Система водоотведения с регулируемым ливнеспуском Российский патент 2021 года по МПК E03F1/00 

Изобретение относится к области санитарной техники и может быть использовано при отведении и очистке сточных вод в общесплавных системах водоотведения.

Известна система водоотведения, включающая в себя регулирующие резервуары, к которым весь расход дождевых вод подводится по трубе большого диаметра с одновременным отводом (опорожнением) части расхода по трубе малого диаметра (см. Алексеев М.И., Курганов А.М. Организация отведения поверхностного (дождевого или талого) стока с урбанизированных территорий: Учебное пособие. - М.: Изд-во АСВ; СПб.: СПбГАСУ. -2000. - 352 с., рис.7.6а, 7.13).

Для известной системы характерны высокие капитальные затраты, поскольку в качестве регулирующей емкости в ней применяется отдельно построенное сооружение, а не используется свободное пространство трубопроводов и колодцев.

Наиболее близким аналогом (прототипом) к заявляемому изобретению является управляемая система водоотведения (см. патент RU 2650908 C1 Управляемая система водоотведения / Кармазинов Феликс Владимирович, Курганов Юрий Анатольевич, Спиваков Михаил Александрович, Мурашев Сергей Владимирович, Игнатчик Виктор Сергеевич, Игнатчик Светлана Юрьевна, Кузнецова Наталия Викторовна от 18.04.2018 г.), включающая в себя по меньшей мере один коллектор (2), отличающаяся тем, что система дополнительно снабжена по меньшей мере одной локальной сетью водоотведения, соединенной с коллектором, переливным трубопроводом, соединенным с локальной сетью водоотведения и устройством аварийного перелива, содержащим по меньшей мере корпус, прикрепленную к корпусу проушину, поворотную захлопку, жестко соединенную с косынкой, которая связана с проушиной с возможностью выполнения вращения, прижимное устройство с регулируемым усилием, воздействующее на косынку или поворотную захлопку для прижатия поворотной захлопки к корпусу, обеспечивающее ее закрытие при уровне воды ниже минимального значения поверхности земли над локальной сетью водоотведения, при этом диаметр участка локальной сети водоотведения между точками присоединения к ней переливного трубопровода и коллектора меньше диаметра участка до точки присоединения к ней переливного трубопровода по ходу движения воды.

Имеется вариант развития, когда в системе прижимное устройство с регулируемым усилием выполнено в виде барьерного груза с переменной массой, присоединенного к косынке или поворотной захлопке.

Для указанной системы характерны следующие недостатки:

1. Ограниченная область применения, поскольку масса барьерного груза на прижимном устройстве с регулируемым усилием при диаметре переливного трубопровода равным или превышающем 300 мм достигает 2 тонны и выше, что требует строительства дополнительной специальной камеры в месте установки прижимного устройства, что не всегда возможно, особенно в условиях плотной городской застройки;

2. Низкие показатели надежности, поскольку при изменении характеристик локальных сетей (например, засорении) возможен выход воды на поверхность без открытия захлопки.

Задачей настоящего изобретения является расширение области применения и повышения надежности известной системы.

Поставленная задача решается тем, что известная система, включающая блок 1 транспортировки сточных вод, содержащий,

по меньшей мере коллектор 2,

по меньшей мере, одну локальную сеть 3 водоотведения, соединенную с коллектором 2,

переливной трубопровод 4, соединенный с локальной сетью 3 водоотведения,

и устройство 5 аварийного перелива, установленное на переливном трубопроводе 4,

в соответствии с настоящим изобретением:

устройство 5 аварийного перелива выполнено в виде запорно- регулирующего устройства 6 с приводом 7,

система дополнительно снабжена,

по меньшей мере, одним датчиком дождя 8, подключенного к устройству 9 передачи данных о дождях при помощи канала связи 10,

по меньшей мере, одним датчиком 11 уровня воды в локальной сети 3 водоотведения, установленного в точке/точках выхода воды на поверхность, и подключенного к устройству 12 передачи данных об уровнях при помощи канала связи 13,

блоком управления 14, подключенным к устройству 12 передачи данных об уровнях с помощью канала связи 15, к приводу 7 запорно- регулирующего устройства 6 с помощью канала связи 17, к устройству 9 передачи данных о дождях с помощью канала связи 18.

По сравнению с прототипом предлагаемая система имеет следующие отличительные признаки:

1. Выполнение устройства аварийного перелива в виде запорно- регулирующего устройства с приводом;

2. Дополнительное снабжение системы, по меньшей мере, одним датчиком дождя, подключенным к устройству передачи данных о дождях при помощи канала связи;

3. Дополнительное снабжение системы, по меньшей мере одним датчиком уровня воды в локальной сети;

4. Установка, по меньшей мере, одного датчика уровня воды в точке/точках выхода воды на поверхность;

5. Подключение, по меньшей мере, одного датчика уровня воды в локальной сети к устройству передачи данных об уровнях при помощи канала связи;

6. Дополнительное снабжение системы блоком управления;

7. Подключение блока управления к приводу запорно- регулирующего устройства;

8. Подключение блока управления к устройству передачи данных о дождях;

9. Подключение блока управления к устройству передачи данных об уровнях.

Совместное применение в заявляемой системе указанных отличительных признаков позволяет получить два положительных эффекта, и один сверхэффект.

Первый положительный эффект заключается в том, что расширяется область применения потому, что не требуется строительства дополнительной специальной камеры в месте установки прижимного устройства, а устройство аварийного перелива в виде запорно- регулирующего устройства с приводом, датчик уровня воды в локальной сети являются стандартными и размещаются в типовом канализационном колодце. Этот эффект достигается благодаря совместному применению отличительных признаков 1, 3-7, 9.

Первый положительный эффект заключается в том, что повышаются показатели надежности, поскольку при изменении характеристик локальных сетей (например, засорении) выход воды на поверхность без открытия захлопки не возможен, поскольку предельный уровень воды в точках подтопления контролируется не косвенно, а непосредственно. Этот эффект достигается благодаря совместному применению отличительных признаков 1, 3-7, 9. Кроме того, повышение показателей надежности происходит и потому, что ресурс системы регулирования увеличивается за счет отличительных признаков 2 и 8, поскольку в сухую погоду вся система (кроме датчика дождя) не будет работать.

Сверхэффект заключается в том, что за счет отличительных признаков 2 и 8 снижаются эксплуатационные расходы за счет того, что в периоды сухой погоды отсутствуют платежи на передачу данных по каналу связи 15, поскольку в условиях городской застройки этот канал, как правило выполняется в виде модемной связи.

Предлагаемая авторами система отличается от прототипа конструктивно.

На фиг. 1 показан вариант исполнения общей технологической схемы предлагаемой системы водоотведения с регулируемым ливнеспуском, на фиг. 2 - профиль А-Б, представленной на фиг. 1 системы и схема управления.

Система содержит (см. фиг.1):

блок 1 транспортировки сточных вод, содержащий коллектор 2 и по меньшей мере одну локальную сеть 3 водоотведения, соединенную с коллектором 2;

переливной трубопровод 4, соединенный с локальной сетью 3 водоотведения и устройством аварийного перелива 5.

При этом схема управления системой (см. фиг. 2) содержит:

устройство 5 аварийного перелива, выполненное в виде запорно- регулирующего устройства 6 с приводом 7;

по меньшей мере, один датчик дождя 8, подключенный к устройству 9 передачи данных о дождях при помощи канала связи 10;

по меньшей мере, один датчик 11 уровня воды в локальной сети 3 водоотведения, установленный в точке/точках выхода воды на поверхность, и подключенный к устройству 12 передачи данных об уровнях при помощи канала связи 13. Точка/точки выхода воды на поверхность доступный для понимания термин, поскольку в организациях, эксплуатирующих системы водоотведения, имеется отработанный на практике такой перечень, так как при выпадении дождей сверхрасчетных интенсивностей они проявляются в одних и тех же местах;

блок управления 14, подключенный к устройству 12 передачи данных об уровнях с помощью канала связи 15, к приводу 7 запорно-регулирующего устройства 6 с помощью канала связи 17, к устройству 9 передачи данных о дождях с помощью канала связи 18. Блок управления 14 может быть выполнен в виде, например, свободно-программируемого контроллера.

Система функционирует следующим образом, реализуя два режима работы.

Первый режим работы осуществляется в сухую погоду, когда все датчики дождя 8 не фиксируют выпадение дождей. В этом режиме канал связи 15 не работает, а сточные воды из локальной сети 3 водоотведения поступают в коллектор 2, из него отводятся за пределы населенного пункта (на фигурах не показано). При этом, количество сточных вод, поступающих в локальную сеть 3 водоотведения и коллектор 2, меньше их пропускной способности, а устройство 5 аварийного перелива, выполненное в виде запорно-регулирующего устройства 6 с приводом 7, находится в закрытом положении. В результате сточные воды отводятся за пределы населенного пункта без использования переливного трубопровода 4.

Второй режим работы осуществляется в периоды дождей и после их завершения в течение времени Δt, так как продолжительность подтопления сетей превышает продолжительность дождей. Интервал времени Δt определяется экспериментально для каждой локальной сети. В этот режим система переключается блоком управления 14 после поступления на него сигнала о начале дождя от датчика дождя 8 по каналу связи 18. Выход из этого режима осуществляется тем же блоком управления 14 через время Δt после поступления на него сигнала о завершении дождя от датчика дождя 8.

Второй режим работы имеет два подрежима.

Первый подрежим осуществляется в условиях, когда в период и после выпадения дождей ввиду их недостаточной интенсивности и продолжительности уровень воды в локальной сети 3 водоотведения в точке/точках выхода воды на поверхность, ниже этой поверхности, а устройство 5 аварийного перелива, выполненное в виде запорно-регулирующего устройства 6 с приводом 7, продолжает находиться в закрытом положении.

Второй подрежим как правило, реализуется в периоды сильных и сверхрасчетных дождей, когда пропускная способность локальной сети 3 водоотведения будет меньше расхода поступающего стока и происходит наполнение свободного объема за счет увеличения объема сточных вод. При этом, уровень воды в точке/точках выхода воды на поверхность или местах установки датчика/датчиков 11 уровня воды достигает этой поверхности. В этом случае датчик 11 уровня воды, установленного в точке/точках выхода воды на поверхность, передает данные о достижении максимального уровня сточных вод в локальной сети 3 на устройство 12 передачи данных об уровнях при помощи канала связи 13. С устройства 12 передачи данных об уровнях сведения о максимальном уровне сточных вод поступают на блок управления 14 при помощи каналов связи 15. От блока управления 14 управляющий сигнал поступает на привод 7 запорно-регулирующего устройства 6 при помощи каналов связи 17. Привод 7 запорно-регулирующего устройства 6 частично или полностью открывается для доступа к переливному трубопроводу 4, тем самым часть сточных вод будет организованно отведено за пределы населенного пункта через предложенную систему.

Выход из второго подрежима осуществляется:

- в первый подрежим, когда дождь не закончился или закончился, но не истекло время Δt;

- в первый режим, когда дождь закончился и истекло время Δt.

Таким образом, предлагаемая система соответствует критерию «промышленная применимость».

Изобретение относится к области санитарной техники и может быть использовано при отведении и очистке сточных вод в общесплавных системах водоотведения. Система оснащена блоком транспортировки сточных вод, содержащим, по меньшей мере, коллектор, по меньшей мере, одну локальную сеть водоотведения, соединенную с коллектором, переливной трубопровод, соединенный с локальной сетью водоотведения, и устройство аварийного перелива, установленное на переливном трубопроводе. Устройство аварийного перелива выполнено в виде запорно-регулирующего устройства с приводом. Система дополнительно снабжена, по меньшей мере, одним датчиком дождя, подключенным к устройству передачи данных о дождях при помощи канала связи, по меньшей мере, одним датчиком уровня воды в локальной сети водоотведения, установленного в точке/точках выхода воды на поверхность и подключенного к устройству передачи данных об уровнях при помощи канала связи, блоком управления, подключенным к устройству передачи данных об уровнях с помощью канала связи, к приводу запорно-регулирующего устройства с помощью канала связи, к устройству передачи данных о дождях с помощью канала связи. Обеспечивается расширение области применения и повышение надежности системы. 2 ил.

Система водоотведения с регулируемым ливнеспуском, включающая блок 1 транспортировки сточных вод, содержащий,

по меньшей мере, коллектор 2,

по меньшей мере, одну локальную сеть 3 водоотведения, соединенную с коллектором 2,

переливной трубопровод 4, соединенный с локальной сетью 3 водоотведения,

и устройство 5 аварийного перелива, установленное на переливном трубопроводе 4,

отличающаяся тем, что

устройство 5 аварийного перелива выполнено в виде запорно-регулирующего устройства 6 с приводом 7,

система дополнительно снабжена,

по меньшей мере, одним датчиком дождя 8, подключенным к устройству 9 передачи данных о дождях при помощи канала связи 10,

по меньшей мере, одним датчиком 11 уровня воды в локальной сети 3 водоотведения, установленного в точке/точках выхода воды на поверхность и подключенного к устройству 12 передачи данных об уровнях при помощи канала связи 13,

блоком управления 14, подключенным к устройству 12 передачи данных об уровнях с помощью канала связи 15, к приводу 7 запорно-регулирующего устройства 6 с помощью канала связи 17, к устройству 9 передачи данных о дождях с помощью канала связи 18.