система водоснабжения населенных пунктов

Формула изобретения

Система водоснабжения населенных пунктов, включающая водозаборные скважины с установленными в них водоподъемными устройствами, аэраторы, герметичную емкость, датчик давления и напорные трубопроводы, соединяющие скважины с водоводом, подключенным к герметичной емкости, камеры смешения, трубопроводы подачи воды в скважины, причем для каждой водозаборной скважины камера смешения и аэратор установлены на трубопроводе подачи в нее воды и соединены в свою очередь посредством трубопроводов с установленными на них регулируемыми клапанами с соответствующим напорным трубопроводом, отличающаяся тем, что герметичная емкость оборудована регулятором впуска и выпуска воздуха с поплавком, установленным на верхнем уровне воды в ней, предохранительным клапаном и воздухопроводом, соединяющим герметичную емкость с аэратором, выполненным в виде воздушного эжектора, состоящего из обечайки, диффузора и конфузора, на внутренней поверхности последних предусмотрены криволинейные спиралевидные кондукторы, а к концу трубопровода подачи воды в водозаборную скважину присоединено полое эластичное кольцо, в полости которого размещен пульсатор из изогнутых биметаллических пластин, к полости эластичного кольца присоединены суживающиеся насадки с криволинейными винтами на их внутренней поверхности, выполненными из сжатых циклоид.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к водоснабжению и касается конструктивного выполнения систем водоснабжения населенных пунктов из водозаборов подземных вод.

Известна система водоснабжения населенных пунктов (см. а.с. 985214, МКИ Е 03 В 1/02, 3/06, Бюл. 23, 1982 г., включающая водозаборные скважины с установленными в них водоподъемными устройствами, аэратор, герметичную емкость, датчики давления и напорные трубопроводы, соединяющие скважины с водоводом, подключенным к герметичной емкости.

Недостатком данной системы водоснабжения является недостаточная эффективность подачи воды из-за недостаточного окисления загрязнений, содержащихся в подземной воде.

Известна система водоснабжения населенных пунктов (см. а.с. 1236069, МКИ Е 03 В 1/02, 3/06, Бюл. 21, 1989 г.), включающая водозаборные скважины с установленными в них водоподъемными устройствами, аэраторы, герметичную емкость, датчик давления и напорные трубопроводы, соединяющие скважины с водоводом, подключенным к герметичной емкости, камеры смешения, трубопроводы подачи воды в скважины, причем для каждой водозаборной скважины камера смешения и аэратор установлены на трубопроводе подачи в нее воды и соединены в свою очередь посредством трубопроводов с установленными на них регулируемыми клапанами с соответствующим напорным трубопроводом.

Недостатком данной системы водоснабжения является недостаточная эффективность подачи воды из-за невозможности создания глубоко диспергированной эмульсии, необходимой для окисления загрязнений во всем объеме подземных вод.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение эффективности подачи воды за счет снижения плотности жидкости.

Технический результат достигается тем, что в системе водоснабжения населенных пунктов, включающей водозаборные скважины с установленными в них водоподъемными устройствами, аэраторы, герметичную емкость, датчик давления и напорные трубопроводы, соединяющие скважины с водоводом, подключенным к герметичной емкости, камеры смешения, трубопроводы подачи воды в скважины, причем для каждой водозаборной скважины камера смешения и аэратор установлены на трубопроводе подачи в нее воды и соединены в свою очередь посредством трубопроводов с установленными на них регулируемыми клапанами с соответствующим напорным трубопроводом, герметичная емкость оборудована регулятором впуска и выпуска воздуха с поплавком, установленным на верхнем уровне воды в ней, предохранительным клапаном и воздухопроводом, соединяющим герметичную емкость с аэратором, выполненным в виде воздушного эжектора, состоящего из обечайки, диффузора и конфузора, на внутренней поверхности последних предусмотрены криволинейные спиралевидные кондукторы, а к концу трубопровода подачи воды в водозаборную скважину присоединено полое эластичное кольцо, в полости которого размещен пульсатор из изогнутых биметаллических пластин, к полости эластичного кольца присоединены суживающиеся насадки с криволинейными винтами на их внутренней поверхности, выполненными из сжатых циклоид.

На фиг. 1 изображена схема системы водоснабжения населенных пунктов, на фиг.2 - схема узла водозаборной скважины, на фиг.3 - эластичное кольцо с пульсатором из изогнутых биметаллических пластин с суживающимися насадками, а на фиг.4 - развертка внутренней поверхности суживающихся насадок с криволинейными винтами, выполненными из сжатых циклоид.

Система водоснабжения включает водозаборные скважины 1, в которых установлены водоподъемные устройства 2, соединенные напорными трубопроводами 3 и водоводом 4 с герметичной емкостью 5, имеющей клапан 6 для выпуска воздуха и датчик 7 давления. Каждая водозаборная скважина 1 оборудована камерой 6 смешения с установленными на входе в камеру 6 смешения аэратором 9, размещенными на трубопроводе 10 подачи воды в водозаборную скважину 1 и соединенными с напорным трубопроводом 3 посредством трубопроводов 11...13 с установленными на них регулирующими клапанами 14...16. Клапан 16 выполнен с электроприводом. На напорном трубопроводе 3 установлены обратный 17 и регулируемый 18 клапан. Система водоснабжения снабжена линией управления 19. Герметичная емкость 5 оборудована регулятором 20 впуска и выпуска воздуха с поплавком 21, установленным на верхнем уровне воды в ней, предохранительным 22 клапаном, воздухопроводом 23, соединяющим воздушный объем 24 в герметичной емкости 5 с аэратором 9. Аэратор 9 и 8 выполнены в виде воздушного эжектора 25, состоящего из обечайки 26, диффузора 27 и конфузора 28, на внутренней поверхности последних предусмотрены криволинейные спиралевидные кондукторы 29. На конце трубопровода 10 подачи воды в водозаборную скважину 1 установлено эластичное кольцо 30, в полости которого размещен пульсатор 31 из изогнутых биметаллических пластин 32. К эластичному кольцу 30 присоединены суживающиеся насадки 33 с криволинейными винтами 34 на их внутренней поверхности, выполнены из сжатых циклоид 35. Трубопровод 10 подачи воды в водозаборную скважину 1 соединен с эластичным кольцом 30 при помощи патрубков 36. Система водоснабжения имеет пульт управления 37.

Система водоснабжения работает следующим образом.

В исходном положении все водоподъемные устройства 2 включены и производят заполнение водой герметичной емкости 5. При достижении герметичной емкостью 5 рабочего давления датчик 7 по линии 19 управления подает сигнал на выключение из работы водоподъемного устройства 2 в одной из водозаборных скважин 1 и открытие клапана 16 на трубопроводе 13. При этом обратный клапан 17, установленный на напорном трубопроводе 3, закрывается и происходит поступление подземной воды по трубопроводу 11 в камеру 8 смешения и поступление воздуха из воздушного объема 24 герметичной емкости 5 по воздухопроводу 23 в аэратор 9, выполненный в виде воздушного эжектора 25, состоящего из обечайки 26, заменяющей камеру 8 смешения, диффузора 27 и конфузора 28, на внутренней поверхности последних предусмотрены криволинейные спиралевидные кондукторы 29, в которых сжатый воздух и вода интенсивно перемешиваются, закручиваясь, приобретая центробежные и вибрационные силы, при этом в процессе перемешивания активно участвует эффект подсоса эжектора и в конечном итоге происходит образование глубоко диспергированной эмульсии. За счет избыточного давления в герметичной емкости 5 и гидростатического напора, создаваемого за счет разницы в уровнях воды между отметкой пьезометрического уровня и отметкой статического уровня воды в скважине из воздушного эжектора 25 по трубопроводу 10 подачи воды в водозаборную скважину 1 глубокодиспергированная эмульсия через суживающиеся насадки 33 с криволинейными винтами 34 выбрасывается из эластичного кольца 30 прерывисто под влиянием пульсаторов 31 из изогнутых биметаллических пластин 32, действующих за счет разницы температур холодной подземной воды и теплого воздуха. Патрубки 36 поддерживают постоянную связь между эластичным кольцом 30 и трубопроводом 10 подачи воды в водозаборную скважину 1. Регулятор 20 впуска и выпуска воздуха в герметичную емкость 5 регулирует состояние максимального и минимального уровней воды в ней, поддерживая связь с атмосферой, и давление воздуха в герметичной емкости 5, а датчик 7 давления передает сигнал на пульт управления 37, который управляет процессами переключения регулируемых клапанов 14. ..16 для подачи аэрированной воды в водозаборную скважину 1 и включением водоподъемных устройств 2. Предохранительный клапан 22 осуществляет выброс сжатого воздуха в аварийных ситуациях и обеспечивает соблюдение требований гостехнадзора. Пункт управления 37 позволяет аэрировать подземные воды как при наличии загрязнений в них, так и с определенным циклом во времени. Действие пульсаторов 31 и суживающихся насадок 33 обеспечивает аэрирование подземных вод не только в пределах скважины, но и во всей прифильтровой зоне водоносного пласта, что особенно эффективно при наличии в воде соединений железа, марганца и сероводорода. А сжатые циклоиды 36 имеют минимальные энергозатраты.

Создание глубокодиспергированной эмульсии воды и воздуха путем закрутки потока с использованием центробежных и вибрационных сил, возникающих в криволинейных спиралевидных кондукторах и винтах, и пульсации, обеспечивает интенсивное окисление химических загрязнений, содержащихся в подземных водах, и повышает эффективность подачи воды как с точки зрения показателей ее качества, так и за счет снижения энергозатрат и надежной работы системы водоснабжения.

Оригинальность предложенного технического решения заключается в использовании эффекта закрутки потока воды и воздуха для создания глубокодиспергированной эмульсии и интенсивного окисления химических загрязнений и пульсаторов для повышения эффективности подачи воды.