Автономное водоотводящее устройство

Полезная модель относится к области оборудования сбора, отведения, аккумулирования и очистки ливневых сточных вод и может быть использовано в коммунальном и дорожном хозяйстве населенных пунктов, в частности, при стесненных условиях канализируемой территории.
Устройство систем отвода ливневых вод в целом известно. Основными его частями являются системы водосбора и отведения в общую канализационную систему или местные водоемы. При этом задачей системы водосбора является сбор дождевой воды, стекающей с кровель, дорожек и замощенных площадей, поверхности участка благодаря естественным и искусственным уклонам. Для того чтобы мусор не забивал систему, она снабжается решетками или специальными сетками, которые задерживают посторонние предметы, утекающие с водой. Отвод собранной воды осуществляется при помощи дренажных труб или каналов, которые удаляют ее в канализационную систему или в водоем.
В тех случаях, когда удаление ливневых, талых или паводковых вод с территории участка самотеком, путем естественных уклонов не представляется возможным, применяют дренажные насосы. Производительность и конструкцию насоса выбирают в зависимости от степени загрязненности воды различными механическими примесями в виде глины, песка или камней, листьев или травы.
Известна конструкция ливнеотводящей сети (см. RU №78822, МПК E03F 1/00, опубл. 10.12.2008), включающая ливнеприемники коллектора ливневой канализации, очистные сооружения ливневых вод, ливнеспуски, при этом аккумулирующие резервуары и очистные сооружения снабжены резервуарами-накопителями промывной воды, насосами отвода воды.
К недостаткам устройства относятся сложность его эксплуатации, необходимость наличия эксплуатационного персонала для обслуживания достаточно сложных механизмов и оборудования очистной станции в стесненных условиях, поскольку очистная станция находится непосредственно под автодорогой и при обслуживании порою необходимо будет временно перекрывать движение по автодороге.
Также известно очистное устройство в форме труб с аккумулирующим резервуаром с функцией отстойника и следующим за ним сменным фильтрующим элементом (см. RU №87720, МПК E03F 1/00, опубл. 20.10.2009).
Известное устройство может быть использовано только в условиях функционирующей ливнеотводящей сети и не применимо при отсутствии или стесненных условиях канализируемой территории.
Из уровня техники наиболее близкой к заявленному решению является автономная мобильная насосная станция для перекачки жидкости (см. RU №152152, МПК F04D 13/04, опубл. 10.05.2015), содержащая газотурбинный привод, размещенный на транспортном средстве, включающий газотурбинный двигатель со свободной турбиной и откачивающий насос с подводящими и отводящими трубопроводами. Такое исполнение насосной станции будет полезно при кратковременном использовании устройства, например, при аварийных ситуациях. Однако малоэффективность станции известной конструкции проявляется при непрерывной длительной эксплуатации в условиях отсутствия или стеснения канализации.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является обеспечение автономности устройств для водоотведения сточных вод в условиях отсутствия канализационных сетей.
Техническим результатом, получаемом при использовании полезной модели, является повышение эффективности сбора, отведения и очистки ливневых сточных вод в условиях отсутствия канализационных сетей.
Для решения поставленной задачи автономное водоотводящее устройство, включающее ливнеприемник с устройствами механической очистки и отвода ливневых вод, содержащий отстойник с уловителями и накопительной емкостью, характеризуется тем, что, с целью обеспечения автономности работы станции, накопительная емкость отстойника дополнительно снабжена датчиками уровня воды, включающими и отключающими в автоматическом режиме насосное оборудование для отвода и сброса воды через трубопроводы на места сброса сточных вод. Кроме того, автономное водоотводящее устройство подключено к установке автономного источника энергообеспечения.
Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию «новизна».
Совокупность признаков полезной модели обеспечивает решение заявленной технической задачи, а именно, создание надежного устройства несложной конструкции, действующего в автономном режиме, использование которого позволяет повысить эффективность водоотведения в условиях отсутствия или стеснения канализационных территорий.
Заявленное автономное водоотводящее устройство поясняется чертежами, где на фигуре 1 показана общая схема размещения устройства, на фигуре 2 - устройство отстойника с уловителями и накопительной емкостью, на фигуре 3 - устройство отвода и сброса воды.
Автономное водоотводящее устройство предназначено для водоотведения сточных вод в условиях отсутствия канализационных сетей и включает в себя (см. фиг. 1, 2): отстойник 1, установленный в месте стока воды и представляющий собой совмещенное устройство для механической очистки и сбора воды, состоит из первичного отсека 2 улавливания крупного мусора и других нерастворимых взвешенных отходов, вторичного отсека 3 - для выделения продуктов нефтехимии, взвешенных частиц и прочих нерастворимых химических реагентов и накопительной емкости 4 для сбора воды и последующего удаления на место сброса 5 посредством насосного оборудования 6 через систему соединительных трубопроводов 7.
Отсеки 2, 3 и емкость 4 разделены вертикальными стенками (см. фиг. 2), при этом первичный отсек 2 имеет трубчатый уловитель 11 известной конструкции, например, в виде перфорированной трубы. При этом перфорация трубы обеспечивает улавливание частиц, величина которых недопустима для установленного насосного оборудования 6.
Для удаления накопившегося мусора в уловителе 11 перфорированная труба может быть выполнена съемной. Иной вариант исполнения перфорированной трубы заключается в выполнении ее со съемным дном.
Приемный патрубок 12 уловителя 11 размещен на верхней поверхности корпуса отстойника 6 и закрывается сетчатой съемной крышкой 13 и монтируется на участке вровень с земной поверхностью на месте образования сточных вод. При этом может быть установлено несколько аналогичных отсеков с уловителями.
Вторичный отсек 3 для выделения нефтепродуктов и взвешенных частиц разделен вертикальной стенкой 14 по середине, сверху на верхней поверхности корпуса отстойника 6 имеет удлиненный патрубок 15, закрытый сетчатой съемной крышкой, который служит ревизией, выполняет разгерметизацию отсека и необходим для удаления накопившихся отходов. Высота патрубка 15 определяется местом расположения ливнеприемника на участке и выполняется вровень с земной поверхностью. При этом отстойник 6 может иметь несколько аналогичных отсеков для улавливания нефтепродуктов и взвешенных частиц.
Накопительная емкость 4 для сбора очищенной воды также имеет верхний удлиненный патрубок с люком 16, высота которого определяется местом расположения ливнеприемника на участке и выполняется вровень с земной поверхностью. Внутри емкости 4 размещается насосное оборудование 6, в качестве которого может быть установлен дренажный насос любого вида (погружной или поверхностный), как правило, с защитой от «сухого хода». Выбор того или иного вида насоса определяется в зависимости от различных факторов: условий канализируемой территории, ее ландшафта, объемов накопления сточных вод и т.д.
Могут быть приняты разные способы размещения внутри емкости 4 насосного оборудования 6, например, либо непосредственно сам насос при погружном его исполнении, либо отсасывающий патрубок насоса при поверхностном его исполнении.
Емкость 4 снабжается датчиками уровня воды (см. фиг. 3), связанные с блоком управления, которые включают насосное оборудование 6 при срабатывании датчика максимального уровня 8 (заполнения водой) и отключают его при срабатывании датчика минимального уровня 9 (опустошения) емкости 4.
Датчики уровня воды могут быть выполнены энергонезависимыми (например, поплавковые) или энергозависимыми (например, известны устройства автоматического регулирования уровня жидкостей такие, как приборы с электродными датчиками уровня воды (см. http://www.owen.ru/catalog/regulirovaniya_urovnya_zhidkostej_owen_sau_m2/61 845573)).
Насосное оборудование 6 сообщается с местом сброса воды из емкости 4 посредством трубопроводов 7, длина которых определяется условиями канализируемой территории, объемов накопления сточных вод, мощности насосного оборудования и др.
Для обеспечения автономности работы устройства насосное оборудование 6 с датчиками уровня воды 8, 9 (в случае отсутствия стационарных электрических сетей) подключаются к автономному источнику энергообеспечения 10, например, к аккумуляторной батарее, установке солнечной панели или ветрогенератора и др.
Работа автономного водоотводящего устройства заключается в следующем.
Сточные воды на месте их образования (скопления) самотеком попадают в отстойник 1 через его приемный патрубок 12 с уловителем 11. При этом водонерастворимые крупные частицы, размеры которых недопустимы для установленного насосного оборудования 6, останавливаются уловителем 11, а вода попадает в первичный отсек 2. По мере заполнения уловителя 11 мусором выполняют его очистку.
Очищенная от крупных механических примесей вода попадает в отсек 3 вторичной очистки, где посредством вертикальной стенки происходит выделение нерастворимых химических веществ, нефтепродуктов, взвешенных части в виде песка и т.д. Плавающие отходы остаются на поверхности воды в отсеке 3, а взвешенные мелкие частицы останавливаются стенкой 14 и осаждаются на дне отсеков 2 и 3. Накопившиеся в отсеках плавающие отходы и отходы на дне удаляются через патрубок 15, например, с помощью илососа.
Очищенная от механических примесей и нерастворимых химических реагентов вода накапливается в емкости 4, по мере заполнения которой срабатывает датчик максимального уровня воды 8 и включает насосное оборудование 6. Вода отсасывается насосным оборудованием 6 и через трубопроводы 7 сбрасывается в канализацию или иное место сброса 5. При опустошении емкости 4 срабатывает датчик минимального уровня воды 9, который отключает насосное оборудование 6. Для сохранения работоспособности насосное оборудование 6 дополнительно может быть снабжено защитой от «сухого хода». Таким образом, устройством обеспечивается автоматическое управление уровнем сточных вод на участке при стесненных условиях канализируемой территории или отсутствии системы канализации.
Блок энергозависимых датчиков уровня воды 8, 9 и насосное оборудование 6 могут быть подключены к автономному источнику энергообеспечения 10, в качестве которого используют, например, установку солнечных батарей известной конструкции. При этом установка имеет стандартную схему, содержащую, как правило, модуль солнечной батареи, стойку для крепления солнечной батареи, аккумуляторную батарею, блок управления с контроллером, инвертором, мониторами контроллеров.
При подключении к подобным источникам энергообеспечения водоотводящее устройство полностью переходит в автономный режим работы, что крайне необходимо для отвода сточных вод на участках, где отсутствует энергообеспечение.