КОНТЕЙНЕРНЫЙ ФИЛЬТР

КОНТЕЙНЕРНЫЙ ФИЛЬТР


RU (11) 2292419 (13) C2

(51) МПК
E02B 11/00 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 17.10.2007 - может прекратить свое действие 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(14) Дата публикации: 2007.01.27 
(21) Регистрационный номер заявки: 2004137241/03 
(22) Дата подачи заявки: 2004.12.20 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2004.12.20 
(43) Дата публикации заявки: 2006.05.27 
(45) Опубликовано: 2007.01.27 
(56) Аналоги изобретения: SU 1127627 А1, 07.12.1984. SU 1372008 А1, 07.02.1988. SU 1194959 А1, 30.11.1985. SU 1117376 А1, 07.10.1984. SU 1342975 А1, 07.10.1987. SU 1807163 А1, 07.04.1993. US 6602408 В1, 05.08.2003. US 5297895 A, 29.03.1994. 
(72) Имя изобретателя: Ясониди Олег Евстратьевич (RU); Ясониди Евгения Олеговна (RU); Трофименко Анатолий Никифорович (RU); Мельник Татьяна Владимировна (RU); Гурина Ирина Владимировна (RU); Карпенко Мария Владимировна (RU) 
(73) Имя патентообладателя: ФГОУ ВПО "Новочеркасская государственная мелиоративная академия" (НГМА) (RU) 
(98) Адрес для переписки: 346428, Ростовская обл., г. Новочеркасск, ул. Пушкинская, 111, НГМА 

(54) КОНТЕЙНЕРНЫЙ ФИЛЬТР
Изобретение относится к сельскохозяйственной гидротехнической мелиорации и может быть использовано для очистки сбросных, коллекторно-дренажных и сточных вод на закрытых трубчатых коллекторно-дренажных системах. Контейнерный фильтр включает днище и корпус дренажного колодца, устья дрен и коллекторов и сменный фильтрующий элемент. Фильтрующий элемент выполнен в виде сменного контейнера с воронкообразно перфорированным дном и острыми кромками перфорации, заполненного фильтрующим материалом и реагентом. Сменный контейнер свободно установлен перфорированным дном на пружинные опоры на днище колодца и гидравлически сопряжен с уровнями воды в устьях дрены и коллектора. Для осуществления командования над уровнями воды в контейнере фильтра и истоке последующего участка коллектора уровень воды в устье дрены превышает уровни воды в контейнере фильтра и истоке последующего участка коллектора, соответственно, не менее чем на 0,2 м и на 0,3 м, а уровень воды в устье коллектора превышает уровни воды в контейнере фильтра и истоке последующего участка коллектора, соответственно, не менее чем на 0,1 м и на 0,2 м. Для автоматического регулирования гидравлической связи контейнера с устьями дрены и коллектора контейнер снабжен фиксаторами, а также снабжен жестким фасонным отводящим трубопроводом для связи с истоком последующего участка коллектора. Упрощается эксплуатация сооружения, повышается надежность работы, качество очистки техногенных вод и производительность фильтрации. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к сельскохозяйственной гидротехнической мелиорации и может быть использовано для безреагентной и реагентной очистки сбросных, коллекторно-дренажных и сточных вод на закрытых трубчатых коллекторно-дренажных системах.

Известен дренажный колодец (Авторское свидетельство №1194959, МКИ Е 02 В 11/00, БИ №44 от 30.11.85), включающий колодец, установленный на коллекторе и включающий корпус с водоприемными отверстиями и перфорированной крышкой и фильтрующую засыпку, корпус которого выполнен в виде перевернутого стакана, встроенного в коллектор, а фильтрующая засыпка защищена дерновым слоем, травяной покров, которого соприкасается с ее поверхностью, а стакан выполнен из отрезка керамической трубы со щелями в дне и боковых стенках.

Недостатком дренажного колодца является то, что он предназначен для отвода поверхностных вод на оросительных системах. При заилении фильтра необходимо полностью раскопать колодец и после этого заново восстановить всю его конструкцию. Так как поверхностные воды имеют значительную мутность, реставрацию колодца придется делать очень часто, что экономически не выгодно и технологически сложно.

Наиболее близким техническим решением является дренажный водоприемный колодец (Авторское свидетельство №1127627, МКИ Е 02 В 11/00, БИ №45 от 07.12.84), содержащий отстойник, выполненный в виде съемного стакана и нанососборника, имеющего отверстия в верхней части и днище и снабженного сменным фильтрующим элементом, помещенном в корпусе, который имеет гаситель потока и перфорированное основание, совмещенное с днищем стакана-нанососборника.

Недостатком дренажного водоприемного колодца является то, что он может быть использован только для отвода и механической очистки поверхностных вод с поля или канала. Конструкция колодца находится в строго фиксированном положении и допускает сброс неочищенных поверхностных вод в фильтр через сливные отверстия, что снижает качество очистки и надежность работы устройства. При такой конструкции колодца при замене фильтрующего элемента требуется демонтаж крышки, гасителя потока и лишь потом фильтра.

Техническим результатом, достигаемым данным изобретением является упрощение эксплуатации сооружения, повышение надежности работы, качества очистки техногенных вод и производительности фильтрации.

Результат достигается тем, что фильтрующий элемент выполнен в виде сменного контейнера с воронкообразно перфорированным дном с острыми кромками перфорации, заполненного фильтрующим материалом и реагентом, свободно установленного перфорированным дном на пружинистых опорах на днище колодца, и гидравлически сопряжен с уровнем воды в устьях дрен и коллектора, причем для осуществления командования над уровнем в контейнерном фильтре и истоке последующего участка коллектора уровень воды в устье дрены превышает уровень воды в контейнере фильтра и истоке последующего участка коллектора, соответственно, не менее, чем на 0,2 и на 0,3 м, а уровень воды в устье коллектора превышает уровень воды в контейнере фильтра и истоке последующего участка коллектора, соответственно, не менее, чем на 0,1 и на 0,2 м. При этом для автоматического регулирования гидравлической связи контейнера с устьем дрены и коллектора контейнер снабжен фиксаторами, а также снабжен жестким фасонным отводящим трубопроводом для связи с истоком последующего участка коллектора, имеющим форму простого колена или сложного многоколенника. На фиг.1 изображен контейнерный фильтр, вертикальный разрез; на фиг.2 - воронкообразно перфорированное дно сменного контейнера; на фиг.3 - острая воронкообразная форма перфорации дна.

Контейнерный фильтр состоит из днища 1 и установленного на нем корпуса дренажного колодца 2, в котором свободно установлен сменный контейнер 3 с воронкообразно перфорированным дном 4 и острыми кромками перфорации, заполненный фильтрующим материалом и реагентом 5, устья дрены 6, жесткого фасонного отводящего трубопровода 7 и 8, устья коллектора 9, пружинных опор 10, фиксатора 11 и истока последующей части коллектора 12, отводящего очищенную воду.

Контейнерный фильтр работает следующим образом. Контейнерный фильтр применяется для очистки сбросных и коллекторно-дренажных вод на оросительных системах, имеющих горизонтальный закрытый трубчатый дренаж с уже стабилизированным или не стабилизированным уровнем грунтовых вод. Один контейнерный фильтр может обслуживать одну дрену или один коллектор, в который впадают несколько дрен. В зависимости от этого он устанавливается в устье дрены или коллектора. Производительность контейнерного фильтра должна соответствовать максимальному расходу дрены или коллектора, который, как правило, наблюдается в оросительный период. В связи с этим, производительность контейнерного фильтра рассчитывают по формуле:



где Qmax - необходимая максимальная производительность контейнерного фильтра, м3 /с;

qmax - максимальный расход дрены, л/с·га, может достигать более 0,45 л/с·га;

А - площадь, обслуживаемая дреной или коллектором, на которых установлен контейнерный фильтр;

n - показатель степени, изменяется от 0,1 до 0,4 и зависит от мутности воды и грязеемкости фильтрующего элемента.

Дренажный колодец, состоящий из днища 1 и корпуса 2, устанавливают в устье коллектора 9 или дрены 6. На пружинные опоры 10 днища 1 устанавливают сменный контейнер 3 с воронкообразно перфорированным дном 4 и острыми кромками перфорации. Сменный контейнер перед установкой на пружинные опоры 10 заполняют необходимым количеством фильтрующего материала и реагента 5. Фильтрующий материал и реагент 5 выбирают в зависимости от загрязненности техногенных вод и необходимой степени их очистки. Дренажная вода по дрене 6 или коллектору 9 поступает на поверхность фильтрующего материала и реагент 5, который с поверхности закрыт крупной фракцией гальки, выполняющей роль гасителя подающего потока воды. Дренажные воды, проходя через всю толщу фильтрующего материала и реагента 5, очищаются от механических примесей, взвеси и одновременно проходят реагентную очистку. Их качество повышается. Химическая очистка дренажных вод проводится целенаправленно для удаления вредных веществ и элементов. В зависимости от того, что нужно удалить, подбирается необходимый реагент. Очищенная вода через воронкообразную перфорацию дна 4 с острыми кромками проходит и попадает в колодец на его днище 1 и заполняет корпус 2.

Как только уровень воды в сменном контейнере достигает необходимой отметки, которая осуществляет командование над уровнем воды в истоке последующей части истока коллектора 12, очищенная вода по жесткому фасонному отводящему трубопроводу 7 или 8, выполненному в форме простого колена или сложного многоколенника, и истоку последующей части коллектора 12, отводящей очищенную воду, пойдет к месту ее последующей утилизации. На уровне дна коллектора или впадающей в колодец дрены установлен фиксатор 11 максимальной верхней отметки верха сменного контейнера 3, что обеспечивает автоматическое регулирование гидравлической связи контейнера с устьем дрены и коллектора, а за счет пластических деформаций пружинных опор 10 регулируется вертикальное положение сменного контейнера 3 в зависимости от изменения поступающего в него количества дренажных вод.

Для осуществления командования над уровнем воды в контейнере фильтра и истоке последующего участка коллектора уровень воды в устье дрены превышает уровень воды в контейнере фильтра и истоке последующего участка коллектора, соответственно, не менее, чем на 0,2 и на 0,3 м, а уровень воды в устье коллектора превышает уровень воды в контейнере фильтра и истоке последующего участка коллектора, соответственно, не менее, чем на 0,1 и на 0,2 м, что позволяет осуществлять нормальную работу контейнерного фильтра при уклонах местности 0,002-0,001.

При потере производительности контейнерного фильтра на 50% фильтрующий материал и реагент 5 меняют. Сменный контейнер 3 автокраном вытаскивают из корпуса колодца, заменяют фильтрующий материал и реагент 5 или полностью весь сменный контейнер и очистка техногенных вод продолжается.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


1. Контейнерный фильтр для комплексной очистки сбросных и коллекторно-дренажных вод на закрытых трубчатых коллекторно-дренажных системах, включающий днище и корпус дренажного колодца, устья дрен и коллекторов и сменный фильтрующий элемент, отличающийся тем, что фильтрующий элемент выполнен в виде сменного контейнера с воронкообразно перфорированным дном и острыми кромками перфорации, заполненного фильтрующим материалом и реагентом и свободно установленного перфорированным дном на пружинных опорах на днище колодца, и гидравлически сопряжен с уровнями воды в устьях дрены и коллектора, причем для осуществления командования над уровнями воды в контейнере фильтра и истоке последующего участка коллектора уровень воды в устье дрены превышает уровни воды в контейнере фильтра и истоке последующего участка коллектора, соответственно, не менее чем на 0,2 м и на 0,3 м, а уровень воды в устье коллектора превышает уровни воды в контейнере фильтра и истоке последующего участка коллектора, соответственно, не менее чем на 0,1 м и на 0,2 м, при этом для автоматического регулирования гидравлической связи контейнера с устьями дрены и коллектора контейнер снабжен фиксаторами, а также снабжен жестким фасонным отводящим трубопроводом для связи с истоком последующего участка коллектора.

2. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что жесткий фасонный отводящий трубопровод имеет форму простого колена или сложного многоколенника.