Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОМЫВКИ ВОДОВЫПУСКА ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЙ

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для очистки воды от плавников и наносов, поступающих в трубопроводы поливной техники.

Известен водовыпуск из канала, включающий водоприемное отверстие, выполненное в дне канала, решетку и щит с подъемным механизмом (Авторское свидетельство СССР №351968, кл. Е02В 13/00, 1970).

Недостаток этого устройства его низкая надежность при наличии в потоке влекомых наносов, когда в зазоры между стержнями решетки могут попадать влекомые наносы и плавающий мусор, что может повлечь заклинивание решетки и уменьшение пропускной способности.

Известен также водовыпуск из канала с большими уклонами, содержащий транзитный лоток, донный распределитель и его перекрытие, выполненное в виде щита и решетки, шарнирно закрепленной одним краем к дну транзитного лотка и свободно опирающейся другим на свободный край щита (Авторское свидетельство СССР №881191, кл. Е02В 13/00, 1981).

Однако известное устройство также недостаточно надежно, так как решетка и щит составляют неподвижный выступ на дне лотка, способствующий быстрому засорению решетки, произвольному изменению расхода водовыпуска, созданию за ним зоны сбойности потока и неизбежности выплесков воды за борта лотка. Решетка, кроме того, сильно забивается плавающим мусором при меженных уровнях воды над ней. Чистка этих сооружений представляет существенные трудности в бурных потоках, что не обеспечивает стабилизации забираемого в оросительную систему расхода воды. Очистка сетки требует создания сравнительно дорого инженерного сооружения для обеспечения условий ее функционирования (щетки, гидравлическая промывка и т.д.).

Известно водозаборное устройство оросительной системы, включающее транзитный канал, отвод с затвором на входе и водоприемную камеру с забральной стенкой и сорозадерживающей решеткой (Авторское свидетельство СССР №1372012, кл. Е02В 13/00, 1986).

Недостатком известного устройства является то, что оно применяется на каналах со спокойным режимом течения потока и требует дополнительной камеры, дно которой может частично заполняться наносами, а также попадание сверху в полость забральной стенки листьев с деревьев и другого сора и налипание на наружную поверхность решетки с продольными стержнями. Недостаточная эффективность работы решетки не позволяет обеспечить надежную продолжительную работу устройства в ходе его эксплуатации. При скоплении большого количества мусора на решетке в колодец поступает меньше воды, т.е. происходит закупоривание отверстий плавающим мусором. Кроме того, необходимо открывать часто промывное отверстие в сооружении с большим сбросом воды в транзитный канал, что нежелательно в поливной период для поливной техники. Таким образом, происходит смыв мусора в ступенчатом режиме, т.е. необходимо принудительно сбрасывать большое количество воды на промывку наносов и мусора. После этого вновь заполнять водой камеру - это ведет к недостатку воды для потребителя, соответственно, поливная техника не работает. Отсюда вывод, что такая технология не полностью очищает решетку, что понижает эффективность очистки. Следует учитывать, что при заборе воды на системах с закрытой трубопроводной сетью необходимо поддерживать стабильный расход воды. Например, для полива из подземных микрогидрантов или дождевальных машин, когда в канал попадает взмученный поток, содержащий наносы, разного рода мусор, представляется целесообразным кратковременно действующее стационарное устройство, которое значительно упрощает эксплуатацию, повышает эффективность в работе сооружения. Кроме того, должен присутствовать автоматический смыв потоком наносов вниз по течению постоянно.

Цель изобретения - повышение эффективности в работе путем очистки решетки от скопления плавника и наносов и защиты от них донного отверстия трубопровода.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для промывки водовыпуска от загрязнений, включающее транзитный канал, отвод с затвором на входе и водоприемную камеру с забральной стенкой и сороудерживающей решеткой, забральная стенка выполнена сверху пустотелой трубой с воздуховыпускными отверстиями и перфорированными трубками, размещенными на мусорозащитном устройстве, закрепленными со стороны отвода мусорозащитного устройства в виде решетки, подключенного к источнику сжатого воздуха, подаваемого кратковременно компрессором, соединенным с реле времени по воздуховоду в пустотелую трубу, причем решетка установлена на отводящем трубопроводе во входной его части с плоским затвором, при этом вертикальная стенка с приводом, посредством которой транзитный канал перекрывается, установлена над горизонтальной разделительной пластиной с V-образным вырезом, один конец которой выполнен загнутым под острым углом к ее плоскости, свободно размещен на пластине и направлен в сторону подводящего канала. Кроме того, конусный выступ размещен на дне подводящего канала в его нижней части и обращенным к камере и к транзитному каналу, другой конец вертикальной стенки свободно также взаимодействует с выступом.

Такое выполнение устройства для промывки водовыпуска от загрязнений позволяет, по сравнению с прототипом, автоматизировать процесс защиты водовыпуска с решеткой от завала плавников и наносов, т.е. закупоривание отверстий решетки разного рода плавника и мусора с удалением от стержней решети, сохраняя пропускную способность отверстий. Разрушение выраженного завала по команде реле времени производится кратковременно включением компрессора и при поступлении сжатого воздуха по всему сечению решетки. Сокращает время промывки наносов и разного рода мусора. Кроме того, перераспределение скоростной структуры потока над водоприемной камерой, т.е. горизонтальной разделительной пластиной с вертикальной стенкой, позволяет поступать потоку в параллельно-струйной форме, что предотвращает образование в зоне вододеления сбойности потока, фонтанов и выплесков за борта сооружения. Дополнительно следует отметить, что такое выполнение конструкции очистки воды от наносов и плавающего мусора от решетки приводит к возможности смыва бурным потоком более эффективно в транзитный канал, не создавая гидравлического экрана. Подача воздуха осуществляется по гибким шлангам (гибкая линия связи) от пустотелой трубы к перфорированным трубкам, закрепленным на решетке со стороны отвода, что позволяет пропускную способность отверстий сохранять. Плавающим мусором налипания (обрастания) не происходит. Кроме того, повышенная эксплуатационная надежность происходит и за счет отсутствия на решетке элементов гидравлического привода и других движущихся частей на ней, усложняющих устройство. Это в свою очередь обеспечивает стабилизацию забираемого в оросительную систему расхода воды, сокращает не менее чем на 5-10% потери воды на сброс и повышает производительность труда персонала оросительной системы.

Следует отметить, что конструкция описанного устройства, по мнению автора, ранее не была известна и отвечает критерию «существенные отличия».

На фиг.1 изображено устройство для промывки водовыпуска от загрязнений, вид сверху; на фиг.2 - разрез А-А фиг.1 (горизонтальная пластина и вертикальная стенка не показано); на фиг.3 - разрез Б-Б фиг.1; на фиг.4 - вид А.

Устройство для промывки водовыпуска от загрязнений включает подводящий 1 и транзитный 2 каналы, сочлененные камерой 3. В коне подводящего канала 1 размещен конусный выступ 4 и расположен в одной плоскости с дном камеры 3. К стенке камеры 3 примыкает отводящий трубопровод 5 с плоским затвором 6 во входной его части, и на входе которой установлена жестко забральная стенка 7 сверху с горизонтальной трубой 8, сороудерживающая решетка 9, причем труба 8 выполнена пустотелой, имеющей в нижней части воздуховыпускные отверстия 10. Горизонтальная труба 7 установлена на осевых опорах 11 с возможностью ее поворота и подъема, при этом отверстия 10 пневматически сообщены посредством гибких шлангов 12 (гибкими линиями) с перфорированными трубками 13, расположенными на решетке 8 со стороны отводящего трубопровода 5 с плоским затвором 6, и полость трубы 8 связана с компрессором (К) 14 сжатого воздуха, подводимого по воздуховоду 15 в горизонтальную трубу 8. Компрессор (К) 14 соединен с реле (Р) 16 времени.

Защита водовыпуска от завала наносами и плавающего мусора (трава, листья с деревьев и т.п.) проявляется в следующем: в рабочем технологическом режиме осветвленной воды в оросительную систему через решетку 9 с перфорированными трубками 13, характеризуется периодически подачей сжатого воздуха, ибо в противном случае водовыпуск не в состоянии выполнять свою функцию, так как наносы в больших количествах мелких размеров могут попадать в закрытую оросительную систему, а крупные размеры фракций влекомых наносов могут вызывать повреждение решетки и заклинивание между стержнями.

Горизонтальная пластина 18 с делителем 19 установлена над дном подводящего канала 1 и над выступом 4 и жестко связана со стенками канала 1. Поскольку заданный поток воды через отводящий трубопровод может поступать только ниже горизонтальной пластины 17 при заданном напорном режиме потока в камере 3, то для обеспечения работы этого трубопровода 5 полным сечением через решетку 9 при заборе воды подводящего канала 1, а также в моменты отсутствия забора воды и тем самым исключения подпорного режима в подводящем канале 1, отсутствует завал наносами и плавающим мусором как камеры 3 с решеткой 9, так и подводящего канала 1, при этом компрессор (К) 14 отключают из работы. Установлена вертикальная стенка 19 формы камеры с возможностью поворота в сторону транзитного канала 2 с подъемником 20 и верхним концом 21, свободно перемещающимся по плоскости горизонтальной пластины 17 и который выполнен загнутым под острым углом к ее плоскости в сторону подводящего канала 1 и обтекаемости свободного конца 21 стенки 19. При этом нижний конец 22 пластины 17 свободно взаимодействует с торцом 4 со стороны транзитного канала 2.

Устройство для промывки водовыпуска от загрязнений работает следующим образом.

Вода вместе с содержащимися в ней плавником, мусором, влекомыми и взвешенными наносами течет по подводящему каналу 1. На подводящем канале происходит первое деление потока горизонтальной пластиной 17 с делителем 18. Часть потока направляется в транзитный канал 2, т.е. над горизонтальной пластиной 17 в параллельно-струйной форме, что предотвращает в зоне вододеления образование сбойности потока, фонтанов и выплесков за борта сооружения. Одновременно другая часть потока с влекомыми и взвешенными наносами (возможно в средних слоях потока и мусора) направляется под пластину 17 в камеру 3, из которой регулируется одна часть потока, поступающая через решетку в отводящий трубопровод 5, а другая с наносами поступает в транзитный канал 2.

Для приведения конструкции в рабочее положение во внутреннюю полость трубы 8 от источника сжатого подается под давлением воздух, который поступает через гибкие шланги 12 (гибкие линии) в перфорированные трубки 13, закрепленные к плоскости решетки 9 со стороны отводящего трубопровода 5 с плоским затвором 6. Благодаря этому влекомые и взвешенные наносы, а также сор интенсивно перемещаются в транзитный канал. Необходимая скорость воздушного потока для очистки решетки 9, а следовательно, наносы и сор не оседают на стержнях решетки, и пропускная способность стабилизируется в отводящем трубопроводе 5.

Такое выполнение устройства обеспечивает забор воды независимо от горизонтов канала и ее загрязненностью (наличием наносов и плавающего мусора), мусор постоянно отрывается от решетки и непрерывно передвигается потоком вдоль решетки и выходит за ее пределы с большой скоростью воды.

Экономическая эффективность устройства для промывки водовыпуска от завала наносами и сором заключается в повышении эффективности его работы на каналах с большими уклонами за счет обеспечения автоматически регулируемых режимов работы компрессора и тем самым предотвращения засорения решетки 9.