Иглофильтровая установка вакуумного водопонижения

 

1. ИГЛОФИЛЫРОВАЯ УСТАНОВКА ВАКУУМНОГО ВОДОПОНИЖЕНИЯ . включающая приемную и грязевую е.мкости, распределительную камеру, сооб щенные с ней центробежный насос и сбросной водовод с поплавковым клапаном, эжектор , отражатель потока, вакуу.мный водокольцевой насос с водоотделителем и коллектор с иглофильтрами, отличающаяся тем, что, с целью снижения энергозатрат, металлоемкости и повышения надежности, она снабжена объединяющим приемную и грязевую емкости циркуляционным баком с расположе} ным между емкостями перетивным коробом, имеющим торцовую стенку, и гидроциклоном с впускным, шламовым и сливным патрубками, соединенными соответственно с нагнетательной частью центробежного насоса, грязевой емкостью и вакуумным насосом, грязевая емкость имеет наклонное дно, консольный выступ и примыкающий к верхней части выступа щиток, образующий у ее дна щламонакопитель, шламовый патрубок-установленные на нем угловой переходник и насадок, последнийпоперечно расположенный ограничитель, выходящее в угловой переходник сливное отверстие и перекрывающий отверстие игольчатый клапан, сопло, диффузор и приемная камера эжектора сообщены ч соотI ветственно с распределительной камерой, переливным коробом и коллектором, отра (Л жатель потока соединен с диффузором, торцовая стенка короба расположена с зазором относительно стенки циркуляционного бака, а вакуумный насос через водоотделитель сообщен посредством перепускного трубопровода с грязевой емкостью , причем гидроциклон с грязевой емкостью соединен через ее консольный выоо ступ, а ось насадка расположена под углом 43-47° к продольной оси гидроцикло ;о на. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что диффузор выполнен в сечении круглым, а отражатель потока - в виде изогнутого по радиусу торца диффузора козырька.

„„SU„„1131974

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК з(Ю E 02 Р 19/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3646404/29-33 (22) 22.09.83 (46) 30.12.84. Бюл. № 48 (72) Б. С. Краковский, К. С. Боголюбов, А. С. Кузьмина, A. В. Шабатин, Е. П. Афонин и Л. А. Титов (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии «Водгео» и Специализированный проектно-изыскательский и экспериментально-конструкторский институт

«Гидроспецпроект» (53) 624.152.6.002.5 (088.8) (56) 1. Руководство по производству и приемке работ при устройстве оснований и фундаментов. М., «Стройиздат, 1976, с. 33.

2. Григорьев В. М. Вакуумное водопонижение. М., «Стройиздат», 1973, с. 11 — 20. (54) (57) 1. ИГЛОФИЛЬТРОВАЯ УСТАНОВКА ВАКУУМНОГО ВОДОПОНИЖЕНИЯ, включающая приемную и грязевую емкости, распределительную камеру, сообщенные с ней центрооежный насос и сбросной водовод с поплавковым клапаном, эжектор, отражатель потока, вакуумный водокольцевой насос с водоотделителем и коллектор с иглофильтрами, отличающаяся тем, что, с целью снижения энергозатрат, металлоемкости и повышения надежности, она снабжена объединяющим приемную и грязевую емкости циркуляцион ым баком с расположенным между емкостями переливным коробом, имеющим торцовую стенку, и гидроциклоном с впускным, шламовым и сливным патрубками, соединенными соответственно с нагнетательной частью центробежного насоса, грязевой емкостью и вакуумным насосом, грязевая емкость имеет наклонное дно, консольный выступ и примыкающий к верхней части выступа щиток, образующий у ее дна шламонакопитель. шламовый патрубок-установленные на нем угловой переходник и насадок, последнийпоперечно расположенный ограничитель, выходящее в угловой переходник сливное отверстие и перекрывающий отверстие игольчатый клапан, сопло, диффузор и приемная камера эжектора сообщены, соответственно с распределительной камерой, Й переливным коробом и коллектором, отражатель потока соединен с диффузором, Ц ф торцовая стенка короба расположена с зазором относительно стенки циркуляционного бака, а вакуумный насос через водоотдел итель сообщен посредством перепускного трубопровода с грязевой ем- ф ы костью, причем гидроциклон с грязевой емкостью соединен через ее консольный выступ, а ось насадка расположена под углом 43 — 47 к продольной оси гидроциклона. с0

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что диффузор выполнен в сечении круглым, а отражатель потока — в виде изогнутого по радиусу торца диффузора козырька.

1131974

Изобретение относится к осушению грунта при строительстве зданий и сооружений, .в частности к устройствам для понижения уровня грунтовых вод путем их откачки с помощью иглофильтров.

Известна водопонизительная легкая иглофильтровая установка, включающая вакуумный водокольцевой насос, приемную емкость, сообщенную со всасывающей стороной вакуумного водокольцевого насоса, центробежный насос, сообщенный всасывающим патрубком с приемной емкостью коллектор с иглофильтрами, сообщенный с приемной емкостью, емкость для охлаждения питательной воды, сообщенную в верхней части выхлопной стороной вакуумного водокольцевого насоса и в нижней части с всасывающей стороной этого насоса, напорную камеру, установленную на нагнетающей стороне центробежного насоса и состыкованную со сбросной линией (1).

Недостатком этой установки является ее ненадежность, вызванная неэффективным охлаждением вакуумного водокольцевого насоса и низкой степенью очистки поступающей в него питательной воды, в результате чего вакуумный водокольцевой насос часто выходит из строя.

Наиболее близкой к предлагаемой является иглофильтровая установка вакуумного водопонижения, включающая приемную и грязевую емкости, распределительную камеру, сообщенные с ней центробежный насос и сбросной водовод с поплавковым клапаном, эжектор, отражатель потока, вакуумный водокольцевой насос с водоотделителем и коллектор с иглофильтрами (2) .

Недостатками этой установки являются значительные энергозатраты, связанные с откачкой вакуум ным водокольцовым насосом не только воздуха, но и воды, большая металлОемкость, а также ненадежность, обусловленная недостаточной очисткой воды от мелкой взвеси, приводящей вакуумный водокольцевой насос к преждевременному выходу из строя.

Цель изобретения — снижение энергозатрат, металлоемкости и повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что иглофильтровая установка вакуумного водопонижения, включающая приемную и грязевую емкости, распределительную камеру, сообщенные с ней центробежный насос и сбросной водовод с поплавковым клапаном, эжектор, отражатель потока, вакуумный водокольцевой насос с водоотделителем и коллектор с иглофильтрами, снабжена объединяющим приемную и грязевую емкости циркуляционным баком с расположенным между емкостями переливным коробом, имеющим торцовую стен5

35 ку, и гидроциклоном с впускным, шламовым и сл ивным патрубка ми, соединенными соответственно.с нагнетательной частью центробежного насоса, грязевой емкостью и вакуумным насосом, грязевая емкость имеет наклонное дно, консольный выступ и примыкающий к верхней части выступа щиток, образующий у ее дна шламонакопитель, шламовый патрубок — установленные на нем угловой переходник и насадок, последний — поперечно расположенный ограничитель, выходящие в угловой переходник сливное отверстие и перекрывающий отверстие игольчатый клапан, сопло, диффузор и приемная камера эжектора сообщены соответственно с распределительной камерой, переливным коробом и коллектором, отражатель потока соединен с диффузором, торцовая стенка короба расположена с зазором относительно стенки циркуляционного бака, а вакуум ный насос через водоотделитель сообщен посредством перепускного трубопровода с грязевой емкостью, причем гидроциклон с грязевой емкостью соединен через ее консольный выступ, а ось насадка расположена под углом 43 — 47 к продольной оси гидроциклона.

При этом диффузор выполнен в сечении круглым, а отражатель потока в виде изогнутого по радиусу торца диффузора козырька.

На фиг. 1 изображена схема иглофильтровой установки вакуумного водопонижения; на фиг. 2 — насосный агрегат установки, вид в плане; на фиг. 3 — разрез

А — А на фиг. 2; на фиг. 4 — гидроциклон, общий вид.

Иглофильтровая установка вакуумного водопонижения включает иглофильтры 1, объединенные коллектором 2, водяной рукав 3 и воздушный шланг 4, вакуумный водокольцевой насос 5 с установленным на его выходной части водоотделителем 6, и смонтированным на его всасывающей части обратным клапаном 7, центробежный насос Ь с установленной на его нагнетательной части распределительной камерой 9, соединенный со всасывающим патрубком 10 центробежного насоса циркуляционный бак 11, эжектор, состоящий из сопла 12, соединенного с распределительной камерой 9 напорным шлангом

13, камеры 14 смешения, приемной камеры 15, сообщенной с коллектором 2 водяным рукавом 3, круглого в сечении диффузора 16 с прикрепленным к нему отражателем 17 потока, выполненным в виде изогнутого по радиусу торца диффузора 16 козырька, гидроциклон 15, присоединенный посредством отводного рукава 19 и впускного патрубка 20 к распределительной камере 9 и имеющий шламовый патрубок

1131974

5 l0

1

21, оснащенный насадком 22 и угловым переходником 23, с помощью которого гидроциклон крепится к консольному выступу

24 циркуляционного бака 11, и сливной патрубок 25, соединенный с помощью трубопровода 26 подпитки с вакуумным водокольцевым насосом 5. Насадок 22 шламового патрубка 21 своей осью расположен под углом 43 — 47 к оси гидроциклона 18 и имеет сливное отверстие 27, напротив которого расположен контактирующий с ним игольчатый клапан 28, уплотняемый сальниковой набивкой 29. Нижняя часть насадка оснащена ограничителем 30, дно которого перпендикулярно к оси насадка 22 и находится непосредственно под сливным отверстием 27, причем торцовая часть насадка 22 уплотнена прокладкой

31 и заглушкой 32.

С учетом перпендикулярности оси насадка 22 к дну ограничителя 30 выбор угла обоснован необходимостью обеспечения равных условий для сползания взвеси к сливному отверстию 27 по дну ограничителя 30 и внутренней поверхности насадка 22. Увеличение этого угла сверх допустимого значения способствует накоплению взвеси на внутренней поверхности насадка 22, а уменьшение ведет к накоплению взвеси на дне ограничителя 30.

Внутри циркуляционного бака 11 расположен переливкой короб 33, разделяющий бак на грязевую 34 и приемную 35 емкости. В сторону грязевой емкости обращена низкая стенка 36, в сторону приемной емкости — высокая стенка 37, а торцовая стенка 38 удлинена в сторону грязевой емкости 34 с таким расчетом, чтобы обеспечить прохождение потока по всему объему этой емкости и расположена по отношению к стенке циркуляционного бака 11 с зазором для перетекания потока из грязевой емкости 34 в приемную емкость 35.

При этом верхние кромки стенок 38 и 37 находятся на уровне кромок стенок циркуляционного бака 11.

Внутри переливного короба 33 размещен отражатель потока 17, причем между ним и стенками переливного корооа 33 имеются зазоры, обеспечивающие выход воды изпод отражателя 17 потока и.выравнивание скоростей потока на выходе из переливного короба 33.

Грязевая еМкость 34 имеет наклонное дно 39, нижняя часть которого имеет горизонтальную площадку 40. Консольный выступ 24, горизонтальная площадка 40 и нависающий над ней наклонный щиток 41 образуют защищенный от основного потока в циркуляционном баке 11 шламонакопитель 42 для сбора крупной взвеси, оснащенный сбросным патрубком 43. Между торцовой стенкой 38 и стенкой циркуляционного бака 11 имеется полость, сообщенная с грязевой 34 и приемной 35 емкостями, последняя имеет горизонтальное дно 44, которое стыкуется с наклонным дном 39 в плоскости низкой стенки 36 переливного короба 33.

В верхней части циркуляционного бака

11 смонтирован напорный сбросной водовод 45, сообщенный с распределительной камерой 9 и оснащенный поплавковым регулирующим клапаном 46. Нижнее положение поплавка соответствует полному закрытию этого - клапана, а ось поплавка в этом случае находится на уровне верхней кромки низкой стенки 36 переливного короба ЗЗ, что создает нормальные условия для запуска центробежного насоса 8.

Высокая 37 и торцовая 36 стенки, имеющие высоту стенок циркуляционного бака 11, надежно гарантируют поступление грунтовой воды в первую очередь в грязевую емкость 34 и устраняют вредные для работы поплавкового клапана 46 колебания уровня воды в приемной емкости 35. Водоотделитель 6 соединен с циркуляционным баком 11 перепускным трубопроводом 47.

Все узлы, входящие в насосный агрегат установки, размещены на общей раме 48.

Установка работает следующим образом.

Циркуляционный бак 11, центробежный насос 8 и вакуумный водокольцевой насос 5 заполняют водой. При этом уровень воды в циркуля ционном баке 11 и ось поплавка регулирующего клапана 46 должны находиться на уровне верхней кромки низкой стенки 36 переливного короба 33.

Указанное положение поплавка соответствует его крайнему нижнему положению и полному закрытию поплавкового регулирующего клапана 46. Это обеспечивает полное перекрытие напорного сбросного водовода

45 и создает нормальные условия для запуска центробежного насоса 8. Включают одновременно насосы 3 и 5. При этом вода из приемной емкости 35 циркуляционного бака 11 через всасывающий патрчбок 10 подается центробежным насосом 8 в распределительную камеру 9, а из нее — в напорный шланг 13 и отводной рукав 19.

По напорному шлачгу 13 вода подводится к соплу 12 эжектора, из которого она поступает в камеру 14 смещения, диффузор 16 и переливной короб ЗЗ. Далее через зазоры между стенками переливного короба 33 и отражателем 17 потока, прикрепленным к диффузору 16, вода, переливаясь через низкую стенку 36, поступает в грязевую емкость 35 циркуляционного бака 11, затем, обогнув торцовую стенку 38, подается в приемную емкость 35, откуда вновь поступает в центробежный насос 8. При работе эжектора в его приемной камере

15 возникает вакуум, под воздействием которого грунтовая вода через иглофильтры

1131974

1, коллектор 2 и водяной рукав 3 поступает в переливной короб 33. В случае, если в грунтовой воде содержится крупная взвесь то она после перелива воды в грязевую емкость 34 по наклонному дну 39 через щель между этим дном и козырьком 41 сползает в шламонакопитель 42 и оседает на его горизонтальной площадке 40. Таким образом, в приемную емкость 35 поступает вода, очищенная от крупной взвеси. Вода, поданная в отводной рукав 19, через впускной патрубок 20 поступает в гидроциклон

18, где очищается от мелкой взвеси. Очищенная вода через сливной патрубок 25 по трубопроводу 26 подпитки подается в вакуумный водокольцевой насос 5, а 15 мелкая взвесь через шламовый патрубок 21, насадок 22 и сливное отверстие 27 поступает в угловой переходник 23, затем в консоль 24, а оттуда в шламонакопитель 42, Из последнего взвесь периодически отводится через сбросной патрубок 4. Режим работы гидроциклона 18 задается игольчатым клапаном 28, в нужной степени дросселнрующим сливное отверстие 27.

Использование для удаления мелкой взвеси гидроциклона 18 предлагаемой кон- 25 струкции позволяет устранить громоздкую шламовую камеру с вентилем, обеспечивает незасоряемость взвесью сливного отверстия 27 и возможность легкой очистки грязевой стороны гидроциклона 18 без полного его демонтажа за счет снятия заглуш30 ки 32 и изъятия ограничителя 30 из насадки 22.

С началом работы установки воздух из, коллектора 2 откачивается вакуумом водокольцевым насосом 5 через воздушный шланг 4 и обратный клапан 7. В случае, если эжектор не справляется с откачкой воды и она поднимется по воздушному шлангу 4, обладающий плавучестью шарик клапана 7 всплывает и перекрывает всасывающую часть вакуумного водокольцевого на- 40 соса 5, устранив этим попадание в насос 5 неочищенной грунтовой воды. Откачанный воздух и частички воды из водяного кольца вакуумного водокольцевого насоса 5 подаются в водоотделитель 6, из которого воздух поступает в атмосферу, а вода по перепускному трубопроводу 47 — в грязевую емкость 34 циркуляционного бака 11.

При остановке или случайном обесточивании установки вода, в незначительном количестве содержащаяся в переливном коробе 33, через эжектор, коллектор 2 и иглофильтры 1 поступает в грунт. Объем оставшейся в циркуляционном баке 11 воды вне пределов переливного короба достаточен для последующего запуска центробежного насоса 8.

Предлагаемое выполнение иглофильтровой установки вакуумного водопонижения по сравнению с известной обеспечивает снижение электрозатрат с 31,7 до 15 или 11,5 кВт, повышение удельных производительностей по воде с 0,19 до 0,28—

0,58 л)с-кВт, а по воздуху с 0,4 до 0,7—

0,9 л)с кВт, сокращение габаритов, снижение металлоемкости с 1500 до 840 — 900 кг и повышение эксплуатационной надежности, вследствие чего срок службы увеличивается с 2 до 5 лет за счет совмещения в одном насосном агрегате вакуумного водокольцевого насоса и эжектора, размещения в пределах циркуляционного бака грязевой, приемной емкостей и расположенного между ними дополнительного переливного короба с разновысокими стенками, размещения в переливном коробе отражателя потока, наличия в грязевой емкости шламонакопителя с консолью в стенке емкости, а также за счет использования установленного на консоли гидроциклона дополнительно оснащенного насадком, угловым переходником и игольчатым клапаном

Годовая экономическая эффективность предлагаемой установки по сравнению с известной составляет 11 тыс. руб.

1131974

35 4с5

Фиг 2

1131974

1131974

Составитель А. Прямков

Редактор И. Ковальчук Техред И. Верес Корректор В Синицкая

Заказ 9360/25 Тираж 697 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4