PL179027B1 - Dwukomorowy zbiornik retencyjny cieczy - Google Patents

Abstract

Dwukomorowy zbiornik retencyjny cieczy, zawierający komorę przepływową włączoną w układ instalacji hydraulicznej górnym wylotem kanału doprowadzającego i przydennym wlotem do kanału odprowadzającego, oraz do której przylega komora retencyjna, oddzielona przegrodą stałą z górnym przelewem a w strefie przydennej połączona z nią przez otwór przepływowy, znamienny tym, że otwór przepływowy stanowi otwarty kanał jednokierunkowo dławiący (7), skierowany mniejszą zdolnością przepustową dla strumienia płynącego z komory przepływowej (1) do komory retencyjnej (4).

Description

Przedmiotem wynalazku jest dwukomorowy zbiornik retencyjny cieczy, stosowany w gospodarce wodno-ściekowej zwłaszcza w celu regulowania szczytowego spływu wód deszczowych w kanalizacji.

Zbiornik retencyjny przedstawiony polskim opisem patentowym nr 130 256 zawiera komorę przepływową włączoną w układ sieci górnym wylotem kanału doprowadzającego i przedennym wlotem do kanału odprowadzającego. Do komory przepływowej przylega komora retencyjna, oddzielona przegrodą stałą z górnym przelewem a w strefie przydennej posiadająca otwór przepływowy zamknięty samoczynnym, zaworem klapowym. Zawór otwierany jest różnicą ciśnień hydrostatycznych wyłącznie w kierunku przepływu do komory przepływowej. Wartość przepływu zredukowanego w kanale odprowadzającym zależy od wysokości napełnienia komory przepływowej oraz od hydraulicznej zdolności przepustowej tego kanału. Przy przepływie w kanale doprowadzającym przekraczającym zdolność przepustowąkanału odprowadzającego następuje wypełnianie komory przepływowej aż do osiągnięcia poziomu krawędzi przelewu, i wówczas nadmiar cieczy przelewa się do komory retencyjnej a zawór kłapowyj est zamknięty różnicą ciśnień. W sytuacji zmniejszenia się dopływu poziom cieczy w komorze przepływowej obniża się przy zamkniętym zaworze do chwili zrównania się poziomów w obu komorach. Przy dalszym spadku dopływu następuje równoczesne opróżnianie obu komór, co umożliwia samoczynnie otwierający się zawór klapowy. Zawór klapowy pracuje w trudnych warunkach strefy przydennej, często w cieczy agresywnej i zanieczyszczonej zawiesiną przyczepiającą się do mechanicznych elementów zaworu, co wymaga odpowiednich czynności dozoru technicznego.

W zbiorniku według wynalazku otwór przepływowy stanowi otwarty kanał jednokierunkowo dławiący, skierowany mniejszązdolnościąprzepustowądla strumienia płynącego z komory przepływowej do komory retencyjnej. Korzystnym ukształtowaniem kanału jednokierunkowo dławiącego jest postać konfuzora, dyfuzora lub przystawki Weisbacha. Efekt

179 027 dławienia przepływu dla tego kierunku może być zwiększony przez napowietrzanie strumienia cieczy z dysz napowietrzających, zabudowanych od strony komory przepływowej. Tuż za wlotem do kanału jednokierunkowo dławiącego występuje strefa podciśnienia. Kanał jednokierunkowo dławiący może mieć również postać cylindrycznej przystawki konoidalnej posiadającej od strony komory przepływowej dysze napowietrzające. Dla obu wymienionych ukształtowań kanału dławiącego wzmocnienie efektu dławienia uzyskać można przez połączenie dysz napowietrzających ze źródłem sprężonego powietrza. W korzystnym rozwiązaniu dysze napowietrzające połączone są przez przewód zasilający z komorą sprężania, która wydzielona jest od góry z komory przepływowej przez przekrycie stropem strefy obejmującej kanał odprowadzający oraz odcięcie pionową ścianką - zakończoną ponad dnem na górnym poziomie kanału jednokierunkowo dławiącego. Powietrze - odcięte od atmosfery w przestrzeni podstropowej komory sprężania - w miarę wzrostu przepływu zostaje sprężane podnoszącym się poziomem cieczy, wypływa przez zlokalizowany w stropie wlot do przewodu zasilającego i dysz napowietrzających skutecznie dławiąc przepływ cieczy do komory retencyjnej.

Rozwiązanie według wynalazku nadaje się szczególnie dla warunków dużej retencji, przy której przepływ zredukowany w kanale odprowadzającym stanowi około 30-40% przepływu doprowadzanego do zbiornika a przepływ do komory retencyjnej jest co najmniej 1,5 do 2,3 razy większy od maksymalnej wartości przepływu zredukowanego. Warunki takie powodujątak szybkie napełnianie komory przepływowej, że ilość cieczyjaka może się w tym czasie przedostać do komory retencyjnej za pośrednictwem otworu przepływowego jest mało znacząca w odniesieniu do całkowitej pojemności retencyjnej zbiornika. W porównaniu ze zbiornikiem wyposażonym w zawór klapowy występuje nieco mniejszy efekt kubatorowy, jednak przy eksploatacyjnie istotnej zalecie, jaką jest brak urządzenia mechanicznego.

Zbiornik według wynalazku przedstawiony jest opisem przykładowych rozwiązań pokazanych na rysunkach. Na fig. 1 uwidoczniony jest przekrój pionowy zbiornika retencyjnego z otworem przepływowym w kształcie dyfuzora, fig. 2 i 3 obrazują przekroje pionowe prowadzone przez otwór przepływowy innego zbiornika, odpowiednio w fazie napełniania i opróżniania komory retencyjnej, natomiast na fig. 4 i 5 przedstawiony jest przekrój pionowy i poziomy przez zbiornik wyposażony w komorę sprężania.

Zbiornik retencyjny posiada dwie komory: przepływową 1 i retencyjną 4, oddzielone od siebie przegrodą stałą 5. W górnej strefie komory przepływowej 1 znajduje się wylot kanału doprowadzającego 2 a w strefie przedennej wlot do kanału odprowadzającego 3. Przegroda stała 5 ma w tym rozwiązaniu przelew 6 o konstrukcji wieżowej. W strefie przedennej przegrody stałej 5 wykonany jest otwarty kanał jednokierunkowo dławiący 7, który zapewnia zróżnicowane - w zależności od kierunku przepływu- zdolności przepustowe. W wykonaniu zbiornika według fig. 1 stanowi go dyfuzor, skierowany mniejszą zdolnością przepustową dla strumienia płynącego z komory przepływowej 1 do komory retencyjnej 4. W innym zbiorniku, przedstawionym fragmentarycznie na fig. 2 i 3, kanał jednokierunkowo dławiący ma postać cylindrycznej przystawki 9, z układem dysz napowietrzających 8, usytuowanych po stronie komory przepływowej 1. Dysze napowietrzające 8 - usytuowane na wlocie przystawki, w strefie występowania podciśnienia w strumieniu przepływającym do komory retencyjnej 4 - mogą być połączone z atmosferą, względnie ze źródłem sprężonego powietrza. W rozwiązaniu zbiornika pokazanego na fig. 4 i 5 źródło sprężonego powietrza stanowi komora sprężania 11, wydzielona od góry z komory przepływowej 2 przez przekrycie stropem strefy obejmującej kanał odprowadzający 3 oraz odcięcie pionową ścianką, zakończoną ponad dnem na górnym poziomie kanału jednokierunkowo dławiącego 7. Przestrzeń podstropowa komory sprężania 11 połączona jest przez przewód zasilający 10 z dyszami napowietrzającymi 8 w kanale jednokierunkowo dławiącym 7. W okresie zwiększonego przepływu powietrza odcięte od atmosfery w wydzielonej przestrzeni komory sprężania 11 zostaje sprężane podnoszącym się poziomem cieczy, przepływa przez przewód zasilający 10 do dysz napowietrzających 8 skutecznie dławiąc przepływ z komory przepływowej 1 do komory retencyjnej 4.

179 027

Akumulacja cieczy w komorze retencyjnej 4 charakteryzuje się trzema podstawowymi fazami:

- wypełnienie niewielkiej, warstwy dennej komory retencyjnej 4 w czasie potrzebnym do osiągnięcia poziomu koron szczytowych przelewów 6 przez zwierciadło cieczy w komorze przepływowej 1,

- wypełnienie komory retencyjnej 4 do poziomu koron szczytowych przelewów 6. Osiągnięte jest ono głównie przez działanie niezatopionych szczytowych przelewów 6, które szybko uzyskują maksymalną wartość ciśnienia na swych koronach. Współdziałanie kanału jednokierunkowego dławienia 7 jest malejące wraz ze wzrostem napełnienia komory retencyjnej 4, jako że wydatek kanału 7 limitowany jest różnicą stanów napełnień komór przepływowej 1 i retencyjnej 4,

- dopełnienie komory retencyjnej 4 do zrównania poziomu cieczy z komorą przepływową 1. Realizowane jest ono przy rosnącym stopniu zatopienia szczytowych przelewów 6 i przy zanikającym przepływie kanałem jednokierunkowego dławienia 7.

W procesie opróżnienia komory retencyjnej 4 można wyodrębnić trzy etapy:

- wstępny, w którym na skutek ciągłego odpływu z komory przepływowej 1 i obniżenia w niej zwierciadła cieczy uruchamiane zostają szczytowe przelewy 6 kierując przepływ cieczy z komory retencyjnej 4 do komory przepływowej 1. Zapoczątkowany zostaje również przepływ przez kanał jednokierunkowego dławienia 7, którego wartość wzrasta wraz ze wzrostem różnicy poziomów cieczy w obu komorach,

- początkowy, od momentu w którym zwierciadło cieczy w komorze retencyjnej 4 zrówna się z koronami szczytowych przelewów 6, których działanie ustaje, zaś cały odpływ z komory retencyjnej 4 przejęty zostaje przez kanał jednokierunkowego dławienia 7. Różnica jaka wystąpi między większym odpływem z komory przepływowej 1 i mniejszym przez kanałjednokierunkowego dławienia 7 powodować będzie szybkie zróżnicowanie poziomów cieczy w obu komorach do wartości takiej, przy której nastąpi wyrównanie obu przepływów,

- zasadniczy, w którym poczynając od momentu wyrównania obu przepływów: na odpływie z komory przepływowej 1 przez kanał odprowadzający 2 i dopływie przez kanał jednokierunkowego dławienia 7, opróżnienie komory retencyjnej 4 i komory przepływowej 1 następować będzie równocześnie. Malejący w czasie odpływ ze zbiornika powodować będzie sukcesywną redukcję zróżnicowania poziomów cieczy w obu komorach 1 i 4.

179 027

1 6 11 10

fig.5

179 027

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Dwukomorowy zbiornik retencyjny cieczy, zawierający komorę przepływową włączoną w układ instalacji hydraulicznej górnym wylotem kanału doprowadzającego i przydennym wlotem do kanału odprowadzającego, oraz do której przylega komora retencyjna, oddzielona przegrodą stałą z górnym przelewem a w strefie przydennej połączona z niąprzez otwór przepływowy, znamienny tym, że otwór przepływowy stanowi otwarty kanałjednokierunkowo dławiący (7), skierowany mniejszą zdolnością przepustową dla strumienia płynącego z komory przepływowej (1) do komory retencyjnej (4).
2. 2. Zbiornik według zastrz. 1, znamienny tym, że kanał jednokierunkowo dławiący (7) ukształtowany jest w postać konfuzora, dyfuzora lub przystawki Weisbacha.
3. 3. Zbiornik według zastrz. 2, znamienny tym, że w kanale jednokierunkowo dławiącym (7), od strony komory przepływowej (1) zabudowane są dysze napowietrzające (8).
4. 4. Zbiornik według zastrz. 1, znamienny tym, że kanał jednokierunkowo dławiący (7) ma postać cylindrycznej przystawki konoidalnej (9), posiadającej od strony komory przepływowej (1) dysze napowietrzające (8).
5. 5. Zbiornik według zastrz. 3 lub 4, znamienny tym, że dysze napowietrzające (8) połączone są przez przewód zasilający (10) z komorą sprężania (11), wydzieloną od góry z komory przepływowej (2) przez przekrycie stropem strefy obejmującej kanał odprowadzający (3) oraz odcięcie pionową ścianką zakończoną ponad dnem na górnym poziomie kanału jednokierunkowo dławiącego (7).