ДОЖДЕПРИЕМНЫЙ КОЛОДЕЦ
STORM-WATER WELL

Изобретение относится к отстойникам, ливнесбросным и другим устройствам, предназначенным для отвода ливневых вод.
Известен дождеприемный колодец, включающий корпус, установленную в нем сороудерживающую решетку, расположенную в верхней части корпуса, наклонную направляющую пластину, установленную внутри корпуса непосредственно под сороудерживающей решеткой, вертикальную перегородку, разделяющую корпус на водоприемную и отстойную камеры, водосливное отверстие, выполненное перегородке и сообщающееся с водоприемной и отстойной камерами, съемный грязесборник и водоотводящую трубу, колодец снабжен мусороотводным лотком, расположенным параллельно боковой стенке корпуса и примыкающим своей верхней гранью к нижней торцевой грани сороудерживающей решетки, причем направляющая пластина и грязесборник выполнены водонепроницаемыми, а сороудерживающая решетка шарнирно закреплена относительно верхней торцевой грани корпуса (Патент RU №2095525, E03F 5/14 от 11.11.1997).
Недостатком известного устройства является сложность в эксплуатации съемного грязесборника, конструкция которого не предусматривает захватов его извлечения. Кроме того, сороудерживающая решетка является одной сплошной конструкции по длине, громоздкой и ее расположение угла наклона имеет ограниченный диапазон наклона при наличии больших и малых объемах ливневых вод, несущих в себе мусор, крупные наносы и частицы грунта. Сороудерживающая решетка полностью по длине не освобождается от наносов, а значит, нагрузка на ее стержни увеличивается, они прогибаются вниз. Если расход резко уменьшается, то наносы практически к концу сороудерживающей решетки, тормозятся движению и заваливают ее, эффективность и надежность понижается, так как решетка сама по себе лежит стационарно в одной плоскости, т.е. в условиях переменного уровня воды над решеткой, она несправляются с отводом крупного камня и плавающего мусора для отвода мусороотводной лоток. Другим недостатком является то, что падающая скоростная струя воды постоянно взмучивает мелкие фракции наносов в съемном грязесборнике, в котором происходит его перенаполнение, затем взмучиваемый поток поступает в водоприемную камеру, а значит, необходимо делать колодец достаточно глубоким, что удорожает строительство и эксплуатацию в целом. Таким образом, оно не имеет возможности сообщения сороудерживающей решетки обеспечить ей колебаний стержней решетки (действий вибрации), расположенных по всей длине колодца, а также возможность менять оптимальный угол наклона ее и не учитывает гидродинамическую нагрузку колебательных явлений при движении потока в сторону отстойной камеры, образуются брызги и фонтаны, размывающие стенки камеры, в результате чего могут возникать аварийные ситуации.
Известен дождеприемный колодец, включающий корпус, укрепленную на нем сороудерживающую решетку, расположенную в верхней части корпуса, наклонную направляющую пластину, установленную внутри корпуса непосредственно под сороудерживающей решеткой вертикальную перегородку, разделяющую корпус на водоприемную и отстойную камеры, водосливное отверстие, выполненное в перегородке и сообщающееся с водоприемной и отстойной камерами, съемный грязесборник и водоотводящую трубу, колодец снабжен мусороотводным лотком, расположенным параллельно боковой стенке корпуса и примыкающим своей верхней гранью к нижней торцевой грани сороудерживающей решетки, причем сороудерживающая решетка шарнирно закреплена относительно верхней торцевой грани корпуса, при этом съемный грязесборник выполнен со стержнем грязесборника и имеющим в верхней части изгиб в виде кольца для удобства захвата и поднятие съемного грязесборника (Патент RU №153127, E03F 5/14 от 10.07.2015).
Недостатком известного устройства является попадание загрязняющих веществ из грязесборника в ливневую канализацию, неудобство выгрузки накопившегося осадка из грязесборника. Таким образом, скоростная струя взмучивает мелкие наносы в съемном грязесборнике и они поступают в ливневую канализацию, оседают на дно и засоряют ее по длине, а значит, необходимо делать колодец, достаточно глубоким, что удорожает строительство и эксплуатацию в целом.
Кроме того, конструкция сороудерживающей решетки является одной сплошной по длине и достаточно громоздкой и тяжелой, и ее расположение угла наклона имеет ограниченный диапазон наклона при наличии больших и малых объемов ливневых вод, несущих в себе мусор, крупные наносы и частицы грунта. Сороудерживающая решетка полностью цельная по длине не освобождается от наносов, а значит, нагрузка на ее стержни увеличивается, они начинают прогибаться вниз. Если расход резко уменьшается, то наносы практически к концу сороудерживающей решетки тормозятся в движении и заваливают ее, эффективность и надежность понижается, так как решетка сама по себе лежит стационарно (неподвижно), т.е. в условиях переменного уровня воды над решеткой, она не справляется с отводом крупного камня и мусора для отвода в мусороотводной лоток. При этом оно не имеет возможность сообщения сороудерживающей решетке обеспечить ей колебаний стержней (действий вибрации), расположенным по всей длине колодца, а также возможность менять оптимальный угол наклона ее.
Наиболее близким аналогом (прототипом) является дождеприемный колодец, содержащий корпус, укрепленную на нем сороудерживающую решетку, расположенную на верхней части корпуса, наклонную направляющую пластину, установленную внутри корпуса непосредственно под сороудерживающей решеткой, вертикальную перегородку, разделяющую корпус на водоприемную и отстойную камеры, водосливное отверстие, выполненное в перегородке и сообщающееся с водоприемной и отстойной камерами, съемный грязесборник и водоотводящую трубу, колодец снабжен мусороотводным лотком, расположенным параллельно боковой стенке корпуса и примыкающим своей верхней гранью к нижней торцевой грани сороудерживающей решетки, причем направляющая пластина и грязесборник выполнены водонепроницаемыми, а сороудерживающая решетка шарнирно закреплена относительно верхней торцевой грани корпуса, съемный грязесборник выполнен в виде емкости, при этом имеет выходное отверстие в средней части передней стенки, выходные отверстия в верхней части передней стенки и такелажные отверстия в верхних частях боковых стенок, со стороны внутренней поверхности, перед выходным отверстием на передней стенке установлен экран (ПМ. RU №168629, E03F 5/14 от 13.02.2017).
Недостатком известного устройства является необходимо периодически поднимать вверх грязесборник (он имеет большой вес) за счет зацепки с такелажными отверстиями специальным подъемным механизмом, что зависит от его наполнения накопившегося осадка. Отсутствует самопромывка отстойной камеры от накопившегося осадка, тем самым происходит перенаполнение грязесборника, а значит поступление его через сообщающееся водосливное отверстие в ливневую канализацию и ее завала по длине. Кроме того, конструкция сороудерживающей решетки является цельной по всей длине и громоздкой, и ее расположение угла наклона имеет ограниченный диапазон наклона при наличии больших и малых объемов ливневых вод, несущих в себе мусор, крупные наносы и частицы грунта. Сороудерживающая решетка по длине может прогибаться из-за ее больших размеров и не освобождается от наносов, а значит, нагрузка на ее стержни постоянно увеличивается, они прогибаются вниз. Если расход резко уменьшится, то наносы практически к концу сороудерживающей решетки тормозятся в движении и заваливают ее, эффективность и надежность понижается, так как решетка сама по себе лежит стационарно, т.е. в условиях переменного уровня воды над решеткой, она не справляется с отводом крупного камня и мусора для отвода мусороотводной лоток. При этом она не имеет возможности сообщения сороудерживающей решетке обеспечить ей колебаний стержней, т.е. менять частоту и (или) амплитуду вибраций, передаваемых потоком воды при движении по решетке, за счет удерживающей на эластичных элементах стоек в виде направляющих регулировочных болтов, снабженных пружинами, соединенных с углами скатной доски. Кроме того, высокоскоростная струя ливневой воды, попадая в отстойную камеру, расширяется и не гасит кинетическую энергию и взмучивает мелкие частицы осадка (наносов) в съемном грязесборнике, и они поступают в водоприемную камеру, далее в ливневую канализацию, откладываясь на дно по длине ее, которую при малых напорах невозможно будет очистить (нужно будет применять для этого другие средства промывки).
Технической задачей изобретения является повышение надежности работы, упрощение эксплуатации и автоматической самопромывки отстойной камеры в условиях переменного уровня воды над сороудерживающей решетке, при одновременном снижении засоренности ее в концевой части. Технический результат достигается тем, что дождеприемный колодец, содержащий корпус, укрепленную на нем сороудерживающую решетку в верхней части корпуса, наклонную направляющую пластину, установленную внутри корпуса непосредственно под сороудерживающей решеткой, вертикальную перегородку, разделяющую корпус на водоприемную и отстойную камеры, водосливное отверстие, выполненное в перегородке и сообщающееся с водоприемной и с отстойной камерами, водоотводящую трубу, колодец снабжен мусороотводным лотком, расположенным параллельно боковой стенке корпуса и примыкающим своей верхней гранью к нижней торцевой грани сороудерживающей решетки, причем направляющая пластина выполнена водонепроницаемой, а сороудерживающая решетка шарнирно закреплена относительно верхней торцевой грани корпуса, со стороны внутренней поверхности, перед выходным отверстием, на передней стенке установлен экран, согласно изобретения, сороудерживающая решетка выполнена многосекционной, причем секции расположены последовательно друг за другом таким образом, что каждая последующая секция с шарниром установлена в одной плоскости уклона и выполнена в виде виброэкрана, с возможностью размещения их концов над верхней гранью вертикальной перегородки, разделяющей корпус на водоприемную и отстойную камеры, и с возможностью вертикального перемещения свободного конца верхней решетки, и крепления последующей решетки с шарниром на скатной доске, выполненной из верхней и нижней частей, имеющей стойки в виде направляющих регулировочных болтов, снабженных пружинами, соединенных с углами скатной доски, причем верхняя грань перегородки выполнена с выпускным отверстием между верхней и нижней частями скатной доски.
Кроме того, скатная доска верхней частью по отношению к нижней части имеет возможность регулировки угла ее наклона за счет настройки и фиксирования, путем навинчивания гаек на нижней части скатной доски, закрепленной жестко своим основанием к верхней грани вертикальной перегородки выше выпускного отверстия, совпадающего с отметкой дна направляющей пластины.
Кроме того, отстойная камера снабжена на боковых стенках гасительными пластинами с наклоном вниз ниже водоприемного отверстия перекрытого экраном, причем пластины выполнены чередующимися по высоте камеры друг к другу.
Кроме того, выходное отверстие, между верхней и нижней частями скатной доски со стойками и пружиной, соединено с отстойной камерой.
Использование при осуществлении изобретения многосекционной сороудерживающей решетки, когда каждая секция установлена в одной плоскости уклона, выполняет роль виброэкрана с возможностью одного из концов верхней решетки свободно размещаться на скатной доске, а последующей решетки с шарниром закрепления на скатной доске, которая состоит из верхней и нижней частей, и эти части скатной доски скреплены между собой стойками, в виде направляющих регулировочных болтов, снабженных пружинами. Регулирование силового воздействия потока воды с наносами и мусором осуществляется направляющими регулировочными винтами в зоне над верхней гранью вертикальной перегородки с выходными отверстиями, соединяющие отстойную камеру. Меняется частота амплитуды колебаний стержней многоступенчатой решетки по длине колодца за счет эластичных элементов (пружин) с возможностью сообщения скатной доске колебаний и передающей эти колебания на концы сороудерживающих решеток в сторону движения наносов и мусора, далее поступление в отводящий лоток загрязнений, т.е. крупного камня и мусора. Они «сходят» в отводящий лоток, не засоряя решетку по длине сверху. Кроме того, в отстойной камере происходит дальнейшая потеря кинетической энергии у дна отстойной камеры, турбулизация, соударения потоков и взаимодействие с наклонными пластинами вниз, прикрепленных к стенкам отстойной камеры. В результате этого вода в спокойном состоянии проходит через выпускное отверстие с экраном в водоприемную камеру, далее в водоотводную трубу ливневой канализации. А осевший осадок из отстойной камеры промывается потоком воды в коллектор промывной воды для осевших мелких фракций наносов, который может быть оборудован регулировочным затвором (не показан), периодически регулирующим промывку в автоматическом режиме мелких наносов в слое, находящемся в отстойной камере. Таким образом, чистая вода сверху поступает через выпускное отверстие в перегородке в спокойном состоянии в водоприемную камеру ливневой канализации. В этих случаях возникает разработка устройств и необходимость проводить
смыв наносов даже при минимальных расходах по отдельно взятых фракциям наносов с возможностью сообщения решеткам колебаний (вибраций), ибо в противном случае, как и донный коллектор не в состоянии выполнять свою основную функцию, так как он может быстро заносится накапливанием крупных наносами и мусором на сороудерживающей решетке, а в самой отстойной камере может, происходит мелких наносов кальматация плотно трудносмываемым слоем.
Такое выполнение дождеприемного колодца из взаимосвязанных элементов позволит исключать завал решетки по длине крупными наносами и мусором и исключает возможность пульсационных воздействий также на работу отстойной камеры, позволит в спокойном состоянии открытие затвора (не показан) полностью удалить осевшие мелкие фракции наносов на дно отстойной камеры.
Если есть необходимость, то при осмотре сооружения проводят подъем каждой многосекционной решетки по отдельности легко службой эксплуатации, далее легко под собственным весом возвращают их в исходное положение для дальнейшей эксплуатации сооружения в обычном порядке.
Подобное исполнение, по мнению автора, ранее не было известно и отвечает критерию «существенные отличия».
На чертеже изображен дождеприемный колодец.
Дождеприемный колодец, включающий корпус 1, укрепленную на нем многосекционную сороудерживающую решетки 2 и 3, расположенные в верхней части корпуса, наклонную направляющую пластину 4, установленную внутри корпуса 1 непосредственно под первой секции сороудерживающей решетки 2, вертикальную перегородку 5, разделяющую корпус на водоприемную 6 и отстойную 7 камеры, последняя снабжена гасительными пластинами 8 вниз и чередующимися по высоте камеры 7, водосливное отверстие 9, выполненное в перегородке 5 и сообщающееся с водоприемной 6 и отстойной 7 камерами, перед водосливным отверстием 9 в передней стенке установлен экран 10 и водоотводящую трубу 11, колодец снабжен также мусороотводным лотком 12, расположенным параллельно боковой стенке корпуса 1 и примыкающим своей верхней гранью к нижней торцевой грани второй секции сороудерживающей решетки 3, причем направляющая пластина 4 выполнена водонепроницаемой, а каждая секция сороудерживающей решетки 2 и 3: - первая закреплена относительно верхней торцевой грани корпуса 1, а вторая закреплена относительно верхней торцевой грани перегородки со скатной доской 13. Скатная доска 13 состоит из верхней части 14 и нижней части 15 и основание нижней части закреплено к дополнительной стенке 16 перегородки 5 выше выпускного отверстия 17. Скатная доска в виде рабочего органа на эластичных элементах в виде пружин 18 и 19 с возможностью сообщения многосекционной решетками 2 и 3 колебания из частей 14 и 15, которые скреплены между собой по углам скатной доски 13 подвижными стойками 20 и 21 с пружинами 18 и 19. При этом нижняя часть 14 скатной доски 13 жестко основанием закреплена относительно на торцевой грани дополнительной стенки 16, являющейся продолжением перегородки 5 в верхней своей части, с дополнительным выпускным отверстием 22 между частями 14 и 15 скатной доски 13 с подвижными стойками 20 и 21 с пружинами 18 и 19 с возможностью сообщения выпускного отверстия с отстойной 7 камеры с направляющим установленным экраном 10. Боковые стенки отстойной камеры 7 ниже экрана 10 снабжены закрепленными гасительными пластинами 8 наклоном вниз, чередующимися друг к другу по высоте в сторону дна отстойной камеры 7.
Выполнение каждой шарнирно секции сороудерживающих решеток 2 и 3 относительно как верхней грани корпуса 1, так и грани дополнительной стенке 16, являющейся продолжением перегородки 5 со скатной доской 13 в виде виброэкрана с прикрепленными стойками 20 и 21 с пружинами 18 и 19, верхняя часть 14 опускается в положение, соответствующее заданному сжатию пружин 18 и 19 (эластичных элементов), происходит вибрирование решеток 2 и 3, транспортирующих крупные наносы и мусор в мусороотводной лоток 12 под действием вибрации. При этом это дает возможность мелким наносам осесть на дно отстойной камеры 3 для последующего их смыва в коллектор 23 промывной воды, а чистая вода направляется в сеть дождевой канализации по водоотводной трубе 11.
В целом все элементы заявленного решения направлены на повышение эффективности работы и надежности в эксплуатации данного устройства.
Дождеприемный колодец работает следующим образом.
Поверхностные сточные воды, проходя многосекционные решетки 2 и 3, стекают по наклонной пластине 4 и через, а также через выпускные отверстия 17 и 22 и поступают в отстойную камеру 3, увлекая за собой мелкие наносы средней и малой фракции. Крупные наносы и мусор перекатываются по многосекционной решетки 2 и 3 благодаря их вибрации за счет изменения положения вибрирующей верхней части 14 по отношению к нижней части 15 скатной доски 13. Верхняя часть 14 под давлением опускается в положение с прикрепленными подвижными стойками 20 и 21, соответствующему заданному сжатию пружин 18 и 19, вибрация решеток 2 и 3, которые связаны с работой данного узла в целом. Но так как ливневый расход воды и наличие наносов и мусора в нем меняется по времени наполнения над решетками 2 и 3, то, соответственно стабилизируется далее их первоначальное положение. Таким образом, заполнение отстойной камеры 7 с погашением кинетической энергии потока и ее заполнение водой обеспечивает ее промывку. В целом устройство удовлетворяет требованию в предложенном изобретении, необходимое для получения требуемого положительного эффекта ливневых стоков с крупными наносами и мусором, т.е. они не должны задерживаться на многосекционной вибрирующих решетках, а основная масса расхода поступает в колодец. При этом осаждение мелких частиц фракций наносов в отстойной камере 7 должны задерживаться с постоянной ее промывкой. Поэтому, в целом все элементы заявляемого решения направлены на повышение эффективности работы и надежности в эксплуатации данного устройства, работа, которая описана выше.
При правильном выбранном соотношении длин многосекционных вибрирующих решеток между собой по длине колодца с упором на эластичном элементе (скатная доска с элементами в целом) предложенных устройств обеспечивает качество очищенной ливневой сточной воды. Предлагаемое устройство позволит в отличие от известных устройств объединить в одном технологическом цикле задач оптимальной очистке ливневой сточной воды от наносов и мусора, а значит, продлит срок службы устройства аналогичного назначения, системы дождевой канализации.