Система водоотведения с регулируемым ливнеспуском
WATER DISPOSAL SYSTEM WITH CONTROLLED GUTTERWAY

Изобретение относится к области санитарной техники и может быть использовано при отведении и очистке сточных вод в общесплавных системах водоотведения.
Известна система водоотведения, включающая в себя регулирующие резервуары, к которым весь расход дождевых вод подводится по трубе большого диаметра с одновременным отводом (опорожнением) части расхода по трубе малого диаметра (см. Алексеев М.И., Курганов А.М. Организация отведения поверхностного (дождевого или талого) стока с урбанизированных территорий: Учебное пособие. - М.: Изд-во АСВ; СПб.: СПбГАСУ. -2000. - 352 с., рис.7.6а, 7.13).
Для известной системы характерны высокие капитальные затраты, поскольку в качестве регулирующей емкости в ней применяется отдельно построенное сооружение, а не используется свободное пространство трубопроводов и колодцев.
Наиболее близким аналогом (прототипом) к заявляемому изобретению является управляемая система водоотведения (см. патент RU 2650908 C1 Управляемая система водоотведения / Кармазинов Феликс Владимирович, Курганов Юрий Анатольевич, Спиваков Михаил Александрович, Мурашев Сергей Владимирович, Игнатчик Виктор Сергеевич, Игнатчик Светлана Юрьевна, Кузнецова Наталия Викторовна от 18.04.2018 г.), включающая в себя по меньшей мере один коллектор (2), отличающаяся тем, что система дополнительно снабжена по меньшей мере одной локальной сетью водоотведения, соединенной с коллектором, переливным трубопроводом, соединенным с локальной сетью водоотведения и устройством аварийного перелива, содержащим по меньшей мере корпус, прикрепленную к корпусу проушину, поворотную захлопку, жестко соединенную с косынкой, которая связана с проушиной с возможностью выполнения вращения, прижимное устройство с регулируемым усилием, воздействующее на косынку или поворотную захлопку для прижатия поворотной захлопки к корпусу, обеспечивающее ее закрытие при уровне воды ниже минимального значения поверхности земли над локальной сетью водоотведения, при этом диаметр участка локальной сети водоотведения между точками присоединения к ней переливного трубопровода и коллектора меньше диаметра участка до точки присоединения к ней переливного трубопровода по ходу движения воды.
Имеется вариант развития, когда в системе прижимное устройство с регулируемым усилием выполнено в виде барьерного груза с переменной массой, присоединенного к косынке или поворотной захлопке.
Для указанной системы характерны следующие недостатки:
1. Ограниченная область применения, поскольку масса барьерного груза на прижимном устройстве с регулируемым усилием при диаметре переливного трубопровода равным или превышающем 300 мм достигает 2 тонны и выше, что требует строительства дополнительной специальной камеры в месте установки прижимного устройства, что не всегда возможно, особенно в условиях плотной городской застройки;
2. Низкие показатели надежности, поскольку при изменении характеристик локальных сетей (например, засорении) возможен выход воды на поверхность без открытия захлопки.
Задачей настоящего изобретения является расширение области применения и повышения надежности известной системы.
1
Поставленная задача решается тем, что известная система, включающая блок  транспортировки сточных вод, содержащий,
2
по меньшей мере коллектор ,
3
2
по меньшей мере, одну локальную сеть  водоотведения, соединенную с коллектором ,
4
3
переливной трубопровод , соединенный с локальной сетью  водоотведения,
5
4
и устройство  аварийного перелива, установленное на переливном трубопроводе ,
в соответствии с настоящим изобретением
:
5
6
7
устройство  аварийного перелива выполнено в виде запорно- регулирующего устройства  с приводом ,
система дополнительно снабжена,
8
9
10
по меньшей мере, одним датчиком дождя , подключенного к устройству  передачи данных о дождях при помощи канала связи ,
11
3
12
13
по меньшей мере, одним датчиком уровня воды в локальной сети  водоотведения, установленного в точке/точках выхода воды на поверхность, и подключенного к устройству  передачи данных об уровнях при помощи канала связи ,
14,
12
15
7
6
17
9
18
блоком управления  подключенным к устройству  передачи данных об уровнях с помощью канала связи , к приводу  запорно- регулирующего устройства  с помощью канала связи , к устройству  передачи данных о дождях с помощью канала связи .
По сравнению с прототипом предлагаемая система имеет следующие отличительные признаки:
1. Выполнение устройства аварийного перелива в виде запорно- регулирующего устройства с приводом;
2. Дополнительное снабжение системы, по меньшей мере, одним датчиком дождя, подключенным к устройству передачи данных о дождях при помощи канала связи;
3. Дополнительное снабжение системы, по меньшей мере одним датчиком уровня воды в локальной сети;
4. Установка, по меньшей мере, одного датчика уровня воды в точке/точках выхода воды на поверхность;
5. Подключение, по меньшей мере, одного датчика уровня воды в локальной сети к устройству передачи данных об уровнях при помощи канала связи;
6. Дополнительное снабжение системы блоком управления;
7. Подключение блока управления к приводу запорно- регулирующего устройства;
8. Подключение блока управления к устройству передачи данных о дождях;
9. Подключение блока управления к устройству передачи данных об уровнях.
Совместное применение в заявляемой системе указанных отличительных признаков позволяет получить два положительных эффекта, и один сверхэффект.
Первый положительный эффект заключается в том, что расширяется область применения потому, что не требуется строительства дополнительной специальной камеры в месте установки прижимного устройства, а устройство аварийного перелива в виде запорно- регулирующего устройства с приводом, датчик уровня воды в локальной сети являются стандартными и размещаются в типовом канализационном колодце. Этот эффект достигается благодаря совместному применению отличительных признаков 1, 3-7, 9.
Первый положительный эффект заключается в том, что повышаются показатели надежности, поскольку при изменении характеристик локальных сетей (например, засорении) выход воды на поверхность без открытия захлопки не возможен, поскольку предельный уровень воды в точках подтопления контролируется не косвенно, а непосредственно. Этот эффект достигается благодаря совместному применению отличительных признаков 1, 3-7, 9. Кроме того, повышение показателей надежности происходит и потому, что ресурс системы регулирования увеличивается за счет отличительных признаков 2 и 8, поскольку в сухую погоду вся система (кроме датчика дождя) не будет работать.
Сверхэффект заключается в том, что за счет отличительных признаков 2 и 8 снижаются эксплуатационные расходы за счет того, что в периоды сухой погоды отсутствуют платежи на передачу данных по каналу связи 15, поскольку в условиях городской застройки этот канал, как правило выполняется в виде модемной связи.
Предлагаемая авторами система отличается от прототипа конструктивно.
На фиг. 1 показан вариант исполнения общей технологической схемы предлагаемой системы водоотведения с регулируемым ливнеспуском, на фиг. 2 - профиль А-Б, представленной на фиг. 1 системы и схема управления.
Система содержит (см. фиг.1):
1
2
3
2
блок  транспортировки сточных вод, содержащий коллектор  и по меньшей мере одну локальную сеть  водоотведения, соединенную с коллектором ;
4
3
5
переливной трубопровод , соединенный с локальной сетью  водоотведения и устройством аварийного перелива .
При этом схема управления системой (см. фиг. 2) содержит:
5
6
7
устройство  аварийного перелива, выполненное в виде запорно- регулирующего устройства  с приводом ;
8
9
10
по меньшей мере, один датчик дождя , подключенный к устройству  передачи данных о дождях при помощи канала связи ;
11
3
12
13
по меньшей мере, один датчик уровня воды в локальной сети  водоотведения, установленный в точке/точках выхода воды на поверхность, и подключенный к устройству  передачи данных об уровнях при помощи канала связи . Точка/точки выхода воды на поверхность доступный для понимания термин, поскольку в организациях, эксплуатирующих системы водоотведения, имеется отработанный на практике такой перечень, так как при выпадении дождей сверхрасчетных интенсивностей они проявляются в одних и тех же местах;
14,
12
15
7
17
9
18
14
блок управления  подключенный к устройству  передачи данных об уровнях с помощью канала связи , к приводу  запорно-регулирующего устройства 6 с помощью канала связи , к устройству  передачи данных о дождях с помощью канала связи . Блок управления  может быть выполнен в виде, например, свободно-программируемого контроллера.
Система функционирует следующим образом, реализуя два режима работы.
Первый режим
8
15
3
2
3
2
5
6
7
4
работы осуществляется в сухую погоду, когда все датчики дождя  не фиксируют выпадение дождей. В этом режиме канал связи не работает, асточные воды из локальной сети  водоотведения поступают в коллектор , из него отводятся за пределы населенного пункта (на фигурах не показано). При этом, количество сточных вод, поступающих в локальную сеть  водоотведения и коллектор , меньше их пропускной способности, а устройство аварийного перелива, выполненное в виде запорно-регулирующего устройства с приводом , находится в закрытом положении. В результате сточные воды отводятся за пределы населенного пункта без использования переливного трубопровода .
Второй режим
t
t
14
8
18
14
я
t
8.
работы осуществляется в периоды дождей и после их завершения в течение времени Δ, так как продолжительность подтопления сетей превышает продолжительность дождей. Интервал времени Δопределяется экспериментально для каждой локальной сети. В этот режим система переключается блоком управления после поступления на него сигнала о начале дождя от датчика дождя поканалу связи . Выход из этого режима осуществляется тем же блоком управления через времΔ после поступления на него сигнала о завершении дождя от датчика дождя
Второй режим работы имеет два подрежима.
Первый подрежим
3
5
6
7
осуществляется в условиях, когда в период и после выпадения дождей ввиду их недостаточной интенсивности и продолжительности уровень воды в локальной сети  водоотведения в точке/точках выхода воды на поверхность, ниже этой поверхности, а устройство аварийного перелива, выполненное в виде запорно-регулирующего устройства с приводом , продолжает находиться в закрытом положении.
Второй подрежим
3
11
11
3
12
13
12
14
15
14
7
6
17
6
4
как правило, реализуется в периоды сильных и сверхрасчетных дождей, когда пропускная способность локальной сети  водоотведения будет меньше расхода поступающего стока и происходит наполнение свободного объема за счет увеличения объема сточных вод. При этом, уровень воды в точке/точках выхода воды на поверхность или местах установки датчика/датчиков уровня воды достигает этой поверхности. В этом случае датчик уровня воды, установленного в точке/точках выхода воды на поверхность, передает данные о достижении максимального уровня сточных вод в локальной сети  на устройство  передачи данных об уровнях при помощи канала связи . С устройства  передачи данных об уровнях сведения о максимальном уровне сточных вод поступают на блок управления при помощи каналов связи . От блока управления  управляющий сигнал поступает на привод  запорно-регулирующего устройства  при помощи каналов связи . Привод 7 запорно-регулирующего устройства  частично или полностью открывается для доступа к переливному трубопроводу , тем самым часть сточных вод будет организованно отведено за пределы населенного пункта через предложенную систему.
Выход из второго подрежима осуществляется:
t
- в первый подрежим, когда дождь не закончился или закончился, но не истекло время Δ;
t
- в первый режим, когда дождь закончился и истекло время Δ.
Таким образом, предлагаемая система соответствует критерию «промышленная применимость».