RU2770881C1 - Air cushion regulation assembly in sections of the sewer network of the ducer type - Google Patents

Air cushion regulation assembly in sections of the sewer network of the ducer type Download PDF

Info

Publication number
RU2770881C1
RU2770881C1 RU2021130070A RU2021130070A RU2770881C1 RU 2770881 C1 RU2770881 C1 RU 2770881C1 RU 2021130070 A RU2021130070 A RU 2021130070A RU 2021130070 A RU2021130070 A RU 2021130070A RU 2770881 C1 RU2770881 C1 RU 2770881C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
siphon
pipeline
shaft
air cushion
air
Prior art date
Application number
RU2021130070A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Михайлович Васильев
Святослав Викторович Федоров
Фёдор Викторович Васильев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет"
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет"
Priority to RU2021130070A priority Critical patent/RU2770881C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2770881C1 publication Critical patent/RU2770881C1/en

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03F—SEWERS; CESSPOOLS
    • E03F5/00—Sewerage structures
    • E03F5/20—Siphon pipes or inverted siphons

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Sewage (AREA)

Abstract

FIELD: water disposal.
SUBSTANCE: invention relates to the field of water disposal. The control unit contains a shaft (1) hydraulically connected by means of a connection pipeline (2) with a siphon pipeline (3), a vertical pipeline (8) installed in the dry section (4) of the shaft. On the one hand, the vertical pipeline (8) is mounted in the ceiling and led into the wet compartment (5) of the shaft, which is hydraulically and aerodynamically connected to the siphon, and on the other hand is connected to the air purification unit (9). On the connection pipeline (2) in series in the direction from the siphon to the shaft, shut-off valves (6) are installed in the dry section (4) of the shaft and a shield valve (7) at the end of the connection pipeline (2) in the wet section (5) of the shaft. The lower boundary of the shield gate (7) has a triangular-shaped weir.
EFFECT: constant pressure is provided in the air cushion of the siphon under conditions of a constantly changing flow rate of the gas-air medium.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области водоотведения, в частности к сооружениям и коллекторам глубокого заложения, обеспечивающим транспортирование сточных вод с территории населенных пунктов по участкам канализационной сети дюкерного типа.The invention relates to the field of water disposal, in particular to structures and deep-seated collectors that ensure the transportation of wastewater from the territory of settlements through sections of a siphon-type sewer network.

Известны устройства, обеспечивающие удаление газовоздушной среды из канализационного дюкера, работающего с образованием воздушной подушки в подсводном пространстве трубопровода.Devices are known that ensure the removal of the gas-air environment from the sewer siphon, operating with the formation of an air cushion in the underwater space of the pipeline.

Известен узел канализационного дюкера, включающий вертикальный трубопровод с предохранительным клапаном, рассчитанным на определенное давление срабатывания, подключенный к шелыге трубопровода, служащего для подвода воды к стояку дождевого расхода (см. пат. РФ №2101425, E03F 5/20).Known node sewer siphon, including a vertical pipeline with a safety valve, designed for a certain response pressure, connected to the pipeline, which serves to supply water to the riser rain flow (see US Pat. RF No. 2101425, E03F 5/20).

Недостатком данного устройства является направленность только на поддержание фиксированного давления клапаном, что исключает возможность регулирования уровня потока сточных вод в трубе.The disadvantage of this device is the focus only on maintaining a fixed pressure valve, which eliminates the possibility of regulating the level of wastewater flow in the pipe.

Известна конструкция вертикальной воздухоотводящей трубы для дюкера на воздушной подушке с пневматическим управлением. Труба подключена к шелыге дюкера и на конце снабжена шиберным затвором (см. пат. Германии DE 202013004552, E03F 5/20).Known for the design of a vertical vent pipe for a siphon on an air cushion with pneumatic control. The pipe is connected to the siphon line and is equipped with a slide gate at the end (see German Pat. DE 202013004552, E03F 5/20).

Недостатком данной конструкции является ограниченная область применения, в основном для накопления и стравливания воздушной среды из подсводного пространства дюкера.The disadvantage of this design is the limited scope, mainly for the accumulation and bleeding of the air from the underwater space of the siphon.

Известные конструкции в закрытом положении позволяют накапливать газовоздушную среду в подсводном пространстве дюкера и вызывать возникновение расслоенного течения двухфазного потока, при котором в нижней части трубы находится сточная жидкость, а в верхней части газовоздушная среда под избыточным положительным давлением. Отжатие потока воды приводит к увеличению скорости движения сточной жидкости и удалению скопившегося осадка в условиях переменного расхода жидкости по длине дюкера.Known designs in the closed position allow accumulating the gas-air medium in the subsurface space of the siphon and causing a stratified flow of a two-phase flow, in which there is a waste liquid in the lower part of the pipe, and a gas-air medium under positive positive pressure in the upper part. Squeezing the water flow leads to an increase in the speed of the waste liquid and the removal of accumulated sediment under conditions of variable flow of liquid along the length of the siphon.

Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению является узел канализационного дюкера, содержащий вертикальный трубопровод с задвижкой, который вмонтирован в перекрытие шахты. Одним концом трубопровод заведен в подсводное пространство дюкера, а другой конец подключен к установке очистки воздуха (см. пат. РФ №2107782, E03F 5/20).The closest analogue to the claimed invention is a sewer siphon assembly containing a vertical pipeline with a valve, which is built into the mine ceiling. One end of the pipeline is led into the underwater space of the siphon, and the other end is connected to the air purification unit (see US Pat. RF No. 2107782, E03F 5/20).

Недостатком известного устройства является необходимость постоянного регулирования степени открытия задвижки, что требует дополнительного устройства системы автоматики или постоянного контроля наблюдателя.The disadvantage of the known device is the need for constant regulation of the degree of opening of the valve, which requires an additional device of the automation system or constant monitoring of the observer.

Техническая проблема известных технических решений заключается в том, что поддержание требуемого давления в воздушной подушке и соответствующего ему уровня заполнения в дюкере требует постоянного контроля давления и регулирования запорной арматуры в условиях постоянно меняющегося расхода газовоздушной среды, нагнетаемой в подсводное пространство дюкера стояками.The technical problem of the known technical solutions lies in the fact that maintaining the required pressure in the air cushion and the corresponding filling level in the siphon requires constant monitoring of pressure and regulation of shut-off valves under conditions of a constantly changing flow rate of the gas-air medium injected into the underwater space of the siphon by risers.

Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что узел регулирования воздушной подушки на участках канализационной сети дюкерного типа содержит шахту, гидравлически связанную посредством трубопровода подключения с трубопроводом дюкера. В сухом отделении шахты установлен вертикальный трубопровод, с одной стороны вмонтированный в перекрытие и заведенный в мокрое отделение шахты, которое гидравлически и аэродинамически связанно с дюкером, а с другой стороны подключенный к установке очистки воздуха. В трубопроводе подключения последовательно по направлению от дюкера к шахте установлены запорная арматура в сухом отделении шахты и щитовой затвор на конце трубопровода подключения в мокром отделении шахты. Нижняя граница щитового затвора имеет водосливное ребро треугольной формы.The essence of the claimed invention lies in the fact that the air cushion control unit in sections of the sewerage network of the siphon type contains a shaft hydraulically connected by means of a connection pipeline to the siphon pipeline. In the dry section of the mine, a vertical pipeline is installed, on the one hand, it is built into the ceiling and led into the wet section of the mine, which is hydraulically and aerodynamically connected to the siphon, and on the other hand, connected to the air purification unit. In the connection pipeline in series in the direction from the siphon to the shaft, shut-off valves are installed in the dry section of the mine and a shield gate at the end of the connection pipeline in the wet section of the mine. The lower boundary of the shield gate has a triangular-shaped weir.

Технический результат, достигаемый заявляемым изобретением, заключается в обеспечении постоянного давления в воздушной подушке дюкера в условиях постоянно изменяющего расхода газовоздушной среды.The technical result achieved by the claimed invention is to ensure a constant pressure in the air cushion of the siphon under conditions of a constantly changing flow rate of the gas-air medium.

Отличительными признаками заявляемого изобретения является, с одной стороны, установка стандартной запорной арматуры для обеспечения возможности отключения узла регулирования воздушной подушки от дюкера, а с другой - щитового затвора, нижняя граница которого имеет водосливное ребро треугольной формы, которое позволяет обеспечить требуемый уровень воды, автоматический непрерывный отвод избытка газовоздушной среды из подсводного пространства дюкера и поддержание постоянного давления при различных уровнях воды.Distinctive features of the claimed invention are, on the one hand, the installation of a standard shut-off valve to provide the ability to disconnect the air cushion control unit from the siphon, and on the other hand, a shield gate, the lower boundary of which has a triangular-shaped weir, which allows you to provide the required water level, automatic continuous removal of excess gas-air medium from the underwater space of the siphon and maintaining constant pressure at various water levels.

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами, где:The essence of the claimed invention is illustrated by drawings, where:

- на фиг. 1 схематично изображена конструкция узла регулирования воздушной подушки;- in Fig. 1 schematically shows the design of the air cushion control unit;

- на фиг. 2 - продольный разрез канализационной сети дюкерного типа с указанием положения узла регулирования воздушной подушки на участках сети.- in Fig. 2 is a longitudinal section of a siphon-type sewer network with an indication of the position of the air cushion control unit in the network sections.

Узел регулирования воздушной подушки (узел С) включает в себя шахту 1, которая с помощью трубопровода 2, выполняющего функцию трубопровода подключения, гидравлически связана с трубопроводом 3 дюкера. В шахте 1 предусмотрено сухое 4 и мокрое отделение 5. Трубопровод 2 от дюкера заведен в шахту 1 и подключен к мокрому отделению 5. В сухом отделении 4 на трубопроводе 2 устроена стандартная запорная арматура 6, а на конце трубопровода 2 в мокром отделении 5 установлен щитовой затвор 7, нижняя граница которого выполнена в виде водосливного ребра треугольной формы. В перекрытие мокрого отделения 5 нижним концом встроен вертикальный трубопровод 8, который сверху подключен к установке 9 очистки воздуха, которая установлена в сухом отделении 4.The air cushion control unit (node C) includes a shaft 1, which is hydraulically connected to the siphon pipeline 3 by means of a pipeline 2, which acts as a connection pipeline. In shaft 1, dry 4 and wet compartment 5 are provided. Pipeline 2 from the siphon is led into shaft 1 and connected to wet compartment 5. In dry compartment 4, pipeline 2 is equipped with standard shut-off valves 6, and a shield valve is installed at the end of pipeline 2 in wet compartment 5 shutter 7, the lower boundary of which is made in the form of a triangular weir rib. A vertical pipeline 8 is built into the ceiling of the wet compartment 5 with its lower end, which is connected from above to the air purification unit 9, which is installed in the dry compartment 4.

Узел регулирования воздушной подушки работает следующим образом.The air cushion control unit operates as follows.

В результате работы перепадных шахт (узел А) в трубопровод 3 канализационного дюкера по стояку А.1 осуществляется поступление сточных вод, а также нагнетание газовоздушной среды. За счет нагнетания газовоздушной среды в трубопроводе 3 дюкера и в подсводном пространстве шахт формируется воздушная подушка, которая отжимает поток сточных вод, вызывая понижение уровня воды. Проходя трубопровод 3, вода покидает дюкер в выходной шахте (узел В), поднимаясь по вертикальному трубопроводу В.1. Режим отжатая потока воздушной подушкой позволяет увеличить скорость протекания сточных вод и осуществить удаление образовавшегося в лотке трубопровода 3 осадка. Осадок смывается потоком к сборному приямку выходной шахты В.5, а далее после закрытия задвижки на вертикальном трубопроводе В.3 и открытия задвижки В.4 на трубопроводе удаления осадка В.2 происходит выдавливание осадка в отводящий самотечный трубопровод В.6. Для обеспечения регулирования уровня воды в трубопроводе 3 предусмотрено устройство трубопровода 2, по которому обеспечена гидравлическая и аэродинамическая связь трубопровода 3 дюкера с узлом регулирования воздушной подушки (узел С). По трубопроводу 2 отжатый воздушной подушкой поток сточной воды заполняет мокрое отделение 5 и вертикальный трубопровод 8, которые располагаются в шахте 1. Стандартная запорная арматура 6 находится в открытом положении и предназначена для отключения узла регулирования от дюкера. Щитовой затвор 7, имеющий водосливное ребро треугольной формы, установлен на том уровне по высоте трубопровода 2, на котором необходимо поддерживать заполнение дюкера. По мере разрастания воздушной подушки уровень воды будет приближаться к вершине водосливного ребра щита 7, при достижении которого излишки газовоздушной среды начнут проникать через ребро водослива в виде пузырькового потока сначала в мокрое отделение 5, а потом и в вертикальный трубопровод 8. Достигнув свободной поверхности, газовоздушный поток отделяется от водной среды и под избыточным давлением по вертикальному трубопроводу 8 направляется на установку 9 газоочистки воздуха, которая также установлена в узле регулирования (узел С). После стравливания части воздуха уровень снова незначительно поднимется над водосливным ребром в стенке затвора 7. Дальнейшее разрастание воздушной подушки повторит цикл стравливания газовоздушной среды. Таким образом, за счет данной конструкции достигается саморегулирование системы. При необходимости изменения заполнения трубопровода 3 дюкера с помощью затвора 7 изменяется положение водосливного ребра на соответствующий уровень.As a result of the operation of the differential shafts (node A), sewage flows into the pipeline 3 of the sewer siphon along the riser A.1, as well as the injection of a gas-air medium. Due to the injection of the gas-air medium in the pipeline 3 of the siphon and in the underground space of the mines, an air cushion is formed, which squeezes out the flow of wastewater, causing a decrease in the water level. Passing pipeline 3, the water leaves the siphon in the outlet shaft (node B), rising along the vertical pipeline B.1. The mode of wrung out flow with an air cushion allows you to increase the speed of the flow of wastewater and remove the sediment formed in the tray of the pipeline 3. The sediment is washed away by the flow to the collection pit of the outlet shaft B.5, and then after closing the valve on the vertical pipeline B.3 and opening the valve B.4 on the sediment removal pipeline B.2, the sediment is squeezed out into the discharge gravity pipeline B.6. To ensure the regulation of the water level in the pipeline 3, a pipeline 2 is provided, through which the hydraulic and aerodynamic connection of the pipeline 3 of the siphon with the air cushion control unit (node C) is provided. Through pipeline 2, the wastewater flow squeezed out by an air cushion fills the wet compartment 5 and vertical pipeline 8, which are located in shaft 1. Standard shut-off valves 6 are in the open position and are designed to disconnect the control unit from the siphon. Shield gate 7, having a triangular-shaped weir, is installed at the level along the pipeline 2 height, at which it is necessary to maintain the filling of the siphon. As the air cushion grows, the water level will approach the top of the spillway edge of the shield 7, upon reaching which the excess gas-air medium will begin to penetrate through the weir edge in the form of a bubble flow, first into the wet compartment 5, and then into the vertical pipeline 8. Having reached the free surface, the gas-air the flow is separated from the aqueous medium and under excess pressure through a vertical pipeline 8 is sent to the air gas purification unit 9, which is also installed in the control unit (node C). After part of the air has been bled off, the level will again slightly rise above the weir fin in the gate wall 7. Further growth of the air cushion will repeat the cycle of bleed-off of the gas-air medium. Thus, due to this design, self-regulation of the system is achieved. If it is necessary to change the filling of the pipeline 3 of the siphon, the position of the spillway rib is changed to the appropriate level using the shutter 7.

Таким образом, предлагаемая конструкция узла регулирования позволяет управлять уровнем потока в дюкере с помощью щитового затвора с треугольным водосливом, поддерживая уровень сточных вод в том положении, где находится вершина треугольного водослива, обеспечивая саморегулирование воздушной подушки за счет удаления избытков газовоздушной среды через треугольный водослив и осуществляя организованный отвод газовоздушной среды на установку очистки воздуха. Данная конструкция упрощает эксплуатацию дюкера с воздушной подушкой и повышает его надежность.Thus, the proposed design of the control unit allows you to control the flow level in the siphon using a shield gate with a triangular weir, maintaining the wastewater level in the position where the top of the triangular weir is located, providing self-regulation of the air cushion by removing excess gas-air medium through the triangular weir and carrying out organized removal of the gas-air medium to the air purification unit. This design simplifies the operation of the air cushion siphon and increases its reliability.

Claims (1)

Узел регулирования воздушной подушки на участках канализационной сети дюкерного типа, содержащий шахту, гидравлически связанную посредством трубопровода подключения с трубопроводом дюкера, вертикальный трубопровод, установленный в сухом отделении шахты, с одной стороны вмонтированный в перекрытие и заведенный в мокрое отделение шахты, которое гидравлически и аэродинамически связано с дюкером, а с другой стороны подключенный к установке очистки воздуха, отличающийся тем, что на трубопроводе подключения последовательно по направлению от дюкера к шахте установлены запорная арматура в сухом отделении шахты и щитовой затвор на конце трубопровода подключения в мокром отделении шахты, причем нижняя граница щитового затвора имеет водосливное ребро треугольной формы.An air cushion control unit in sections of the siphon-type sewer network, containing a shaft hydraulically connected by means of a connection pipeline to the siphon pipeline, a vertical pipeline installed in the dry section of the shaft, on the one hand mounted in the ceiling and brought into the wet section of the shaft, which is hydraulically and aerodynamically connected with a siphon, and on the other hand connected to an air purification unit, characterized in that on the connection pipeline in series in the direction from the siphon to the shaft, shut-off valves are installed in the dry section of the shaft and a shield gate at the end of the connection pipeline in the wet section of the mine, and the lower boundary of the shield The gate has a triangular-shaped weir.
RU2021130070A 2021-10-14 2021-10-14 Air cushion regulation assembly in sections of the sewer network of the ducer type RU2770881C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021130070A RU2770881C1 (en) 2021-10-14 2021-10-14 Air cushion regulation assembly in sections of the sewer network of the ducer type

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021130070A RU2770881C1 (en) 2021-10-14 2021-10-14 Air cushion regulation assembly in sections of the sewer network of the ducer type

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2770881C1 true RU2770881C1 (en) 2022-04-25

Family

ID=81306386

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021130070A RU2770881C1 (en) 2021-10-14 2021-10-14 Air cushion regulation assembly in sections of the sewer network of the ducer type

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2770881C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3716204C2 (en) * 1986-05-23 1994-03-24 Vollmar Oskar Gmbh Plant for improving the flow of waste water through a drain pipe of a culvert arrangement
RU2030523C1 (en) * 1992-07-28 1995-03-10 Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет Device for conveying sewage
RU2107782C1 (en) * 1995-12-09 1998-03-27 Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет Sewerage return siphon
KR101215187B1 (en) * 2012-03-26 2012-12-24 장경란 Flow regulator

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3716204C2 (en) * 1986-05-23 1994-03-24 Vollmar Oskar Gmbh Plant for improving the flow of waste water through a drain pipe of a culvert arrangement
RU2030523C1 (en) * 1992-07-28 1995-03-10 Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет Device for conveying sewage
RU2107782C1 (en) * 1995-12-09 1998-03-27 Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет Sewerage return siphon
KR101215187B1 (en) * 2012-03-26 2012-12-24 장경란 Flow regulator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104196047B (en) A kind of high-lift siphon drainge system of self-recoverage side slope and water discharge method of exempting from the reverse setting-out of power
KR101162066B1 (en) Open and shut adjusting drain by buoyancy
CN104863249A (en) Initial rainwater catch basin
CN204185871U (en) A kind of high-lift siphon drainge system of self-recoverage side slope of exempting from the reverse setting-out of power
CN106836440B (en) Rain and sewage diversion automatic control device
TW201508133A (en) Water intake device capable of adjusting water depth for selectively taking water
EA035540B1 (en) Drain
KR102087872B1 (en) Bridges drain air vent device
RU2770881C1 (en) Air cushion regulation assembly in sections of the sewer network of the ducer type
CN104763037B (en) Early-stage rainwater stream abandoning inlet for stom water
US6474356B2 (en) Device for controlling a liquid flow
RU2568256C1 (en) X-mas tree for operation of wells in conditions of active ingress of water and sand and its mode of operation
CA3100444A1 (en) System for drainage of surface water
CN109162756A (en) A kind of tunnel gas exhaust system
RU2612367C1 (en) Dry well
CN114482229A (en) Miniature pipe gallery drainage system and drainage method
KR101413688B1 (en) Falling rainwater treatment equipment
JP4435064B2 (en) Pump station system and sewage treatment method in combined sewer
RU2634284C1 (en) Automatic action device for flushing drainage of low-head earth dams
CN105756177B (en) Hydraulic-floating non-return Vatch basin
JP2007205116A (en) Drainage method and drainage apparatus
CN111305365A (en) Device suitable for ramp field irrigation
RU2557186C1 (en) Drainage system
RU2530529C1 (en) Vacuum drainage system
US727446A (en) Draining or sewerage system.