НАСОС ДЛЯ ПЕРЕКАЧИВАНИЯ СТОЧНЫХ ВОД

Предлагаемое техническое решение относится к устройствам для перекачивания сточных вод с одновременным их обеззараживанием и может найти применение при очистке хозбытовых сточных вод коммунальных служб на очистных сооружениях городов и районов, а также фекальных вод птицефабрик, ферм сельскохозяйственных животных (коров, свиней, лошадей, овец и т.д.), в значительной степени загрязненных отходами их жизнедеятельности и микроорганизмами.
Известны по отдельности канализационные насосы для перекачивания бытовых (фекальных) и производственных сточных вод, содержащие механические примеси и органические включения размером до 20 мм [Тимонин А.С. Основы конструирования и расчета химико-технологического и природоохранного оборудования. Справочник. Изд. 2-е. Том 3 - Калуга: Издательство Н.Бочкаревой, 2002, с.777] и устройство для обеззараживания. воды, включающее корпус с анодом и катодом и дополнительными анодами и катодами, выполненными в виде цилиндрических пружин с противоположными направлениями навивки и установленными одна в другую с зазором [Авт.св. СССР №1776637, С02 F 1/46, 1992 г.].
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата относятся узкий диапазон применения агрегата, так как механические примеси не должны превышать 1% по объему, а абразивные частицы должны иметь размер не более 5 мкм. При больших концентрациях и размерах абразивных частиц и органических включений происходит быстрый износ лопаток центробежного колеса насоса или образование пробок твердообразных отходов в цилиндрических пружинах анодов и катодов и производительность будет резко снижаться.
Известно устройство для обеззараживания, дегельминтизации и перемещения. сточных вод, включающее в себя электроды, введенные в эластичную трубу, заполненную водой и установленную соосно с корпусом. При подаче на электроды напряжения порядка 5-50 кВ происходит волнообразное сокращение эластичной трубы, что вызывает возникновение ударной волны в жидкости, находящейся в корпусе аппарата. Это давление на фронте ударной волны достигает 1000 и более атмосфер, разрушающее клетки микроорганизмов и создающего направленное движение жидкости от входа к выходу из корпуса [Авт.св. СССР №673300, В03С 1/02, 1989].
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относятся узкий диапазон устойчивой работы применяемого устройства, ограниченный невысокой концентрацией и размером частиц в обрабатываемой жидкости, так как при высоких концентрациях и размерах включений (агрегатов частиц) корпус будет забиваться ими, а значит резко падать производительность.
Известен вертикальный насос, преимущественно для перекачивания жидкостей с тяжелыми примесями, содержащий установленный в корпусе вал со шнеком, расположенном в кожухе [Авт.св. СССР №382847, F04D 9/04, 1971 г.].
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится невозможность обеззараживания воды одновременно с ее перекачиванием непосредственно в насосе, что уменьшает эффективность работы насоса, особенно при перекачивании сточных вод зараженными микроорганизмами (вода коммунальных служб, сточные воды животноводческих помещений, птицефабрик, мясокомбинатов и т.п.).
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту и принятому за прототип относится насос для жидкого навоза, содержащий привод, вертикальный вал с закрепленным на нем центробежным колесом и шнеком, закрепленным в цилиндрическом корпусе, в обечайке которого
выполнены всасывающие окна в виде прямоугольных трапеций. [Авт.св. СССР №1121503, F04D 3/02, F04D 7/04 1984 г.].
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата относятся невозможность обеззараживания перекачиваемой воды внутри насоса, что требует дополнительной установки за ним устройства для обеззараживания жидкости, которые, как показано в аналогах для сильно загрязненных сточных вод быстро забиваются частицами и их агрегатами и производительность резко падает.
Задачей предлагаемого технического решения является создание устройства, в котором принудительное перекачивание очищаемой жидкости происходит одновременно с ее обеззараживанием за счет пропускания через очищаемую жидкость электрического тока.
Техническим результатом предлагаемого устройства является увеличение производительности за счет принудительного перемещения жидкости в зоне ее обработки электрическим током с одновременным обеззараживанием и предотвращение образования пробок из агрегатов частиц и веществ, находящихся в очищаемой жидкости.
Поставленный технический результат достигается тем, что в насосе для перекачивания сточных вод, содержащем привод, вертикальный вал с закрепленными на нем центробежным колесом и шнеком, установлен в цилиндрическом корпусе, в обечайке которого выполнены всасывающие окна и выходной патрубок, при этом вертикальный вал установлен в подшипниках, выполненных из диэлектрического материала, и имеет муфту, соединяющую его с приводом и выполненную из диэлектрического материала, на валу ниже муфты установлен скользящий электрический контакт, присоединенный к положительному полюсу источника постоянного тока, а корпус имеет заземление.
Установка вертикального вала в подшипниках, выполненных из диэлектрического материала, предотвращает короткое замыкание между
валом и приводом при подаче на вал через скользящий электрический контакт потенциала от положительного источника постоянного тока.
Установка на валу ниже муфты скользящего электрического контакта позволяет подавать на него потенциал от положительного источника постоянного тока при вращении вала.
Заземление корпуса позволяет, во-первых создавать электрическую цепь от вала к шнеку и центробежному колесу и пропускать ток через перекачиваемую сточную воду, обеззараживая ее, к цилиндрическому корпусу с обечайкой на землю, и во-вторых, является важным элементом соблюдения техники безопасности при пропускании электрического тока через воду при случайном коротком замыкании.
На фиг. изображен предлагаемый насос для перекачивания сточных вод.
Насос содержит привод 1, вертикальный вал 2 с закрепленными на нем центробежным рабочим колесом 3 и шнеком 4, закрепленном в цилиндрическом корпусе 5, в обечайке 6 которого выполнены всасывающие окна 7.
Вертикальный вал 2 сверху и снизу закреплен в подшипниках 8, выполненных из диэлектрического материала, например фторопласта. Кроме того, вал 2 соединен с приводом 1 муфтой 9, также выполненной из диэлектрического материала. В верхней части цилиндрического корпуса 5 насос имеет выходной патрубок 10. Между муфтой 9 и верхним подшипником 8 на валу 2 установлен скользящий электрический контакт 11, соединенный с положительным полюсом источника постоянного тока 12. Корпус 5 вместе с обечайкой 6 присоединен к заземлению 13.
Насос для перекачивания сточных вод работает следующим образом.
Обечайку 6 корпуса 5 заглубляют в перекачиваемую сточную воду и включают привод 1, а на скользящий электрический контакт 11 от источника постоянного тока подают положительный потенциал.
Привод 1 вращает вал 2, вместе с которым вращается центробежное рабочее колесо 3 и шнек 4. Сточная вода через всасывающие окна 7 поступает на шнек 4 и поднимается им на центробежное рабочее колесо 3, которым выбрасывается через выходной патрубок 10. Одновременно при движении сточной воды между шнеком 4 и обечайкой 6 за счет разности потенциалов по сточной воде идет электрический ток, который уничтожает микроорганизмы. Тоже происходит при движении сточной воды между центробежным рабочим колесом 3 и цилиндрическим корпусом 5. Так как подшипники 8 и муфта 9 выполнены из диэлектрического материала, то короткого замыкания между валом 2, корпусом 5, обечайкой 6 и приводом 1 не происходит и весь ток идет через перекачиваемую сточную воду.
Предлагаемое выполнение насоса для сточных вод позволяет одновременно с их перекачиванием проводить обеззараживание, так как необходимое время обработки сточной воды электрическим током обеспечивается длиной шнека 4 между телом которого и обечайкой 6 происходит основное обеззараживание сточной воды и ее интенсивное перемешивание, предотвращающее образование застойных зон и зон байпасирования так, что все микроорганизмы находятся в зоне воздействия электрического тока время достаточное для их уничтожения. Содержащиеся в очищаемой сточной воде механические примеси (органические и минеральные) могут иметь значительные концентрации и размеры. Шнек разрушает крупные слипшиеся агрегаты частиц и предотвращает забивание насоса механическими примесями и одновременно является анодом, что приводит к обеззараживанию перекачиваемых сточных вод, увеличению производительности и упрощению обслуживания.