RU2209892C1

RU2209892C1 - Device for washing off impurities from filtering surface

Info

Publication number: RU2209892C1
Application number: RU2001131961/03A
Authority: RU
Inventors: Г.В. Викторов; Н.С. Кобелев
Original assignee: Курский государственный технический университет
Priority date: 2001-11-26
Filing date: 2001-11-26
Publication date: 2003-08-10

Abstract

FIELD: service and drinking water supply systems. SUBSTANCE: invention relates to regeneration of filtering surfaces of seepage structures. Proposed device for washing off impurities from filtering surface contains drive and ripper made in form of flat geared inclined knife with stagger inclined pressure-head shield mounted over knife. Screw-like grooves are made on inner surface of said shield, changing into spirals before first posts in direction of flow of contaminated layer. Cutting edge of flat geared inclined knife is made in form of semi-spiral grooves with sharp edges pointed to center, and on its inner surface curvilinear spiral-like guides are made. EFFECT: improved efficiency of washing off impurities from filtering surface. 4 dwg

Description

Изобретение относится к хозяйственно-питьевому водоснабжению, а именно к регенерации фильтрующей поверхности инфильтрационных сооружений. The invention relates to drinking water supply, in particular to the regeneration of the filtering surface of the infiltration facilities.

Известно устройство для смыва загрязнений с фильтрующей поверхности (см. а. с. 901923, МКИ Е 03 В 3/00, В 3/40, БИ 4, 1982), содержащее привод и рыхлитель, выполненный в виде плоского зубчатого наклонного ножа с размещенным над ним подпорным щитом и вертикальными стойками, установленными между ножом и щитом в шахматном порядке. A device for washing away contaminants from a filtering surface (see A. p. 901923, MKI E 03 3/00, 3/40, BI 4, 1982), comprising a drive and a cultivator made in the form of a flat serrated inclined knife with placed above it is a retaining shield and vertical posts installed between the knife and the shield in a checkerboard pattern.

Недостатком данного устройства является образование застойных зон в районе пограничного слоя вертикальных стоек и внутренней стенки наклонного щита, что значительно снижает эффективность работы инфильтрационного сооружения. The disadvantage of this device is the formation of stagnant zones in the region of the boundary layer of vertical struts and the inner wall of the inclined shield, which significantly reduces the efficiency of the infiltration structure.

Известно устройство для смыва загрязнений с фильтрующей поверхности (см. патент РФ 2130999, МПК Е 03 В 3/00, 3/40, БИ 15, 1999), содержащее привод и рыхлитель, выполненный в виде плоского зубчатого наклонного ножа с размещенным над ним наклонным подпорным щитом и вертикальными стойками, установленными между ножом и щитом в шахматном порядке, на внутренней поверхности наклонного подпорного щита предусмотрены винтообразные канавки, переходящие в спиралевидную форму перед первыми стойками по ходу движения загрязненного слоя. A device for washing away contaminants from a filter surface (see RF patent 2130999, IPC E 03 B 3/00, 3/40, BI 15, 1999), comprising a drive and a cultivator made in the form of a flat serrated inclined knife with an inclined knife a retaining shield and vertical posts installed between the knife and the shield in a checkerboard pattern, on the inner surface of the inclined retaining board there are screw-like grooves that become spiral in front of the first posts in the direction of travel of the contaminated layer.

Недостатком данного устройства является незначительное повышение эффективности смыва загрязнений из-за малой скорости резания и перемещения их. The disadvantage of this device is a slight increase in the efficiency of flushing contaminants due to the low cutting speed and moving them.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение эффективности смыва загрязнений с фильтрующей поверхности за счет выполнения режущей кромки плоского зубчатого наклонного ножа в виде полуспиралевидных канавок с острыми краями, направленными к центру, а на его внутренней поверхности предусмотрены криволинейные спиралевидные направляющие. The technical problem to which the invention is directed is to increase the efficiency of washing away contaminants from the filter surface by making the cutting edge of a flat serrated inclined knife in the form of half-spiral grooves with sharp edges directed toward the center, and curved spiral guides are provided on its inner surface.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для смыва загрязнений с фильтрующей поверхности, содержащем привод и рыхлитель, выполненный в виде плоского зубчатого наклонного ножа с размещенным над ним наклонным подпорным щитом и вертикальными стойками, установленными между ножом и щитом в шахматном порядке, на внутренней поверхности наклонного подпорного щита предусмотрены винтообразные канавки, переходящие в спиралевидную форму перед первыми стойками по ходу движения загрязненного слоя, режущая кромка плоского зубчатого наклонного ножа выполнена в виде полуспиралевидных канавок c острыми краями, направленными к центру, а на его внутренней поверхности предусмотрены криволинейные спиралевидные направляющие. The technical result is achieved in that in a device for washing away contaminants from a filter surface containing a drive and a cultivator made in the form of a flat serrated inclined knife with an inclined retaining shield placed over it and vertical posts installed in a checkerboard pattern between the knife and the shield on the inner surface the inclined retaining shield provides helical grooves, spiraling in front of the first racks along the course of the movement of the contaminated layer, the cutting edge of the flat gear inclined blade is in the form of grooves poluspiralevidnyh c sharp edges directed towards the center, and on its inner surface provided curvilinear spiral guides.

На фиг. 1 проведен план устройства для смыва загрязнений с фильтрующей поверхности, на фиг. 2 - вид А-А, поперечный его разрез, на фиг. 3 - вид Б-Б, продольный разрез, а на фиг. 4 - схема спиралевидных направляющих. In FIG. 1 is a plan of a device for washing away contaminants from a filter surface, FIG. 2 is a view AA, a transverse section thereof, in FIG. 3 is a view BB, a longitudinal section, and in FIG. 4 is a diagram of spiral guides.

Устройство состоит из подрезающего плоского зубчатого наклонного ножа 1, наклонного подпорного щита 2, соединенных между собой при помощи расположенных в шахматном порядке вертикальных стоек 3. В толще фильтрующей загрузки 4 заложены перфорированные трубы 5 водозаборного сооружения. На внутренней поверхности наклонного подпорного щита 2 предусмотрены винтообразные канавки 6, переходящие в спиралевидную форму 7 перед первыми стойками 3 по ходу движения загрязненного слоя. Режущая кромка 8 плоского зубчатого наклонного ножа 1 выполнена в виде полуспиралевидных канавок 9 и 10 с острыми краями, направленными к центру, а на его внутренней поверхности предусмотрены криволинейные спиралевидные направляющие 11. The device consists of a cutting flat gear inclined knife 1, an inclined retaining shield 2, interconnected using staggered vertical posts 3. In the thickness of the filter load 4, perforated pipes 5 of the intake structure are laid. On the inner surface of the inclined retaining shield 2 there are screw-shaped grooves 6 turning into a spiral shape 7 in front of the first posts 3 in the direction of travel of the contaminated layer. The cutting edge 8 of the flat serrated inclined knife 1 is made in the form of half-spiral grooves 9 and 10 with sharp edges directed to the center, and curved spiral guides 11 are provided on its inner surface.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. The proposed device operates as follows.

Загрязненный слой обсыпки на требуемую глубину подрезают ножом 1. Верхний наклонный щит 2 способствует возрастанию скорости прохождения водного потока через зазор между щитом 2 и подрезающим ножом 1, который проносит срезанный слой обсыпки через вертикальные стойки 3, шахматное расположение которых способствует лучшему взрыхлению накопившихся в обсыпке загрязнений в турбулентном потоке, который возникает при прохождении воды через щелевой зазор устройства с вертикальными стойками 3. Илистые частицы уносятся за пределы зоны фильтрации, а более крупные фракции обсыпки оседают сразу же за устройством. Таким образом происходит гидравлическая регенерация закольматированного слоя фильтрующей обсыпки с одновременным ее рыхлением. Предусмотренные на внутренней поверхности наклонного подпорного щита 2 винтообразные канавки 6, переходящие в спиралевидную форму 7 перед первыми стойками 3, закручивают за счет скоростного напора поток воды вместе с частицами загрязнений. Частицы загрязнений вызывают закупорку пор фильтрующей поверхности по ходу движения загрязненного потока воды на внутренней поверхности наклонного подпорного щита 2 и вертикальных стоек 3 перед застойными зонами. Загрязненный поток воды с частицами загрязнений создает винтовые шнуры, которые отбрасывают частицы загрязнений за пределы фильтрующей зоны, образуя обратный фильтр из более крупных частиц как за вертикальными стойками 3, так и между ними в поперечном направлении к движению потока. Круглая форма способствует образованию застойных зон в районе вертикальных стоек 3. Частицы песка, проходя через винтообразные канавки 6, оттираясь между собой в винтообразном потоке, освобождаются от илистых сцементировавшихся частиц и становятся обладающими к фильтрации способностью длительное время, увеличивая размеры пор и тем самым продолжительность фильтроцикла и уменьшая число регераций. The contaminated dusting layer is cut to the required depth with knife 1. The upper inclined shield 2 contributes to an increase in the water flow through the gap between the shield 2 and the cutting knife 1, which carries the cut dusting layer through the vertical posts 3, whose staggered arrangement contributes to better loosening of the accumulated dirt in the dusting in a turbulent flow that occurs when water passes through the slotted gap of a device with vertical struts 3. Silty particles are carried outside the filtration zone, and larger fractions of the dust settle immediately behind the device. Thus, hydraulic regeneration of the stained layer of the filtering dusting occurs with its simultaneous loosening. The helical grooves 6 provided on the inner surface of the inclined retaining shield 2, turning into a spiral shape 7 in front of the first posts 3, spin the water flow together with the particles of pollution due to the high-pressure head. Particles of contamination cause clogging of the pores of the filtering surface in the direction of the contaminated water flow on the inner surface of the inclined retaining shield 2 and vertical posts 3 in front of the stagnant zones. A contaminated stream of water with particles of contamination creates screw cords that throw particles of contaminants outside the filter zone, forming an inverse filter of larger particles both behind the vertical posts 3, and between them in the transverse direction to the movement of the stream. The round shape contributes to the formation of stagnant zones in the area of the vertical struts 3. Sand particles passing through the helical grooves 6, rubbed together in a helical flow, are freed from silty cemented particles and become capable of filtering for a long time, increasing the pore size and thereby the duration of the filter cycle and reducing the number of regenerations.

Режущая кромка 8 плоского зубчатого наклонного ножа 1, выполненная в виде полуспиралевидных канавок 9 и 10, острые края которых направлены к центру, позволяет без лишних усилий со стороны привода срезать толщу загрязнений, транспортировать к центральной части ножа 1, а спиралевидные направляющие 11 на его внутренней поверхности в полном объеме захватывают взрыхленные загрязнения и направляют их к щелевому зазору в завихренном состоянии, где процесс закрутки интерференцируется за счет действия винтообразных канавок 6, расположенных на внутренней поверхности наклонного подпорного щита 2, и они в виде вихревых шнуров и шлейфа выбрасываются за пределы устройства, где и рассеиваются в водном потоке. При этом снижаются энергозатраты за счет эффективного срезания загрязнений ножом 1, снижения гидравлических сопротивлений на его наклонной поверхности пульпы, потребляемых приводом. Кроме того, винтообразное, волновое движение воды с частицами загрязнений в виде пульпы, а особенно сцементированного с илистыми за счет центробежных и вибрационных сил, имея плотность, большую чем вода, создает также вибрацию наклонного подпорного щита 2 как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях. Кроме того, закрученные в винтообразных канавках 6, переходящих в спиралевидную форму 7 и в спиралевидных направляющих 11, частицы песка, имея большую плотность, чем вода, приобретают кинетическую энергию и динамически воздействуют на продукты загрязнения в застойных зонах, а создавая обратную волну, способствуют взрыхлению загрязнений, как абразив под плоским зубчатым наклонным ножом 1, отражаясь от зазоpa установки из-за малого его выходного сечения, и созданию обратного фильтра из крупных песчаных частиц. The cutting edge 8 of the flat serrated inclined knife 1, made in the form of half-spiral grooves 9 and 10, the sharp edges of which are directed to the center, allows to cut away the thickness of contaminants from the drive side without unnecessary efforts, transport it to the central part of the knife 1, and the spiral guides 11 on its inner surfaces in full capture loosened contaminants and direct them to the crevice gap in a swirling state, where the spin process is interfered by the action of helical grooves 6 located on the inside enney inclined surface retaining panel 2, and they are in the form of cords and vortex trail ejected outside the apparatus, where dispersed in water flow. At the same time, energy costs are reduced due to the effective cutting of contaminants with knife 1, reduction of hydraulic resistance on its inclined surface of the pulp consumed by the drive. In addition, the helical, wave movement of water with particles of contaminants in the form of pulp, and especially cemented with silty due to centrifugal and vibrational forces, having a density greater than water, also creates a vibration of the inclined retaining shield 2 both in vertical and horizontal directions . In addition, particles of sand, twisted in helical grooves 6, turning into a spiral form 7 and in a helical guide 11, have a higher density than water, acquire kinetic energy and dynamically act on pollution products in stagnant zones, and by creating a backward wave, they contribute to loosening contaminations, like an abrasive under a flat serrated inclined knife 1, reflected from the installation gap due to its small output section, and the creation of a return filter from large sand particles.

Предлагаемое устройство для смыва загрязнений с фильтрующей поверхности осуществляет гидравлическую регенерацию фильтрующей поверхности в сочетании с механическими воздействиями на толщу загрязненного слоя, используя центробежные и вибрационные силы за счет закрутки потока воды с пульпой, снижает энергозатраты и повышает производительность водозаборных сооружений за счет интенсификации каптажа воды перфорированными трубами. The proposed device for washing away contaminants from the filtering surface carries out hydraulic regeneration of the filtering surface in combination with mechanical stresses on the thickness of the contaminated layer using centrifugal and vibrational forces due to swirling the flow of water with the pulp, reduces energy consumption and increases the productivity of water intake structures due to the intensification of water collection by perforated pipes .

Оригинальность предлагаемого технического решения заключается в использовании гидродинамических, механических, центробежных и вибрационных сил при помощи винтообразных канавок, переходящих в спиралевидную форму и спиралевидных направляющих для повышения эффективности смыва загрязнений с фильтрующей поверхности, приводящей к повышению производительности водозаборных сооружений и показателей качества воды, подаваемой потребителям. The originality of the proposed technical solution consists in the use of hydrodynamic, mechanical, centrifugal and vibrational forces with the help of helical grooves turning into a spiral shape and spiral guides to increase the efficiency of washing off contaminants from the filter surface, leading to an increase in the productivity of water intake structures and water quality indicators supplied to consumers.

Claims

A device for washing away contaminants from the filtering surface, comprising a drive and a cultivator made in the form of a flat serrated inclined knife with an inclined retaining plate placed above it and vertical posts installed in a checkerboard pattern between the knife and the shield, helical grooves are provided on the inner surface of the inclined retaining plate, turning into a spiral shape in front of the first racks along the course of the movement of the contaminated layer, characterized in that the cutting edge of the flat serrated inclined knife is made ene as poluspiralevidnyh grooves with sharp edges toward the center, and on its inner surface provided curved spiral guides.