УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФИЛЬТРАЦИИ ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ Российский патент 2023 года по МПК B01D29/15 C02F11/12 

Изобретение относится к области оборудования для сбора, очистки и сгущения донных осадков сооружений, ливневых, промышленных стоков отложений рек и озер, а также донных отложений шлаконакопителей [C02F 1/00, C02F 11/00, C02F 11/12, C02F 11/121, C02F 11/122, C02F1/001, C02F1/004, C02F2201/00, C02F2201/008].

Наиболее простым известным из уровня техники решением является ОБЕЗВОЖИВАЮЩИЙ КОНТЕЙНЕР ДЛЯ ОТХОДОВ РАСЧИСТКИ ВОДОЕМОВ (ВАРИАНТЫ) [RU2579132 C2, опубликовано: 27.03.2016], содержащий каркас в виде горизонтальной рамы и полотно из водопроницаемого материала, свободно расстеленное поверх рамы с образованием открытого рабочего объема контейнера.

Недостатком аналога является отсутствие его промышленной применимости для очистки донных отложений в больших объемах, так как для его реализации в этих целях требуются площади для размещения контейнера, что зачастую невозможно из-за труднодоступности к прибрежной зоне очищаемого водоема.

Из уровня техники известно УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСВЕТЛЕНИЯ ЗАГРУЖЕННОЙ ВОДЫ [FR2439036 (A1), опубликовано: 16.05.1980], содержащее бассейн, снабженный на одном конце устройством подачи, а на другом конце водосливом, причем этот бассейн содержит вблизи дна по меньшей мере один кран для продувки, отличающийся тем, что внутренние стенки и дно бассейна покрыто съемным сплошным фильтрующим слоем из листового нетканого волокнистого материала, нанесенный на сплошную опору, закрепленную на дне и внутренних стенках емкости, выполненную из просечно-вытяжной сетки, закрепленную на стенках бассейна с помощью клиньев.

Недостатком аналога является невозможность его многоразового применения, так как в устройстве не реализованы вопросы очистки фильтрующего слоя при заполнении бассейна твердой фракцией донных отложений.

Наиболее близким по технической сущности является УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ШЛАМА [DE4105502 (A1), опубликовано: 20.08.1992], в котором в желобе с подключением к сточной воде имеется по крайней мере две водопроницаемые емкости, расположенные рядом или одна над другим, представляющие собой перфорированные корзины, изготовленные из металла или пластмассы и снабженные фильтрующим материалом в виде фильтровальной бумаги, а отделение шлама осуществляют переливом сточной воды из верхнего в нижний контейнер.

Основной технической проблемой прототипа является низкая эффективность его применения, обусловленная значительными массогабаритными характеристиками, а также отсутствие возможности многоразового применения фильтрующего материала. Кроме того, заявленное в прототипе устройство обладает низкой надежностью из-за отсутствия в конструкции элементов крепления фильтрующего материала в корзинах, что влечет за собой перелив донных отложений в главный бассейн при наполнении верхней корзины.

Задача изобретения состоит в устранении недостатков аналогов и прототипа.

Технический результат изобретения заключается в обеспечении возможности создания эффективного промышленного устройства для фильтрации донных отложений с многоразовым использование фильтрующего материала.

Указанный технический результат достигается за счет того, что устройство для фильтрации донных отложений, содержащее емкость, перфорированную корзину, размещенную в емкости и фильтрующий материал, размещенный в корзине, отличающееся тем, что корзина смонтирована с зазором от дна и стенок емкости, фильтрующий материал выполнен в виде закрытого мешка, уложенного в корзину, в верхней части мешка смонтирован рукав для соединения внутреннего объема мешка с трубопроводом подачи донных отложений, в стенке емкости в нижней ее части выполнен разгрузочный люк, окно которого герметично сообщается с разгрузочным отверстием, выполненным в соответствующей разгрузочному люку части мешка с возможностью выгрузки через разгрузочный люк из мешка твердой фракции донных отложений, для слива фильтрата в нижней части емкости ниже дна корзины выполнены сливные отверстия, мешок смонтирован к емкости или корзине быстросъемным соединением.

В частности, емкость выполнена с возможностью транспортирования.

В частности, емкость выполнена в виде промышленного контейнера.

В частности, емкость снабжена средствами погрузки/выгрузки на транспортное средство.

В частности, корзина выполнена из металлической сетки.

В частности, корзина внутри емкости смонтирована на направляющих, обеспечивающих зазор между емкостью и корзиной.

В частности, мешок выполнен из геотекстильной ткани.

В частности, герметичное соединение разгрузочного люка и мешка выполнено фланцевым соединением с помощью рамки, прижимающей по периметру разгрузочного отверстия мешок к стенке вокруг окна разгрузочного люка.

В частности, быстросъемное соединение мешка к корзине или емкости выполнено подвесным, когда петля на фильтр-мешке накидывается на отстоящий от стенки емкости или корзины вертикальный упор, или путем продевания через ряд петель на фильтр-мешке стержня, опирающегося на отстоящие от стенки емкости или корзины вертикальные упоры, или с помощью люверс, смонтированных на клапане фильтр-мешка, накидываемые на отстоящие от стенки емкости или корзины вертикальные упоры, или продеванием через люверсы по периметру мешка троса с фиксацией этого троса по периметру емкости или корзины, или с помощью такелажных креплений.

Краткое описание чертежей.

На фиг.1 показан общий вид устройства для фильтрации донных отложений.

На фиг.2 показан вид сверху устройства для фильтрации донных отложений.

На фиг.3 показан вид сбоку в разрезе устройства для фильтрации донных отложений.

На фиг.4 показан вид сзади в разрезе устройства для фильтрации донных отложений.

На фиг.5 показан увеличенный вид А крепления фильтр-мешка к стенке емкости с помощью петель.

На фиг.6 показан увеличенный вид сверху варианта крепления фильтр-мешка к стенке емкости.

На фиг.7 показано крепление фильтр-мешка к разгрузочному люку с помощью одной рамки.

На фиг.8 показано крепление фильтр-мешка к разгрузочному люку с помощью двух рамок.

На фиг.9 показана схема крепления фильтр-мешка между двумя рамками.

На фигурах обозначено: 1 - емкость, 2 - направляющие, 3 - корзина, 4 - краны, 5 - фильтр-мешок, 6 - рукав, 7 - петли, 8 - стержень, 9 - упоры, 10 - разгрузочный люк, 11 - шпильки, 12 - рамки.

Осуществление изобретения.

Устройство для фильтрации донных отложений содержит герметичную внешнюю емкость 1 (см.Фиг.1), образованную боковыми, задней, передней стенками и дном. В одном из вариантов реализации емкость 1 может быть снабжена крышкой. Емкость 1 выполнена с возможностью ее транспортировки, для чего она изготовлена, например, в виде стандартного промышленного контейнера салазочного типа типовым объемом, например, 27 м³ или 32 м³. Размеры емкости 1 зависят от транспортных средств, планируемых для его перевозки. Для погрузки/выгрузки емкость 1 снабжена средствами погрузки/выгрузки, например, проушинами.

Внутри емкости 1 на направляющих 2, смонтированных на ее стенках и вдоль дна, смонтирована корзина 3 (см.Фиг.2-4). В одном из вариантов реализации корзина 3 образована боковыми стенками, ориентированными вдоль боковых стенок емкости 1, передней стенкой и дном и выполнена из сетчатого материала, например, просечно-вытяжной металлической сетки. Направляющие 2 выполнены с возможностью образования зазора между боковыми, передней стенками и дном емкости 1 и корзиной 3.

Боковые стенки емкости 1 в зазоре между ее дном и дном корзины 3 или дно емкости 1 снабжено отверстиями, к которым снаружи емкости 1 смонтированы краны 4 для слива фильтрата из емкости 1.

Внутри корзины 3 установлен закрытый со всех сторон фильтр-мешок 5, изготовленный из геотекстильной ткани высокой плотности, например, из полипропилена плотностью 350-500 г/м². В верхней части фильтр-мешок 5 снабжен приемным рукавом 6 для подключения к нему трубопровода подачи донных отложений в жидком виде для их закачивания в фильтр-мешок 5. Фиксация трубопровода к рукаву 6 может быть выполнена хомутом, обвязывающим рукав 6 вокруг трубопровода.

Фильтр-мешок 5 закреплен внутри емкости 1 и/или к корзине 3 с помощью быстросъемного соединения, например, подвесным соединением, когда петля 7, выполненная на фильтр-мешке 5 накидывается на отстоящий от стенки емкости 1 или корзины 7 вертикальный упор 9, или путем продевания через ряд петель 7, смонтированных на фильтр-мешке 5 стержня 8, опирающегося на упоры 9, смонтированные на внутренней поверхности стенки емкости 1 (см.Фиг.5,6) или корзины 3, по высоте совпадающие с расположением петель 7, или с помощью люверс, смонтированных на клапане фильтр-мешка 5 и накидыванием этих люверс на упоры 9 или путем продевания через люверсы по периметру троса с фиксацией этого троса по периметру емкости 1 или корзины 3, или с помощью такелажных креплений и т.д. Сущность данного быстросъемного соединения является быстрый монтаж/демонтаж фильтр-мешка 5 из корзины 3 без инструментов. По мере заполнения фильтр-мешка 5 донными отложениями узел соединения натягивается и прочность соединения усиливается.

Для извлечения донных отложений из фильтра-мешка 5 в конструкции устройства для фильтрации донных отложений предусмотрен разгрузочный люк 10 (см.Фиг.7,8), смонтированный в нижней части задней стенки емкости 1 над дном фильтра-мешка 5 и дном корзины 3, а в стенке фильтр-мешка 5 выполнено отверстие, размерами, не превышающими размер окна разгрузочного люка 10. Отверстие в фильтр-мешке 5 и окно разгрузочного люка 10 герметично сообщаются друг с другом с возможностью выгрузки через отверстие в фильтр-мешке 5 и разгрузочный люк 10 твердой фракции донных отложений. Герметичное соединение отверстия в фильтр-мешке 5 и разгрузочным люком 10 может быть выполнено фланцевым соединением, для чего по периметру окна разгрузочного люка 10 внутри емкости 1 смонтированы шпильки 11, на которые своими отверстиями изнутри фильтр-мешка 5 смонтирована разъемным соединением рамка 12, прижимающая фильтр-мешок 5 к задней стенке емкости 1. В одном из вариантов реализации вокруг отверстия фильтр-мешка 5 с наружной и внутренней стороны сначала смонтированы рамки 12, зажимающие между собой стенку фильтр-мешка 5 (см.Фиг.9), а затем эти рамки 12 смонтированы к окну разгрузочного люка 10 задней стенки емкости 1. Такой вариант оборудования разгрузочного люка 10 позволяет быстро разъединить фильтр-мешок 5 от емкости 1 и извлечь фильтр-мешок 5 из корзины 3 при необходимости.

Разгрузочный люк 10 уплотнен прокладкой (на фигурах не показана) с возможностью обеспечения герметичности емкости 1.

Устройство для фильтрации донных отложений используют следующим образом.

Устройство с помощью транспортного средства доставляют к месту проведения работ и с помощью собственных средств выгрузки транспортного средства или дополнительной техники (крана) выгружают устройство на месте проведения работ.

К рукаву 6 фильтр-мешка 5 соединяют рукав насоса земснаряда (на фигурах не показан), откачивающего донные загрязнения и закачивают в фильтр-мешок 5 донные загрязнения, содержащие жидкую и твердую фракции. Жидкая фракция донных загрязнений под давлением, создаваемым насосом земснаряда, фильтруется через поры геотекстильной ткани из которой изготовлен фильтр-мешок 5 и благодаря зазору, образованному между емкостью 1 и корзиной 3 собираются на дне емкости 1, а твердая фракция (донные отложения) остаются внутри фильтр-мешка 5. Отвод фильтрата из емкости 1 производят через трубы, присоединенные к кранам 4 в нижней части емкости 1, непосредственно обратно в водоём или в отдельные емкости. Для выгрузки твердой фракции донных отложений из фильтр-мешка 5 перекрывают трубопровод земснаряда, через который донные отложения подают в фильтр-мешок 5, дожидаются отделения жидкой фракции от твердой в фильтр-мешке 5, после чего открывают разгрузочный люк 10 и выгружают твердую фракцию донных отложений, после чего закрывают разгрузочный люк 10 и вновь, включая насос земснаряда, подают донные отложения в фильтр-мешок 5. Таким образом, фильтр-мешок 5 используют многократно, без его извлечения из корзины 3, что значительно сокращает время на фильтрацию донных отложений, снижает трудоемкость работ, их себестоимость. Устройство транспортировать могут как с пустым фильтр-мешком 5, так и заполненным твердой фракцией донных отложений, равно как и с фильтратом на дне емкости, так и без него. Для транспортировки устройство с помощью собственных средств погрузки/выгрузки помещают на транспортное средство и перевозят к нужному месту, где его повторно разворачивают. За счет описанной конструкции достигается многоразовое использование фильтрующего материала, а также повышается эффективность фильтрации донных отложений в промышленных масштабах за счет высокой производительности устройства, когда нет необходимости менять фильтрующий мешок 5, отсоединять устройство от средств подачи донных отложений и слива фильтрата. А транспортабельность устройства обеспечивает его мобильность, оперативность доставки и развертывания. Для размещения устройства на берегу водоема необходим участок земли размером от 72 м² (6м*12м). Отсутствует необходимость проведения масштабных земляных работ, как в случаях с применением площадок складирования грунта или геотекстильных контейнеров (геотубов). Дополнительно, за счет крепления фильтр-мешка 5 к емкости 1 или корзине 3 обеспечивается надежность устройства в целом.

Изобретение относится к области оборудования для сбора, очистки и сгущения донных осадков сооружений, ливневых, промышленных стоков отложений рек и озер, а также донных отложений шлаконакопителей. Устройство для фильтрации донных отложений содержит емкость, перфорированную корзину, размещенную в емкости, и фильтрующий материал, размещенный в корзине. Корзина смонтирована с зазором от дна и стенок емкости. Фильтрующий материал выполнен в виде закрытого мешка, уложенного в корзину. В верхней части мешка смонтирован рукав для соединения внутреннего объема мешка с трубопроводом подачи донных отложений. В стенке емкости в нижней ее части выполнен разгрузочный люк, окно которого герметично сообщается с разгрузочным отверстием, выполненным в соответствующей разгрузочному люку части мешка с возможностью выгрузки через разгрузочный люк из мешка твердой фракции донных отложений. Для слива фильтрата в нижней части емкости ниже дна корзины выполнены сливные отверстия. Мешок смонтирован к емкости или корзине быстросъемным соединением. Технический результат: обеспечение возможности создания эффективного промышленного устройства для фильтрации донных отложений с многоразовым использованием фильтрующего материала. 8 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Устройство для фильтрации донных отложений, содержащее емкость, перфорированную корзину, размещенную в емкости, и фильтрующий материал, размещенный в корзине, отличающееся тем, что корзина смонтирована с зазором от дна и стенок емкости, фильтрующий материал выполнен в виде закрытого мешка, уложенного в корзину, в верхней части мешка смонтирован рукав для соединения внутреннего объема мешка с трубопроводом подачи донных отложений, в стенке емкости в нижней ее части выполнен разгрузочный люк, окно которого герметично сообщается с разгрузочным отверстием, выполненным в соответствующей разгрузочному люку части мешка с возможностью выгрузки через разгрузочный люк из мешка твердой фракции донных отложений, для слива фильтрата в нижней части емкости ниже дна корзины выполнены сливные отверстия, мешок смонтирован к емкости или корзине быстросъемным соединением.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что емкость выполнена с возможностью транспортирования.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что емкость выполнена в виде промышленного контейнера.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что емкость снабжена средствами погрузки/выгрузки на транспортное средство.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что корзина выполнена из металлической сетки.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что корзина внутри емкости смонтирована на направляющих, обеспечивающих зазор между емкостью и корзиной.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что мешок выполнен из геотекстильной ткани.

8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что герметичное соединение разгрузочного люка и мешка выполнено фланцевым соединением с помощью рамки, прижимающей по периметру разгрузочного отверстия мешок к стенке вокруг окна разгрузочного люка.

9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что быстросъемное соединение мешка к корзине или емкости выполнено подвесным, когда петля на мешке накидывается на отстоящий от стенки емкости или корзины вертикальный упор, или путем продевания через ряд петель на мешке стержня, опирающегося на отстоящие от стенки емкости или корзины вертикальные упоры, или с помощью люверс, смонтированных на клапане мешка, накидываемых на отстоящие от стенки емкости или корзины вертикальные упоры, или продеванием через люверсы по периметру мешка троса с фиксацией этого троса по периметру емкости или корзины, или с помощью такелажных креплений.