RU221047U1 - Устройство для удаления цианобактерий с поверхности водоёма - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к очистке и поддержанию в надлежащем состоянии поверхности открытых водоемов, а именно к устройствам для удаления цианобактерий. Устройство содержит закольцованную конвейерную ленту 3 с приводом 4, на которой установлены устройства захвата цианобактерий, а также приспособление 5 для очистки устройства захвата. Каждое устройство захвата выполнено в виде щетки 6, основание 7 которой связано с конвейерной лентой 3, а волосяная часть 8 обращена от конвейерной ленты 3. При этом основание 7 каждой щетки 6 образовано преимущественно отдельным элементом, соединенным с конвейерной лентой 3, в другом варианте основание 7 каждой щетки 6 может быть выполнено заедино с конвейерной лентой 3. Приспособление 5 для очистки щеток 6 образовано предпочтительно скребком 9, контактная кромка 10 которого выполнена взаимодействующей с волосяной частью 8 каждой щетки 6 с возможностью упругого изгиба волосяной части 8 и последующего возврата в первоначальное положение. При этом контактная кромка 10 скребка 9 может быть выполнена ровной или рельефной и может быть отогнута навстречу перемещающимся на конвейерной ленте 3 щеткам 6. 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Полезная модель относится к очистке и поддержанию в надлежащем состоянии поверхности открытых водоемов, а именно к устройствам для удаления цианобактерий.

Загрязнение рек и озер в результате сброса отходов промышленного производства и стока с полей вод, насыщенных сельскохозяйственными удобрениями, являются причинами вспышек активного роста цианобактерий, известных также как сине-зеленые водоросли. Наличие на поверхности водоема значительного объема цианобактерий может создавать неудобства в использовании водных ресурсов и может также угрожать разнообразию или изобилию местных видов флоры и фауны, наносить ущерб экологической устойчивости водоема и ставить под угрозу коммерческую, сельскохозяйственную, аквакультурную и рекреационную деятельность на водоеме.

Наиболее естественным и экологически безопасным способом удаления цианобактерий с поверхности водоема является их механический забор тем или иным устройством и размещение вне водной среды с последующей переработкой в том или ином виде (сушка для использования в комбикормах, переработка в реакторе на биоудобрения, переработка в биотопливо и т.д.).

Известно устройство ленточного типа для ловли цианобактерий, описанное в заявке КНР на изобретение №101824815 А (публ.08.09.2010 г.).

Устройство для ловли цианобактерий использует фильтрующие желоба в виде черпаков, установленные на трансмиссионном замкнутом ремне. Цианобактерии в фильтрующем желобе обезвоживаются через фильтр под действием силы тяжести и вибрации, осуществляемой дополнительным виброагрегатом. Под действием силы тяжести при опрокидывании желоба цианобактерии отделяются от фильтра и под действием силы инерции и вибрации отделенные и обезвоженные цианобактерии попадают в резервуар для сбора водорослей. Устройство для ловли водорослей может быть установлено на берегах озер, рек, водохранилищ, парков и озер, а также на судах для мобильного использования.

Недостатком описанного устройства является необходимость частого обслуживания (очистки, замены) фильтра или фильтрующего желоба в целом, поскольку цианобактерии концентрируются в желеобразную массу, которую невозможно отфильтровать и полностью удалить из желоба.

Из патента Российской Федерации на изобретение №2596017 С1 (публ. 27.08.2016 г.) известен агрегат для очистки водоемов от водорослей.

Агрегат содержит плавсредство, приспособления для забора воды с водорослями, транспортер и контейнер для сбора водорослей. На каждой стороне плавсредства установлен транспортер с бесконечно-замкнутым контуром цепи, на которой шарнирно закреплены ковши-черпалки с сетчатой поверхностью по их периметру. Шарнирное соединение расположено в пределах 1/3 длины основания ковша, а его передняя часть - меньшая по размеру, служит упором при переходе ковшей от поступательного движения во вращательное в концевой части транспортера. При этом шнек, обеспечивающий подачу водорослей от двух транспортеров в один общий контейнер, выполнен с двухсторонней навивкой витков спирали.

Конструктивные особенности транспортера позволяют в процессе работы обеспечивать захват смеси воды с водорослями, а при углублении транспортера до поверхности дна водоема захватывать опустившиеся на дно остатки водорослей, служащих активным источником их размножения. Проблематичным моментом в случае очистки водоемов от цианобактерий остается способность сетчатых ковшей донести захваченную смесь воды с цианобактериями до приемной части шнека, поскольку цианобактерии, имеющие небольшие размеры, проскальзывают через ячейки сетчатых ковшей.

В патенте США на изобретение №7958705 В1 (публ. 14.06.2011 г.) описан водный аппарат для сбора растительности.

Водный аппарат представляет собой самоходное судно с устройствами сбора и переработки растительности с поверхности водоема. Устройство сбора растительности выполнено в виде бесконечной конвейерной ленты, проходящей через ролики холостого хода и приводной ролик. В некоторых вариантах осуществления несколько несущих панелей могут проходить наружу от конвейерной ленты с разнесенными интервалами относительно друг друга.

Описанное устройство сбора недостаточно эффективно очищает поверхность водоема, в частности от цианобактерий, которые вместе с водой будут сливаться обратно по наклонной конвейерной ленте.

Известно устройство очистки водной поверхности от сине-зеленых водорослей (цианобактерий), описанное в патенте КНР на полезную модель №202323910 U (публ. 11.07.2012 г.).

Устройство очистки может быть установлено на судне и приводиться в движение судном, и может выполнять функцию очистки водоема от цианобактерий во время плавания судна. Составной частью устройства очистки является устройство сбора и передачи цианобактерий с поверхности воды.

Устройство сбора и передачи состоит из нескольких транспортировочных колес передачи и ремня передачи с поперечными перегородками. Колеса имеют большой радиус на обоих концах и небольшой радиус в середине. На поверхности конвейерной ленты имеется множество параллельных друг другу перегородок, находящихся только в средней части соответствующего транспортировочного колеса, чтобы предотвратить столкновение перегородки с транспортировочным колесом. Каждая перегородка в верхней части снабжена отгибом в направлении перемещения ремня. Ремень передачи и перегородки имеют отверстия для утечки воды, которые могут пропускать воду без цианобактерий.

После того, как ремень погружен в воду и затем покидает поверхность воды, цианобактерии прикрепляются к ремню благодаря адгезивности цианобактерий, и перегородки предотвращает скольжение цианобактерий вниз. Ремень передачи в своей части, находящейся над сборной емкостью, промывается водой, распыляемой из трубки, и цианобактерии попадают в сборную емкость.

Конструкция такого устройства сбора и передачи усложнена наличием нескольких дополнительных колес, формирующих изменение направления перемещения ремня передачи в его верхней части для промывания водой, а также необходимостью наличия устройства промывания.

Наиболее близким техническим решением, взятым за прототип, является оборудование для утилизации сине-зеленых водорослей, описанное в заявке КНР на изобретение №109339012 А (публ. 15.02.2019 г.).

Оборудование для утилизации сине-зеленых водорослей (цианобактерий) установлено на судне и выполняет функцию очистки водоема от цианобактерий во время плавания судна. Составной частью оборудования является устройство сбора и передачи цианобактерий с поверхности воды.

Устройство сбора и передачи цианобактерий выполнено в виде закольцованной конвейерной ленты, установленной наклонно на носу судна и погруженной нижней частью в воду. Конвейерная лента смонтирована на нескольких роликах, верхний из которых является ведущим. На наружной поверхности конвейерной ленты образованы отверстия для удаления воды. На внешней поверхности конвейерной ленты неподвижно установлены поперечные перегородки в виде сетки из нержавеющей стали, имеющей форму дуги, ячейки которой позволяют удалять воду, смешанную с цианобактериями, во время процесса их переноса, уменьшая пространство, занимаемое цианобактериями, и уменьшая количество чисток ленты и перегородок от цианобактерий.

Поднятые из воды цианобактерии сбрасываются в промежуточный бункер, откуда подаются шнековым механизмом в накопитель, по пути подвергаясь дополнительному обезвоживанию через отверстия кожуха подъемного шнека.

Технической проблемой описанного технического решения является недостаточная эффективность сбора и передачи цианобактерий сеткой из нержавеющей стали, поскольку адгезия цианобактерий и стали невелика, а сетчатое исполнение перегородок приводит к вытеканию цианобактерий вместе с водой.

Техническим результатом полезной модели является создание устройства для удаления цианобактерий с поверхности водоема, обладающего повышенными адгезионными свойствами в отношении цианобактерий, и снабженного приспособлением для очистки устройства захвата цианобактерий.

Приведенная совокупность признаков в сравнении с известным уровнем техники позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения условию патентоспособности «новизна». В то же время, заявляемое техническое решение применимо в конструкции устройств для удаления цианобактерий с поверхности водоема, поэтому оно соответствует условию "промышленная применимость".

Заявляемая полезная модель представлена на следующих рисунках.

На фиг.1 показано устройство для удаления цианобактерий с поверхности водоема, где основание каждой щетки образовано отдельным элементом, соединенным с конвейерной лентой.

На фиг.2 изображено устройство для удаления цианобактерий с поверхности водоема, где основание каждой щетки выполнено заедино с конвейерной лентой.

На фиг.3 представлен скребок с ровной кромкой.

На фиг.4 приведен скребок с рельефной кромкой.

Устройство для удаления цианобактерий с поверхности водоема выполнено предпочтительно в виде подвижного судна 1, самоходного или буксируемого, с емкостью 2 для сбора цианобактерий. Судно 1 содержит закольцованную конвейерную ленту 3 с приводом 4, на которой установлены устройства захвата цианобактерий, а также приспособление 5 для очистки устройства захвата. Устройства захвата цианобактерий могут быть установлены поперек конвейерной ленты 3 или под углом к направлению перемещения конвейерной ленты 3. Каждое устройство захвата выполнено в виде щетки 6, основание 7 которой связано с конвейерной лентой 3, а волосяная часть 8 обращена от конвейерной ленты 3. При этом основание 7 каждой щетки 6 образовано преимущественно отдельным элементом, соединенным с конвейерной лентой 3 (фиг.1), в другом варианте (фиг.2) основание 7 каждой щетки 6 может быть выполнено заедино с конвейерной лентой 3. Волосяная часть 8 каждой щетки 6 выполнена, как правило, из упругих волокон длиной 5-50 мм. Приспособление 5 для очистки щеток 6 образовано предпочтительно скребком 9, контактная кромка 10 которого выполнена взаимодействующей с волосяной частью 8 каждой щетки 6 с возможностью упругого изгиба волосяной части 8 и последующего возврата в первоначальное положение. При этом контактная кромка 10 скребка 9 может быть выполнена ровной (фиг.3) или рельефной (фиг.4). Также контактная кромка 10 скребка 9 может быть отогнута навстречу перемещающимся на конвейерной ленте 3 щеткам 6.

Судно 1 с устройством для удаления цианобактерий с поверхности водоема располагают в зоне водоема с повышенной концентрацией цианобактерий. Привод 4 известным образом, например, с помощью двигателя внутреннего сгорания или электродвигателя с редуктором, приводит в движение закольцованную конвейерную ленту 3, край 11 которой опущен в воду ниже уровня ее поверхности 12 так, что при движении конвейерной ленты 3 щетки 6 подходят к слою цианобактерий снизу и своей волосяной частью 8, поднимающейся вверх, подхватывают фрагменты колонии цианобактерий. Цианобактерии удерживаются волокнами волосяной части 8 щетки 6 за счет адгезии (прилипания) жидкого тела к множеству расположенных рядом друг с другом твердых тел. При движении конвейерной ленты 3 вверх происходит частичный отток воды от цианобактерий через волосяную часть 8 щетки 6. Пройдя верхний уровень конвейерной ленты 3, каждая щетка 6 переворачивается волосяной частью 8 вниз, сбрасывая часть цианобактерий на поверхность 13 скребка 9, который выполняет функции сбора и передачи цианобактерий в емкость 2 для их накопления. При этом кромка 10 скребка 9 расположена около конвейерной ленты 3 таким образом, что волокна волосяной части 8 щетки 6 при перемещении конвейерной ленты упираются в кромку 10 скребка 9, упруго изгибаются и снимают оставшиеся цианобактерии в скребок 9 при перемещении волокон в контакте с кромкой 10 скребка 9. Очищенные волокна волосяной части 8 щетки 6 выпрямляются, выйдя из контакта с кромкой 10 скребка 9. Движущаяся конвейерная лента 3 опускает щетку 6 в воду ниже уровня ее поверхности 12 и цикл работы повторяется.

Следует отметить, что вышеупомянутые варианты осуществления иллюстрируют, а не ограничивают полезную модель, и что специалисты в данной области техники будут способны разработать множество альтернативных вариантов осуществления без отступления от объема приложенной формулы полезной модели. Сам по себе тот факт, что определенные критерии перечислены во взаимно различных зависимых пунктах формулы полезной модели, не указывает, что комбинация этих критериев не может быть использована для получения положительного эффекта.

Claims (10)

1. Устройство для удаления цианобактерий с поверхности водоема, содержащее закольцованную конвейерную ленту с приводом, на которой установлены устройства захвата цианобактерий, а также снабженное приспособлением для очистки устройства захвата, отличающееся тем, что каждое устройство захвата выполнено в виде щетки, основание которой соединено с конвейерной лентой, а волосяная часть обращена от конвейерной ленты.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно выполнено в виде подвижного судна с емкостью для сбора цианобактерий.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что устройства захвата цианобактерий установлены поперек конвейерной ленты.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что устройства захвата цианобактерий установлены под углом к направлению перемещения конвейерной ленты.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что основание каждой щетки образовано отдельным элементом, соединенным с конвейерной лентой.

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что основание каждой щетки выполнено заедино с конвейерной лентой.

7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что волосяная часть каждой щетки выполнена из упругих волокон длиной 5-50 мм.

8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что приспособление для очистки щеток образовано скребком, контактная кромка которого выполнена взаимодействующей с волосяной частью каждой щетки с возможностью упругого изгиба волосяной части и последующего возврата в первоначальное положение.

9. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что контактная кромка скребка выполнена ровной.

10. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что контактная кромка скребка выполнена рельефной.