RU2334047C2 - Устройство для сброса и регулирования глубины забора воды из отстойника - Google Patents

Устройство для сброса и регулирования глубины забора воды из отстойника Download PDF

Info

Publication number
RU2334047C2
RU2334047C2 RU2006102740/03A RU2006102740A RU2334047C2 RU 2334047 C2 RU2334047 C2 RU 2334047C2 RU 2006102740/03 A RU2006102740/03 A RU 2006102740/03A RU 2006102740 A RU2006102740 A RU 2006102740A RU 2334047 C2 RU2334047 C2 RU 2334047C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
external
channel
channels
depth
Prior art date
Application number
RU2006102740/03A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2006102740A (ru
Inventor
Василий Витаутасович Сенкус (RU)
Василий Витаутасович Сенкус
Сергей Григорьевич Фомичев (RU)
Сергей Григорьевич Фомичев
Витаутас Валентинович Сенкус (RU)
Витаутас Валентинович Сенкус
Богдан Михайлович Стефанюк (RU)
Богдан Михайлович Стефанюк
Валентин Витаутасович Сенкус (RU)
Валентин Витаутасович Сенкус
Original Assignee
Василий Витаутасович Сенкус
Сергей Григорьевич Фомичев
Витаутас Валентинович Сенкус
Богдан Михайлович Стефанюк
Валентин Витаутасович Сенкус
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Василий Витаутасович Сенкус, Сергей Григорьевич Фомичев, Витаутас Валентинович Сенкус, Богдан Михайлович Стефанюк, Валентин Витаутасович Сенкус filed Critical Василий Витаутасович Сенкус
Priority to RU2006102740/03A priority Critical patent/RU2334047C2/ru
Publication of RU2006102740A publication Critical patent/RU2006102740A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2334047C2 publication Critical patent/RU2334047C2/ru

Links

Landscapes

  • Safety Valves (AREA)
  • Pipeline Systems (AREA)

Abstract

Изобретение относится к гидравлическим устройствам и может быть использовано для сброса воды из водоемов, отстойников и водосборников. Устройство для сброса и регулирования глубины забора воды из отстойника включает отводящие вертикальный и горизонтальный каналы, задвижку и водобойный колодец. Для регулирования глубины забора воды отводящий вертикальный канал закрыт внешним цилиндром, образующим дополнительный отводящий внешний канал, перемещаемый по высоте, верхний конец которого находится над уровнем воды в отстойнике и через отверстие сообщается с атмосферой. Устройство имеет винтовой привод для перемещения внешнего цилиндра по высоте, на нижней кромке которого закреплена реборда, ликвидирующая декомпрессионную воронку при перетоке воды в отводящий внешний канал. Отверстие для сообщения с атмосферой защищено от загрязнения и замерзания. Приведены зависимости, по которым рассчитываются конструктивные геометрические параметры устройства, отводящих вертикального и внешнего каналов с учетом притока воды в отстойник и регулируемой глубины погружения внешнего цилиндра в отстойник. При нецилиндрических формах каналов их размеры должны соответствовать гидравлическим радиусам, равным гидравлическим радиусам цилиндрических форм каналов. Устройство обеспечивает сброс воды из средних слоев отстойника, которые не загрязнены плавающими веществами, например маслами. 1 ил.

Description

Изобретение относится к гидравлическим устройством и может быть использовано для сброса воды из отстойников, водоемов и водосборников.
Эффективность использования отстойников для очистки воды зависит от глубины забора воды из него для сброса во внешние водоемы, что объясняется расслоением воды по температурным градиентам и разделением загрязнения по компонентам с разной плотностью. Забор воды с поверхности отстойников позволяет сбрасывать загрязнения с плотностью ниже плотности воды (нефтепродукты, плавающие предметы, лед и др. взвешенные частицы), а при заборе воды у дна водоема образуются подводные течения, которые увлекают на сброс осевший шлам.
Анализ существующих способов и средств сброса воды свидетельствует о необходимости разработки устройств для экологически чистого сброса воды во внешние водоемы, который можно решить путем забора воды из промежуточного слоя по глубине отстойника, отвечающей требованиям экологической безопасности.
Известен трубчатый водосброс [1], включающий воронку, горизонтально расположенную трубу, задвижку и водобойный колодец.
Недостатками трубчатого водоспуска является забор воды у поверхности, где могут находиться масленые пятна и вещества с плотностью ниже плотности воды, или у дна водоема, где образуется депрессионная воронка, засасывающая шлам со дна отстойника.
Известен шахтный водосброс [2], включающий водосливную воронку, вертикальную шахту, отводящий туннель, водобойный колодец.
Недостатками являются сброс воды верхнего уровня, образование депрессионной воронки, отсутствие регулирования объема сброса воды.
Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является устройство для сброса и регулирования глубины забора воды из гидротехнических сооружений [3], включающее отводящие вертикальный и горизонтальный каналы, причем для регулирования глубины забора воды отводящий вертикальный канал закрыт образующим дополнительный отводящий внешний канал и перемещающимся по высоте внешним цилиндром, верхний конец которого находится над уровнем воды в отстойнике, закрыт и сообщается с атмосферой через отверстие.
Недостатками устройства являются незащищенность от депрессионной воронки, захватывающей поверхностный слой воды отстойника, отсутствие плавного винтового привода для регулирования сброса воды.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение экологической безопасности внешних водоемов за счет сброса потока из экологически чистых слоев воды в отстойнике по неразмываемым каналам.
Поставленная задача достигается тем, что устройство для сброса и регулирования глубины забора воды из отстойника, включающее отводящий вертикальный и горизонтальный каналы, задвижку и водобойный колодец, причем для регулирования глубины забора воды отводящий вертикальный канал закрыт внешним цилиндром, образующим дополнительный отводящий внешний канал, перемещаемый по высоте, верхний конец которого находится над уровнем воды в отстойнике и через отверстие сообщается с атмосферой, отличающееся тем, что устройство имеет винтовой привод для перемещения внешнего цилиндра по высоте, на нижней кромке которого закреплена реборда, ликвидирующая депрессионную воронку при перетоке воды в отводящий внешний канал, а отверстие для сообщения с атмосферой защищено от загрязнения и замерзания, при этом конструктивные геометрические устройства отводящих вертикального и внешних каналов рассчитываются по следующим зависимостям с учетом притока воды в отстойник (Q, м3/c), регулируемой глубины погружения внешнего цилиндра в отстойник (Нр, м)
Figure 00000002
где r1 - радиус отводящего вертикального канала, м;
0,4 - коэффициент с размерностью (с/м)1/2, такая же размерность коэффициентов в формулах, приведенных ниже
Figure 00000003
где r2 - внутренний радиус внешнего канала, м;
Figure 00000004
где r3 - внешний радиус внешнего канала, м;
Figure 00000005
где b - ширина реборды, м;
Figure 00000006
где Н - высота минимального погружения внешнего цилиндра в отстойник, м;
Figure 00000007
где h1 - глубина затопления верхнего конца вертикального отводящего канала, м;
Figure 00000008
где h2 - допустимая минимальная незатопленная высота внешнего канала, м;
а высота внешнего канала Нвн определяется по формуле
Нвн=H+h2+Hp,
при нецилиндрических формах каналов их размеры должны соответствовать гидравлическим радиусам, равным гидравлическим радиусам цилиндрических форм каналов.
Работа устройства поясняется чертежом.
На чертеже представлен общий вид устройства, включающего плотину 1, дно отстойника 2, верхний уровень воды в отстойнике 3, отводящий вертикальный канал 4, отводящий горизонтальный канал 5, задвижка 6, водобойный колодец 7, внешний цилиндр 8, винтовой привод 9, реборда 10, слой воды отстойника, идущий на сброс 11, крышка с отверстием для сообщения внешнего отводящего канала с атмосферой 12, внешний отводящий канал 13.
Обозначения параметров устройства:
Q - приток воды в отстойник, м/с;
Нр - регулируемая глубина погружения внешнего цилиндра в отстойник, м;
h1 - глубина затопления верхнего конца вертикального отводящего канала, м;
h2 - допустимая минимальная незатопляемая высота внешнего канала, м;
Нвк - высота внешнего канала, м;
r1 - радиус отводящего вертикального канала, м;
r2 - внутренний радиус внешнего канала, м;
r3 - внешний радиус внешнего канала, м;
b - ширина реборды, м;
v1 - скорость потока в отводящем вертикальном канале, м/с;
v2 - скорость потока в отводящем внешнем канале, м/с;
v3 - скорость потока в средних слоях воды отстойника, м/с;
Устройство работает следующим образом.
При подъеме уровня воды 3 в водоеме вода по внешнему отводящему каналу 13 поднимается, вытесняет воздух через отверстие и переливом уходит в вертикальный отводящий канал 4. Крышка внешнего отводящего канала 12 не позволяет производить подсос воздуха в больших объемах, что обеспечивает равномерный сброс воды по отводящему каналу 4. Глубина забора воды регулируется путем перемещения внешнего канала 13, закрепленного подвижно, относительно внутреннего канала 4. Если забор воды будет проводиться близко от поверхности, то реборда 10 не позволяется развиваться депрессионной воронке и засасывать поверхностные слои воды, в которых аккумулируются загрязнения.
Сброс потока из более чистых слоев воды водоемов 11, расположенных в глубине водоема, позволяет повысить уровень экологической безопасности внешних водоемов.
Устройство работает при условии, что температура воды может меняться от 0 до 30°С и ее динамической вязкости от 1790 до 800 мкПа·с, т.е практически в 2,24, а с учетом 5% отклонений в 2,36 раза.
Сброс воды осуществляется перетоком воды по внешнему отводящему каналу и далее по отводящим вертикальному и горизонтальному каналам, через открытую задвижку в водобойный колодец, который защищает воду от загрязнения частицами размываемых грунтов и пород.
Сброс воды равен притоку воды в отстойник. Переток обеспечивается за счет разности давлений верхнего уровня воды отстойника и верхнего конца вертикального отводящего канала Δр, т.е
Δp=h1ρg,
где ρ - плотность воды, кг/м3;
g - ускорение свободного падения, м/с2.
Потенциальная энергия затрачивается на преодоление сопротивления движению воды во внешнем отводящем канале
Figure 00000009
где ε - коэффициент сопротивления трения гидравлического канала.
Внешний отводящий канал имеет форму окружности.
Отношение радиальных размеров внешнего отводящего канала принимается таким, чтобы поправочный коэффициент сопротивления канала при турбулентном течении оставался постоянным и равным во всем диапазоне допустимых геометрических отклонений
Figure 00000010
Это выполняется при r1/r2=0,4/0,9, т.е
Figure 00000011
(Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. - М.: Машиностроение, 1975, - с.76-77, график а).
Учитывая рабочий диапазон температур, величина регулирования определяется из соотношения
Figure 00000012
Откуда следует, что величина Нр=1,36 (H-h1).
Величину H принимаем как предпочтительную из условий слоевой чистоты воды
Figure 00000013
а величину h1 из условий обеспечения энергии перетока в сообщающихся сосудах
Figure 00000014
В итоге величина регулирования равна
Figure 00000015
Величина h2 - допустимая минимальная незатопляемая высота внешнего канала - выбирается из условия сопротивления поворотного канала колена с коэффициентом местного сопротивления, равного 1,11, то есть
h1+h2=1,11r2.
Так как h1 определено для обеспечения энергии перетока, r2 определено как внутренний радиус канала, то
Figure 00000016
Величину внешнего радиуса внешнего канала определяем из условия защиты входа во внешний канал от депрессионной воронки
Figure 00000017
Ширина реборды определяется из условия
Figure 00000018
При выбранных соотношениях геометрических размеров скорость течения во внешнем отводящем канале v2 в четыре раза меньше скорости в отводящем вертикальном канале v1 на его входе.
Например, при Q=360 м3/ч = 0,1 м3/с имеем r1=0,125 м, r2=0,280 м, r3=0,426 м, v1=2 м/с, v2=0,5 м/с, b=0,142 м.
Пятипроцентное отклонение линейных величин параметров устройства не создают, как показано в первом случае, отрицательного воздействия на устойчивую работу устройства.
При расширении диапазона рабочих температур воды соответственно расширяется диапазон регулирования.
При выполнении каналов нецилиндрической формы их размеры должны соответствовать гидравлическим радиусам, равным гидравлическим радиусам цилиндрических форм каналов.
Сброс воды только из средних слоев отстойников, исключающий поверхностный слой, загрязненной маслами, позволяет повысить уровень экологической безопасности внешних водоемов.
Источники информации
1. Кириенко В.И., Химерик Ю.А. Гидротехнические сооружения. - К.: Высш. шк., 1987. - С.120-122.
2. Мойс П.П. Шахтные водосбросы. - М.: Энергия, 1970. - С.26-27.
3. Авт. свид. СССР №1784711. Устройство для сброса и регулирования глубины забора воды из гидротехнических сооружений. МПК Е02В 7/18. Опубл. 30.12.1992. - 3 с.

Claims (1)

  1. Устройство для сброса и регулирования глубины забора воды из отстойника, включающее отводящие вертикальный и горизонтальный каналы, задвижку и водобойный колодец, причем для регулирования глубины забора воды отводящий вертикальный канал закрыт внешним цилиндром, образующим дополнительный отводящий внешний канал, перемещаемый по высоте, верхний конец которого находится над уровнем воды в отстойнике и через отверстие сообщается с атмосферой, отличающееся тем, что устройство имеет винтовой привод для перемещения внешнего цилиндра по высоте, на нижней кромке которого закреплена реборда, ликвидирующая декомпрессионную воронку при перетоке воды в отводящий внешний канал, а отверстие для сообщения с атмосферой защищено от загрязнения и замерзания, при этом конструктивные геометрические параметры устройства, отводящих вертикального и внешнего каналов рассчитываются по следующим зависимостям с учетом притока воды в отстойник (Q, м3/с), регулируемой глубины погружения внешнего цилиндра в отстойник (Нр, м):
    Figure 00000019
    где r1 - радиус отводящего вертикального канала, м;
    0,4 - коэффициент с размерностью (с/м)1/2, такая же размерность коэффициентов в формулах, приведенных ниже;
    Figure 00000020
    где r2 - внутренний радиус внешнего канала, м;
    Figure 00000021
    где r3 - внешний радиус внешнего канала, м;
    Figure 00000022
    где b - ширина реборды, м;
    Figure 00000023
    где Н - высота минимального погружения внешнего цилиндра в отстойник, м;
    Figure 00000024
    где h1 - глубина затопления верхнего конца вертикального отводящего канала, м;
    Figure 00000025
    где h2 - допустимая минимальная незатопленная высота внешнего канала, м;
    а высота внешнего канала Нвн определяется по формуле
    Hвн=H+h2+Hp,
    при нецилиндрических формах каналов их размеры должны соответствовать гидравлическим радиусам, равным гидравлическим радиусам цилиндрических форм каналов.
RU2006102740/03A 2006-01-31 2006-01-31 Устройство для сброса и регулирования глубины забора воды из отстойника RU2334047C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006102740/03A RU2334047C2 (ru) 2006-01-31 2006-01-31 Устройство для сброса и регулирования глубины забора воды из отстойника

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006102740/03A RU2334047C2 (ru) 2006-01-31 2006-01-31 Устройство для сброса и регулирования глубины забора воды из отстойника

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006102740A RU2006102740A (ru) 2007-08-10
RU2334047C2 true RU2334047C2 (ru) 2008-09-20

Family

ID=38510646

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006102740/03A RU2334047C2 (ru) 2006-01-31 2006-01-31 Устройство для сброса и регулирования глубины забора воды из отстойника

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2334047C2 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2513544C1 (ru) * 2013-01-17 2014-04-20 Леонид Асхатович Мазитов Устройство для забора воды из резервуара
RU2640279C1 (ru) * 2017-01-19 2017-12-27 Михаил Иванович Голубенко Устройство для сброса и регулирования глубины забора воды из отстойника
RU2663602C1 (ru) * 2017-08-29 2018-08-07 Михаил Дмитриевич Лалайкин Управляемое водоспускное сооружение

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЕРЕСНОВ Н.В. и др. Речные водозаборные сооружения (для водоснабжения). - М. - Л.: Госстройиздат, 1951, с.55, рис.27. КОВАЛЕНКО П.И. и др. Мелиоративные гидротехнические сооружения. - Киев: "Будiвельник", 1974, с.90, рис.38г. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2513544C1 (ru) * 2013-01-17 2014-04-20 Леонид Асхатович Мазитов Устройство для забора воды из резервуара
RU2640279C1 (ru) * 2017-01-19 2017-12-27 Михаил Иванович Голубенко Устройство для сброса и регулирования глубины забора воды из отстойника
RU2663602C1 (ru) * 2017-08-29 2018-08-07 Михаил Дмитриевич Лалайкин Управляемое водоспускное сооружение

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006102740A (ru) 2007-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8545696B2 (en) Sediment and detention basin drainage system and method
US8043026B2 (en) Flow control system for a detention pond with tapered plunger
US7985035B2 (en) Flow control system for a detention pond
HU209763B (en) Apparatus for separating first liquid contamination floating on fluid e.g. oil and the fluid e.g. water
KR101670161B1 (ko) 유체 분리 장치
RU2334047C2 (ru) Устройство для сброса и регулирования глубины забора воды из отстойника
HRP20050734A2 (en) Saltwater intrusion prevention system
KR101689142B1 (ko) 승강식 스키머를 갖는 스컴 제거 장치
MXPA03005839A (es) Metodo para dragado hidraulico submarino.
CN204281373U (zh) 开排罐
WO2012111987A3 (ko) 수처리용 교반장치
RU2640279C1 (ru) Устройство для сброса и регулирования глубины забора воды из отстойника
CN202227327U (zh) 浮动式水面自动撇吸装置
CN106698553A (zh) 一种u型管出水结构的旋流分离器
KR101613117B1 (ko) 부력 개폐형 차등차수보를 갖는 다기능 생태 하천
RU2452814C2 (ru) Способ очистки малых рек
KR20100069524A (ko) 침전물 퇴적 방지용 수중보 구조물
RU2298065C1 (ru) Способ сбора нефтепродуктов с поверхности воды и установка для его реализации
Nasrollahpour et al. Experiments on the dynamics of density currents
KR101379795B1 (ko) 비점오염물질 저감을 위한 일시 저류조
CN219815364U (zh) 污泥干化油水分离装置
RU2323294C1 (ru) Отстойник
JP3909460B2 (ja) 干満差を利用した堆積浮泥除去装置
RU109471U1 (ru) Устройство для очистки поверхности водоемов от нефти и нефтепродуктов
RU2236377C2 (ru) Способ самофлотационной очистки пластовой воды и средства для его осуществления

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080201