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). Во 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. Расчет размеров рабочей камеры ведут на расход, поступающий в отводящий канал Q_кан. Расход одной камеры зависит от принятого количества камер , где n - количество рабочих камер-отстойников. При принятой средней продольной скорости 0,2-0,3 м/с во время осаждения наносов живое сечение всех камер будет .

Для прямоугольного сечения ширина при заданной средней глубине H_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 вставляются шандоры (фиг.5) и собирается подпорная шандорная стенка (фиг.4). За рабочим затвором имеется паз для аварийно-ремонтного затвора, в который вставляются шандоры и собирается водобойная стенка. В результате подпора, созданного водобойной подпорной стенкой, происходит сопряжение по типу надвинутого гидравлического прыжка и эффективное гашение энергии подающего с водослива потока воды.

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

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

Для уменьшения давления падающего потока воды подпорный шандорный водослив может быть установлен под наклоном и являться быстротоком (фиг.3). Высота подпорного шандорного водослива, собираемого из шандоров, определяется в зависимости от необходимой степени осветления воды. За выходным шлюзом-регулятором имеется низовой сопрягающий участок. Осветленная вода поступает в отводящий канал.

На фиг.1 изображен продольный разрез отстойника; на фиг.2 - план отстойника; на фиг.3 выходной шлюз-регулятор с подпорной шандорной наклонной стенкой; на фиг.4 - выходной шлюз-регулятор с подпорной шандорной вертикальной стенкой; на фиг.5 - шандоры, аксонометрия.

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 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. Перед рабочим затвором 8 имеется паз 11 для подпорной шандорной стенки, в который вставляются шандоры 12. Отстаивание наносов происходит в мертвом объеме 13 рабочей камеры 5. Выходной шлюз-регулятор 6 примыкает к низовому сопрягающему участку 14.

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 рабочую камеру 5, геометрические размеры, которой рассчитаны на скорость, благоприятную для осаждения частиц расчетной фракции. По мере протекания потока частицы под действием собственного веса осаждаются в мертвом объеме 13 рабочей камеры 5. Для промывки осевших наносов, после заполнения мертвого объема 13, на выходном шлюзе-регуляторе 6 имеется промывная галерея 7.

На выходном шлюзе-регуляторе 6 имеется рабочий затвор 8, который во время работы полностью открыт. Перед рабочим затвором 8 имеется паз 11, в который вставляются шандоры 12 (фиг.5) и собирается подпорная шандорная стенка (фиг.4). За рабочим затвором имеется паз 9 для аварийно-ремонтного затвора, в который вставляются шандоры 12 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 подпорного шандорного щита позволяет забирать воду с верхних более осветленных слоев, тем самым повышается эффективность осветления потока. Количество поступления наносов в отводящую сеть можно регулировать высотой подпорного шандорного щита, количеством установленных шандоров 12 (фиг.5).

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

Для уменьшения давления падающего потока воды подпорный шандорный водослив может быть установлен под наклоном и являться быстротоком (фиг.3). Высота подпорного шандорного водослива, собираемого из шандоров 12, определяется в зависимости от необходимой степени осветления воды. За выходным шлюзом-регулятором 6 имеется низовой сопрягающий участок 14.

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

Устройство подпорного шандорного щита позволяет собирать воду с верхних слоев потока воды, которая является более осветленной, и тем самым в случае заиления 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 РФ №2272100 МКИ Е02В 8/02, Е02В 9/04. Фронтальный речной водозабор с периодической промывкой / Ламердонов З.Г.; Заяв. 04.08.2004; опубл. 20.03.2006, Бюл. №8 (Аналог).

2. А.С. СССР №332163, МПК Е02В 8/02. Отстойник для осаждения наносов / Дульнев В.Б. (СССР); Заяв. 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. Отстойник содержит входной шлюз-регулятор, рабочую камеру, выходной шлюз-регулятор с промывной галереей и подпорный шандорный водослив, который установлен в выходном шлюзе-регуляторе перед рабочим затвором, а за рабочим затвором в пазу, предусмотренном для аварийного затвора, установлена водобойная стенка. Подпорный шандорный водослив может быть установлен вертикально или с наклоном и являться быстротоком. Изобретение обеспечивает повышение эффективности очистки забираемой воды благодаря подпорному шандорному водосливу, который позволяет забирать воду из верхних более осветленных слоев потока в отстойнике. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Отстойник, содержащий входной шлюз-регулятор, рабочую камеру, выходной шлюз-регулятор с промывной галереей и подпорный шандорный водослив, отличающийся тем, что подпорный шандорный водослив установлен в выходном шлюзе-регуляторе перед рабочим затвором, а за рабочим затвором в пазу, предусмотренном для аварийного затвора, установлена водобойная стенка.2. Отстойник по п.1, отличающийся тем, что подпорный шандорный водослив установлен вертикально.3. Отстойник по п.1, отличающийся тем, что подпорный шандорный водослив установлен с наклоном и является быстротоком.