RU2221115C1

RU2221115C1 - Device for flushing dirt from filtering surface

Info

Publication number: RU2221115C1
Application number: RU2002116276/03A
Authority: RU
Inventors: Г.В. Викторов; Ю.В. Малеева
Original assignee: Курский государственный технический университет
Priority date: 2002-06-17
Filing date: 2002-06-17
Publication date: 2004-01-10
Also published as: RU2002116276A

Abstract

FIELD: water supply systems; regeneration of filtering surface of infiltration structures. SUBSTANCE: proposed device is provided with drive and agitator made in form of flat toothed inclined knife with supporting shield located under it and vertical struts mounted between knife and shield in staggered order; inner surface of inclined supporting shield is provided with helical grooves which change to spiral shape before first struts in way of motion of dirty layer; flat toothed knife is made in form of witch of Agnesi with framing of edges by cycloidal conductors manufactured from strong flexible plastic plates; its upper surface is provided with curvilinear spiral guides. EFFECT: enhanced efficiency of regeneration of filtering surface. 5 dwg

Description

Изобретение относится к хозяйственно-питьевому водоснабжению, а именно к регенерации фильтрующей поверхности инфильтрационных сооружений.The invention relates to drinking water supply, in particular to the regeneration of the filter surface of the infiltration facilities.

Известно устройство для смыва загрязнений с фильтрующей поверхности (см. а.с. СССР № 901423, МКИ Е 03 В 3/00, 3/40, Бюл. №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.A device for washing away contaminants from a filtering surface (see AS USSR No. 901423, MKI E 03 B 3/00, 3/40, Bull. No. 4, 1982), comprising a drive and a cultivator made in the form of a flat gear inclined knife with a retaining shield placed above it and vertical posts installed between the knife and the shield in a checkerboard pattern.

Недостатком данного устройства является образование застойных зон в районе пограничного слоя вертикальных стоек и внутренней стенки подпорного щита, что значительно снижает эффективность работы инфильтрационного сооружения.The disadvantage of this device is the formation of stagnant zones in the region of the boundary layer of vertical struts and the inner wall of the retaining shield, which significantly reduces the efficiency of the infiltration structure.

Известно устройство для смыва загрязнений с фильтрующей поверхности (см. патент РФ №2130999, МПК 7 Е 03 В 3/00, 3/40, Бол. №15, 1999), 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, на внутренней поверхности наклонного подпорного щита предусмотрены винтообразные канавки, переходящие в спиралевидную форму перед первыми стойками по ходу движения загрязненного слоя.A device for washing away contaminants from a filtering surface (see RF patent No. 2130999, IPC 7 E 03 3/00, 3/40, Bol. No. 15, 1999), comprising a drive and a cultivator made in the form of a flat serrated inclined knife with a retaining shield placed above it and vertical struts installed between the knife and the shield in a checkerboard pattern, on the inner surface of the inclined retaining shield there are helical grooves that become spiral in front of the first struts along the course of the contaminated layer.

Недостатком данного устройства является недостаточно высокая эффективность регенерации фильтрующей поверхности из-за значительного сопротивления при рыхлении фильтрующей поверхности.The disadvantage of this device is the insufficiently high efficiency of the regeneration of the filter surface due to the significant resistance when loosening the filter surface.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение эффективности регенерации фильтрующей поверхности путем выполнения плоского зубчатого наклонного ножа формой в виде "локона Аньези" с окантовкой торцов циклоидальными кондукторами, выполненными из прочных гибких пластмассовых пластин, а на его верхней поверхности предусмотрены криволинейные спиралевидные направляющие.The technical problem to which the invention is directed is to increase the efficiency of filtering surface regeneration by making a flat serrated inclined knife in the form of an Agnesi curl with edging of the ends by cycloidal conductors made of durable flexible plastic plates, and curved spiral-shaped ones are provided on its upper surface guides.

Технический результат достигается тем, что устройство для смыва загрязнений с фильтрующей поверхности, 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, на внутренней поверхности наклонного подпорного щита предусмотрены винтообразные канавки, переходящие в спиралевидную форму перед первыми стойками по ходу движения загрязненного слоя, имеет плоский зубчатый наклонный нож, выполненный формой в виде "локона Аньези", с окантовкой торцов циклоидальными кондукторами, выполненными из прочных гибких пластмассовых пластин, а на его верхней поверхности предусмотрены криволинейные спиралевидные направляющие.The technical result is achieved by the fact that the device for washing away contaminants from the filtering surface, comprising a drive and a cultivator made in the form of a flat serrated inclined knife with a retaining board placed above it and vertical posts installed in a checkerboard pattern between the knife and the shield, on the inner surface of the inclined retaining Shield provides helical grooves, turning into a spiral shape in front of the first racks in the direction of movement of the contaminated layer, has a flat serrated inclined knife, made shaped in the form of an Agnesi curl, with edging of the ends by cycloidal conductors made of durable flexible plastic plates, and curved spiral guides are provided on its upper surface.

На фиг.1 приведен план устройства для смыва загрязнений с фильтрующей поверхности, на фиг.2 - вид А - А, поперечный разрез фиг.1; на фиг.3 - вид Б - Б, продольный разрез фиг.1; на фиг.4 - схема циклоидальных кондукторов; на фиг.5 - размещение криволинейных спиралевидных направляющих.Figure 1 shows a plan of a device for washing away contaminants from the filtering surface, figure 2 - view a - a, a cross section of figure 1; figure 3 - view B - B, a longitudinal section of figure 1; figure 4 is a diagram of cycloidal conductors; figure 5 - placement of curved spiral guides.

Устройство для смыва загрязнений с фильтрующей поверхности состоит из плоского зубчатого наклонного ножа I, 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. Плоский зубчатый наклонный нож I выполнен формой в виде "локона Аньези" 8 с окантовкой торцов циклоидальными кондукторами 9, выполненными из прочных гибких пластмассовых пластин, а на его верхней поверхности предусмотрены криволинейные спиралевидные направляющие 10.A device for washing away contaminants from the filtering surface consists of a flat serrated inclined knife I, an inclined retaining shield 2, interconnected by means of staggered vertical posts 3. Perforated pipes 5 of the intake structure are laid in the thickness of the filtering load 4. On the inner surface of the inclined retaining shield 2 there are screw-shaped grooves 6 turning into a spiral shape 7 in front of the first posts 3 in the direction of travel of the contaminated layer. The flat serrated inclined knife I is made in the form of an Agnesi curl 8 with edging of the ends by cycloidal conductors 9 made of durable flexible plastic plates, and curved spiral guides 10 are provided on its upper surface.

Предлагаемое устройство для смыва загрязнений с фильтрующей поверхности работает следующим образом.The proposed device for washing away contaminants from the filter surface works as follows.

Загрязненный слой обсыпки на требуемую глубину подрезают плоским зубчатым наклонным ножом I. Верхний наклонный подпорный щит 2 способствует возрастанию скорости проходящего водного потока через зазор между ним и плоским зубчатым наклонным ножом I, который проносит срезанный слой обсыпки через вертикальные стойки 3, шахматное расположение которых способствует лучшему взрыхлению накопившихся в обсыпке загрязнений в турбулентном потоке, который возникает через щелевой зазор устройства с вертикальными стойками 3. Илистые частицы уносятся за пределы зоны фильтрации, а более крупные фракции фильтрующей 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 вертикальными стойками 3, закручивают поток воды вместе с частицами загрязнений за счет скоростного напора. 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 первыми застойными зонами. Плоский зубчатый наклонный нож I, выполненный формой в виде "локона Аньези" 8 с окантовкой торцов циклоидальными кондукторами 9, выполненными из прочных гибких пластмассовых пластин, способствует эффективному взрыхлению загрязненной обсыпки, плавно перераспределяя по обе стороны плоского зубчатого наклонного ножа I, образуя фильтрующую загрузку из очищенных крупных частиц песка. При этом плоский зубчатый наклонный нож I имеет минимальное сопротивление в обсыпке за счет оригинальной его формы. Криволинейные спиралевидные направляющие 10, предусмотренные на верхней поверхности плоского зубчатого наклонного ножа I, взаимодействуя с винтообразными канавками 6, переходящими в спиралевидную форму 7 перед первыми вертикальными стойками 3, интенсивно закручивают поток воды с частицами загрязнений и способствуют образованию из крупных частиц песка фильтрующей загрузки. 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 вертикальных стоек 3 способствует образованию застойных зон в районе их размещения. Этому препятствуют винтообразные канавки 6, переходящие в спиралевидную форму 7 перед первыми вертикальными стойками 3. Частицы песка, проходя через винтообразные канавки 6 и криволинейные спиралевидные направляющие 10, оттираются между собой в винтообразном потоке и в волнах, освобождаются от илистых сцементировавшихся частиц и становятся фильтроспособными длительное время, увеличивая размеры пор и тем самым продолжительность фильтроцикла и уменьшая число регенераций. При этом снижаются энергозатраты привода на перемещение устройства при смыве загрязнений. Кроме того, винтообразное и волновое движение воды с частицами загрязнений, а особенно сцементированного с илистыми частицами песка за счет центробежных и вибрационных сил и пульсации гибких элементов, имея плотность большую, чем вода, создает дополнительную вибрацию наклонного подпорного щита 2 как в вертикальном, так и горизонтальном направлениях. Закрученные частицы песка в винтообразных канавках 6, переходящих в спиралевидную форму 7, и в криволинейных спиралевидных направляющих 10, имея большую плотность, чем вода, приобретают кинетическую энергию и динамически воздействуют на продукты загрязнения в застойных зонах, а создавая обратную волну, способствуют взрыхлению загрязнений под плоским зубчатым наклонным ножом I, отражаясь от зазора из-за малого его выходного сечения.The contaminated sprinkling layer is cut to the required depth with a flat serrated inclined knife I. The upper inclined retaining shield 2 contributes to an increase in the speed of the passing water flow through the gap between it and the flat serrated inclined knife I, which carries the cut layer of the sprinkling through the vertical posts 3, whose staggered arrangement contributes to the best loosening accumulated dust in a turbulent flow that occurs through the slotted gap of a device with vertical struts 3. Silt particles are carried away beyond filtration zone, and the larger fraction of the filter dusting deposited immediately behind the device. Thus, hydraulic regeneration of the stained layer of the filtering dusting occurs with its simultaneous loosening. The helical grooves 6 provided on the inner surface of the inclined retaining shield 2, turning into a spiral shape 7 in front of the first vertical posts 3, twist the water flow together with the particles of impurities due to the high-speed pressure. Particles of contaminants cause clogging of the pores of the filtering surface in the direction of movement of the contaminated water stream on the inner surface of the inclined retaining shield 2 and vertical posts 3 in front of the first stagnant zones. The flat serrated inclined knife I, made in the form of an Agnesi curl 8 with the edges edged with cycloidal conductors 9 made of durable flexible plastic plates, contributes to the effective loosening of the contaminated dusting, smoothly redistributing the flat toothed inclined knife I on both sides, forming a filtering load from peeled large particles of sand. In this case, a flat serrated inclined knife I has a minimum resistance in dusting due to its original shape. Curved spiral guides 10 provided on the upper surface of a flat serrated inclined knife I, interacting with helical grooves 6, turning into a spiral shape 7 in front of the first vertical posts 3, intensively swirl the flow of water with pollution particles and contribute to the formation of filter particles from large sand particles. A contaminated stream of water with particles of contamination creates helical cords that throw particles of contaminants outside the filter zone, forming an inverse filter of larger particles both behind the vertical posts 3, and between them in the transverse direction to the movement of the stream. The round shape of the uprights 3 contributes to the formation of stagnant zones in the area of their placement. This is prevented by helical grooves 6 turning into a spiral form 7 in front of the first vertical struts 3. Sand particles passing through helical grooves 6 and curved spiral guides 10 are rubbed together in a helical flow and in waves, are freed from silty cemented particles and become filter-like time, increasing the pore size and thereby the duration of the filter cycle and reducing the number of regenerations. This reduces the energy consumption of the drive to move the device when washing away contaminants. In addition, the helical and wave motion of water with pollution particles, and especially cemented with silt particles of sand due to centrifugal and vibrational forces and pulsation of flexible elements, having a density greater than water, creates additional vibration of the inclined retaining shield 2 both in vertical and horizontal directions. Swirling sand particles in helical grooves 6, turning into a spiral form 7, and in curved spiral guides 10, having a higher density than water, acquire kinetic energy and dynamically affect the pollution products in stagnant zones, and by creating a backward wave, they contribute to the loosening of pollution under flat serrated inclined knife I, reflected from the gap due to its small output section.

Предлагаемое устройство для смыва загрязнений с фильтрующей поверхности за счет использования винтообразных канавок, плоского зубчатого наклонного ножа, выполненного формой в виде "локона Аньези", с окантовкой торцов циклоидальными кондукторами, имеющими минимальные энергозатраты за счет благоприятных гидравлических их характеристик, криволинейных спиралевидных направляющих значительно повышают эффективность регенерации фильтрующей поверхности и производительность инфильтрационного водозабора.The proposed device for washing away contaminants from the filtering surface through the use of helical grooves, a flat serrated inclined knife made in the form of an Agnesi curl with edge trimming by cycloidal conductors having minimal energy consumption due to their favorable hydraulic characteristics, curved spiral guides significantly increase the efficiency regeneration of the filter surface and the performance of the infiltration water intake.

Оригинальность предложенного технического решения заключается в использовании эффекта закрутки потока воды с частицами загрязнений, вибрации элементов устройства и пульсации для повышения эффективности регенерации фильтрующей поверхности.The originality of the proposed technical solution consists in using the effect of swirling the flow of water with particles of pollution, vibration of the device elements and pulsation to increase the efficiency of the regeneration of the filter surface.

Claims

A device for washing away contaminants from a filtering surface, comprising a drive and a cultivator made in the form of a flat serrated inclined knife with a retaining board placed above it and vertical posts installed in a checkerboard pattern between the knife and the shield; helical grooves are provided on the inner surface of the inclined retaining shield in a spiral shape in front of the first racks along the course of the movement of the contaminated layer, characterized in that the flat serrated inclined knife is made in the form of an Agnesi curl from the eye threaded ends with cycloidal conductors made of durable flexible plastic plates, and curved spiral guides are provided on its upper surface.