СПОСОБ ДВУСТАДИЙНОЙ ОЧИСТКИ КАНАЛИЗАЦИОННЫХ КОЛОДЦЕВ И ЖИЖЕСБОРНИКОВ Российский патент 2022 года по МПК E03F5/08 

Способ двустадийной очистки жижесборников и канализационных люков относятся к технике безопасности работающего в них оператора при обслуживании, контрольных осмотрах, ликвидации засорений и ремонтах.

Известный способ удаления отравляющих газов из канализационных колодцев (А.с. №1112101 Е03F 5/08) предусматривает ведение в указанные колодцы вытесняемого агента в виде устойчивой воздушно-механической пены с периодом полураспада в 20-30 мин. Количество вводимой пены равно сумме объемов рабочего и смежного с ним колодцев. Затем находящуюся в колодце пену откачивают и уничтожают.

Недостатками указанного способа являются:

1) дороговизна и увеличение времени процесса очистки по причине необходимости иметь двойной объем пены и пеногенератора, что отрицательно влияет на эффективность и стоимость,

2) отсутствие гарантии 100% откачки пены по причине ее сохранения в смежных сетях и колодцах, что повышает опасность работающих в колодцах от поступления вредных газов, составляющих от указанных остатков пены,

3) применение пены не гарантирует полную безопасность работающих в случае неполного ее полураспада до начала работ в колодце.

Известный способ удаления пыли и газа из очистной выработки предусматривает подачу чистого воздуха в призабойную зону источником тяги, создающим вихревой циркуляционный контур [RU 2453702 Е21F 1/00]. При этом по одной стороне этого контура осуществляется подача чистого воздуха, а по другой - удаление загрязненного воздуха из призабойной зоны. В этой зоне размещен источник тяги, создающий первый контур циркуляционного вихревого движения и формирующий направленный поток воздуха, загрязненный пылью и газом, вдоль стенки выработки, противоположной рабочим местам горняков. При этом в месте соединения первого циркуляционного вихревого контура со следующим вихревым контуром проходят сбойку, соединяющую очистную выработку с отработанной камерой, где устанавливают дополнительный источник тяги с воздуховодом. Отработанные камеры сбивают с вентиляционным штреком.

При этом дополнительный источник тяги, установленный в отработанной камере, ориентируют для работы в направлении к вентиляционному штреку, а смесь свежего воздуха с потоком воздуха, загрязненного пылью и газом, удаляют через отработанную камеру и вентиляционный штрек, при этом свежий воздух направляют в рабочую очистную выработку по транспортному штреку или посредством дополнительно установленного источника вентиляционной тяги с воздуховодом, конец которого расположен в рабочей камере, или при помощи регулирующих вентиляционных перемычек, одна из которых установлена на транспортном штреке по пути движения воздушного потока между рабочей и отработанной камерами, а другую устанавливают в устье отработанной камеры, расположенной соответственно отрабатываемой очистной выработке, отстоящей от нее через транспортный штрек.

Недостатками данного способа являются:

1) чрезмерная сложность процессов подачи чистого воздуха в призабойную зону источником тяги, создающим вихревой циркуляционный контур;

2) вихревой циркуляционный контур на основе тяги не является эффективным на глубинах до 5 м, т.е. на тех, в зонах которых располагаются канализационные колодцы и жижесборники (как правило, до 3 м);

3) создаваемый тягой вихревой циркуляционный контур не является однородным по составу, что не исключает наличие в нем вредностей, не гарантируя тем обеспечение требуемого качества воздуха в забое.

Известен способ и устройство очистки канализационных колодцев и жижесборников от вредных газов [RU 2563375, Е03F 5/08], включающий подачу воздуха и удаления загрязненного воздуха источником тяги, создающий вихревой циркуляционный контур.

Недостатком его являются:

1) недостаточная эффективность очистки колодцев и жижесборников от вредных газов за счет недостаточной турбулизации газов в них;

2) длительное время очистки от вредных газов по указанной выше причине.

Наиболее близким к заявленному является способ и устройство для очистки канализационных колодцев и жижесборников от вредных газов [RU 2673744, Е03F 5/08], характеризующийся тем, что поочередно нагнетают чистый воздух в пространстве открытой вертикальной скважины - колодца или жижесборника в течение 5 мин под давлением до 2,8 кг/см² и удаляют загрязненный воздух в течение 5 мин, после чего уменьшают воздухоподачу в нагнетательный канал до 50% от первоначальной воздухоподачи и процесс повторяют.

Недостатками такого способа являются:

1) стабильный уровень очистки (по высоте) пространства колодца или жижесборника по причине конструкции устройства;

2) практически невозможность без дополнительной переналадки и переустановки очищать струей нагнетательного воздуха внутренней стенке колодца или жижесборника от остатков содержимого (грязи, паутина, влажные остатки жижи, навоза и др.), являющихся дополнительным источником выделения вредных газов;

3) отсутствие автоматических технологических процессов;

4) необходимость усложнения способа в случае очистки от вредных газов колодцев-жижесборников ряда специфических объектов АПК (мясокомбинаты, маслобойни подсолнечного масла, молокозаводы, перерабатывающие предприятия и другие объекты), где их глубина превышает 3 метра.

Задача изобретения - повышение безопасности, эффективности качества очистки колодцев-жижесборников от вредных газов и их внутренней круговой поверхности от налипших остатков содержимого автоматизации процессов.

Поставленная задача решается за счет того, что способ двустадийной очистки канализационных колодцев-жижесборников от вредных газов и их внутренних круговых поверхностей от остатков содержимого автоматизацией процессов, включающий подачу чистого воздуха в пространство открытой вертикальной скважины колодца-жижесборника под давлением до 2,8 кг/см² с возможностью увеличения его скорости на дне открытой вертикальной скважины колодца-жижесборника и удаления загрязненного воздуха в течение 5-7 мин источником тяги, создавая разряжение в колодце до 0,4 кг/см², с непрерывным определением типа газа и его концентрации, после чего процесс повторяют. Обеспечивается подача нагнетаемого воздуха в 100% зону вертикальной скважины колодца-жижесборника не менее чем трехслойным потоком, и все горизонтальные слои не менее чем трехслойной градации их по горизонтали образуют зоны перекрытия указанной подачи, повышая процент концентрации смешивания этого воздуха с вредными газами, находящимися в скважине колодца-жижесборника на 45%. Реализуют возможность круговой очистки внутренних стен скважины колодца-жижесборника посредством свежих струй нагнетаемого воздуха благодаря равномерному его подводу от нагнетально-вытяжного трубопровода по трехслойным векторам посредством кольцевых пустотелых трубок с отверстиями, соединенных с внутренним пространством указанного трубопровода по трубчатым радиусам с отверстиями с четырех сторон восемью образованными секторами, ограниченными на кольцевом трубопроводе указанными радиусами, стыкуемыми с внутренними поверхностями не менее чем 3-х кольцевых труб. На каждой восьмой части длины образуемой кольцевой трубой круга, при этом внешний диаметр секторных труб во всех трех секторах составляет 0,95 диаметра скважины колодца-жижесборника, чем обеспечивается близость выхода векторов нагнетаемого воздуха из внешних отверстий кольцевых секторных труб не менее 5 мм, что дает возможность удалять из внутренних поверхностей скважины колодца-жижесборника налеты и следы остатков веществ, заполнивших ранее пространство скважины колодца-жижесборника, напором подводящего свежего воздуха, собирая эти остатки в конусообразной емкости на дне скважины колодца-жижесборника. Процесс подачи свежего воздуха в пространство скважины колодца-жижесборника осуществляется в два этапа: первый - статический, когда воздухоподводящие каналы в течение запрограммированного времени подачи воздуха не меняют своего положения и обеспечивают подачу по одному и тому же вектору в одном и том же направлении. Второй этап - динамический, когда те же операции подачи и распределения воздуха выполняются в состоянии возвратно-поступательного движения в течение установленного программой времени, как правило, 5-7 мин, очистительным блоком, обеспечивая 100% перемешивание воздуха с вредными газами, содержащимися в скважинах колодца-жижесборника, полностью устраняя застойные зоны тяжелых газов. Осуществляется вытяжка смеси воздуха с вредными газами из скважины колодца-жижесборника благодаря автоматическим переключениям программой на вытяжку сначала по первому этапу - статическому, с продолжительностью до 5-7 мин, и динамическому, причем переключения с первого этапа на второй осуществляется автоматически.

Новые существенные признаки:

1. Обеспечивается автоматизация непрерывной индикации типа и состава удаляемых из колодца-жижесборника вредных газов и сравнения их уровня с предельно-допустимыми концентрациями (ПДК) или уровня ПДУ с информацией содержания блока «Безопасно», что позволяет начинать работу операторов внутри колодцев по установленной технологией, определяемой в наряде - допуске.

2. По запрограммированной схеме, учитывающей состояние по загазованности предстоящего объекта для работы, определяется режим нагнетания воздуха - вытяжки вредных газов в положении «статика», когда блок цилиндрического устройства находится в постоянном, установленном программой, положении (статика) или «динамика», когда этот блок перемещается автоматически с запрограммированной скоростью в переделах габаритов по высоте колодца-жижесборника, совершая автоматически вертикальные возвратно-поступательные движения, перекрывая воздействием нагнетания - вытяжки всю внутреннюю поверхность колодца-жижесборника и обеспечивая тем интенсивный воздухообмен содержащихся в них газов и вытеснения их за пределы пространства колодца-жижесборника.

3. Автоматизация процесса нагнетания-вытяжки и очистки боковых круговых поверхностей колодца-жижесборника в статическом и динамическом режимах облегчает труд операторов за счет устранения возможности восприятия неприятных запахов и исключения субъективизма при работе, повышая уровень безопасности операторов.

4. Автоматическая индикация видов и концентрации вредных газов и автоматическое сопоставление с предельно-допустимыми значениями повышает оперативность выполнения работы, исключает возможности травмирования и отравление операторов канализационных систем и жижесборников.

5. Предложенные решения повышают надежность работы и позволяют в дальнейшем постепенно переходить к поэтапной роботизации столь высоко опасных работ таких, как обслуживание, ремонты и устранение неработоспособности канализационных систем жизнедеятельности объектов АПК и жилищно-коммунального хозяйства.

Технический результат

Предложенное решение обеспечивает интенсивное перемешивание свежего воздуха с вредными газами во всем пространстве колодца-жижесборника, включая застойные зоны в нижней части, где скапливаются газы с повышенной плотностью.

Автоматизация процессов технологической очистки повышают качество работы и сокращаются сроки ее выполнения, исключая субъективизм. Обеспечение автоматизации возвратно-поступательного движения индивидуального цилиндрического блока по заданным программам открывает возможности для детального учета вида и состава вредных газов, повышая вероятность обеспечения безопасности практически в 2 раза. Автоматическая очистка устройством внутренней поверхности колодца-жижесборника от загрязнений содержимых в них веществ облегчает санитарно-гигиенические условия труда операторов в 1,8-2 раза, устраняя часть запахов и загрязнений. Автоматизация процессов очистки колодцев и жижесборников от вредных газов и их внутренних поверхностей от загрязнений облегчают труд операторов в 2 раза, устраняя ручные работы по очистке.

Перечисленные новые существенные признаки в совокупности с известными необходимы и достаточны для достижения технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объект правовой защиты.

На фиг. 1 представлена блок-схема составляющих способа двустадийной очистки канализационных колодцев и жижесборников от вредных газов и их внутренних круговых поверхностей от остатков содержимого автоматизацией процессов.

Составляющими реализации способа являются нагнетатель 1 воздуха в канализационный колодец-жижесборник 2, посредством нагнетательно-вытяжного и очистительного блока 3, работающего на нагнетании воздуха или вытяжки из колодца-жижесборника газовоздушной смеси (образуется после нагнетания свежего воздуха и смешивает его с находящимися там газами), а также в качестве очистителя внутренней круговой поверхности колодца-жижесборника в статическом или динамическом режиме, по команде блока программирования 4.

При этом высасываемая из колодца 2 газовоздушная смесь по команде блока 4 автоматически (посредством открытия-закрытия соответствующих электромагнитных клапанов) направляется в блок 5 анализа типа газа и его концентрации в блоке 6 в удаляемой газовоздушной смеси.

В указанных блоках 5 и 6 автоматически определяется тип газа и его концентрация в удаляемой газовоздушной смеси со сравнением концентрации с соответствующими ПДК или ПДУ и информацией об этом работников любым способом (звуковым, световым, шумовым, визуальным и др.).

После блока 6 газовоздушная смесь проходит через блок 7, в котором автоматически информируется словом «Безопасно» о том, что в колодце-жижесборнике состав газовоздушной смеси такой, что позволяет начинать оператору работу по устранению неполадок внутри колодца-жижесборника за установленное технологией время с обеспечением безопасности и безвредности посредством СИЗ и режимов работы и страховки, предусмотренных в наряде-допуске. Место в колодце для оператора освобождается удалением на необходимое время блока 3 из колодца-жижесборника.

При необходимости очистки внутренних боковых поверхностей колодца-жижесборника от налетов и грязи осуществляют опусканием в него блока 3 и автоматической настройкой его блоком программирования 4 на статический или динамический режим работы. Первый (статический) происходит при неизменном внутри колодца-жижесборника положении очистительных элементов блока 3 в течение необходимого времени, пока нагнетаемыми из нагнетателя 1 воздушными струями не будет удален налет и грязь из внутренних поверхностей колодца-жижесборника (осуществляется струями воздуха из элемента блока 3 с расстоянием между источником воздушной струи и стенкой колодца-жижесборника 3-5 мм; при регулировании струи давлением воздуха). В случае если при статическом режиме не достигнута достаточная чистота внутренних поверхностей колодца-жижесборника, осуществляется автоматическая программирование блоком 4 динамического режима очистки за счет обеспечения возвратно-поступательного движения в вертикальной плоскости блока 3 в установленных программой пределах за установленное время (до осуществления требуемой очистки). Удаляемые со стенок налет, грязь собираются в установленную на дне колодца-жижесборника 2 специальную тарелку с последующим удалением из нее грязи на поверхности колодца-жижесборника в мусорную емкость. Возможность обеспечения динамического режима в указанном способе обеспечивается электрифицированным блоком 8 за счет реверсивного электродвигателя 9 (или других механических устройств, к примеру, кривошипно-шатунный механизм), элементы которого жестко связаны с трубой 10 блока 3, совершая в вертикальной плоскости возвратно-поступательные движения в установленных программным блокам 4 границах с помощью ограничителей блока 11.

Изобретение относится к области канализационных систем. Способ состоит в подаче чистого воздуха в пространство открытой вертикальной скважины колодца-жижесборника под давлением до 2,8 кг/см² с возможностью увеличения его скорости на дне открытой вертикальной скважины колодца-жижесборника и удаления загрязненного воздуха в течение 5-7 мин источником тяги, создавая разряжение в колодце до 0,4 кг/см², с непрерывным определением типа газа и его концентрации. Далее процесс повторяют. Обеспечивают подачу нагнетаемого воздуха в 100% зону вертикальной скважины колодца-жижесборника не менее чем 3-слойным потоком, и все горизонтальные слои не менее чем 3-хслойной градации их по горизонтали образуют зоны перекрытия указанной подачи, повышая процент концентрации смешивания этого воздуха с вредными газами, находящимися в скважине колодца-жижесборника на 45%. Далее реализуют возможность круговой очистки внутренних стен скважины колодца-жижесборника посредством свежих струй нагнетаемого воздуха благодаря равномерному его подводу от нагнетально-вытяжного трубопровода по трехслойным векторам посредством кольцевых пустотелых трубок с отверстиями, соединенных с внутренним пространством указанного трубопровода по трубчатым радиусам с отверстиями с четырех сторон восемью образованными секторами, ограниченными на кольцевом трубопроводе указанными радиусами, стыкуемыми с внутренними поверхностями не менее чем 3-х кольцевых труб на каждой восьмой части длины образуемой кольцевой трубой круга. Внешний диаметр секторных труб во всех трех секторах составляет 0,95 диаметра скважины колодца-жижесборника, чем обеспечивается близость выхода векторов нагнетаемого воздуха из внешних отверстий кольцевых секторных труб не менее 5 мм, что дает возможность удалять из внутренних поверхностей скважины колодца-жижесборника налеты и следы остатков веществ, заполнивших ранее пространство скважины колодца-жижесборника, напором подводящего свежего воздуха, собирая эти остатки в конусообразной емкости на дне скважины колодца-жижесборника. Обеспечивается интенсивное перемешивание свежего воздуха с вредными газами во всем пространстве колодца-жижесборника, включая застойные зоны в нижней части, где скапливаются газы с повышенной плотностью. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ двустадийной очистки канализационных колодцев-жижесборников от вредных газов и их внутренних круговых поверхностей от остатков содержимого автоматизацией процессов, включающий подачу чистого воздуха в пространство открытой вертикальной скважины колодца-жижесборника под давлением до 2,8 кг/см² с возможностью увеличения его скорости на дне открытой вертикальной скважины колодца-жижесборника и удаления загрязненного воздуха в течение 5-7 мин источником тяги, создавая разряжение в колодце до 0,4 кг/см², с непрерывным определением типа газа и его концентрации, после чего процесс повторяют, отличающийся тем, что обеспечивают подачу нагнетаемого воздуха в 100% зону вертикальной скважины колодца-жижесборника не менее чем 3-слойным потоком, и все горизонтальные слои не менее чем 3-слойной градации их по горизонтали образуют зоны перекрытия указанной подачи, повышая процент концентрации смешивания этого воздуха с вредными газами, находящимися в скважине колодца-жижесборника на 45%, реализуют возможность круговой очистки внутренних стен скважины колодца-жижесборника посредством свежих струй нагнетаемого воздуха благодаря равномерному его подводу от нагнетально-вытяжного трубопровода по трехслойным векторам посредством кольцевых пустотелых трубок с отверстиями, соединенных с внутренним пространством указанного трубопровода по трубчатым радиусам с отверстиями с четырех сторон восемью образованными секторами, ограниченными на кольцевом трубопроводе указанными радиусами, стыкуемыми с внутренними поверхностями не менее чем 3-х кольцевых труб на каждой восьмой части длины образуемой кольцевой трубой круга, при этом внешний диаметр секторных труб во всех трех секторах составляет 0,95 диаметра скважины колодца-жижесборника, чем обеспечивается близость выхода векторов нагнетаемого воздуха из внешних отверстий кольцевых секторных труб не менее 5 мм, что дает возможность удалять из внутренних поверхностей скважины колодца-жижесборника налеты и следы остатков веществ, заполнивших ранее пространство скважины колодца-жижесборника, напором подводящего свежего воздуха, собирая эти остатки в конусообразной емкости на дне скважины колодца-жижесборника.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что процесс подачи свежего воздуха в пространство скважины колодца-жижесборника осуществляется в два этапа: первый - статический, когда воздухоподводящие каналы в течение запрограммированного времени подачи воздуха не меняют своего положения и обеспечивают подачу по одному и тому же вектору в одном и том же направлении, и второй этап - динамический, когда те же операции подачи и распределения воздуха выполняются в состоянии возвратно-поступательного движения в течение установленного программой времени, как правило, 5-7 мин, очистительным блоком, обеспечивая 100% перемешивание воздуха с вредными газами, содержащимися в скважинах колодца-жижесборника, полностью устраняя застойные зоны тяжелых газов.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что осуществляется вытяжка смеси воздуха с вредными газами из скважины колодца-жижесборника благодаря автоматическим переключениям программой на вытяжку сначала по первому этапу - статическому, с продолжительностью до 5-7 мин, и динамическому, причем переключения с первого этапа на второй осуществляется автоматически.