НАПРАВЛЯЮЩИЙ ПЕРЕХОДНИК ДЛЯ СЕПТИК-ТАНКА
GUIDE ADAPTER FOR SEPTIC TANK

Настоящее изобретение в основном относится к септик-танку для перегнивания экскрементов, но также предусматриваются другие варианты применения, включающие бак для размещения текучей среды и перемешивающий агрегат. Кроме того, настоящее изобретение в основном относится к регулируемому, непроницаемому для текучей среды направляющему переходнику бака для размещения текучей среды. В частности, настоящее изобретение относится к направляющему переходнику для непроницаемого для текучей среды соединения перемешивающего агрегата с крышей бака для размещения текучей среды, включающему первый элемент, который предназначен для непроницаемого для текучей среды соединения с указанной крышей бака для размещения текучей среды и который образует центральное отверстие и протяженную в осевом направлении центральную ось, и второй элемент, который предназначен для непроницаемого для текучей среды соединения с указанным перемешивающим агрегатом и который формирует центральное отверстие и протяженную в осевом направлении центральную ось, причем протяженность центральной оси второго элемента может регулироваться относительно протяженности центральной оси первого элемента.
Септик-танк обычного типа включает перемешивающий агрегат для перемешивания экскрементов или смеси жидкости и шлама, которая находится в баке для размещения текучей среды. Такие варианты применения обычно включают баки, имеющие глубину 20-25 метров или более и объем в несколько тысяч кубических метров, в которых содержатся и перегнивают экскременты, фекалии, илистый отстой, сточные воды или тому подобные, чтобы, например, извлекать газообразный метан и диоксид углерода. Жидкость/шлам поддерживают в движении путем перемешивания, чтобы не допустить осаждения шлама и чтобы не образовывалась плотная корка на поверхности жидкости/шлама, и, кроме того, чтобы получить настолько однородную смесь, насколько возможно, чем обеспечивают возможность извлечения максимальных количеств разнообразных газов. Следует отметить, что другие жидкости в промышленных вариантах применения могут содержаться в подобных условиях, в которых происходит перемешивание в то время, когда технологические газы не выпускаются в окружающий воздух.
Перемешивающий агрегат, пригодный для применения в септик-танке или тому подобном, включает двигатель и редуктор, который снижает скорость вращения выходного вала перемешивающего агрегата до уровня около 15-30 оборотов в минуту. Настоящее изобретение направлено на технические решения, в которых двигатель и редуктор перемешивающего агрегата размещены над крышей бака для размещения текучей среды и в которых выходной вал перемешивающего агрегата проходит в бак для размещения текучей среды через направляющий переходник и после этого свободно свисает вертикально вниз в бак для размещения текучей среды, без опоры на нижнем конце выходного вала. Выходной вал перемешивающего агрегата, включающий пропеллерные мешалки, размещенные на различных высотах выходного вала, обладает значительным весом, вследствие чего сопряжение выходного вала с редуктором или его ближайшее окружение и/или прочие соединения испытывают высокую нагрузку.
В связи с сооружением и/или пуском в эксплуатацию бака для размещения текучей среды или спустя некоторое время после этого, как правило, происходит осадка и/или наклон бака, вследствие чего двигатель и редуктор наклоняются относительно вертикальной линии. Ввиду того факта, что длина выходного вала обычно составляет, например, 20 метров, проблема возникает уже при наклоне в десятые доли градуса. Если перемешивающий агрегат используют без коррекции наклона, выходной вал будет изгибаться во время вращения, что, например, может вести к усталостной нагрузке выходного вала, который сломается, и/или приведет к тому, что разрушатся другие детали перемешивающего агрегата и бак для размещения текучей среды.
Таким образом, должна быть регулируемой степень наклона перемешивающего агрегата относительно крыши бака для размещения текучей среды. Известные технические решения включают направляющий переходник, который, в свою очередь, включает два взаимодействующих клиновидных диска, каковые диски размещены соединенными с крышей бака для размещения текучей среды и перемешивающим агрегатом соответственно. Клиновидные диски формируют центральные отверстия для пропускания через них выходного вала перемешивающего агрегата и, кроме того, размещены так, что могут поворачиваться относительно друг друга, чтобы обеспечивать возможность корректирования углового положения перемешивающего агрегата относительно бака для размещения текучей среды. Однако большая проблема этого известного решения состоит в том, что клиновидные диски нельзя повернуть относительно друг друга, когда на них всем своим весом опирается перемешивающий агрегат, и поэтому необходимо приподнимать перемешивающий агрегат краном, чтобы освободить направляющий переходник, и в связи с этим будут выходить наружу газы, которые являются вредоносными для окружающей среды, а также для проводящего техническое обслуживание персонала.
Задачей настоящего изобретения является устранение вышеупомянутых недостатков и неблагоприятных характеристик известных ранее конструкций направляющего переходника и создание усовершенствованного направляющего переходника. Основной задачей изобретения является создание улучшенного направляющего переходника определенного вначале типа, который гарантирует, что газы не будут выходить наружу в связи с корректированием углового положения перемешивающего агрегата относительно вертикальной линии.
Еще одна задача настоящего изобретения заключается в создании усовершенствованного направляющего переходника, который без труда регулируется одним работником, без какой-нибудь необходимости во вспомогательном оборудовании, таком как краны и тому подобные.
Согласно изобретению по меньшей мере основная задача достигнута с помощью определенного вначале направляющего переходника, который отличается тем, что направляющий переходник включает устройство для создания непроницаемой для текучей среды области контакта, размещенное на поверхности сопряжения между первым элементом и вторым элементом, по меньшей мере три позиционирующих устройства, предназначенных для установления взаимных положений первого элемента и второго элемента в осевом направлении, причем по меньшей мере два из указанных позиционирующих устройств составлены взаимно независимыми регулировочными устройствами, которые размещены относительно указанного бака для размещения текучей среды на противоположной стороне указанного устройства для создания непроницаемой для текучей среды области контакта.
Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения дополнительно определены в зависимых пунктах патентной формулы.
Первый элемент и второй элемент предпочтительно размещены телескопически в осевом направлении относительно друг друга, и согласно дополнительному предпочтительному варианту выполнения устройство для создания непроницаемой для текучей среды области контакта включает по меньшей мере одно протяженное по окружности уплотнительное кольцо, которое примыкает к внутренней поверхности первого элемента и к наружной поверхности второго элемента. Этим обеспечивается простое и надежное уплотнение для текучей среды, которое допускает большое угловое смещение перемешивающего агрегата относительно бака для размещения текучей среды.
Согласно предпочтительному варианту выполнения каждое регулировочное устройство включает первый клиновидный элемент, второй клиновидный элемент, взаимодействующий с указанным первым клиновидным элементом и регулировочным устройством, причем регулировочное устройство является подвижным, чтобы увеличивать и уменьшать высоту регулировочного устройства в осевом направлении соответственно. Такая конструкция обеспечивает то, что угловое смещение перемешивающего агрегата относительно бака для размещения текучей среды может быть отрегулировано без подъема перемешивающего агрегата с направляющего переходника.
Регулировочное устройство предпочтительно включает первый винт, перемещаемый для увеличения высоты регулировочного устройства в осевом направлении, и второй винт, перемещаемый для уменьшения высоты регулировочного устройства в осевом направлении
Дополнительные преимущества и признаки изобретения очевидны из других независимых пунктов патентной формулы, а также из нижеследующего подробного описания предпочтительных вариантов выполнения.
Более полное понимание вышеупомянутых и прочих признаков и преимуществ настоящего изобретения будет явным из нижеследующего подробного описания предпочтительных вариантов выполнения с привлечением сопроводительных чертежей, в которых:
фиг.1 представляет схематический вид сбоку в разрезе бака для размещения текучей среды и перемешивающего агрегата, включающих соответствующий изобретению направляющий переходник,
фиг.2 представляет перспективный вид соответствующего изобретению направляющего переходника,
фиг.3 представляет вид сбоку направляющего переходника согласно фиг.2,
фиг.4 представляет вид сбоку в разрезе направляющего переходника согласно фиг.2,
фиг.5 представляет увеличенный вид сбоку части направляющего переходника, показывающий положения поперечных сечений,
фиг.6 представляет увеличенный вид сбоку в разрезе, проведенном по линии VI на фиг.5, и
фиг.7 представляет увеличенный вид сбоку в разрезе, проведенном по линии VII на фиг.5.
Настоящее изобретение в основном относится к установке для перегнивания экскрементов. На фиг.1 показана часть бака для размещения текучей среды, септик-танка или бака, в целом обозначенного кодовым номером 1 позиции, включающего днище 2, крышу 3 и стенку 4 окружного кожуха, которые совместно составляют объем 5 для содержания экскрементов, фекалий, илистого отстоя, сточных вод или тому подобных, которые должны содержаться и перегнивать, чтобы извлекать газообразный метан и диоксид углерода, помимо всего прочего.
Кроме того, на фиг.1 показан перемешивающий агрегат, в целом обозначенный кодовым номером 6 позиции, включающий приводной узел, имеющий двигатель 7 и редуктор 8, и выходной вал 9, протяженный из приводного узла и свободно подвешенный из приводного узла. Кроме того, с выходным валом 9 соединен по меньшей мере один пропеллерный узел 10, соответственно чему выходной вал 9 и пропеллерный узел 10 предназначены для приведения во вращение вокруг вертикальной линии. С выходным валом 9 предпочтительно соединены два или более пропеллерных узла 10.
В варианте выполнения, показанном в фиг.1, перемешивающий агрегат 6 включает два пропеллерных узла 10, причем нижний пропеллерный узел размещен соединенным со свободным нижним концом выходного вала 9, и верхний пропеллерный узел расположен в подходящем положении между нижним пропеллерным узлом и приводным узлом. Нижний пропеллерный узел предпочтительно размещают в баке 1 для размещения текучей среды на высоте, соответствующей нижней половине содержащегося объема текучей среды, и верхний пропеллерный узел предпочтительно размещают в баке 1 для размещения текучей среды на высоте, соответствующей поверхностной области содержащейся текучей среды. Основное назначение нижнего пропеллерного узла состоит в обеспечении перемешивания, и основным назначением верхнего пропеллерного узла является разрушение корки твердого материала, которая образуется на поверхности содержимого в таких вариантах применения.
Кроме того, на фиг.1 показан соответствующий изобретению направляющий переходник, в общем обозначенный кодовым номером 11 позиции, который предназначен для создания непроницаемого для текучей среды соединения между перемешивающим агрегатом 6 и крышей 5 бака 1 для размещения текучей среды.
Теперь будут привлечены фиг.2, 3 и 4, в которых показан предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения. Направляющий переходник 11 включает первый элемент 12, размещенный в соединении с крышей 3 непроницаемым для текучей среды образом, и второй элемент 13, который находится в непроницаемом для текучей среды соединении с перемешивающим агрегатом 6.
Первый элемент 12 может находиться в плотном и разъемном соединении с крышей 3, например, первый элемент 12 может быть вмонтирован в крышу 3. Первый элемент 12 образует центральное отверстие 14 и протяженную в осевом направлении центральную ось, причем через центральное отверстие 14 проходит вниз выходной вал 9 перемешивающего агрегата 6. В показанном варианте выполнения первый элемент 12 включает протяженный в осевом направлении трубообразный корпус 15 и протяженный в радиальном направлении верхний фланец 16, выступающий из трубообразного корпуса 15, причем верхний фланец соединен с трубообразным корпусом 15 в области верхнего конца трубообразного корпуса 15. Кроме того, первый элемент 12 включает несколько ребер 17 жесткости, содействующих поддержке указанного верхнего фланца 16 и препятствующих проворачиванию направляющего переходника, когда его встраивают в крышу бака для размещения текучей среды. По возможности направляющий переходник также может быть привинчен к крыше бака для размещения текучей среды болтами.
Второй элемент 13 может находиться в постоянном или разъемном соединении с перемешивающим агрегатом 6, например, перемешивающий агрегат 6 может быть соединен со вторым элементом 13 с помощью нескольких болтов 18 (смотри фиг.1). Второй элемент 13 образует центральное отверстие 19 и протяженную в осевом направлении центральную ось, причем через центральное отверстие 19 проходит вниз выходной вал 9 перемешивающего агрегата 6. В показанном варианте выполнения второй элемент 13 включает протяженный в осевом направлении трубообразный корпус 20 и протяженный в радиальном направлении верхний фланец 21, выступающий из трубообразного корпуса 20, причем верхний фланец соединен с трубообразным корпусом 20 в области верхнего конца трубообразного корпуса 20. Кроме того, второй элемент 13 включает протяженный в радиальном направлении нижний фланец 22, выступающий из указанного трубообразного корпуса 20. Следует отметить, что трубообразный корпус 20 второго элемента 13 в одном альтернативном варианте выполнения (не показан) составлен гибким трубообразным корпусом, нижний конец которого может быть соединен с нижним фланцем 22, или может быть непосредственно присоединен к верхнему фланцу 16 первого элемента 12 или трубообразному корпусу 15.
Существенный признак соответствующего изобретению направляющего переходника 11 состоит в том, что протяженность центральной оси второго элемента 13 является регулируемой относительно протяженности центральной оси первого элемента, то есть что центральная ось первого элемента 12 и центральная ось второго элемента 13 могут быть взаимно позиционированы под различными углами относительно вертикальной линии.
Кроме того, предпочтительно, чтобы первый элемент 12 и второй элемент 13 были размещены телескопически относительно друг друга в осевом направлении, то есть так, что по меньшей мере часть одного элемента из первого элемента 12 и второго элемента 13 должна быть размещена в центральном отверстии первого элемента 12 и второго элемента 13. В показанном варианте выполнения по меньшей мере нижний фланец 22 второго элемента 13 размещен в центральном отверстии 14 первого элемента 12. В одном альтернативном варианте выполнения (не показан) трубообразный корпус 15 первого элемента 12 может быть протяженным вверх от нижнего фланца 16 первого элемента 12 и в центральном отверстии 19 второго элемента 13, ввиду чего предполагается, что по меньшей мере верхняя часть трубообразного корпуса 15 первого элемента 12 имеет меньший диаметр, чем трубообразный корпус 20 второго элемента 13.
Согласно изобретению направляющий переходник 11 включает устройство для создания непроницаемой для текучей среды области контакта, размещенное на поверхности сопряжения между первым элементом 12 и вторым элементом 13. Устройство для создания непроницаемой для текучей среды области контакта должно обеспечивать возможность того, что протяженность центральной оси первого элемента 12 и протяженность центральной оси второго элемента 13 являются регулируемыми относительно друг друга.
В предпочтительном показанном варианте выполнения устройство для создания непроницаемой для текучей среды области контакта составлено по меньшей мере одним окружным уплотнительным кольцом 23, которое примыкает к внутренней поверхности первого элемента 12 и к наружной поверхности второго элемента 13. Более конкретно, по меньшей мере одно протяженное по окружности уплотнительное кольцо 23 размещают между наружной поверхностью нижнего фланца 22 второго элемента 13 и внутренней поверхностью трубообразного корпуса 15 первого элемента 21. В альтернативном варианте выполнения (не показан) устройство для создания непроницаемой для текучей среды области контакта составлено протяженным по окружности гидравлическим затвором. В том случае, если трубообразный корпус 20 второго элемента 13 является гибким, как описано выше, устройство для создания непроницаемой для текучей среды области контакта составлено гибким трубообразным корпусом 20, когда трубообразный корпус 20 непосредственно присоединен к первому элементу 12.
Теперь основное внимание будет привлечено к фиг.4-7. Согласно изобретению направляющий переходник 11 включает по меньшей мере три позиционирующих устройства, предназначенных для установления взаимного положения первого элемента 12 и второго элемента 13 в осевом направлении, причем по меньшей мере два из позиционирующих устройств составлены взаимно независимыми регулировочными устройствами, каждое из которых в общем обозначено кодовым номером 24 позиции, которые относительно указанного бака 1 для размещения текучей среды расположены на противоположной стороне указанного устройства для создания непроницаемой для текучей среды области контакта. Фактически этим обеспечивается то, что регулировочные устройства размещены радиально снаружи указанного устройства для создания непроницаемой для текучей среды области контакта. Согласно предпочтительному варианту выполнения третье из вышеупомянутых позиционирующих устройств также составлено таким же регулировочным устройством 24. Указанные три позиционирующих устройства распределены на равных расстояниях друг от друга вокруг центральной оси первого элемента 12 и второго элемента 13.
Каждое регулировочное устройство 24 предпочтительно включает первый клиновидный элемент 25, второй клиновидный элемент 26, взаимодействующий с указанным первым клиновидным элементом 25 и примыкающий к нему и регулировочному устройству, причем регулировочное устройство является подвижным, чтобы увеличивать и уменьшать высоту регулировочного устройства 24 в осевом направлении соответственно. Согласно показанному варианту выполнения первый клиновидный элемент 25 примыкает к обращенной вверх поверхности 27 первого элемента 12, и второй клиновидный элемент 26 примыкает к обращенной вниз поверхности 28 второго элемента 13. По меньшей мере один из первого клиновидного элемента 25 и второго клиновидного элемента 26 на своем узком конце включает упор 29, выступающий из указанного узкого конца, причем регулировочное устройство предусматривает взаимодействие между указанным выступающим упором 29 и толстым концом другого клиновидного элемента из первого клиновидного элемента 25 и второго клиновидного элемента 26. Первый клиновидный элемент 25 и второй клиновидный элемент 26 имеют углы схождения клина, которые предпочтительно составляют меньше 10 градусов и более предпочтительно около 6 градусов. Первый клиновидный элемент 25 и второй клиновидный элемент 26 предпочтительно имеют одинаковую форму, причем как первый клиновидный элемент 25, так и второй клиновидный элемент 26 включают упор 29, выступающий на узком конце каждого клиновидного элемента. Регулировочное устройство предпочтительно включает первый винт 30, перемещаемый для увеличения высоты регулировочного устройства 24 в осевом направлении, и второй винт 31, перемещаемый для уменьшения высоты регулировочного устройства 24 в осевом направлении.
Первый винт 30 включает стержень 32, имеющий наружную резьбу, которая находится в резьбовом зацеплении с внутренней резьбой сквозного отверстия в выступающем упоре 29 одного из клиновидных элементов, в то время как свободный конец стержня 32 упирается в толстый конец другого клиновидного элемента. Стержень 32 первого винта 30 предпочтительно размещен параллельно плоскости сопряжения между первым клиновидным элементом 25 и вторым клиновидным элементом 26. Сообразно ввинчиванию первого винта 30 будет увеличиваться высота регулировочного устройства 24 в осевом направлении. Второй винт 31 включает стержень 33, имеющий наружную резьбу, причем стержень 33 свободно проходит через сквозное отверстие в выступающем упоре 29 одного из клиновидных элементов и находится в резьбовом зацеплении с резьбовым отверстием 34, которое упирается в толстый конец другого клиновидного элемента. Стержень 33 второго винта 31 предпочтительно размещен параллельно плоскости сопряжения между первым клиновидным элементом 25 и вторым клиновидным элементом 26. Сообразно ввинчиванию второго винта 31 будет уменьшаться высота регулировочного устройства 24 в осевом направлении. Должно быть понятно, что для увеличения высоты регулировочного устройства 24, перед ввинчиванием первого винта 30 на определенную длину, должен быть соответственно вывинчен второй винт 31, и для уменьшения высоты регулировочного устройства 24, прежде чем второй винт 31 будет ввинчен на определенную длину, должен быть соответственно вывинчен первый винт 30. Когда получена заданная высота регулировочного устройства 24, также в то же время ввинчивают неактивный винт, чтобы застопорить достигнутую высоту регулировочного устройства.
В одном варианте выполнения как первый винт 30, так и второй винт 31 находятся в резьбовом зацеплении с одним и тем же клиновидным элементом. В одном альтернативном варианте выполнения как первый винт 30, так и второй винт 31 размещены друг за другом в одном и том же выступающем упоре. Однако предпочтительным и показанным вариантом выполнения является сочетание вышеупомянутых вариантов выполнения, в которых первый винт 31 и второй винт 31 находятся в резьбовом зацеплении с каждым из первого клиновидного элемента 25 и второго клиновидного элемента 26.
Кроме того, направляющий переходник 11 должен включать несколько стопорных элементов 35, предназначенных для предотвращения смещения второго элемента 13 вверх в осевом направлении относительно первого элемента 12 после настройки регулировочных устройств 24, таким образом, чтобы центральная ось второго элемента 13 и выходной вал 9 были вертикальными. В показанном варианте выполнения предусмотрены стопорные элементы 35 двух типов, причем первый тип непосредственно взаимодействует с регулировочными устройствами 24, и второй тип, который является отдельным от регулировочных устройств 24. Стопорные элементы 35 первого типа и второго типа могут быть использованы совместно или по отдельности в одном и том же направляющем переходнике 11.
Стопорный элемент 35 первого типа зажимает регулировочное устройство 24 между обращенной вверх поверхностью 27 первого элемента и обращенной вниз поверхностью 28 второго элемента 13. Стопорный элемент 35 второго типа в предпочтительном варианте выполнения включает стержень 36, по меньшей мере частично снабженный наружной резьбой (смотри фиг.4), который соединен с верхним фланцем 16 первого элемента 12 и который проходит через выполненное в осевом направлении отверстие 37 в регулировочном устройстве 24 и далее через отверстие 38 в верхнем фланце 21 второго элемента 13. Наконец, на нем размещена гайка 39, которая находится в резьбовом зацеплении со стержнем 36, и при затягивании гайки 39 стопорится взаимное расположение первого элемента 12 и второго элемента 13 в осевом направлении. К тому же стержень 36 помогает закрепить предварительное положение регулировочного устройства 24 благодаря тому факту, что он проходит через отверстие 37 в регулировочном устройстве 24, причем отверстие 37 является продолговатым в продольном направлении первого клиновидного элемента 25 и второго клиновидного элемента 26, чтобы обеспечивать возможность взаимного смещения между первым клиновидным элементом 25 и вторым клиновидным элементом 26. Должно быть понятно, что гайку 39 следует отвернуть перед тем, как может быть увеличена высота регулировочного устройства 24.
Стопорный элемент 35 второго типа также фиксирует взаимное положение первого элемента 12 и второго элемента 13, но он отделен от регулировочных устройств 24. Стопорный элемент 35 второго типа в предпочтительном варианте выполнения включает стержень 40, по меньшей мере частично снабженный наружной резьбой (смотри фиг.4), который соединен с верхним фланцем 16 первого элемента 12. Нижняя гайка 41 находится в резьбовом зацеплении со стержнем 40, после которой стержень 40 проходит через отверстие 42 в верхнем фланце 21 второго элемента 13. Нижняя гайка 41 затянута с упором в нижнюю сторону верхнего фланца 21 второго элемента 13, и затем размещена верхняя гайка 43 и находится в резьбовом зацеплении со стержнем 40, и при затягивании верхней гайки 43 фиксируется взаимное положение первого элемента 12 и второго элемента 13. Должно быть понятно, что нижняя гайка 41 и/или верхняя гайка 43 должны быть освобождены перед тем, как может быть уменьшена и увеличена высота регулировочного устройства 24 соответственно.
Следует отметить, что третье из вышеупомянутых по меньшей мере трех позиционирующих устройств может быть составлено стопорным элементом 35 описанного второго типа. Согласно альтернативному варианту выполнения (не показан) третье позиционирующее устройство может быть составлено стопорным элементом 35 третьего типа, в котором регулировочное устройство 24 заменено распорной втулкой, размещенной между обращенной вверх поверхностью 27 первого элемента и обращенной вниз поверхностью 28 второго элемента 13.
Изобретение не ограничивается только описанными выше и показанными в чертежах вариантами осуществления, которые главным образом имеют иллюстративное назначение и приведены в качестве примера. Настоящая патентная заявка предполагается охватывающей все корректировки и варианты описанных здесь предпочтительных вариантов осуществления, таким образом, настоящее изобретение определяется текстом пунктов прилагаемой патентной формулы и их эквивалентов. Так, оборудование может быть модифицировано всевозможными путями в пределах области пунктов прилагаемой формулы изобретения.
Также следует отметить, что всю информацию относительно/касательно таких терминов как «верхний», «нижний» и т.д., следует интерпретировать/читать как применимую к оборудованию, ориентированному сообразно фигурам, которые приводят таким образом ориентированные чертежи, чтобы можно было правильно прочитать кодовые номера. Таким образом, такие термины обозначают только взаимоотношения в показанных вариантах выполнения, каковые отношения могут быть изменены, если соответствующее изобретению оборудование представлено с иной структурой/конструкцией.
Также следует отметить, что даже если не указано определенно, что признаки конкретного варианта выполнения могут быть скомбинированы с признаками еще одного варианта выполнения, эту комбинацию следует рассматривать как очевидную, если комбинация возможна.