устройство для смыва загрязнений с фильтрующей поверхности

Формула изобретения

Устройство для смыва загрязнений с фильтрующей поверхности, содержащее привод и рыхлитель, выполненный в виде плоского зубчатого наклонного ножа с размещенным над ним наклонным подпорным щитом и вертикальными стойками, установленными между ножом и щитом в шахматном порядке, на внутренней поверхности наклонного подпорного щита предусмотрены винтообразные канавки, переходящие в спиралевидную форму перед первыми стойками по ходу движения загрязненного слоя, отличающееся тем, что режущая кромка плоского зубчатого наклонного ножа выполнена в виде полуспиралевидных канавок с острыми краями, направленными к центру, а на его внутренней поверхности предусмотрены криволинейные спиралевидные направляющие.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к хозяйственно-питьевому водоснабжению, а именно к регенерации фильтрующей поверхности инфильтрационных сооружений.

Известно устройство для смыва загрязнений с фильтрующей поверхности (см. а. с. 901923, МКИ Е 03 В 3/00, В 3/40, БИ 4, 1982), содержащее привод и рыхлитель, выполненный в виде плоского зубчатого наклонного ножа с размещенным над ним подпорным щитом и вертикальными стойками, установленными между ножом и щитом в шахматном порядке.

Недостатком данного устройства является образование застойных зон в районе пограничного слоя вертикальных стоек и внутренней стенки наклонного щита, что значительно снижает эффективность работы инфильтрационного сооружения.

Известно устройство для смыва загрязнений с фильтрующей поверхности (см. патент РФ 2130999, МПК Е 03 В 3/00, 3/40, БИ 15, 1999), содержащее привод и рыхлитель, выполненный в виде плоского зубчатого наклонного ножа с размещенным над ним наклонным подпорным щитом и вертикальными стойками, установленными между ножом и щитом в шахматном порядке, на внутренней поверхности наклонного подпорного щита предусмотрены винтообразные канавки, переходящие в спиралевидную форму перед первыми стойками по ходу движения загрязненного слоя.

Недостатком данного устройства является незначительное повышение эффективности смыва загрязнений из-за малой скорости резания и перемещения их.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение эффективности смыва загрязнений с фильтрующей поверхности за счет выполнения режущей кромки плоского зубчатого наклонного ножа в виде полуспиралевидных канавок с острыми краями, направленными к центру, а на его внутренней поверхности предусмотрены криволинейные спиралевидные направляющие.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для смыва загрязнений с фильтрующей поверхности, содержащем привод и рыхлитель, выполненный в виде плоского зубчатого наклонного ножа с размещенным над ним наклонным подпорным щитом и вертикальными стойками, установленными между ножом и щитом в шахматном порядке, на внутренней поверхности наклонного подпорного щита предусмотрены винтообразные канавки, переходящие в спиралевидную форму перед первыми стойками по ходу движения загрязненного слоя, режущая кромка плоского зубчатого наклонного ножа выполнена в виде полуспиралевидных канавок c острыми краями, направленными к центру, а на его внутренней поверхности предусмотрены криволинейные спиралевидные направляющие.

На фиг. 1 проведен план устройства для смыва загрязнений с фильтрующей поверхности, на фиг. 2 - вид А-А, поперечный его разрез, на фиг. 3 - вид Б-Б, продольный разрез, а на фиг. 4 - схема спиралевидных направляющих.

Устройство состоит из подрезающего плоского зубчатого наклонного ножа 1, наклонного подпорного щита 2, соединенных между собой при помощи расположенных в шахматном порядке вертикальных стоек 3. В толще фильтрующей загрузки 4 заложены перфорированные трубы 5 водозаборного сооружения. На внутренней поверхности наклонного подпорного щита 2 предусмотрены винтообразные канавки 6, переходящие в спиралевидную форму 7 перед первыми стойками 3 по ходу движения загрязненного слоя. Режущая кромка 8 плоского зубчатого наклонного ножа 1 выполнена в виде полуспиралевидных канавок 9 и 10 с острыми краями, направленными к центру, а на его внутренней поверхности предусмотрены криволинейные спиралевидные направляющие 11.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Загрязненный слой обсыпки на требуемую глубину подрезают ножом 1. Верхний наклонный щит 2 способствует возрастанию скорости прохождения водного потока через зазор между щитом 2 и подрезающим ножом 1, который проносит срезанный слой обсыпки через вертикальные стойки 3, шахматное расположение которых способствует лучшему взрыхлению накопившихся в обсыпке загрязнений в турбулентном потоке, который возникает при прохождении воды через щелевой зазор устройства с вертикальными стойками 3. Илистые частицы уносятся за пределы зоны фильтрации, а более крупные фракции обсыпки оседают сразу же за устройством. Таким образом происходит гидравлическая регенерация закольматированного слоя фильтрующей обсыпки с одновременным ее рыхлением. Предусмотренные на внутренней поверхности наклонного подпорного щита 2 винтообразные канавки 6, переходящие в спиралевидную форму 7 перед первыми стойками 3, закручивают за счет скоростного напора поток воды вместе с частицами загрязнений. Частицы загрязнений вызывают закупорку пор фильтрующей поверхности по ходу движения загрязненного потока воды на внутренней поверхности наклонного подпорного щита 2 и вертикальных стоек 3 перед застойными зонами. Загрязненный поток воды с частицами загрязнений создает винтовые шнуры, которые отбрасывают частицы загрязнений за пределы фильтрующей зоны, образуя обратный фильтр из более крупных частиц как за вертикальными стойками 3, так и между ними в поперечном направлении к движению потока. Круглая форма способствует образованию застойных зон в районе вертикальных стоек 3. Частицы песка, проходя через винтообразные канавки 6, оттираясь между собой в винтообразном потоке, освобождаются от илистых сцементировавшихся частиц и становятся обладающими к фильтрации способностью длительное время, увеличивая размеры пор и тем самым продолжительность фильтроцикла и уменьшая число регераций.

Режущая кромка 8 плоского зубчатого наклонного ножа 1, выполненная в виде полуспиралевидных канавок 9 и 10, острые края которых направлены к центру, позволяет без лишних усилий со стороны привода срезать толщу загрязнений, транспортировать к центральной части ножа 1, а спиралевидные направляющие 11 на его внутренней поверхности в полном объеме захватывают взрыхленные загрязнения и направляют их к щелевому зазору в завихренном состоянии, где процесс закрутки интерференцируется за счет действия винтообразных канавок 6, расположенных на внутренней поверхности наклонного подпорного щита 2, и они в виде вихревых шнуров и шлейфа выбрасываются за пределы устройства, где и рассеиваются в водном потоке. При этом снижаются энергозатраты за счет эффективного срезания загрязнений ножом 1, снижения гидравлических сопротивлений на его наклонной поверхности пульпы, потребляемых приводом. Кроме того, винтообразное, волновое движение воды с частицами загрязнений в виде пульпы, а особенно сцементированного с илистыми за счет центробежных и вибрационных сил, имея плотность, большую чем вода, создает также вибрацию наклонного подпорного щита 2 как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях. Кроме того, закрученные в винтообразных канавках 6, переходящих в спиралевидную форму 7 и в спиралевидных направляющих 11, частицы песка, имея большую плотность, чем вода, приобретают кинетическую энергию и динамически воздействуют на продукты загрязнения в застойных зонах, а создавая обратную волну, способствуют взрыхлению загрязнений, как абразив под плоским зубчатым наклонным ножом 1, отражаясь от зазоpa установки из-за малого его выходного сечения, и созданию обратного фильтра из крупных песчаных частиц.

Предлагаемое устройство для смыва загрязнений с фильтрующей поверхности осуществляет гидравлическую регенерацию фильтрующей поверхности в сочетании с механическими воздействиями на толщу загрязненного слоя, используя центробежные и вибрационные силы за счет закрутки потока воды с пульпой, снижает энергозатраты и повышает производительность водозаборных сооружений за счет интенсификации каптажа воды перфорированными трубами.

Оригинальность предлагаемого технического решения заключается в использовании гидродинамических, механических, центробежных и вибрационных сил при помощи винтообразных канавок, переходящих в спиралевидную форму и спиралевидных направляющих для повышения эффективности смыва загрязнений с фильтрующей поверхности, приводящей к повышению производительности водозаборных сооружений и показателей качества воды, подаваемой потребителям.