Категории

Вакуумный дренаж

Гениальный по своей конструкции насос! Такого вы ещё НЕ видели!!!

Вы точно человек?

 

Полезная модель относится к медицине, в частности к хирургии, и может быть использована в послеоперационном ведении закрытых негнойных раневых полостей, профилактики инфекционных осложнений после оперативных вмешательств и ранений.

Задачей предлагаемой полезной модели является усовершенствование процесса дренирования, которое бы обеспечивало эффективное опорожнение ран и полостей от скопившегося экссудата, максимально отвечало бы физиологическим потребностям дренируемой области. Поставленную задачу решают за счет того, что в качестве вакуумной камеры используют грушу от ручной клизмы, которая с одной стороны связана с приводной трубкой, идущей из полости раны через соединительную трубку и тройник-переходник, к которому посредством воздушно-аспирационного фильтра, содержащего слои фильтрующей бумаги, и 2-х вставочных трубок подключена груша от ручного тонометра с 2-мя перевернутыми воздушными клапанами, а с другой - через стандартный водяной клапан от кружки Эсмарха и отводной трубки с герметичной емкостью для сбора экссудата, снабженной 2-мя встроенными трубками, к одной из которых подключен воздушно-декомпрессионный фильтр, содержащий внутренние и поверхностные слои фильтрующей бумаги, а к другой - герметизирующий элемент, фиксированный к отводной трубке, кроме того, один из перевернутых воздушных клапанов имеет воздушный вентиль для впуска воздуха в грушу от ручного тонометра, к тому же, соединительная трубка фиксирована к груше от ручной клизмы при помощи штуцера, а герметизирующий элемент соединен с одной из встроенных трубок герметичной емкости для сбора экссудата при помощи фиксирующей прокладки, а герметизирующий элемент емкости для сбора экссудата выполнен из элемента инъекционного шприца и снабжен шприцевым поршнем.

Предлагаемый вакуумный дренаж позволяет: легко регулировать силу активной аспирации раневого отделяемого, активно использовать участие больного в процессе дренирования и управления дренажем, освободить

персонал и больного от необходимости дополнительных манипуляций и действий по сниманию дренажа, отсоединению и зарядке его частей, обеспечить непрерывность дренирования при участии больного в течение всего срока лечения, применять несколько эффективных режимов аспирации, внося коррективы и изменяя план лечения.

Полезная модель относится к медицине, в частности к хирургии, и может быть использована в послеоперационном ведении закрытых негнойных раневых полостей, профилактики инфекционных осложнений после оперативных вмешательств и ранений.

Известен способ /См. Атлас дренирования в хирургии, М.И.Гульман, Ю.С.Винник, С.В.Миллер, Красноярск, 2004 г, стр.18-19/, заключающийся в дренировании раны двухпросветным дренажем и программированном промывании раны с одновременной дозированной вакуум-аспирацией виброаспиратором. Однако данный способ является сложным технически, громоздким и энергозависимым, так как требует подключения электрического виброаспиратора, а также повреждающе действует на стенки герметичной раневой полости, из-за избыточного отрицательного давления, которое создает виброаспиратор. К тому же при эксплуатации данного устройства возникает необходимость постоянного пребывания больного в постели на весь срок дренирования, что отодвигает сроки активации больного в послеоперационном периоде.

Наиболее близким к предлагаемому по принципу действия является способ /См. Кузин М.И. Костюченок Б.М. Раны и раневая инфекция, Москва, «Медицина», 1990 г, стр.260/ дренирования закрытых раневых полостей с применением устройства, представляющего из себя пластмассовую «гармошку» различного объема, соединенную с раневой полостью посредством апирогенной полихлорвиниловой трубки, работающее по принципу разряжения, создаваемого при сжатии гармошки. Однако данный дренаж, не смотря на всю свою простоту, нуждается в отсоединении воздушной гармошки при осуществлении очередной зарядки дренажа, что требует дополнительных усилий, времени, внимания мед персонала к конкретному больному. К тому же этот способ не обеспечивает постоянное непрерывное создание и контроль над вакуумом дренируемой области и

работает с наличием временных интервалов, когда полость раны сообщается с атмосферным воздухом, что создает нежелательные эффекты в послеоперационном ведении ран. Кроме того, при очередной зарядке данного дренажа отсутствует должная стерильность, гигиеничность.

Задачей предлагаемой полезной модели является усовершенствование процесса дренирования, которое бы обеспечивало эффективное опорожнение ран и полостей от скопившегося экссудата, максимально отвечало бы физиологическим потребностям дренируемой области.

Поставленную задачу достигают за счет того, что в качестве вакуумной камеры используют грушу от ручной клизмы, которая с одной стороны связана с приводной трубкой, идущей из полости раны через соединительную трубку и тройник-переходник, к которому посредством воздушно-аспирационного фильтра, содержащего слои фильтрующей бумаги, и 2-х вставочных трубок подключена груша от ручного тонометра с 2-мя перевернутыми воздушными клапанами, а с другой - через стандартный водяной клапан от кружки Эсмарха и отводной трубки с герметичной емкостью для сбора экссудата, снабженной 2-мя встроенными трубками, к одной из которых подключен воздушно-декомпрессионный фильтр, содержащий внутренние и поверхностные слои фильтрующей бумаги, а к другой - герметизирующий элемент, фиксированный к отводной трубке, кроме того, один из перевернутых воздушных клапанов имеет воздушный вентиль для впуска воздуха в грушу от ручного тонометра, к тому же, соединительная трубка фиксирована к груше от ручной клизмы при помощи штуцера, а герметизирующий элемент соединен с одной из встроенных трубок герметичной емкости для сбора экссудата при помощи фиксирующей прокладки, а герметизирующий элемент емкости для сбора экссудата выполнен из элемента инъекционного шприца и снабжен шприцевым поршнем.

Простота, надежность, компактность делает данный дренаж незаменимым в клинической практике лечения хирургической патологии в условиях российских больниц. Техническая структура предлагаемой полезной модели, наличие нескольких эффективных легко регулируемых режимов работы обеспечивает активное участие больного в процессе дренирования, а также позволяет программировать работу дренажа в соответствии с лечебным планом специалистов.

Вышеперечисленное позволяет считать, что у заявляемой полезной модели появляются качества, отличающиеся от известных решений, и поэтому предлагаемый дренаж обладает "существенными отличиями".

Предлагаемая полезная модель изображена на рисунке 1:1 - груша от ручной клизмы; 2 - штуцер; 3 - соединительная трубка; 4а, 4б - вставочные трубки; 5 - воздушно-аспирационный фильтр; 6а, 6б - слои фильтрующей бумаги 7 - воздушно-приводной клапан; 7а - воздушный вентиль; 8 - воздушно-выводной клапан; 9 - груша от ручного тонометра; 10 - пластмассовый переходник (тройник); 11 - приводная трубка; 12 - раневая полость; 13 - стандартный водяной клапан от кружки Эсмарха; 14 - отводная трубка; 15 - элемент инъекционного шприца; 16 - фиксирующая прокладка; 17а, 17б - встроенные трубки; 18 - воздушно-декомпрессионный фильтр; 19 - дополнительные поверхностные фильтрующие слои; 20 - герметичная емкость для сбора экссудата; 21 - шприцевой поршень.

Тройной переходник (10), взятый из редоновского дренажа, связывает приводную трубку (11) с соединительной трубкой (3), идущей к груше от ручной клизмы (1) и вставочной трубкой (4б) воздушно-аспирационного фильтра (5). Воздушно-аспирационный фильтр (5), выполненный из корпуса шприца с, вдетыми в него, плотно лежащими в несколько слоев лоскутами масочной бумаги (6а), подключен с одной стороны к тройному переходнику (10) посредством вставочной трубки (4б), а с другой - к груше от ручного тонометра (9) посредством вставочной трубки (4а). Для полной герметичности лоскутов масочной бумаги (6а) желательно сначала накинуть их в несколько слоев на обе примыкающие к воздушно-аспирационному фильтру (5) короткие вставочные трубки (4а, 4б), а затем осторожно ввинтить их внутрь корпуса фильтра. Груша от ручного тонометра (9) снабжена 2-мя однонаправленными воздушными клапанами, один из которых, воздушно-приводной клапан (7), имеет воздушный вентиль (7а) для дозированного впускания атмосферного воздуха внутрь груши и соединен с воздушно-аспирационным фильтром (5) через вставочную трубку (4а), а другой, воздушно-выводной клапан (8), предназначен для выпускания воздуха в атмосферу. Соединительная трубка (3) герметично фиксирована к груше от ручной клизмы (1) при помощи штуцера (2) который представляет из себя корпус шприца, лишенный поршня,

укороченный за счет удаления той его части, где расположено дно со шприце-игольным соединением. Штуцер (2) вставлен в грушу (1) через специально созданное отверстие, соответствующее диаметру корпуса шприца, и герметично приварен к груше своими ушками, погруженными внутрь ее полости, и прилежащими к внутренней стороне ее стенки. Снаружи штуцер (2) фиксирован к груше (1) при помощи нанизывания на него трубки обладающей несколько большей, чем у остальных трубок прочностью, толщиной и диаметром с последующим плотным прижатием ее к стенке груши. Стандартный водяной клапан от кружки Эсмарха (13) с одной стороны вставлен в баллон груши от ручной клизмы (1), а с другой соединен с герметичной емкостью для сбора экссудата (20) посредством отводной трубки (14). Герметичная емкость для сбора экссудата (20), выполненная в виде мягкого пакета для переливания крови, оснащенного двумя встроенными трубками различного диаметра (17а, 17б), связана с отводной трубкой (14) через элемент инъекционного шприца (15). При этом элемент инъекционного шприца (15), изготовленный на подобии штуцера (2) с более длинным корпусом, прочно фиксирован своим нижним концом (без ушек) к одной из тонких встроенных трубок (17а) при помощи фиксирующей прокладки (16), сделанной из полихлорвиниловой трубки нужного диаметра. Верхним своим концом (с ушками) элемент инъекционного шприца (15) соединен с отводной трубкой (14). Применение элемента шприца (15) необходимо для герметизации емкости для сбора экссудата (20) после ее наполнения и отсоединения от рабочих узлов дренажной системы. Для этого после закрытия водяного клапана (13) и удаления емкости для сбора экссудата (20) нужно воспользоваться шприцевым поршнем (21), прикрепленным к ней посредством нитки или резинки, вставив и вжав его в корпус элемента инъекционного шприца (15). Ко второй встроенной трубке (17б) прикреплен своим носиком воздушно-декомпрессионный фильтр (18), выполненный из укороченного корпуса шприца, и вдетых в него, плотно лежащих в 2-3 слоя лоскутов масочной бумаги (6б) с дополнительным нанизыванием на корпус 2-3-х поверхностных фильтрующих слоев (19), закрепленных на нем прочной резинкой.

Предлагаемый дренаж работает следующим образом. Раневая жидкость, выходя из полости раны (12) поступает по приводной трубке (11) в тройник

(10). Далее движение экссудата происходит по 2-м путям: либо через трубку (3) в грушу от ручной клизмы (1); либо в направлении к груше от ручного тонометра (9), встречая сопротивление слоев фильтрующей бумаги (6а) воздушно-аспирационного фильтра (5). При этом фильтруется только очищенный воздух, а сама раневая жидкость поступает по соединительной трубке (3) в грушу от ручной клизмы (1). После активного депонирования в груше от ручной клизмы (1) раневое отделяемое минует водяной клапан (13) и поступает по отводной трубке (14) в герметичную емкость для сбора экссудата (20), снабженную воздушно-декомпрессионным фильтром (18). Воздушно-декомпрессионный фильтр (18) предохраняет герметичную емкость для сбора экссудата (20) от перерастяжения воздухом, поступающим из груши от ручной клизмы (1) при ее зарядке, при этом, не давая раневой жидкости просочиться наружу за счет наличия внутренних (6б) и внешних (19) слоев фильтрующей бумаги. Необходимо отметить, что вставочная трубка (4б) служит только для герметичного соединения воздушно-аспирационного фильтра (5) с тройником (10). Поэтому ее длина должна быть минимальной, чтобы в ее просвете не скапливался и не застаивался раневой экссудат, так как единственный путь его движения - это в направлении к груше от ручной клизмы (1), а груша от ручного тонометра (9) служит только дополнительным источником разряжения, управляющим активным вакуумом в дренажной системы и уровнем зарядки основной груши (1).

Дренаж включает 3 режима работы, которые можно использовать в зависимости от состояния больного, плана лечения: режим пассивной аспирации - в данном случае после установки дренажа нужно просто открыть водяной клапан (13), и таким образом обеспечить слабую активную аспирацию экссудата из раневой полости (12) за счет гидродинамической силы пассивного оттока раневого отделяемого из груши от ручной клизмы (1), которое тянет за собой жидкость, находящуюся в полости раны; режим длительной активной аспирации - данный режим осуществляется путем сдавливания баллона груши от ручной клизмы (1) с последующим закрытием водяного клапана (12) и обеспечивает продолжительную вакуумную аспирацию раневого отделяемого за счет расправления стенок большей по объему груши от ручной клизмы (приводить в действие данный режим работы может как врач, так и сам больной); режим короткой активной аспирации - в

данном случае аспирация раневого отделяемого происходит за счет качания больным груши от ручного тонометра (9), как при закрытом, так и при открытом водяном клапане (13). При этом возникает более короткая по времени сила активного вакуума, которую поддерживает больной по своему желанию, таким образом, содействуя процессу дренирования и управляя работой основной груши (1) путем дополнительной ее зарядки при закрытом водяном клапане (12), который также не пропускает и воздух.

Необходимо отметить, что груша от ручного тонометра (9) будет работать только тогда, когда воздушные клапана (7, 8), вставленные в нее, будут перевернуты и установлены другим концом. Больной в любое время может остановить работу груши от ручного тонометра (9) на этапе ее расправления, открыв воздушный вентиль (7а) воздушно-приводного клапана (7) и запустив в грушу атмосферный воздух. Этим же вентилем он может регулировать мощность и продолжительность действия груши от ручного тонометра (9) по созданию активного вакуума, увеличивая или уменьшая приток в нее атмосферного воздуха. Таким образом, происходит более тонкая регуляция активного вакуума в дренажной системе. Больной, руководствуясь рекомендациями лечащего врача, следует наиболее эффективному количественному и качественному режиму эксплуатации груш. При этом особенностью работы предлагаемой системы является то, что активный вакуум, создаваемый грушей от ручного тонометра (9) поддерживается в течение определенного времени после того, как больной перестает ей работать за счет расправления груши от ручной клизмы (1), заряженной в различной степени за время качания меньшей по объему груши (9). После окончания работы груши от ручной клизмы (1) необходимо перевести ее в режим пассивной аспирации, открыв водяной клапан (13), для стекания раневой жидкости в герметичную емкость для сбора экссудата (20). При этом больной может, не переставая пользоваться грушей от ручного тонометра (9), аспирируя жидкость из раны и дополнительно помогая раневому отделяемому продвигаться из груши от ручной клизмы (1) в герметичную емкость для сбора экссудата (20) посредством поднимания потоков воздуха в обратном направлении.

Принцип действия вакуумного дренажа основывается на активном вакуумном отсосе раневого отделяемого посредством силы автоматического возврата

эластичных стенок груш различного объема и срока действия, контролируемой и управляемой извне, а также на слабой активной аспирации раневого экссудата под действием гидродинамической силы, создаваемой в большей по объему груше.

Дренирование осуществляют с целью форсированного оттока раневого отделяемого, создания отрицательного давления в ране с целью слипания ее краев и улучшения ее репарации, создания анаэробной среды для профилактики аэробной инфекции.

Об эффективности вакуумной аспирации можно судить по клиническим данным, состоянию больного, лабораторным данным и локальному статусу, а также по данным рентгено- и фистулографии. Сроки использования дренажа устанавливаются специалистом в зависимости от нозологии, клинической картины.

Преимуществами данной системы является: 1) легко регулируемая сила активной аспирации раневого отделяемого; 2) активное участие больного в процессе дренирования и управления дренажем; 3) отсутствие необходимости дополнительных манипуляций и действий по сниманию дренажа, отсоединению и зарядке его частей; 4) непрерывность работы при участии больного в течение всего срока лечения; 5) многорежимность работы, позволяющая вносить коррективы и изменять план лечения.

1. Вакуумный дренаж, содержащий вакуумную камеру и приводную трубку, соединяющую вакуумную камеру с полостью раны, отличающийся тем, что в качестве вакуумной камеры используют грушу от ручной клизмы, которая с одной стороны связана с приводной трубкой, идущей из полости раны через соединительную трубку и тройник-переходник, к которому посредством воздушно-аспирационного фильтра, содержащего слои фильтрующей бумаги, и 2-х вставочных трубок подключена груша от ручного тонометра с 2-мя перевернутыми воздушными клапанами, а с другой - через стандартный водяной клапан от кружки Эсмарха и отводной трубки с герметичной емкостью для сбора экссудата, снабженной 2-мя встроенными трубками, к одной из которых подключен воздушно-декомпрессионный фильтр, содержащий внутренние и поверхностные слои фильтрующей бумаги, а к другой - герметизирующий элемент, фиксированный к отводной трубке.

2. Вакуумный дренаж по п.1, отличающийся тем, что один из перевернутых воздушных клапанов имеет воздушный вентиль для впуска воздуха в грушу от ручного тонометра.

3. Вакуумный дренаж по п.1, отличающийся тем, что соединительная трубка фиксирована к груше от ручной клизмы при помощи штуцера.

4. Вакуумный дренаж по п.1, отличающийся тем, что герметизирующий элемент соединен с одной из встроенных трубок герметичной емкости для сбора экссудата при помощи фиксирующей прокладки.

5. Вакуумный дренаж по п.1, отличающийся тем, что герметизирующий элемент емкости для сбора экссудата, выполнен из элемента инъекционного шприца и снабжен шприцевым поршнем.

 

Источник: http://poleznayamodel.ru/model/6/66957.html

Система вакуумного дренажа

Традиционные рассмотренные дренажные системы часто оказываются неэффективными в пылеватых грунтовых разностях и глинах, вследствие малой их водоотдачи. Эффективное их осушение возможно лишь вакуумными дренажами, что сокращает время осушения, особенно грунтов с коэффициентом фильтрации более 1 м/сут. Вакуумные дренажные системы успешно применяют на застраиваемых и застроенных территориях, в районах засоленных почвогрунтов и при равнинном характере местности. Строительство подземных инженерных сооружений, например подземных коллекторов, на участках III типа увлажнения практически невозможно без применения дренажей, когда к тому же характерно инфильтрационное питание водоносных пластов. Преимущество их, по сравнению с традиционными дренажами, состоит также в том, что они эффективны, например, и в районах с существующей застройкой, особенно с развитыми подземными коммуникациями, когда невозможно заложить дренажи на глубину требуемого понижения подземных вод, или когда они экономически нецелесообразны. Вакуумные системы, заложенные на меньшую глубину, чем традиционные, тем не менее позволяют получить необходимый осушающий эффект (табл. 10.1).

Приведенные данные установлены наблюдениями при коэффициенте фильтрации грунтов К=0,5 м/сут, расстоянии между рядами дрен 200 м, их диаметре 0,2 м и мощности фильтрационного потока не менее 25 м. При обычных расстояниях между красными линиями, чаще всего не превышающих 100 м, и меньшей мощности фильтрационного потока еще очевиднее станет эффективность вакуумных дренажей.

ПоказательСистемы дренажей
традиционнаявакуум
Глубина заложения горизонтальных дрен, м33,541.21,5 1,8
Давление в системе (вакуум), кПа1715 14
Глубина понижения уровня подземных вод, м1,822,31,81,9 2

В СССР чаще всего легкой иглофильтровальной установкой (серия ЛИУ-6) понижают уровень подземных вод до глубины 4—5 м (при одноярусном расположении). Принцип работы ЛИУ состоит во всасывании из грунта иглофильтрами воздушной смеси. Установка имеет водяной и вакуумный насосы (рис. 10.5). Вакуумный насос, откачивая воздух, создает разрежение для подъема воды в количестве не менее 140 м3/ч. Высота всасывания не превышает 7 м от поверхности земли. Мощность электродвигателя составляет более 22 кВт.


Рис. 10.5. Схема легкой иглофильтровой установки (ЛИУ)
1 — иглофильтр; 2 — сборный коллектор; 3 — вакуумный ресивер; 4 — центробежный насос; 5 — отвод воды к водоприемнику; 6 — отвод воздуха; 7—вакуумная установка; 8 — отметка уровня грунтовых вод до понижения; 9 — уровень воды после понижения

При слабопроницаемых грунтах с коэффициентом К=0,5м/сут применяют установку с высокопроизводительными насосами УВВ-6, создающими давление во всасывающей системе не менее 90 кПа (рис. 10.6).


Рис. 10.6. Принципиальная схема установки вакуумного водопонижения (УВВ-3)
1— сбросная линия; 2 — сливная воронка; 3 — циркуляционный бак; 4 — грязевой эжектор; 5 — воздушный эжектор; 6 — задвижка; 7 — насос; 8, 14, 15— рукава; 9 — соединительный трубопровод; 10 — иглофильтр; 11 — отметка пониженного уровня подземных вод; 12 — патрубок приемного блока; 13 — водяной эжектор; 16 — всасывающий коллектор

Глубина погружения иглофильтров до 8,5 м с одновременной работой в количестве до 200 шт. Максимальная производительность установки 180 м3/ч. Мощность электродвигателя 75 кВт, а частота вращения не менее 1470 мин-1.

Обобщая изложенное, можно выбрать одну из систем осушения земляного полотна (табл. 10.2). Окончательный вариант системы осушения выбирают только после технико-экономического расчета.

Характеристика участка осушенияСистема осушения
Земляное полотно состоит:
из грунтов с К>1 м/сут во II дорожно-климатической зоне и с К>0,5 м/сут в III и IV зонах;
Специальные мероприятия не требуются
из щебенистых горных пород, в том числе аргиллитов и алевролитов, вскрыши металлургических карьеров;То же
из отходов промышленности (шлаки, горелые породы, формовочные пески, серпентиниты, пиритовые огарки, различные золы и т. д.) То же
Верхняя часть насыпи из местных песков с K?1 м/сутТолщину слоя верхней части насыпи рассчитывают по методу поглощения [43, 44]
Земляное полотно из грунтов с К< 0,5 м/сут; общий избыток воды ?60 л/м за период оттаивания; дренирующий слой из песков с К< 3 м/сутДренирующий слой рассчитывают по методу поглощения [43]
Земляное полотно из однородных песков с К>1 (независимо от природных условий местности)Понижение УПВ возможно обычными глубокими дренажами и легкими иглофильтровальными установками типа ЛИУ-5 [8, 43]
Земляное полотно на косогоре с водоносным слоемНезависимо от природных условий эффективны глубокие перехватывающие дренажи
В районах севернее III зоны земляное полотно из различных грунтов; дренирующий слой из песков с К> 3 м/сутЦелесообразны дренажи мелкого заложения [44]
Земляное полотно из грунтов с К< 0,5 м/сут при III типе местностиОсушение земляного полотна и верхней толщи почво-грунтов возможно лишь установками вакуумного водопонижения типа УВВ-3 [8]
На участках с продольным уклоном более поперечного, в районах I—III дорожно-климатических зон при местных мелких песках для рабочего и дренирующего слоевВ местах вогнутых вертикальных кривых и в нижней части перестроенных участков целесообразны поперечные прорези, в том числе мелкого заложения [17, 43]

 

Источник: http://www.stroitelstvo-new.ru/dorog/vakuumnye-drenazhi.shtml

Дренаж вакуумный

Изобретение относится к области мелиорации и может быть использовано для осушения тяжелых по механическому составу почв, а также при регулировании уровня воды в верхних бьефах перегораживающих сооружений на оросительных и осушительно-увлажнительных каналах. Система содержит подводящую дрену 1, накопительную емкость 2, соединенную со смотровым колодцем 3 трубой 4 и вертикальную переливную стенку 5 с отверстием 6. Вертикальная переливная стенка 5 закреплена на дне 7 и жестко заделана в боковые стенки колодца 3. Переливная стенка 5 выполнена с горизонтальной полкой 8, направленной в сторону трубы 4. Смотровой колодец 3 сообщен с камерой 9, которая имеет ломанную внутреннюю стенку 10 с отверстием для впускной трубки 12. Нижняя центральная часть ломаной стенки 10 между камерой 9 и колодцем 3 выполнена отверстием 13 и включает седло с клапаном 14 на шарнире 15 и поплавковый привод. Камера 9 гидравлически соединена посредством сифона 22 и вертикального патрубка 23 с отводящей дреной 24. Сифон 22 отделен от поплавкового привода консольной перегородкой 20 и имеет зарядную трубку 25. Взаимосвязь в работе смотрового колодца, камеры с поплавковым приводом, сифона и других элементов конструкции позволяет повысить надежность и точность в работе сооружения. Обеспечивается эффективная периодическая промывка от взвешенных наносов сооружения и дрены до истока коллектора. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области мелиорации и может быть использовано для осушения грунтов, тяжелых по механическому составу, а также при регулировании уровня воды в верхних бьефах перегораживающих сооружений на оросительных и осушительно-увлажнительных каналах.

Известен регулятор уровня грунтовых вод, установленный на оголовке трубы, включающий корпус с водовыпускными отверстиями и запорным органом с поплавковым приводом, запорный орган связан с поплавком посредством шарнирно соединенного с ними и закрепленного с возможностью поворота на корпусе Г-образного рычага, снабженного съемным грузом, при этом запорный орган выполнен в виде цилиндрического стакана с кольцевидным дном (Авторское свидетельство СССР №871153, кл. G05D 9/02, E02B 11/00, 1981).

Однако регулятор ненадежен в работе из-за трения трубы в трубе, отсутствия возможности управления системой для полного уравновешивания рычажного устройства, сложности конструкции. Конструкция запорного органа и его размещение в колодце приводит к необходимости создания значительных усилий для преодоления гидростатического давления, действующего на всю площадь затвора при его открытии. Эти усилия снижают безотказность срабатывания устройства, а следовательно, и эксплуатации, причем система рычажного механизма на жесткой конструкции с грузом со сложными изломами в соединении также увеличивает усилия на поплавковое устройство.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является система вакуумного дренажа, содержащая отводящие и подводящие дрены, накопительную емкость, сообщающуюся с отводящей дреной через сифон, система снабжена смотровым колодцем, в котором смонтирован сифон, а накопительная емкость связана с колодцем соединительной трубкой с поплавковым затвором, размещенным в колодце, и переливной трубой с обратным клапаном, при этом сифон связан с поплавковым затвором, гибким шлангом, имеет отверстия и расположенный внутри поплавок, перекрывающий отверстия (Авторское свидетельство СССР №1381241, кл. E02B 11/00, 1988).

Недостатком известной системы вакуумного дренажа является то, что она не обеспечивает достаточную точность и быстродействие регулирования и не позволяет осуществить контроль. Сам процесс работы поплавкового привода затягивается для полного открытия дрены и не позволяет повысить быстродействия, так как затвор, следуя за поплавком при изменении уровня в смотровом колодце, медленно открывает и закрывает отверстие дрены, через которое она сообщается с колодцем. При этом расположение конструкции поплавкового привода и расположение его приводит к необходимости создания значительных усилий для преодоления гидростатического давления, действующего на всю площадь поплавкового затвора при его открытии, возникают трудности из-за трения на стояке (перекосы) и в самом поплавке при открытии и закрытии затвора. Эти недостатки снижают безотказность срабатывания устройства, а следовательно, и надежность эксплуатации, и сложность конструкции.

Цель изобретения - повышение надежности и точности в работе путем поддержания заданного перепада между уровнями воды колодца и сифона.

Поставленная цель достигается тем, что в систему вакуумного дренажа, содержащую отводящие и подводящие дрены, накопительную емкость и смотровой колодец, соединенные трубой, сифон и поплавковый привод с затвором, введена камера с ломанной внутренней стенкой, в которой размещен поплавковый привод с клапаном, причем в стенке выполнено отверстие для впускной трубки, а сифон имеет зарядную трубку, при этом в колодце установлена на дне вертикальная переливная стенка с горизонтальной плитой, которая направлена навстречу потоку со стороны соединительной трубы.

Кроме того, со стороны сифона консольная перегородка выполнена с высотой, совпадающей с отметкой капора сифона.

При этом поплавковый привод с клапаном отделены от смотрового колодца в виде лабиринтных перегородок.

Предлагаемая система вакуумного дренажа направлена на устранение указанных недостатков за счет конструкции, которая позволяет уменьшить величину гидростатического давления при открытии запорного клапана, уравновесить систему поплавковой части и конкретной массы груза, а взаимосвязь клапана с поплавковым датчиком уровня позволяет поддерживать заданный перепад между уровнем воды колодца и сифона. Сама работа сифона обладает большой способностью быстродействия, вызванного открытием впускного отверстия в период первоначального наполнения камеры и последующего автоматического поддержания заданного уровня перед сифоном. Выделение самой камеры с поплавковым приводом и сифоном от смотрового колодца лабиринтными перегородками и стенкой, установка горизонтальной полки, водопропускного отверстия и трубки через стенки в средней части, обеспечивает автоматическое поддержание заданного уровня успокоенного потока воды для разделения ее на секции. Процесс накопления и опорожнения сбросной камеры будет продолжаться до тех пор, пока сифон не отведет всю воду, вызывая подсос воды из смотрового колодца, соответственно, поступление воды из накопительной емкости, при этом интервалы между сбросами регулируют изменением пропускной способностью сифона с зарядной трубкой. Кроме того, сифон позволяет произвести очистку камеры от наносов, что обеспечивает надежную работу клапана с поплавковым приводом.

Следует также отметить, наличие горизонтальной полки на вертикальной стенке, закрепленной на дне колодца и выходом воды из соединительной трубы из накопительной емкости с большим уклоном, поворачивает часть струи потока назад к ней, в результате происходит винтовое вращение воды, дополнительное гашение энергии и дальнейшее повышение равномерности водной поверхности за водосливной стенкой перед клапаном, т.е. улучшается донный и поверхностный характер движения воды перед отверстием, перекрываемым клапаном, которая заполняет камеру перед сифоном.

Система имеет более простую конструкцию по сравнению с известными, повышает производительность и эксплуатацию.

Подобное использование системы вакуумного дренажа по мнению автора не было известно и отвечает критерию «существенные отличия».

На чертеже представлена принципиальная схема системы вакуумного дренажа в переходном режиме, общий вид.

Система вакуумного дренажа включает подводящую дрену 1, накопительную емкость 2, соединенную со смотровым колодцем 3, соединительной трубой 4, вертикальную переливную стенку 5 с отверстием 6, и стенка 5 закреплена на дне 7 и жестко заделанная в боковые стенки колодца 3. Переливная стенка 5 выполнена с горизонтальной полкой 8 в верхней части и направлена навстречу потоку, поступающему из трубы 4.

Камера 9 содержит ломанную внутреннюю стенку 10, в закругленной стенке 11 которой сделано отверстие для впускной трубки 12. Нижняя центральная часть ломаной стенки 10 между камерой 9 и смотровым колодцем 3 выполнена отверстием 13 и включает седло с клапаном 14 на шарнире 15 и малый поплавок 16, закрепленный на клапане 14. К клапану 14 прикреплен открывающий рычаг 17, к которому в свою очередь крепится большой поплавок 18, подвешенный на удерживающей гибкой тяге 19. Большой поплавок 18 от бокового смещения в области выходного потока из отверстия 13 снабжен консольной перегородкой 20, нижний конец которой выполнен на отметке капора 21 сифона 22, причем камера 9 гидравлически соединена посредством сифона 22 и вертикального патрубка 23 с отводящей дреной 24 с регулируемой пропускной способностью. Сифон 22 содержит зарядное устройство, выполненное в виде трубки 25, нижний конец, которой расположен в вертикальном патрубке 23 (сливное колено). Кроме того, большой поплавок 18 от заборной части воды сифоном 22 ограничен одновременно и консольной стенкой 20. Таким образом, поплавковый привод с клапаном отделены от смотрового колодца 3 в виде лабиринтных перегородок.

Система вакуумного дренажа работает следующим образом.

Поступающая в дрену 1 вода, стекая по уклону, попадает в накопительную емкость 2, соединенную со смотровым колодцем 3, соединительной трубой 4. Под напором струя воды, поступающая в первую часть колодца 3, ударяясь о переливную стенку 8, образует винтовое вращение воды с воздушным шнуром. Верхний конец переливной стенки 5 образует порог с горизонтальной полкой 8, поворачивает часть струи в сторону выпускного отверстия трубы 4, а другая часть потока воды переливается через горизонтальную полку 8 во вторую часть колодца 3. Одновременно, через отверстие 6 в стенке 5 происходит поступление воздуха с водой из первой части колодца 3, и винтовой поток несколько в вертикальном сечении сжимается, что уменьшает подъем воды в ней - частично кинетическая энергия потока воды гасится. Окончательно поверхность воды успокаивается во второй части смотрового колодца 3 перед отверстием 13, перекрываемого клапаном 14, а часть воды поступает в камеру 9.

С увеличением заданного уровня в колодце 3 и наполнением воды в камере 9 до уровня расположения малого поплавка 16 клапан начинает открываться и частично больший расход воды. Уровень воды в камере 9 возрастает и поднимается до уровня, когда подъемная сила большого 18 и малого 16 поплавков становится равной и больше давления воды на клапан 14, последний резко поднимается и впускает воду в камеру 9. Поскольку объем камеры 9 получается увеличенным от поступления из смотрового колодца 3 до тех пор, пока не включится сифон 22, и за счет быстрого отсасывания воздуха из капора 21 через трубку 25 в дрену 24, сифон 22 заряжается при заданном гидравлическом перепаде между верхним уровнем воды в камере 9 и нижним бьефом, соединенным с дреной 24.

В результате этого, произойдет быстрый сброс воды через сифон 22 в дрену 24 вместе с взвешенными наносами, т.е. камера 9 одновременно освобождается и от взвешенных наносов, что позволяет обеспечить работоспособность клапана 14 с поплавками 16 и 18. Накопление и последующий сброс воды будет, происходит последовательно, начиная от колодца 3 к камере 9 с сифоном 22, соединенным с дреной 24, причем объем воды, сбрасываемый каждый раз из камеры 9 позволяет обеспечить качественную промывку камеры 9, при этом частично сказывается эффект подсоса воды и через трубку 12 из второй части колодца 3 с захватом также взвешенных наносов. Сбрасываемая в дрены 24 вода с взвешенными наносами под напором промывает и дрены по длине, скорости которой будут резко колебаться во времени. Когда уровень воды в камере 9 снижается, вместе с ним опускается большой поплавок 18 и затем малый поплавок 16, вес клапана 14 увеличивается; клапан 14 закрыт и готов к следующему циклу работы. Причем гидравлический режим в камере 9 при работе сифона 22 характеризуется плавным постепенно затухающим за счет ограничения консольной перегородки 20. Разделение части камеры 9 перегородкой 20 увеличивает точность регулирования большим поплавком 18 на клапан 14 с малым поплавком 16 и увеличивает надежность от остальной части камеры 9 и колодца 3 в результате выполнения лабиринтных перегородок.

Таким образом, процесс накопления емкости 2, колодца 3, расположенного до камеры 9 и их опорожнения за счет перетока воды через отверстие 13 в камеру 9 и ее наполнения будет до тех пор, пока включится сифон 22 и не отведет всю воду из камеры 9, причем интервалы между сбросами регулируют изменением пропускной способности отверстия 13, перекрываемого клапаном 14. Кроме того, это позволяет произвести очистку от взвешенных наносов всей закрытой дрены до ее истока коллектора (на чертеже не показано). Вследствие взаимной гидравлической связи колодца, камеры с поплавковым приводом, сифона и других элементов, повышается надежность и точность в работе сооружения, при этом происходит эффективная периодическая промывка от взвешенных наносов сооружения и дрены до истока коллектора.

1. Система вакуумного дренажа, содержащая отводящие и подводящие дрены, накопительную емкость и смотровой колодец, соединенные трубой, сифон и поплавковый привод с затвором, отличающаяся тем, что с целью повышения надежности и точности в работе путем поддержания заданного перепада между уровнями воды колодца и сифона введена камера с ломанной внутренней стенкой, в которой размещен поплавковый привод с клапаном, причем в стенке выполнено отверстие для впускной трубки, а сифон имеет зарядную трубку, при этом в колодце установлена на дне вертикальная переливная стенка с горизонтальной полкой, которая направлена навстречу потоку со стороны соединительной трубы.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что со стороны сифона выполнена консольная перегородка с высотой, совпадающей с отметкой капора сифона.

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что поплавковый привод с клапаном отделены от смотрового колодца в виде лабиринтных перегородок.



 

Источник: http://www.FindPatent.ru/patent/253/2530529.html
Похожие посты: