BG63113B1 - Дисково потопяемо тяло - Google Patents

Description

Област на техниката

Изобретението се отнася до дисково потопяемо тяло с вал, на който са разположени радиално множество кръгообразни, съставени от отделни сектори с еднакъв радиус дискове, застопорени от успоредни на оста, прокарани през радиално разположени стойки, обтегачи, като дисковете имат с помощта на вложени помежду им разпъващи елементи точно определено аксиално разстояние помежду си.

Дисковите потопяеми тела са приложими в инсталации за биологично почистване на отпадъчни води, те са съставени от множество кръгообразни дискове закрепени на общ вал и служат като носители, предназначени за покриване с намиращите се в отпадъчните води микроорганизми.

Предшестващо състояние на техниката

Дисковете на дисковото потопяемо тяло се потапят приблизително до половината от тяхната повърхност в басейн, пълен с предвидената за биологично почистване отпадъчна вода, която вече е почистена от механични замърсители. При това укрепеният на два лагера и задвижван от двигател вал завърта потопяемите дискове, образуващи дисковото потопяемо тяло, така че постоянно нов участък от повърхността на всеки диск да е потопен в отпадъчната вода и да е в контакт с кислорода от околния въздух. Всеки от дисковете на дисковото потопяемо тяло, следователно представлява за полепналите по него микроорганизми точка на контактуване с отпадъчната вода и с околния въздух.

Поради големите размери на дисковете, достигащи до три и повече метра в диаметър, транспортът на дисковите потопяеми тела е проблематичен и често невъзможен. Поради това бяха разработени дискови потопяеми тела с разглобяващи се потопяеми дискове, с които се манипулира по-лесно не само по отношение на транспорта, но и по отношение на подмяната на даден потопяем диск в случай на увреждане.

За целта в [1] са предвидени дискови потопяеми тела със състоящи се от отделни сектори потопяеми дискове, които се припок риват на границите на секторите си и са укрепени с помощта на успоредни на оста, обхващащи застъпващите се участъци на дисковете и прокарани през радиално разположени стойки съединителни щанги. Между граничещите си аксиално един до друг потопяеми дискове са разположени разпъващи елементи, които държат потопяемите дискове на разстояние, така че между дисковете се образува междинно разстояние, позволяващо намокрянето на потопената повърхност на диска с отпадъчна вода.

Колкото и да е целесъобразно разделянето на потопяемите дискове на отделни сектори, с познатия начин на укрепване е свързан този недостатък, че използваните секторни дискове трябва да имат винаги точно пасващи отвори, т.е. специалната обработка на дисковете е неизбежна. Друг недостатък е и това, че в случай на необходима подмяна на един дисков сектор на даден диск, например вследствие на увреждане, трябва да бъдат отстранени всички използвани за укрепването на този сектор съединителни щанги, за да се извърши отстраняването на увредения сектор и поставянето на новия сектор.

Задача на изобретението е да се създаде дисково потопяемо тяло, произвеждано по опростени технологии при запазени функция и лесна подмяна на увредени в дадени случаи сектори.

Техническа същност на изобретението

Задачата се решава, като се създава дисково потопяемо тяло съгласно изобретението чрез характеризиращите белези на претенция 1 и останалите подпретенции, в които са дадени допълнителни усъвършенствания и оформления.

Съгласно настоящото изобретение разположените аксиално съседни разпъващи елементи образуват междинни пространства, в които се зацепват отделните дискови сектори. За целта дисковите сектори са укрепени съответно между всеки два разположени аксиално съседни разпъващи елемента със силова връзка.

Според една предпочитана форма на изпълнение на изобретението разпъващите елементи откъм едната си челна страна са снабдени с аксиални вдлъбнатини, а откъм противоположната си челна страна са с оформени в съответствие с вдлъбнатините гърбици. Тази форма на разпъващите елементи дава възмож ност при по-нататъшното изпълнение на изобретението разпъващите елементи да са с щепселна връзка помежду си, като вдлъбнатините приемат вкарваните в тях гърбици

Съгласно изобретението разпъващите елементи са оформени кръгово-цилиндрично с диаметър най-малко 70 mm и минимална аксиална дебелина 15 mm. Тази минимална дебелина с определяща за аксиалното разстояние между дисковите сектори, при което оформените в разпъващите елементи вдлъбнатини имат дълбочина на врязване 5 mm, а аксиално оформените гърбици имат дебелина най-малко 6 mm.

Вследствие на отпадащите съгласно изобретението отвори в близост до краищата е за предпочитане дебелината на секторите, съставляващи дисковете, да е между 1 mm и максимално 2,5 mm без да се стига при това до увреждане плочите, например в резултат на разкъсване на отвори. Благодарение на малката дебелина на дисковете освен това става възможно увеличаването на активната повърхност на оборудваната с тях инсталация от дискови потопяеми тела, без да са необходими допълнителни конструктивни мерки.

Съгласно друго изпълнение на изобретението съставените от сектори дискове са направени от пластмаса, за предпочитане от полипропилен.

Съгласно един особено предпочитан съществен за изобретението вариант на изпълнение свързаните в дискове сектори са направени от запълнен с талково брашно полипропилен, в резултат на което се повишава устойчивостта (якостта) на материала. Това има определящо значение, защото по този начин се гарантира поемането без недостатъци на действащите върху секторните дискове задържащи (уравновесяващи) сили, упражнявани от напрегнатите разпъващи елементи.

Не съществуват специални изисквания относно материала на разпъващите елементи, но се оказа благоприятно производството на тези елементи от пластмаса, като за предпочитане е те да са от термопласт, което позволява да бъдат произвеждани като шприцовани пластмасови отливки.

Предвидените за използване в дисковото потопяемо тяло съгласно изобретението обтегачи са направени за предпочитане от корозионно устойчив материал, по-специално като материал за обтегачите е предивдена високо легирана неръждаема стомана, например аустенитна стомана, за предпочитане тип 1.4571.

Предвиденият за закрепване на потопяемите дискове вал е изпълнен съгласно изобретението като кух вал с кръгообразен напречен разрез и е произведен от заваряема стомана, за закрепването на радиалните стойки за фиксиране и водене на съединителните щанги са предвидени съединителни планки, които са разпределени равномерно по периметъра на вала и са заварени към него.

Съгласно едно изпълнение на изобретението определен брой от съставени от сектори дискове може да бъде обединен в един пакет.

Според друго изпълнение на изобретението по периметъра на дисковете, успоредно на оста на вала могат да бъдат предвидени предпазни стебла, които са свързани с радиалните стойки и придават по този начин на съставените от отделни секторни дискове дискови потопяеми тела допълнителна стабилност. За предпочитане е предпазните стебла да са направени от тръба с правоъгълно напречно сечение.

Друг предпочитан вариант на изобретението се характеризира с това, че радиалните стойки са закрепени с помощта на образуващи многоъгълник съединителни връзки, при което както съединителните връзки, така и предпазните стебла, а също и радиалните стойки, са направени от корозионно устойчив материал, за предпочитане от неръждаема стомана.

Това, както и други предпочитани изпълнения и усъвършенствания на изобретението са предмет на подпретенциите.

Предимство на дисковото потопяемо тяло е , че то се произвежда по опростени технологии при запазени функция и лесна подмяна на увредени в дадени случаи сектори.

Описание на приложените фигури

По-подробно изобретението е пояснено с едно примерно изпълнение на дисковото потопяемо устройство, представено на приложените фигури, от които:

фигура 1 представлява напречен разрез на дисково потопяемо тяло, образувано от съставени от отделни дискови сектори и съединени с радиални стойки върху кух вал дискове;

фигура 2 - отделен дисков сектор, снабден с поставени радиални стойки;

фигура 3 - надлъжен разрез на дисково потопяемо тяло съгласно фиг. 1;

фигура 4 - надлъжен разрез на два съседни, вкарани един в друг разпъващи елементи;

фигура 5 - изглед отпред на разпъващ елемент.

На фигурите са използвани следните означения: 10 дисково потопяемо тяло; 12 - потопяем диск; 14 - секторен диск; 16 - разпъващ елемент; 17 - проходен отвор; 18 - съединителна щанга; 19 - затягаща гайка; 20 - радиална стойка; 22 - кух вал; 24 - вдлъбнатина; 26 - гърбица; 28 - предпазно стебло; 29 - свързващо стебло; 30 - съединителна връзка; 32 водеща шайба.

Примерно изпълнение на изобретението

Дисковото потопяемо тяло на фиг.1 е съставено от отделни дискове 12, които, както се вижда от фиг.З са разположени на малко разстояние аксиално един спрямо друг и са съставени от отделни секторни дискове 14.

Отделните секторни дискове 14 граничат челно с радиалните си страни един с друг и са зацепени между радиално разположените разпъващи елементи 16, които поемат помежду си дисковите сектори 14 със силова връзка.

Разпъващите елементи 16 имат проходни отвори 17, през които проникват разположените успоредно на надлъжната ос на дисковото потопяемо тяло съединителни щанги 18, които са отведени в радиалните стойки 20. Стойките 20 са свързани с вал 22, състоящ се от тръба с по-голям диаметър и изпълнен като кух вал.

Разпъващите елементи 16, които на фиг.4 са показани в надлъжен разрез, имат в челната си част определени форми, които позволяват на разположените аксиално съседни разпъващи елементи 16 да са в щепселна връзка помежду си .За целта по една челна страна на разпъващия елемент съгласно изобретението има оформена като хлътване вдлъбнатина 24, докато на противоположната челна страна на разпъващия елемент 16 е оформена една гърбица 26, съответстваща на формата на хлътването 24.

За предпочитане е вдлъбнатините 24 и гърбиците 26 да имат удължена форма, така че относителните усуквания между два съсед ни и свързани един с друг разпъващи елемента се изключват. Оттук се получава от двете страни на вдлъбнатината 24, респективно на гърбицата 26 симетрична повърхност с формата на полукръг, която е значително по-голяма от тази в тесните краища на вдлъбнатината 24, съответно на гърбицата 26 и която служи за опорна повърхност за дисковите сектори 14.

Това изпълнение гарантира, че вмъкнатите между съседните разпъващи елементи секторни дискове се опират върху надлъжната страна на оформените към разпъващите елементи 16 гърбици 26 и че по този начин те могат да бъдат натоварени с достатъчно голяма задържаща (уравновесяваща) сила.

Както се вижда от фиг.1, 2 и 3, радиалните стойки 20 са снабдени на еднакво радиално разстояние с вдлъбнатини 24, през които са прокарани споменатите съединителни щанги 18. На външните краища на радиалните стойки 20 са разположени с цел механично стабилизиране предпазни стебла 28, които са свързани със стойките 20 чрез болтова връзка, както става ясно от фиг.З.

Отделните радиални стойки 20 от даден участък могат да бъдат снабдени със свързващи стебла 29, разположени успоредно на секторните дискове 14, т.е. напречно спрямо радиалните стойки 20, за да се стабилизират отстоящите под формата на лъчи от централния тръбен вал стойки 20.

На фиг.З е показан надлъжен разрез на дисковото потопяемо тяло съгласно изобретението, от който е видно, че радиалните стойки 20 са завинтени по благоприятен начин към съединителните планки 30, които са заварени към тръбния вал 22.

Допълнително може да се предвиди показаната на фиг. 1 водеща шайба 32 с формата на кръгов пръстен, която е свързана концентрично с тръбния вал 22 и също е завинтена със съединителните планки. За предпочитане е тръбният вал 22 и съединителните планки 30 да се произведат от заваряема стомана, например като St 52-3 или St 37-2.

На фиг.З и фиг.4 се изяснява принципът на укрепване с цел обтягане (закотвяне) на секторните дискове 14 с помощта на разпъващите елементи 16. Разпъващите елементи са разположени като перли на връв един до друг върху координиращата съединителна щанга 18 с еднаква ориентация, така че гърбиците 26 на единия разпъващ елемент 16 и кореспондиращата вдлъбнатина 24 на съединения обърнат към него разпъващ елемент 16 се зацепват и поемат помежду си съответния секторен диск 14. С помощта на завинтени в краищата на съединителна щанга 18 затягащи гайки 19 и проникнатите от съответната съединителната щанга разпъващи елементи 16 се вклиняват един в друг, а с това и вкараните между тях секторни дискове 14.

Приложение на изобретението

Подмяната на един или няколко секторни диска 14 с помощта на укрепването съгласно изобретението е изключително лесна Необходимо е да се разхлабят само споменатите и принадлежащи към съответния сектор затягащи гайки 19, за да се получи достатъчна локална аксиална хлабина на разпъващите елементи 16 и да може съответния секторен диск 14 да се извади радиално навън.

След това по подобен начин в обратен ред може да бъде вкаран новият секторен диск 14. Тогава трябва отново само да се затегнат съответните затягащи гайки, за да се заклинят разпъващите елементи един към друг, респективно към секторните дискове 14.

По принцип е възможно всяко разделяне на потопяемите дискове 12, като обаче за всяко потопяемо тяло трябва да се предвиди единно разделяне. То се определя на първо място от неговия размер, т.е. колкото е по-голям диаметърът на потопяемия диск, толкова повече сектори се предвиждат, за да се ограничи по този начин размерът на секторните дискове 12. Следователно, може да се предвиди както четно деление, за предпочитане разделяне на 4 или 8 части, при което секторите възлизат на 1/4 или на 1/8 от повърхнината на диска, така и нечетно деление, например 1/5 или 1/10.

Всъщност разделянето на по-голям брой сектори води до увеличаване на броя на необходимите радиални стойки 20, на съединителните щанги 18 и на разпъващите елементи 16, но това, въпреки всичко, може да се окаже по-благоприятно за цялата инсталация, тъй като необходимите за тази инсталация секторни дискове ще са винаги еднакви и транспортът и манипулирането с по-малките размери ще са по-лесни.

В сравнение с използваните досега секторни шайби клемната връзка съгласно изобретението представлява значително улеснение, тъй като отпадат необходимите за прокарване на съединителните щанги 18 отвори.

Това улеснение е значително предимство на изобретението най-вече поради това, че за безупречния монтаж отворите в секторните дискове трябва да се напасват точно на съответните разстояния, на които преминават съединителните щанги. За точното напасване е необходима допълнителна работа, което означава допълнителен разход на монтажно време и средства.

Друг съществен за изобретението белег се отнася до подбора на материала за предвидените за използване при дисковите потопяеми тела 10 съгласно изобретението потопяеми дискове 12, респективно секторни дискове 14.

Тъй като съгласно изобретението секторните дискове 14 са укрепени единствено с помощта на притиснатите един към друг разпъващи елементи 16, секторните дискове трябва да са произведени от материал с достатъчна механична устойчивост, за да се предотврати провлачването на материала на секторните дискове 14 вследствие на притискащата сила и разхлабването за предварително опънатите (затегнатите) разпъващи елементи 16, респективно секторни дискове 14.

За целта съгласно изобретението е предвидено секторните дискове 14 да се произвеждат от запълнен с талково брашно полипропилен, който вследствие на добавянето на такова брашно получава по-висока механична устойчивост и по този начин отговаря на поставените изисквания.

При този подбор на материала съгласно изобретението освен това е възможно в сравнение с традиционната техника да се монтират тънкостенни секторни дискове 14 с дебелина на стената от около 1 до 2 mm. Независимо от това, че по този начин разходът на материал за всеки диск 12 се намалява с 50 до 70%, при използването на тънкостенните потопяеми дискове 12 съгласно изобретението във всяко дисково потопяемо тяло 10 могат да се монтират повече потопяеми дискове 12, отколкото досега. По този начин се създава по-голяма обменна повърхност, съответно повърхност, предназначена за покриване, което значително подобрява ефективността на инсталацията от дис кови потопяеми тела при запазване на нейните размери.

Claims (5)

Патентни претенции

1. Дисково потопяемо тяло, включващо вал, на който са разположени радиално множество кръгообразни дискове, състоящи се от отделни оформени като сектори, секторни дискове, с еднакъв радиус, застопорени от успоредни на оста, прокарани през радиално разположени стойки съединителни щанги, като дисковете чрез вложени помежду им разпъващи елементи са с точно определено аксиално разстояние помежду си, характеризиращо се с това, че разпложените аксиално разстояние помежду си, характеризиращо се с това, че разположените аксиално съседни разпъващи елементи (16) образуват процепи за зацепване на отделните секторни дискове (14), а секторните дискове (14) са застопорени винаги между два разположени аксиално съседни разпъващи елемента (16) със силова връзка.

2. Дисково потопяемо тяло съгласно претенция 1, характеризиращо, се с това, че разпъващите елементи (16) откъм челната си страна са снабдени с аксиални вдлъбнатини (24), а откъм противоположната си челна страна са оформени и напаснати към вдлъбнатините (24) гръбици (26).

3. Дисково потопяемо тяло съгласно претенция 2, характеризиращо се с това, че разпъващите елементи (16) са със щепсел на връзка помежду си, като вдлъбнатините (24) приемат въведените в тях гърбици (26).

4. Дисково потопяемо тяло съгласно някоя от преходните претенции, характеризиращо се с това, че разпъващите елементи (16) са оформени кръгово-цилиндрично с диаметър най-малко 70 mm и минимална аксиална дебелина 15 mm.

5. Дисково потопяемо тяло съгласно някоя от преходните претенции, характеризиращо се с това, че оформените в разпъващите елементи (16) вдлъбнатини (24) имат дълбочина на врязване 5 mm.

6. Дисково потопяемо тяло съгласно някоя от предходните претенции, характеризиращо се с това, че аксиално оформените гърбици (26) имат дебелина най-малко 6 mm.

7. Дисково потопяемо тяло съгласно някоя от предходните претенции, характеризиращо се с това, че дебелината на съставлява щите дисковете (12) секторни дискове (14) възлиза минимално на 1 mm и максимално на 2,5 mm.

8. Дисково потопяемо тяло съгласно някоя от предходните претенции, характеризиращо се с това, че съставляващите дисковете (12) секторни дискове (14) са направени от пластмаса.

9. Дисково потопяемо тяло съгласно някоя от предходните претенции, характеризиращо се с това, че съставляващите дискове (12) секторни дискове (14) са направени от полипропиленови плочи.

10. Дисково потопяемо тяло съгласно някоя от предходните претенции, характеризиращо се с това, че разпъващите елементи (16) са направени от пластмаса.

11. Дисково потопяемо тяло съгласно претенция 10, характеризиращо се с това, че разпъващите елементи (16) са произведени като шприцвани пластмасови отливки.

12. Дисково потопяемо тяло съгласно някоя от предходните претенции, характеризиращо се с това, че съединителните щанги (18) са направени от корозионно устойчив материал.

13. Дисково потопяемо тяло съгласно претенция 12, характеризиращо се с това, че за материал за съединителните щанги (18) е предвидена високолегирана неръждаема стомана.

14. Дисково потояемо тяло съгласно претенция 13, характеризиращо се с това, че съединителните щанги (18) са направени от аустенитна стомана, например от типа 1.4571.

15. Дисково потояемо тяло съгласно някоя от предходните претенции, характеризиращо се с това, че валът (22) е изпълнен като кух вал с кръгообразен или оформен като многоъгълник напречен разрез.

16. Дисково потопяемо тяло съгласно претенция 15, характеризиращо се с това, че валът (22) е направен от заваряема стомана и че по периметъра му са предвидени еднообразно разпределени съединителни планки за радиалните стойки (20).

17. Дисково потояемо тяло съгласно някоя от предходните претенции, характеризиращо се с това, че определен брой от образуваните от сектори (14) дискове (12) са обединени в пакет.

18. Дисково потояемо тяло съгласно някоя от предходните претенции, характеризиращо се с това, че по периметъра на дисковете (12) са предвидени преминаващи успоредно на надлъжната ос на вала предпазни стебла (28), които са свързани с радиални стойки (20).

19. Дисково потояемо тяло съгласно претенция 18, характеризиращо се с това, че предпазните стебла (28) са направени от тръба с правоъгълно напречно сечение.

20. Дисково потопяемо тяло съгласно някоя от предходните претенции, характеризиращо се с това, че радиалните стойки (20) са застопорени с помощта на образуващи многоъгълник свързващи стебла (29).

21. Дисково потопяемо тяло съгласно някоя от претенциите от 18 до 20, характеризи ращо се с това, че предпазните стебла (28), свързващите стебла (29) и радиалните стойки (20) са направени от корозионно устойчив материал, за предпочитане от неръждаема стомана.

5 22. Дисково потояемо тяло съгласно една от предходните претенции, характеризиращо се с това, че всеки секторен диск (14) е изпълнен от полипропилен запълнен с талково брашно.