ЭРЛИФТ ДЛЯ УСТАНОВКИ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

Настоящая полезная модель относится к конструктивным элементам установок биологической очистки бытовых сточных водно-иловой смесей.
Известны конструкции эрлифтов с кольцевой или центральной схемами подачи сжатого воздуха в жидкость. При любой из этих схем подачи сжатого воздуха в жидкость, подъем последней осуществляется за счет энергии смешиваемого с ней воздуха («Политехнический словарь», изд. «Советская энциклопедия», Москва, 1980 г., с. 100).
Недостатком таких эрлифтов является низкая надежность функционирования из-за возможного нарушения режима смешивания, возникающего в результате проявления эффекта обратного сброса смешанной жидкости в трубопровод подачи воздуха. Это ведет к засорению трубы подачи сжатого воздуха содержащимися в перекачиваемой жидкости взвешенными загрязнителями при перекачивании жидкости, а так же когда работа эрлифта прекращается, и остатки перекачиваемой жидкости возвращаются обратно вместе с находящимися в ней во взвешенном состоянии частицами. В результате снижается надежность в функционировании эрлифта.
Известно изобретение «СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ» (RU 2201405; МПК C02F/01, опубл. 2003 г). В нем раскрыт эрлифт с боковой схемой подвода сжатого воздуха. Этот эрлифт представляет собой корпус в виде водоподъемного патрубка, на поверхности которого в зоне открытой нижней части установлено сопло для ввода сжатого воздуха.
Недостатком этого эрлифта является ненадежное закрепление сопла на поверхности патрубка, при этом возможны перегибы трубопровода подвода сжатого воздуха, что в целом снижает надежность работы эрлифта. Кроме того, при монтаже эрлифта возникают затруднения по точной установке по высоте нижнего (всасывающего) среза патрубка эрлифта, точность расположения которого при установке эрлифта трудно проконтролировать, при этом отсутствуют средства фиксации эрлифта в требуемом положении.
Известен эрлифт (см. Патент ПМ Р.Ф. №53283, МПК C02F 3/06, Опубл. 10.05.2006), содержащий корпус в виде патрубка с открытыми входным и выходным торцами и сопло, подключенное к трубопроводу подачи сжатого воздуха и расположенное на поверхности патрубка в области входного торца, при этом патрубок снабжен тройником, закрепленным со стороны входного торца патрубка, а тройник снабжен проходным каналом, сопло выполнено в виде бокового канала тройника, и на входе в боковой канал закреплен Г-образный патрубок, подключенный к трубопроводу подачи сжатого воздуха.
В сущности, как следует из описания полезной модели и ее формулы, эрлифт имеет две части: часть «трубопровод подачи сжатого воздуха» и часть «трубопровод подачи жидкости», имеющие между собой трубу-переходник с внутренним каналом связывающим, внутренние полости этих частей, образуя в них зоны, из которых: в части «трубопровод подачи сжатого воздуха» образуется зона подачи воздуха в часть «трубопровод подачи жидкости», а в последней - образуется зона смешивания жидкости с воздухом. При этом от конструктивного исполнения этих частей трубопроводов и переходника зависит надежность и удобство эксплуатации и сборки эрлифта, что достигнуть бывает очень сложно из-за трудностей по исключению эффекта обратного сброса смешанной жидкости через переходник в часть «трубопровода подачи воздуха» в зону «подачи воздуха в часть «трубопровода подачи жидкости».
Этот известный эрлифт выбирается в качестве прототипа, так как имеет наибольшее число существенных признаков, совпадающих с заявляемым изобретением. Однако прототип обладает существенными недостатками, а именно:
- у него низкая надежность в функционировании из-за возможного нарушения режима смешивания, возникающего в результате проявления эффекта обратного сброса смешанной жидкости в «трубопровод подачи воздуха», что обусловлено невозможностью воспрепятствовать засорения взвесями, которые могут находиться в перекачиваемой жидкости, поступающих с жидкостью из части «трубопровод подачи жидкости» в зону подачи воздуха части «трубопровода подачи жидкости». Это особенно ярко проявляется, когда работа эрлифта прекращается, и остатки перекачиваемой жидкости возвращаются обратно вместе с находящимися в ней во взвешенном состоянии частицами в зону подачи воздуха части «трубопровода подачи жидкости». Кроме того, он обладает низкой надежностью в работе и сложной конструкцией, надежности в работе и удобства при монтаже эрлифта за счет упрощения его конструкции.
Известна полезная модель «ЭРЛИФТ ДЛЯ УСТАНОВКИ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД» (См. Патент ПМ №77608, МПК C02F 3/06. Опубл. 27.10.2008 г.). Этот эрлифт для установки биологической очистки сточных вод содержит трубку жидкости с открытым входным торцом, сообщенную на конце со стороны открытого торца с трубопроводом подачи сжатого воздуха, установленным вдоль трубки жидкости, при этом согласно предложению трубка жидкости и трубопровод подачи сжатого воздуха соединены между собой своими боковыми стенками и сообщены посредством сквозного отверстия, выполненного в их боковых стенках в месте их соединения, а торец трубопровода подачи сжатого воздуха со стороны сквозного отверстия выполнен глухим.
Такое выполнение эрлифта позволяет упростить конструкцию и технология его изготовления, а также повысить ее надежность в эксплуатации. При этом упомянутые стенки могут быть соединены посредством пайки и выполнены из полимерных материалов, например, полиэтилена, пропилена, винипласта или других подобных материалов. Глухой торец трубопровода подачи сжатого воздуха может быть образован заглушкой или запаян.
Эта полезная модель выбирается в качестве прототипа, так как содержит наибольшее число существенных признаков, совпадающих с заявляемой полезной моделью, и направлено на решение аналогичной задачи.
Однако прототип обладает существенным недостатком, а именно: низкой надежность в функционировании из-за возможного нарушения режима смешивания, возникающего в результате проявления эффекта обратного сброса смешанной жидкости в трубопровод подачи воздуха, что обусловлено невозможностью воспрепятствовать засорения взвесями, которые могут находиться в перекачиваемой жидкости, поступающих с жидкостью из трубопровод подачи жидкости в трубопровод подачи жидкости. Это особенно ярко проявляется, когда работа эрлифта прекращается, и остатки перекачиваемой жидкости возвращаются обратно вместе с находящимися в ней во взвешенном состоянии частицами в трубопровод подачи жидкости.
Задачей настоящей полезной модели является модернизация известного эрлифта с получением следующего технического результата: повышение надежности эрлифта в функционировании путем предотвращения попадания в зону подачи воздуха части «трубопровода подачи жидкости» остатков перекачиваемой жидкости со взвесями, находящимися в ней во взвешенном состоянии, при прекращении функционирования эрлифта.
Поставленная задача решена следующим образом. В известном эрлифте для установки биологической очистки сточных вод, содержащем трубку подачи жидкости с открытым входным торцом, сообщенную на конце со стороны открытого торца с трубопроводом подачи сжатого воздуха, установленным вдоль упомянутой трубки, при этом трубка подачи жидкости и трубопровод подачи сжатого воздуха соединены между собой своими боковыми стенками и сообщены посредством сквозного отверстия, выполненного в боковых стенках в месте их соединения, а торец трубопровода подачи сжатого воздуха со стороны сквозного отверстия выполнен глухим, СОГЛАСНО настоящей полезной модели сквозное отверстие выполнено в виде усеченного конуса, направленного вершиной в полость трубы подачи жидкости.
Такое новое техническое решение всей своей совокупностью существенных признаков позволяет получить новую конструкцию эрлифта, создающую новый неожиданный технический результат, который заключается в предотвращении попадания в трубопровод подачи воздуха остатков перекачиваемой жидкости, содержащей частицы, находящихся в ней во взвешенном состоянии при функционирования эрлифта и его остановке.
Это достигается за счет того, что в соединенных боковых стенах трубки подачи жидкости с трубопроводом сжатого воздуха выполнено сквозное отверстие в месте их соединения, образуя переходную часть в виде внутреннего канала в форме усеченного конуса с вершиной, направленной в полость трубки подачи жидкости, позволяющей существенно уменьшить перелив смешанной жидкости из зоны ее образования в трубке подачи жидкости в трубопровод подачи воздуха, так как за счет конусообразного отверстия в их соединенных стенах возникает виброструйный эффект, заключающийся в оказании значительно большего сопротивления протекающей жидкости в направлении расширения части отверстия, чем в направлении ее сужения. При этом на выходе из конусообразного отверстия удается получить хорошую компактную струю сравнительно большей длины при малых потерях энергии. Таким образом, коническая часть отверстия позволяет увеличить еще и расход истечения воздуха при малой его выходной скорости. К тому же сужение отверстия обеспечивает механическую защиту от крупных частиц мусора, которые ранее смогли проникнуть в трубопровод подачи сжатого воздуха и забить отверстие для его равномерной подачи. При этом, давление жидкости, текущей по предлагаемому отверстию, больше там, где скорость движения жидкости меньше, и обратно: давление меньше там, где скорость движения жидкости больше. Следовательно, в нашем случае, дополнительно имеет место действие закона Бернулли. Он применим как для жидкостей, так и для газов. Закон Бернулли остается в силе и для движения жидкости, не ограниченного стенками внутреннего канала переходника,- в свободном потоке жидкости. Необходимо отметить так же, что воздух засасывается в узкую часть отверстия, где давление меньше атмосферного, сечение струи велико в тех местах, где линии тока расходятся; там же, где сечение струи меньше, линии тока сближаются. В результате: в тех местах потока, где линии тока гуще, давление меньше, а в тех местах, где линии тока реже, давление больше. В сущности, получается как бы водоструйный насос, который не имеет движущихся твердых частей (как, например, поршень в обычных насосах), что и составляет одно из преимуществ, в данном эрлифте.
Заявителем проведен патентный поиск по данной теме, который показал, что заявляемая совокупность существенных признаков не известна. Поэтому данное техническое решение можно считать новым.
Практическая применимость и сущность заявляемой полезной модели поясняется ниже следующим описанием и чертежом, на котором в сечение изображен эрлифт и где позиции обозначают следующее:
Фиг. 1 - общий вид эрлифта;
Фиг. 2. - продольное сечение эрлифта;
Фиг. 3. - поперечное сечение по А-А места соединения трубки жидкости с трубопровода подачи сжатого воздуха. Позиции по фигурам:
1 - трубка жидкости;
2 - трубопровод подачи сжатого воздуха;
3 - стека трубки, прилегающая к стенке трубопровода 2;
4 - стенка трубопровода подачи сжатого воздуха, прилегающего к стеке трубки подачи жидкости;
5, 6 - коническое отверстия в соединенных стенках 3 и 4
7 - Торец глухой трубопровода сжатого воздуха:
8 - Заглушка герметичная технологического отверстия при изготовлении конического отверстия 5. 6.
Эрлифт эрлифте для установки биологической очистки сточных вод содержит трубку 1 подачи жидкости с открытым входным торцом, сообщенную на конце со стороны открытого торца с трубопроводом 2 подачи сжатого воздуха, установленным вдоль упомянутой трубки 1 (Фиг. 1. 2. 3). При этом трубка 1 подачи жидкости и трубопровод 2 подачи сжатого воздуха соединены между собой своими боковыми стенками 3 и 4 и сообщены посредством сквозного отверстия 5.6, выполненного в боковых стенках 3 и 4 (Фиг. 2 и 3) в месте их соединения Торец 7 трубопровода 2 подачи сжатого воздуха со стороны сквозного отверстия 5,6 выполнен глухим. Это сквозное отверстие 5,6 выполнено виде усеченного конуса, направленного вершиной в полость трубки 1 подачи жидкости (Фиг. 2 и 3).
При монтаже эрлифт располагается в требуемом рабочем положении, так, что отверстие 5, 6 располагается на требуемой высоте относительно дна камеры (на чертеже не показана) в корпусе установки биологической очистки (на чертеже не показано). Фиксация эрлифта относительно установки биологической очистки осуществляется любым известным средством и способом.
При подаче сжатого воздуха из трубки подачи 2 сжатого воздуха через отверстия 5, 6 в трубопровод 1 подачи жидкости. Происходит смешивание воздуха с жидкостью в полости на уровне выхода конусной части отверстия 5 в полости трубки подачи жидкости происходит ее смешивание с воздухом и под действием закона Бернулли и проявления эффекта Магнуса удельный вес жидкости уменьшается, и газожидкостная смесь поднимается по трубке 1 подачи жидкости и далее поступает в трубопровод (условно не показан). При резкой остановке эрлифта смешанная жидкость продолжает подниматься, а на входе в конусную часть отверстия 5 давление падает, и смесь жидкости, содержащей микрочастицы, устремляется по отверстию 6, стремясь проникнуть в 2 трубопровода подачи воздуха. Однако этому препятствует часть 5 отверстия и часть 6 этого же отверстия, образующие конус, в данном случае усеченный конус, направленного вершиной в полость трубки 1 подачи жидкости». Причем во время остановки эрлифта имеет место так же еще и вибрация эрлифта. В результате давление еще оставшегося воздуха в трубопроводе 2 подачи воздуха оказывается выше, чем давление смешанной с воздухом жидкости в трубке 1 подачи жидкости», что и препятствует проникновению смеси жидкости с воздухом в трубопровод 2 подачи воздуха». Таким образом, эрлифт сохраняет свою работоспособность и для дальнейшей эксплуатации.
Использование предложенной полезной модели позволяет повысить надежность эксплуатации эрлифта, а также повысить ресурс безотказной работы установок биологической очистки бытовых канализационных стоков.