ПЕРЕКРЫТИЕ ДЛЯ РАДИАЛЬНОГО ОТСТОЙНИКА

Полезная модель относится к области перекрытий сооружений для очистки сточных вод.
Известно плавающее перекрытие (евразийский патент № EA 017108). Перекрытие зеркала воды выполнено составным из трех колец - центрального, среднего и периферийного. Центральное и периферийное кольца неподвижно закреплены соответственно на опоре-башне и периферийной части отстойника, а среднее кольцо установлено на зеркале воды и имеет соединение с фермой илоскреба с помощью колонн, позволяющее перекрытию перемещаться вместе с фермой относительно центрального и периферийного колец. Каждое кольцо перекрытия выполнено сборным в виде секций. В центральном и периферийном кольцах секции жестко соединены друг с другом посредством болтовых соединений, а секции среднего кольца перекрытия между собой соединены подвижно. Каждая секция среднего кольца перекрытия выполнена в виде ряда герметичных камер для обеспечения положительной плавучести среднего кольца. Нижняя поверхность перекрытия гладкая, без пустот и имеет постоянный контакт с водой. Кольца перекрытия расположены внахлест друг относительно друга. Зазор между подвижным и неподвижными кольцами перекрытия закрыт резиновым уплотнением в виде листа резины для исключения выхода испарений сточных вод и запахов. Подобная конструкция перекрытия позволяет исключить контактирование зеркала воды с атмосферой, т.е. попадание в нее испарений и запахов, и обеспечить работоспособность при изменении уровня сточных вод в радиальном отстойнике.
Недостатком данного перекрытия является: высокая трудоемкость и стоимость изготовления плавающего кольца перекрытия. Наличие огромного количества сварных швов (более 10 ООО метров шва для перекрытия отстойника диаметром 54 метра) и высокие требования к их качеству из-за необходимости обеспечить герметичность конструкции требуют использования высокотехнологичного автоматического сварочного комплекса.
Техническим результатом, на получение которого направлена полезная модель, является упрощение конструкции перекрытия для облегчения процесса производства элементов плавающего кольца перекрытия и удешевления изделия в целом.
Технический результат достигается в перекрытии в виде плавающего кольца, которое изготовлено составным из отдельных секций, каждая из которых выполнена с внешней оболочкой, внутреннее пространство которой заполнено материалом, имеющим высокую плавучесть.
Внешняя оболочка задает форму секции перекрытия, обеспечивает защиту заполняющего ее внутреннее пространство материала с высокой плавучестью от повреждений и создает требуемую жесткость конструкции.
Внешняя оболочка секций плавающего кольца перекрытия может быть выполнена из резины, пластика, стали (в том числе нержавеющей) или фольги.
Секции плавающего кольца перекрытия могут быть выполнены по форме квадратными, прямоугольными или трапециевидными.
3
Предпочтительно в качестве материала для заполнения внутреннего пространства использовать пенополиуретан в виде панелей изготовленных по размеру секции, поскольку он отличается малой плотностью (42-45 кг/м), пароводонепроницаемостью, высокой устойчивостью к агрессивным средам и колебаниям температуры. Пенополиуретан обеспечивает необходимую плавучесть перекрытия и исключает необходимость дополнительной герметизации внешней оболочки перекрытия.
Внешняя оболочка секций перекрытия может, как охватывать секцию со всех сторон, так и располагаться сверху и/или снизу панели. При этом незакрытые внешней оболочкой секции поверхности заполняющих секцию панелей дополнительно могут быть покрыты обмазочной гидроизоляцией для увеличения срока службы панелей перекрытия.
Плавающее кольцо расположено концентрично центральной опоре отстойника и установлено с зазором относительно центральной опоры и борта отстойника. Зазоры необходимы для исключения заклинивания перекрытия в процессе его вращения. Зазоры дополнительно закрыты уплотнителями с целью исключения контакта с атмосферой зеркала воды в отстойнике.
В одном из вариантов зазоры закрываются при помощи полос плотной водопаронепроницаемой ткани (например, брезент, ПВХ, синтетическая ткань) шириной превышающей закрываемый зазор. Для закрытия зазора между бортом отстойника и перекрытием полосы ткани прикрепляются к борту отстойника с помощью анкеров через прижимную планку. В районе контакта с плавающим перекрытием в материал полосы (например, с помощью петель) заправляется трос (например, металлический). Трос натягивается, благодаря чему ткань занимает рабочее положение на нужной высоте. При этом между местом крепления троса и краем полосы ткани обеспечивают расстояние достаточное для перекрытия вертикального промежутка, возникающего при натяжении троса, между натянутым тросом и верхней поверхностью перекрытия. Зазор в вертикальной плоскости закрывается свешивающимся краем полосы ткани. Для закрытия зазора между центральной опорой отстойника и перекрытием полосы ткани прикрепляются к центральной опоре с помощью анкеров через прижимную планку. В районе контакта с перекрытием в материал полосы (например, с помощью петель) заправляется жесткий трос (например, металлический). При наполненном отстойнике трос растягивается, благодаря чему ткань занимает рабочее положение на нужной высоте. При этом между местом крепления троса и краем полосы ткани обеспечивают расстояние достаточное для перекрытия вертикального промежутка, возникающего при натяжении троса, между натянутым тросом и верхней центральной опоры. Зазор в вертикальной плоскости закрывается свешивающимся краем полосы ткани.
В другом варианте зазоры закрываются при помощи листов металла или пластика, закрепляемых на жестких каркасах, прикрепляемых соответственно к борту отстойника и к его центральной опоре. Возникающий при этом зазор в вертикальной плоскости герметизируется при помощи ленточных щеток и полос плотной водопаронепроницаемой ткани (брезент, ПВХ, синтетическая ткань) или резины. Полосы ткани или резины закрепляются при помощи прижимных планок к незакрепленным краям каркасов, а ленточные щетки, непосредственно касающиеся поверхности плавающего кольца, крепятся непосредственно к свободным краям полос ткани или резины. Таким образом, щетки способны автоматически подстраиваться под изменяющийся уровень воды в отстойники и обеспечивать необходимую герметичность.
В одном из вариантов секции плавающего перекрытия выполнены квадратной или прямоугольной формы. Секции перекрытия могут быть установлены в перекрытии со сдвигом друг относительно друга или линейно без сдвигов. Расположение со сдвигом обеспечивает более прочное соединения секций между собой. Секции перекрытия жестко соединены между собой одним из следующих видов соединения: 1) в месте стыка двух секций непосредственно к внешней оболочке перекрытия прикрепляется (например, с помощью сварки или клея) пластина, 2) в месте стыка двух секций соединение происходит с помощью шпилек, 3) в месте стыка двух секций соединение осуществляется при помощи болтового соединения через кронштейн.
Днище отстойника имеет уклон в сторону приямка для обеспечения сползания выпадающего из сточной воды осадка. Из-за жесткого соединения секций, уклон отстойника создает значительные трудности при сборке перекрытия на днище, а также для обеспечения возможности плавающему кольцу перекрытия ложиться на днище при опорожнении отстойника. Для исключения упомянутых трудностей с целью компенсации уклона, на днище отстойника предварительно устанавливают опоры соединенные между собой с помощью жесткого каркаса из прямоугольных в сечении труб или уголков, который при сборке плавающего кольца перекрытия присоединяется к нижней поверхности секций. Каркас, выполненный из уголков предпочтителен, поскольку не создает преград для плавающих веществ под перекрытием, а значит исключает их накопление. Количество труб (уголков) с опорами может варьироваться в зависимости от диаметра отстойника и составляет не менее двух. При этом опоры выполнены такой высоты, что при установке опор на днище отстойника верхние грани труб каркаса находятся на одном уровне с максимальным уровнем периферийной части днища отстойника. В случае использования уголка для изготовления каркаса, уголок с опорами установлен так, что верхние плоскости горизонтальных полок уголков находятся на одном уровне с максимальным уровнем периферийной части днища отстойника. На каркас из труб (уголков) с опорами укладываются секции плавающего перекрытия. Соединение секций перекрытия и каркаса осуществляется посредством шпилек. Таким образом, в собранном виде каркас вместе с перекрытием образуют единое целое. При заполнении отстойника водой перекрытие вместе с каркасом всплывает на поверхность.
Для исключения смещения перекрытия при вращении фермы отстойника, при заполнении/опорожнении отстойника, а также под воздействием внешних факторов используются центровочные опуски. Количество центровочных опусков может варьироваться и составляет не менее трех. Центровочные опуски крепятся к ферме илоскреба таким образом, чтобы исключить смещение оси вращения перекрытия в процессе опорожнения, всплытия или нормальной работы.
В одном из вариантов центровочные опуски прикреплены к ферме, установленного в отстойнике илоскреба, в зазоре между плавающим перекрытием и центральной опорой. Длина опусков выполнена достаточной для того, чтобы обеспечивать центровку плавающего кольца перекрытия при заполнении и опорожнении отстойника водой от самого дна отстойника до поверхности воды.
В одном из других вариантов опуски крепятся к ферме установленного в остойнике илоскреба и пропускают через соответствующие им отверстия в секциях плавающего кольца перекрытия. В внутри этих отверстий жестко установлены прочные отрезки труб с внутренним диаметром, превышающим внешний диаметр опусков, для защиты секций перекрытия от повреждений. Описанный способ крепления опусков является предпочтительным, поскольку опуски кроме центровки перекрытия дополнительно передают движения от фермы илоскреба перекрытию.
В одном из вариантов секции плавающего перекрытия выполнены трапециевидной формы. Соединение секций перекрытия между собой осуществляется через кронштейны с помощью болтовых соединений. В этой конструкции сборка секций может осуществляться как на дне полностью опорожненного отстойника, так и на поверхности воды. При сборке перекрытия на днище отстойника, или перед опорожнением отстойника болтовые соединения ослабляется на величину, необходимую для компенсации уклона днища отстойника. В рабочем положении, когда отстойник полностью заполнен водой, болтовые соединения затягиваются.
Передача движения от фермы илоскреба к плавающему перекрытию осуществляется с помощью подвесного сектора, расположенного под фермой. Подвесной сектор закрепляется к ферме илоскреба таким образом, чтобы при максимальном заполнении отстойника находится выше уровня воды. Подвесной сектор выполнен прямоугольной формы в случае квадратной или прямоугольной формы секций плавающего перекрытия. Подвесной сектор выполнен трапециевидной формы в случае трапециевидной формы секций плавающего перекрытия.
Сущность полезной модели поясняется с помощью чертежей.
На фиг. 1 показан вид сверху радиального отстойника с перекрытием из прямоугольных секторов установленных со сдвигом друг относительно друга. Опуски прикреплены к ферме илоскреба и пропущены через соответствующие им отверстия в секциях плавающего кольца перекрытия.
На фиг. 2 показан разрез А-А на фиг. 1;
На фиг. 3 показаны варианты формы секций перекрытия;
На фиг. 4 показан разрез Г-Г на фиг. 3 для различных внешних оболочек секций;
На фиг. 5 показан вид сверху радиального отстойника с перекрытием из прямоугольных секторов установленных линейно. Опуски прикреплены к ферме илоскреба и пропущены через соответствующие им отверстия в секциях плавающего кольца перекрытия.
Ни фиг. 6 показан участок В на фиг. 1 в увеличенном масштабе с соединением секторов с помощью приваренных к внешним оболочкам пластин;
На фиг. 7 показаны варианты крепления секций перекрытия между собой;
На фиг. 8 показан вид сверху радиального отстойника с собранным на днище каркасом из труб с опорами. Опуски прикреплены к ферме илоскреба в зазоре между плавающим перекрытием и центральной опорой.
На фиг. 9 показан разрез Д-Д на фиг. 8;
На фиг. 10 показан разрез Е-Е на фиг. 8 при использовании в качестве каркаса труб;
На фиг. 11 показан разрез Е-Е на фиг. 8 при использовании в качестве каркаса уголка;
На фиг. 12 показан вид сверху радиального отстойника с перекрытием из секторов трапециевидной формы;
На фиг.13 показан участок Б на фиг. 1 в увеличенном масштабе;
На фиг. 14 показан разрез Ж-Ж на фиг. 13;
На фиг. 15 показан вариант перекрытия зазора между плавающим перекрытием и центром (бортом) отстойника с помощью водо- и паронепроницаемой ткани (брезент, ПВХ, синтетическая ткань).
На фиг. 16 показан вариант перекрытия зазора между плавающим перекрытием и центром (бортом) отстойника с помощью листов металла или пластика, расположенных на жестком каркасе.
На фиг. 17 показан участок И на фиг. 16 в увеличенном масштабе.
Радиальный отстойник представляет собой резервуар с центральной опорой 1, бортом 2 и приямком 3. Внутри отстойника установлен илоскреб 4, имеющий систему скребков 5 и ферму 6. В рабочем состоянии отстойник заполняется водой. Для исключения испарений с водной поверхности, она закрывается плавающим перекрытием 7.
Плавающее перекрытие изготавливается составным из секций. Каждая из секций может иметь квадратную 8, прямоугольную 9 или трапециевидную 10 форму.
Внешняя оболочка 11 секций плавающего перекрытия может быть выполнена из резины, пластика, стали (в том числе нержавеющей) или фольги. Внутренняя поверхность секций заполняется материалом, имеющим высокую плавучесть 12 (пенопласт, различные виды полимеров, пенополиуретан). Внешняя оболочка 11 задает форму будущей панели перекрытия, обеспечивает защиту пенополиуретанового слоя 12 от повреждений и создает требуемую жесткость конструкции. Внешняя оболочка 11 секций перекрытия может охватывать секцию как со всех сторон 13, так и располагаться сверху и/или снизу секции 14. В случае расположения внешней оболочки перекрытия сверху и/или снизу, боковые (незакрытые) поверхности 15 панели перекрытия дополнительно покрываются обмазочной гидроизоляцией для увеличения срока службы панелей перекрытия.
Плавающее кольцо 7 расположено концентрично центральной опоре 1 отстойника и установлено с зазорами 30 относительно центральной опоры 1 и борта 2 отстойника. Зазоры 30 дополнительно закрыты уплотнителями с целью исключения контакта с атмосферой зеркала воды в отстойнике.
В одном из вариантов зазоры 30 закрываются при помощи полос 35 плотной водопаронепроницаемой ткани (например, брезент, ПВХ, синтетическая ткань) шириной превышающей закрываемый зазор 30. Для закрытия зазора 30 между бортом 2 отстойника и перекрытием 7 полосы 35 ткани прикрепляются к борту 2 отстойника с помощью анкеров 36 через прижимную планку 37. В районе контакта с плавающим перекрытием 7 в материал полосы 35 с помощью петель 38 заправляется трос 39. Трос 39 натягивается, благодаря чему полоса 35 занимает рабочее положение на нужной высоте. Зазор 40 в вертикальной плоскости закрывается свешивающимся краем полосы 35 ткани. Для закрытия зазора 30 между центральной опорой отстойника и перекрытием 7 полосы 35 ткани прикрепляются к центральной опоре 1 с помощью анкеров 36 через прижимную планку 37. В районе контакта с перекрытием 7 в материал полосы 35 с помощью петель 38 заправляется трос. При наполненном отстойнике трос 38 растягивается, благодаря чему полоса 35 занимает рабочее положение на нужной высоте. Зазор 40 в вертикальной плоскости закрывается свешивающимся краем полосы 35 ткани.
В другом варианте зазоры 30 закрываются при помощи листов 41 изготовленных из металла или пластика, закрепленных на жестком каркасе 42, прикрепленных к борту 2 отстойника и к его центральной опоре 1. Возникающий при этом зазор 40 в вертикальной плоскости герметизируется при помощи ленточных щеток 43 и полос 44 изготовленных из плотной водопаронепроницаемой ткани (брезент, ПВХ, синтетическая ткань) или резины. Полосы 44 закрепляются при помощи прижимных планок 37 к незакрепленным краям каркасов 42, а ленточные щетки 43 крепятся непосредственно к свободным краям полос 35.
В одном из вариантов секции плавающего перекрытия выполненные прямоугольными 9 или квадратными 8 соединяют со сдвигом друг относительно друга 16. В другом варианте секции соединяют линейно 17. Секции перекрытия жестко соединены между собой одним из следующих видов соединения: 1) в месте стыка двух секций непосредственно к внешней оболочке 11 перекрытия прикрепляется (например, с помощью сварки или клея) пластина 18, 2) в месте стыка двух секций соединение происходит с помощью шпилек 19, 3) в месте стыка двух секций соединение осуществляется при помощи болтового соединения через кронштейн 20.
Днище отстойника имеет уклон 21 в сторону приямка 3. Для компенсации уклона, на днище предварительно собирается жесткий каркас из труб 22 или уголков 24 с опорами 23. Трубы 22 установлены таким образом, что верхняя грань 25 трубы 22 расположена на одном уровне с максимальным уровнем 26 периферийной части днища отстойника. В случае использования для каркаса уголка 24, он установлен так, что верхняя поверхность 27 горизонтальной полки уголка 22 расположена на одном уровне с максимальным уровнем 26 периферийной части днища отстойника. На трубы 22 каркаса укладываются секции плавающего перекрытия 7. Соединение секций перекрытия и каркаса осуществляется посредством шпилек 28, так что каркас вместе с перекрытием составляют единое целое. При заполнении отстойника водой перекрытие 7 вместе с каркасом всплывает на поверхность. Для исключения смещения оси вращения перекрытия 7 при вращении фермы 6 отстойника, при заполнении или опорожнении отстойника, а также под воздействием внешних факторов к ферме 6 илоскреба 4 прикреплены центровочные опуски 29.
В одном из вариантов центровочные опуски 29 крепятся к ферме 6 установленного в отстойнике илоскреба 4 в зазоре 30 между плавающим перекрытием 7 и центральной опорой 1. Длина опусков достаточна для того, чтобы задавать направление движения перекрытия при заполнении, опорожнении отстойника водой от самого дна отстойника до поверхности воды.
В одном из других вариантов опуски 29 крепятся к ферме 6 установленного в остойнике илоскреба 4 и пропускают через соответствующие им укрепленные отверстия 31 в секциях плавающего кольца перекрытия 7. В внутри отверстий 31 жестко установлены прочные отрезки труб с внутренним диаметром, превышающим внешний диаметр опусков 29. При этом опуски 29 кроме центровки перекрытия 7 дополнительно передают движения от фермы 6 илоскреба 4 перекрытию 7.
В одном из вариантов секции плавающего перекрытия выполнены трапециевидной формы 10. Соединение секций перекрытия 7 между собой осуществляется через кронштейн с помощью болтового соединения 19. Сборка секций 10 плавающего кольца перекрытия 7 с секциями трапециевидной формы 10 может осуществляться как на дне полностью опорожненного отстойника, так и на поверхности воды. В случае сборки перекрытия 7 на днище отстойника, а также в случае опорожнения отстойника, болтовое соединения 19 ослабляется для того, чтобы секции перекрытия 10 могли образовать между собой зазор, необходимый для компенсации уклона 26 днища. В рабочем положении, когда отстойник полностью заполнен водой, болтовое соединение 19 затягивается.
Передача движения от фермы 6 илоскреба 4 к плавающему перекрытию 7 осуществляется с помощью подвесного сектора 32, расположенного под фермой 6. Подвесной сектор 32 прикреплен к ферме 6 илоскреба 4 так что при максимальном заполнении отстойника подвесной сектор 32 находится выше уровня воды. Подвесной сектор 32 выполнен прямоугольной формы 33 в случае квадратной или прямоугольной формы секций плавающего перекрытия 7. Подвесной сектор 32 выполнен трапециевидной формы 34 в случае трапециевидной формы секций плавающего перекрытия 7.