Устройство для очистки воды Советский патент 1992 года по МПК E02B8/02 

1

(21)4832982/15

(22) 30.05.90

(46) 07.10.92.Бюл.Ms 37

(71)Всесоюзный научно-исследовательский институт комплексной автоматизации мелиоративных систем

(72)К.А.Пресняков, М. И. Голу бен ко и Р.Ф.Ха- санов

(56)Авторское свидетельство СССР № 1392188, кл. Е 02 В 8/02, 1986.

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ

(57)Использование; в гидротехнике, для очистки воды от наносов и плавающих включений при ее заборе в оросительную сеть. Сущность изобретения: с целью повышения эффективности работы устройство для очистки воды снабжено струенаправляющей пластиной 10, мусоросбросным малорасходным водоводом 4 и консольной решеткой 1. При этом пластина 10 расположена симметрично пластине 8 относительно центра промывного отверстия 11, каждая из пластин 8 и 10 прикреплена нижней кромкой к дну камеры 7, а их верхняя кромка установлена параллельно дну подводящего водовода 2, выше его отметки. 3 ил.

8.

О

V о VI

00

Фиг/

Изобретение относится к гидротехнике, а именно к устройствам для очистки воды от наносов и плавающих включений при ее заборе в оросительную сеть.

Известно устройство для очистки воды, включающий центробежную камеру с цилиндрической водопереливной боковой стенкой и промывным отверстием, выполненным в центральной части дна камеры, отводящими коллектор, выполненный в ви- де кольцевого лотка, расположенного по периметру камеры с внешней стооны стенки, подводящий водовод, тангенциально подключенный к камере, и размещенную в камере криволинейную в плане пластину, нижняя кром ка которой расположена выше дна камеры, в котором, с целью повышения эффективности работы за счет отвода плавающих включений в промывное отверстие, подводящий водовод выполнен в виде лот- ка, а криволинейная пластина обращена вогнутой стороной к лотку и прикреплена торцом к стенке камеры в месте примыкания к ней внешнего борта лотка, причем верхняя кромка пластины расположена вы- ше верхней кромки стенки камеры.

Основной недостаток известного устройства заключается в том, что, оказывая существенное влияние посредством криволинейной пластины на формирвоание увле- кающих усилией по отношению к плавающим включением в направлении промывного отверстия, оно посредством той же пластины в малой степени влияет на интенсификацию отвода донных и придон- ных наносов.

Цель изобретения - повышение эффективности работы.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для очистки воды, включающее центробежную цилиндрическую камеру, верхняя кромка водопереливной боковой стенки которой снабжена отражателем, а в центральной части конусного дна камеры выполнено сообщенное со сбросным кана- лом промывное отверстие, а также отводящий коллектор, выполненный в виде расположенного по периметру внешней стороны водопереливной стенки кольцевого лотка, подводящий водовод в виде лотка, тангенциально подведенного к камере, и размещенную в камере струенаправляю- щую криволинейную в плане пластину, обращенную вогнутой стороной к центральной части камеры и прикреплен- ную торцом в месте примыкания к камере внешнего борта подводящего водовода, снабжено второй струенаправляющей криволинейной в плане пластиной, размещенной в центробежной камере, сообщенным

со сбросным каналом мусоросбросным малорасходным водоводом с входным оголовком, размещенным в боковой стенке подводящего водовода, и консольной решеткой, размещенной в подводящем водоводе за входным оголовком мусоросбросного водовода и установленной под углом к направлению движения потока, при этом вторая струе- направляющая пластина расположена симметрично первой относительно центра промывного отверстия, каждая из пластин прикреплена нижней кромкой к конусному дну камеры, а их верхняя кромка установлена параллельно дну подводящего водовода выше его отметки, кроме того, обе струенап- равляющие пластины установлены таким образом, что горизонтальная прямая, соединяющая свободные концы их верхних кромок, проходит параллельно внешнему борту подводящего водовода через центр промывного отверстия, а подводящий водовод соединен со сбросным каналом посредством мусоросбросного водовода.

Такое выполнение устройства для очистки воды позволяет, по сравнению с прототипом, обеспечить последвоательную очистку воды от плавающего мусора посредством консольной решетки, расположенной перед малорасходным мусрросбросным водоводом, и поэтапную очистку воды от придонных и донных наносов посредством струенаправляющих криволинейных (в плане) пластин, взаимно расположенных в центробежной камере.

На фиг.1 изображено устройство для очистки воды, вид сверху; на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1; на фиг.З - схема расположения одной из струенаправляющих пластин с учетом ее кривизны.

Устройство для очистки воды включает консольную решетку 1, закрепленную на подводящем водоводе 2 за входным оголовком 3 мусоросбросного мало расход но го водовода 4 трапецеидального поперечного сечения, выполненного в боковой стенке подводящего водовода 2 под тупым углом к направлению течения воды в подводящем водоводе 2 и сообщенного со сбросным каналом 5. Консольная решетка 1 установлена консонаправлено под тупым углом (в плане) к направлению течения воды в подводящем водоводе 2, сопряженом с ротком 6, подключенным тангенциально к центробежной камере 7, а первая струенаправяющая криволинейная (в плане) пластина 8 обращена вогнутой стороной к лотку 6, прикреплена боковым торцом к стенке камеры 7 в месте примыкания к ней внешнего борта лотка б, нижней кромкой к конусному дну 9 Л амеры 7, а верхней кромкой установлена

параллельно дну подводящего водовода 2, выше уровня его отметки.

Вторая струенаправляющая криводи- нейная (в плане) пластина 10 расположена симметрично первой 8 относитпльно проходящей через центр промывного отверстия 11 вертикальной оси, сопряженного с промывной трубой 12, соединенной со сбросным каналом 5, прикреплена боковым торцом к внутренней поверхности стенки камеры 7, нижней кромкой - к конусному дну 9 камеры 7, а верхней кромкой установлена параллельно дну подводящего водовода 2, выше уровня его отметки. Обе струенаправляющие пластины 8 и 10 установлены таким образом, что горизонтальная прямая 13, соединяющая свободные концы их верхних кромок, проходит параллельно внешнему борту подводящего водовода 2 через центр промывного отверстия 11, и очерчены по кривой, текущие координаты которой определяются из следующего математического выражения

И()2 + ( +пг)Т

-(ir)2

У

1/2

где г - текущее значение радиальной координаты пластины, м;

R - радиус центробежной камеры, м;

г0 - радиус промывного отверстия, м;

Ьпк - ширина лотка на входе перед камерой, м;

Ку - коэффициент вариантности устройства, принимается от 1,3 до 1,7;

/ - текущее значение угловой координаты пластин (соответствующее их радиальной координате), рад.

К верхней кромки вертикальной стенки камеры 7 прикреплен отражатель 14 в виде усеченного конуса, а по ее периметру с внешней стороны установлен отводящий коллектор 15, выполненный в виде кольцевого лотка, сопряженного с отводящим каналом 16,

Устройство для очистки воды работает следующим образом.

По подводящему водоводу 2 поток воды с наносами и плавающим мусором поступает к очистному устройству, мусор задерживается консольной решеткой 1 и, благодаря ее расположению под углом к потоку за входным оголовком 3 малорасходного водовода 4, мусор отклоняется в мусоросбросной малорасходный водовод 4 трапецеидального поперечного сечения,

соединенный с подводящим водоводом 2, и сносится в сбросный канал 5. При изменениях наполнения водой подводящего водовода 2 и содержания плавающего мусора в

ней решетка 1 поддерживает оптимальный режим очистки и автоматического смыва мусора в нее. Вода, транспортирующая придонные и донные наносы, пройдя решетку 1, поступает по лотку 6 в центробежную

0 камеру 7, где, в связи с преобразованием прямолинейно-поступательного движения воды с наносами во вращательное, возникает воздушная вихревая воронка над промывным отверстием 11, что улучшает сброс

5 наносов в промывную трубу 12.

Первая струенаправляющая и криволинейная в плане пластина 8, верхняя кромка которой выступает по отношению к кромке дна подводящего водовода 2 (лотка 6) на А Н

0 (высоту слоя донных и придонных наносов), встречая донные и придонные наносы, играет роль волнореза, т.е. делит поток наносов на две группы: более интенсивные из них под действием инерции в продольном

5 направлении преодолевают верхнюю кромку пластины 8 и дальше, закручиваясь, движутся вдоль криволинейного борта камеры 7; менее интенсивные наносы непосредственно увлекаются во вращательное движе0 ние в зоне около промывного отверстия 11, часть из них непосредственно по конусному дну 9 камеры 7 поступает к промывному отверстию 11 и промывается, часть, совершив некоторую долю оборота, также посту5 лает в промывное отверстие 11, но никакая часть из них, в силу малой интенсивности, не преодолевает верхней кромки второй струенаправляющей криволинейной в плане пластины 10, играющей роль экрана.

0 Более интенсивная группа донных и придонных наносов, двигаясь в промежутке между бортом камеры 7 и внешней стороной первой пластины 8 (волнореза) и недо- стигая внутренней стороны второй

5 пластины 10 (экрана), уменьшиться в своем количестве за счет более медленных наносов из них, поступающих по конусному дну 9 к промывному отверстию 11. Оставшиеся и еще достаточно подвижные наносы этой

0 группы представляют верхнюю кромку второй пластины 10 и в промежутке между внешней стороной второй пластины 10 и криволинейным бортом камеры 7, ДЁИГЭЯСЬ, достигнув зоны промывного отверстия 11.

5 В нишах, образованных отрезками пространства между выпуклыми (внешними) поверхностями пластин 8 и 10 соответственно и боротом камеры 7, где, в связи со снижением скорости, возможно выпадание части придонных нан осов, задержания их не происходит, т.к. за счет разности скоростей потока в указанных нишах и в зоне промывного отверстия 11 между свободными концами пластин 8 и 10 отмеченная часть наносов отсасывается и увлекается в вихревую зону над промывным отверстием 11 камеры 7.

Промывная труба 12 в ее конечной части промывается за счет подпитки сбросного канала 5 водой из мусоросбросного водовода 4. Очищенная вода переливается через отражатель 14 в виде усеченного конуса и стенку камеры 7, поступает в отводящий коллектор 15 в виде кольцевого лотка и оттуда в отводящий канал 16. При всех изменениях расхода воды в камере 7 и содержания придонных и донных наносов совокупное взаиморасположение пластин 8 и 10 обеспечивает:

баланс донных и придонных наносов - G Gi+G2:

(

где G - общее количество йаносов, поступающих в камеру 7;

Gi - количество наносов, преодолевших верхнюю кромку пластины 8;

G2 - количество наносов, не преодолевших верхнюю кромку пластины 8;

G1® - количество наносов, отделившихся из количества Gi за счет экранирующего

эффекта пластины 10;

Gr - количество наносов, достигших пластины 10;

Gr3 - количество наносов, преодолевших верхнюю кромку пластины 10;

Gr - количество наносов, не преодолевших верхнюю кромку пластины 10;

поэтапную эвакуацию донных и придонных наносов через промывное отвер- стие 11 по промывной трубе 12 в сбросной канал 5 - на первом этапе G2, на втором G/Ч на третьем Gr4 и на четвертом Gi , тем самым уменьшение динамической нагрузки на конусное дно 9 камеры 7 и предотвращение завала наносами;

необходимую и достаточно эффективную степень осветления потока в верхних слоях при переливе воды через отражатель 14.

Эффективность устройства1 для очистки воды заключается в обеспечении поэтапной

(последовательной) очистки ее от плавающего мусора, придонных и донных наносов посредством расположения консольной решетки перед малорасходным мусоросбросным водоводом, и взаимного расположения в центробежной камере струенаправляю- щих криволинейных в плане пластин, Формула изобретения Устройство для очистки воды: включающее центробежную цилиндрическую камеру, верхняя кромка водопереливной боковой стенки которой снабжена отражателем, а в центральной час™ конусного дна камеры выполнено с сообщенное со сбросным каналом промывное отверстие, а также отводящий коллектор, выполненный в виде расположенного по периметру внешней стороны водопереливной стенки кольцевого лотка, подводящий водовод в виде лотка, тангенциально подведенного к камере, и размещенную в камере струенаправляющую криволинейную в плане пластину, обращенную вогнутой стороной к центральной части камеры и прикрепленную торцом вместе примыкания к камере внешнего борта подводящего водовода, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы, оно снабжено второй струенаправляющей криволинейной в плане пластиной, размещенной в центробежной камере, сообщенным со сбросным каналом мусоросбросным малорасходным водоводом с входным оголовком, размещенным в боковой стенке подводящего водовода, и консольной решеткой,

размещенной в подводящем водоводе за входным оголовком мусоросброчного водовода и установленной под углом к направлению движения потока, при этом вторая струе- направляющая пластина расположена симметрично первой относительно центра промывного отверстия, каждая из пластин прикреплена нижней кромкой к конусному дну камеры, а их верхняя кромка установлена параллельно дну подводящего водовода

выше его отметки, кроме того, обе струенап- равляющие пластины установлены таким образом, что горизонтальная прямая, соединяющая свободные концы их верхних кромок, проходит параллельно внешнему

борту подводящего водовода через центр промывного отверстия, а подводящий водовод соединен со сбросным каналом посредством мусоросбросного водовода.

Л-Л

////

у

15

/

Фиг. г