Система водоснабжения
Полезная модель относится к системам водоснабжения административных и производственных зданий с принудительной подачей воды. Задачей полезной модели является обеспечение автоматической регулировки напора воды и поддержание заданного уровня воды в камерах резервуара насосной станции при изменении потребления воды. Сущность полезной модели заключается в том, что в систему водоснабжения, содержащую насосную станцию с резервуаром, заполняемым водой из природного источника воды по самотечно-сифонному трубопроводу с вакуумной установкой, блок аварийной сигнализации, погружные насосы, установленные в камерах резервуара и соединенные с входом напорного трубопровода, к отводам которого подключены водопроводные сети обслуживаемых зданий, и расходомер, установленный на выходе напорного трубопровода из насосной станции, введен датчик уровня воды в резервуаре, соединенный с первым входом блока сравнения, ко второму и третьему входам которого подключены выходы задатчика верхнего и нижнего уровней воды, а к напорному трубопроводу подключен возвратный трубопровод, оснащенный предохранительным клапаном и управляемой задвижкой, между которыми выполнен отвод к резервуару, при этом первый выход блока сравнения соединен с управляющим входом управляемой задвижки, второй выход - с входом блока аварийной сигнализации и управляющим входом вакуумной установки, а выходной конец возвратного трубопровода подведен к природному источнику воды.
Полезная модель относится к системам водоснабжения административных и производственных зданий с принудительной подачей воды.
Особенностью данной системы является неравномерное потребление воды в различное время суток и время года. Так, например, по окончании отопительного сезона отключаются водогрейные котлы на котельной, что приводит к резкому сокращению потребления воды из насосной станции. При работе в одну смену резко уменьшается потребление воды в ночное время. Однако погружные насосы обеспечивают постоянный напор воды. При изменении потребления в трубопроводе происходят скачки давления воды, что при изношенных инженерных сетях приводит к нарушению целостности трубопроводов системы водоснабжения. Поэтому актуальной задачей является своевременная разгрузка трубопроводов при уменьшении потребления воды и обеспечение непрерывной подачи воды при увеличении потребления.
Известны системы водоснабжения, например, система водоснабжения [1] завода по производству медицинских препаратов и система водоснабжения [2] комплекса административно-производственных зданий.
Указанные системы содержат насосную станцию с резервуаром, заполняемым через камеру задвижек водой из природного или искусственного источника. В резервуаре установлены мощные погружные насосы, подающие воду в напорный трубопровод, через отводы которого запитываются трубопроводы административных и производственных зданий, где поступающая вода используется для бытовых и производственных нужд.
Наиболее близким аналогом, принятым за прототип предлагаемой полезной модели, является система водоснабжения [1, рис.1.5].
Недостатком системы по прототипу является отсутствие регулировки напора воды при резком изменении потребления воды в системе водоснабжения и отсутствие регулировки уровня воды в резервуаре насосной станции.
Задачей полезной модели является обеспечение автоматической регулировки напора воды и поддержание заданного уровня воды в камерах резервуара насосной станции при изменении потребления воды.
Для решения указанных задач в предлагаемой системе обеспечивается разгрузка напорного трубопровода через возвратный трубопровод, в котором установлены предохранительный клапан и регулируемая задвижка, управляемая по сигналам уровнемера, установленного в резервуаре. Вода из возвратного трубопровода сливается либо в резервуар, либо в водоем, в зависимости от уровня воды в резервуаре.
Сущность полезной модели заключается в том, что в систему водоснабжения, содержащую насосную станцию с резервуаром, заполняемым водой из природного источника воды по самотечно-сифонному трубопроводу с вакуумной установкой, блок аварийной сигнализации, погружные насосы, установленные в камерах резервуара и соединенные с входом напорного трубопровода, к отводам которого подключены водопроводные сети обслуживаемых зданий, и расходомер, установленный на выходе напорного трубопровода из насосной станции, введен датчик уровня воды в резервуаре, соединенный с первым входом блока сравнения, ко второму и третьему входам которого подключены выходы задатчика верхнего и нижнего уровней воды, а к напорному трубопроводу подключен возвратный трубопровод, оснащенный предохранительным клапаном и управляемой задвижкой, между которыми выполнен отвод к резервуару, при этом первый выход блока сравнения соединен с управляющим входом управляемой задвижки, второй выход - с входом блока аварийной сигнализации и управляющим входом вакуумной установки, а выходной конец возвратного трубопровода подведен к природному источнику воды.
Сущность полезной модели поясняется чертежом системы водоснабжения.
Система водоснабжения содержит насосную станцию 1 с резервуаром, состоящим из двух камер 2, 3, сообщающихся между собой посредством соединительного трубопровода 4 с задвижкой, самотечно-сифонным трубопроводом 5, вход которого погружен в природный источник воды 6 (например, реку, пруд,
озеро и т.п.), и вакуумной установкой 7, создающей необходимое разряжение для протекания воды в резервуар.
В камеры 2, 3 резервуара помещены погружные насосы 8, соединенные посредством подающих шлангов с напорным трубопроводом 9.
На выходе напорного трубопровода из насосной станции установлены фильтр 10 и расходомер 11, а к его отводам 12 по количеству обслуживаемых зданий подключены водопроводные сети этих зданий.
К промежутку напорного трубопровода 9 между выходами подающих шлангов от погружных насосов 8 подключен возвратный трубопровод 13, оснащенный предохранительным клапаном 14 и управляемой задвижкой 15, между которыми выполнен отвод 16 к резервуару, выход которого погружен в камеру 2. Выходной конец возвратного трубопровода 13 подведен к природному источнику 6 воды.
Во входной камере 2 резервуара установлен датчик 17 уровня воды в резервуаре, выход которого соединен с первым входом блока 18 сравнения. Второй и третий входы блока 18 сравнения соединены с соответствующими выходами задатчика 19 верхнего и нижнего уровней воды.
Первый выход блока 18 сравнения соединен с управляющим входом задвижки 15, второй выход - с входом блока 20 аварийной сигнализации и управляющим входом вакуумной установки 7.
Система водоснабжения работает следующим образом.
Вода из природного водоема 6 по самотечно-сифонному трубопроводу 5, в котором с помощью вакуумной установки 7 создано разряжение до величины 0,4-0,6 кгс/см2, поступает сначала во входную камеру 2 резервуара, а затем, после ее заполнения до уровня соединительного трубопровода 4 с задвижкой, и во вторую приемную камеру 3. Затем поступающая вода заполняет обе камеры 2, 3 резервуара. Резервуар расположен на глубине 10-15 м.
Погружные насосы 8, установленные в камерах 2, 3 резервуара, постоянно включены и обеспечивают подачу воды в напорный трубопровод 9. Мощность электродвигателей в погружных насосах - 22 кВт, производительность (расход) Q - 63 м3/час, высота подъема воды - 65 м.
Поднятая из камер 2, 3 посредством погружных насосов 8 вода через напорный трубопровод 9, фильтр 10, который осветляет воду, и расходомер 11 поступает по отводам 12 в корпуса административно-производственных зданий.
Потребителями воды являются противопожарные трубопроводы, промышленные установки, водогрейные котлы автономной котельной и т.п.
При аварийном или плановом прекращении потребления воды, т.е. при снижении ее расхода, погружные насосы 8 продолжают подавать воду из резервуара с прежней производительностью. При этом увеличивается напор воды в возвратном трубопроводе 13.
В результате предохранительный клапан 14, представляющий собой запорное устройство, в котором мембрана с помощью пружины удерживается в заданном положении, открывается, и часть воды из напорного трубопровода 9 начинает поступать в возвратный трубопровод 13 и через открытую задвижку 15 возвращается в природный водоем 6. При этом вода насыщается кислородом, что способствует улучшению экологии водоема.
Задвижка 15 остается открытой до тех пор, пока показания датчика 17 уровня воды в резервуаре не достигнут заданного задатчиком 19 верхнего уровня воды в резервуаре насосной станции.
В качестве датчика уровня могут быть могут быть использованы как контактные датчики, которые контактируют с водой в резервуаре, так и бесконтактные, в виде радиоволновых датчиков, обеспечивающих измерение текущего уровня различных жидкостей. Указанные датчики изготавливаются на приборостроительном предприятии «Контакт-1», гор. Рязань. Датчики уровня предприятия эффективно работают в широком диапазоне температур и по своим характеристикам соответствуют мировым стандартам.
Равенство сигнала датчика 17 уровня заданному верхнему значению уровня задатчика 19 свидетельствует о том, что количество воды в резервуаре уменьшилось до верхней допустимой границы. Чтобы предотвратить дальнейшее уменьшение количества воды, блок 18 сравнения выработает на своем первом выходе управляющий сигнал, поступающий на управляемую задвижку 15, которая
закрывается, и вся вода из возвратного трубопровода через отвод 16 возвращается в резервуар насосной станции.
Если же вода в резервуаре продолжает убывать и достигает нижнего допустимого уровня, заданного задатчиком 19, на втором выходе блока 18 сравнения вырабатывается сигнал, поступающий на управляющий вход вакуумной установки 7, обеспечивая ее включение в режиме, создающем требуемое разряжение для пополнения резервуара из природного источника 6.
Одновременно сигнал со второго выхода блока 18 сравнения поступает на вход блока аварийной сигнализации, в котором вырабатывается звуковой сигнал (звонок, сирена), по которому оператор насосной станции принимает срочные меры, исключающие остановку погружных насосов и прекращение подачи воды в напорный трубопровод.
Таким образом, благодаря своевременной разгрузке напорного трубопровода при уменьшении потребления воды в системе водоснабжения и контролю уровня воды в резервуаре насосной станции удается исключить разрыв трубопроводов и нарушение водоснабжения промышленных и административных зданий.
Промышленная применимость полезной модели определяется возможностью изготовления устройства согласно приведенному описанию из известных материалов и комплектующих изделий и возможностью использования в системах водоснабжения.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. С.В.Яковлев и др. Очистка производственных вод - М.: Стройиздат. - 1979 г.
2. Система водоснабжения. Заявка на полезную модель РФ №2004114408 от 13.05.04, МПК Е 03 В 7/00, решение о регистрации от 08.06.04 г.
Система водоснабжения, содержащая насосную станцию с резервуаром, заполняемым водой из природного источника воды по самотечно-сифонному трубопроводу с вакуумной установкой, блок аварийной сигнализации, погружные насосы, установленные в резервуаре и соединенные с входом напорного трубопровода, к отводам которого подключены водопроводные сети обслуживаемых зданий, и расходомер, установленный на выходе напорного трубопровода из насосной станции, отличающаяся тем, что в нее введен датчик уровня воды в резервуаре, соединенный с первым входом блока сравнения, ко второму и третьему входам которого подключены выходы задатчика верхнего и нижнего уровней, а к напорному трубопроводу подключен возвратный трубопровод, оснащенный предохранительным клапаном и управляемой задвижкой, между которыми подключен отвод к резервуару, при этом первый выход блока сравнения соединен с управляющим входом управляемой задвижки, а второй выход - с входам блока аварийной сигнализации и управляющим входом вакуумной установки, а выход возвратного трубопровода подведен к природному источнику воды.
