовому сопрягающему участку 14. Раздвижной подпорный водослив 12 состоит из нижнего затвора 15 и верхнего затвора 16, которые имеют отверстия 17. В отверстия 17 вставляются болты 18 для соединения нижнего затвора 16 и верхнего затвора 17.

Расширяющийся отстойник работает следующим образом.

Поток воды входит в аванкамеру 1 и постепенно равномерно расширяется и поступает во входной шлюз-регулятор 2 (фиг.1). Во входном шлюзе-регуляторе 2 имеется паз 3 для аварийно-ремонтного затвора, а также установлен рабочий затвор 4 (фиг.2). Во время работы отстойника рабочий затвор 4 полностью открыт. Далее вода поступает в расширяющуюся рабочую камеру 5, геометрические размеры которой рассчитаны на скорость, благоприятную для осаждения частиц наносов расчетной фракции. По мере достижения потока воды к раздвижному подпорному водосливу 12 скорость потока воды уменьшается, а наносы под действием собственного веса осаждаются в мертвом объеме 13 расширяющейся рабочей камеры 5. Для промывки осевших наносов, после заполнения мертвого объема 13, на выходном шлюзе-регуляторе 6 имеется промывная галерея 7. Ширина раздвижного подпорного водослива 12 определяется из условия пропуска расчетного расхода. Расчетным расходом является расход магистрального канала.

На выходном шлюзе-регуляторе 6 имеется рабочий затвор 8, который во время работы полностью открыт. Перед рабочим затвором 8 имеется паз 11, в который вставляется раздвижной подпорный водослив 12 (фиг.3). За рабочим затвором имеется паз 9 для аварийно-ремонтного затвора, в который вставляются шандры и собирается водобойная стенка 10. В результате подпора, созданного водобойной подпорной стенкой 10, происходит сопряжение по типу надвинутого гидравлического прыжка и эффективное гашение энергии падающего с водослива потока воды.

Установка раздвижного подпорного водослива 12 позволяет забирать воду с верхних, более осветленных слоев, тем самым повышается эффективность осветления потока. Количество поступления наносов в отводящую сеть можно регулировать высотой раздвижного подпорного водослива 12 (фиг.4).

В случае заиливания каналов наносами, можно путем промывки переосветленным потоком очищать каналы от наносов.

Для уменьшения давления падающего потока воды раздвижной подпорный водослив 12 может быть установлен под наклоном и являться быстротоком (фиг.1, 2). Высота раздвижного подпорного водослива 12 определяется в зависимости от необходимой степени осветления воды. За выходным шлюзом-регулятором 6 имеется низовой сопрягающий участок 14.

Раздвижной подпорный водослив 12 состоит из нижнего затвора 15 и верхнего затвора 16, которые имеют отверстия 17. Для полного подъема раздвижного подпорного водослива 12 в отверстия 17 вставляются болты 18 для соединения нижнего затвора 16 и верхнего затвора 17 (фиг.5).

Предлагаемое техническое решение повысит стабильность и качество очистки воды, поступающей потребителю, и является более экономичным по сравнению с вариантом обычных отстойников.

Устройство раздвижного подпорного водослива позволяет собирать воду с верхних слоев потока воды, которая является более осветленной и тем самым, в случае заиливания каналов наносами, можно путем промывки потоком очищать каналы от наносов.

Затраты на строительство или реконструкцию такого варианта водозаборного сооружения незначительны и быстро окупаются.

Источники информации

1. Патент Российской Федерации №2272100, МКИ Е02В 8/02, Е02В 9/04. Фронтальный речной водозабор с периодической промывкой / Ламердонов З.Г.; Заявл. 04.08.2004; опубл. 20.03.2006, Бюл. №8 (Аналог).

2. АС СССР №332163, МПК Е02В 8/02. Отстойник для осаждения наносов/ Дульнев В.Б., (СССР); Заявл. 25.11.69; опубл. 18.05.1972, Бюл. №10 (Прототип).

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано в качестве очистного сооружения при заборе воды для хозяйственных нужд. Расширяющийся отстойник содержит входной шлюз-регулятор, рабочую камеру, выходной шлюз-регулятор с промывной галереей и подпорный водослив. Ширина рабочей камеры постепенно увеличивается по направлению движения потока. Подпорный водослив выполнен раздвижным и установлен на входе выходного шлюза-регулятора перед рабочим затвором, а за рабочим затвором в пазу, предусмотренном для аварийного затвора, установлена водобойная стенка. Раздвижной подпорный водослив может быть установлен вертикально или с наклоном и являться быстротоком. Изобретение обеспечивает повышение эффективности очистки забираемой воды благодаря раздвижному подпорному водосливу, который позволяет забирать воду из верхних более осветленных слоев потока в отстойнике. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Расширяющийся отстойник, содержащий входной шлюз-регулятор, рабочую камеру, выходной шлюз-регулятор с промывной галереей и подпорный водослив, отличающийся тем, что ширина рабочей камеры постепенно увеличивается по направлению движения потока, подпорный водослив выполнен раздвижным и установлен на входе выходного шлюза-регулятора перед рабочим затвором, а за рабочим затвором в пазу, предусмотренном для аварийного затвора, установлена водобойная стенка.2. Отстойник по п.1, отличающийся тем, что раздвижной подпорный водослив установлен вертикально.3. Отстойник по п.1, отличающийся тем, что раздвижной подпорный водослив установлен с наклоном и является быстротоком.