РЕШЕТКА ГРУБОЙ ОЧИСТКИ

Полезная модель относится к механическим решеткам для грубой очистки сточных вод и может быть использована при очистке сточных вод на канализационных насосных станциях и сооружениях водоочистки коммунальных и промышленных предприятий от механических загрязнений величиной более размера прозора экрана решетки.
Известно устройство для грубой механической очистки сточных вод - решетка механическая унифицированная РМУ, производитель ОАО Завод «Водмашоборудование» (Россия, http://vmo.su).
Решетка представляет собой сварную раму с направляющими, на которой смонтированы основные сборочные единицы - фильтрующий экран, сваренный из параллельных металлических ламелей и имеющий горизонтальные перемычки внизу и вверху экрана, каретка с шарнирно прикрепленной к ней с помощью тяг граблиной, перемещающаяся вместе с ней на роликах по направляющим рамы вверх и вниз, сбрасыватель, обеспечивающий сброс загрязнений с граблины на склиз, склиз для выгрузки с решетки загрязнений, выполненный в виде поворотного лотка, закрепленного шарнирно в нижней своей части и опирающегося своей верхней частью на фильтрующий экран, привод, состоящий из электродвигателя, редуктора, клиноременной передачи и барабана тяговым тросом, соединенным с граблиной. Граблина расположена относительно фильтрующего экрана со стороны, противоположной набегающему потоку, и в своем нижнем положении, перемещаясь по направляющим рамы, придвигается к фильтрующему экрану так, что зубья ее проходят сквозь экран, при движении вверх собирая загрязнения со стороны экрана, обращенной к набегающему потоку, и отодвигается от фильтрующего экрана при движении вниз. На раме устанавливаются концевые выключатели, дающие команду электроприводу на реверс.
Известное устройство имеет следующие недостатки:
- наличие перемычки в верхней части фильтрующего экрана затрудняет качественную очистку граблины, вследствие чего неудаленные загрязнения накапливаются на граблине и в верхней части фильтрующего экрана между ламелями под перемычкой, что вызывает необходимость периодической ручной очистки решетки;
- конструктивная схема механизма перемещения граблины с помощью каретки усложняет конструкцию и снижает надежность вследствие наличия большого количества подвижных элементов;
- склиз, выполненный в виде поворотного лотка, который приподнимается граблиной при ее движении вверх и возвращается под собственным весом в исходное положение после прохождения граблины, усложняет конструкцию и создает дополнительный шум;
- изготовление решетки из углеродистой стали обуславливает высокую скорость коррозии, которая сокращает срок службы решетки.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является решетка для грубой механической очистки сточных вод Screentec производства Aqualitec Corp. (США, http://www.aqualitec.com/aqualitec_screentec.html, https://www.youtube.com/watch?v=XDydsoh6b4Q), состоящая из рамы с направляющими, фильтрующего экрана, сваренного из параллельных металлических ламелей и имеющего горизонтальную перемычку только внизу экрана, граблины, выполненной в виде ковша, расположенной относительно экрана со стороны набегающего потока или со стороны, противоположной набегающему потоку, и перемещающейся на роликах по направляющим рамы, сбрасывателя, обеспечивающего сброс загрязнений с граблины на склиз, склиза для выгрузки с решетки загрязнений, защитного кожуха, привода, состоящего из мотор-редуктора, барабана и текстильной стропы, соединенной с граблиной.
Известное устройство имеет следующие недостатки:
- верхняя часть склиза, выполненная в виде эластичного элемента, который приподнимается граблиной при ее движении вверх и возвращается в исходное положение после прохождения граблины, перекрывая зазор между граблиной и склизом и исключая попадание загрязнений через этот зазор обратно в канал, изнашивается от постоянного трения о зубья граблины, из-за чего требуется периодическая его замена;
- при размещении граблины относительно фильтрующего экрана со стороны набегающего потока часть волокнистых загрязнений, прибиваемая потоком к кромке граблины, обращенной к потоку, охватывает граблину сверху и снизу и не удаляется сбрасывателем, накапливается на граблине, что вызывает необходимость периодической ручной очистки граблины;
- в момент соскакивания нижних роликов граблины с направляющей происходит удар граблины о фильтрующий экран, что создает повышенный шум и предпосылки для разрушения сварных швов фильтрующего экрана и граблины;
- загрязнения, свисающие с граблины, надвигаются на нее ударом о защитный кожух, что создает повышенный шум при ударе. А именно: граблина, дойдя до верхнего края фильтрующего экрана, соскакивает с него, под действием силы тяжести проворачивается относительно точки подвески в сторону защитного кожуха до касания роликами направляющей, при этом загрязнения соударяются с защитным кожухом и надвигаются на граблину;
- при движении вверх граблина скользит по ламелям фильтрующего экрана, что вызывает износ граблины, ламелей фильтрующего экрана и повышенную нагрузку на привод;
- способ крепления текстильной стропы к граблине трудоемкий и ненадежный - конец стропы обернут вокруг верхней горизонтальной балки ковша граблины, закреплен прошивкой и зафиксирован двумя металлическими планками с помощью болтов. Такой способ крепления вызывает концентрацию напряжений в швах и в месте расположения металлических планок - планки имеют ограниченную жесткость, поэтому они прогибаются и, как следствие, усилие, стягивающее концы стропы, сосредоточено по краям ее ширины, а средний участок ширины стропы остается практически не стянутым. Концентрация напряжений вызывает преждевременное разрушение стропы.
Известные устройства отличаются невысокой эффективностью работы, выражающейся в накапливании не удаленных загрязнений на граблине и фильтрующем экране, высоким шумом при работе устройства, ненадежностью отдельных сборочных единиц, а, следовательно, и устройства в целом, и, как следствие, высокой трудоемкостью и дороговизной обслуживания.
Задачей настоящей полезной модели является повышение эффективности работы решетки, устранение накопления загрязнений на элементах конструкции, снижение шума при работе устройства, повышение надежности конструкции и работы устройства и снижение трудоемкости и стоимости обслуживания.
Поставленная задача решается в следующем устройстве.
Решетка изготовлена из коррозионностойкой стали. Основными частями решетки являются рама, фильтрующий экран и ковш с верхними и нижними направляющими роликами и зубьями на горизонтальной кромке, обращенной к фильтрующему экрану. Ролики ковша изготовлены из полиуретана или аналогичного упругого износостойкого эластичного материала. Ковш расположен относительно фильтрующего экрана со стороны, противоположной набегающему потоку. В раме имеются направляющие для установки фильтрующего экрана и направляющие для перемещения ковша: пара - для верхних роликов и две пары - задняя и передняя - для нижних роликов. Между задней и передней направляющей нижних роликов выше фильтрующего экрана установлен поворотный флажок, который приподнимается роликом при движении ковша вверх, беспрепятственно пропуская его, и, возвратившись в исходное положение, направляет нижний ролик с передней направляющей на заднюю при движении ковша вниз. Фильтрующий экран сварен из параллельных металлических ламелей и имеет горизонтальную перемычку только внизу экрана. Горизонтальная перемычка образует перед экраном гребенчатый порог, передняя часть которого, обращенная к набегающему потоку, выполнена в форме клина и на верхней своей поверхности имеет гребенку, образованную ребрами, расположенными напротив ламелей экрана, примыкающими к ним и вытянутыми вдоль потока. На верхней поверхности ребер этой гребенки оседают крупные волокнистые загрязнения, имеющие отрицательную плавучесть, а между ребрами гребенки остается свободное пространство для прохождения зубьев ковша. В верхней части решетки расположен сбрасыватель, сталкивающий загрязнения с ковша на склиз, и склиз для выгрузки загрязнений с решетки. Привод состоит из мотор-редуктора, барабана и текстильной стропы, соединенной с ковшом. Для защиты от доступа обслуживающего персонала к подвижным частям решетки-ковшу и стропе - корпус решетки над каналом закрыт передним и задним защитными кожухами.
В исходном положении ковш расположен вверху. В начале рабочего цикла ковш, приводимый в движение мотор-редуктором посредством текстильной стропы, опускается вниз, при этом его направляющие ролики перемещаются по направляющим корпуса. Когда нижний ролик ковша доходит до низа задней направляющей, он перескакивает на переднюю направляющую и опирается на нее, при этом ковш проворачивается под действием силы тяжести и зубья ковша входят на всю свою длину между стержнями фильтрующего экрана и ребрами гребенки гребенчатого порога и снизу поддевают загрязнения, скопившиеся на гребенчатом пороге.
Далее мотор-редуктор включается в реверсивном направлении и ковш начинает двигаться вверх, собирая своими зубьями загрязнения, осевшие на фильтрующем экране. Основная масса загрязнений ложится на зубья ковша сверху, но часть его свисает с зубьев в направлении набегающего потока. После подъема ковша над фильтрующим экраном часть загрязнений, опиравшаяся на вертикальную поверхность экрана, теряет свою опору и рассыпается по ковшу.
Чтобы перегрузить загрязнения с ковша на склиз, склиз и передний защитный кожух расположены максимально близко к ковшу так, чтобы между зубьями ковша и передним защитным кожухом не было щели, в которую могут выпадать загрязнения с ковша. Передний защитный кожух не имеет выступающих частей по ходу движения ковша, таким образом, исключаются места, могущие вызвать заклинивание ковша при его движении вдоль переднего защитного кожуха.
В нижней части переднего защитного кожуха выполнен направляющий участок, расположенный с небольшим отклонением от вертикали и имеющий наклон в сторону ковша по мере его подъема. При подъеме ковша этот направляющий участок плавно надвигает на зубья, свисающие с них загрязнения, благодаря чему исключается заклинивание ковша при входе под передний защитный кожух.
При приближении к склизу ковш входит в соприкосновение со сбрасывателем, который, проворачиваясь относительно своей оси, скользит своим скребком по поверхности ковша и сталкивает загрязнения с ковша на склиз. Скребок сбрасывателя выполнен в виде зубчатой рейки из износостойкого антифрикционного полимера так, что при движении его по ковшу зубья сбрасывателя попадают между зубьями ковша, а впадины между зубьями скользят по верхней поверхности зубьев ковша. Это обеспечивает полное удаление загрязнений с зубьев ковша и исключает его накопление во впадинах между зубьями, где он может создавать условия для заклинивания ковша при вхождении зубьев в фильтрующий экран.
В месте перегрузки загрязнений с ковша на склиз ковш дополнительно подается в сторону склиза по направляющим так, чтобы зубья ковша нависали над склизом, исключая в плане между склизом и зубьями ковша зазор, в который могут проваливаться загрязнения. Благодаря этому практически все загрязнения, удаленные с ковша, полностью ложатся на склиз, и только незначительная их часть попадает на верхнюю кромку склиза в количестве, которое не создает сопротивление ковшу при его опускании. Эти загрязнения полностью удаляются при следующем подъеме ковша.
Текстильная стропа крепится к ковшу двухщелевой скобой. Такой способ крепления создает равномерное напряжение стропы по всей ее ширине и исключает концентрацию напряжений, приводящую к обрыву стропы.
Для уменьшения вероятности повреждения текстильной стропы от контакта с загрязнениями или с фильтрующим экраном нижняя часть текстильной стропы выполнена в защитном чехле из износостойкого полимера.
На задней части ковша установлены съемные противовесы, количество которых можно подбирать при пусконаладочных работах так, чтобы ковш гарантированно пробивал своими зубьями скопившиеся в нижней части фильтрующего экрана загрязнения при входе в экран и при этом не создавал излишней динамической нагрузки на элементы конструкции.
На корпусе решетки расположены индуктивные датчики, формирующие сигналы для системы управления о положении ковша. Сигнал о нижнем положении ковша формируется датчиком, который срабатывает от качающегося рычага, изменяющего свое положение при свободном провисании текстильной стропы.
Решетки с большой высотой выгрузки изготавливаются с одной или несколькими рабочими стропами и с одной или несколькими резервными стропами для исключения падения ковша при обрыве стропы. Резервные стропы крепятся к ковшу с провисанием, чтобы не оказывать влияния на работу основных строп. Петля провисания оттягивается книзу грузом или другим устройством, чтобы обеспечить натяжение стропы для ее равномерной намотки на приводной барабан.
Полезная модель представлена на фигурах:
Фиг. 1 - вид сбоку заявляемого устройства;
Фиг. 2 - крепление текстильной стропы к ковшу;
Фиг. 3 - схема размещения датчика нижнего положения ковша, вид сбоку.
Заявляемое устройство (фиг. 1) состоит из рамы 18 с направляющими 3 для извлечения фильтрующего экрана, задними направляющими 13 нижнего ролика ковша 10, передними направляющими 14 нижнего ролика ковша 10, поворотным флажком 15, направляющими 17 верхнего ролика, ковша 11 с нижними направляющими роликами 10, верхними направляющими роликами 12 и зубьями 8, фильтрующего экрана 6 с гребенчатым порогом 9, сбрасывателя 20 со скребком 19, выполненным в виде зубчатой рейки, склиза 2, переднего защитного кожуха 4 с направляющим участком 5, заднего защитного кожуха 16, мотор-редуктора 21 с барабаном 1 и текстильной стропой 7.
Крепление текстильной стропы к ковшу (фиг. 2) выполнено двухщелевой скобой 22. Текстильная стропа 7 обертывается вокруг верхней поперечной балки ковша 11 и заправляется в двухщелевую скобу, как показано на фиг. 2.
Датчик 23 нижнего положения ковша (фиг. 3) индуктивного типа, установлен на корпусе 18. Напротив датчика на оси 28 установлен качающийся рычаг 25 с грузом 24 и роликом 29, через который перекинута текстильная стропа 7 от барабана 1. Когда ковш 10 поднят, натягивается стропа 7, при этом ролик 29 отклоняется влево и качающийся рычаг 25 выходит из зоны действия датчика 23. Когда ковш 10 опускается на дно канала, мотор-редуктор 21 продолжает вращаться, разматывая стропу 7. При этом стропа 7 провисает и рычаг 25 под действием груза 24 проворачивается на оси 28, входит в зону действия датчика 23, который дает сигнал системе управления на отключение мотор-редуктора 21.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является устранение накопления загрязнений перед фильтрующим экраном и на элементах конструкции, снижение шума при работе устройства и повышение надежности конструкции и работы устройства.
Устранение накопления загрязнений перед фильтрующим экраном достигается в результате применения на фильтрующем экране гребенчатого порога, на ребрах гребенки которого оседают загрязнения с отрицательной плавучестью, благодаря чему зубья ковша не отталкивают скопившиеся перед экраном загрязнения, а поддевают их снизу, проходя между ребрами гребенки. Таким образом, загрязнения не накапливаются внизу перед экраном, а удаляются зубьями ковша.
Устранение накопления загрязнений на элементах конструкции достигается отсутствием верхней горизонтальной перемычки фильтрующего экрана, установкой ковша относительно фильтрующего экрана со стороны, противоположной набегающему потоку и применением сбрасывателя в виде зубчатой рейки. Благодаря этим решениям загрязнения полностью удаляются с фильтрующего экрана, не накапливаясь под верхней горизонтальной перемычкой экрана, не прибиваются к ковшу потоком сточной жидкости и полностью счищаются с ковша зубчатым сбрасывателем, который очищает как поверхность ковша и зубьев, так и промежутки между зубьями.
Снижение шума при работе устройства достигается благодаря следующим техническим решениям:
- ковш, провернувшись в сторону фильтрующего экрана при соскакивании нижних роликов с задних направляющих, упирается роликами в передние направляющие, при этом удар ковша о фильтрующий экран отсутствует полностью, но есть удар роликов о направляющие. Благодаря тому, что ролики изготовлены из полиуретана или аналогичного износостойкого упругого эластичного материала, они почти полностью гасят звук удара;
- наклонный направляющий участок переднего защитного кожуха надвигает на ковш загрязнения, свисающие с него, плавно, без ударов и поэтому беззвучно.
Повышение надежности конструкции и работы устройства достигается благодаря:
- фиксации текстильной стропы двухщелевой скобой, что уменьшает вероятность обрыва и периодичность замены текстильной стропы;
- подаче ковша по направляющим в сторону склиза с нависанием зубьев ковша над склизом и расположением переднего защитного кожуха максимально близко к ковшу, что позволяет исключить из конструкции эластичный элемент, перекрывающий зазор между склизом и зубьями ковша, подвергающийся интенсивному износу и, как следствие, устраняет необходимость его периодической замены.