РАБОЧИЙ ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ ЗАГРУЗКИ БИОФИЛЬТРА И ЕГО ВАРИАНТ
WORKING ELEMENT FOR LOADING BIOFILTER AND VERSIONS THEREOF

Изобретение относится к биохимической очистке сточных вод, содержащих органические загрязнения, и может быть использовано при очистке сточных вод поселков, городов и промышленных предприятий, а также в микробиологической промышленности.
Известен рабочий элемент для загрузки биофильтра, содержащий гофрированный лист, включающий прорези (описание изобретения к патенту РФ №2116262). Прорези предназначены для отвода биомассы из возможных зон заиливания и для интенсификации процесса биохимической очистки по поверхности гофрированного листа. Однако в известном рабочем элементе для загрузки биофильтра прорези расположены только в нижней части гофрированного листа. Кроме этого, для разделения рабочих элементов в загрузке биофильтра в известном устройстве предусмотрены специальные выступающие волнистые перегородки, которые не только увеличивают массу рабочего элемента, но и снижают интенсивность процесса биохимической очистки по поверхности вдоль гофр листа.
Задачей предлагаемого устройства является повышение эффективности биохимической очистки сточных вод. Технический результат достигается за счет оптимизации гидродинамического режима движения жидкости по всей поверхности рабочего элемента для загрузки биофильтра. Другая задача заключается в снижении материалоемкости рабочего элемента для загрузки биофильтра. Этот технический результат достигается за счет того, что функцию разделительного элемента выполняют технологические элементы: в первом варианте выбранная часть гофр; во втором варианте выполненные на гранях гофр технологические углубления. Следующая задача по увеличению общей площади рабочего элемента без увеличения его массы достигается с помощью технического результата, при котором в заданных местах рабочего элемента создают поверхность с увеличенной площадью относительно исходной за счет местного уменьшения толщины материала. Технический результат достигается за счет использования физических свойств термопластичного полимерного материала.
Технический результат в устройстве достигается тем, что в рабочем элементе для загрузки биофильтра, содержащем гофрированный лист, включающий прорези, согласно изобретению прорези расположены группами в поперечном направлении листа, направление прорезей совпадает с продольным направлением листа, в каждой группе прорезей в заключенных между двумя смежными прорезями частях листа сформированы гофры различной высоты, грани каждой гофры сопряжены ребром, которое для каждой группы гофр расположено примерно в одной плоскости, часть листа между двумя смежными группами гофр выполнена без прорезей. Выполненная без прорезей часть листа между двумя смежными группами гофр расположена на общей грани этих групп смежных гофр. Выполненная без прорезей часть листа между двумя смежными группами гофр сформирована в виде гофры.
Технический результат в варианте устройства достигается тем, что в рабочем элементе для загрузки биофильтра, содержащем гофрированный лист, включающий прорези, согласно изобретению прорези выполнены попарно на гранях гофр листа или на двух смежных гранях, при этом заключенные между парными прорезями части гофр выполнены с углублением относительно граней.
Рабочий элемент по любому из вариантов устройства выполнен из термопластичного полимерного материала.
Соседние грани гофр в варианте рабочего элемента сопряжены ребром с прямолинейной и/или криволинейной образующей линией. В варианте рабочего элемента углубления в продольном направлении имеют образующую, составленную из криволинейных или криволинейных и прямолинейных линий.
На фиг.1 показан гофрированный лист, в котором прорези расположены группами в поперечном направлении листа; на фиг.2 - выносной элемент А на фиг.1; на фиг.3 - первое исполнение разреза Б-Б на фиг.2, на котором выполненная без прорезей часть листа между двумя смежными группами гофр расположена на общей грани этих групп смежных гофр; на фиг.4 - второе исполнение разреза Б-Б на фиг.2, на котором выполненная без прорезей часть листа между двумя смежными группами гофр сформирована в виде гофры; на фиг.5 - второй вариант рабочего элемента, в котором прорези выполнены попарно на гранях гофр листа; на фиг.6 - разрез В-В на фиг.5, где заключенные между парными прорезями части гофр выполнены с углублением относительно граней; на фиг.7 - другое исполнение второго варианта рабочего элемента, в котором прорези выполнены попарно на двух смежных гранях гофр листа; на фиг.8 - разрез Г-Г на фиг.7, где заключенные между парными прорезями части гофр выполнены с углублением относительно двух смежных граней; на фиг.9 - возможная схема установки для изготовления рабочего элемента путем прокатки; на фиг.10 - разрез Д-Д на фиг.9; на фиг.11 - возможная схема установки для изготовления рабочего элемента путем штамповки; на фиг.12 - часть поперечного сечения загрузки биофильтра, составленной из рабочих элементов первого варианта; на фиг.13 - часть поперечного сечения загрузки биофильтра, составленной из рабочих элементов второго варианта; на фиг.14 - часть поперечного сечения загрузки биофильтра, составленной из рабочих элементов другого исполнения второго варианта.
Рабочий элемент для загрузки биофильтра содержит гофрированный лист 1 с прорезями 2, при этом направление прорезей 2 совпадает с продольным направлением листа 1. Прорези 2 расположены группами 3 в поперечном направлении листа 1. В заключенных между двумя смежными прорезями 2 частях листа 1 сформированы гофры 4 различной высоты (фиг.3 и 4). Грани каждой гофры 4 сопряжены ребром 5, которое в каждой группе 3 гофр расположено примерно в одной плоскости 6. Часть 7 листа 1 между двумя смежными группами 3 гофр выполнена без прорезей. Выполненная без прорезей часть 7 листа 1 между двумя смежными группами 3 гофр может быть расположена на общей грани 8 этих групп 3 смежных гофр (фиг.3). Выполненная без прорезей часть 7 листа 1 между двумя смежными группами 3 гофр может быть сформирована в виде гофры 9 (фиг.4).
Вариант рабочего элемента для загрузки биофильтра выполнен из гофрированного листа, в котором прорези 10 расположены попарно на гранях 11 гофр листа (фиг.5), при этом заключенные между парными прорезями 10 части 12 гофр выполнены с углублением относительно граней 11 (фиг.6). Другое исполнение варианта рабочего элемента выполнено из гофрированного листа, в котором прорези 13 расположены попарно на двух смежных гранях 14 гофр листа (фиг.7), при этом заключенные между парными прорезями 13 части 15 гофр выполнены с углублением относительно граней 14 (фиг.8). В варианте рабочего элемента соседние грани 11 гофр сопряжены ребром 16 с прямолинейной и/или криволинейной образующей линией (фиг.5 и 6). В другом исполнении варианта рабочего элемента соседние грани 14 гофр сопряжены ребром 17 с прямолинейной и/или криволинейной образующей линией (фиг.7 и 8). В варианте рабочего элемента заключенные между парными прорезями 10 части 12 гофр в продольном направлении имеют образующую, составленную из криволинейных и прямолинейных линий (фиг.6). В другом исполнении варианта заключенные между парными прорезями 13 части 15 гофр в продольном направлении имеют образующую, составленную из криволинейных линий (фиг.8).
Рабочий элемент и его вариант могут быть изготовлены следующим образом. Способ включает формирование из термопластичного полимерного материала элемента с исходным профильным сечением на экструзионной установке 18, на которой получают ленту 19 (фиг.9), в большей мере, плоского сечения. На промежутке от выхода ленты 19 из экструзионной установки 18 до участка 20 с температурой начала затвердевания материала ленты 19 формируют путем пластической деформаций заданный профиль рабочего элемента. Пластическую деформацию осуществляют путем прокатывания листа 19 между двумя вращающимися геометрическими поверхностями 21 и 22 со скоростью, близкой к скорости экструзии ленты 19. На геометрической поверхности 21 размещают выступ 23 с профилем, близким к заданному профилю рабочего элемента, а на противоположной геометрической поверхности 22 размещают впадину 24 с профилем, близким к профилю выступа 23. В поперечном сечении выступ 23 сопрягается с впадиной 24 с минимальным зазором (фиг.10). Благодаря этому при проходе ленты 19 между вращающимися геометрическими поверхностями 21 и 22 происходит вначале отсечение от ленты 19 участка 25, а затем отсеченному участку 25 придают заданный профиль рабочего элемента или его варианта путем пластической деформации.
В другом исполнении способа пластическую деформацию осуществляют путем штамповки за счет проведения ленты 19 между матрицей 26 и пуансоном 27 (фиг.11). Рабочие профили матрицы 26 и пуансона 27 соответствуют заданному профилю рабочего элемента. Перемещение матрицы 26 и пуансона 27 в направлении формирования профиля осуществляют соответственно с помощью механизмов 28 и 29. Возможен вариант перемещения только пуансона 27 или только матрицы 26 при неподвижной соответственно матрице 26 или пуансона 27. Одновременно с перемещением матрицы 26 и пуансона 27 в направлении формирования профиля их перемещают в направлении перемещения ленты 19 с помощью соответственно механизмов 30 и 31 со скоростью, близкой к скорости экструзии ленты 19. После завершения формирования профиля рабочего элемента матрицу 26 и пуансон 27 возвращают в исходное положение и процесс штамповки повторяют.
Из полученных рабочих элементов составляют загрузку биофильтра. Функцию разделительного элемента в первом варианте выполняют выбранные части гофр, например, выступающая часть гофры 32 сопрягается с впадиной гофры 33 (фиг.12). Разделительными элементами во втором варианте служат выполненные на гранях 34 гофр углубления 35 (фиг.13). Разделительными элементами в другом исполнении второго варианта служат выполненные на двух смежных гранях 36 гофр углубления 37 (фиг.14).