Погружной водозаборный фильтр



Погружной водозаборный фильтр
Погружной водозаборный фильтр
Погружной водозаборный фильтр
Погружной водозаборный фильтр

 


Владельцы патента RU 2476640:

Ильюхин Владимир Владимирович (RU)

Изобретение относится к гидротехническому строительству и предназначено для защиты водозаборного сооружения от попадания механических примесей, например шуги, а также защиты молоди рыб от попадания в водозаборное сооружение. Фильтр содержит цилиндрический корпус, ось которого расположена горизонтально и параллельно потоку очищаемой жидкости, представляющий собой обечайку, фильтрующие элементы и распределительное устройство. Внутри корпуса расположен коллектор с приваренными к нему перфорированными трубами. Снаружи корпуса по внешнему периметру фильтра ниже фильтрующего элемента, расположенного между корпусом и обечайкой с обтекателем, со стороны движения потока очищаемой жидкости установлен клиновидный перфорированный коллектор. На обечайке корпуса установлен вибратор. Фильтрующие элементы выполнены трубчатой формы с наружной поверхностью фильтрования, представляющие собой щелевые решетки, выполненные в форме цилиндрической спирали из высокоточного профиля V-образной формы с антиадгезионным биологически инертным покрытием, и неподвижно закреплены с двух сторон корпуса. Повышается надежность работы устройства, эффективность его очистки от шуги и мусора и обеспечивается защита молоди рыб от попадания в водозабор. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к гидротехническому строительству, к устройствам очистки природных вод и предназначено для защиты водозаборного сооружения от попадания механических примесей, например шуги, а также защиты молоди рыб от попадания в водозаборное сооружение.

Задача любого водозаборного сооружения - бесперебойная подача потребителям требуемых расходов воды.

При этом особую роль в успешной эксплуатации систем водоснабжения имеют мероприятия, направленные на предотвращение обмерзания и забивки механическими примесями фильтрующих преград, и мероприятия, предотвращающие попадание молоди рыб в водозаборные сооружения.

Известны конструкции водозаборных фильтров, общим признаком которых является наличие фильтрующих воду поверхностей - сетчатых, перфорированных или жалюзийных, а также средств, препятствующих непосредственному контакту молоди рыб с этими поверхностями.

Известен водозаборный рыбозащитный фильтр, содержащий вращательно смонтированный главный сетчатый усеченный конус, обращенный вершиной к водозабору, и средства промывки его сетки, при этом внутри главного конуса коаксиально размещены один в другом и встречно направлены второй и третий сетчатые усеченные конусы, объединенные с главным, при этом меньшее открытое основание третьего конуса связано с рыбоотводом, его большее основание соединено с диаметрально равным ему меньшим основанием второго конуса, большее основание которого соединено с меньшим основанием главного конуса рыбонаправляющим кольцевым лотком, соединенным с рыбоотводом пустотелыми спицами (патент RU 2208096, МПК E02B 8/08, опубликовано 10.07.2003).

Известен водозаборный рыбозащитный фильтр, содержащий, по меньшей мере, одну преимущественно съемную кассету, фильтрующая поверхность которой образована наружной и внутренней параллельными жалюзийными поверхностями, у которых составляющие их пластины имеют противоположный угол наклона, шаг установки наружных пластин в два раза больше шага внутренних, а расстояние между наружной и внутренней поверхностями равно шагу внутренних пластин (патент RU 2313634, МПК E02B 8/08, опубликовано 27.12.1997).

Известен фильтр водозаборного сооружения с рыбозащитным устройством, включающий водозаборную трубу с всасывающим отверстием, расположенную горизонтально в водотоке, соосно с ней расположенный всасывающий оголовок, выполненный из нескольких коаксиально установленных колец разного диаметра, при этом каждое кольцо меньшего диаметра расположено внутри кольца большего диаметра со смещением его торцевой части вдоль оси водозаборной трубы, имеющие всасывающие отверстия, образованные в пространстве между внешней поверхностью колец меньшего диаметра и внутренней поверхностью колец большего диаметра, средство для предварительного задержания молоди рыбы и мусора (патент US 6051131, МПК E02B 5/08, опубликовано 18.04.2000).

Недостатком данных устройств является небольшая производительность и низкая эффективность очистки фильтрующих поверхностей.

Задачей изобретения является создание погружного водозаборного фильтра, позволяющего улучшить его эксплуатационные характеристики, повысить надежность работы и сократить затраты на его профилактическое обслуживание (очистку).

Поставленная задача решается за счет того, что в погружном водозаборном фильтре, содержащем цилиндрический корпус, ось которого расположена горизонтально и параллельно потоку очищаемой жидкости, представляющем собой обечайку, фильтрующие элементы, распределительное устройство, внутри корпуса расположен коллектор с приваренными к нему перфорированными трубами, снаружи корпуса по внешнему периметру фильтра ниже фильтрующего элемента, расположенного между корпусом и обечайкой с обтекателем, со стороны движения потока очищаемой жидкости установлен клиновидный перфорированный коллектор, на обечайке корпуса установлен вибратор, фильтрующие элементы выполнены трубчатой формы с наружной поверхностью фильтрования, представляют собой щелевые решетки, выполнены в форме цилиндрической спирали из высокоточного профиля V-образной формы с антиадгезионным биологически инертным покрытием и неподвижно закреплены с двух сторон корпуса.

Кроме того, длина перфорированных труб коллектора не менее суммы длины двух фильтрующих элементов и корпуса.

Кроме того, клиновидный перфорированный коллектор снабжен крестообразным распределительным устройством, состоящим из двух перпендикулярно расположенных труб, проходящих через переднюю дополнительную опору.

Кроме того, V-образный профиль создает жесткий экран с продольными щелями строго определенного размера, которые могут быть выполнены размером Δ=100-5000 мкм с допуском на ширину щели до ±15 мкм.

Кроме того, фильтрующие элементы имеют параметры, при которых выполняется условие

L=0,8-1,2 D,

где

D - диаметр фильтрующего элемента;

L - длина фильтрующего элемента.

Кроме того, распределительное устройство состоит из двух концентрических труб, при этом труба меньшего диаметра расположена внутри трубы большего диаметра со смещением его торцевой части вдоль оси водозаборной трубы, имеет два всасывающих отверстия - одно, образованное в пространстве между внешней поверхностью трубы меньшего диаметра и внутренней поверхностью трубы большего диаметра, и второе, равное диаметру трубы меньшего диаметра. При этом выполняются условия

d1=(0.5-0.6)*D;

d2=(0.6-0.8)*d1;

I1=(0.14-0.2)*L;

I2=(0.6-0.8)*L,

где

d1 - диаметр внешней трубы распределительного устройства,

d2 - диаметр внутренней трубы распределительного устройства,

l1 - длина внешней трубы распределительного устройства,

l2 - сумма длины внешней трубы и выступающей части внутренней трубы распределительного устройства.

Изобретение поясняется чертежами.

Фиг.1 - общий вид погружного водозаборного фильтра.

Фиг.2 - погружной водозаборный фильтр, вид снизу.

Фиг.3 - погружной водозаборный фильтр, фронтальный разрез.

Фиг.4 - сечение фильтрующего элемента

Погружной водозаборный фильтр включает в себя цилиндрический корпус 1, ось которого расположена горизонтально и параллельно потоку очищаемой жидкости, представляет собой обечайку, к нижней части которой присоединен при помощи сварки патрубок 2 для отвода очищенной воды. С двух сторон корпуса 1 неподвижно закреплены фильтрующие элементы 3 трубчатой формы с наружной поверхностью фильтрования, представляющие собой щелевые решетки, выполненные в форме цилиндрической спирали из высокоточного профиля V-образной формы с антиадгезионным биологически инертным покрытием, закрепленной с помощью сварки на опорных элементах в каждой точке их пересечения, при этом опорные элементы расположены во внутренней полости фильтрующего элемента 3, а V-образный профиль создает жесткий экран с продольными щелями строго определенного размера, которые могут быть выполнены размером Δ=100-5000 мкм с допуском на ширину щели до ±15 мкм.

При этом выполняется условие L=0,8-1,2 D,

где

D - диаметр фильтрующего элемента;

L - длина фильтрующего элемента.

Другими концами фильтрующие элементы 3 неподвижно присоединены, например, с помощью сварки к обечайкам 4, имеющим дополнительные опоры 5, оканчивающиеся установочными конусами 6. На конце обечайки 4, направленной навстречу потоку очищаемой жидкости, закреплен обтекатель 7, представляющий собой отбойник в виде усеченного конуса, предохраняющий фильтр от попадания в его внутреннюю полость случайных крупных или длинномерных предметов. На конце другой обечайки закреплена заглушка 8, имеющая эллиптическую форму.

Для подъемно-транспортных работ к обечайке корпуса 1 приварены грузовые уши 9, а для монтажных работ - к обечайкам 4 дополнительные ушки 10.

Для формирования равномерного потока по всей длине фильтра внутри фильтрующих элементов установлено распределительное устройство 11, состоящее из двух концентрических труб, при этом труба меньшего диаметра расположена внутри трубы большего диаметра со смещением его торцевой части вдоль оси водозаборной трубы, имеющее два всасывающих отверстия - одно, образованное в пространстве между внешней поверхностью трубы меньшего диаметра и внутренней поверхностью трубы большего диаметра, и второе, равное диаметру трубы меньшего диаметра. При этом выполняются условия

d1=(0.5-0.6)*D;

d2=(0.6-0.8)*d1;

l1=(0.14-0.2)*L;

l2=(0.6-0.8)*L,

где

d1 - диаметр внешней трубы распределительного устройства,

d2 - диаметр внутренней трубы распределительного устройства,

l1 - длина внешней трубы распределительного устройства,

l2 - сумма длины внешней трубы и выступающей части внутренней трубы распределительного устройства.

Внутри корпуса 1 расположен коллектор 12 с приваренными к нему перфорированными трубами 13, длина которых не менее суммы длины двух фильтрующих элементов и корпуса, обеспечивающими очистку фильтрующих элементов сжатым воздухом, подаваемым через штуцер 14, установленный внутри патрубка 2.

Ниже фильтрующего элемента 3, расположенного между корпусом 1 и обечайкой 4 с обтекателем 7, снаружи корпуса 1 по внешнему периметру фильтра со стороны движения потока очищаемой жидкости установлен клиновидный перфорированный коллектор 15 с крестообразным распределительным устройством 16, состоящим из двух перпендикулярно расположенных труб, проходящих через переднюю дополнительную опору 5, что обеспечивает жесткость контура перфорированного коллектора 15. Для подачи сжатого воздуха в клиновидный перфорированный коллектор 15 установлен штуцер 17. На обечайке корпуса 1 установлен вибратор 18.

Работа погружного водозаборного фильтра с динамическим модулем заключается в следующем.

При включении насоса в системе водоснабжения (на чертежах не показан) вода из водного источника поступает через фильтрующие элементы 3 внутрь погружного водозаборного фильтра, где распределительное устройство 11 обеспечивает равномерное движение потока жидкости.

В штуцер 17 подается сжатый воздух, затем поступающий через крестообразное распределительное устройство 16 в клиновидный перфорированный коллектор 15. Выходящие из коллектора пузырьки воздуха создают воздушную завесу и способствуют рассечению снежно-ледяного сгустка.

Кроме того, для предотвращения образования ледяной корки предусмотрено антиадгезионное биологически инертное безвредное для организма покрытие и установлен периодически включаемый вибратор 18.

Молодь рыбы не может проникнуть внутрь устройства через фильтрующие элементы 3, размеры щелей которых принимаются меньше поперечных размеров мальков.

При засорении щелей фильтрующих элементов 3 периодически подается сжатый воздух в коллектор 12.

Предлагаемые соотношения параметров устройства подобраны расчетным путем, подтверждены при испытании модели устройства, округлены до целых чисел и являются оптимальными для выполнения поставленной задачи.

Предлагаемое устройство имеет простую конструкцию, что позволяет существенно упростить компоновку водозаборного узла, повысить эффективность его очистки от шуги и мусора и обеспечить защиту молоди рыб от попадания в водозабор.

Периодический режим очистки устройства является более экономичным по затратам энергии.

При эксплуатации погружного водозаборного фильтра обеспечивается экологическая безопасность.

Фильтры данной конструкции можно использовать в широком диапазоне по производительности.

1. Погружной водозаборный фильтр, содержащий цилиндрический корпус, ось которого расположена горизонтально и параллельно потоку очищаемой жидкости, представляющий собой обечайку, фильтрующие элементы, распределительное устройство, отличающийся тем, что внутри корпуса расположен коллектор с приваренными к нему перфорированными трубами, снаружи корпуса по внешнему периметру фильтра ниже фильтрующего элемента, расположенного между корпусом и обечайкой с обтекателем, со стороны движения потока очищаемой жидкости установлен клиновидный перфорированный коллектор, на обечайке корпуса установлен вибратор, фильтрующие элементы выполнены трубчатой формы с наружной поверхностью фильтрования, представляющие собой щелевые решетки, выполненные в форме цилиндрической спирали из высокоточного профиля V-образной формы с антиадгезионным биологически инертным покрытием и неподвижно закреплены с двух сторон корпуса.

2. Погружной водозаборный фильтр по п.1, отличающийся тем, что длина перфорированных труб коллектора не менее суммы длины двух фильтрующих элементов и корпуса.

3. Погружной водозаборный фильтр по п.1, отличающийся тем, что клиновидный перфорированный коллектор снабжен крестообразным распределительным устройством, состоящим из двух перпендикулярно расположенных труб, проходящих через переднюю дополнительную опору.

4. Погружной водозаборный фильтр по п.1, отличающийся тем, что V-образный профиль создает жесткий экран с продольными щелями строго определенного размера, которые могут быть выполнены размером Δ=100-5000 мкм с допуском на ширину щели до ±15 мкм.

5. Погружной водозаборный фильтр по п.1, отличающийся тем, что фильтрующие элементы имеют параметры, при которых выполняется условие
Д=0,8-1,20,
где D - диаметр фильтрующего элемента;
L - длина фильтрующего элемента.

6. Погружной водозаборный фильтр по п.1, отличающийся тем, что распределительное устройство состоит из двух концентрических труб, при этом труба меньшего диаметра расположена внутри трубы большего диаметра со смещением его торцевой части вдоль оси водозаборной трубы, имеющее два всасывающих отверстия - одно, образованное в пространстве между внешней поверхностью трубы меньшего диаметра и внутренней поверхностью трубы большего диаметра, и второе, равное диаметру трубы меньшего диаметра, при этом выполняются условия
d1=(0,5-0,6)·D;
d2=(0,6-0,8)·d1;
l1=(0,14-0,2)·L;
l2=(0,6-0,8)·L,
где d1 - диаметр внешней трубы распределительного устройства;
d2 - диаметр внутренней трубы распределительного устройства;
l1 - длина внешней трубы распределительного устройства;
l2 - сумма длины внешней трубы и выступающей части внутренней трубы распределительного устройства.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к гидротехнике, а именно к сороудерживающим устройствам из бассейнов-отстойников и водоемов, вода которых содержит большое количество плавающего мусора.

Изобретение относится к области строительства, в частности к эксплуатации водоочистных сооружений и подземных помещений (аванкамер) береговых насосных (БНС), атомных (АЭС), тепловых (ТЭС) и гидроэлектростанций (ГЭС).

Изобретение относится к гидроэнергетике, а именно к водоприемникам-водовыпускам ГАЭС. .

Изобретение относится к гидротехнике, энергетической и химической промышленности. .

Изобретение относится к водоснабжению и может быть использовано в системах водоснабжения из поверхностных источников, где наблюдаются обычно колебания уровней воды в течение времени, например в период паводков, межени.

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано в качестве водозаборного сооружения при заборе воды для хозяйственных нужд. .

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям и может быть использовано для автоматической очистки воды, забираемой из открытых водоемов, от мусора и нитчатых водорослей.

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к способам защиты молоди рыб от попадания в водозаборные сооружения при изменении динамики вертикального ската молоди рыб и рыбозащитным устройствам в составе водозаборных сооружений.

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к устройствам, позволяющим защищать молодь рыбы от попадания в водозаборные сооружения. .

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к устройствам очистки природных вод, и предназначено для защиты водозаборного сооружения от попадания механических примесей, например шуги, а также защиты молоди рыб от попадания в водозаборное сооружение

Изобретение относится к гидротехнике, а именно к устройствам, обеспечивающим очистку воды текущего потока

Изобретение относится к устройствам для защиты рыб от попадания в водозаборные сооружения. Устройство содержит плавающую по поверхности воды двойную кольцевую запань. Запань закрыта снизу по внутреннему контуру сетчатым дном или электродами, на которые подают электрический ток. Эрлифтный поток образован в пространстве между запанями снизу. Эрлифтный поток захватывает мелкие объекты защиты из верхних слоев водоема и направляет их в рыбоотвод. Крупные объекты защиты из нижних слоев воды отделены от водоприемного тракта сетчатым дном или электродами. Водозаборный поток на входе вертикален, направлен снизу вверх и перпендикулярен потоку на выходе. Отбор воды осуществляют из пространства внутри двойной кольцевой запани. Обеспечивается эффективная защита рыб. 1 ил.

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для очистки воды от плавников и наносов, поступающих в трубопроводы поливной техники. Устройство содержит подводящий 1 и транзитный 2 каналы, сочлененные водоприемной камерой, отводящий трубопровод с плоским затвором во входной его части и сороудерживающую решетку 9. На входе водоприемной камеры установлена забральная стенка. Забральная стенка выполнена сверху пустотелой трубой 8, имеющей воздуховыпускные отверстия 10, соединенные гибкими шлангами 12 с перфорированными трубками 13, размещенными на мусорозащитном устройстве в виде решетки 9. Перфорированные трубки закреплены на решетке 9 со стороны плоского затвора, перекрывающего входное отверстие отводящего трубопровода. Перфорированные трубки 13 подключены к источнику сжатого воздуха, подаваемого кратковременно компрессором 14, соединенным с реле времени 16, по воздуховоду 15 в пустотелую трубу 8. Повышается эффективность работы устройства на каналах с большими уклонами и предотвращается засорение решетки. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к гидротехническому строительству, точнее к водозаборным сооружениям, возводимым для забора воды на участках рек со сложными гидрологическими условиями. Разрабатывают котлован под водосборную галерею 1 и траншею под трубчатый водоприемник 7. Возводят водосборную галерею 1 из монолитного бетона или железобетона, а затем трубчатый водоприемник 7. Поверху водосборной галереи 1 устраивают фильтрующий водоприемник, состоящий из металлической решетки 2. Сверху металлической решетки 2 укладывают в два ряда гибкие тюфяки 3, которые выполняют из легких фашин, завернутых в геосетку. При этом первый ряд 4 тюфяков 3 укладывают над металлической решеткой 2 по направлению продольной оси галереи 1, а второй ряд 5 - поперек галереи 1 и по направлению руслового потока, а также с уклоном, большим уклона русла реки. Дополнительный трубчатый водоприемник 7 устраивают перед водоприемной галереей 1 под руслом реки с одной стороны и по направлению руслового потока. Трубчатый водоприемник 7 выполняют из перфорированных труб 8 и уложенных вокруг них гибких тюфяков 3. Устьевая часть трубчатого водоприемника 7 с уклоном входит в галерею 1 на уровне уреза воды. Обеспечивается повышение надежности работы подруслового водозабора в условиях горных, предгорных и равнинных участков рек. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к водозаборным сооружениям, используемым для забора воды на участках рек со сложными гидрологическими условиями. Подрусловой фильтрирующий водозабор содержит водосборную галерею 1, поверху которой устроен фильтрирующий водоприемник, состоящий из металлической решетки 2 и уложенных сверху нее в два плотных ряда фильтрирующих гибких тюфяков. Гибкие тюфяки выполнены из легких фашин, завернутых в геосетку. Первый ряд тюфяков 4 уложен вдоль продольной оси галереи, а второй ряд 5 уложен поперек галереи и по направлению руслового потока, а также с уклоном, большим уклона русла реки. Повышается надежность работы водозабора и обеспечивается возможность его использования для питьевого водоснабжения небольших населенных пунктов, отдельных предприятий и учреждений, частных хозяйств, а также - в качестве резервного водозабора, в случае чрезвычайных ситуаций в крупных населенных местах. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для забора воды из каналов с бурным течением. Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности устройства путем обеспечения забора воды из разных уровней. Устройство содержит распределительный канал 5, входной оголовок трубы 2 и отводную трубу. Устройство содержит диффузор из составных отрезков труб конического сечения, выполненный в виде затвора 1. Затвор 1 закреплен посредством шарнира на борту канала 5, имеющего механизм поворота в виде штурвала 6 со стопором. Входной конец диффузора 1 имеет оголовок трубы 2, угол среза которого равен 6…9° к дну канала 5. Выходной конец диффузора 1 связан с отрезком трубы 3 постоянного поперечного сечения с гибким шлангом 4. Радиус закругления по оси диффузора составляет Ro=1,25dвх, где dвх - диаметр входного оголовка трубы. Повышается эксплуатационная надежность работы в условиях переменного уровня воды в канале и обеспечивается эффективная защита затвора от наносов и мусора. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к водоснабжению и может быть использовано в системах водоснабжения из поверхностных источников, где наблюдаются колебания уровней воды в течение времени, например, в период паводков, межени. Плавучий водоприемник содержит водоприемную камеру 1 с водоприемными окнами 2 и перепускными окнами 3, всасывающую камеру 4 с насосами первого подъема 5. Водоприемная камера 1 и всасывающая камера 4 выполнены в виде поплавка с воздушной камерой 6 в нижней части водоприемного сооружения и размещены в резервуаре 7, наполняемом водой 8 и установленном на дне поверхностного источника 9. Оборудование водоприемного сооружения в виде поплавка в резервуаре дает возможность использовать его при большой скорости течения и изменениях уровней воды в водоисточнике, что повышает эксплуатационные качества водоприемного сооружения. Поддержание постоянного уровня воды во всасывающей камере уменьшает затраты энергии на перекачку воды при эксплуатации водоприемника. При заборе воды на регулируемых отметках из поверхностного источника уменьшается количество наносов, поступающих в водоприемную камеру, и обеспечивается возможность очистки водоприемных отверстий, что повышает надежность работы водоприемного сооружения. 3 ил.

Изобретение относится к водоснабжению из поверхностных источников. Береговой водозабор включает береговой павильон, приемную камеру с водоприемными окнами, перекрытыми сеткой, и всасывающую камеру с всасывающей тубой насоса. Внутри всасывающей камеры установлена П-образная плоская конструкция с криволинейными угловыми поверхностями и стяжками по концам конструкции и посередине. В боковых стенках П-образной конструкции установлены водосливные окна. Водосливные окна перекрыты затворками разновысоко. Напротив всасывающей трубы установлена водобойная стенка бобообразной формы. Обеспечивается уменьшение энергозатрат при эксплуатации берегового водозабора. 3 ил.

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано при создании водозаборов. Техническим результатом изобретения является повышение чистоты забираемой воды. Водозаборное сооружение из поверхностных источников состоит из приемной камеры 1 с размещенной в ней насосной станцией. Приемная камера 1 выполнена в виде резервуара, расположенного рядом с поверхностным источником, например рекой. Дно 2 резервуара расположено ниже нижнего уровня поверхностного источника. Стенки 3 и дно 2 резервуара выстланы щебнем 4. Щебень 4 помещен между стенкой 3 и бетонными блоками 5. В качестве бетонных блоков 5 целесообразно использовать П-образные блоки с ребрами, уложенные в тело щебня с образованием ступенек, через которые обеспечивается проток воды, направленный вверх через щебень, в приемную камеру 1. Поток воды вверх из ступенек исключает перемещение щебня под действием потока воды в приемную камеру. Для защиты от размывания и как первая грубая ступень фильтра поверхностного источника воды вдоль берега напротив приемной камеры выполнен защитный слой 7, например, из бетонных блоков, валунов. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх