ГРАБЕЛЬНАЯ РЕШЕТКА

Полезная модель относится к оборудованию для водоочистки, в частности к грабельным решеткам, применяемым при очистке сточных вод от механических загрязнений.
Из уровня техники известны различные устройства для очистки сточных вод, в частности грабельные решетки, содержащие фильтрующее полотно, размещаемое в сточном канале под углом к горизонту/направлению потока, которое очищается движимыми в восходящем направлении граблинами, зубья которых входят в просветы фильтрующего полотна. Существуют конструкции, в которых движение граблин осуществляется посредством крепления их к цепям, поддерживаемым ведущим цепным колесом вверху, размещенным на приводном валу, и направляющими элементами внизу. В качестве таких направляющих элементов используются цепные колеса, ролики, полозья и т.д. Данные конструкции имеют следующие недостатки: во-первых, наличие вращающихся элементов, как то цепные колеса или ролики, в части очистительного механизма, погруженных в загрязненную механическими примесями воду, требует периодического проведения работ по очистке таких элементов, что невозможно осуществить без остановки работы устройства; во-вторых, попадание под граблины крупных объектов приводит к их заеданию и повышает вероятность возникновения неисправностей. Наличие данных недостатков обусловлено конструкцией цепи, требующей использования направляющих элементов для поддержания требуемой формы ее контура.
Известна конструкция грабельной решетки, описанная в патенте США №5425875, опубликованном 20.01.1995 г., исключающая недостатки, описанные выше. Ключевым аспектом данной конструкции является использование цепи особого типа, образующей замкнутый контур, шарнирное соединение между звеньями которой выполнено с возможностью их поворота только в направлении внутрь контура относительно оси шарнира.Таким образом, цепь, построенная с использованием такого шарнирного соединения, сама поддерживает требуемую траекторию движения, и, следовательно, не нуждаясь в использовании дополнительных направляющих элементов, может быть приведена в движение одним цепным колесом. Данная конструкция также предполагает использование ведущего колеса особого типа, обеспечивающего надежное зацепление с описанной выше цепью и предотвращающего проскальзывание при высоких нагрузках. Таким образом, конструкция грабельной решетки, созданная с использованием данных отличительных признаков, обеспечивает ее устойчивое к отказам и эффективное функционирование в условиях очистки сточных вод, загрязненных как мелкими, так и крупными отбросами. Данная конструкция грабельной решетки является ближайшим аналогом заявляемой полезной модели, и, следовательно, выбрана в качестве прототипа.
Несмотря на описанные выше преимущества, указанная конструкция цепи имеет следующие недостатки. Во-первых, в результате отклонения от поверхности фильтрующего полотна в процессе транспортировки граблинами крупного объекта, звенья цепи испытывают сильную нагрузку на изгиб, которая будет тем больше, чем выше необходимо транспортировать объект, и, следовательно, чем больше длина используемой цепи. При этом значение изгибающего момента будет возрастать по мере перемещения объекта вверх по фильтрующему полотну. Во-вторых, при отклонении цепи от фильтрующего полотна в процессе транспортировки крупного объекта свободные граблины перестают соприкасаться с фильтрующим полотном и, следовательно, не могут выполнять свою функцию до завершения процесса транспортировки и возврата цепи в исходное положение.
Таким образом, задачей настоящей полезной модели является создание конструкции грабельной решетки, использующей цепь, которая не требует наличия направляющих элементов в нижней части конструкции, и характеризующейся повышенной прочностью, обусловленной уменьшением нагрузки на изгиб звеньев цепи при транспортировке крупного объекта, и функциональностью, обусловленной сохранением возможности эффективного использования свободных граблин при транспортировке крупного объекта.
Поставленная задача решается тем, что разработана грабельная решетка, содержащая фильтрующее полотно с просветами, средства для установки фильтрующего полотна под углом к горизонту/направлению потока, граблины, имеющие рабочие поверхности, которые входят в просветы фильтрующего полотна, и перемещаемые вдоль фильтрующего полотна посредством крепления к цепи, выполненной из соединенных шарнирным соединением звеньев, образующей замкнутый контур и приводимой в движение приводом, при этом шарнирное соединение между звеньями выполнено с возможностью их ограниченного поворота в направлении наружу контура относительно оси шарнира.
Выполненная таким образом цепь грабельной решетки будет в некоторой степени, обусловленной указанным ограниченным поворотом звеньев цепи, огибать транспортируемые граблинами объекты и, касаясь свободными граблинами фильтрующего полотна, уменьшать длину плеча рычага относительно точки опоры - транспортируемого объекта.
В предпочтительном варианте осуществления заявляемой полезной модели значение угла ограниченного поворота звеньев относительно оси шарнира в направлении наружу контура, образуемого цепью, составляет 0,5-2°. Выбираемые значения углов ограниченного поворота обусловлены, с одной стороны, необходимостью сохранения способности цепи поддерживать свою форму без использования вспомогательных средств, с другой - обеспечением возможности цепи огибать транспортируемый объект. Таким образом, чем меньше значение максимально возможного угла поворота, тем лучше цепь поддерживает свою форму, но хуже огибает объект, и наоборот - чем больше данное значение, тем лучше цепь огибает транспортируемый объект, но хуже сохраняет форму. Таким образом, при производстве необходимо подобрать оптимальное предельное значение угла ограниченного поворота, обусловленное необходимой длиной цепи и углом наклона фильтрующего полотна к горизонту/направлению потока в рамках указанного выше интервала значений угла, установленного опытным путем.
В предпочтительном варианте осуществления данной полезной модели шарнирное соединение между звеньями цепи представляет собой цилиндрический шарнир, образуемый соединенными штифтом концами смежных звеньев, которые содержат упоры, ограничивающие угол поворота звеньев. Таким образом, цилиндрический шарнир обеспечит поворот звеньев друг относительно друга в одной плоскости, перпендикулярной плоскости фильтрующего полотна, а соответствующим образом размещенные упоры обеспечат ограничение угла поворота звеньев в требуемой степени.
Средства для установки фильтрующего полотна в предпочтительном варианте осуществления заявляемой полезной модели содержат раму, образованную нижним, верхним и двумя боковыми элементами. В таком варианте осуществления предпочтительна установка на боковых элементах рамы опоры, поддерживающей цепь. Дополнение конструкции грабельной решетки такой опорой обусловлено необходимостью предотвращения провисания сегмента цепи, не имеющего в процессе ее движения контакта с фильтрующим полотном. Необходимость использования данной опоры определяется в процессе производства грабельной решетки требуемой длиной цепи, углом наклона фильтрующего полотна к горизонту/направлению потока и предельным значением угла ограниченного поворота звеньев относительно оси шарнира в направлении наружу контура, образуемого цепью. Следует принять во внимание, что такая опора носит лишь вспомогательную функцию и предпочтительно должна располагаться в центральной части рамы фильтрующего полотна во избежание появления недостатков, связанных с наличием направляющих элементов в нижней части конструкции, описанных выше.
Привод, используемый в составе грабельной решетки, предпочтительно содержит соединенный с цепью приводной вал, размещенный над фильтрующим полотном параллельно его верхнему ребру. Для обеспечения качественной передачи приводным валом вращательного движения цепи предпочтительно использование ведущего колеса, закрепленного на приводном валу, соединяющегося с цепью посредством зацепления с ее звеньями, обеспечивающего, таким образом, надежную фиксацию цепи и предотвращающего проскальзывание при высоких нагрузках. Приводной вал, в свою очередь, в предпочтительном варианте исполнения соединен с электродвигателем. Количество используемых цепей также может варьироваться. Предпочтительно использование двух параллельно размещенных цепей, между которыми закреплены граблины. Такая конструкция обеспечит дополнительную устойчивость граблин, а также снизит нагрузку на отдельные звенья в случае транспортировки крупных и тяжелых объектов. Тем не менее, в случае, когда канал, в который планируется установка средств водоочистки, является относительно узким, возможно использование конструкции грабельной решетки с одной цепью, выполненной согласно заявляемой полезной модели.
Также следует отметить, что грабельная решетка может быть выполнена с возможностью замены фильтрующего полотна и граблин, при этом фильтрующие полотна могут иметь различную ширину просветов, а граблины - различный шаг и ширину зубьев соответственно. Таким образом, обеспечивается различная пропускная способность фильтрующего полотна, что позволит эффективно использовать грабельную решетку при изменении состава сточных вод, а также при изменении требований к степени их очистки.
Как правило, стержни фильтрующего полотна имеют форму поперечного сечения, близкую к каплевидной, что улучшает гидравлические характеристики фильтрующего полотна, однако стержни могут изготавливаться и с другими формами поперечного сечения, например, прямоугольной формы.
Заявляемая полезная модель поясняется при помощи графических материалов, приведенных ниже.
На фиг. 1 представлен схематический вид сбоку грабельной решетки, являющейся прототипом заявляемой полезной модели.
На фиг. 2 представлен схематический вид сбоку грабельной решетки, выполненной согласно заявляемой полезной модели.
На фиг. 1 схематически изображена грабельная решетка 1, являющаяся прототипом заявляемой полезной модели, включающая фильтрующее полотно 2, установленное под углом к горизонту/направлению потока, граблины 3, имеющие рабочие поверхности (на фигуре не обозначено), приводной вал 4 с закрепленным на нем ведущим колесом 5, цепь 6, состоящую из звеньев 7, соединенных шарнирным соединением 8, выполненным с возможностью поворота звеньев 7 относительно оси шарнира только в направлении внутрь замкнутого контура, образуемого цепью 6. Таким образом, предельным положением звеньев 7, соединенных шарнирным соединением 8, является положение, при котором они размещаются в прямую линию. Следовательно, цепь 6 способна поддерживать рабочую форму своего контура без использования дополнительных направляющих элементов в нижней части цепи. Однако, как видно на фиг. 1, крупный объект 9, будучи транспортируемым граблинами 3, зафиксированными на цепи 6 с определенным шагом и движимыми вдоль фильтрующего полотна 2 в восходящем направлении, становится опорой, относительно которой отклоняется вся цепь 6, подвергая таким образом звено 7, упирающееся в крупный объект 9, существенной нагрузке на изгиб. Более того, свободные граблины 3, отклоняясь от фильтрующего полотна 2 вместе с цепью 6, перестают осуществлять очистку фильтрующего полотна 2.
На фиг. 2 схематически изображена грабельная решетка 10, выполненная согласно заявляемой полезной модели. Конструкция грабельной решетки содержит фильтрующее полотно 11, установленное под углом к горизонту/направлению потока, граблины 12, имеющие рабочие поверхности (на фигуре не обозначено) и прикрепленные с определенным шагом к цепи 13, соединенной с ведущим колесом 14, закрепленным на приводном валу 15. Шарнирное соединение 16 между звеньями 17 цепи 13 грабельной решетки 10 данной конструкции выполнено с возможностью ограниченного поворота звеньев 17 относительно оси шарнира их соединяющего в направлении наружу замкнутого контура цепи 13. Таким образом, цепь 13 огибает транспортируемый крупный объект 9 и, упираясь свободными граблинами 12 в фильтрующее полотно 11, обеспечивает уменьшение нагрузки на контактируемое с транспортируемым объектом 9 звено 17. Транспортировка крупного объекта 9, в свою очередь, не препятствует нормальному функционированию свободных граблин. В изображенном на фиг. 2 предпочтительном варианте реализации настоящей полезной модели также используется вспомогательная опора 18, поддерживающая цепь 13, которая может быть установлена на боковых элементах рамы, в которую устанавливается фильтрующее полотно 11 (на фигуре не отображена). Предельное значение угла ограниченного поворота звеньев 17 в направлении наружу замкнутого контура, образуемого цепью 13, относительно оси шарнира, обозначенного на фигуре как угол а, предпочтительно должно составлять 0,5-2°.
Заявляемая грабельная решетка работает следующим образом.
В канал с помощью соответствующих средств (например, с помощью рамы, образованной нижним, верхним и двумя боковыми элементами, согласно одному из вариантов реализации настоящей полезной модели) под углом к горизонту/направлению потока устанавливают грабельную решетку 10 поперек движению сточных вод. Поток сточных вод пропускают через фильтрующее полотно 11 указанной решетки 10 и задерживают загрязнения, превышающие по размеру просветы фильтрующего полотна 11. Задержанные загрязнения снимают с фильтрующего полотна 11 при помощи граблин 12, перемещаемых вдоль фильтрующего полотна 11 в направлении снизу вверх посредством цепи 13, выполненной из соединенных шарнирным соединением 16 звеньев 17, образующей замкнутый контур и приводимой в движение ведущим колесом 14, закрепленным на приводном валу 15, размещенном над фильтрующим полотном 11 параллельно его верхнему ребру. После чего загрязнения с граблин 12 снимают посредством сбрасывающего устройства. В случае попадания под граблины крупного объекта 9, цепь 13, шарнирное соединение 16 между звеньями 17 которой выполнено с возможностью их ограниченного поворота относительно оси шарнира в направлении наружу контура, образуемого цепью 13, огибает объект 9 в процессе его транспортировки, не прекращая очистку фильтрующего полотна 11 свободными граблинами 12 и избегая возникновения повышенной нагрузки на звенья 17, упирающиеся в объект 9. Вспомогательная опора 18 поддерживает сегмент цепи 13, не контактирующий с фильтрующим полотном 11, предотвращая его провисание.
Таким образом, заявляемая полезная модель представляет собой грабельную решетку, использующую цепь, которая не требует наличия направляющих элементов в нижней части конструкции, и характеризующеюся повышенной прочностью, обусловленной уменьшением нагрузки на изгиб звеньев цепи при транспортировке крупного объекта, и функциональностью, обусловленной сохранением возможности эффективного использования свободных граблин при транспортировке крупного объекта.
Должно быть понятно, что заявляемая грабельная решетка, как она определена в прилагаемой формуле полезной модели, не обязательно ограничена конкретными признаками и вариантами осуществления, описанными выше. Напротив, конкретные признаки и варианты осуществления, описанные выше, раскрыты в качестве примеров, реализующих формулу, и другие эквивалентные признаки могут быть охвачены формулой настоящего изобретения.