SU964587A1 - Устройство дл регулировани уровн воды в системе промывки отстойника от наносов - Google Patents

Description

Изобретение относится к автоматизации гидравлической промывки ирригационных отстойников и предназначено для использования при строительстве отстойников с автоматической промывкой наносов.

Известно устройство для промывки ирригационных отстойников, включающее датчик уровня-наносов, выполненный с вертикальной трубой, установленный в колодце, который посредством трубопроводов соединен с камерой отстойника и нижним бьефом промывного шлюза, причем в нижней части колодца вмонтирован сбросной клапан, соединенный посредством гибкой связи с затвором промывного шлюза [1].

Ввиду наличия тросов, блоков, клапана, эта конструкция сложна, а тросовая система резко снижает надежность и работоспособность ее.

Известно также устройство для управления затвором поом^вных шлюзов

364587 ми, и сообщенная установленным в ней первым сифоном со второй емкостью, которая размещена под первой емкостью и образована дном первой емкости и щитом, один конец которого шарнирно $ соединен с дном первой емкости, к которому подвешен на мембране другой конец щита, первая емкость сообщена вторым сифоном с полостью промывного затвора, снабженного сливным от- ю верстием, первый узел для задержания насосов соединен трубопроводом с запорным узлом, соединенным трубопроводом с первым сифоном, второй узел для задержания наносов соединен с 15 полостью промывного затвора, .причем входной патрубок первого сифона размещен на отметке нижнего предельного уровня верхнего бьефа, а гребень второго сифона сообщен с верхним бьефом трубопроводом, входной патрубок которого размещен на отметке верхнего предельного уровня верхнего бьефа.

Кроме того, запорный узел выполнен в виде верхней полости, сообщенной с вторым трубопроводом, и нижней полости, сообщенной с первым узлом для задержания наносов,!¹ в которой размещен поплавок, установленный на штоке, жестко связанном с центром, сое- ₃₀ диненным мембраной со стенкам^ верхней полости.

На фиг. 1 изображено устройство для регулирования уровня воды в системе промывки отстойника от наносов,, на фиг. 2 - запорное устройство. ³⁵

Устройство содержит отстойник 1, сообщенный с подводящим каналом 2, первую емкость 3, снабженную входной трубкой 4, установленную на уровне ⁴⁰ нижнего предельного значения верхнего бьефа, и выходной трубкой 5, первый сифон 6,. сообщенный трубкой 7 с запорным устройством 8, состоящем из нижней полости 9, в которой ⁴⁵ размещен поплавок 10, соединенный через шток 11 с центром 12, соединенным с мембраной 13, причем центр 12 и мембрана 13 установлены в верхней полости 14. Вторым сифоном 15, ⁵⁰ гребень которого сообщен с верхним бьефом трубопроводом 16, выходной патрубок которого размещен на отметке верхнего предельного уровня верхнего бьефа, первая емкость 3 сообще- 55 на питающим трубопроводом 17 с емкостью сектбрного промывного затвор а 13.

К дну первой емкости 3 одним концом шарнирно крепится щит 19 с противовесом 20. Другой конец щита 19 подвешен к дну первой емкости на мембране 21. Дном первой емкости 3, щитом 19 и мембраной 21 образована вторая емкость 22 с выходным отверстием 23, сообщенная с первой емкостью 3 первым сифоном 6. Кроме того, устройство содержит первый 24 и второй 25 узлы для задержания наносов. Первый узел для задержания наносов 24 сообщается через трубопровод 26 с запорным устройством 8, а второй узел для задержания насосов 25 сообщен через трубопровод 27 с емкостью промывного затвора 18, снабженного противовесом 28.

Устройство работает следующим образом.

До заиления отстойника 1 вода, поступая через второй узел 25 для задержания насосов, перекрывает промывное отверстие отстойника. Частицы насосов, поступившие в отстойник вместе с потоком, попадают во входную часть узла и по мере поднятия вверх по воронке узла уменьшают свою скорость пропорционально увеличению площади поперечного сечения воронки узла и •выпадают на боковые грани. Основная часть насосов осаждается в местах сопряжения боковых граней воронки, где образуется зона гашения скоростей за счет большей площади в продольном сечении. При этом поток, двигаясь вверх по воронке (в пирамиде) , имеет разные скорости. Причем часть потока замедляет свою.скорость на ребрах пирамиды, а часть имеющая большие скорости, проходит дальше и, образовав вторичные скорости, создает эффект самогашения.

Эффект самогашения скорости потока в узле можно объяснить так. Из-за неодинаковых скоростей потока в воронке возникает повышенное внутреннее трение и свал масс воды с повышенными скоростями в области с пониженными скоростями, за счет чего и происходит эффект гашения скоростей и осаждения наносов. Наносы, осаждаясь на ребрах воронки, образуют призмы. По мере образования они увеличиваются в объеме и соединяются между собой. При этом они под действием собственного веса начинают сползать вниз по ребру воронки и перекроют входное отверстие, вслед5 964587 6 ствие чего поступление воды прекратится.

Через определенное время наносные отложения доходят до входного отверстия первого узла для задержания наносов 24 и поднимаются по ворон-, ке, но так как скорость потока в нем уменьшается пропорционально увеличению поперечного сечения воронки, наносы начнут осаждаться над входным отверстием и вода перестанет поступать по трубопроводу 26 в запорное устройство 8. Наносы, отложившиеся в камере отстойника, распространяются до конца отстойника 1 и перекрывают входное отверстие второ- ¹ го узла для задержания наносов 25. Также, как и в первом узле 24, здесь происходит осаждение наносов внутри второго узла 25, при этом они перекроют его входное отверстие и вода перестанет поступать в полость промывного затвора 18. В это же время вода из полости промывного затвора 18 сливается через донное протарированное отверстие в нижний бьеф. По мере истечения воды из полости промывного затвора 18 его вес уменьшится и открывает промывное отверстие отстойника 1.. Начинается промывка отстойника от наносов.

По мере промывки наносы освободят входное отверстие второго узла 25, но вода не будет поступать через него в полость промывного затвора 18, так как при промывке резко упадет уровень воды.

Процесс промывки отстойника продолжается, при этом начинается промывка последней зоны отложений наносов, где установлен первый узел для задержания наносов 24, входное отверстие освободится от наносов, вода начнет сливаться из нижней полости 9 запорного устройства 8 (фиг. 2), поплавок 10 начнет опускаться вниз и займет нижнее положение. При этом шток 11, соединяющий поплавок 10 с центром 12, тоже опускается вниз, а . мембрана 13 растянется, В это время произойдет зарядка первого сифона 6 и он начнет перекачивать воду из первой емкости 3 во вторую емкость 22. Причем входная трубка 4 установлена на отметке НПУ, поэтому вода, постоянно поступая в первую емкость 3, в то же время сбрасывается в нижний бьеф через выходное отверстие 5. По мере наполнения второй емкости поперечное сечение канала перекроется, вода перестанет поступать в отстойник 1. При повышении уровня в подводящем канале 2 она достиг5 нет входного патрубка трубопровода 16, установленного на отметке верхнего предельного уровня верхнего бьефа, начнет работать второй (с большей производительностью) сифон 15, о и через питающий трубопровод 17 начнет заполнять полость промывного затвора 18. В тот момент, когда вес затвора превысит вес противовеса, затвор перекроет промывное отверстие 5 отстойника 1.

В это время уровень воды в первой емкости 3 упадет и сифоны разрядятся, А вода из второй емкости 22 сбрасывается через выходное отверстие 23 О в нижний бьеф, тем самым уменьшая давление на полость затвора. За счет давления воды с верхнего бьефа щит 19 начнет подниматься и вода начнет поступать в отстойник 1. Цикл повто5 ряется.

Главное преимущество предлагаемого устройства заключается в том, что с помощью двух узлов для задержания наносов и щита намного сэкономится ₉ оросительная вода, сбрасываемая в нижний бьеф при промывке. Это достигается тем, что первый узел для задержания наносов устанавливается в зоне наносных- отложений, размываемых последними, Что позволяет производить полную очистку камеры отстойника от наносов, а с помощью щита перекрывается поперечное сечение подводящего канала, исключается холостой ₀ сброс оросительной воды.

Использование предлагаемого устройства позволит сократить как капитальные, так и эксплуатационные затраты за счет упрощения конструкции.

Применение предлагаемой системы повысит надежность работы за счет исключения движущихся и вращающихся частей.

Claims (2)

1. (5) УСТРОЙСТВО дл  РЕГУЛИРОВАНИЯ УРОВНЯ воды в СИСТЕМЕ ПРОМЫВКИ ОТСТОЙНИКА Изобретение относитс  к автоматизации гидравлической промывки ирригационных отстойников и предназ начено дл  использовани  при строительстве отстойников с автоматической промывкой наносов. Известно устройство дл  промывки ирригационных отстойников, включающее датчик уровн -наносов, выполненный с вертикальной трубой, установленный в колодце, который посредством трубопроводов соединен с ка мерой отстойника и нижним бьефом промывного шлюза, причем в нижней части колодца вмонтирован сбросной клапан, соединенный посредством гибкой св зи с затвором промывного шлю .за П.. Ввиду наличи  тросов, блоков, кла пана, эта конструкци  сложна, а тросова  система резко снижает надежность и работоспособность ее. Известно также устройство дл  управлени  затвором nooMJBHHx шлюзов от НАНОСОВ ирригационных отстойников, включающее дополнительные датчики, каждый из которых выполнен в виде оснащенного контакторами поплавка,расположенного а колодце, сообщаюсдемс  с камерой отстойника посредством трубопровода
2. 2. Основным недостатком такого устройства  вл етс  то, что дл  работы системы необходим подвод электроэнергии , что не везде и не всегда возможно , кроме этого, это устройство имеет недостаточную надежность. Цель изобретени  - повышение надежности устройства. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  регулировани  уровн  воды в системе промывки отстойника от наносов, содержащем первый и второй узлы дл  задержани  наносов и секторный промывной, затвор, дополнительно содержитс  запорный узел, перва  емкость, размещенна  между верхним и нижним бьефа3S6 ми, и сообщенна  установленным в ней первым сифоном со второй емкостью, котора  размещена под первой емкость и о&разова1 1а дном первой емкости и щитом, один конец которого шарнйрно соединен с дном первой емкости, к ко торому подвешен на мембране другой конец щита, перва  емкость сообщена вторым сифоном с полостью промывного затвора, снабженного сливным отверстием , первый узел дл  задержани  насосов соединен трубопроводом с запорным узлом, соединенным трубопроводом с первым сифоном, второй узел дл  задержани  нанОсов соединен с полостью промывного затвора, .причем входной патрубок первого сифона размещен на отметке нижнего предельного уровн  верхнего бьефа, а гребень второго сифона сообщен с верхним бье фом трубопроводом, входной патрубок которого размещен на отметке верхнего предельного уровн  верхнего бьефа Кроме того, запорный узел выполне в виде верхней полости, сообщенной с вторым трубопроводом, и нижней полости , сообщенной с первым узлом дл  задержани  наносов,в которой размещен поплавок, установленный на штоке , жестко св занном с центром, соединенным мембраной со стенками верхней полости. На фиг. 1 изображено устройство дл  регулировани  уровн  воды в системе промывки отстойника от наносов, на фиг. 2 - запорное устройство. Устройство содержит отстойник 1, сообщенный с подвод щим каналом 2, первую емкость 3 снабженную входной трубкой k, установленную на уровне нижнего предельного значени  верхнего бьефа, и выходной трубкой 5, первый сифон 6,. сообщенный трубкой 7 с Запорным устройством 8, состо  щем из нижней полости 9, в которой размещен поплавок Ю, соединенный через шток 11 с центром 12, соединен ным с мембраной 13, причем центр 12 и мембрана 13 установлены в верхней полости 1. Вторым сифоном 15, гребень которого сообщен с верхним бьефом трубопроводом 1б, выходной патрубок которого размацен на отмет ке верхнего предельного уровн  верхнего бьефа, первё  емкость 3 сообщена питасзщим трубопроводом 17 с емкостью сектбрного промывного затвора 13. К дну первой емкости 3 одним концом шарнйрно крепитс  щит 19 с противовесом 20. Другой конец щита 19 подвешен к дну первой емкости на мембране 21. Дном первой емкости 3 щитом 19 и мембраной 21 образована втора  емкость 22 с выходным отверстием 23, сообщенна  с первой емкостью 3 первык сифоном 6. Кроме того, устройство содержит первый 2 и второй 25 узлы дл  задержани  наносов. Первый узел дл  задержани  наносов 2k сообщаетс  через трубопровод 26 с запорным устройством 8, а второй узел дл  задержани  насосов 25 сообщен через трубопровод 27 с емкостью промывного затвора 18, снабженного противовесом 28. Устройство работает следуюидим образом . До заилени  отстойника 1 вода, поступа  через второй узел 25 дл  задержани  насосов, перекрывает промывное отверстие отстойника. Частицы насосов , поступившие в отстойник вместе с потоком, попадают во входную часть узла и по мере подн ти  вверх по воронке узла уменьшают свою скорость пропорционально увеличению площади поперечного сечени  воронки узла и выпадают на боковые грани. Основна  часть насосов осаждаетс  в местах сопр жени  боковых граней воронки, где образуетс  зона гашени  скоростей за счет большей площади в продольном сечении. При этом поток, двига сь вверх по воронке (в пирамиде ) , имеет разные скорости. Причем часть потока замедл ет свою.скорость на ребрах пирамиды, а часть имеюща  большие скорости, проходит дальше и, образовав вторичные скорости , создает эффект, самогашени . Эффект самогашени  скорости потока в узле можно объ снить так. Из-за неодинаковых скоростей потока в воронке возникает повышенное внутреннее трение и свал масс воды с повышенными скорост ми в области с пониженными скорост ми, за счет чего и происходит эффект гашени  скоростей и осаждени  наносов. Наносы, осажда сь на ребрах воронки, образуют призмы, flo мере образовани  они увеличиваютс  в объеме и соедин ютс  между собой. При этом они под действием собственного веса начинают сползать вниз по ребру воронки и перекроют входное отверстие, вследствие чего поступление воды прекратитс . Через определенное врем  наносные отложени  доход т до входного отверсти  первого узла дл  задержани  наносов и поднимаютс  по ворон-. ке, но так как скорость потока в нем уменьшаетс  пропорционально уве личению поперечного сечени  воронки, наносы начнут осаждатьс  над входным отверстием и вода перестанет поступать по трубопроводу 26 в запорное устройство 8. Наносы, отложившиес  -в камере oтctoйникa, раслростран ютс  до конца отстойника 1 и пе- 15 отстойника 1. рекрывают входное отверстие второго узла дл  задержани  наносов 25. Также, как и в первом узле 24, здес происходит осаждение наносов внутри второго узла 25, при этом они перекроют его входное отверстие и вода перестанет поступать в полость промывного затвора 18. В ajo же вре м  вода из полости промывного затво ра 18 сливаетс  через донное протарированное отверстие в нижний бьеф. По мере истечени  воды из полости промывного затвора 18 его вес умень шитс  и открывает промыаное отверстие отстойника 1., Начинаетс  промывка отстойника от наносов. По мере промывки наносы освобод  входное отверстие второго узла 25, но вода не будет поступать через него в полость промывного затвора 18, так как при промывке резко упадет уровень воды. Процесс промывки отстойника продолжаетс , при этом начинаетс  промывка последней зоны отложений наносов , где установлен первый узел дл  задержани  наносов 24, входное отвер стие освободитс  от наносов, вода на . чнет сливатьс  из нижней полости 9 запорного устройства 8 (фиг. 2), по плавок 10 начнет опускатьс  вниз и займет нижнее положение. При этом шток 11, соедин ю1ций поплавок 10 с центром 12, тоже опускаетс  вниз, а мембрана 13 раст нетс . В это врем  произойдет зар дка первого сифона 6 и он начнет перекачивать воду из первой емкости 3 во вторую емкость 22. Причем входна  трубка k установлена на отметке НПУ, поэтому вода, посто нно поступа  в первую емкость 3, в то же врем  сбрасываетс  в нижний бьеф через выходное отверстие 5. По мере наполнени  второй емкости 9 6 22 поперечное сечение канала перекро .етс , вода перестанет поступать в отстойник 1. При повышении уровн  в подвод 1чем канале 2 она достигнет входного патрубка трубопровода 16, установленного на отметке верхнего предельного уровн  верхнего бьефа, начнет работать второй (с большей производительностью) сифон 15, и через питающий трубопровод 1 начнет заполн ть полоСть промывного затвора 18. В тот момент, когда вес затвора превысит вес противовеса, затвор перекроет промывное отверстие В это врем  уровень воды в первой емкости 3 упадет и сифоны разр д тс , А рода из второй емкости 22 сбрасываетс  через выходное отверстие 23 в нижний бьеф, тем самым уменьша  давление на полость затвора. За счет давлени  воды с верхнего бьефа щит 19 начнет подниматьс  и вода начнет поступать в отстойник 1. Цикл повтор етс . Главное преимущество предлагаемого устройства заключаетс  в том, что с помощью двух узлов дл  задержани  наносов и щита намного сэкономитс  оросительна  вода, сбрасываема  в нижний бьеф при промывке. Это достигаетс  тем, что первый узел дл  задержани  наносов устанавливаетс  в зоне наносных- отложений, размываемых последними. Что позвол ет производить полную очистку камеры отстойника от наносов, а с помощью щита перекрываетс  поперечное сечение подвод щего канала, исключаетс  холостой сброс оросительной воды. Использование предлагаемого устройства позволит сократить как капитальные , так и эксплуатационные затраты за счет упрощени  конструкции. Применение предлагаемой системы повысит надежность работы за счет ис- ключени  движущихс  и вращающихс  частей. Формула изобретени  1. Устройство дл  регулировани  уровн  воды в системе промывки отстойника от наносов, содержащее первый и второй узлы дл  задержани  наносов и секторный промывной затвор, отли чающеес  тем, что, с целью повышени  надежности уст