Устройство для аварийного сброса жидкости
DEVICE FOR EMERGENCY LIQUID DISCHARGE

Заявленное изобретение представляет собой устройство поплавкого типа и может быть использовано, преимущественно, в установках биологической очистки сточных вод для обеспечения автоматического регулирования уровня жидкости в установке и сброса ее излишков за пределы установки в случае аварийной ситуации или залпового поступления жидкости.
Из патента РФ №45380, класс C02F 3/00, опубликован 12.05.2005, известна используемая в станции очистки бытовых и канализационных вод система аварийного сброса в виде установленных в уравнительной камере датчика аварийного уровня и насоса аварийного сброса, подключенного к аварийному компрессору, при этом датчик аварийного уровня и аварийный компрессор подключены к блоку управления, а выкидная линия насоса аварийного сброса подключена к активационной камере. В варианте выполнения, всасывающий уровень насоса аварийного сброса расположен выше всасывающего уровня основного насоса. При переполнении установки, вследствие выхода из строя оборудования или аварийного залпового сброса, по сигналу датчика аварийного уровня, включается аварийный компрессор и насос аварийного сброса перекачивает стоки в камеру, откуда они через патрубок сбрасываются в сбросной трубопровод.
Таким образом, система аварийного сброса стоков позволяет исключить аварийный разлив канализационных стоков и загрязнение окружающей среды.
К недостаткам данной известной системы следует отнести ее зависимость от наличия электричества. В случае перебоев его доставки или отсутствия, система становится неработоспособной, а установка рискует быть переполненной, что приведет к выходу из строя ее оборудования, что, в свою очередь, снижает надежность работы установки в целом.
Из патента РФ №2363515, класс B01D 19/00, опубликован 10.08.2009 известно устройство для сброса жидкости, которое состоит из полого поплавка, следящего за уровнем жидкости, управляющего перемещением золотника, соединяющего отверстия сброса жидкости. Поплавок имеет в верхней части отверстие малого диаметра, сверху прикрытое козырьком. Рычаг поплавка закреплен на общей оси с кулачком, воздействующим на свободный конец золотника. Уровень жидкости контролируется поплавком, перемещения которого через рычаг и кулачок передаются золотнику, который, перемещаясь, открывает и закрывает сливные отверстия.
К недостаткам известного технического решения следует отнести его достаточно сложную многозвенную конструкцию
Из патента РФ №2338696 класс C02F 3/00, опубликован 10.02.2008 известно применяемое в установке очистки сточных вод устройство деканторного слива, сливной элемент которого выполнен в виде сифонной изогнутой трубки, концы которой расположены в сопрягаемых камерах установки.
На входном участке упомянутой трубки размещен отсечной клапан с тягой и поплавком с возможностью перекрытия или открытия входного среза трубки при изменении уровня жидкости в первой приемной камере. При увеличении уровня жидкости в приемной камере, поплавок отрывает клапан от седла и приводит трубку в состояние готовности для перелива, открывая ее входной срез. При понижении уровня жидкости в камере поплавок опускается, при этом клапан садится на седло и перекрывает поступление жидкости в трубку.
Данное техническое решение принято в качестве наиболее близкого аналога.
К недостаткам данного технического решения следует отнести выполнение сливного элемента в виде изогнутой сифонной трубки, что предопределяет ограниченный перелив поступающей на очистку сточной жидкости, высота слоя которой определяется высотой тяги, связывающей отсечной клапан и поплавок. При этом, при активном поступлении жидкости в установку, например, в случае аварийной ситуации, не исключено ее переполнение, что, в свою очередь, может привести к выходу из строя ее рабочего оборудования. Указанный недостаток делает применение известного устройства слива малоэффективным в случае необходимости выводить за пределы очистной установки жидкость, непрерывно поступающей в установку в большом количестве.
Технической задачей, для решения которой предназначено заявленное изобретение является разработка устройства для аварийного сброса излишков жидкости, обладающей простой конструкцией, обеспечивающей работоспособность установки в целом при любых условиях эксплуатации, в том числе и при возникновении аварийной ситуации, предотвращающей выход из строя оборудования установки, обеспечивающей при этом и надежность работы, и надлежащее качество очистки перерабатываемой жидкости.
Это же, по сути, является техническим результатом, для достижения которого предназначено заявленное изобретение.
Достижение указанного технического результата обеспечивается тем, что разработанное устройство для аварийного слива содержит сливной элемент и клапан, при этом сливной элемент выполнен в виде прямолинейной трубки с входным и выходным участками, а клапан выполнен в виде поплавка, размещенного на одном конце трубки со стороны ее входного участка, и связанного с трубкой посредством шарнирного соединения с возможностью поворота и, соответственно перекрытия или открытия входного участка трубки при изменениях уровня жидкости.
Устройство для аварийного слива приведено на фигуре 1.
Оно содержит сливной элемент, который выполнен в виде прямолинейной цилиндрической трубки 1. С этим элементом напрямую, посредством шарнирного соединения связан поплавок 2, выполняющий функцию клапана. Поплавок 2 и сливной элемент 1 устанавливаются горизонтально, соосно друг относительно друга.
Сливной элемент жестко крепится к стенке емкости установки, из которой осуществляется слив жидкости, в которой, на соответствующей высоте выполнено сливное отверстие, через которое, собственно осуществляется вывод излишков жидкости за пределы установки. Под жидкостью следует понимать все виды вод (сточные, канализационные, грунтовые и пр.) поступающие на очистку в установку.
Шарнирное соединение выполнено в виде проушин 3, парно расположенных на поверхности сливного элемента 1 и поверхности поплавка 2 соответственно. Соединены проушины 3 между собой посредством оси 4.
Поплавок 2 выполнен полым. Материалом для него и всех остальных деталей устройства для аварийного сброса жидкости является полипропилен. Такое выполнение поплавка обеспечивает его плавучесть и гарантированный поворот относительно сливного элемента под воздействием поступающего потока жидкости.
Поплавок 2 содержит стакан, выполненный в виде цилиндра и имеющий, в частности, донную часть и заглушку 6, закрывающую стакан с образованием полого тела. Донная часть имеет на своей внешней стороне выступ в виде усеченного конуса 5, предназначенного для введения во входной участок трубки 1, а заглушка имеет кольцевой выступ, взаимодействующий с внутренней поверхностью стенки стакана, при этом фланец выступа 5 непосредственно контактирует с торцовой поверхностью входного участка трубки, когда устройство находится в закрытом состоянии, т.е. когда поплавок (клапан) перекрывает доступ жидкости к сливному элементу. Такое выполнение обеспечивает свободный доступ выступа поплавка внутрь входного участка трубки 1.
Работает устройство следующим образом.
В случае штатного режима работы установки, поплавок и сливной элемент занимают положение, показанное на фигуре 1. Доступ жидкости к сливному элементу перекрыт.
В случае аварии или залпового выброса уровень поступающей жидкости в установку начинает подниматься. Когда жидкость доходит до поплавка, последний начинает под ее воздействием поворачиваться на оси 4, при этом входной участок сливного элемента открывается и жидкость непрерывно выводится за пределы установки. Так продолжается до тех пор, пока уровень жидкости не опустится ниже поплавка. Последний возвращается в исходное положение, закрывая входной участок сливного элемента.
При активном поступлении сточных вод и их выводе за пределы установки, процесс их очистки не прекращается. При этом процессе образуется пена, содержащая активный ил - биологически активную среду, состоящую из колоний аэробных и анаэробных бактерий. С помощью устройства упомянутая выше пена остается в установке, что позволяет обеспечить надлежащую очистку поступающих в установку вод.