ГРАВИТАЦИОННЫЙ ОСВЕТЛИТЕЛЬ

гравитационный осветлитель
Предлагаемая полезная модель относится к механической очистке бытовых и производственных сточных вод и может быть использована в качестве первичных радиальных отстойников.
Известен отстойник (SU, авторское свидетельство 434957, В 01 D 21/18, 1974), содержащий цилиндрический корпус, на стенке которого размещены поворотные катки, на которые опирается горизонтальное кольцо с подвешенными к нему посредством растяжек скребками. Один из катков выполнен приводным, а остальные - опорными. На этой же стенке закреплены еще четыре направляющих катка, которые фиксируют горизонтальное кольцо в радиальном направлении. Приводной каток установлен на выходном валу редуктора, который вместе с электродвигателем составляет привод устройства.
Отстойник работает следующим образом. При включении электродвигателя начинает вращаться приводной каток, приводя в движение горизонтальное кольцо с закрепленными на нем скребками. Вращение скребков вместе с кольцом вызывает перемещение ила по дну отстойника.
Недостатком известного технического решения следует признать сложность расположения и поддержания в горизонтальном положении кольца с подвешенными на растяжках скребками.
Известен отстойник (SU, авторское свидетельство 821410, С 02 F 1/52, 1981), содержащий вертикально установленный корпус кругового сечения, трубу для подачи очищаемой воды, круговой желоб, примыкающий к внутренней поверхности корпуса и соединенный с системой отвода очищенной воды, плавающую доску, установленную с возможностью сгона плавающих частиц в бункер, установленную в корпусе, подвижную ферму, соединенную со скребками, установленными с возможностью перемещения придонного ила в иловый приемник, причем центр подвижной фермы совмещен с центром корпуса, и ферма установлена с возможностью движения, обусловленной наличием привода.
Недостатком вышеприведенного технического решения следует признать его низкую надежность, вызванную перемещением фермы по торцу корпуса, который под влиянием движения тележки разрушается. Кроме того, в зимний период времени происходит обледенение торца корпуса. Все это увеличивает нагрузку на подшипник вала, на котором закреплена с возможностью движения ферма, что приводит к разрушению подшипника и выходу из строя отстойника.
Известен отстойник (SU, авторское свидетельство 1604403, В 01 D 21/24, 1990), содержащий цилиндрический корпус с коническим дном, систему подачи очищаемой воды, систему отвода очищенной воды, средство удаления ила и привод, причем средство удаления ила выполнено в виде двух диаметрально расположенных тяг, укрепленных на центральном валу, на которых укреплены скребки, а также горизонтально установленного металлического кольца, выполненного из швеллера, в пазу которого расположена тяговая цепь с фиксирующими зубьями, установленными через каждые 20-30 шагов цепи, причем тяговая цепь предназначена для перемещения указанных диаметрально расположенных тяг.
Недостатком указанного технического решения следует признать выполнение средства удаления ила в виде кольца, выполненного из швеллера, в пазу которого расположена тяговая цепь. Взвешенные частицы, оседая в пазу кольца, забивают пространство между звеньями цепи, что приводит к выходу устройства из рабочего состояния. Поэтому, для осушествления ремонтновосстановительных работ необходимо не только удалять воду из отстойника, но и вынимать тяговую цепь для удаления из нее взвешенных частиц.
Известен отстойник Рекламный проспект завода горного машиностроения НИОМА. Катовице, 1985, содержащий шламосборник, питающий желоб, желоб отвода осветленной жидкости, переливную перемычку, разгрузонную воронку и смонтнрованные на центральной колонне граблины со скребками и механизмы вращения и подъема граблин.
Известен отстойник RU, патент 2129459, В 01 D 21/18, 1998, содержащий цилиндрический резервуар с кольцевым каналом в дне, разделяющим дно на два концентрических участка, системы для ввода обрабатываемой и сбора осветленной воды, а также устройство механического удаления осадка, включающее приводной мост и две группы скребков, выстроенных в ряд по соответствующим спиральным линиям. Из скребков сформированы щетки, закрепленные в дугообразных лонжеронах, которые посредством независимых подвесок установлены на стрелах, шарнирно соединенных с возможностью качания в вертикальной плоскости. Колона взаимодействует с приводным мостом посредством поворотной опоры и размещена по оси радиального отстойника.
Недостатками известных устройств является значительное утяжеление конструкции отстойников, вызванное необходимостью оснащения скребковых устройств механизмами управления, что снижает их надежность и увеличивает капитальные затраты на строительство.
Известен отстойник (SU, авторское свидетельство 2164437, В 01 D 21/06, 2001), содержащий цилиндрический корпус, систему подачи и отвода воды, средство удаления ила и привод. Средство удаления ила представляет собой затопленную подвижную ферму со скребками, установленными с возможностью перемещения придонного ила в иловый приямок, сообщенный с илососом. Центр фермы совмещен с центром корпуса. Ферма установлена с возможностью движения от привода, ниже уровня воды в корпусе и представляет собой кольцевую опору, соединенную перемычками с центральной осью корпуса. Часть перемычек фермы выполнена в виде труб, удаленные от центра корпуса отверстия которых закрыты. Кольцевая опора касается, по меньшей мере, восьми роликов, установленных в горизонтальной плоскости перпендикулярно оси корпуса. Вращение фермы осуществляется за счет
фрикционного механизма, соединенного с нриводом, расноложенным над новерхностью воды.
Недостатком известного технического решения следует признать сложность устройства горизонтальной кольцевой оноры и установки в горизонтальной плоскости в зависимости от диаметра отстойника от 8 до 30 роликов.
Известны радиальные отстойники (SU, авторское свидетельство 1263296, В 01 D 21/06, 1986; Huber Complete Circular Settlement Tank System, Huber tecnology, 2002), содержащие корпус, подводящий трубопровод, кольцевой сборный желоб, вращающийся скребковый механизм, предназначенный для удаления ила со дна отстойника и располагающийся ниже уровня очищаемой воды. Указанный механизм представляет собой штангу с закрепленными на ней скребками, вращаемую приводом и опирающуюся на коническое дно отстойника. Очищаемая вода поступает по подводящему трубопроводу и удаляется посредством кольцевого сборного желоба. Взвешенные частицы опускаются на дно и сгребаются скребками, укрепленными на вращаемой приводом штанге.
Недостатком известных конструкций отстойников является низкая надежность привода из-за существенного утяжеления конструкции штанги, которая, как правило выполняется из трубы диаметром более 200 мм. Кроме того, сама указанная штанга так же создает движение ила в донной части, но не всегда в направлении сборника ила.
В качестве прототипа выбран известный осветлитель воды, содержащий:
а)вертикально установленный цилиндрический корпус с конусообразным дном;
б)центральную подводящую трубу с распределителем потока, соединенную с системой подачи исходной воды;
г)сборник ила, расположенный в центре цилиндрического корпуса;
д)поворотное устройство, смонтированное на центральной подводящей трубе;
е)механизм вращения скребковых систем, включающий замкнутую цепь, автоматический натяжитель цепи, радиально расположенные опорные колеса цепи и одно ведущее зубчатое колесо;
ж)две диаметрально расположенные скребковые системы, включающие сегменты с колесными опорами, установленные с возможностью перемещения придонного ила в сборник ила, соединенные крайними сегментами с механизмом вращения скребковых систем и с поворотным устройством;
з)приводной механизм, включающий вертикальный вал, соединенный в верхней части с приводом, а в нижней части - с ведущим зубчатым колесом механизма вращения скребковых систем;
и) систему сбора плавающих веществ, включающую приемный бункер, примыкающий к внутренней поверхности корпуса, поверхностный скребок, установленный на уровне поверхности воды. Поверхностный скребок с одной стороны, крепится на двух стойках, соединенных с колесными опорами, а с другой, - скользит (или имеет роликовую опору) по распределителю потока см. Submerged Circular Tank Scraper. Рекламный проспект Finnchain system. Финляндия, 2002 г. (Копия прототипа прилагается).
В прототипе объединено достоинство ряда известных осветлителей воды, а именно применением двух скребковых систем, которые крайними сегментами соединены с механизмом вращения скребковых систем и с поворотным устройством. Это позволяет за один оборот оси резервуара дважды удалить весь осадок с дна резервуара в сборник ила, расположенный в центре цилиндрического корпуса.
Однако прототип обладает двумя существенными недостатками, а именно: ,
ковую опору) по распределителю потока. Последнее требует механообработки (с относительно высоким допуском) верхней части распределителя потока диаметром от 1.5 м; 2. Ограниченной областью применения, что обусловлено необходимостью устройства в корпусе осветлителя воды отверстий под анкерные болты для крепления автоматического натяжителя цепи, радиально расположенных опорных колес цепи и ведущего зубчатого колеса. Такая возможность имеется не во всех осветлителях, корпусы которых должны быть герметичными. Задачей настоящей полезной модели является расширение области применения и снижение капитальных затрат. Поставленная задача решена так, что в известном гравитационном осветлителе, содержашем: а) вертикально установленный цилиндрический корпус с дном; б) центральную подводящую трубу с распределителем потока, соединенную с системой подачи исходной воды; в) по крайней мере один круговой водосборный желоб, примыкающий к внутренней поверхности корпуса, соединенный с системой отвода очищенной воды; г) сборник ила; д) поворотное устройство, смонтированное на центральной подводящей трубе; е) механизм вращения скребковых систем, включающий замкнутую цепь, автоматический натяжитель цепи, радиально расположенные опорные колеса цепи и одно ведущее зубчатое колесо; ж) по крайней мере одну скребковую систему, включающую сегменты с колесными опорами, установленную с возможностью перемещения придонного ила в сборник ила, соединенную крайними сегментами с механизмом вращения скребковых систем и с поворотным устройством; з) приводной механизм, включающий вертикальный вал, соединенный в верхней части с приводом, а в нижней части - с ведущим зубчатым колесом механизма вращения скребковых систем; и) систему сбора плавающих веществ, включающую приемный бункер, примыкающий к внутренней поверхности корпуса, поверхностный скребок, установленный на уровне поверхности воды, по крайней мере, на одной стойке соединенной с
колесной опорой, согласно нашей полезной модели установка дополнительно снабжена подвижной фермой, по меньшей мере, одной дополнительной колесной опорой, расположенной от центра на расстоянии, превышающем радиус распределителя потока, дополнительной стойкой поверхностного скребка, установленной на подвижной ферме, при этом, подвижная ферма соединена, с одной стороны, с поворотным устройством, а другой - с дополнительной колесной опорой;
Есть вариант развития, в котором радиус, соединяюш;ий ось цилиндрического корпуса с внутренним концом поверхностного скребка, отклонен по отношению к аналогичному радиусу, соединенному с периферийным концом поверхностного скребка, на угол а в сторону враш,ения скребковых систем, причем .
Есть вариант развития, в котором узел соединения дополнительной стойки и поверхностного скребка выполнен скользящим вдоль оси упомянутого скребка;
Есть вариант развития, в котором установка дополнительно снабжена консольными балками, установленными с возможностью поддержания круговых водосборных желобов, равносторонним многоугольником, установленным в нижней части цилиндрического корпуса, выполненным из металлического профиля и соединенным с упомянутыми консольными балками, а механизм вращения скребковых систем установлен на упомянутом многоугольнике.
Отличительными признаками заявляемого гравитационного осветлителя являются:
1. Снабжение дополнительной подвижной фермой, соединенной с одной стороны с поворотным устройством, а с другой, по меньшей мере, с одной дополнительной колесной опорой, расположенной от центра на расстоянии, превышаюшем радиус распределителя потока;
2.Снабжение дополнительной стойкой поверхностного скребка, установленной на подвижной ферме;
3.Вариант установки поверхностного скребка, при котором радиус, соединяющий ось цилиндрического корпуса с внутренним концом поверхностного скребка, отклонен по отношению к радиусу, соединяющему ось цилиндрического корпуса с периферийным концом поверхностного скребка, на угол а в сторону вращения скребковых систем, причем
4.Выполнение узла соединения дополнительной стойки и поверхностного скребка скользящим вдоль оси упомянутого скребка;
5.Дополнительное снабжение установки консольными балками, установленными с возможностью поддержания круговых водосборных желобов;
6.Дополнительное снабжение установки равносторонним многоугольником, установленным в нижней части цилиндрического корпуса, выполненным из металлического профиля и соединенным консольными балками;
7.Установка механизма вращения скребковых систем на упомянутом многоугольнике.
По сведениям, имеющимся у авторов, все отличительные признаки в технической литературе не известны, что отвечает критерию патентоспособности «новизна.
Совместное применение в заявляемом устройстве указанных отличительных признаков позволяет получить два положительных эффекта и один новый эффект.
Первый положительный эффект заключается в том, что снижаются капитальные затраты, так как исключается необходимость механообработки распределителя потока диаметром более 1.5 м.
Ы , э
совместному применению отличительных признаков №6 и 7 отпадает необходимость устройства в корпусе осветлителя отверстий под анкерные болты.
Новый эффект заключается в том, что появляется возможность увеличения степени очистки воды за счет устройства дополнительных водосборных желобов. Это достигается благодаря отличительному признаку №6, т.е. дополнительной установкой консольных балок.
Таким образом, заявляемый гравитационный осветлитель отвечает критерию «изобретательский уровень.
Предлагаемое авторами устройство отличается от прототипа конструктивно.
На фиг. 1 представлен разрез варианта осветлителя воды, на фиг.2 разрез 1-1.
Осветлитель воды содержит (см. фиг.1, 2):
-вертикально установленный цилиндрический корпус 1 с дном 2;
-центральную подводящую трубу 3 с распределителем потока 4, соединенную с системой подачи исходной воды;
-круговые водосборные желоба 5, примыкающие к внутренней поверхности корпуса, соединенные с системой отвода очищенной воды. На фиг. 1 в качестве примера показан вариант с одним круговым концентрическим желобом;
-сборник ила, выполненный в виде центрального кольцевого канала 6 с отводящим трубопроводом 7;
-поворотное устройство 8, смонтированное на центральной подводящей трубе 3 с возможностью вращения на ней;
-механизм вращения скребковых систем, включающий замкнутую цепь 9, автоматический натяжитель цепи 10, радиально расположенные опорные колеса цепи 11 и одно ведущее зубчатое колесо 12;
-скребковые системы (в качестве примера показаны две скребковые системы), включающие сегменты 13 с колесными опорами 14;
KTS) ( -приводной механизм, включающий вертикальный вал, соединенный в верхней части с приводом (не показаны), а в нижней части - с ведущим зубчатым колесом 12 механизма вращения скребковых систем; -подвижную ферму 15, соединенную, с одной стороны, с поворотным устройством 8, а с другой - по меньшей мере, с одной дополнительной колесной опорой 16, расположенной от центра на расстоянии, превышающем радиус распределителя потока 4; -систему сбора плавающих веществ, включающую приемный бункер 17, примыкающий к внутренней поверхности корпуса 1, поверхностный скребок 18, установленный на уровне поверхности воды, и прикрепленный с одной стороны, по крайней мере на одной стойке 19, соединенной с колесной опорой 14, а с другой - с дополнительной стойкой 20, установленной на подвижной ферме 15. При этом, радиус, соединяющий ось цилиндрического корпуса с внутренним концом поверхностного скребка 18, отклонен по отношению к аналогичному радиусу, соединенному с периферийным концом поверхностного скребка, на угол а в сторону вращения скребковых систем, причем . Возможен вариант развития, когда узел соединения 21 дополнительной стойки 20 и поверхностного скребка 18 выполнен скользящим вдоль оси упомянутого скребка. Возможен вариант развития, когда установка содержит следующие отличительные элементы: -консольные балки 22, установленные для поддерживания круговых водосборных желобов 5; -равносторонний многоугольник 23, выполненный из металлического профиля и установленный в нижней части цилиндрического корпуса 1. При этом, механизм вращения скребковых систем устанавливается на упомянутом многоугольнике. (
s Через центральную подводящую трубу 3 с распределителем потока 4 в резервуар, ограниченный цилиндрическим корпусом 1 и дном 2, подается исходная вода (не показана). Она радиально перемещается от центра к периферийной части цилиндрического корпуса 1, а точнее - круговым водосборным желобам 5. При этом, взвешенная часть загрязнений, содержащихся в исходной воде, под действием гравитационных сил тяжести оседает на дно 2, образуя придонную часть ила, которую необходимо убирать. Это достигается включением приводного механизма (не показан) с ведущим зубчатым колесом 12, который приводит в движение механизм вращения скребковых систем. При этом, опираясь на радиально расположенные опорные колеса 11, начинает вращаться замкнутая цепь 9. Ее натяжение регулируется автоматическим натяжителем цепи 10. Вместе с цепью вращаются: -скребковые системы (в качестве примера показаны две скребковые системы), включающие сегменты 13с колесными опорами 14; -поворотное устройство 8, смонтированное на центральной подводящей трубе 3; -подвижная ферма 15 с дополнительной стойкой 20 поверхностного скребка; -поверхностный скребок 18. В результате, придонный ил, при помощи сегментов 13 скребковых систем транспортируется в сторону центрального кольцевого канала 6. Одновременно, при помощи поверхностного скребка 18 плавающие вещества перемещаются в направлении вращения скребковых систем и к периферии гравитационного осветлителя. Последнее становится возможным благодаря тому, что радиус, соединяющий ось цилиндрического корпуса с внутренним концом поверхностного скребка 18, отклонен по отношению к аналогичному радиусу, соединенному с периферийным концом поверхностного скребка, на угол а в сторону вращения скребковых систем, причем . В случаях, когда узел соединения 21 дополнительной стойки 20 и поверхностного скребка 18 выполнен скользящим вдоль оси упомянутого скребка работа установки будет более равномерной из-за отсутствия нанряжений в поверхностном скребке между стойками.
Плавающие вещества транспортируются в приемный бункер 17. Ил из центрального кольцевого канала 6 при помощи отводящего трубопровода 7 отводится из установки. Осветленная вода собирается в круговых водосборных желобах 5 и так же отводится их установки (не показано).