PL208775B1 - Sposób regeneracji ujęć infiltracyjnych oraz urządzenie do regeneracji ujęć infiltracyjnych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób regeneracji ujęć infiltracyjnych oraz urządzenie do regeneracji ujęć infiltracyjnych.

Ujęcia infiltracyjne są ujęciami wody, wykonywanymi pod dnem lub w pobliżu brzegów rzeki, innego zbiornika wody. W dnie rzeki lub otaczającym koryto rzeki gruncie wykonuje się wykop, dno wykopu zasypuje się obsypką żwirową, następnie układa się rurę filtrową, posiadająca perforacje na całej lub na części powierzchni. Perforacje te służą do poboru wody. Ułożona rura posiada jeden koniec zamknięty a drugi wyprowadzony jest do studni zbiorczej lub rurociągu zbiorczego. Rurę po położeniu zasypuje się obsypką żwirową a następnie naturalnym materiałem, stanowiącym dno rzeki. Obsypka żwirowa wraz z rodzimym materiałem pełni funkcję złoża filtracyjnego. W trakcie eksploatacji ujęcia infiltracyjnego dochodzi do powstawania kolmatacji i inkrustacji w rurze filtrowej i złożu filtracyjnym. Ujęcie wody po pewnym czasie eksploatacji traci swą sprawność, ilość pozyskiwanej wody w jednostce czasu wyraźnie spada lub wręcz dalszy pobór wody staje się niemożliwy. W takich sytuacjach stosuje się wykonanie nowego ujęcia według technologii opisanej powyżej. Nie są znane metody regeneracji istniejących, niedrożnych ujęć.

Sposób według wynalazku polega na tym, że do rury filtrowej ujęcia infiltracyjnego wprowadza się urządzenie do regeneracji ujęcia, składające się z sondy pneumoimpulsowej, połączonej z generatorem sprężonego powietrza, znajdującego się na powierzchni. W wyniku podawania sprężonego powietrza o ciśnieniu 3 - 20 MPa akustyczna fala uderzeniowa, wytworzona w wyniku gwałtownego rozprężania powietrza, rozbija powstałe kolmatacje i inkrustacje zarówno w rurze filtrowej jak i w złożu filtracyjnym. Rozbite kolmatacje i inkrustacje usuwa się w procesie pompowania oczyszczającego. Tak zregenerowane ujęcie pozwala na osiągnięcie wydajności poboru wody na poziomie około 80% wydajności uzyskiwanej w nowo położonym ujęciu.

Urządzenie do regeneracji ujęć infiltracyjnych składa się z generatora sprężonego powietrza umieszczonego na powierzchni oraz połączonej z nim sondy pneumoimpulsowej. Sonda składa się z czterech korpusów połączonych ze sobą w następującej kolejności: korpusu z otworami wylotowymi, korpusu komory, korpusu suwaka oraz korpusu z wlotem powietrza. Wewnątrz korpusu z otworami wylotowymi, korpusu komory oraz korpusu suwaka znajduje się przesuwny tłok. Denko tłoka, przemieszczające się w korpusie z otworami wylotowymi jest ukształtowane w płaską powierzchnię. Wewnątrz części tłoka znajdującej się w korpusie suwaka i częściowo w korpusie komory znajduje się komora sterowania. W tej części tłok posiada średnicę zwiększającą się trójstopniowo w kierunku komory z otworami wylotowymi. Na zewnętrznej części tłoka, w obszarze korpusu suwaka znajdują się dwie uszczelki - uszczelka duża i uszczelka mała. Uszczelka mała znajduje się na drugim powiększeniu średnicy a uszczelka duża na trzecim powiększeniu średnicy. W korpusie suwaka znajduje się komora siłownika zamykającego, utworzona przez uszczelkę małą i uszczelkę dużą. Komora ta połączona jest z kapilarnym otworem, równoległym do osi urządzenia. W korpusie suwaka znajduje się otwór odpowietrzający oraz suwak rozdzielacza z otworem poprzecznym.

W począ tkowej fazie suwak rozdzielacza znajduje się w poł o ż eniu maksymalnie przesunię tym w kierunku wylotu powietrza. Powietrze pod wzrastają cym ciś nieniem przedostaje się do komory siłownika zamykającego poprzez otwór kapilarny powodując ruch tłoka w kierunku wlotu powietrza. Ruch tłoka powoduje ruch suwaka w tym samym kierunku i odsłonięcie otworu poprzecznego suwaka. Przez otwór ten powietrze przedostaje się do komory sterującej. Wzrasta ciśnienie w zamkniętej denkiem tłoka komorze oraz ponad tłokiem na jego większej średnicy, ograniczonej dużą uszczelką. Stopniowa zmiana warunków równowagi sił oddziałujących na tłok powoduje jego ruch w kierunku wylotu powietrza i odsłonięcie otworów wylotowych. Powietrze opuszcza sondę tworząc falę uderzeniową podobną do wybuchu. Sprężone powietrze napływające do wnętrza korpusu z wlotem powietrza przesuwa suwak rozdzielacza do położenia pierwotnego i cykl powtarza się.

Urządzenie według wynalazku zostało przedstawione na rysunku, na którym Fig. 1 przedstawia urządzenie w ujęciu schematycznym znajdujące się w rurze filtrującej pod dnem rzeki, Fig. 2 przedstawia przekrój podłużny sondy w pozycji wyjściowej, Fig. 3 przedstawia przekrój poprzeczny sondy w pozycji bezpośrednio przed uwolnieniem sprężonego powietrza a Fig. 4 przedstawia powiększenie części A sondy.

Urządzenie do regeneracji ujęć infiltracyjnych składało się z generatora sprężonego powietrza 4 umieszczonego na powierzchni oraz połączonej z nim sondy pneumoimpulsowej 2. Sonda 2 połączona była z generatorem 4 poprzez przewód 3. Sonda 2 umieszczona została pod dnem 7 rzeki 5 w drenie 1. Dren 1 znajdował się w wykonanej przy budowie ujęcia obsypce żwirowej 6. Sonda 2

PL 208 775 B1 składała się z czterech korpusów połączonych ze sobą w następującej kolejności: korpusu 13 z otworami wylotowymi 17, korpusu komory 9, korpusu suwaka 23 oraz korpusu wlotu powietrza 12 z wlotem powietrza 16. Wewnątrz korpusu 13 z otworami wylotowymi 17, korpusu komory 9 oraz korpusu suwaka 23 znajdował się przesuwny tłok 8. Denko 21 tłoka 8, przemieszczające się w korpusie 13 z otworami wylotowymi 17 było ukształtowane w płaską powierzchnię. Wewnątrz części tłoka 8 znajdującej się w korpusie suwaka 23 i częściowo w korpusie komory 9 znajdowała się komora sterowania 10. W tej części tłok 8 posiadał średnicę zwiększającą się trójstopniowo w kierunku komory 13 z otworami wylotowymi 17. Na zewnętrznej części tłoka 8, w obszarze korpusu suwaka 23 znajdowały się dwie uszczelki - uszczelka duża 15 i uszczelka mała 14. Uszczelka mała 14 znajdowała się na drugim powiększeniu średnicy tłoka 8 a uszczelka duża 15 na trzecim powiększeniu średnicy. W korpusie suwaka 23 znajdowała się komora siłownika zamykającego 19, utworzona przez uszczelkę małą 14 i uszczelkę dużą 15. Komora ta połączona była z kapilarnym otworem 18, równoległym do osi urządzenia. W korpusie suwaka 23 znajdował się otwór odpowietrzający 22 oraz suwak rozdzielacza 11 z otworem poprzecznym 20.

W początkowej fazie suwak rozdzielacza 11 znajdował się w położeniu maksymalnie przesuniętym w kierunku wylotu powietrza. Podawano sprężone powietrze pod zmiennym ciśnieniem 3-10 MPa. Powietrze pod wzrastającym ciśnieniem przedostawało się do komory siłownika zamykającego 19 poprzez otwór kapilarny 18 powodując ruch tłoka 8 w kierunku wlotu powietrza 16. Ruch tłoka 8 powodował ruch suwaka 11 w tym samym kierunku i odsłonięcie otworu poprzecznego suwaka 20. Przez otwór ten powietrze przedostawało się do komory sterującej 10. Wzrastało ciśnienie w zamkniętej denkiem 17 tłoka 8 komorze 9a oraz ponad tłokiem na jego większej średnicy, ograniczonej uszczelką dużą 15. Stopniowa zmiana warunków równowagi sił oddziałujących na tłok 8 powodowała jego ruch w kierunku wylotu powietrza i odsłonięcie otworów wylotowych 17. Powietrze opuszczało sondę 2 tworząc falę uderzeniową podobną do wybuchu. Sprężone powietrze napływające do wnętrza korpusu z wlotem powietrza 12 przesuwało suwak rozdzielacza 11 do położenia pierwotnego i cykl powtarzano przez 3 dni po czym prowadzono płukanie przez 4 dni.

Próba poligonowa wykazała wydajność zregenerowanego ujęcia na poziomie 80% wydajności próbnego, nowo położonego drenu.

Claims (2)

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób regeneracji ujęć infiltracyjnych, znamienny tym, że do rury filtrowej ujęcia infiltracyjnego wprowadza się urządzenie do regeneracji ujęcia, składające się z sondy pneumoimpulsowęj, połączonej z generatorem sprężonego powietrza, znajdującego się na powierzchni w wyniku podawania sprężonego powietrza o ciśnieniu 3-20 MPa wytwarza się w wyniku gwałtownego rozprężania powietrza falę uderzeniową, rozbija powstałe kolmatacje i inkrustacje zarówno w rurze filtrowej jak i w obsypce żwirowej, następnie rozbite kolmatacje i inkrustacje usuwa się w procesie pompowania oczyszczającego.

2. Urządzenie do regeneracji ujęć infiltracyjnych, znamienne tym, że składa się z generatora sprężonego powietrza 4 umieszczonego na powierzchni oraz połączonej z nim sondy pneumoimpulsowej 2, przy czym sonda 2 połączona jest z generatorem 4 poprzez przewód 3 a sonda 2 składa się z czterech korpusów połączonych ze sobą w następującej kolejności: korpusu 13 z otworami wylotowymi 17, korpusu komory 9, korpusu suwaka 23 oraz korpusu wlotu powietrza 12 z wlotem powietrza 16, przy czym wewnątrz korpusu 13 z otworami wylotowymi 17, korpusu komory 9 oraz korpusu suwaka 23 znajduje się przesuwny tłok 8, którego denko 21, przemieszczające się w korpusie 13 z otworami wylotowymi 17 jest ukształtowane w płaską powierzchnię a równocześnie wewnątrz części tłoka 8 znajdującej się w korpusie suwaka 23 i częściowo w korpusie komory 9 znajduje się komora sterowania 10 i w tej części tłok 8 posiada średnicę zwiększającą się trójstopniowo w kierunku komory 13 z otworami wylotowymi 17, natomiast na zewnętrznej części tłoka 8, w obszarze korpusu suwaka 23 znajdują się dwie uszczelki - uszczelka duża 15 i uszczelka mała 14, przy czym uszczelka mała 14 znajduje się na drugim powiększeniu średnicy tłoka 8 a uszczelka duża 15 na trzecim powiększeniu średnicy, natomiast w korpusie suwaka 23 znajduje się komora siłownika zamykającego 19, utworzona przez uszczelkę małą 14 i uszczelkę dużą 15 a komora ta połączona jest z kapilarnym otworem 18, równoległym do osi urządzenia i równocześnie w korpusie suwaka 23 znajduje się otwór odpowietrzający 22 oraz suwak rozdzielacza 11 z otworem poprzecznym 20.