Устройство для очистки водотоков от плавающих загрязнений Советский патент 1983 года по МПК E02B15/04 

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям, предназначенным для очистки и поддержания в надлежащем состоянии открытых водотоков.

Известно устройство для.очистки воды от нефтепрюдуктов посредством сбора их эжектированием водой и транспортировки в отстойную емкость 1.

Недостатком этого устройства является применение таких сложных и дорогих элементов как насосы и плавающие емкости для сбора нефтепродуктов.

Известно также устройство для очистки водотоков от плавающих загрязнений, включ.акадее направляющий элемент, заграждение с водосливом и соединенную с ним сборную емкость, установленную на повороте водотока 2 .

Однако известное устройство характеризуется недостаточной эффективностью сбора нефти из потока за счет нерегулируемого водослива и требуемой в этом случае дополнительной очистки, собранной в сборной емкости нефти от попадающей в нее воды.

Цель изобретения - повышение эффективности работы путем создания-циркуляции воды сверху в сборную емкость, а снизу в водоток.

Поставленная цель достигается тем, что заграждение выполнено со сквозным отверстием и снабжено шпорой, расположенной снаружи заграждения

I 3. .вплотную к нему и установленной перпендикулярно движению потока, заграждение снабжено направляющим сливным лотком, размещенным в верхней части и сообщающимся через отверстие со

10 сборной емкостью.

Кроме того, направлякнций сливной лоток имеет L-образную форму при ширинене менее высоты и установлен с возмoжнocтьJo вертикального перемещения.

15

На фиг. 1 изображено устройство, вид сверху; на фиг, 2 - поперечный разрез по сливному лотку; на фиг. Э- заграждение, поперечный разрез.

Устройство включает сборную ем20кость 1, отделенную от водотока заграждением 2, например шпунтовьм рядом. В заграждении 2 выполнено сквозное отверстие 3, возможно выполнение двух отверстий, одного А расположенно25го в верхней части сборной емкости, а второго Б - в нижней части сборной емкости 1 и ниже по течению. К отверстию 3 подсоединен сливной лоток 4, выполненный с возможностью вертикаль30ного перемещения. Впереди по течению к нижней части отверстия 3 перпендик лярно течению снаружи заграждения 2 вплотную к нему прикреплена шпора 5, ширина которой равна 1/3 ширины отве стия 3. Сливной лоток 4 расположен под острым углом к натекающему потоку и опирается вторым концом на стой ку 6, имеющую направляющие скобы 7. Сливной лоток 4 имеет L-образную фор му, горизонтальная полка 8 которого направлена вперед по течению и заглу лена, а верх вертикальной полки 9 вы ступает над поверхностью воды, причем ширина заглублённой полки 8 не менее высоты погруженной части верти кальной полки 9. К сливному лотку могут быть прикреплены щит 11 и торцовая стенка10, На повороте русла поверхностные поперечные скоростинаправлена от вы пуклого берега к вогнутому, в резуль тате чего плавающие загрязнители кон центрируются на выходе из поворота потока у вогнутого берега. Устройство работает следующим образом. Верхняя часть потока, натекая на сливной лоток 4, создает скоростной напор, под действием,которого часть воды с плавающими загрязнениями поступает в сборную емкость 1, где поверхностные загрязнения, например не фтепродукты, накапливаются, а вода, находящаяся в нижней части сборной емкости 1, отводится в основной поток через часть сквозного отверстия 3, находящегося ниже щита 11, находящийся ниже по течению под действием отрицательного давления, возникаю щего при обтекании шпоры 5 основным потоком. Как показали эекспериментальные и теоретические исследования натекания и обтекания пластинки, расположенной настенке водотока перпендикулярно направлению движения потока, отклонение элементарных струек потока изза наличия пластинки на пути потока появляется только на расстоянии до пластинки, равном высоте пластинки. Поэтому, чтобы исключить возможность подтек.ания верхнего слоя потока под лоток 4, ширина заглубленной полки 8 неменее высоты погруженной части вертикальной стенки 9., Ширина сквозного отверстия 3, рав , тройной ширине шпоры 5, обеспечи вает надежный отсос воды из. сборной емкости 1 практически для всех равнинных рек. Величину скоростного напора на заграждение 2, расположенное под углом 90° - с6 к направлению течения по тока, можно считать равной (фиг.1) . ..1. h. H -2 -C05d, где V - средняя скорость потока g - ускорение силы тяжести; У - коэффициент сопротивления лотка потоку. В сборной емкости уровень жидкости на величину больше отметки воды в основном потоке. Давление в сборной емкости 1 и потоке уравновешивается с учетом этого фактора при условии, что н н - Ь)Ге + (с + h) ,{2) где Н - глубина рассматриваемой точки от поверхности основного потока; тол1дина загрязнения в сборной емкости ниже отметки основного потока; ц- удельный вес воды; удельный вес плавающих загрязнений. Из (2) имеем Те - и Подставив значение h из получаем TM;-J Yf Te-n Толщина слоя загрязнений в сборной емкости может достигать величины hj под действием скоростного напора набегания При условии, что загрязнителем являются нефтепродукты, имеющие Тн 0,75 т/м, Ч 1 и coecfc 0,80 из (4), учитывая (1), находим при ; 1 м/с. 0,80 + 2-9,81 1,0-0,75 +. -ii5 ,0,80 0,16 м. 2-9,81 За шпорой 5 возникает отрицательное давление, для уравновешивания которого при тек же условиях необходима дополнительно такая же толщина слоя нефтепродуктов в сборной емкости. Таким образом, в сборной емкости можно накопить нефтепродукты слоем до 0,3 м без затраты подведенной извне энергии. Расположение устройства на выходе из поворота у вогнутого берега позволяет очищать всю поверхность проходящего потока, не перекрывая полностью всего его сечения, что позволяет одновременно беспрепя ственно использЪвать водоток в других целях, например транспорта, лесосплава. Использование изобретения позволяет очищатЬ водоток от плавающих загрязнителей, например нефтепродуктов, сравнительно простым способом без дополнительных затрат электроэнергии, без болыпкх эксплуатационных и других затрат. Формула изобретения 1. Устройство для очистки водотоков от плавающих загрязнений, включающее направлянмций элемент, заграждение с водосливом и соединенную с ним сборную емкость, установленную на повороте водотока, отличающеес я тем, что, с целью повышения эффективности работы путем создания циркуляции воды сверху в. сборную емкость/ а снизу в водоток, заграждение выполнено со сквозньм отверстием и енабжёно шпорой, расположенной снаружи заграждения вплотную к нему и установленной перпендикулярно движению потока, заграждение снабжено направляшцим сливньа лотком, размещенным в верхней части и сообщаквдимся через отверстие со сборной емкостью. 2. Устройство по п. 1, отлич а ю щ е е с я тем, что, НаГравлянадйй сливной лоток имеет L форлу при ширине не менее высоты и установлен с возможностью вертикального перемещения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 665052, кл. Е 02 В 15/04,1979. 2.Авторское .свидетельство СССР 874861, кл. Е 02 15/04, 1980.