Отстойное сооружение Советский патент 1992 года по МПК E02B8/02 

Имеются продольные галереи 5, откосы 6 дна которых образуют с продольными элементами 7 малой ширины крышевидную ломаную многоскатную поверхность осаждения наносов, облицованную пленочным материалом с низким коэффициентом трения.

В конце продйльных галерей 5 размещены полигональные водосливы 8 с острой кромкой 9. Каждая галерея 5 включает поперечные коллекторы 10 для сбора и транспортировки их с автоматическим устройством 11 управления и боковым промывным шлюзом 12 для выноса наносов за пределы отстойного сооружения. Автоматическое устройство 11 управления состоит из привода, включающего поплавок 13 в емкости привода 14, гибкий затвор 15 с опорными стержнями 16, связанный одним концом с боковой стенкой поперечного коллектора 10, а другим концом с поплавком 13 посредством трособлочной связи с противовесом 17, Емкость привода 14, установленная на входе в боковой промывной шлюз 12 перед промывным отверстием 26, соединена с питающим напорным трубопроводом 18 (фиг. . 4, 5) большего сечения через подпружиненный обратный клапан 19, перекрывающий ответвление питающего напорного трубопровода 18 большего сечения, на одном кон- .це которого размещен водозаборный патрубок 20, находящийся в зоне осветленных слоев потока воды в отстойнике, а на другом конце - датчик уровня наносов, состоящий из запорного клапана 21,сильфона 22 и наносной чашки 23 (фиг. 5), расположенный на ответвлении подводящего патрубка 24 (фиг. 4, 5), сечение которого равно сечению питающего напорного трубопровода 18 большего сечения, Емкость привода 14 дополнительно соединена сливной трубкой 25 меньшего сечения, чем напорный трубопровод 18, с находящейся ниже промывного отверстия 26, перекрываемого гибким затвором 15 с опорными стержнями 16, сбросной магистралью 27.

Отстойное сооружение работает следующим образом.

Мутный водный поток по подводящему каналу 1 поступает в сопрягающий участок 2, где за счет расширения и обратного уклона дна происходит резкое снижение удельной энергии потока на единицу ширины дна. что обеспечивает сокращение длины участка гашения энергии и задержание крупнофракционного состава наносов. Далее поток воды с наносами, преодолев вертикальный уступ 3 на входе в камеру 4 отстойника, делится в ней на несколько частей по

числу продольных галерей 5, где происходит гашение (выравнивание и успокоение) течения отдельных частей потока воды с наносами.

Осаждение наносов происходит по всей

длине отстойника на протяжении его продольных галерей 5, и осветленные до расчетной величины слой воды высотой h2 переливаются через открытые кромки 9 пол0 игональных водосливов 8. Часть выпадающих в продольных галереях 5 отстойника частиц наносов проникает через щели, образуемые верхними концами продольных элементов 7 малой ширины, в поперечные

5 коля jKTOpbi 10 для сбора наносов. Подавляющая часть выпадающих частиц наносов опускается на различные участки крыше- видной ломаной многоскатной поверхности осаждения наносов, образованной откоса0 ми 6 дна и продольными элементами 7 малой ширины. Так как все участки многоскатной поверхности облицованы пленочным материалом с низким коэффициентом трения (высоким коэффициентом скольже5 ния частиц наносов) и наличествует совокупность больших уклонов откосов 6 дна и продольных элементов 7 малой ширины, то подавляющая часть выпадающих частиц наносов не задерживается на многоскатной

0 поверхности, соскальзывает с нее и стекает

в поперечные коллекторы 10 сбора наносов.

В процессе накопления наносов, пока

не достигнуто предельное насыщение воды

наносами Ыпр, автоматическое устройство

5 11 управления не вступает в действие: привод не функционирует, поплавок 13 в емкости привода 14, гибкий затвор 15 с опорными стержнями 16, трособлочная связь с противовесом 17 находятся в состо0 янии покоя (фиг. 5). При этом (режим отсутствия промывки, фиг, 6) осветленная вода курсирует в напорном трубопроводе через водозаборный патрубок 20 по левому концу питающего напорного трубопровода 18

5 большего сечения, мимо подпружиненного обратного клапана 19, по правому концу питающего напорного трубопровода 24 большего сечения (подводящий патрубок), через запорный клапан 21 с сильфоном 22

0 тонкий слой пз под наносной чашкой 23 на сброс 27. В ответвлении обратного клапана 19 образуется разрежение, поэтому под действием усилия Р0 он закрыт; так как наносная чашка 23 запорного клапана 21 с

5 сильфоном 22 свободна от наносов, то запорный клапан 21 открыт. В емкости привода 14 наблюдается минимальный уровень воды, в сливной трубке 25 меньшего сечения расхода воды нет. Так как гибкие затворы 15 с опорными стержнями 16 находятся

в полностью опущенном состоянии, то промывные отверстия 26 закрыты.

По мере эксплуатации отстойного сооружения увеличивается число частиц осаждающихся наносов, т.е. начинает по- 5 вышаться мутность воды в зоне датчика уровня наносов. Частицы наносов устилают поверхность наносной чашки 23 запорного клапана 21 ссильфоном22. При достижении содержанием наносов в воде предельной 10 величины ftnp под действием веса отложившихся на наносной чашке 23 запорного клапана 21 с сильфоном 22 наносов Ра 5нч hH //пр.

где Знч - площадь поверхности наносной 15 ашки, м2;

пн - высота слоя наносов на поверхности наносной чашки, м;

j«np - предельно допустимое содержание наносов в воде, кг/м3.20 наносная чашка 23 опускается и закрывает проточную часть запорного клапана 21 с сильфоном 22 (ликвидируется зазор Из). Под подпружиненным обратным клапаном 19 бразуется перепад давления, пропорцио- 25 нальный статическому напору. По достижении усилия Pi Р2 подпружиненный братный клапан 19 открывается и в емкость привода 14 начинает поступать вода. Одновременно начинается отток воды через 30 сливную трубку 25 меньшего сечения в сбросную магистраль 27 Между наполнением в отстойном сооружении и уровнем воды в емкости привода 14 устанавливается некоторый перепад A h, и под воздействием 35 соответствующей выталкивающей (подъемной) силы поплавок 13 начинает подниматься. При этом противовес 17 трособлочной вязи опускается и тянет за собой гибкую ягу, соединенную с гибким затвором 15 с 40 порными стержнями 16.

Оснащение гибкого затвора 15 опорными стержнями 16 позволяет поддерживать полотнище его в проеме промывного отвертия 26. Горизонтальное размещение опор- 45 ных стержней 16 не препятствует отвороту полотнища гибкого затвора 15 вслед за движением гибкой тяги под действием перемещения противовеса 17 трособлочной связи, при этом усилие-на поднятие гибкого затво- 50 ра 15 (открытие промывного отверстия 26) инимально. По мере поднятия гибкого завора 15 (открытия промывного отверстия 26) начинается движение воды с наносами из поперечных коллекторов 10 сбора нано- 55 сов в боковой промывной шлюз 12 на вынос в промывное отверстие 26

В режиме развитого процесса промыва фиг. 7) запорный клапан 21 датчика уровня

наносов с наносной чашкой 23 и сильфоном 22 закрыт, подпружиненный обратный клепан 19 открыт, промывное отверстие 26 пол- ностыо открыто, гибкий затвор 15 с опорными стержнями 16 находится в полностью поднятом состоянии,поплавок 13, противовес 17 трособлочной связи вместе с гибкими тягами находятся в новом неподвижном состоянии, соответствующем новому положению поплавка 13 в емкости привода 14.

В условиях развитого процесса промыва создаются предпосылки как для закаливания наносной чашки 23 датчика уровня намосов, так и для смыва наносов с нее. Объективными основаниями таких предпосылок являются существенно большие предельного значения/ пр значения промывной мутности потока и значительные скорости промывного потока, В начальной стадии процесса промыва вероятности заваливания наносной чашки 23 датчика уровня наносов наносами выше вероятности смыва наносов с нее; в условиях развитого процесса промыва указанные две тенденции равновероятны, в условиях затухающего процесса промыва вероятность смыва наносов с наносной чашки 23 датчика уровня наносов выше вероятности заваливания ее наносами

В условиях затухающего процесса промыва (фиг. 8) промывной поток в связи со смывом основной массы наносов становится все осветленней (промывная мутность, уменьшаясь, приближается к предельному значению/гпр), а скорости промыва остаются еще достаточно высокими. При этом происходит непрерывный смыв наносов с наносной чашки 23 датчика уровня наносов, последняя вместе с сильфоном 22 поднимается и запорный клапан 21 открывается. На- чинается отток воды по напорному трубопроводу через водозаборный патрубок 20 по левому концу питающего напорного трубопровода 18 большего сечения, мимо ответвления на подпружиненный обратный клапан 19, по правому концу питающего напорного трубопровода 24 большего сечения (подводящ го патрубка), через запорный клапан 2 I с сильфрном 22 тонким слоем пз под наносной чашкой 23 и на сброс 27. Под подпрухиненным обратным клапаном 19 образуется разрежение, формируется усилие Ро, обратный клапан 19 закрывается, прекращая тем самым доступ воды в емкость привода 14. Происходит также очень малым расходом слив воды из емкости привода 14 по сливной трубке 25 меньшего сечения и далее на сброс 27 Так как попеечное сечение емкости привода 14 намного больше сечения сливной трубки 25, то порожнение емкости 14 может идти достаочно долго (т е. оно регулируется), что обес- печивает полный смыв наносов из поперечных коллекторов 10 для сбора наносов через боковой промывной шлюз 12 и промывное отверстие 26.

Следовательно, промывка наносов из поперечных коллекторов 10 для сбора наносов продолжается вплоть до момента прекращения слива воды из емкости привода 14 через сливную трубку 25, соответствующего крайнему нижнему положению поплавка 13, когда гибкий затвор 15 с опорными стержнями 16 полностью опускается и промывное отверстие 26 полностью перекрывается. Следующий цикл работы гидравлического привода начинается после очередного отложения наносов до расчетного значения их массы на наносной чашке 23 датчика уровня наносов, что вызывает закрытие запорного клапана 21 и так далее.

Эффективность работы отстойного сооружения определяется созданием наиболее благоприятных условий для непрерывного сбора-стекания наносов в поперечные коллекторы и тем самым, обеспечением автономно-автоматического управления процессом промыва-удаления наносов за пределы отстойного сооружения по крите- рию содержания наносов в потоке и отношению его к предельному значению ,«пр, а также экономией промывной воды, исключением перебоев в подаче потребителю осветленной воды и отсутствием в системе автоматического управления каких-либо дополнительных источников энергии, кроме природной энергии - гидравлической.

Формула изобретения Отстойное сооружение, включающее подводящий канал, соединенный через расширяющийся в плане сопрягающий участок

с камерой отстойника, оборудованной боковым промывным шлюзом с автоматическим устройством управления, состоящим из датчика уровня наносов, гидравлически связанного посредством напорного трубопровода

с камерой отстойника и через запорный клапан с промывным шлюзом, а также с приводом затвора, установленного перед промывным отверстием в боковой стенке камеры отстойника на входе в промывной

шлюз, кроме того, трособлочную связь с противовесом между затвором и устройством управления, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, сооружение снабжено, расположенными на дне

камеры отстойника продольными галерей- ми с крышевидной ломаной поверхностью и продольными элементами, образующими вместе с откосами дна галерей многоскатную поверхность осаждения наносов,

при этом каждая галерея оборудована поперечным коллектором наносов, автоматическое устройство управления снабжено поплавком, размещенным в емкости привода затвора, и подпружиненным обратным клапаном, установленным на входе в эту емкость, датчик уровня наносов состоит из запорного клапана, сильфона и наносной чашки, и сопрягающий участок выполнен с обратным уклоном дна и уступом на входе в камеру отстойника, в концевой части которого размещены полигональные водосливы с острой кромкой, кроме того, затвор выполнен гибким и посредством трособлочной системы с противовесом связан с поплавком, а напорный трубопровод гидравлически связан через обратный клапан с емкостью привода.

«м

«и

J

s

«

$ s

0

3f

.&.

Фиг. 7