Устройство для механической очистки сточных вод
Полезная модель относится к области очистки сточных вод, в частности к устройствам грабельного типа для задерживания и извлечения мусора и отбросов из сточных вод. Техническим результатом, на получение которого направлена полезная модель, является повышение эффективности и надежности работы устройства, улучшение системы зашиты решетки и снижение уровня шума. Техническое решение позволяет обеспечить повышение эффективности и надежности работы устройства за счет того, что рабочая поверхность фильтровального полотна установлена параллельно плоскости движения граблин, кроме того, в нижней части решетки зубчатые (ведомые) колеса заменены на каток из капролона, компенсирующий неравномерность удлинения транспортной цепи и, как следствие, перекос граблин, приводящий к серьезным поломкам. Для исключения провисания цепи из-за ее удлинения в процессе работы, уменьшения шума при работе решетки и обеспечения возможности реверсивного движения транспортных цепей с граблинам используются направляющие транспортной цепи из капролона по всей длине боковин. Направляющая, находящаяся в районе приводного вала выполнена регулируемой по длине. В конструкции решетки предусмотрено натяжное устройство для натяжения транспортной цепи, позволяющее осуществлять натяжку цепи в пределах одного звена в процессе работы, исключая ее провисание. В конструкции привода решетки также применено натяжное устройство для автоматического регулирования натяжения приводной цепи. Привод решетки имеет специальную муфту момента, в конструкции которой предусмотрен срезной палец и бесконтактный концевой выключатель для защиты от возможных критических нагрузок, защищающие решетку от серьезных поломок и исключающие вмешательство обслуживающего персонала в систему защиты решетки. Механизм сброса мусора, выполненный в виде скребка, имеет жесткое крепление к корпусу решетки. На части скребка, непосредственно контактирующей с граблинами установлена резиновая пластина, улучшающая контакт сбрасывателя с граблиной. В конструкции сбрасывателя предусмотрен заходный участок, обеспечивающий равномерное возвращение сбрасывателя в начальное положение. Для очистки граблин в конструкции решетки предусмотрено устройство, сводящее на нет риск обматывания волокнистых включений и пакетов вокруг граблины при ее движении в процессе работы решетки. К корпусу решетки крепятся направляющие потока, имеющие наклон в сторону фильтровального полотна и служащие для снижения гидравлической нагрузки на корпус решетки за счет уменьшения угла атаки водного потока. Конструкция решетки позволяет самоуплотняться при установке в канал за счет резиновых уплотнений расположенных на боковинах. Полосы фильтровального полотна жестко закреплены в верхней и нижней частях и имеют механизм натяжения. Электропривод решетки имеет частотный преобразователь, позволяющий регулировать скорость движения граблин в зависимости от изменения качества воды, тем самым увеличивая ресурс устройства, снижая уровень шума и позволяя экономить электроэнергию.
Полезная модель относится к области очистки сточных вод, в частности к устройствам для задерживания и извлечения мусора и отбросов из сточных вод.
Известно устройство для механической очистки сточных вод, которое содержит раму с фильтровальным полотном, граблины с зубьями, закрепленные на двух бесконечных цепях, установленных на парах приводных и рабочих зубчатых колес. Фильтровальное полотно выполнено в виде набора гибких тонких полос. Вершины зубьев граблин расположены в плоскости их движения, а рабочая поверхность фильтровального полотна установлена под углом к ней. (РФ патент 
2293065 опубликован 10.02.2007).
Недостатками устройства являются:
- отсутствует система защиты устройства от предельных нагрузок.
- в составе устройства отсутствует механизм сбрасывания мусора и очистки граблин, что допускает возможность обматывания волокнистых включений и пакетов вокруг граблины при ее движении в процессе работы решетки.
- «перескакивание» звеньев двух бесконечных цепей решетки, установленных на четырех зубчатых колесах (2 приводных (ведущих) зубчатых колеса и 2 ведомых зубчатых колеса), вызванное постепенным удлинением (провисанием) цепи в результате ее износа в процессе работы. «Перескакивание» зубьев цепей приводит к перекосу граблин, их заклиниванию и серьезным поломкам оборудования.
- существует вероятность попадания посторонних предметов и мусора в зазор, образующийся при расположении фильтровального полотна под углом к плоскости движения граблин, вызванного постепенным выходом граблин из зацепления.
- отсутствует возможность реверсивного движения цепи для удаления застрявшего мусора.
- часть потока воды с мусором проходит по краям решетки из-за существующего зазора между боковинами решетки и стенами канала, отрицательно сказываясь на эффективности работы.
- отсутствие жесткой фиксации пластин фильтровального полотна в верхней части ведет к неравномерности зазора между пластинами из-за ударных нагрузок от посторонних предметов, присутствующих в потоке (металл, дерево, камни). Значительные нагрузки потока способны раздвинуть пластины фильтровального полотна, вплоть до полного выскакивания ярусных выступов из гнезд, ведущего к серьезным поломкам.
- высокий уровень шума (80-90 дБА) в процессе работы устройства.
Техническим результатом, на получение которого направлена полезная модель, является повышение эффективности и надежности работы устройства, улучшение системы защиты решетки и снижение уровня шума.
Технический результат достигается в устройстве для механической очистки сточных вод, которое состоит из каркаса с установленным внутри фильтровальным полотном в виде набора тонких полос, привода и граблин с зубьями, закрепленными на двух бесконечных цепях, установленных на паре приводных зубчатых колес и катков.
Рабочая поверхность фильтровального полотна расположена параллельно плоскости движения граблин для исключения попадания мусора в зазор, образующийся при расположении фильтровального полотна под углом к плоскости движения граблин, вызванного постепенным выходом граблин из зацепления.
Для исключения провисания цепи из-за ее удлинения в процессе работы и уменьшения шума при работе решетки используются направляющие транспортной цепи из капролона, выполненные по всей длине боковин решетки. Направляющая, находящаяся в районе приводного вала выполнена регулируемой по длине для подстраивания под изменяющуюся длину цепи. Выполнение направляющих по всей длине боковины позволяет обеспечивать реверсивное движение цепи для удаления застрявшего в фильтровальном полотне мусора, тем самым исключая необходимость в остановке решетки и удалении мусора вручную.
В нижней части решетки ведомые зубчатые колеса заменены на каток из капролона, нивелирующий неравномерность удлинения транспортной цепи и, как следствие, перекос граблин, приводящий к серьезным поломкам.
Для натяжения транспортной цепи в конструкции решетки предусмотрено натяжное устройство, позволяющее осуществлять натяжку цепи в пределах одного звена в процессе работы, исключая ее провисание. В конструкции привода решетки также применено натяжное устройство, обеспечивающее автоматическое регулирование натяжения приводной цепи. Натяжение транспортной и приводной цепей уменьшает неравномерность их движения, значительно снижая уровень шума.
Граблины прочищают прозоры фильтровального полотна, задерживая мусор и транспортируя его в зону сбрасывания. В зоне сбрасывания, для удаления мусора с граблин предусмотрено специальное устройство-сбрасыватель. Сбрасыватель закреплен внутри корпуса решетки в районе приводного вала с помощью кронштейнов и состоит из скребка и коромысла, имеющего заходный участок. Коромысло крепится к кронштейнам с помощью оси с возможностью поворота вокруг нее. Скребок состоит из металлического основания с закрепленной на нем резиновой полосой, предназначенной для улучшения контакта с граблиной и обеспечивающей лучшее удаление мусора. Скребок имеет жесткое крепление к коромыслу сбрасывателя, которое исключает возможность перекоса скребка в процессе работы. Коромысло сбрасывателя имеет дугообразную форму, обеспечивающую постоянный контакт с движущейся вместе с цепью граблиной. Верхняя поверхность коромысла (заходный участок) по которой скользит граблина, обеспечивает равномерное возвращение сбрасывателя в исходное рабочее положение. Граблина, закрепленная на приводной цепи, с задержанным мусором движется вплоть до участка сбрасывания. Попадая в зону сброса, граблина контактирует со скребком сбрасывателя. Двигаясь вместе с цепью, граблина упирается в скребок сбрасывателя, толкая его по ходу своего движения. Коромысло сбрасывателя со скребком начинает отклоняться назад, совершая вращательное движения относительно оси, скребок сбрасывателя при этом движется вниз, вдоль зубьев граблины, удаляя мусор на склиз, сбрасывая его на ленту транспортера. После прохождения участка сбрасывания граблина продолжает свое движение по верхней поверхности скребка, плавно переходящей в дугообразный заходный участок коромысла, движение по которому плавно возвращает сбрасыватель в исходное положение, исключая удары, являющиеся причиной поломок сбрасывателя и шума. Возврат сбрасывателя в начальное положение происходит под действием силы тяжести.
В конструкции решетки предусмотрено устройство для очистки граблин, представляющее собой ленточную щетку с длинным ворсом, очищающую граблины при их обратном движении. Щетка имеет сменные кассеты с ворсом, легко заменяемые при необходимости в процессе эксплуатации. Щетка дополнительно очищает граблины от мусора, оставшегося после сбрасывания основной его массы на ленту транспортера. Использование данного устройства для дополнительной очистки граблин исключает возможность обматывания волокнистых включений и пакетов вокруг граблины при ее движении в процессе работы решетки.
Для защиты от возможных критических нагрузок привод решетки имеет специальную муфту момента, в конструкции которой предусмотрен срезной палец и бесконтактный концевой выключатель. При нормальной работе решетки срезной палец передает вращение от мотор-редуктора на зубчатые колеса и далее на приводной вал бесконечных цепей. В случае возникновения критических нагрузок для предотвращения серьезных поломок и повреждения элементов решетки, происходит срезание пальца, движение граблин останавливается и бесконтактный выключатель отключает электропривод. Таким образом, после срезания срезного пальца механическая решетка отключается до момента выявления и устранения причин, вызвавших увеличение номинальной нагрузки на тяговых цепях механической решетки. Срезной палец имеет специальную коническую форму, исключающую возможность заклинивания муфты момента подручными материалами для продолжения работы решетки. Для замены срезанного пальца необходимо выставить две «половинки» муфты момента таким образом, чтобы установочные отверстия для срезного пальца совпали, что невозможно осуществить, не устранив проблему, вызвавшую срезание пальца.
Электропривод решетки имеет частотный преобразователь, позволяющий регулировать скорость движения граблин в зависимости от изменения качества воды, тем самым увеличивая ресурс устройства, снижая уровень шума и позволяя экономить электроэнергию.
К корпусу решетки крепятся направляющие потока, имеющие наклон в сторону фильтровального полотна и служащие для снижения гидравлической нагрузки на корпус решетки за счет уменьшения угла атаки водного потока.
Конструкция решетки при установке в канал, за счет резиновых уплотнений, крепящихся к боковинам, исключает возможность пропускания воды с мусором по краям решетки. При установке в канал, резиновое уплотнение принимает форму зазора между стенками канала и корпусом решетки, занимая весь объем полости. На стенах канала располагаются ложементы, представляющие собой выступ на стенках канала, выполненный из железобетона или металла. Ложементы предназначены для исключения возможности продавливания резинового уплотнения потоком воды. Резиновое уплотнение, также увеличивает эффективность работы направляющих потока за счет исключения пропускания воды по бокам решетки.
Полосы фильтровального полотна жестко фиксируются внутри рамы за счет набора опорных гребней с пазами, а также двух шпилек, расположенных в верхней и нижней части пололи. Шпилька, расположенная в верхней части фильтровального полотна имеет механизм натяжения, состоящий из ряда скоб, закрепленных с помощью гаек на раме фильтровального полотна. Механизм натяжения позволяет осуществлять дополнительное натягивания полос фильтровального полота за счет подкручивания гаек. Жесткая фиксация полос и механизм натяжения исключают неравномерность зазора между полосами при ударных нагрузках и возможность их выскакивания из пазов.
Благодаря использование в конструкции решетки направляющих цепи, замене в нижней части зубчатых колес на катки, применению натяжных устройств для транспортной и приводной цепей, использованию частотного преобразователя, уровень шума работающей решетки составляет 20-25 дБА.
Вышеизложенное показывает, что совокупность заявленных признаков обеспечивает достижение поставленной цели, а именно позволяет повысить эффективность и надежность устройства.
На фиг.1 изображен общий вид устройства, установленного в канале.
На фиг..2 изображен общий вид устройства в изометрии.
На фиг.3 изображено фильтровальное полотно в изометрии.
На фиг.4 изображено сечение А-А.
На фиг.5 изображено фильтровальное полотно с граблинами.
На фиг.6 изображен разрез Б-Б
На фиг.7 изображен разрез В-В
На фиг.8 изображена граблина в зацеплении с полотном
На фиг.9 изображена муфта момента со срезным пальцем
На фиг.10 изображена стопорная планка с винтом.
На фиг.11 изображена муфта момента со срезным пальцем при его срезании
На фиг.12 изображен общий вид сбрасывателя с граблиной.
На фиг.13 изображен заходный участок коромысла сбрасывателя
На фиг.14 изображено расположение сбрасывателя внутри корпуса решетки.
На фиг.15 изображен принцип работы сбрасывателя.
На фиг.16 изображен принцип работы заходного участка сбрасывателя.
На фиг.17 изображена решетка с уплотнением, установленная в канале
На фиг.18 изображен разрез Г-Г.
Устройство для механической очистки сточных вод содержит каркас 1, состоящий из двух боковин 2, лобовины 3 и задней стенки 4, фильтровальное полотно 5, привод 6 и набор граблин 7.
Привод 6 содержит приводной вал 8, два приводных зубчатых колеса 9, два катка 10 и бесконечные цепи 11. Колеса 9 установлены на приводном валу 8, а катки 10 на опорах катков 12. Бесконечные цепи 11 установлены на парах приводных зубчатых колес 9 и катков 10.
Каждая граблина 7 выполнена сборной, имеющей уголок 13 и гребенку 14 с зубьями 15. Гребенка 14 закреплена на уголке 13. Материал гребенки 14 - высокопрочный полимер. Устройство снабжено несколькими граблинами, закрепленными на бесконечных цепях 11. Вершины 16 зубьев 15 всех граблин расположены в плоскости 17 движения граблин.
Фильтровальное полотно 5 состоит из рамы 18, внутри которой находится набор полос 19. Рама состоит из левой и правой продольных стенок 20, торцевой передней стенки 21 и торцевой задней стенки 22. Каждая из торцевых стенок 21, 22 снабжена опорными гребнями 23 с пазами 24, в которые установлен набор гибких пластин 19. Полосы 19 имеют в поперечном сечении прямоугольную форму.
Полосы 19 имеют толщину, равную 1,0..5,0 мм, ширину - 100
250 мм и длину - 10005000 мм для обеспечения указанной жесткости и возможности их колебания. Материал пластин - нержавеющая сталь. Полосы 19 с обеих сторон имеют 2 паза 25 для установки в опорные гребни 23 и отверстия 26 для соединения между собой посредством шпильки 27. Шпилька 27, расположенная в верхней части фильтровального полотна имеет механизм натяжения 28, состоящий из скобы 29 и гаек 30, позволяющий осуществлять дополнительное натягивания полос фильтровального полотна после их установки с помощью гаек 30.
На рабочей поверхности 31, в зависимости от длины фильтровального полотна 5, должно находиться не менее 3 граблин 7. Мусор из потока воды задерживается на рабочей поверхности 31 фильтровального полота.
Привод 6 решетки имеет муфту момента, предназначенную для защиты элементов и всего механизма механической решетки от нагрузок, превышающих расчетные. Срезной палец 32, имеющий коническую форму, установлен в отверстие втулок 33, 34 и зафиксирован от выпадения из отверстия стопорной планкой 35 и винтом 36. При нормальной работе срезной палец 32 передает вращение от мотор-редуктора 37 на зубчатые колеса 9 и далее на приводной вал 8 бесконечных цепей 11. При возникновении опасных нагрузок от тяговых цепей на привод срезной палец 32 в месте выточки сечения срезается. В месте среза нарушается соединение корпуса муфты момента и приводной звездочки 38. Корпус приводной муфты 39 продолжает вращение, а приводная звездочка 38 стоит на месте (не вращается). Вращение корпуса муфты 39 происходит до момента автоматического выключения мотор-редуктора 37 привода 8 от бесконтактного концевого выключателя, установленного под кожухом привода 8. Таким образом, после срезания срезного пальца 32 механическая решетка отключается до момента выявления и устранения причин, вызвавших увеличение нагрузки на тяговых цепях механической решетки.
Для удаления мусора с граблин и сброса его на ленту транспортера 40 используется сбрасыватель 41. Сбрасыватель 41 состоит из скребка 42, с резиновой пластиной 43, коромысла 44 с заходным участком 45, осей 46 и кронштейнов 47. Сбрасыватель 41 посредством кронштейнов 47 крепится к корпусу решетки, а оси 46 обеспечивает возможность вращения сбрасывателя. Скребок 42 имеет жесткое крепление к корпусу сбрасывателя 41. На части скребка, непосредственно контактирующей с граблиной 7 установлена резиновая пластина 43, улучшающая контакт сбрасывателя с граблиной 7 и обеспечивающая лучшее удаление мусора. Попадая в зону сброса, граблина 7 контактирует со скребком 42 сбрасывателя 41 (фиг.13, 14). Двигаясь вместе с цепью 11, граблина 7 упирается в скребок 42 сбрасывателя 41, толкая его по ходу своего движения. Коромысло 44 сбрасывателя 41 начинает отклоняться назад, совершая вращательное движения относительно осей 46, скребок срасывателя 42 при этом движется вниз, вдоль зубьев граблины 7, удаляя мусор 48 на склиз, сбрасывая его на ленту транспортера 40. После прохождения участка сбрасывания граблина 7 продолжает свое движение по заходному участку 45 коромысла 44, движение по которому плавно возвращает сбрасыватель 41 в исходное положение, исключая удары, являющиеся причиной поломок сбрасывателя и шума.
Для дополнительной очистки граблин 7 от мусора, оставшегося после сбрасывания основной его массы на ленту транспортера 40 используется ленточная щетка 49, очищающая граблины 7 при их обратном движении.
Решетка имеет направляющие потока 50, служащие для снижения гидравлической нагрузки на корпус решетки за счет уменьшения угла атаки водного потока.
Конструкция решетки при установке в канал самоуплотняется за счет резиновых уплотнений 51 установленных на боковых продольных стенках рамы решетки 20 и ложементов 52, расположенных на стенах канала.
Устройство работает следующим образом: привод 6 через приводной вал 8 с зубчатыми колесами 9 приводит в движение кольцевые цепи 11 с граблинами 7. Граблины 7 с гребенками 14, перемещаясь, переходят с холостого участка на рабочий участок, где зубья гребенок 14 входят в прозоры 53 между полосами 19 фильтровального полоша 5. Зубья 15 гребенок 14 прочищают прозоры 53 между полосами 19, одновременно ограничивая их колебание, а гребенки 14 граблин 7 удаляют с рабочей поверхности 31 мусор на склиз и затем транспортируют его в зону сброса. В зоне сброса мусор сбрасывателем 41 удаляется на ленту транспортера 40. Далее граблины 7 вновь перемещаются на холостой участок. На холостом участке происходит дополнительная очистка граблин от оставшегося на них мусора с помощью устройства для очистки граблин 49. После этого цикл работы решетки повторяется.
Преимущества заявляемого технического решения:
- Оригинальные направляющие транспортной цепи из капролона по всех длине боковин решетки исключают провисание цепи и уменьшают шум при работе решетки, а также обеспечивают возможность реверсивного движения цепи.
- Направляющая, находящаяся в районе приводного вала выполнена регулируемой по длине для подстраивания под изменяющуюся длину цепи.
- В нижней части решетки зубчатые (ведомые) колеса заменены на каток из капролова, нивелирующий неравномерность удлинения транспортных цепей и, как следствие, перекос граблин,
- Фильтровальное полотно расположено параллельно к плоскости движения граблин, исключая попадание мусора в зазор, образующийся при расположении фильтровального полотна под углом к плоскости движения граблин, вызванное постепенным выходом граблин из зацепления.
- Для натяжения транспортной цепи в конструкции решетки предусмотрено натяжное устройство, позволяющее осуществлять натяжку цепи в пределах одного звена в процессе работы, исключая ее провисание. В конструкции привода решетки также применено натяжное устройство, обеспечивающее автоматическое регулирование натяжения приводной цепи.
- Привод решетки имеет специальную муфту момента, в конструкции которой предусмотрен срезной палец, имеющий коническую форму, и бесконтактный концевой выключатель, защищающие решетку от серьезных поломок и исключающие вмешательство обслуживающего персонала в систему зашиты решетки.
- Электропривод решетки имеет частотный преобразователь, позволяющий регулировать скорость движения граблин, тем самым увеличивая ресурс устройства, снижая уровень шума и позволяя экономить электроэнергию.
- Механизм сброса мусора, выполненный r виде скребка имеет жесткое, крапление к корпусу решетки, которое устраняет проблему перекоса сбрасывателя в процессе работы. На части скребка, непосредственно контактирующей с граблинами установлена резиновая пластина, улучшающая контакт сбрасывателя с граблиной и обеспечивающее лучшее удаление мусора.
- В конструкции сбрасывателя предусмотрен заходный участок, обеспечивающий равномерное возвращение сбрасывателя в начальное положение.
- В конструкции решетки предусмотрено устройство для очистки граблин дополнительно очищающее граблины от мусора, оставшегося после сбрасывания основной его массы на ленту транспортера, которое полностью исключает возможность обматывания волокнистых включений и пакетов вокруг граблины при ее движении в процессе работы решетки.
- Конструкция решетки при установке в канал самоуплотняется за счет резиновых уплотнений установленных на боковых продольных стенках рамы решетки и ложементов, расположенных на стенах канала.
- Полосы фильтровального полотна жестко закреплены в верхней и нижней частях и имеют механизм натяжения, исключающий неравномерность зазора между полосами при ударных нагрузках и возможность их выскакивания из пазов.
- Благодаря использованию в конструкции решетки направляющих цепи, замене в нижней части зубчатых колес на катки, применению натяжных устройств для транспортной и приводной цепей, уровень шума работающей решетки составляет 20-25 дБА.
1. Устройство для механической очистки сточных вод, состоящее из каркаса с установленным внутри фильтровальным полотном в виде набора тонких полос, привода и граблин с зубьями, закрепленными на двух бесконечных цепях, установленных одной стороной на паре приводных зубчатых колес, отличающееся тем, что привод граблин имеет специальную муфту момента, в конструкции которой предусмотрен срезной палец и бесконтактный концевой выключатель, тем, что устройство снабжено скребком и ленточной щеткой для очистки граблин, а также тем, что другая сторона кольцевых цепей установлена на катке, при этом вершины зубьев всех граблин расположены в плоскости движения граблин, а рабочая поверхность фильтровального полотна выполнена параллельно к указанной плоскости.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что фильтровальное полотно расположено параллельно плоскости движения граблин.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в конструкции решетки предусмотрены устройства для натяжения транспортной и приводной цепей.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что при работе решетки используются направляющие транспортной цепи из капролона по всей длине боковины.
5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что направляющая, находящаяся в районе приводного вала, выполнена регулируемой по длине.
6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в устройстве предусмотрена возможность реверсивного движения транспортной цепи с граблинами.
7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каток выполнен из капролона.
8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что скребок жестко закреплен к корпусу сбрасывателя.
9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на части скребка, непосредственно контактирующей с граблинами, установлена резиновая пластина.
10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в конструкции сбрасывателя предусмотрен заходный участок, обеспечивающий равномерное возвращение сбрасывателя в начальное положение.
11. Устройство по п.1, отличающееся тем, что срезной палец в муфте момента имеет коническую форму.
12. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электропривод решетки имеет частотный преобразователь, позволяющий регулировать скорость движения граблин.
13. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на боковых продольных стенках рамы решетки расположены резиновые уплотнители.
14. Устройство по п.1, отличающееся тем, что полосы фильтровального полотна жестко закреплены в верхней и нижней частях и имеют механизм натяжения.
