PL182111B1 - Zbiornik retencyjny cieczy - Google Patents

Abstract

1. Zbiornik retencyjny cieczy, posiadają- (57) cy komorę przepływową, bezpośrednio włączoną do sieci wylotem z kanału dopływowego i przydennym wlotem do kanału odpływowego, oraz komorę retencyjną, oddzieloną od komory przepływowej przegrodą z przelewem, a w strefie przydennej przegrody wyposażoną w samoczynny, jednokierunkowy zawór klapowy, skierowany przepływem do komory przepływowej, znamienny tym, że komora retencyjna (2) zamknięta jest od góry gazoszczelnym stropem (6), usytuowanym na poziomie wyższym od górnego poziomu kanału dopływowego (7), a od strony komory przepływowej (1) oddzielona jest ścianą syfonową (5), połączoną ze stropem (6) i usytuowaną bezpośrednio za przegrodą (3), oraz której dolna krawędź znajduje się na poziomie niższym od krawędzi przelewu (4) przegrody (3), a ponadto wyposażony jest w pompę próżniową (10), połączoną przewodem ssącym przez strop (6) z komorą retencyjną (2)

Description

Przedmiotem wynalazku jest zbiornik retencyjny cieczy, stosowany w sieciach gospodarki wodno-ściekowej, zwłaszcza do retencjonowania ścieków kanalizacyjnych.

Konieczność akumulacji wymaganej objętości ścieków narzuca niedogodny w praktyce związek między głębokością podziemnej lokalizacji a powierzchnią rzutu poziomego zbiornika. Przy dużych objętościach zbiornika konieczne jest wykonanie głębokich wykopów i/lub rezerwowanie znacznej powierzchni terenu. W odniesieniu do klasycznego rozwiązania zbiornika retencyjnego o jednej komorze, znacznie korzystniejszym hydrogramem odpływu wyróżniają się zbiorniki o konstrukcji wielokomorowej, przedstawione między innymi w polskich opisach patentowych nr nr 130 256 i 141 559. Z przestrzeni komory retencyjnej zbiornika wydzielona jest komora przepływowa, o niewielkiej objętości eksploatacyjnej, obejmująca otwory kanałów dopływowego i odpływowego. Komory oddzielone są przegrodą z przelewem, w której przy dnie zbiornika jest zabudowany samoczynny zawór klapowy, o jednokierunkowej możliwości przepływu, otwierany różnicą ciśnień hydrostatycznych jakie powstają w procesie ich opróżniania. Wartość odpływu z komory przepływowej uzależniona jest od stanu jej napełnienia oraz hydraulicznej zdolności przepustowej kanału odpływowego. Po wypełnieniu komory przepływowej do poziomu przelewu nadmiar cieczy przelewa się do komory retencyjnej. Napełnianie komory retencyjnej odbywa się zawsze przy maksymalnych poziomach cieczy w komorze przepływowej. Przy zmniejszaniu się dopływu poziom zwierciadła cieczy w komorze przepływowej obniża się do zrównania z poziomem napełnienia komory retencyjnej. Dalsze obniżenie wartości dopływu powoduje zróżnicowanie poziomów cieczy w obu komorach i samoczynne otwarcie zaworu klapowego, dzięki czemu następuje równoczesne opróżnianie obu komór.

182 111

W zbiorniku według wynalazku, posiadającym opisaną powyżej konstrukcję z komorą przepływową i komorą retencyjną, która oddzielona jest przegrodą wyposażoną w strefie przydennej w jednokierunkowy zawór klapowy-komora retencyjna zamknięta jest od góry gazoszczelnym stropem, usytuowanym na poziomie wyższym od górnego poziomu kanału dopływowego. Od strony komory przepływowej komora retencyjna oddzielona jest ścianą syfonową, połączoną ze stropem i usytuowaną bezpośrednio za przegrodą. Dolna krawędź ściany syfonowej znajduje się na poziomie niższym od krawędzi przelewu przegrody. Zbiornik wyposażony jest w pompę próżniową, połączoną przewodem ssącym przez strop 6 z komorą retencyjną 2.

W rozwiązaniu takim komora retencyjna została powiększona o dodatkową pojemność użytkową - strefę podciśnieniowego retencjonowania, usytuowaną ponad strefą grawitacyjną, która wyznaczona jest poziomem przelewu. Rozwiązanie pozwala na akumulację dużej ilości ścieków w zbiorniku zajmującym niewielką powierzchnię terenu, bez konieczności prowadzenia głębokich wykopów. Zbiornik szczególnie nadaje się w warunkach gęstej zabudowy miejskiej, zapewnia wysoką sprawność hydrauliczną kanału odpływowego.

Wyposażenie zbiornika w rurę odpowietrzającą korzystnie ogranicza czasokres działania pompy ssącej. Dolny koniec rury usytuowany jest na poziomie niższym od poziomu krawędzi przelewu, a górny koniec wyprowadzony jest ponad poziom stropu komory retencyjnej.

Dalsze rozwinięcie wynalazku polega na wykonaniu przelewu w postaci konstrukcji szybowej, co zwiększa objętość komory retencyjnej.

Kolejne rozwinięcie polega na zabudowie regulatora rurowego, służącego do napowietrzania strefy podciśnieniowej. Regulator w postaci przewodu o kształcie odwróconej litery U osadzony jest przegięciem w ścianie syfonowej, pod stropem komory retencyjnej. Ramię wprowadzone do komory przepływowej zakończone jest na poziomie krawędzi przelewu. Drugie ramię, znajdujące się w komorze retencyjnej ma na końcu perforowany lej rozpraszający, usytuowany bezpośrednio pod poziomem krawędzi przelewu.

Pełne zrozumienie wynalazku umożliwi opis dwóch przykładowych rozwiązań zbiorników retencyjnych, pokazanych schematycznie na rysunku. Figura 1 rysunku przedstawia przekrój pionowy pierwszego zbiornika, a fig. 2 - przekrój drugiego zbiornika posiadającego przelewy szybowe.

Przestrzeń prostopadłościennego zbiornika pokazanego na fig. 1 podzielona jest pionowo na dwie komory o istotnie zróżnicowanych pojemnościach: małą komorę przepływową 1 oraz wielokrotnie większą komorą retencyjną 2. Podział wyznaczają dwie pionowe ściany usytuowane równolegle i w niewielkim odstępie od siebie: przegroda 3 - wyprowadzona od dna na wysokość H0 i zakończona przelewem 4, oraz ściana syfonowa 5 - szczelnie połączona ze stropem 6 komory retencyjnej 2, a otwarta dla przepływu od strony dna zbiornika do wysokości niższej od poziomu przelewu 4. W ścianie komory przepływowej 1 znajduje się otwór wylotowy kanału dopływowego 7 oraz przydenny otwór wlotowy do kanału odpływowego 8 ścieków. W przegrodzie 3 przy dnie zbiornika zabudowany jest samoczynny zawór klapowy 9, otwierany różnicą ciśnień hydrostatycznych wyłącznie dla kierunku przepływu z komory retencyjnej 2 do komory przepływowej 1. Komora retencyjna 2 zamknięta jest od góry gazoszczelnym stropem 6, usytuowanym na poziomie wyższym od górnego poziomu kanału dopływowego 7. Poziom przelewu 4 wyznacza w komorze retencyjnej: dolną strefę grawitacyjną A i górną strefę podciśnieniową B. Strefa podciśnieniowa B połączona jest przeprowadzonym przez strop 6 przewodem ssącym do pompy próżniowej 10. Połączenie to sterowane jest przez zawór trójdrogowy 11 z układu US, przetwarzającego sygnały od nieuwidocznionych na rysunku czujników poziomu cieczy. Człon wykonawczy zaworu 11 w skrajnych położeniach ustala połączenie komory retencyjnej 2 albo z atmosferą albo z pompą próżniową 10. W komorze przepływowej 1 na poziomie nieco poniżej stropu 6 znajduje się przelew do kanału awaryjnego 12.

Ilość cieczy odprowadzanej kanałem odpływowym 8 zależy od zdolności hydraulicznej kanału i wysokości napełnienia komory przepływowej 1. Przy długotrwale zwiększonym dopływie, po wypełnieniu cieczą komory przepływowej 1 do poziomu przelewu 4 nadmiar przelewa się do komory retencyjnej 2 wypełniając strefę grawitacyjną A. Zawór trójdrogowy 11 łączy w tej fazie napełniania przestrzeń komory retencyjnej z atmosferą. Po osiągnięciu po4

182 111 ziomu cieczy bliskiego poziomowi przelewu 4 sygnał czujnika powoduje jednoczesne przesterowanie zaworu 11 na połączenie z pompą próżniową 10 i jej włączenie. Następuje etap gromadzenia nadmiaru dopływu w strefie podciśnieniowej B; poziom cieczy podnosi się w wyniku wytworzonego podciśnienia aż do całkowitego wypełnienia komory retencyjnej 2. Po osiągnięciu pełnej akumulacji zbiornika, co występuje dla krytycznych opadów atmosferycznych, pompa ssąca 10 zostaje wyłączona a dalszy możliwy dopływ ścieków ponadmiarowych odprowadzany jest kanałem awaryjnym 12.

W zbiorniku pokazanym na fig. 2 przegrodę 3 tworzy kilka szybowych przelewów 4, których wewnętrzna pojemność dodatkowo zwiększa pojemność komory retencyjnej 2. Rozwiązanie takie pozwala na minimalizację pojemności komory przepływowej 1 i w wyniku uzyskanie bardzo korzystnej charakterystyki przebiegu retencji. W komorę retencyjną 2 wprowadzona jest rura odpowietrzająca 13, której dolny koniec znajduje się w strefie grawitacyjnej A na poziomie niższym od poziomu krawędzi szybowego przelewu 4 oraz powyżej górnej krawędzi zaworu klapowego 9. Górny koniec rury odpowietrzającej 13 wyprowadzony jest ponad poziom stropu 6 komory retencyjnej 2. Zbiornik wyposażony jest również w regulator rurowy 14 napowietrzania strefy podciśnieniowej B, mający postać przewodu o kształcie odwróconej litery U, osadzonego przegięciem w ścianie syfonowej 5 pod stropem 6. Ramię regulatora rurowego 14 wprowadzone do komory przepływowej 1 zakończone jest na poziomie krawędzi przelewu 4, natomiast drugie ramię usytuowane w komorze retencyjnej 2 ma na końcu perforowany lej rozpraszający 15, którego podstawa dolna usytuowana jest na poziomie o AHq niższym od poziomu krawędzi przelewu 4. Na dolnym brzegu ściany syfonowej 5 zabudowany jest regulator krawędziowy 16.

Proces opróżniania zbiornika napełnionego do pełnej akumulacji rozpoczyna w pierwszej kolejności strefa podciśnieniowa A. Sterujący tym procesem regulator rurowy 14 zapewnia stały, bliski maksymalnemu odpływ ścieków ze zbiornika, aż do momentu wyrównania zwierciadła ścieków w komorze retencyjnej 2 z poziomem ścieków w komorze przepływowej 1. Od tego momentu układ działa jako grawitacyjny, a na poziomie zwierciadła ścieków w komorze retencyjnej 2 działa ciśnienie atmosferyczne. Opróżnianie strefy grawitacyjnej A komory retencyjnej 2 dokonuje się przez zawór klapowy 9.

Opróżnianie zbiornika przy częściowym wypełnieniu przestrzeni komory retencyjnej 2, wyższym od poziomu zwierciadła ścieków w komorze przepływowej 1, rozpoczyna faza wypełnienia przestrzeni szybowych przelewów 4 do poziomów maksymalnych. Przy niższych poziomach napełnienia komory retencyjnej 2 w pierwszej kolejności następuje faza zrównania się poziomów ścieków w komorze retencyjnej 2 i szybowych przelewach 4.

Zbiornik z fig. 2 stanowi konstrukcję podziemno-naddziemną, strefa podciśnieniowa B usytuowana jest częściowo w nasypie, rozwiązanie takie wynika z warunków lokalnego ograniczenia powierzchni terenu, wymaganej pojemności retencji oraz rzędnej wylotu kanału dopływowego 7.

182 111

182 111

6 14 10 A 7 12

/\
'//

fig.2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (4)

Zastrzeżenia patentowe

1. Zbiornik retencyjny cieczy, posiadający komorę przepływową, bezpośrednio włączoną do sieci wylotem z kanału dopływowego i przydennym wlotem do kanału odpływowego, oraz komorę retencyjną oddzieloną od komory przepływowej przegrodą z przelewem, a w strefie przydennej przegrody wyposażoną w samoczynny, jednokierunkowy zawór klapowy, skierowany przepływem do komory przepływowej, znamienny tym, że komora retencyjna (2) zamknięta jest od góry gazoszczelnym stropem (6), usytuowanym na poziomie wyższym od górnego poziomu kanału dopływowego (7), a od strony komory przepływowej (1) oddzielona jest ścianą syfonową (5), połączoną ze stropem (6) i usytuowaną bezpośrednio za przegrodą (3), oraz której dolna krawędź znajduje się na poziomie niższym od krawędzi przelewu (4) przegrody (3), a ponadto wyposażony jest w pompę próżniową (10), połączoną przewodem ssącym przez strop (6) z komorą retencyjną (2).

2. Zbiornik według zastrz. 1, znamienny tym, że posiada rurę odpowietrzającą (13), której dolny koniec znajduje się na poziomie niższym od poziomu krawędzi przelewu (4), a jej górny koniec wyprowadzony jest ponad poziom stropu (6) komory retencyjnej (2).

3. Zbiornik według zastrz. 1, znamienny tym, że przegroda (3) ma konstrukcję szybową.

4. Zbiornik według zastrz. 1, znamienny tym, że posiada regulator rurowy (14) w postaci przewodu o kształcie odwróconej litery U, osadzony przegięciem w ścianie syfonowej (5) pod stropem (6), a którego ramię wprowadzone do komory przepływowej (1) zakończone jest na poziomie krawędzi przelewu (4) natomiast drugie ramię w komorze retencyjnej (2) ma na końcu perforowany lej rozpraszający (15) usytuowany bezpośrednio pod poziomem krawędzi przelewu (4).