ТОНКОСЛОЙНЫЙ МОДУЛЬ

Полезная модель относится к области разделения жидких неоднородных водных систем и может быть использована в различных областях промышленности, энергетики и сельского хозяйства, в частности, для очистки и осветления природных, оборотных и сточных вод.
Предшествующий уровень техники
Известен тонкослойный модуль, помещенный в каркас в виде наклонного цилиндра, и состоящий из профильных V-образных разделительных пластин, соединенных путем тепловой сварки сверху и снизу парами крепежных полосок, позволяющих жестко закрепить пластины относительно друг друга на определенном расстоянии. Пластины модуля наклонены под углом 30-60° и выполнены профильными, то есть представляют в сечении равнобокий треугольник с углом между сторонами 30-150°. Пластины тонкослойного модуля могут быть выполнены из любого листового материала: жести, пластмассы, оргалита и т.д. /Патент RU №2104079, В 01 D 21/02; 1998 г./.
3
Недостатками известного устройства являются сложность конструкции, большие масса и материалоемкость, сложность транспортировки, монтажа и демонтажа, что приводит к нецелесообразности использования известных модулей для станций разделения жидких неоднородных водных систем производительностью более 5 000 м/сут.
Известен тонкослойный модуль, пластины которого выполнены из пленочных материалов с цилиндрическими каналами на верхней и нижней сторонах, с приспособлением для закрепления пластин, выполненным в виде верхних и нижних несущих реек с пазами и стержнями, размещенными в цилиндрических каналах пластин, при этом пазы нижних реек выполнены овальной формы и концы стержней расположены в них. /Авторское свидетельство SU №842039, C 02 F 1/52; 1981 г./.
Недостатками этого устройства являются сложность фиксации пленочных пластин, а также их деформация в процессе эксплуатации, что сокращает срок их использования.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному является тонкослойный модуль, установленный в корпусе тонкослойного отстойника, элементы тонкослойного модуля выполнены из пленочного материала и имеют на концах каналы, в которые продеты верхние и нижние стержни, винты, взаимодействующие с закрепленными на корпусе гайками. Для удобства обслуживания пластины тонкослойного модуля закреплены на верхних стержнях подпружиненной рамы с блоками и закрепленными на них тросами, рама расположена над тонкослойным модулем и служит механизмом, регулирующим натяжение пластин /Авторское свидетельство SU №1666145, В 01 D 21/02; C 02 F 1/52, 1991 г./.
Недостатками этого модуля также являются сложность монтажа, демонтажа и эксплуатации, а также необратимая деформация пленки, которая не может быть устранена с помощью специального механизма, сложного в изготовлении и малоэффективного при эксплуатации.
Сущность полезной модели
Задача, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, заключается в создании универсального удобного в транспортировке, монтаже и демонтаже устройства для повышения эффективности процессов хлопьеобразования, осаждения, уплотнения и обезвоживания осадков при обработке водных систем, которое может быть использовано и в компактных установках, и на крупных станциях разделения жидких неоднородных водных систем.
Технический результат заключается в повышении эффективности разделения жидких неоднородных водных систем, в том числе, в повышении степени очистки и осветления природных, оборотных и сточных вод при одновременном их удешевлении.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что в тонкослойном модуле, содержащем жесткую раму, тонкослойные элементы и крепежные стержни, рама выполнена в виде призмы и снабжена по периметру оснований отверстиями, в качестве тонкослойных элементов используют ячейки сотоблока, сваренного из полиэтиленовой пленки методом экструдированной присадки, а крепежные стержни установлены внутри ячеек, расположенных по периметру сотоблока, и закреплены в отверстиях оснований рамы, при этом, предпочтительно, что используют полиэтиленовую пленку толщиной 200-400 мкм, раму выполняют в виде призмы с углом между боковыми ребрами и основанием от 60 до 90°, основание рамы выполняют в виде треугольника, параллелограмма или трапеции, в частности, неравнобедренной.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На Фиг.1 схематично изображен тонкослойный модуль, содержащий раму, выполненную в виде наклонной призмы, в основании которой лежит параллелограмм; на Фиг.2 - тонкослойный модуль, содержащий раму, выполненную в виде прямой призмы, в основании которой лежит трапеция.
Для большей наглядности соотношение размеров между отдельными элементами тонкослойного модуля изменено.
Тонкослойный модуль содержит раму 1, выполненную из жесткого материала, в виде наклонной призмы, в основании которой лежит параллелограмм (Фиг.1) или в виде прямой призмы, в основании которой лежит трапеция (Фиг.2). По периметру оснований рамы расположены отверстия 2. Внутри рамы 1 расположен сотоблок 3, сваренный из полиэтиленовой пленки методом экструдированной присадки с образованием ячеек 4 и растянутый на раме с помощью стержней 5, расположенных по меньшей мере в четырех ячейках 4, расположенных по периметру сотоблока 3 и закрепленных в отверстиях 2 рамы 1.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели.
Тонкослойные модули размещают в отстойных сооружениях, например, в горизонтальных отстойниках. При этом осуществляется деление свободного объема горизонтальных отстойников на ячейки небольшой высоты, что создает наиболее благоприятные условия для осаждения содержащейся в осветляемой жидкости взвеси и обеспечивает устойчивый, близкий к ламинарному режим движения воды. Небольшая высота осаждения (5-10 см) позволяет выделить более мелкую взвесь с небольшой гидравлической крупностью. Сотовая конструкция тонкослойных модулей создает дополнительное сопротивление движению воды, что обеспечивает ее более равномерное распределение по всему объему отстойника, увеличивая коэффициент его объемного использования и фактическое время пребывания в нем воды. Использование мягкой полимерной пленки позволяет более эффективно удалять осевшую на нижних гранях тонкослойных элементов взвесь за счет их небольшой вибрации при движении воды. Таким образом, использование тонкослойных сотовых элементов позволяет повысить производительность отстойников и повысить качество очистки воды.
Предпочтительно использовать пленку толщиной от 200 до 400 мкм. При использовании пленки толщиной менее 200 мкм для обеспечения необходимой прочности и жесткости конструкции модуля необходимо увеличить количество ячеек на единицу площади, что приводит к увеличению материалоемкости и массы модуля. Использование пленки толщиной более 400 мкм усложняет процесс изготовления модулей и снижает прочность сварных швов.
Выполнение рамы тонкослойного модуля в виде призмы с углом между боковыми ребрами и основанием от 60 до 90° обусловлено углом естественного откоса осадков, выпадающих на нижние грани тонкослойных элементов.
Сотовая конструкция тонкослойных модулей обеспечивает их пространственную устойчивость и возможность ее растяжения внутри рамы только в некоторых ячейках, расположенных по периметру сотоблока, поскольку экструдированная присадка создает внутренний каркас, обеспечивающий пространственную устойчивость, жесткость и прочность конструкции, что позволяет упростить монтаж и демонтаж модулей при одновременном снижении массы и металлоемкости модуля.
Выполнение рамы той или иной конфигурации диктуется конструкцией сооружения, в котором устанавливают тонкослойные модули. Так, например, для целей водоочистки и водоподготовки могут быть использованы тонкослойные модули с рамой, выполненной в виде наклонной призмы, а для канализационных очистных сооружений - тонкослойные модули с рамой, выполненной в виде прямой призмы.
Производство сотовых конструкций из уровня техники известно /Берсудский В.Е. и др. «Производство сотовых конструкций», М., Машиностроение, 1966 г., 282 с./
Процесс сварки полиэтиленовой пленки методом экструдированной присадки также известен /Тростянская Е.Б. и др. «Сварка пластмасс», М., Машиностроение, 1967 г., с.251./.
Однако, авторам не известно использование сотовых конструкций, сваренных из полиэтиленовой пленки методом экструдированной присадки в процессах разделения неоднородных жидких систем, что позволяет сделать вывод о соответствии предложенного технического решения критерию «новизна».
Промышленная применимость.
Устройство может быть установлено в камерах хлопьеобразования, горизонтальных и вертикальных отстойниках и осветлителях со слоем взвешенного осадка и обеспечивает
повышение качества очистки водных систем и увеличение производительности сооружений на 30-50%.
Устройство просто и надежно в эксплуатации, обладает низкими материалоемкостью и массой, высокой противоударной прочностью, коррозионной устойчивостью, долговечностью, компактно и легко в транспортировке, монтаже и демонтаже.