Безнапорный сепаратор для рыбоводных систем

Полезная модель относится к рыбоводству и очистке воды с помощью сепараторов и может быть использована для оснащения различных типов рыбоводных систем для очистки воды от органических загрязнителей, как в качестве одного из составляющих элементов системы очистки, так и в качестве единственного очистного устройства.
Известно устройство очистки жидкости (см. RU №2489364, кл. С02F 1/465, опубл. 10.09.2013), действующее электрофлотацией жидкости и содержащее цилиндрический корпус с коническим устройством для сбора легких фракций шлама, в котором для интенсификации флотации вход обрабатываемой жидкости установлен тангенциально к образующей корпуса.
Известное устройство имеет сложную энергозависимую конструкцию и не пригодно для оснащения рыбоводных систем.
Биофильтр для очистки воды в рыбоводных системах по патенту RU №174587 (кл. С02F 3/08, С02F 3/12, А01К 61/00, опубл. 23.10.2017) содержит цилиндрический корпус с конусообразным основанием и шламоотводящим патрубком, гидроэлеватор с биофильтрующей загрузкой, размещенный по центру корпуса, и водоотводящий патрубок.
Также известен биофильтр для очистки воды рыбоводных систем (см. SU №1671144, кл. А01K 61/00, опубл. 15.08.91), включающий вертикальный цилиндрический корпус с коническим днищем, расположенную в верхней части корпуса загрузку, трубопровод для подачи загрязненной воды, вмонтированный в верхнюю часть корпуса, а также решетчатый водораспределитель, илопровод и трубопровод для отвода очищенной воды, вмонтированные в нижнюю часть корпуса.
Известные устройства имеют сложную конструкцию и работают только под напором. Кроме того, использование фильтров для очистки загрязненной воды в рыбоводстве и аквакультуре, представляющей собой взвеси кормовых остатков и фекальных масс, является малоэффективным, т.к. подобные взвеси обладают плотностью, незначительно отличающейся от плотности воды, которыми быстро забиваются удерживающие поверхности, что приводит к частым заменам фильтров.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является создание устройства упрощенной конструкции, повышение эффективности процесса непрерывной очистки воды и снижение энергозатрат.
Техническим результатом, получаемом при использовании полезной  модели, является получение энергонезависимого, безнапорного самоочищающегося элемента непрерывной обработки воды в системе фильтрации, в том числе и без использования дополнительных фильтров.
Для решения поставленной задачи безнапорный сепаратор для рыбоводных систем, содержащий цилиндрический корпус с основанием в виде перевернутого конуса, на конце которого установлено устройство отвода шлама, включающее камеру сбора загрязнений и сливной патрубок с вентилем, отличается тем, что разделительная камера выполнена в виде внутреннего перевернутого конуса с выходным отверстием, установленного соосно с корпусом и с зазором между выходным отверстием и стенкой основания корпуса, при этом, через серединную часть корпуса тангенциально к образующей внутреннего конуса установлен входной патрубок для очищаемой жидкости, а для выхода осветленной воды, формируемой в объеме внутреннего конуса, в верхней части конуса врезан выходной патрубок.
Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками известных аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию «новизна».
Совокупность признаков полезной модели обеспечивает решение заявленной технической задачи, а именно, создание надежного устройства несложной конструкции для непрерывной очистки воды от органических загрязнителей, использование которого не требует использования дополнительных устройств для создания напора воды и удерживающих, абсорбирующих поверхностей.
Устройство нового сепаратора представляет собой техническое решение для разделения механических примесей от жидкости и, в частности, в аквакультуре - для разделения взвеси в виде кормовых остатков и фекальных масс, которые скапливаются в камере для сбора загрязнений для последующего удаления. При этом работа устройства устроена в непрерывном режиме фильтрации воды без использования заменяемых фильтров и основана на естественном осаждении примесей в результате вращательного движения воды в коническом корпусе, снабженном устройством для отвода шлама.
Заявленный безнапорный сепаратор для рыбоводных систем поясняется чертежами, где на фигуре 1 схематически показан разрез устройства, фигуре 2 – разрез по линии А-А, фигуре 3- схема присоединения сепаратора к емкости.
Устройство безнапорного сепаратора содержит цилиндрический корпус 1 с основанием в виде перевернутого конуса 2, на конце которого установлено устройство отвода шлама, включающее камеру сбора загрязнений 3 и сливной патрубок с вентилем 4. При этом разделительная камера выполнена в виде внутреннего перевернутого конуса 5 меньшего диаметра, неподвижно установленного соосно с корпусом 1 и с зазором между выходным отверстием 6 и стенкой конуса 2. Для повышения эффективности сепарации выход 6 может быть дополнительно снабжен трубчатым концом (см. фиг. 1).
Через корпус 1 тангенциально к образующей внутреннего конуса 5 в серединной его части установлен вход (патрубок) 7 для обрабатываемой жидкости. При этом для выхода осветленной воды, формируемой в объеме конуса 5, через верхние части корпуса 1 и конуса 5 с обратной от входа 7 стороны врезан выходной патрубок 8 (см. фиг. 2).
Работа заявленного устройства безнапорного сепаратора для рыбоводных систем заключается в следующем.
Сепаратор устанавливается вне объема емкости (бассейна) таким образом, чтобы уровень выходного патрубка 8 совпадал с уровнем воды в бассейне (см. фиг. 3). При этом очищаемая вода самотеком поступает через сливное отверстие в бассейне и патрубок 7 в разделительную камеру сепаратора. За счет тангенциального направления подаваемой воды и перевернутого конуса 5 происходит закручивание воды по спирали и частицы, имеющие большую плотность, прижимаются к стенкам конуса 5, постепенно перемещаясь вниз. Через выходное отверстие 6 концентрированная взвесь попадает в объем конусовидного основания 2 корпуса 1, где скорость вращения воды резко снижается, в результате чего происходит оседание тонкодисперсной взвеси по внутренней стенке конуса 2 в камеру сбора загрязнений 3 устройства отвода шлама. Таким образом, во внутреннем конусе 5 происходит отделение крупной взвеси, а во внешнем (конусовидном основании) 2, где меньшая тангентальная скорость, сепарируется мелкая взвесь.
По мере накопления взвеси производится сброс шлама через сливной патрубок и вентиль 4. Осветленная вода с наименьшим количеством взвеси концентрируется в центре внутреннего конуса 5 и выводится естественным путем через выходной патрубок 8. За счет уравнивания уровней воды в бассейне и патрубка 8 не происходит растекания очищаемой воды из сепаратора.
При необходимости доочистки воды могут быть использованы известные устройства, например, с помощью фильтрации на механических или иных фильтрах (как за счет гравитации, так и при помощи средств повышения давления) или отстаиванием. В данном случае может быть сооружена дополнительная буферная емкость.
Простота конструкции безнапорного сепаратора для рыбоводных систем позволяет расширить функциональные возможности устройства, а именно, непрерывную очистку воды от органических загрязнителей, при этом не требуется использование дополнительных устройств для создания напора воды и заменяемых фильтрующих поверхностей.