Устройство автоматизации процесса очистки воды от мусора и водорослей

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано при заборе воды из водоемов и магистральных каналов для ирригации и промышленных предприятий. Устройство автоматизации процесса очистки воды от мусора и водорослей включает источник сжатого воздуха, соединенный с перфорированными трубопроводами высокого и низкого давления, оборудованными воздуховодами золотникового типа, размещенными по дну и откосам подводящего канала под углом 45-60° по отношению к потоку воды, закрепленными на опорных элементах и соединенными между собой гибким трубопроводом через штуцеры, и подключенными к компрессору через реверсивный бак, снабженный датчиком давления верхнего и нижнего пределов управления работой компрессора, датчики высокого и низкого давления, управляющие элементы которых подключены к перфорированным трубопроводам в их концах и взаимосвязаны с гидроприводами, взаимодействующими с исполнительными элементами, размещенными в перфорированных трубопроводах в их начале, отбойник, расположенный под углом к потоку и закрепленный одним концом на берме подводящего канала, а другим на берме отводного канала, связанного с мусоросборником. Отводной канал выполнен в нижнем бьефе разделенным от подводящего канала перегораживающим сооружением, оснащенным плоским затвором с электроприводом и с возможностью вертикального погружения в нижний бьеф, управляемым датчиком, размещенным перед плоским затвором, выполненным в виде герметичной полой трубы с частичным погружением в воду, закрепленной на оси с возможностью вращения и снабженной открылками, расположенными по обе стороны от плоского затвора, выполненными в виде лотка, жестко закрепленного в нижней части трубы, и погруженными в поверхность воды. На одном из открылков датчика управления установлена тяга, закрепленная в шарнирном соединении в его торце и взаимодействующая с двухконтактным выключателем, установленным в цепи блока управления электропривода плоского затвора, закрепленного на перегораживающем сооружении. В цепи двухконтактного выключателя и блока управления электродвигателя установлены два концевых выключателя, взаимодействующих с упорами нижнего и верхнего положения плоского затвора, закрепленными на его верхней части. Изобретение обеспечивает автоматизацию процесса очистки воды от мусора и водорослей на водозаборах насосных станций. 4 ил.

 

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано при заборе воды из водоемов и магистральных каналов для ирригации и промышленных предприятий.

Известно устройство для очистки оросительной воды на водозаборных сооружениях, включающее установленный на канале под углом к потоку отбойник предварительной задержки мусора, выполненный в виде лотка, а по дну канала расположены основной и дополнительные перфорированные трубопроводы, соединенные с источником сжатого воздуха (а.с. 1461818, кл. Е 02 В 8/08, 9/04, аналог).

Недостатком данного устройства является малая эффективность в работе из-за отсутствия автоматизации поддержания требуемого факела воздушно-пузырьковой завесы, равномерного распределения его по всему периметру водозаборного сооружения, попадания воды в перфорированные трубопроводы в период остановки устройства, что снижает его эффективность и приводит, как следствие, к нецелесообразным энергозатратам на подачу сжатого воздуха. Кроме этого, существенным недостатком является отсутствие автоматизации процесса удаления сорных включений после отведения их от водозаборного сооружения насосной станции.

Известно другое устройство для автоматизации очистки воды от мусора и водорослей на водозаборных насосных станциях, включающее источник сжатого воздуха, соединенный с основным и дополнительными перфорированными трубопроводами, уложенными по дну канала, отбойник, расположенный под углом к потолку и закрепленный одним концом на подводящем канале водозабора, другим - на близлежащей к насосной станции берме отводного канала, при этом перфорации трубопроводов снабжены воздуховыпусками золотникового типа, а трубопроводы выполнены в виде отдельных звеньев, размещенных по дну и откосам канала под углом 45-60° по отношению к потоку воды, закрепленных на опорных элементах и соединенных между собой гибким трубопроводом через штуцеры, причем перфорированные трубопроводы подключены к компрессору через реверсивный бак, снабженный датчиком давления верхнего и нижнего пределов управления работой компрессора, кроме того, основной перфорированный трубопровод снабжен датчиком высокого давления, а дополнительный перфорированный трубопровод снабжен датчиком низкого давления, управляющие элементы которых подключены к перфорированным трубопроводам в их концах, кроме этого, датчики давления взаимосвязаны с гидроприводами, взаимодействующими с исполнительными элементами, размещенными в перфорированных трубопроводах в их начале, а отводной канал связан с мусоросборником (патент №2217549, кл. Е 02 В 15/00, Е 02 В 9/04, прототип).

Недостатком данного устройства также является отсутствие возможности автоматизации процесса удаления сорных включений после отведения их от водозаборного сооружения насосной станции.

Техническая задача изобретения - автоматизация процесса очистки воды от мусора и водорослей на водозаборах насосных станций.

Поставленная задача достигается тем, что отводной канал выполнен в нижнем бьефе разделенным от подводящего канала перегораживающим сооружением, оснащенным плоским затвором с электроприводом и с возможностью вертикального погружения в нижний бьеф, управляемым датчиком, размещенным перед плоским затвором, выполненным в виде герметичной полой трубы с частичным погружением в воду, закрепленной на оси с возможностью вращения и снабженной открылками, расположенными по обе стороны от плоского затвора, выполненными в виде лотка, жестко закрепленного в нижней части трубы, и погруженными в поверхность воды, при этом на одном из открылков датчика управления установлена тяга, закрепленная в шарнирном соединении в его торце и взаимодействующая с двухконтактным выключателем, установленным в цепи блока управления электропривода плоского затвора, закрепленного на перегораживающем сооружении, причем в цепи двухконтактного выключателя и блока управления электродвигателя установлены два концевых выключателя, взаимодействующих с упорами нижнего и верхнего положения плоского затвора, закрепленными на его верхней части.

Благодаря выполнению отводного канала в нижнем бьефе разделенным от отводящего канала перегораживающим сооружением, оснащенным плоским затвором с электроприводом и с возможностью вертикального погружения в нижний бьеф, создается возможность при скоплении отведенных от водозабора насосной станции нитчатых водорослей и мусора транспортировать их с небольшим количеством воды через погруженный плоский затвор в отводящий канал и мусоросборник. Это позволяет в значительной степени упростить процесс сбора нитчатых водорослей и мусора из воды и исключить постоянное использование механических средств, извлекающих сорные включения из воды в процессе работы насосной станции. Данный отличительный признак не известен ни в аналоге, ни в прототипе.

Снабжение устройства управляемым датчиком, размещенным перед плоским затвором, выполненным в виде герметичной полой трубы с частичным погружением в воду, закрепленной на оси с возможностью вращения и снабженной открылками, расположенными по обе стороны от плоского затвора, выполненными в виде лотка, жестко закрепленного в нижней части трубы, и погруженными в поверхность воды, установка тяги на одном из открылков датчика управления, закрепленной в шарнирном соединении в его торце, взаимодействующей с двухконтактным выключателем, установленным в цепи блока управления электропривода плоского затвора, и закрепленного на перегораживающем сооружении, а в цепи двухконтактного выключателя и блока управления электродвигателя установлены два концевых выключателя, взаимодействующих с упорами нижнего и верхнего положения плоского затвора, закрепленными на его верхней части, что позволяет автоматизировать процесс транспортирования и сбора сорных включений в мусоросборнике. Перечисленные отличительные признаки, их конструктивное исполнение и взаимосвязь не известна ни в аналоге, ни в прототипе, а трудозатраты, необходимые как в аналоге, так и в прототипе, при извлечении сорных включений из воды, полностью исключены в предлагаемом решении за счет автоматизации процесса очистки.

Сущность изобретения поясняется следующими чертежами.

Фиг.1 - Принципиальная схема устройства автоматизации процесса очистки воды от мусора и водорослей.

Фиг.2 - Вид плоского затвора с датчиком управления сбоку.

Фиг.3 - Разрез по А-А в момент транспортирования сорных включений.

Фиг.4 - Вид В.

Устройство автоматизации процесса очистки воды от мусора и водорослей включает источник сжатого воздуха (компрессор) 1, соединенный с перфорированными трубопроводами высокого 2 и низкого 3 давления, оборудованными воздуховодами золотникового типа, размещенными по дну и откосам подводящего канала 4 под углом 45-60° по отношению к потоку воды, закрепленными на опорных элементах и соединенными между собой гибким трубопроводом через штуцеры, и подключенными к компрессору 1 через реверсивный бак 5, снабженный датчиком давления 6 верхнего и нижнего пределов управления работой компрессора 1, датчики высокого 7 и низкого 8 давления, управляющие элементы которых подключены к перфорированным трубопроводам 2, 3 в их концах и взаимосвязаны с гидроприводами, взаимодействующими с исполнительными элементами, размещенными в перфорированных трубопроводах 2, 3 в их начале, отбойник 9, расположенный под углом к потоку и закрепленный одним концом на берме подводящего канала 4, а другим на берме отводного канала 10, связанного с мусоросборником 11, и отличается тем, что отводной канал 10 выполнен в нижнем бьефе разделенным от подводящего канала 4 перегораживающим сооружением, оснащенным плоским затвором 12 с электроприводом и возможностью вертикального погружения в нижний бьеф, управляемым датчиком, размещенным перед плоским затвором 12, выполненным в виде герметичной полой трубы 13 с частичным погружением в воду, закрепленной на оси с возможностью вращения и снабженной открылками 14, расположенными по обе стороны от плоского затвора, выполненными в виде лотка, жестко закрепленного в нижней части трубы 13, и погруженными в поверхность воды, при этом на одном из открылков 14 датчика управления установлена тяга 15, закрепленная в шарнирном соединении 16 в его торце взаимодействующая с двухконтактным выключателем 17, установленным в цепи блока управления электропривода 18 плоского затвора 12, закрепленного на перегораживающем сооружении, причем в цепи двухконтактного выключателя 17 и блока управления электродвигателем 18 установлены два концевых выключателя 19, 20, взаимодействующих с упорами 21, 22 нижнего и верхнего положения плоского затвора 12, закрепленных на его верхней части.

Устройство автоматизации процесса очистки воды от мусора и водорослей работает следующим образом.

При работе водозабора в реверсивном баке 5 с помощью компрессора 1 поддерживается давление в определенных установленных пределах, обеспечивающих датчиком верхнего и нижнего пределов управления работой компрессора. В результате этого в перфорированных трубопроводах высокого 2 и низкого 3 давления создается заданное, определенное датчиками 7 и 8, давление, обеспечивающее необходимый факел воздушно-пузырьковой завесы по периметру подводящего канала 4 с целенаправленным потоком поднятого со дна мусора и водорослей по поверхности воды вдоль отбойника 9 в отводной канал 10 к перегораживающему сооружению с плоским затвором 12.

При отсутствии сорных включений перед перегораживающим сооружением и плоским затвором 12, затвор 12 находится в верхнем положении, исключая переток воды в нижний бьеф. Открылки 14 управляющего датчика также находятся в верхнем положении, обеспечивая тем самым нахождение двухконтактного выключателя 17 тоже в верхнем положении. Верхний упор 22 не воздействует на концевой выключатель 20, и он находится в замкнутом положении, однако, в связи с нахождением двухконтактного выключателя 17 в верхнем положении электрическая цепь находится в разомкнутом состоянии и подача напряжения в блок управления электроприводом 18 не осуществляется. Нижний упор 21 воздействует на концевой выключатель 19, в связи с чем он разомкнут, и, несмотря на то, что двухконтактный выключатель 17 замыкает цепь, напряжение в блок управления электроприводом 18 не подается.

По мере накопления сорных включений перед плоским затвором 12 происходит рост толщины слоя на открылках 14 управляющего датчика. В результате этого открылки 14, передавая усилие на герметичную трубу 13 (вращая ее), под действием веса сорных включений погружаются вниз. Вследствие этого тяга 15, закрепленная в шарнирном соединении 16, воздействует на двухконтактный выключатель 17, переводит его в нижнее положение. Это вызывает создание электрической цепи через концевой выключатель 19 в блок управления электроприводом 18 плоского затвора 12, который начинает открываться путем погружения в нижний бьеф отводного канала 10. Плоский затвор 12 открывается до тех пор, пока нижний упор 21 не начнет воздействовать с концевым выключателем 19. В результате этого электрическая цепь размыкается, и блок управления электроприводом 18 останавливает открытие плоского затвора 12.

В данном положении плоского затвора верхний упор 22 прекращает воздействие на концевой выключатель 20 и он переходит в замкнутое состояние. Открытие плоского затвора 12 вызывает слив поверхностного слоя воды через него вместе с содержащимися сорными включениями в отводной канал 10 за перегораживающее сооружение, а из него - в мусоросборник 11. Одновременно происходит смыв сорных включений с открылков 14. Это обеспечивает возвращение их в первоначальное положение. В результате этого тяга 15, закрепленная в шарнирном соединении 16 на торце открылка 14, воздействуя на двухконтактный выключатель 17, возвращает его в первоначальное положение, что обеспечивает подачу напряжения по электрической цепи через концевой выключатель 20 в блок управления электроприводом 18. Это приводит к закрытию (поднятию вверх) плоскому затвору 12 до тех пор, пока верхний упор 22 не начнет воздействовать на выключатель 20, тем самым размыкая электрическую цепь подачи напряжения в блок управления электроприводом 18. Плоский затвор 12 останавливается. По мере накопления сорных включений перед перегораживающим сооружением и плоским затвором 12 цикл повторяется.

Периодический режим работы устройства позволяет обеспечить энергосберегающий режим транспортирования сорных включений в мусоросборник, что снижает затраты при эксплуатации на 15-20%.

Минимальное количество воды, сбрасываемое при транспортировании сорных включений по отводному каналу в мусоросборник, позволяет с учетом потерь на фильтрацию и испарение, получать практически сорные включения в мусоросборник в сухом виде, что в значительной степени облегчает задачу их утилизации.

Устройство автоматизации процесса очистки воды от мусора и водорослей, включающее источник сжатого воздуха, соединенный с перфорированными трубопроводами высокого и низкого давления, оборудованными воздуховодами золотникового типа, размещенными по дну и откосам подводящего канала под углом 45-60° по отношению к потоку воды, закрепленными на опорных элементах и соединенными между собой гибким трубопроводом через штуцеры, и подключенными к компрессору через реверсивный бак, снабженный датчиком давления верхнего и нижнего пределов управления работой компрессора, датчики высокого и низкого давления, управляющие элементы которых подключены к перфорированным трубопроводам в их концах и взаимосвязаны с гидроприводами, взаимодействующими с исполнительными элементами, размещенными в перфорированных трубопроводах в их начале, отбойник, расположенный под углом к потоку и закрепленный одним концом на берме подводящего канала, а другим на берме отводного канала, связанного с мусоросборником, отличающееся тем, что отводной канал выполнен в нижнем бьефе разделенным от подводящего канала перегораживающим сооружением, оснащенным плоским затвором с электроприводом и с возможностью вертикального погружения в нижний бьеф, управляемым датчиком, размещенным перед плоским затвором, выполненным в виде герметичной полой трубы с частичным погружением в воду, закрепленной на оси с возможностью вращения и снабженной открылками, расположенными по обе стороны от плоского затвора, выполненными в виде лотка, жестко закрепленного в нижней части трубы, и погруженными в поверхность воды, при этом на одном из открылков датчика управления установлена тяга, закрепленная в шарнирном соединении в его торце и взаимодействующая с двухконтактным выключателем, установленным в цепи блока управления электропривода плоского затвора, закрепленного на перегораживающем сооружении, причем в цепи двухконтактного выключателя и блока управления электродвигателя установлены два концевых выключателя, взаимодействующих с упорами нижнего и верхнего положения плоского затвора, закрепленными на его верхней части.