MX2007011124A - Colector de arena para sistema de agua residuales. - Google Patents

Abstract

Una unidad de eliminación de arena para un sistema de aguas residuales, incluye una cámara redonda para eliminación de arena con una entrada para agua residual y una salida, un cámara de almacenamiento de arena por debajo de la cámara de eliminación de arena, y una abertura entre la cámara de almacenamiento de arena y la cámara de eliminación de arena. Una flecha de mando vertical se extiende a través de la cámara de eliminación de arena hacia la cámara de almacenamiento de arena, y gira para facilitar el flujo de agua residual en la cámara de eliminación de arena por lo cual la arena del agua residual se dirige hacia la abertura. una válvula reductora o restrictor de tamaño de arena incluye un desviador asegurado a la flecha de mando para rotar con ella (el desviador incluye una placa que se extiende de manera radial desde la flecha de mando arriba de la abertura), una primera serie de barras se extiende a través de la abertura, y una segunda serie de barras aseguradas a la base de la placa de desviación con la segunda serie de barras colocadas adyacentes a la primera serie de barras.

Description

COLECTOR DE ARENA PARA SISTEMA DE AGUAS RESIDUALES REFERENCIA CRUZADA CON LAS SOLICITUDES RELACIONADAS No aplica.

DECLARACIÓN RESPECTO A LA INVESTIGACIÓN PATROCINADA POR EL GOBIERNO FEDERAL No aplica.

CAMPO TÉCNICO La presente invención se refiere a sistemas de aguas, y más particularmente a tubería de arena para un sistema de agua residual.

ANTECEDENTE DE LA INVENCIÓN Y PROBLEMAS TÉCNICOS PROPUESTOS POR LA TÉCNICA ANTERIOR En muchos sistemas de agua industriales y municipales, el agua residual que está cargada con arena se bombea de un dispositivo de recuperación primario de la corriente residual a un dispositivo secundario (es decir, un separador ciclónico) , el cual posteriormente concentra la arena. La corriente también puede pasar a través de un tercer dispositivo (es decir, un transportador de tornillo) para posteriormente secar y concentrar la arena.

Sin embargo, la corriente de agua residual que entra al sistema residual frecuentemente puede incluir palos largos, latas, sólidos grandes, y otros desechos no solubles. Estos desechos pueden romper, tapar o detener la operación de cualquier dispositivo de recuperación. Por ejemplo, los desechos pueden entrar en las bombas y tubería del sistema. Se pueden extender sobre las aberturas y encajarse en ellas, creando una obstrucción. Además, los materiales más pequeños (es decir, materiales fibrosos como el papel, toallas de papel, y trapos) pueden ser atrapados en los desechos más grandes y eventualmente construir un dique que tape completamente la tubería y aberturas. Cuando esto ocurre, el tapón tiene que ser eliminado, para lo cual se necesita limpiar con varilla o físicamente la abertura. Durante el proceso de eliminación de esos desechos, puede ser necesario cerrar el sistema. Cerrar el sistema para este propósito es, obviamente, indeseable e ineficiente.

Por lo tanto se han usado filtros para evitar que los desechos grandes alcancen los dispositivos de recuperación con la corriente residual entrante permitiendo todavía el flujo a través de la corriente residual. Estos filtros necesitan aberturas relativamente grandes, sin embargo, para asegurar el flujo suficiente de corriente residual, y de esta manera los tamaños de las aberturas varían de aproximadamente 3/8" del cuadro a 2" de ancho de espacio entre las barras paralelas (verticales) . Como resultado, varios artículos de basura o desechos relativamente grandes pueden pasar todavía a través de las aberturas y dentro de los dispositivos de recuperación, incluyendo palos largos, cepillos dentales y similares a través de las aberturas cuadradas, y objetos grandes como palos largos, etc. pueden pasar a través de las aberturas más grandes. Por supuesto, los objetos grandes también pueden pasar a través de los dispositivos de recuperación si los filtros no se mantienen adecuadamente, o si se desarrollan aberturas más grandes alrededor de la base del filtro.

Los sistemas de eliminación de arena como los extractores de arena o colectores de arena se han usado en muchos sistemas residuales para eliminar la arena del agua residual antes de pasar el agua al dispositivo de recuperación del sistema. Por ejemplo, un aparato ventajoso incluye saetines para inyectar y extraer líquido de modo tangencial en relación con una cámara redonda, creando una corriente de flujo circular que provoque que la arena se asiente cerca del centro de la base de la cámara redonda. La arena del líquido inyectado se elimina de esta manera de la corriente liquida y se recolecta en la cámara de almacenamiento para eliminación relativamente fácil. Este aparato se describe en la Patente U. S. No. 6,811,697 B2, cuya descripción completa se incorpora a la presente para referencia.

Las Patentes U. S. Nos. 3,941,698, 4,107,038 y 4,767,532 también describen aparatos extractores de arena. Las descripciones de todas estas patentes también se incorporan en su totalidad para referencia.

Por ejemplo, la Patente U. S. No. 4,767,532 describe un aparato para eliminar arena en el cual se proporciona una cámara de almacenamiento arena debajo del centro de la cámara redonda del sistema de eliminación de arena. Una placa que se puede quitar considerablemente alineada con el piso de la cámara redonda en general separa las dos cámaras, con una abertura central a través de la placa permitiendo comunicación entre las cámaras. Una flecha cilindrica se apoya de manera que pueda girar en su extremo superior arriba de la cámara redonda y se extiende hacia abajo a través de la cámara redonda a través de la abertura central de la placa. El flujo liquido en la cámara redonda provoca que las partículas de arena se asienten hacia el piso de la cámara, en donde son empujados de manera dial hacia adentro para caer a través de la abertura central de la placa hacia la cámara de almacenamiento de arena. Una hélice multi-palas está montada en la flecha sobre la placa, y gira con la flecha para ayudar a que el flujo liquido mueva la arena hacia la abertura central de la placa. Una tubería también se extiende hacia abajo a través de la flecha cilindrica hacia la cámara de almacenamiento de arena, y se proporciona una bomba en el extremo superior de la tubería permite eliminar la arena del fondo de la cámara de almacenamiento bombeándola a través de la tubería.

Además de las placas con una abertura central como se menciona anteriormente, se han usado rejas, placas perforadas y similares para separar las cámaras permitiendo todavía que la arena pase hacia la cámara de almacenamiento de arena desde la cámara redonda. Esas rejas, etc. inhiben el flujo de arena y desechos hacia las cámaras, y también forman una cubierta que cierra las aberturas. Esto no solamente requieren que se destape manualmente la tubería y aberturas de tiempo en tiempo, sino también provoca que la arena no se mueva hacia la cámara de almacenamiento y pase indeseablemente a través del aparato de eliminación de arena en su totalidad.

La presente invención esta dirigida hacia la superación de uno o más de los problemas antes mencionados.

COMPENDIO DE LA INVENCIÓN En un aspecto de la presente invenció, se proporciona un restrictor de tamaño de arena para una unidad de eliminación de arena para un sistema residual que tenga una flecha de mando giratoria que dirige la arena en una cámara de eliminación de arena hacia una abertura a una cámara de almacenamiento de arena debajo de la cámara de eliminación de arena. El restrictor incluye un desviador asegurado a la flecha de mando para rotar con ella, el desviador incluye una placa que se extiende de manera rial desde la flecha de mando arriba de la abertura. Una primera serie de barras se extiende a través de la abertura, y una segunda serie de barras está asegurada a la base de la placa de desviación y colocada junto a la primera serie de barras.

En una forma de este aspecto de la presente invención, un deflector está fijado en relación a la abertura en una posición en la cual está considerablemente alineado de manera radial con y espaciado de manera radial fuera de la segunda serie de barras .

En otra forma de este aspecto de la presente invención, el perímetro externo de la abertura es considerablemente redondo con un primer diámetro y la orilla externa de la placa de desviación es considerablemente redonda con un segundo diámetro, en donde el segundo diámetro es por lo menos aproximadamente tan largo como el primer diámetro. En una forma más, la flecha de mando se extiende a través de la mitad de la abertura y las barras de la primera serie de barras se proyectan hacia fuera de la flecha de mando al perímetro externo de la abertura. En otra forma más, la flecha de mando se extiende a través de la mitad de la placa de desviación y las barras de la segunda serie de barras proyectadas hacia fuera de la flecha de mando más allá de la orilla externa de la placa de desviación, y en todavía otra forma más, la cámara de eliminación de arena tiene un diámetro más grande que el primer diámetro, y la abertura se define por medio de un agujero central en una placa colocada sobre la cámara de eliminación de arena.

En otro aspecto de la presente invención, una unidad de eliminación de arena para un sistema de aguas residuales se proporciona, incluyendo una cámara redonda de eliminación de arena con una entra para agua residual que tenga arena y basura en ella y una salida, una cámara de almacenamiento de arena debajo de la cámara de eliminación de arena, y una abertura entre la cámara de almacenamiento de arena y la cámara de eliminación de arena. Una flecha de mando vertical se extiende a través de la cámara de eliminación de arena hacia la cámara de almacenamiento de arena, y es giratoria para facilitar el flujo del agua residual en la cámara de eliminación de arena por lo cual la arena en el agua residual se dirige hacia la abertura. Un restrictor de tamaño de arena incluye un desviador asegurado a la flecha de mando para rotar con ella (el desviador incluye una placa que se extiende de manera radial desde la flecha de mando arriba de la abertura) , una primera serie de barras se extiende a través de la abertura, y una segunda serie de barras aseguradas a la base de la placa de desviación con la segunda serie de barras colocadas junto a la primera serie de barras .

Otras formas de este aspecto de la invención incluyen las formas antes mencionadas en relación con el primer aspecto de la invención.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una vista en perspectiva de un aparato de eliminación de arena con el cual se puede usar la presente invención; La Figura 2 es una vista esquemática de la presente invención que muestra la flecha de mando del aparato de eliminación de arena con el desviador y la estructura de la placa en la entrada de la cámara de almacenamiento de arena; y La Figura 3 es una vista lateral del desviador y la estructura de la placa de la Fig. 2 en la posición operativa .

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La Figura 1 describe una unidad o aparato centrifugo de eliminación de arena 10, el cual es uno de los aparatos con los cuales se puede usar ventajosamente la presente invención. El aparato 10 que se muestra en la Fig. 1 es similar al que se describe en la Patente U.S. No. 6,811,697 B2, cuya descripción completa se incorpora a la presente para referencia.

Como se describe en la patente x697, el aparato 10 separa la arena del liquido cargado con arena 12 transportado hacia el aparato 10 por medio de un canal de entrada 14 que tiene un conducto de entrada 18 que transporta el liquido hacia abajo en un ángulo ligero. El conducto 18 gira horizontal junto a una cámara de eliminación de arena 20. En la intersección de la cámara 20, una base de canal 22 está a la misma altura del fondo o piso 24 de la cámara de eliminación de arena 20. Una pared vertical 30 del conducto 18 es tangente a una pared 32 de la cámara 20 donde la pared 30 termina. Una pared vertical 34 es paralela a la pared 30 y entra a la pared de la cámara 32 en un lugar de entrada, y continúa como pared 36 extendiéndose a través de la cámara 20 a una abertura de entrada 38 en donde entra el liquido cargado de arena a la cámara 20, fluyendo en circuios alrededor de la pared 32 de la cámara. Una parte superior 40 del conducto 18 es paralela al piso de la cámara 24 y también funciona como el fondo de un saetín de efluentes 44 que se extiende a través de la cámara 30. Se forma un túnel de afluentes por la parte superior 40, la pared 36, el piso 24 y la pared 32.

El líquido cargado de arena fluye de la abertura 38 alrededor del perímetro interno de la cámara 20, formando un canal inferior de flujo 46 que se muestra por medio de las flechas con guiones. El líquido en la pared 32, al ser de cabeza ligeramente más alta como resultado de la fuerza centrífuga, fluye hacia abajo la pared 32 al fondo 24, a través del piso 24 a un agujero central 50 (descrito en mayor detalle abajo) en el fondo de la cámara 20. La velocidad radial del componente junto con la velocidad de rotación da como resultado un flujo de movimiento espiral 52 que se muestra por medio de las flechas. La arena en este liquido entra en contacto con el piso a medida que el liquido es forzado hacia una película delgada, se dispersa a través del piso 24. La arena hace contacto con el piso y se deposita en el piso. El movimiento espiral del flujo 52 mueve la arena a través del piso 24 al agujero del centro 50.

Una flecha de mando 54 se extiende verticalmente hacia el centro de la cámara 20, y es accionada de manera giratoria por medio de un mando mecánico 56 para girar una paleta o hélice multi-palas 58 a una velocidad de rotación más rápida que el líquido que lo rodea. El resultado es una acción de bombeo a través del piso 24, hacia arriba del la paleta 58, induciendo acción adicional de empuje en la arena. La arena se mueve a través del piso 24, cae hacia abajo en el agujero del centro 50 hacia la cámara de almacenamiento de arena 60 abajo (se muestra en la Fig. 2) . La cámara de almacenamiento de arena puede ser como se describe en las Patentes U.S. Nos. 4,767,532; 4,107,038 o 3,941,698. El piso 24 puede ser plano o inclinado hacia abajo hacia el agujero del centro 50.

El liquido, menos la arena, fluye en el canal inferior del flujo 46 alrededor de la periferia interna del aparato adyacente a la pared 32. La pared 36 y gaveta 62 operan al mismo tiempo para definir los canales inferior y superior del flujo 46, 64 fluyendo alrededor del perímetro interno de la cámara 20. El canal inferior de flujo 46 fluye debajo de una gaveta 62 y se desvían por la pared 36. Atrapado entre la gaveta 62, la pared 32, el piso 24, y un cilindro interno que gira más despacio del líquido 52, el canal inferior del flujo 46 es forzado hacia arriba. El canal de flujo está ahora en la mitad superior de la altura del líquido, formando un canal superior de flujo 64 que fluye alrededor de un perímetro superior de la cámara adyacente a la pared 32, como se muestra por medio de las flechas punteadas.

El canal superior del flujo 64 fluye hacia una abertura externa formada por un saetín 66 definido por la pared 32, una pared 68, y la parte superior de la gaveta 62. La anchura de la abertura hacia el saetín 66 puede ser más angosta que la anchura de la entrada de la artesa de entrada 40, para crear un nivel de líquido más alto en la cámara de eliminación de arena 20 para forzar la entrada de flujo a través de la abertura del saetín más angosto. El líquido fluye a través del saetín 66 a un saetín de salida 68, por medio del cual sale del aparado a un aparato más u otro destino (no se muestra) .

Las Figs. 2 y 3 muestran como se usa la presente invención con el aparato de eliminación de arena 10 antes descrito. Específicamente, como se muestra en la vista esquemática de la Fig. 2, una rejilla o placa partida 70 define la abertura central 50 y es del tamaño para ajustar en un hueco 74 en el piso de la cámara redonda 24, el cual está abierto para la cámara de almacenamiento de arena 60 que se encuentra abajo. Un anillo 76 está centrado en la abertura central 50 y se apoya en una pluralidad de barras 78 que sobresalen hacia dentro de la abertura de la placa 50. Se observará que el anillo 76 proporcionará por lo tanto una guía de rotación en el extremo inferior de la flecha de mando 54, con la posición del anillo 76 establecido por el hueco 74 en el cual se coloca la placa 70.

Además de colocar el anillo 76, las barras 78 pueden estar separadas igualmente de manera ventajosa con un avance de paso largo, y colocadas tan juntas como se desee para definir el tamaño de basura más grande que puede pasar a través de las barras 78 hacia la cámara de almacenamiento de arena 60. Ese tamaño definido se puede seleccionar junto con el tamaño de la tubería de extracción 80 (ver Figs. 2 y 3) que se extiende abajo a través de la flecha de mando cilindrica 54 hacia la cámara de almacenamiento de arena 60. Una bomba 82 (ver Fig. 1) también se proporciona en el extremo superior de la tubería 80 y sirve para bombear la arena fuera de la cámara de almacenamiento 60 a través de la tubería 80 de la forma en que se describe, por ejemplo, en la Patente U.S. No. 4,767, 532. Se observará, sin embargo, que la flecha de mando 54 por sí sola puede servir como tubería de extracción, sin necesidad de necesitar una tubería separada 80 dentro de la flecha 54 tal como se muestra en las Figs . 2 y 3.

También adecuadamente asegurada cerca de la base de la flecha de mando 54 (debajo de la hélice multi-palas 58, no se muestra en las Figs. 2 y 3) para girar con la flecha 54 se encuentra una flecha 90, la cual incluye una placa que se extiende de manera radial 92 que tiene barras espadadoras o palas 96 aseguradas a la base de la placa 92 en una orientación de avance con paso muy largo en relación con la dirección de rotación. Durante la operación que se muestra en la Fig. 3, la flecha 54 se coloca de manera que la gaveta 90 esté colocada cerca de la parte superior de la rejilla 70. La placa de desviación 92 ventajosamente puede ser del tamaño del agujero central de la rejilla 50 para superponerse al agujero completo y por lo tanto prevenir que la basura caiga directamente abajo hacia la cámara de almacenamiento de arena 60 desde arriba.

Por lo tanto se apreciará que los palos u objetos delgados de longitud similar están limitados en circuios a esencialmente la altura de las barras espadadoras 96, debido a que el hueco a través del cual debe pasar la basura para alcanzar la cámara de almacenamiento de arena está restringido a esa medida. Más aún, cualquier palo que pase hacia la abertura central 50 se romperá en piezas debido a que las barras espadadoras 96 giran a través de la parte superior de las barras de la rejilla 78. Además, cualquier palo que se proyecte fuera del espacio entre la placa de desviación 92 y la rejilla 70 se romperá por medio de un deflector 98 que se extiende arriba desde la rejilla 70 ligeramente detrás de la extensión radial de las barras espadadoras 96. Además, los objetos grandes que flotan alrededor de la parte externa del desviador 90 se desvian por medio del deflector 98 a medida que el desviador 90 gira alrededor.

De esta manera, la arena puede seguir la vía 100 que se muestra en la Fig. 2 a través del agujero central 50 de la rejilla 70 hacia la cámara de almacenamiento de arena 60. Más aún, se apreciará que las barras espadadoras 96 actuarán ventajosamente como álabes de bomba y vacian la arena hacia abajo entre las barras 78 de la rejilla 70. Por consiguiente, el problema de detención de flujo de arena cuando se detiene la corriente hidráulica en las restricciones que se encontraban en las estructuras pasadas en las cuales se restringía el tamaño de la arena se evitan y se puede mantener la operación deseada durante períodos largos.

Otros aspectos, objetos y ventajas de la presente invención se pueden obtener estudiando las especificaciones, dibujos y reivindicaciones. Se entenderá, sin embargo, que la presente invención se puede usar en formas alternativas en donde se obtienen menos objetos y ventajas de la presente invención y modalidades preferentes antes mencionadas.

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. En una unidad de eliminación de arena para un sistema residual que tenga una flecha de mando giratoria dirigiendo la arena en una cámara de eliminación de arena hacia una abertura a una cámara de almacenamiento de arena por debajo de la cámara de eliminación de arena, un restrictor de tamaño de arena incluye: una primera serie de barras que se extiende a través de la abertura, un desviador asegurado a la flecha de mando para girar con ella, el desviador incluye una placa que se extiende de manera radial desde la flecha de mando arriba de la abertura; y una segunda serie de barras aseguradas a la base de la placa de desviación, la segunda serie de barras colocadas adyacentes a la primera serie de barras .

2. El restrictor de la reivindicación 1, además contiene un deflector fijado en relación con la abertura en una posición en la cual está considerablemente alineados de manera axial con y espaciado de manera radial fuera de la segunda serie de barras.

3. El restrictor de la reivindicación 1, en donde el perímetro externo de la abertura es considerablemente redondo con un primer diámetro y la orilla externa de la placa de desviación es considerablemente redonda con un segundo diámetro, en donde el segundo diámetro es por lo menos tan grande como el primer diámetro.

4. El restrictor de la reivindicación 3, en donde la flecha de mando se extiende a través de la mitad de la abertura y las barras de la primera serie se proyectan hacia afuera de la flecha de mando al perímetro externo de la abertura.

5. El restrictor de la reivindicación 3, en donde la flecha de mando se extiende a través de la mitad de la abertura de la placa de desviación y las barras de la segunda serie se proyectan hacia afuera desde la flecha de mando más allá de la orilla externa de la placa de desviación .

6. El restrictor de la reivindicación 5, en donde la flecha de mando se extiende a través de la mitad de la abertura y las barras de la primera serie se proyectan hacia afuera de la flecha de mando al perímetro externo de la abertura.

7. El restrictor de la reivindicación 3, en donde la cámara de eliminación de arena tiene un diámetro mayor que el primer diámetro, y la abertura se define por medio de un agujero en una placa colocada sobre la cámara de eliminación de arena.

8. En una unidad para eliminación de arena para un sistema de aguas residuales, consiste en: una cámara redonda de eliminación de arena con una entrada para agua residual que tenga, arena y basura en ella y una salida; una cámara de almacenamiento de arena debajo de la cámara de eliminación de arena; una abertura entre la cámara de almacenamiento de arena y la cámara de eliminación de arena; una flecha de mando vertical que se extiende a través de la cámara de eliminación de arena hacia la cámara de almacenamiento de arena, la flecha de mando es giratoria para facilitar el flujo de agua residual en la cámara de eliminación de arena por lo cual la arena en el agua residual se dirige hacia la abertura; y un restrictor de tamaño de arena que incluye una primera serie de barras que se extienden a través de la abertura, un desviador asegurado a la flecha de mando para girar con ella, el desviador incluye una placa que se extiende de manera radial desde la flecha de mando arriba de la abertura, y una segunda serie de barras aseguradas a la base de la placa de desviación, la segunda serie de barras está colocada adyacente a la primera serie de barras.

9. La unidad de eliminación de arena de la reivindicación 8, además consiste en un deflector fijado en relación con la abertura en una posición en la cual está alineado en forma considerablemente axial con y separado de manera radial fuera de la segunda serie de barras .

10. La unidad de elimi ación de arena de la reivindicación 8, en donde el perímetro externo de la abertura es considerablemente redondo con un primer diámetro y la orilla externa de la placa de desviación es considerablemente redonda con un segundo diámetro, en donde el segundo diámetro es poi lo menos tan grande como el primer diámetro.

11. La unidad de eliminación de arena de la reivindicación 10, en donde la flecha de mando se extiende a través de la mitad de la abertura y las barras de la primera serie se proyectan hacia fuera desde la flecha de mando al perímetro externo de la abertura.

12. La unidad de eliminación de arena de la reivindicación 10, en donde la flecha de mando se extiende a través de la mitad de la placa de desviación y las barras de la segunda serie se proyectan hacia fuera desde la flecha de mando más allá de la orilla de la placa de desviación.

13. La unidad de eliminación de la unidad de la reivindicación 12, en donde la flecha de mando se extiende a través de la mitad de la abertura y las barras de la primera serie se proyectan hacia fuera desde la flecha de mando al perímetro externo de la abertura.

14. La unidad de eliminación de arena de la reivindicación 10, en donde la cámara de eliminación de arena tiene un diámetro mayor que el primer diámetro, y la abertura está definida por un agujero central en una placa localizada sobre la cámara de eliminación de arena.