UA132807U - Плавучий самоочисний фільтр для іригаційних систем - Google Patents

Abstract

Плавучий самоочисний фільтр для іригаційних систем містить плавучий понтон з просторовою рамою, в якій встановлений фільтруючий барабан з сітчастою робочою поверхнею та водозабірним патрубком всередині. Фільтр оснащений механізмом обертання фільтруючого барабана та принаймні однією гребінкою водяних форсунок. Механізм обертання фільтруючого барабана виконаний на основі гідравлічної турбіни. Частина водяних форсунок виконана з можливістю взаємодії з лопатками гідравлічної турбіни та призначена для її приводу.

Description

Корисна модель належить до конструкційних елементів іригаційних систем для зрошення сільськогосподарських угідь, а більш конкретно - до елементів конструкції дощувальної сільськогосподарської техніки, а саме плавучих самоочисних фільтрів для забору води з відкритих водойм.

В зонах з недостатнім зволоженням широке застосування знайшли іригаційні системи та дощувальна сільськогосподарська техніка, які здатні забезпечити необхідне поповнення запасу вологи в грунті. Шляхом поливів з малими нормами можна постійно підтримувати необхідну вологість грунту, створюючи найсприятливіші умови для росту та розвитку сільськогосподарських культур. Дощувальна сільськогосподарська техніка перетворює водний потік в дощові краплі, направляє їх на певну відстань та рівномірно розподіляє по площі поливу.

Ефективність роботи дощувальної техніки оцінюють по рівномірності розподілу води по площі поливу (по якості дощу). Водяний потік необхідної потужності створює насосний вузол дощувальної машини, а якісне утворення дощу - її спеціальні насадки. Головною умовою довготривалої та надійної роботи як спеціальних насадок, так і водяного насоса є чистота води, що подається на них, відсутність в ній включень, які здатні забити отвори насадок чи вивести з ладу насос. Тому водозабірний патрубок насоса, як правило, споряджують надійним фільтром, здатним забезпечити безперервну очистку води, що подається в насос, протягом роботи дощувальної машини. В умовах рівнинної місцевості та великих посівних площ сільськогосподарських культур найбільш привабливим та економічно доцільним є забір води для поливу з відкритих водойм (річок чи струмків, ставків, відкритих іригаційних каналів тощо).

Як правило, такі водойми у доступній для забору води прибережній зоні бувають зарослими водоростями та не досить глибокими, крім того, не виключеною є наявність живої фауни (наприклад, риби, в тому числі й мальків), яку треба зберегти у водоймі при заборі води для поливу. В таких умовах забір води має вестися з поверхневого шару водойми, вічко фільтра водозабірника має бути досить дрібним, через що фільтр потребує постійної очистки під час роботи. Забезпечити зазначене з одночасним переміщенням дощувальної техніки по берегу водойм можна за рахунок використання плавучих самоочисних фільтрів.

Відомим є "Просеивающее устройство" (патент на винахід Російської Федерації Мо 2532183,

ВОТО 35/05, опубл. 27.10.2014 р.), призначене для відокремлення рідких компонентів з суспензії.

Зо Пристрій за цим винаходом за конструкцією є самоочисним фільтром, який має плавучий понтон з просторовою рамою, на якій закріплені насос, вібратор та конічний заглибний резервуар в перерізі у формі трапеції, встановлений більшою основою доверху. Стінки резервуара з сит пов'язані з вібратором за допомогою спеціальних тяг, а водозабірник насоса розміщений на дні заглибного резервуара.

При розділенні суспензій, які складаються з рідкої та суто твердої кристалічної фази відомий пристрій добре відокремлює рідку фазу, що проходить через сита резервуара. При цьому він ще й постійно самоочищується в процесі роботи за рахунок надання ситам вібрації, яка очищує вічка сит від твердих кристалічних частинок, що на них осіли. Але для фільтрації призначеної для використання в дощувальних машинах води з відкритих водойм, такий фільтр підходить погано, оскільки у такій воді відкритих водойм присутні не тільки тверді кристалічні частинки такі як дрібні камінці та пісок, але й у великій кількості м'які водорості, особливо ниткоподібні, очистити від яких вібрацією забиті ними вічка сит практично не вдається.

Відомим також є обертовий фільтр "Вімегзстеєп", призначений для забору води з відкритих джерел марки ВІМ5САМА (проспект фірми "Репіаї"", Австралія, 9 2015 р. Репіаії), що має плавучий понтон з просторовою рамою, на якій встановлені фільтруючий барабан з сітчастою робочою поверхнею та водозабірним патрубком всередині, при цьому самоочисний фільтр оснащений електроприводом обертання фільтруючого барабана та встановленою на рамі очисною гребінкою водяних форсунок, котрі спрямовані зовні на сітчасту робочу поверхню фільтруючого барабана.

Відомий обертовий фільтр "Вімегестееп" забезпечує можливість забору води для іригаційних систем з самих верхніх шарів відкритих водойм, оскільки він встановлений на плавучому понтоні з просторовою рамою таким чином, що його фільтруючий барабан з сітчастою робочою поверхнею має можливість часткового занурення у воду. А оснащення фільтруючого барабана електричним приводом обертання та очисною гребінкою водяних форсунок, що ззовні напором води змивають відкладення з сітчастої робочої поверхні під час її обертання в процесі роботи фільтра, забезпечують самоочистку обертового фільтра та його надійне функціонування й безперервну очистку води, що подається протягом роботи в насос дощувальної машини.

Головним недоліком відомого обертового фільтра "Вімегестеєп" є недостатня його безпечність та надійність роботи через електричний привід обертання фільтруючого барабана, 60 адже електрика та вода погано сполучаються в конструкціях, через що такі конструкції в умовах постійної вологості схильні до електричних пробоїв з негативними наслідками не тільки для експлуатаційної придатності обладнання, але й для безпеки обслуговуючого персоналу. Значні незручності створює сама потреба підведення до плавучого самоочисного фільтра додаткового електричного живлення. Крім цього, зовнішня гребінка водяних форсунок хоча і здатна напором води змити з сітчастої робочої поверхні відкладення в томі числі й ниткоподібних водоростей, але не може забезпечити їх повну відсутність у воді після фільтрації. Неможливо виключити абсолютно прохід хоча б незначної частки ниткоподібних водоростей через вічка сітчастої робочої поверхні всередину фільтруючого барабана під дією зовнішнього напору води з гребінки водяних форсунок, що дещо знижує якість фільтрації.

Найбільш близьким за технічною сутністю та результатом, що досягається, є вибраний як найближчий аналог "Самоочисний вузол для фільтрації іригаційної води" (патент Сполучених

Штатів Америки Мо 8652324, ВО10 33/073, 33/50, 33/80, 35/05, 33/06 (2006.01), опубл. 18.02.2014 р.), що має плавучий понтон з просторовою рамою, в якій встановлений фільтруючий барабан з сітчастою робочою поверхнею та водозабірним патрубком всередині. Також всередині фільтруючого барабана розташована гребінка водяних форсунок, які направлені на внутрішній бік його сітчастої робочої поверхні Для приводу фільтруючого барабана передбачена клинопасова передача від електричного двигуна.

Встановлення у найближчому аналозі гребінки водяних форсунок всередині фільтруючого барабана підвищує якість фільтрації, адже в цьому випадку дія напору очисної води зсередини дозволяє запобігти потраплянню ниткоподібних водоростей у внутрішній об'єм фільтруючого барабана, вибиваючи їх з вічок сітчастої робочої поверхні фільтруючого барабана назовні.

Однак привід обертання фільтруючого барабана від електричного двигуна не дає прототипу можливості позбавитись основних недоліків, а саме недостатніх безпечності та надійності роботи як і потреби підведення електричного живлення.

В основу корисної моделі поставлена задача створення більш безпечного та надійного в експлуатації плавучого самоочисного фільтра для іригаційних систем, робота якого не потребувала б електричного живлення.

Поставлена задача вирішується тим, що у плавучому самоочисному фільтрі для іригаційних систем, що має плавучий понтон з просторовою рамою, в якій встановлений оснащений

Зо механізмом обертання та принаймні однією гребінкою водяних форсунок фільтруючий барабан з сітчастою робочою поверхнею, та водозабірним патрубком всередині, при цьому механізм обертання фільтруючого барабана виконаний на основі гідравлічної турбіни, а частина водяних форсунок пристосована для взаємодії з лопатками водяної турбіни та призначена для її приводу.

Виконання механізму обертання фільтруючого барабана на основі гідравлічної турбіни, а також використання частини водяних форсунок для приводу гідравлічної турбіни шляхом їх сполучення з лопатками гідравлічної турбіни, дозволяє позбавитись необхідності електричного живлення роботи самоочисного фільтра для іригаційних систем, за рахунок чого суттєво підвищити безпечність та надійність експлуатації плавучого самоочисного фільтра для іригаційних систем.

Таким чином, сукупність ознак та кожна з ознак корисної моделі, що пропонується, забезпечують досягнення поставленої задачі, а саме створення більш безпечного та надійного в експлуатації плавучого самоочисного фільтра для іригаційних систем, робота якого не потребує електричного живлення.

На Фіг.1 представлено загальний вигляд плавучого самоочисного фільтра для іригаційних систем; на Фіг.2 - вигляд А на Фіг. 1; на Фіг. З - вигляд Б на Фіг. 2.

Плавучий самоочисний фільтр для іригаційних систем має плавучий понтон з кількох поплавків 1 та просторової рами 2, яка призначена для поєднання поплавків 1 в єдину плавучу платформу, а також для встановлення в ній горизонтально з регульованою глибиною занурення заглибного фільтруючого барабана 3 з циліндричною сітчастою робочою поверхнею 4. Для регулювання глибини занурення фільтруючого барабана З призначені чотири регулюючі механізми 5, якими оснащена просторова рама 2. Всередині фільтруючого барабана З по його горизонтальній осі розташований водозабірний патрубок 6, оснащений приймачем води 7 для забору очищеної води з нижньої частини фільтруючого барабана 3. Розташований горизонтально водозабірний патрубок 6, з одного боку оснащений похилою ділянкою 8 для під'єднання до водопостачального патрубка насосного вузла дощувальної машини (на кресленнях не показані). Всередині фільтруючого барабана 3 розташована внутрішня гребінка 9 водяних форсунок 10. Також плавучий самоочисний фільтр для іригаційних систем оснащений механізмом обертання фільтруючого барабана. Цей механізм складається зі встановленої на бо рамі 2 гідравлічної турбіни 11, яка сполучена з зубчастим колесом 12, жорстко встановленим на торцевій поверхні фільтруючого барабана 3. Також на рамі 2 встановлена зовнішня гребінка 13, частина водяних форсунок 14, якої спрямована на лопатки гідравлічної турбіни 11 та призначені для її приводу, а решта спрямована під гострим кутом на зовнішню поверхню фільтруючого барабана для здійснення його додаткової очистки. Внутрішня гребінка 9 та зовнішня гребінка 13 водяних форсунок з'єднані з напірним трубопроводом (на кресленнях не показаний) насосного вузла дощувальної машини.

Плавучий самоочисний фільтр для іригаційних систем працює наступним чином. Плавучий понтон самоочисного фільтра встановлюють у відкритій водоймі, похилу ділянку 8 водозабірного патрубка б під'єднують за допомогою пружної муфти до водоподавального патрубка насосного вузла дощувальної машини (на кресленнях не показані), а внутрішню гребінку 9 водяних форсунок 10 і зовнішню гребінку 13 водяних форсунок 14 під'єднують до напорного трубопроводу (на кресленнях не показаний) насосного вузла дощувальної машини.

Заповнюють всі водопроводи водою. За допомогою регулюючих механізмів 5 задають глибину занурення фільтруючого барабана 3, яка залежить від глибини відкритої водойми, враховуючи, що номінальною глибиною занурення є таке положення фільтруючого барабана, при якому його горизонтальна вісь співпадає з поверхнею відкритої водойми, або має незначне (не більш 1/5 діаметра фільтруючого барабана) глибше занурення. Далі включають насосний вузол дощувальної машини і після виходу його на номінальний режим роботи, включають подачу води високого тиску на внутрішню гребінку 9У водяних форсунок 10 та зовнішню гребінку 13 водяних форсунок 14. При цьому первинний вихід насосного вузла дощувальної машини на оптимальний режим роботи здійснюється за рахунок забору приймачем 7 очищеної води, яка пройшла через сітчасту робочу поверхню 4 фільтруючого барабана 3, та подання цієї води по водозабірному патрубку 6 та по водопостачальному патрубку до насосного вузла дощувальної машини. Після подачі води високого тиску на гребінку 13 водяних форсунок 14, частина яких спрямована на гідравлічну турбіну 11, починається взаємодія водяних струменів частини форсунок 14 з лопатками гідравлічної турбіни 11 з утворенням обертаючого моменту сили, який призводить до обертання колеса гідравлічної турбіни 11 та встановленого на одному валу з нею зубчастого колеса 12 разом з фільтруючим барабаном 3, на торцевій поверхні якого жорстко встановлене зубчасте колесо 12. За рахунок обертання фільтруючого барабана 3 на поверхню

Зо піднімається занурена раніше у воду частина сітчастої робочої поверхні 4, на якій почали відкладатися водорості та інші забруднюючі включення з води відкритої водойми.

Переміщуючись вище, частина сітчастої робочої поверхні 4, яка піднялась з води, попадає під дію водяних струменів форсунок 10 внутрішньої гребінки 9, які зсередини фільтруючого барабана З діють на відкладення, вибиваючи їх назовні з вічок сітчастої робочої поверхні 4.

Якщо ж якась частина відкладень (найчастіше ниткоподібних водоростей) утрималась зовні на сітчастій робочій поверхні 4, вона змивається струменями води тієї частини форсунок 14 зовнішньої гребінки 13, які під гострим кутом направлені на робочу поверхню 4, та під дію яких відкладення попадають при подальшому обертанні фільтруючого барабана 3. Таким чином здійснюється самоочистка плавучого фільтра для іригаційних систем. В разі ж достатньої ефективності роботи форсунок 10 внутрішньої гребінки 9 та відсутності необхідності додаткової очистки сітчастої робочої поверхні 4, та частина форсунок 14 зовнішньої гребінки 13, які призначені для такої додаткової очистки, можуть буди відключеними, за рахунок чого можна дещо підвищити коефіцієнт корисної дії дощувальної машини.

Реалізація технічного рішення за корисною моделлю дозволяє створити більш надійну в експлуатації та більш безпечну для обслуговуючого персоналу конструкцію плавучого самоочисного фільтра для іригаційних систем, робота якої не потребує електричного живлення.

При цьому створення конструкції за корисною моделлю можливе з добре відомих матеріалів на поширеному у виробництві іригаційної техніки обладнанні та не потребує використання новітніх матеріалів та технологічних процесів.

Claims (1)

1. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Плавучий самоочисний фільтр для іригаційних систем, що містить плавучий понтон з просторовою рамою, в якій встановлений фільтруючий барабан з сітчастою робочою поверхнею та водозабірним патрубком всередині, причому фільтр оснащений механізмом обертання фільтруючого барабана та принаймні однією гребінкою водяних форсунок, який відрізняється тим, що механізм обертання фільтруючого барабана виконаний на основі гідравлічної турбіни, а частина водяних форсунок виконана з можливістю взаємодії з лопатками гідравлічної турбіни та призначена для її приводу.