МАШИНА ДЛЯ ОЧИСТКИ ДРЕНАЖНЫХ КОЛОДЦЕВ

Полезная модель относится к коммунальному и сельскохозяйственному машиностроению, в частности к машинам для очистки дренажных колодцев и мелиоративных систем и может быть использована в различных отраслях народного хозяйства: гидромелиорации, коммунальной, нефтяной, транспортной, пищевой и др., для удаления отстоя (пробок) - очистки сооружения от ила, отходов производства, жизнедеятельности города.
Известны различные илососные машины, используемые для санитарной очистки городов и мелиоративных систем (А. Св. №1298321, Е 03 F 7/00,1981; №1701845, Е 03 F 7/10,1991; №2030524, Е 03 F 7/10, 1995).
Известна илососная машина, содержащая цилиндрическую цистерну, разделенную перегородкой на отсеки ила и иловой воды, систему разгрузки ила, заборный рукав и вакуум-нагнетательную систему [Авторское свидетельство №1701845, Е 03 F 7/10, 1991].
Недостатком такой машины является то, что технологические операции размыва и забора ила выполняются последовательно, что снижает ее производительность. Кроме того, система разгрузки ила работает за счет опрокидывания цистерны и исключает равномерный вылив пульпы, что снижает безопасность обслуживания машины.
Известна машина для очистки дренажных колодцев, взятая за прототип к предлагаемой (Патент РФ №2066360, Е 03 F 7/10, 1994).
Машина для очистки дренажных колодцев, содержит цистерну, герметично разделенную на отсеки ила и иловой воды, вакуумную систему, заборный рукав, напорную систему с гидрорыхлителем, систему для перекачки воды, соединенную с всасывающим патрубком, который оснащен фильтрующим элементом, и систему выгрузки наносов. Всасывающий патрубок выполнен гибким с плавающим водозаборником, закрепленным посредством гибкой подвески в верхней части отсека ила, а система выгрузки содержит насадку-разжиживатель наносов, подключенную к напорной системе и установленную в нижней части отсека ила напротив патрубка. Сопло насадки ограничено перфорированным кожухом-отражателем. Кроме того,
перфорация кожуха-отражателя выполнена в виде отверстий, наклоненных под острым углом в сторону выпускного патрубка, а фильтрующий элемент установлен в нижней части плавающего водозаборника, при этом выпускной патрубок снабжен дефлектором и шиберами с отверстиями различного диаметра.
Недостатком этой машины является сложность конструкции и невозможность подъема пульпы с глубины 30-40 м.
Задачей полезной модели было повышение экономичности и эффективности удаления пробок отстоя как из дренажных колодцев и трубопроводов, так и дренажных глубоких скважин, входящих в состав инженерной защиты низинных территорий от затопления грунтовыми водами, и имеющих глубину заложения до 35-40 м.
Каждая скважина соединена переливным трубопроводом со сборным горизонтальным коллектором, который заложен на глубину 4-9 м от поверхности земли. Сбор грунтовой воды производится вертикальным дренажом (скважинами) через фильтры и из скважин через трубопровод происходит излив воды в горизонтальный коллектор, расположенный с уклоном. Вода по коллектору самотеком собирается в водоприемную чашу, из которой насосами откачивается в проточный водоем. Скважины располагают на расстоянии 45 м друг от друга и, в практике, на территории, протяженностью до 9 км (например, инженерная защита Чебоксарского водохранилища, Фокинская сельхознизина Нижегородской области).
При эксплуатации скважин происходит их заиление - образование пробок, и они теряют работоспособность. Для восстановления дренажа требуется очистка скважин от песчано-иловых отложений и окислов (пробок).
Установлено, что очистка скважин с помощью желонирования трудоемкий процесс, а в условиях низинной территории не во всех случаях возможна установка оборудования над скважиной.
Очистка скважин гидродинамическим способом посредством размыва водой отложений форсунками-насадками с последующей откачкой грязевой пульпы погружными насосами, приводит к быстрому выводу из строя центробежных насосов, что обусловлено наличием в скважинах абразивных осадков. Заправка каналоочистительных машин водой (используемых для такой очистки) в полевых условиях длительный дорогостоящий процесс, обусловливающий неэкономичность обслуживания инженерной защиты низинных территорий.
В предлагаемой машине очистки дренажных колодцев, решающей задачу надежного, экономичного и эффективного удаления пробок из дренажных колодцев и скважин, согласно предложению, дополнительно установлен поплавковый запорно-перепускной
клапан, подвешенный к цистерне посредством гибкого трубопровода, выполненного с диаметром, большим, по меньшей мере, в четыре раза, диаметра напорного трубопровода, соединяющего напорный насос высокого давления с гидрорыхлителем, закрепленным на концевом патрубке рукава-пульпопровода.
Запорно-перепускной клапан выполнен в виде поплавка с перфорацией по периметру и глухой центральной ступенчатой расточкой, к которой установлен подвижный соединительный штуцер с ограничительными заплечиками, поджатый к упругому пластинчатому седлу, размещенному в днище расточки.
Перфорация выполнена в виде горизонтального ряда равномерно расположенных по боковой поверхности поплавка каналов, вход которых расположен в центральной расточке над седлом, и наклонных под острым углом к основанию поплавка.
В нагнетательной системе дополнительно установлен насос низкого давления, посредством упомянутого гибкого трубопровода соединенного с поплавковым запорно-перепускным клапаном.
Такое выполнение конструкции за счет оснащения машины дополнительным трубопроводом с запорно-перепускным клапаном позволит осуществлять подпор водяного столба в скважине, который обеспечивается подачей в нее воды из цистерны или самотеком, или с помощью дополнительного насоса низкого давления, что приводит к увеличению напора гидрорыхлителя эжекторного погружного насоса, т.е. эффективности размыва отложений, обеспечивает экономное использование воды из цистерны, сокращая время на очистные работы за счет исключения поездок машины на заправку, увеличивает срок службы насосов, повышая, тем самым, рентабельность машины и работ по очистке колодцев и скважин в целом.
Предлагаемая машина для очистки дренажных колодцев поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен продольный разрез скважины с размещенным в ней оборудованием, снятым с установленной в заданном месте машины; на фиг.2 - узел поплавкового запорно-перепускного клапана, продольный разрез.
Машина для очистки дренажных колодцев включает цистерну 1, установленную на шасси 2, помещенный в дренажный колодец (преимущественно, скважину) заборно-выпускной рукав 3 - пульпопровод, несущий гидрорыхлитель 4, подключенный трубопроводом 5 высокого давления к напорному насосу 6 высокого давления нагнетательной системы машины, обеспечивающей подачу среды (воды) в колодец (скважину) через гидрорыхлитель 4, в качестве которого целесообразно использовать эжекторный насос с размывом ДКТ-244, производства Доркомтехника, г. Москва,
оснащенный размывочными соплами для размыва и рыхления слежавшегося ила и осадка. Машина снабжена поплавковьм запорно-перепускным клапаном 7, установленным на торце выходного патрубка дополнительного гибкого трубопровода 8, подвешенного к цистерне 1. Гибкий трубопровод 8 имеет диаметр, больший диаметра напорного трубопровода 5, соединяющего напорный насос 6 высокого давления с гидрорыхлителем 4, по меньшей мере, в четыре раза. Запорно-перепускной клапан 7 выполнен в виде поплавка, например, цилиндрического, с перфорацией 9 по периметру и глухой центральной ступенчатой расточкой 10, в которой установлен вертикально подвижный соединительный штуцер 11, с ограничительными заплечиками 12, (его наружная поверхность эквидистантна поверхности ступенчатой расточки), поджатый к упругому пластинчатому седлу 13, размещенному в днище расточки. Перфорация 9 выполнена в виде, например, горизонтального ряда равномерно распределенных по боковой поверхности поплавка каналов 14, вход которых расположен в центральной расточке 9 над седлом 13, и наклонных под острым углом к основанию поплавка. В нагнетательной системе машины может быть установлен дополнительно насос 15 низкого давления, посредством упомянутого гибкого трубопровода 8 соединенный с поплавковьм запорно-перепускным клапаном 7, для ускорения подачи среды (воды) в скважину.
Машина предварительно заправляется водой, устанавливается в заданном месте рядом со скважиной, в которую опускаются заборно-выпускной рукав 3 -пульпопровод с гидрорыхлителем 4, гибкий трубопровод 8 с поплавковым запорно-перепускным клапаном 7 и/или открывают задвижку и вода самотеком, или включают насос 15 низкого давления и вода принудительно подается в скважину 16, заполняя ее до уровня переливного трубопровода 17. Включается насос 6 высокого давления и вода из цистерны 1 подается к гидрорыхлителю 4, происходит разрыхление наносов (пробки 19) в скважине, образование пульпы, которая через заборно-выпускной рукав 3 - пульпопровод транспортируется через переливной трубопровод 17 в горизонтальный коллектор 18.
В процессе работы машины происходит переключение клапана 7 на подачу или прекращение подачи воды из цистерны 1 в скважину. Условия запирания клапана 7 определяются превышением величины силы, его выталкивающей (силы Архимеда) над значением силы гидростатического давления, определяемой произведением давления столба жидкости на площадь седла клапана. При понижении уровня воды в скважине часть поплавка-клапана 7 освобождается из-под уровня воды, сила Архимеда уменьшается и за счет гидростатического давления поплавок-клапан 7 отжимается от
торца гибкого трубопровода 8, штуцер 11 освобождает входы каналов 14, что обеспечивает поступление воды через них в скважину. Уровень воды поддерживается максимально возможным (определяется объемом воды в цистерне, расходуемой в процессе очистки скважины). Струи воды, образующиеся за счет наличия перфорации в поплавке, дополнительно приводят наносы во взвешенное состояние, что ускоряет процесс образования пульпы, а заполнение скважины водой гарантирует увеличение высоты подъема пульпы и выполнение производственно-необходимых работ по очистке скважин глубиной 30-40 м, что было практически невозможно осуществлять существующими эжектирующими устройствами.
Опытный образец машины был апробирован предприятиями-заявителями с использованием каналопромывочной машины КО-514, оснащенной дополнительно запорно-перепускным клапаном, описанным выше. Машина не требует сложного обслуживания, технологична в производстве. Модернизации могут быть подвергнуты любые известные илососные машины с минимальными техническими и денежными затратами.