УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗМЕЩЕНИЯ ФИЛЬТРУЮЩЕГО ПАТРОНА

Область техники
Полезная модель относится к области очистки дождевых сточных вод, а именно к устройствам для размещения фильтрующих патронов для очистки этих вод.
Уровень техники
В ряде патентов (патенты на полезные модели №59996 (опубликован 10.01.2007 B01D 27/00), №150862 (опубликован 27.02.2015 B01D 27/02), №148363 (опубликован 10.12.2014 B01D 27/00), №149624 (опубликован 10.01.2015 B01D 27/02, C02F 1/00, E03F 5/14), №150047 (опубликован 27.01.2015 E03F 5/14)) описано устройство для размещения фильтрующего патрона, собранное из стандартных железобетонных изделий и стального опорного кольца.
Недостатком данных устройств является то, что они не позволяют регулировать интенсивность протекания сточных ливневых вод через фильтрующий патрон.
Известно устройство для размещения фильтрующего патрона (патент на полезную модель №161629 опубликован 27.04.2016 E03F 5/14), представляющее собой цилиндр с открытым верхним и закрытым нижним концами с сужением в форме кольца и трубой, расположенной ниже сужения, отличающееся тем, что устройство имеет в верхней части строповочные элементы, а устройство и все его элементы выполнены из полимерного материала в виде цельной конструкции.
Недостатком данного устройства также является то, что оно не позволяют регулировать интенсивность протекания сточных ливневых вод через фильтрующий патрон.
Решение, описанное в патенте №161629 (опубликован 27.04.2016 E03F 5/14), является наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемой полезной модели и принято за прототип.
Раскрытие полезной модели
Задачей заявляемой полезной модели является разработка конструкции для размещения фильтрующего патрона для очистки сточных вод, обеспечивающей максимально равномерное качество очистки сточных вод фильтрующим патроном.
Технический результат полезной модели заключается в увеличении равномерности интенсивности протекания неочищенной воды через фильтрующий патрон.
Здесь и далее под увеличением равномерности интенсивности протекания неочищенной воды через фильтрующий патрон подразумевается максимальное выравнивание производительности, с которой неочищенный дождевой сток подается на фильтрующий патрон, взятой за продолжительный промежуток времени, охватывающий как несколько периодов непосредственного выпадения дождя, так и несколько сухих периодов между дождями. Другими словами, под увеличением равномерности интенсивности протекания неочищенной воды через фильтрующий патрон подразумевается такое изменение зависимости мгновенного объема дождевого стока, прошедшего через фильтрующий патрон, от времени, которое сводит среднее отклонение (взятое по модулю за промежуток времени, охватывающий как положительное, так и отрицательное отклонение) от нуля первой производной от этой зависимости к минимуму.
Параметр "увеличение равномерности интенсивности протекания неочищенной воды через фильтрующий патрон" является одним из самых важных в процессе работы фильтрующего патрона, так как скорость, с которой сток проходит через фильтрующий патрон, определяет качество очистки воды на нем (данный факт описан, например, в "Клячко, В.А. Очистка природных вод [Текст] / В.А. Клячко, И.Э. Апельцин. - М.: Стройиздат, 1970. - 579 с."). Чем больше эта скорость, тем качество очистки ниже, и наоборот. С другой стороны, слишком малая скорость подачи воды на фильтрующий патрон не обеспечивает необходимую производительность системы по очищенной воде. Обычно фильтрующие патроны работают в некотором оптимальном с точки зрения соотношения производительности и степени очистки диапазоне расхода воды, поддержание которого обеспечивается регулировкой. Иными словами, увеличение равномерности интенсивности протекания неочищенной воды через фильтрующий патрон приводит к стабильной работе очистных сооружений, что упрощает получение предсказуемого и требуемого результата качества очистки.
Заявляемый технический результат достигается тем, что устройство для размещения фильтрующего патрона, представляющее собой полое тело с открытым верхним концом и сужением для установки фильтрующего патрона, снабженное ниже сужения отводящей трубой, снабжено выше сужения подводящей трубой, снабженной устройством, позволяющим регулировать интенсивность подачи воды на фильтрующий патрон.
Краткое описание чертежей
Для лучшего понимания сущности полезной модели рассматривается ее описание с привлечением сопровождающего чертежа.
Фиг. 1. Общий вид в разрезе устройства для размещения фильтрующего патрона.
Предлагаемый чертеж иллюстрирует лишь один предпочтительный вариант выполнения полезной модели и поэтому не может рассматриваться в качестве ограничения содержания полезной модели, которое не включает другие варианты ее исполнения.
Осуществление полезной модели
На фиг. 1 представлено схематическое изображение устройства для размещения фильтрующего патрона, где обозначены: 1 - фильтрующий патрон; 2 - устройство для размещения фильтрующего патрона, представляющее собой полое тело; 3 - открытый верхний конец; 4 - сужение для установки фильтрующего патрона; 5 - отводящая труба; 6 - подводящая труба; 7 - регулируемая часть устройства, позволяющего регулировать интенсивность подачи воды на фильтрующий патрон; 8 - уровень воды; 9 - регулирующая часть устройства, позволяющего регулировать интенсивность подачи воды на фильтрующий патрон.
На фиг. 1 устройство, позволяющее регулировать интенсивность протекания воды через фильтрующий патрон 1 представлено на примере комбинации регулируемой части 7 (на данном примере - электронасоса) и регулирующей части 9 (на данном примере - поплавкового датчика уровня). Электронасос подает воду в отсек над фильтрующим патроном 1 с постоянной объемной скоростью подачи, тем самым поднимая уровень воды 8 над фильтрующим патроном, который постоянно снижается за счет протекания воды через фильтрующий патрон в отсек под фильтрующим патроном. Поплавковый датчик уровня сигнализирует на регулируемую часть устройства о том, что уровень воды снизился ниже требуемого нижнего значения, и необходимо включить насос, а затем сигнализирует, что уровень воды достиг требуемого верхнего значения, и необходимо отключить насос (либо сам включает и выключает его).
Технический результат достигается посредством того, что устройство, позволяющее регулировать интенсивность подачи воды на фильтрующий патрон, обеспечивает колебание уровня воды 8 в некоторых небольших пределах, что в свою очередь приводит к небольшим колебаниям гидростатического напора воды на фильтрующем патроне, что в свою очередь обеспечивает равномерность интенсивности протекания неочищенной воды через фильтрующий патрон.
Следует отметить, что устройство, позволяющее регулировать интенсивность протекания воды через фильтрующий патрон, может быть реализовано и иначе. Например, насос может быть дизельный, пневматический или иной, или же, если на устройство для размещения фильтрующего патрона вода уже подается с некоторым напором, он может быть заменен на клапан любой конструкции, который будет также выполнять функции регулируемой части устройства. Поплавковый датчик может быть заменен на один или несколько датчиков любой другой конструкции (механический, электрический, емкостной, ультразвуковой, радиоволновой, микроволновый, гидростатический или иной), которые также будут выполнять функции регулирующей части устройства. Регулируемые и регулирующие функции также могут быть объединены в одном устройстве, например, если используется насос, имеющий такую нагнетающую способность, которой достаточно для поднятия уровня воды над фильтрующим патроном лишь на определенную высоту. Тем самым особенности частных форм исполнения устройства, позволяющего регулировать интенсивность подачи воды на фильтрующий патрон, не влияют на достижение технического результата, которое обеспечивается общими признаками этого устройства.
Следует отметить, что устройство для размещения фильтрующего патрона, представляющее собой полое тело, может иметь любую конструкцию и форму. Особенности частных форм исполнения устройства для размещения фильтрующего патрона, представляющего собой полое тело, не влияют на достижение технического результата, который обеспечивается тем, что это тело полое, а следовательно оно способно накапливать в себе очищаемый сток. Устройство для размещения фильтрующего патрона, представляющее собой полое тело, может быть выполнено, например, в виде стандартного морского или железнодорожного контейнера или его части (данные тела имеют высокую прочность и удобно транспортируются стандартной техникой) или может быть размещено в его части.
Следует отметить, что при фактической реализации заявляемого устройства:
а) его верхний открытый конец может быть снабжен крышкой для обеспечения герметичности конструкции;
б) оно может быть снабжено устройством для обогрева, что позволит эксплуатировать его в зимний период;
в) устройство, позволяющее регулировать интенсивность подачи воды на фильтрующий патрон, может быть размещено в отсеке, являющимся конструктивно частью описанного выше полого тела, для упрощения процедуры перевозки заявляемого устройства.
Признак "полое тело" является существенным, так как в противном случае тело будет заполненным и установить внутрь него фильтрующий патрон будет невозможно.
Признак "с открытым верхним концом" является существенным, так как необходимо обеспечить возможность установки внутрь устройства фильтрующего патрона, что проще всего сделать через открытый верхний конец.
Признак "с сужением для установки фильтрующего патрона " является существенным, так как, во-первых, необходима закрытая часть сужения для обеспечения разделения очищаемой и очищенной воды, а во-вторых, необходима открытая часть сужения для обеспечения установки фильтрующего патрона на эту границу.
Подводящая труба выше сужения необходима для обеспечения непрерывного подвода очищаемой воды на устройство, то есть для обеспечения его работоспособности во времени.
Отводящая труба ниже сужения необходима для обеспечения непрерывного отвода очищенной воды с устройства, то есть для обеспечения его работоспособности во времени.
Заявляемое устройство для размещения фильтрующего патрона найдет широкое применение в промышленности при очистке ливневого стока, так как на всей территории России периоды интенсивного выпадения дождей чередуются с сухими периодами, что требует накопления и равномерной очистки этого стока за продолжительный промежуток времени.