CZ396598A3

CZ396598A3 - Odtokový žlab s lineárním odběrem kapaliny přepady rozmístěnými podél jeho bočních stěn

Info

Publication number: CZ396598A3
Application number: CZ983965A
Authority: CZ
Inventors: Jacek Mikucki; Jan Deditius; Edward Kasprzak; Edward Wilk
Original assignee: Hydrobudowa Slask S. A.
Priority date: 1997-12-05
Filing date: 1998-12-03
Publication date: 1999-10-13
Also published as: PL185187B1; DE19855914A1; PL323575A1

Description

Oblast techniky

Vynález se týká odtokového žlabu s lineárním odběrem kapaliny přepady rozmístěnými podél jeho bočních stěn o stavbě jednolité nebo segmentové. Žlab zvaný též korytem je určený především k odběru kapaliny z usazovacích nádrží radiálních a pravoúhlých.

Dosavadní stav techniky

Je znám z polského patentového spisu č. 149 155 žlab dekanter.

Je charakteristický tím, že je vyroben z pásu pružné hmoty, kterého jeden okraj je mechanicky spojen s okrajem přepadu pláště dekantera. Druhý okraj je připevněn k hornímu rohu vzpěry tak, že elastické koryto tímto způsobem vytvořené má v příčném průřezu tvar blízký evolventě.

Jiný žlab uvedený v polském patentovém spisu č. 128 015 o regulovatelné výšce hrany přepadu pomocí šroubových zvedáků upevněných na tuhých vzpěrách sestavený ze segmentů, má část segmentů zavěšených na vzpěrách o regulované výšce polohy a tyto segmenty tvoří spojky mezi zbylými úseky žlabu. Jednotlivé úseky žlabu jsou spojeny pomocí rovných plochých těsnění a plocháčů spojených šrouby. Účelem prvního žlabu je zmenšení obtížnosti jeho čištění z nánosu a současně zvýšení odolnosti proti korozi, naproti tomu druhý žlab je charakterizován snadnějším provedením a montáží.

V praxi používané odtokové žlaby s lineárním odběrem kapaliny, přepady často pilovitými, rozmístěnými podél jeho bočních stěn charakterizuje stejný příčný průřez po celé délce. Následkem lineárního odběru kapaliny velikost průtoku proudu kapaliny Q ve žlabu roste od nevelkého do maximálního na odtoku, což nezohledňuje dosavadní konstrukce žlabů a zdražuje jejich výrobu. Má to větší význam vůči současně stavěnému požadavku používání k výstavbě žlabů plechů o zvýšených kvalitativních parametrech a tím dražších.

Úkolem vynálezu vyplývajícího ze stanoveného cíle je vytvoření odtokových žlabů o konstrukci přizpůsobené k měnícímu se proudu kapaliny Q , a tedy o proměnlivém příčném průřezu a menší spotřebě plechu.

• · • · • · • · • · · • · · · ·

-2Podstata vynálezu

Odtokový žlab s lineárním odběrem kapaliny přepady rozmístěnými podél jeho bočních stěn podle vynálezu je charakterizován tím, že jeho rozměry či výška bočních stěn a také šířka dna = 2 H v příčných průřezech podél celé délky kanálu, mají proměnnou hodnotu ve vztahu k rostoucímu průtoku proudu kapaliny Q shodně s následující závislostí:

5/2 kde:

g = 9,81 m/s - zemská přitažlivost

H - výška průřezu stěny žlabu.

V případě segmentové stavby označené průřezy se týkají segmentu o střední ploše průřezu a postupně o největší ploše průřezu. Tvar zajištuje minimální hydraulický poloměr na celé délce průtoku kapaliny, či též že poměr výšky stěn žlabu k šířce dna ja konstantní a činí 1 : 2. V případě žlabu s jednolitou stavbou je přizpůsobení průřezu žlabu k rostoucímu průtoku Q lineární a nastává lineárním přírůstkem výšky bočních stěn, jakož i lineárním přírůstkem šířky dna. Místo toho v případě segmentové stavby nastává přizpůsobení jeho průřezu k rostoucímu průtoku proudu kapaliny Q po skocích způsobem zoptimalizovaným výpočty, příkladně co 1/6 délky obvodu, což znamená, že segment o nejmenší ploše příčného průřezu přechází na segment o střední ploše příčného průřezu a následně na segment o největší ploše příčného průřezu. Přírůstek plochy průřezu nastává přibližně o 30 % ve vztahu k předcházejícímu segmentu prostřednictvím změny výšky bočních stěn a šířky dna. Ve variantě, kde odtokový žlab je charakterizován tím, že při dodržení optimálního povrchu jeho příčného řezu přizpůsobení k velikosti proudu kapaliny Q nastává po skocích způsobem zoptimalizovaným výpočty příkladně co 1/6 délky obvodu. Znamená to tedy, že segment o nejmenší ploše příčného průřezu přechází na segment o střední ploše příčného průřezu a následně na segment o největší ploše příčného průřezu. Přírůstek plochy průřezu nastává o přibližně 30 % ve vztahu k předcházejícímu segmentu změnou šířky dna.

Výhodou žlabů podle vynálezu je snížení materiálových a výrobních nákladů a současně lepší využití užitkové plochy usazoΜβΙβΒβΒΒΙ ·· · • · · · · ·

-3 vací nádrže. Ve vztahu k jednotlivým konstrukčním řešením se naznačuje, že provedení žlabu s minimálním hydraulickým poloměrem a jednotlivé stavbě vyžaduje nejmenší množství plechů, přičemž však přivodí některé výrobní problémy zmíněného žlabu, ale při segmentové stavbě vyžaduje při minimalizovaném použití plechů rozdílné úrovně podpěr nebo méně hluboké základy pod segmenty. Následně výroba žlabu podle varianty o optimálním povrchu jeho průřezu při méně výhodné proporci tvarů, vyžaduje o něco větší použití plechů, ale bez nutnosti rozdílu úrovně podpěr nebo základů.

Přehled obrázků na výkrese

Vynález v příkladu provedení je znázorněn na výkrese, na kterém obr. 1 znázorňuje jeden půlkruh žlabu o jednolité stavbě z nadhledu, obr. 2 žlab v příčném řezu podle přímky A-A znázorněné na obr. 1, obr. 3 v podélném řezu podle přímky B-B, obr. 4 v příčném řezu podle přímky C-C a obr. 5 žlab v podélném řezu podle přímky D-D znázorněné na obr. 1. Analogicky obr. 6 představuje jeden půlkruh žlabu o segmentové stavbě z nadhledu, obr. 7 tentýž žlab v řezu podle přímky E-E, obr. 8 podle přímky F-F, obr. 9 podle přímky G-G a obr. 10 podle přímky H-H znázorněné na obr. 6. Následující obr. 11 představuje půlkruh žlabu o segmentové stavbě s optimálním příčným průřezem z nadhledu a analogicky tentýž žlab je znázorněn v řezech na obr. 12, 13, 14 a 15, kde obr. 12 znázorňuje žlab v řezu podél přímky J-J, obr. 13 podle přímky K-K, obr. 14 podle přímky L-L a obr. 15 podle přímky M-M. Oproti tomu obr. 16 a 17 představují axonometrická ideová schémata žlabu o segmentové stavbě, kde obr. 16 znázorňuje schéma žlabu podle obr. 6, tj. o proměnné šířce a hloubce a obr. 17 schéma žlabu podle obr. 11 o proměnné šířce a konstantní hloubce. Následně obr. 18 představuje graf závislostí změn obrysových rozměrů (výšky a šířky) pro koryta v minimálním hydraulickém poloměru v závislosti na rostoucím průtoku proudu kapaliny Q na délce žlabu.

Příklady provedení vynálezu

Jak je znázorněn na obr. 1 až 5 žlab o jednolité stavbě používaný u válcové usazovací nádrže, je charakterizován proměnlivou šířkou a hloubkou. Jeho příčný řez A-A je provedený v 1/3

• · · · · • «

I · · · · ·

-4půlkruhu usazovací nádrže a je skoro dvakrát menší než příčný řez C-C provedený v 2/3 půlkruhu. Podélný řez B-B provedený v počáteční části žlabu má tvar čtyřúhelníku rozšiřujícího se ve směru odtoku. Tento průřez je rovněž o 1/3 menší než podélný průřez D-D. Nárůst hloubky žlabu ve směru odtoku kapaliny nastává při udržení optimálního nebo též minimálního hydraulického poloměru, ve kterém poměr součtu délky bočních stěn _1 k délce dna 2_ pro určitý průtok proudu kapaliny Q je 1 : 2.

Souhlasně s vynálezem je na obr. 6 až 10 příkladně znázorněn jeden půlkruh žlabu 6ti segmentové válcové usazovací nádrže, která je charakteristická proměnnou šířkou a hloubkou. Žlab použitý ve formě dvou k sobě spojených půlkruhů je složen každý ze segmentu 3_ o nejmenší ploše příčného průřezu, ze segmentu 4_ o střední ploše příčného průřezu a ze segmentu 5_ o největší ploše příčného průřezu. V příčném řezu E-E, který je proveden segmentem jsou znázorněny boční stěny a spojovací stěny Ί_. Tento průřez je o 30 0 menší než příčný průřez G-G provedený segmentem _5. 'Na podélném řezu F-F segmentem 3_ a segmentem _4 dno 8. segmentu _3 přechází na hlubší dno segmentu £. Obdobně na řezu H-H segmentem _4 a 5. - rozměry žlabu jsou přibližně dvakrát zvětšeny.

Nejjednodušším způsobem segmentový a kaskádový charakter žlabu znázorňuje obr. 16. Naproti tomu z křivky znázorněné na obr. 18 je možno odečítat závislost změn výšky H bočních stěn JL nebo Έ žlabu, a rovněž tím šířky dna 2 nebo _8 rovnající se 2H, v závislosti na rostoucím průtoku proudu kapaliny Q na délce žlabu a tedy výšky H = 0,3 m se dosáhne při délce žlabu kolem 18 m a stejně tak H = 0,4 m při délce kolem 37 m. Celý kruh žlabu sestaveného ze šesti segmentů válcové usazovací nádrže je charakterizován proměnlivou šířkou při konstantní hloubce, tedy je žlabem o optimálním povrchu průřezu jak je znázorněno na obr. 11, 12, 13, 14 a 15.

Žlab v podobě jednoho půlkruhu, znázorněný na obr. 11, sestává ze segmentu 9_ o nejmenší ploše příčného průřezu, ze segmentu 10 o střední ploše příčného průřezu a ze segmentu 11 o největší ploše příčného průřezu. V příčném řezu J-J segmentu 10 je vidět spojovací stěnu 13 připojenou k boční stěně 12. Tento průřez je o 40 0 menší než příčný průřez L-L provedený segmentem 11. Na • · 0

0 0 ·

-5 podélném řezu K-K segmentem 9. a segmentem 10 je dno 14 segmentu 9_ spojeno se dnem 14 segmentu 10, umístěném ve stejné hloubce. Identický s řezem K-K je řez přímkou M-M. Jedna.: z možných konstrukcí tohoto žlabu je znázorněna na obr. 17. Podle tohoto schématu boční stěna 12 umístěna na jedné straně obsahuje segmenty 9_, 10 a 11.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

Odtokový žlab s lineárním odběrem kapaliny přepady rozmístěnými podél jeho bočních stěn o stavbě jednolité nebo segmentové vyznačující se tím, že jeho rozměry či výška bočních stěn (1, 6) a také šířka dna (2, 8)
= 2 H příčného řezu podél přímek A-A, E-E a J-J a také C-C, G-G a L-L mají proměnnou hodnotu ve vztahu k rostoucímu průtoku proudu kapaliny Q shodně s následující závislostí:

Q = 2 . [Tg . H^5/2 , kde:

g = 9,81 m/s - zemská přitažlivost

H = výška (průřezu) stěny žlabu, přičemž v případě segmentové stavby v řezu E-E nebo J-J žlab obsahuje segmenty (4, 10) o středním průřezu a v příčném řezu G-G nebo L-L žlab obsahuje segmenty (5, 11) o největší ploše průřezu.

Odtokový žlab podle nároku 1 vyznačující se tím, že jeho tvar zabezpečuje minimální hydraulický poloměr po celé délce průtoku kapaliny, to znamená, že poměr výšky stěn (1) žlabu k šířce jeho dna (4) je konstantní a je 1 : 2, při tom v případě žlabů o jednolité stavbě přizpůsobení jeho průřezu k rostoucímu průtoku Q je lineární a následuje lineárním přírůstem výšky bočních stěn (1) a současně lineárním přírůstem šířky dna (2).

Odtokový žlab podle nároků 1 a 2 vyznačující se tím, že v případě segmentové stavby přizpůsobení jeho průřezu k rostoucímu průtoku proudu kapaliny Q následuje po skocích způsobem zoptimalizovaným výpočty, příkladně co 1/6 délky obvodu, což znamená, že segment (3) o nejmenší ploše příčného řezu přechází na segment (4) o střední ploše příčného řezu a následně na segment (5) o největší ploše příčného řezu, přitom přírůstek plochy řezu následuje o kolem 30 %' ve vztahu k předcházejícímu segmentu změnou výšky bočních stěn (6) a šířky dne (8).

Odtokový žlab s lineárním odběrem kapaliny přepady rozmístěnými podél jeho bočních stěn vyznačující se tím, že při udržení optimálního povrchu jeho příčného řezu přizpůsobení k velikosti

Stí

» ·· ·· ·· «· ♦ · · · · • · · » ♦ · • · · · · · · • · · · ···«··· · · ·· proudu kapaliny Q nastává po skocích způsobem zoptimalizovaným výpočty příkladně co 1/6 délky obvodu, což znamená, že segment (9) o nejmenším průřezu přechází na segment (10) o středním průřezu a následně na segment (11) o největším průřezu, přitom přírůst plochy průřezu následuje o přibližně 30 % ve vztahu k předcházejícímu segmentu změnou šířky dna (14).