ПРИЕМНО-ТРАНСПОРТНАЯ СИСТЕМА

Полезная модель относится к области промышленных и бытовых сточных вод и может быть использована для хранения и выгрузки шлама - смеси осадков и избыточного ила.
Известна система обезвоживания осадков сточных вод включающая, по меньшей мере, одну технологическую линию обезвоживания, бункер, по крайней мере с одним загрузочным устройством, выполненным с возможностью подачи в него шлама насосами обезвоженного шлама, и выгрузочным днищем, содержащим выгрузочный проем с установленным на нем перекрывающим устройством, по меньшей мере один горизонтальный шнек с приводом, установленный с возможностью транспортирования обезвоженного шлама в выгрузочный проем. При этом, выгрузочный проем расположен в пределах площади выгрузочного днища, а его минимальный размер в поперечном сечении - не менее 400 мм.
Загрузочное устройство выполнено в виде спирального конвейера, установленного с наклоном в сторону насосов обезвоженного шлама. Выгрузочный проем расположен в конце рабочей зоны горизонтальных шнеков. Перекрывающее устройство выполнено с возможностью открывания выгрузочного проема в направлении перпендикулярном оси горизонтальных шнеков, а так же с возможностью частичного открывания выгрузочного проема.
Загрузочные устройства установлены с возможностью подачи обезвоженного шлама в бункер в зону действия горизонтальных шнеков (см. Пат. на полезную модель №36826, МПК С 02 F 11/00 11/12. Система обработки осадков сточных вод / Ф.В.Кармазинов, В.И.Цветков, Ю.А.Ильин, B.C.Игнатчик и др.).
Известная система из-за ограничения минимального размера выгрузочного проема (в поперечном сечении - не менее 400 мм) не в полной мере позволяет плавно регулировать выгрузку шлама при его высокой влажности. Кроме того,
при частичном открывании выгрузочного проема в направлении перпендикулярном оси горизонтальных шнеков не представляется возможным включать в работу все горизонтальные шнеки, т.к. часть из них будет работать за закрытый проем.
Наиболее близким аналогом (прототипом) к заявляемой полезной модели является приемно-транспортная система включающая следующие блоки:
а) бункер, установленный на опорах, и снабженный выгрузочным днищем, содержащим выгрузочный проем с установленным на нем перекрывающим устройством, выполненным с возможностью частичного открывания выгрузочного проема и с возможностью открывания выгрузочного проема в направлении перпендикулярном осям горизонтальных шнеков. Стенки бункера установлены под углом 57° от поверхности земли; три горизонтальных шнека с приводами, установленных с возможностью транспортирования обезвоженного шлама в выгрузочный проем, при этом, выгрузочный проем расположен в пределах площади выгрузочного днища в конце рабочей зоны горизонтальных шнеков. Его размер в поперечном сечении 600×800 мм;
б) одно загрузочное устройство, установленное с возможностью подачи шлама в бункер через три последовательно установленных разгрузочных окна. Из одного окна шлам подается в зону действия горизонтальных шнеков, из двух других- на стенки бункера по бокам от горизонтальных шнеков;
в) одну подсистему контроля выгрузки шлама, выполненную в виде эстакады с площадкой на уровне борта автомобиля (см. проект 03.292-01-TXH-1. Бункер обезвоженного осадка. Устройство для разгрузки бункера. Разработчик - ГУП «Ленгипроинжпроект», 2004 г.).
Недостатками указанной системы являются:
1. Низкая эксплуатационная надежность, что обусловлено:
- заниженными углами наклона стенок бункера (57°), что, как показывает опыт эксплуатации, при влажности шлама менее 76% приведет к его зависанию, т.е. к сводообразованию в бункере. Этому так же будет способствовать
работа загрузочного устройства - выгрузка шлама на стенки бункера по бокам от горизонтальных шнеков;
- низкие показатели безотказности загрузочного устройства, т.к. при загрузке обезвоженных шламов через три последовательно расположенных разгрузочных окна будет происходить зависание шлама (с последующим засорением) во втором и третьем окнах, т.к. расход через них будет уменьшаться (за счет разгрузки через первое окно). В результате загрузка будет осуществляться на стенку бункера с заниженным углом наклона;
2. Низкие технологические показатели (управляемость, безопасность), поскольку осуществлять контроль за выгрузкой шлама зрительно с площадки на уровне борта автомобиля крайне смешно и опасно, т.к. загрузка автомобиля осуществляется в течение 3-4 минут. Малейшее промедление с закрытием перекрывающего устройства может привести к перегрузке автомобиля и травме рабочего.
Задачей настоящей полезной модели является повышение эксплуатационной надежности и технологических показателей системы.
Поставленная задача решается тем, что в известной системе, включающей, а) по меньшей мере, один бункер, установленный на опорах, и снабженный выгрузочным днищем, содержащим выгрузочный проем с установленным на нем перекрывающим устройством, выполненным с возможностью частичного открывания выгрузочного проема и с возможностью открывания выгрузочного проема в направлении перпендикулярном осям горизонтальных шнеков; по меньшей мере, один горизонтальный шнек с приводом, установленный с возможностью транспортирования обезвоженного шлама в выгрузочный проем, при этом, выгрузочный проем расположен в пределах площади выгрузочного днища в конце рабочей зоны горизонтальных шнеков; б) по меньшей мере, одно загрузочное устройство, установленное с возможностью подачи шлама в бункер; в) по меньшей мере, одну подсистему контроля выгрузки шлама, в соответствии с нашей полезной моделью стенки бункера выполнены
с уклоном не менее угла естественного откоса шлама, перекрывающее устройство выполнено в виде корпуса с направляющими в которых установлена своими боковинами с возможностью горизонтального перемещения заслонка, перекрывающая выгрузочный проем и связанная с приводом через шток, а загрузочные устройства установлены с возможностью подачи обезвоженного шлама в бункер в зону действия горизонтальных шнеков или на стенки, примыкающие к началу рабочей зоны горизонтальных шнеков.
Имеется вариант развития, когда загрузочное устройство выполнено в виде спирального конвейера, включающего несущий корпус с полукруглым днищем и опорным основанием, рабочий орган в виде гибкой спирали с витками и разгрузочное окно. При этом, несущий корпус снабжен разгрузочным участком, расположенным в конце рабочей зоны гибкой спирали, а разгрузочное окно установлено на разгрузочном участке.
Имеется вариант развития, когда перекрывающее устройство выполнено с возможностью открывания выгрузочного проема в направлении осей горизонтальных шнеков.
Имеется вариант развития, когда подсистема контроля выгрузки шлама выполнена с возможностью частичного открывания выгрузочного проема в зависимости от положения датчиков положения заслонки дополнительно установленных на корпусе перекрывающего устройства, при этом первый в направлении открытия заслонки датчик положения установлен с возможностью перемещения.
Имеется вариант развития, когда подсистема контроля выгрузки шлама дополнительно снабжена по меньшей мере датчиками веса, установленными между бункером и опорами и выполнена с возможностью контроля выгрузки шлама по весу.
По сравнению с прототипом предлагаемая система имеет следующие отличительные признаки:
1. Выполнение перекрывающего устройства в виде корпуса с направляющими в которых установлена своими боковинами с возможностью горизонтального перемещения заслонка, перекрывающая выгрузочный проем и связанная с приводом через шток (известно);
2. Выполнение загрузочного устройства с возможностью подачи обезвоженного шлама в бункер в зону действия горизонтальных шнеков (известно);
3. Выполнение загрузочного устройства с возможностью подачи обезвоженного шлама в бункер на стенки, примыкающие к началу рабочей зоны горизонтальных шнеков (не известно);
4. Выполнение загрузочного устройства в виде спирального конвейера, включающего несущий корпус с полукруглым днищем и опорным основанием, рабочий орган в виде гибкой спирали с витками и разгрузочное окно, разгрузочный участок, расположенный в конце рабочей зоны гибкой спирали (не известно);
5. Установка разгрузочного окна на разгрузочном участке загрузочного устройства (известно);
6. Выполнение перекрывающего устройства с возможностью открывания выгрузочного проема в направлении осей горизонтальных шнеков (не известно);
7. Выполнение подсистемы контроля выгрузки шлама с возможностью частичного открывания выгрузочного проема в зависимости от положения дополнительно установленных на корпусе перекрывающего устройства датчиков положения заслонки (не известно);
8. Установка первого в направлении открытия заслонки датчика положения заслонки с возможностью перемещения (не известно);
9. Дополнение подсистемы контроля выгрузки шлама по меньшей мере датчиками веса, установленными между бункером и опорами с возможностью контроля выгрузки шлама по весу (известно);
10. Выполнение стенок бункера с уклоном не менее угла естественного откоса шлама (известно).
По сведениям, имеющихся у авторов, отличительные признаки №1, 2, 5 и 9, 10 в технической литературе известны, а остальные - нет. Однако их совместное применение в заявляемой системе позволит получить два положительных и два новых эффекта.
Первый положительный эффект состоит в том, что повышается эксплуатационная надежность приемно-транспортной системы.
Он достигается тем, что:
- исключается вероятность зависания (сводообразования) шлама на стенках бункера, т.к. стенки бункера выполнены с уклоном не менее угла естественного откоса шлама, а загрузочное устройство может подавать обезвоженный шлам в бункер только на стенки, примыкающие к началу рабочей зоны горизонтальных шнеков (за счет совместного применения отличительных признаков №2, 3 и 10);
- повышаются показатели безотказности загрузочного устройства (за счет совместного применения отличительных признаков №4 и 5), т.к. при работе на одно разгрузочное окно, установленное на разгрузочном участке, расположенным в конце рабочей зоны гибкой спирали, гибкая спираль постоянно по всей длине будет работать со смазкой (за счет шлама), и тем самым не будет изнашивать опорное основание и гарантированно загружать шлам.
Второй положительный эффект состоит в том, что повышаются технологические показатели системы:
- управляемость за счет регулирования скорости выгрузки при частичном открывании перекрывающего устройства (за счет совместного применения отличительных признаков №1 и 7);
- безопасность из-за возможности контроля выгрузки шлама по весу (за счет применения отличительного признака №9).
Первый новый эффект заключается в том, что совместное применение указанных отличительных признаков позволяет попутно (кроме решения поставленных задач полезной модели) снизить вероятность брожения шлама в бункере. Последнее достигается тем, что выполнение перекрывающего устройства с возможностью открывания выгрузочного проема в направлении осей горизонтальных шнеков, а так же выполнение подсистемы контроля выгрузки шлама с возможностью частичного открывания выгрузочного проема в зависимости от положения дополнительно установленных на корпусе перекрывающего устройства датчиков положения заслонки, позволяет не только регулировать выгрузку, но и транспортировать к выгрузочному проему шлам из всей площади выгрузочного днища, исключая при этом застойные зоны.
Второй новый эффект заключается в том, совместное применение указанных отличительных признаков позволяет попутно (кроме решения поставленных задач полезной модели) расширить область применения предлагаемой системы. Последнее возможно потому, что установка первого в направлении открытия заслонки датчика положения заслонки с возможностью перемещения позволяет регулировать минимальную степень открытия перекрывающего устройства, т.е. выгружать шлам в широком диапазоне влажностей.
В целом, указанные конструктивные особенности предлагаемой системы позволяют получить положительные эффекты, не только не уменьшив, но и увеличив по сравнению с прототипом области ее применения.
Таким образом, заявляемая приемно-транспортная система отвечают критерию «изобретательский уровень».
Предлагаемая авторами система отличается от прототипа конструктивно.
На фиг.1 показан вид сверху предлагаемой приемно-транспортной системы (опоры и датчики веса не показаны), на фиг.2 - разрез А-А, на фиг.3 - вид Б.
Предлагаемая система включает в себя (см. фиг.1, 2, 3) по меньшей мере, один бункер 1, установленный на опорах 2, и снабженный выгрузочным днищем 3, содержащим выгрузочный проем 4 с установленным на нем перекрывающим устройством 5, по меньшей мере, один горизонтальный шнек 6 с приводом 7, установленный с возможностью транспортирования шлама в выгрузочный проем 4. Перекрывающее устройство 5 выполнено с возможностью частичного открывания выгрузочного проема. При этом, оно может быть установлено с возможностью открывания выгрузочного проема как в направлении осей горизонтальных шнеков, так и в направлении перпендикулярном осям горизонтальных шнеков. На фиг.1-3 в качестве примера показан первый вариант. Выгрузочный проем 4 расположен в пределах площади выгрузочного днища 3 в конце рабочей зоны горизонтальных шнеков 6. Стенки 8 бункера 1 выполнены с уклоном а не менее угла естественного откоса шлама.
Кроме того, предлагаемая система содержит по меньшей мере, одно загрузочное устройство 9, установленное с возможностью подачи шлама в бункер, и выполненное в виде спирального конвейера, включающего несущий корпус 10 с полукруглым днищем 11 и опорным основанием 12, рабочий орган 13 в виде гибкой спирали, разгрузочный участок 14, расположенным в конце рабочей зоны гибкой спирали, при этом разгрузочное окно 15 установлено на разгрузочном участке. Загрузочные устройства установлены с возможностью подачи шлама в бункер в зону действия горизонтальных шнеков или на стенки, примыкающие к началу рабочей зоны горизонтальных шнеков. На фиг.3 в качестве примера показан вариант, когда подача шлама осуществляется в зону действия горизонтальных шнеков, находящейся рядом со стенкой, примыкающей к началу рабочей зоны горизонтальных шнеков.
Подсистема контроля выгрузки шлама снабжена, по меньшей мере, датчиками веса 16, установленными между бункером 1 и опорами 2 и выполнена с возможностью контроля выгрузки шлама по весу.
Перекрывающее устройство 5 выполнено в виде корпуса 17 с направляющими 18 в которых своими боковинами с возможностью горизонтального перемещения установлена перекрывающая выгрузочный проем и связанная с приводом через шток 19 заслонка 20. На фиг.3 в качестве примера показан гидравлический привод с гидроцилиндром 21 (гидросистема не показана).
На корпусе 17 перекрывающего устройства 5 установлены датчики 22-24 положения заслонки 20. На фиг.3 в качестве примера показано три датчика положения (22-24) равное количеству горизонтальных шнеков 6. При этом первый в направлении открытия заслонки датчик положения 22 установлен с возможностью перемещения.
Приемно-транспортная система работает следующим образом.
В соответствии с полезной моделью, возможны два варианта подачи шлама в бункер при помощи загрузочного устройства 9:
1. В зону действия горизонтальных шнеков 6;
2. На стенки, примыкающие к началу рабочей зоны горизонтальных шнеков 6.
Два варианта не допускают попадание обезвоженного шлама из загрузочного устройства 9 непосредственно в открытый выгрузочный проем 4.
Второй вариант целесообразен в случаях, когда в бункер подается шлам низкой влажности и складируется в нем в идее конуса, прилегающего к стенке, примыкающий к началу рабочей зоны горизонтальных шнеков 6, см. фиг.3. В этом случае при помощи работающих горизонтальных шнеков 6 он будет стаскиваться в открытый выгрузочный проем 4. При этом, над проемом образуется воронка, которая не допустит не контролированное высыпание шлама. Расход высыпаемого шлама будет равен производительности шнеков (за исключением начального периода открытия перекрывающего устройства 5.
Оба варианта подачи шлама в бункер при помощи загрузочного устройства 9 предусматривают его работу с одним разгрузочным окном 15, установленном на разгрузочном участке 14. При этом по всей поверхности опорного
основания 12 будет находиться шлам в качестве смазки и, поэтому, рабочий орган 13, выполненный в виде гибкой спирали, не будет его изнашивать.
При заполнении бункера 1 шламом (например, на очистных сооружениях в результате его обезвоживания) он периодически опорожняется в автомобильный транспорт или в установки транспортировки. В соответствии с нашей полезной моделью это может быть осуществлено тремя способами.
Первый способ предусматривает частичное открывание перекрывающего устройства 5 до тех пор, пока через выгрузочный проем 4 не начнет поступать требуемый расход шлама. Требования по расходу (объему, весу и т.п.) формулирует система дальнейшей переработки шлама и могут контролироваться различными дополнительными устройствами. В качестве одного из них в соответствии с нашей полезной моделью служит вес отгруженного шлама. Он определяется как разница текущего веса бункера (включая вес всего оборудования, присоединенного к нему) и аналогичного веса до открытия перекрывающего устройства 5. Вес контролируется при помощи подсистемы контроля выгрузки шлама, снабженной по меньшей мере датчиками веса 16, установленными между бункером 1 и опорами 2. После достижения требуемой отгрузки шлама по весу подсистема контроля выгрузки шлама закрывает перекрывающее устройство 5.
Второй способ применяется при исполнении системы с возможностью открывания выгрузочного проема 4 в направлении перпендикулярном осям горизонтальных шнеков 6. Он предусматривает открывание перекрывающего устройства 5 до тех пор, пока от штока 19 на корпусе 17 перекрывающего устройства 5 не сработает один из датчиков 22-24 положения заслонки 20. Номер рабочего датчика определяется экспериментально в зависимости от влажности шлама. Чем меньше влажность шлама, тем больше можно открывать заслонку и наоборот. При высокой влажности шлама, когда его состояние близкое к жидкости, необходимо обеспечивать минимальную степень открытия перекрывающего устройства 5, т.к. при этом будет существенно увеличена скорость
выгрузки до степени, когда ее нельзя будет контролировать. Если на этапе наладки определено, что место установки первого датчика положения 22 обеспечивает повышенную степень открытия заслонки 20, то его положение изменяют с целью уменьшения степени открытия. Это позволяет регулировать минимальную степень открытия перекрывающего устройства, т.е. выгружать шлам в широком диапазоне влажностей. В рассматриваемом исполнении системы, как правило, количество датчиков положения равно количеству горизонтальных шнеков 6. При этом, в процессе выгрузки шлама в работу включается только то количество шнеков, которое обеспечивает их работу на открытую часть выгрузочного проема. Например, при срабатывании первого датчика положения в работу включается только один шнек 6.
Третий способ применяется при исполнении системы с возможностью открывания выгрузочного проема 4 в направлении в направлении осей горизонтальных шнеков 6. Он так же предусматривает открывание перекрывающего устройства 5 до тех пор, пока от штока 19 на корпусе 17 перекрывающего устройства 5 не сработает один из датчиков 22-24 положения заслонки 20. Но в отличие от второго способа при этом в работу включаются сразу все горизонтальные шнеки 6 (так выгрузочный проем открывается по всей ширине). Это позволяет не только регулировать выгрузку, но и транспортировать к выгрузочному проему шлам из всей площади выгрузочного днища, исключая при этом застойные зоны, т.е. исключая возможность брожения шлама.