Узел сопряжения водосбросного колодца накопителя промышленных отходов с коллектором



Узел сопряжения водосбросного колодца накопителя промышленных отходов с коллектором
Узел сопряжения водосбросного колодца накопителя промышленных отходов с коллектором
Узел сопряжения водосбросного колодца накопителя промышленных отходов с коллектором
Узел сопряжения водосбросного колодца накопителя промышленных отходов с коллектором

 


Владельцы патента RU 2403340:

Ягин Василий Петрович (RU)

Изобретение относится к гидротехнике и может быть применено при выполнении узла сопряжения водосбросного колодца с коллектором накопителя промышленных отходов, в том числе способных твердеть и образовывать трещины деформации. Обеспечивает надежность, перемещение отводящей трубы во всех направлениях, увеличение гибкости узла сопряжения в целом. Узел сопряжения водосбросного колодца с отводящей воду трубой снабжен вставкой, пересекающей стенку фундаментной части водосбросного колодца, закрепленной в этой стенке и выполненной в виде двух образующих кольцевую полость коаксиально расположенных труб, внутренняя из которых, сливная, полностью пересекает стенку фундаментной части водосбросного колодца, а внешняя, защитная, - частично. Наружный торец каждой трубы вставки расположен на заданном расстоянии от стенки фундаментной части водосбросного колодца, а кольцевая полость перекрыта жестко скрепленной с обеими трубами вставки пластиной, образующей в плоскости внутреннего торца внешней трубы дно кольцевой полости. Торец отводящей трубы расположен внутри кольцевой полости на заданном расстоянии от дна кольцевой полости и от внешнего торца водосбросной трубы, а кольцевые полости, образовавшиеся в пределах вставки по обе стороны от отводящей трубы, заполнены твердой пеной, представляющей собой ячеистую пластмассу с герметически закрытыми порами. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к гидротехнике и может быть применено при выполнении узла сопряжения водосбросного колодца с коллектором накопителя промышленных отходов, в том числе способных твердеть и образовывать трещины деформации.

Известен узел сопряжения водосбросного колодца накопителя промышленных, в том числе твердеющих отходов с коллектором, который выполнен в виде отводящей воду стальной трубы и снабжен вставкой. Эта вставка пересекает стенку фундаментной части водосбросного колодца, жестко скреплена с этой стенкой и отводящей трубой и сливает из водосбросного колодца воду в отводящую трубу [1, с.509-515] и [2].

Недостатком известного узла сопряжения является его недостаточная надежность при отличии деформаций в основании водосбросного колодца от деформаций в основании зернистых отходов, когда узел сопряжения может быть поврежден.

Работа узла сопряжения может усложниться при намыве в накопитель твердеющих отходов. Массив отвердевших отходов может ломаться с раскрытием трещин. При образовании трещины происходит как горизонтальное, так и вертикальное смещение образующихся твердотельных блоков относительно друг друга. При раскрытии в затвердевших отходах трещины вблизи узла сопряжения, тем более при непосредственном пересечении его трещиной, цельность сопряжения водосбросного колодца с коллектором может быть нарушена. Именно такое, по мнению авторов, произошло повреждение коллектора водосбросного колодца №1 на карте №2 шламохранилища Ачинского глиноземного комбината в октябре месяце 2008 года. В результате на поверхности отходов трещина раскрылась до 4-5 мм, что привело к фонтанированию воды на откосе и выводу колодца из эксплуатации. Точное место повреждения коллектора до настоящего времени не установлено. Полагаем, что менее надежным, при прочих равных условиях, является место сопряжения водосбросного колодца с коллектором.

Задачей, на решение которой направлено заявляемые изобретение, является повышение надежности узла сопряжения водосбросного сооружения с коллектором. Технический же результат от использования изобретения заключается в возможности перемещения отводящей трубы в узле сопряжения вставки во всех направлениях и в увеличении гибкости узла сопряжения в целом.

Указанный технический результат достигается тем, что узел сопряжения водосбросного колодца накопителя промышленных отходов с коллектором, выполненным в виде отводящей воду трубы, снабжен вставкой, пересекающей стенку фундаментной части водосбросного колодца, закрепленной в этой стенке и выполненной в виде двух образующих кольцевую полость коаксиально расположенных труб, внутренняя из которых, сливная, полностью пересекает стенку фундаментной части водосбросного колодца, а наружная (защитная) - частично. Наружный, по отношению к водосбросному колодцу, торец каждой трубы вставки расположен на заданном расстоянии от стенки фундаментной части водосбросного колодца, а кольцевая полость перекрыта жестко скрепленной с обеими трубами вставки пластиной, образующей в плоскости внутреннего торца наружной трубы дно кольцевой полости. Торец отводящей трубы (коллектора) расположен внутри кольцевой полости на заданном расстоянии от дна кольцевой полости и от наружного торца внутренней трубы, а кольцевые полости, образовавшиеся в пределах вставки по обе стороны от отводящей трубы, заполнены твердой пеной, представляющей собой ячеистую пластмассу с герметически закрытыми порами.

Дополнительно:

- твердая пена посредством клея скреплена с трубами вставки;

- узел содержит защитный слой, который выполнен из твердой пены и покрывает наружную часть вставки и, по меньшей мере, примыкающий к вставке участок отводящей трубы;

- наружная, по отношению к стенке водосбросного колодца, часть узла сопряжения заключена в геотекстиль;

- вставка выполнена из стали или полиэтилена;

- отводящая труба выполнена из стали или полиэтилена.

Именно расположение сопрягаемого конца отводящей трубы внутри заполненной пеной кольцевой полости вставки, выполненной по указанным правилам, обеспечивает в достаточной мере возможность перемещения конца отводящей трубы относительно стенки водосбросного колодца во всех направлениях, что повышает надежность узла сопряжения при деформациях среды в его окрестностях. При этом выполнение вставки и/или отводящей трубы из полиэтилена увеличивает гибкость узла сопряжения в целом, что еще в большей мере повышает его надежность.

Изобретение поясняется чертежами, а именно:

- на фиг.1 изображен накопитель твердеющих промышленных отходов с водосбросным сооружением, выполненным в виде водосбросного колодца и отводящей трубы (коллектора), план;

- на фиг.2 - деформация свода отводящей тубы из полиэтилена при пересечении трубы трещиной, продольный разрез;

- на фиг.3 - узел сопряжения водосбросного колодца с отводящей трубой, продольный разрез относительно отводящей трубы;

- на фиг.4 - разрез А-А на фиг.3.

Накопитель промышленных отходов 1 создан ограждающими дамбами 2 и содержит два водосбросных сооружения, каждое из которых выполнено в виде водосбросного колодца (далее: колодца) 3 и коллектора, выполненного в виде отводящей трубы 4. Фундаментная часть 5 колодца 3 выполнена из бетона цементного или полимерцементного и сопряжена с отводящей трубой 4, которая выполнена из полимерного материала, преимущественно из полиэтилена низкого давления, и замыта отходами 1. Особенностью отходов 1 является то, что после складирования в накопитель они способны твердеть и при деформации образовывать трещины 6, каждая из которых в затвердевшем массиве образует твердотельные блоки, например, блок 1 и блок 2 (фиг.2).

На фиг.1 обозначены и другие элементы и величины, а именно:

7 - магистральный пульповод (фиг.1);

8 - распределительный пульповод;

9 - водовод системы возврата воды;

10 - отстойный пруд.

Особенностью работы отводящей трубы 4 при раскрытии трещины 6 на величину «а» и взаимном смещении блоков по высоте на величину «в» заключается в следующем (фиг.2). Отходы 11, смятые стенкой 12 отводящей трубы 4, как более прочной, вдавливаются в трещину 6, а толщина «δ» стенки 12 вследствие ее растяжения уменьшается и прогибается в полость 13 отводящей трубы 4. Это позволяет внешней гладкой и низкоэнергетической поверхности стенки 12 освободиться от сцепления с отходами 1 на участках l1 и l2.

Узел сопряжения колодца 3 накопителя твердеющих промышленных отходов 1 с коллектором, выполненным в виде отводящей трубы 4, снабжен вставкой 14, пересекающей стенку 15 фундаментной части 5 колодца 3 и закрепленной в ней. Вставка 14 выполнена в виде двух образующих кольцевую полость 16 коаксиально расположенных труб, из которых внутренняя (сливная) 17 полностью пересекает стенку 15 фундаментной части 5 колодца 3, а наружная (защитная) 18 - частично. Наружный, по отношению к колодцу 3, торец каждой трубы 17 и 18 расположен на расстоянии от стенки 15. Кольцевая полость 16 перекрыта жестко скрепленной с обеими трубами 17 и 18 пластиной 19, образующей в плоскости внутреннего торца наружной трубы 18 дно 20 кольцевой полости 16. Торец 21 отводящей трубы 4 расположен внутри кольцевой полости 16 на расстоянии от ее дна 20 и от наружного торца внутренней трубы 17. Кольцевые полости, внутренняя 22 и наружная 23, образовавшиеся в пределах вставки 14 по обе стороны от отводящей трубы 4, заполнены твердой пеной 24, представляющей собой ячеистую пластмассу с герметически закрытыми порами.

Расстояние наружных торцов труб внутренней 17 и наружной 18, а также расстояния торца 21 отводящей трубы 4 от дна 20 кольцевой полости 16 и от внешнего торца внутренней трубы 17 задаются в проекте в зависимости от местных условий работы узла сопряжения.

Твердую пену 24 посредством слоя клея (на чертеже слой клея не показан) следует скрепить с трубами внутренней 17 и наружной 18, а вход во внутреннюю трубу 17 посредством полого кольца (тора) 25 следует выполнить плавным. Целесообразно наружную часть вставки 14 и, по меньшей мере, примыкающий к вставке 14 участок отводящей трубы 4 покрыть защитным слоем 26, выполненным из твердой пены, и геотекстилем 27.

Надежность узла сопряжения обеспечена, прежде всего, за счет возможности перемещения конца отводящей трубы 4 относительно стенки 15 колодца 3 вследствие высокой эластичности практически водонепроницаемой твердой пены 24. Эта пена 24, пенополистирол [3] или другой подобный материал, представляет собой вспененную ячеистую пластмассу с герметически закрытыми порами, которые заполнены газом и занимают до 95% и более объема пены. При перемещении конца отводящей трубы 4 в пределах кольцевой полости 16 твердая пена 24 упруго деформирует и тем самым предотвращает движение воды в обход торца отводящей трубы 4, чему способствует скрепление твердой пены 24 посредством клея с трубами внутренней 17 и наружной 18.

При выполнении вставки 14 и трубы 4 из металла (стали) узел сопряжения сохраняет свойство гибкости, а при выполнении их из полиэтилена узел дополнительно приобретает свойство эластичности. При этом выполнение из твердой пены защитного слоя 26 усиливает эластичность узла сопряжения в целом, а геотекстиль 27 может предотвратить проникновение отходов 1 в отводящий водовод 4 в случае какой-либо нештатной ситуации.

Линейные размеры труб вставки 14 и размеры их поперечных сечений, а также отводящей трубы 4 задаются проектом. На фиг.3 и 4 в качестве примера наружные диаметры труб указаны в соответствии с нормативным источником [4]. При этом наружная труба 18 вставки 14 в поперечном сечении может состоять из умеренно разогнутого наращенного кольца, полученного их отрезка трубы меньшего диаметра, например, из трубы с Дн=1,6 м.

В случае высокого колодца 3 его камера гашения 28 может иметь стальную облицовку 29.

Источники

1. Гидротехнические сооружения. Справочник проектировщика / Под ред. В.П.Недриги. М.: Стройиздат, 1983.

2. ОАО «ВАМИ», чертеж 1531100-ТШ.

3. Сегменты и полуцилиндры, теплоизоляционные из экструзионного пенополистирола «Пеноплэкс» для трубопроводов диаметром 57-1420 мм. ТУ 5767-001-01297858-02 / Минэнерго РФ. - М.: ОА «ВНИИСТ», 2002.

4. СП 40-102-2000. Проектирование и монтаж трубопроводов систем водоснабжения и канализации из полимерных материалов. Общие требования.

Обозначения

1 - отходы

2 - ограждающая дамба

3 - водосбросной колодец (далее: колодец)

4 - отводящая труба

5 - фундаментная часть (колодца)

6 - трещина

7 - магистральный пульповод

8 - распределительный пульповод

9 - водовод системы возврата воды

10 - отстойный пруд

11 - смятые отходы (фиг.2)

12 - стенка (трубы)

13 - полость (трубы)

14 - вставка

15 - стенка (фундаментной части)

16 - кольцевая полость (вставки)

17 - внутренняя труба (сливная)

18 - наружная труба (защитная)

19 - пластина

20 - дно (кольцевой полости)

21 - торец (отводящей трубы)

22 - внутренняя полость

23 - наружная полость

24 - твердая пена

25 - полое кольцо (тор)

26 - защитный слой (твердая пена)

27 - геотекстиль

28 - камера гашения (колодца)

29 - стальная облицовка

а - величина раскрытия трещины

б - величина взаимного смещения блоков по высоте

δ - толщина стенки отводящей трубы

l1 и l2 - участки отводящей трубы, освободившиеся от сцепления.

1. Узел сопряжения водосбросного колодца накопителя промышленных отходов с коллектором, выполненным в виде отводящей воду трубы, характеризующийся тем, что он снабжен вставкой, пересекающей стенку фундаментной части водосбросного колодца, закрепленной в этой стенке и выполненной в виде двух образующих кольцевую полость коаксиально расположенных труб, внутренняя из которых сливная полностью пересекает стенку фундаментной части водосбросного колодца, а внешняя защитная - частично, при этом наружный по отношению к водосбросному колодцу торец каждой трубы вставки расположен на заданном расстоянии от стенки фундаментной части водосбросного колодца, а кольцевая полость перекрыта жестко скрепленной с обеими трубами вставки пластиной, образующей в плоскости внутреннего торца внешней трубы дно кольцевой полости, причем торец отводящей трубы (коллектора) расположен внутри кольцевой полости на заданном расстоянии от дна кольцевой полости и от внешнего торца водосбросной трубы, а кольцевые полости, образовавшиеся в пределах вставки по обе стороны от отводящей трубы, заполнены твердой пеной, представляющей собой ячеистую пластмассу с герметически закрытыми порами.

2. Узел сопряжения по п.1, отличающийся тем, что твердая пена посредством клея скреплена с трубами вставки.

3. Узел сопряжения по п.1, отличающийся тем, что он содержит защитный слой, который выполнен из твердой пены и покрывает наружную часть вставки и, по меньшей мере, примыкающий к вставке участок отводящей трубы.

4. Узел сопряжения по п.1, отличающийся тем, что наружная по отношению к стенке водосбросного колодца часть узла сопряжения заключена в геотекстиль.

5. Узел сопряжения по п.1, отличающийся тем, что вставка выполнена из стали или полиэтилена.

6. Узел сопряжения по п.1, отличающийся тем, что отводящая труба выполнена из стали или полиэтилена.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к мелиорации и может быть использовано при строительстве закрытых осушительных и совмещенных мелиоративных систем. .

Изобретение относится к мелиорации и строительству, а именно к конструкциям дренажных устройств. .
Изобретение относится к оросительной мелиорации, а именно к предупреждению возникновения подпочвенных засоленных вод на орошаемом поле вследствие фильтрации части поливной воды и последующего подтопления, засоления и деградации почвенного плодородия, отмечаемых при существующих способах орошения полей.

Изобретение относится к очистке дренажного стока и может быть использовано в водоохранных мероприятиях для получения дополнительных объемов чистой воды для оросительных мелиораций.

Изобретение относится к гидротехническому и природоохранному строительству дренажных устройств средне- и низконапорных земляных плотин и дамб обвалования. .

Изобретение относится к гидротехническому строительству дренажных устройств низконапорных земляных плотин и дамб обвалования. .

Изобретение относится к гидротехническому и природоохранному строительству дренажных устройств низконапорных земляных плотин и дамб обвалования. .

Изобретение относится к гидротехническому и природоохранному строительству дренажных устройств средне- и низконапорных земляных плотин и дамб обвалования. .

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано в качестве дренажного устройства земляных плотин и дамб обвалования. .

Изобретение относится к гидротехническому и природоохранному строительству и может быть эффективно использовано в качестве дренажного устройства низконапорных земляных плотин и дамб обвалования.

Изобретение относится к технологии захоронения промышленных отходов в подземных камерах и может быть использовано при захоронении промышленных отходов в выработках, образованных методом растворения соляных пластов через буровые скважины.

Изобретение относится к обработке отходов горных работ, обогащения руд и промышленных минералов. .
Изобретение относится к области охраны окружающей среды, а именно к способам захоронения твердых бытовых отходов в многолетнемерзлых грунтах. .

Изобретение относится к способам утилизации органических отходов, а именно к способу переработки их в биогаз и удобрение. .

Изобретение относится к способам защиты окружающей среды от загрязнения твердыми бытовыми отходами. .

Изобретение относится к способам обработки и размещения на полигонах твердых бытовых отходов (ТБО), а именно к совместному размещению отходов и инициирующего слоя, в частности к совместному послойному размещению ТБО на специально обустроенном гидроизоляционном экране и инициирующего слоя, в качестве биодобавки, в количестве 5-7 мас.% от общей массы размещаемых отходов, состоящего из отходов производства кормов (пыли комбикормовой), N:P:K-комплекса минеральных удобрений, витаминов, отработанного анионита высокоосновного, биопротектора-глутамата и аборигенной микрофлоры с плотностью по микроорганизмам 1·1010-6·1012 кл./мл: Bacterium aerogenes, Bacterium alifatiphaticum, Bacterium denitrificans, Mucogone nigra, Escherichia coli, Mortierella simplex, Penicillium cammenberti, Methanobacterium mobilis, Methanobacterium formicicum, Methanobacterium soehngenii, Chromobacterium stolonatum, Bacterium mbellus, Nitrosomonas Europa, Aspergillus sp., Nitrococcus nitrosum.

Изобретение относится к области строительства полигонов захоронения отходов, в частности к технологиям, обеспечивающим повышение надежности захоронения токсичных отходов, и способам связывания их инъекционными методами.

Изобретение относится к способу ликвидации пожара и предотвращения возгорания на свалках древесных техногенных отходов и мусора. .

Изобретение относится к способу обработки отходов с целью их утилизации. .

Изобретение относится к устройствам для утилизации бытовых и промышленных отходов и предназначено для очистки территорий городов и крупных населенных пунктов от свалок бытовых и промышленных отходов
Наверх