ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Описание ИЛ № 33-020-02

Результат выполнения технологической разработки.

Прочистка канализационных сетей проводится гидродинамическим, гидравлическим или механическим способом.

Привлекательность гидравлического способа прочистки канализационной сети заключается в исключении необходимости опускания рабочих в смотровые колодцы и антисанитарные операции по подъему осадка из колодцев и его вывоза. Для повышения эффективности этого метода на участках коллекторов, уложенных с недостаточными уклонами и работающих с подпором применяется гидравлический удар принудительного побуждения.

Необходимое повышение давления в трубопроводе коллектора осуществляется через канализационный смотровой колодец динамическим поршнем определенного веса, расположенного выше участка засорения (рис. 1). Если воды в коллекторе недостаточно ее берут из ближайшего пожарного гидранта. Суть метода заключается в следующем: на канализационных колодцах снимается перекрытие колодца с горловиной и крышкой и устанавливается дополнительное кольцо с таким расчетом, чтобы оно возвышалось над поверхностью земли на 0,6-1,0м. с дополнительной обсыпкой грунтом. В нижнем смотровом колодце на трубопроводе ставится пробка. В шахту колодца резко опускается автокраном цилиндрический поршень, который создает внутри коллектора гидравлический удар, волна которого распространяется по трубе и выплескивается на поверхность с наносами в следующем нижележащем колодце.

Промывка производится от колодца до колодца. Такой способ промывки целесообразен при малом заложении сети с большим расходом сточных вод и применялся для прочистки канализационного самотечного коллектора в г.Тырныаузе, Кабардино-Балкарской республики в 2000г. после схода селевого потока.

Максимальное повышение давления в трубопроводе при мгновенном опускании динамического поршня под действием силы тяжести достигает величины:

, (1)

гдеdН - повышение давления воды трубопроводе сверх напора в трубопроводе до опускания динамического поршня, м;

vо - первоначальная скорость движения потока в трубопроводе, м/с;

g- ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с ²;

a- скорость распространения ударной волны в трубопроводе, м/с.

Величинаaзависит от материала стенок, размеров трубопровода и определяется по формуле:

, (2)

где Е - модуль упругости материала стенок, кг/см ²;

d- внутренний диаметр трубопровода, см;

d- толщина стенок трубопровода, см.

Максимальное значение, которое может иметьaсоставляет 500a1000м/с.

Зависимость силы динамического поршня, повышение давления и поперечного сечения трубы определяется по формуле:

, (3)

где Р - сила веса динамического поршня, кг;

k- коэффициент соотношения с единицей СИ,k=10;

f- площадь сечения потока в трубопроводе, см2;

Из формулы (1-3) определяем оптимальную силу веса поршня:

; (4)

или Р=50f(5)

рекомендуемый вес динамического поршня для прочистки канализационных сетей при диаметре труб от 150 до 600 мм приводится в таблице 1.

Таблица 1.

Вес динамического поршня для гидравлической прочистки канализационной сети из асбестовых труб.vo=0,1м/с;a=500м/с; Е=0,146•106кг/см ²

Динамический поршень изготавливается металлическим, полым, цилиндрической формы с устройством уплотняющей манжетой (рис. 2). Полость цилиндра заполняется бетоном (балластом) для предания ему большого веса.

Высота балласта поршня определяется по формуле:

гдеfn- площадь сечения цилиндра поршня, см ²;

g- удельный вес заполнителя полой части поршня, для бетонаg=2,7кг/см ²

Сведя расчет в таблицу 1, из которой принимаемh=0,6м

Рисунок 1

Технологическая схема прочистки канализационного коллектора с использованием гидроудара

1 - стоянка автокрана; 2 - динамический поршень; 3 - отложенные наносы в трубопроводе; 4 - пробка устанавливаемая на период промывки;
5 - выплеск воды от гидроудара на поверхность; 6 - временная водоотводящая канавка; 7 - разобранный на период промывки нижний колодец для извлечения наносов выброшенных гидроударом. После завершения промывки, колодец восстанавливается.

Рисунок 2

Динамический поршень для свабирования канализационных коллекторов с использованием гидроудара

1 - металлическая оболочка поршня; 2 - манжета для уплотнения и смягчения удара о дно колодца; 3 - балласт из бетона; 4 - стропа; 5 - монтажная проушина; 6 - водосливные окна.