Водозаборное устройство

 

Изобретение относится к гидротехнике, в частности к водозаборным устройствам из источников с большим диапазоном колебания уровня. Техническим результатом является повышение надежности работы водозаборного устройства и улучшение условий забора воды из источника. Водозаборное устройство содержит водоприемный оголовок, погружной насос, осевой вертикальный моноблочный насос и трубопровод, выполненный с разветвлением в виде двух вертикальных колодцев, в одном из которых установлен погружной насос, в другом - осевой вертикальный моноблочный насос. Водоприемный оголовок посажен на понтон для погружения его под изменяющийся уровень воды и состоит из диффузора, на внутренней поверхности которого установлены спиралевидные направляющие, камеры смешения, соединенной с атмосферой эластичной трубой с насадкой, на внутренней поверхности которой предусмотрены криволинейные винтообразные канавки, конфузора, соединенного с подающей трубой гибким трубопроводом, а на входе воды установлены перфорированная вставка с волновидными отверстиями, расширяющимися по ходу движения воды, и рыбозащитное устройство. Камера смешения соединена с пульсатором, выполненным из изогнутых биметаллических пластин количеством не менее четырех, свободно посаженных на вертикальную ось. Внутри камеры установлен резонатор, выполненный в виде вертикальной пружинистой пластины с лепестками формой в виде клотоиды из пружинистого материала, причем в совокупности пульсатор и резонатор представляют собой интерференцатор. 5 ил.

Изобретение относится к гидротехнике, в частности к водозаборным устройствам из источников с большим диапазоном колебаний уровня.

Известно водозаборное устройство (см. а.с. 1234542, МКИ Е 03 В 3/04, Бюл. 20, 1986), содержащее водоприемный оголовок, погружной насос, осевой вертикальный моноблочный насос, трубопровод, выполненный с разветвлением в виде двух вертикальных колодцев, в одном из которых установлен погружной насос, а в другом - осевой вертикальный моноблочный насос.

Недостатком данного водозаборного устройства является возможность захвата наносов из-за отсутствия порога водоприемного оголовка и закупорка плавающими предметами и шугой входных отверстий.

Известно водозаборное устройство (см. патент РФ 2166030, МПК 7 Е 03 В 3/04, Бюл. 12, 2001), содержащее водоприемный оголовок, погружной насос, осевой вертикальный моноблочный насос, трубопровод, выполненный с разветвлением в виде двух вертикальных колодцев, в одном из которых установлен погружной насос, в другом - осевой вертикальный моноблочный насос, водоприемный оголовок посажен на понтон для погружения его под изменяющийся уровень воды и состоит из диффузора, на внутренней поверхности которого установлены спиралевидные направляющие, камеры смешения, соединенной с атмосферой эластичной трубой с насадкой, на внутренней поверхности которой предусмотрены криволинейные винтообразные канавки, конфузора, соединенного с подающей трубой гибким трубопроводом, а на входе воды установлены перфорированная вставка с волновидными отверстиями, расширяющимися по ходу движения воды, и рыбозащитное устройство.

Недостатком данного водозаборного устройства является недостаточно высокая надежность при неблагоприятных условиях забора воды из источника.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение надежности работы водозаборного устройства и улучшение условий забора воды из источника путем установки пульсатора, выполненного из изогнутых биметаллических пластин количеством не менее четырех, свободно насаженных на вертикальную ось, а внутри камеры-резонатора, выполненного в виде вертикальной пружинистой пластины с лепестками формой в виде клотоиды из пружинистого материала, в совокупности представляющих собой интерференцатор.

Технический результат достигается тем, что в водозаборном устройстве, содержащем водоприемный оголовок, погружной насос, осевой вертикальный моноблочный насос, трубопровод, выполненный с разветвлением в виде двух вертикальных колодцев, в одном из которых установлен погружной насос, в другом - осевой вертикальный моноблочный насос, водоприемный оголовок посажен на понтон для погружения его под изменяющийся уровень воды и состоит из диффузора, на внутренней поверхности которого установлены спиралевидные направляющие, камеры смешения, соединенной с атмосферой эластичной трубой с насадкой, на внутренней поверхности которой предусмотрены криволинейные винтообразные канавки, конфузора, соединенного с подающей трубой гибким трубопроводом, а на входе воды установлены перфорированная вставка с волновидными отверстиями, расширяющимися по ходу движения воды, и рыбозащитное устройство, при этом камера смешения соединена с пульсатором, выполненным из изогнутых биметаллических пластин количеством не менее четырех, свободно посаженных на вертикальную ось, а внутри нее установлен резонатор, выполненный в виде вертикальной пружинистой пластины с лепестками формой в виде клотоиды из пружинистого материала, причем в совокупности пульсатор и резонатор представляют собой интерференцатор.

На фиг. 1 представлено водозаборное устройство; на фиг. 2 - схема водоприемного оголовка; на фиг. 3 - резонатор; на фиг. 4 - развертка внутренней поверхности диффузора со спиралевидными направляющими; на фиг. 5 - пульсатор, выполненный из изогнутых биметаллических пластин.

Водозаборное устройство содержит водоприемный оголовок 1, состоящий из диффузора 2, на внутренней поверхности которого установлены спиралевидные направляющие 3, камеры смешения 4, соединенной с атмосферой эластичной трубой 5 с насадкой 6 на конце. На внутренней поверхности насадки 6 предусмотрены криволинейные винтообразные канавки 7. Насадка 6 посажена на поплавок 8. Водоприемный оголовок 1 имеет на входе воды перфорированную вставку 9 с волновидными отверстиями 10, расширяющимися по ходу движения воды, и рыбозащитное устройство 11 и установлен на понтоне 12. Водоприемный оголовок имеет конфузор 13, который гибким трубопроводом 14 соединен с подающей трубой 15, выполненной с разветвлением в виде двух вертикальных колодцев 16 и 17, в одном из которых 16 установлен погружной насос 18, а в другом 17 - осевой вертикальный моноблочный насос 19. Колодец 17 закреплен опорным фланцем 20 к полу 21 машинного зала через резиновый уплотнитель 22. Камера смешения 5 соединена с пульсатором 23, выполненным из изогнутых биметаллических пластин 24, 25, 26 и 27 количеством не менее четырех, свободно посаженных на вертикальную ось 28, а внутри нее установлен резонатор 29, выполненный в виде вертикальной пружинистой пластины с лепестками 30 формой в виде клотоиды 31 из пружинистого материала, в совокупности пульсатор 23 и резонатор 29 представляют собой интерференцатор.

Через водоприемный оголовок 1 по диффузору 2 вода поступает, закручиваясь в спиралевидных направляющих 3, в камеру смешения 4, куда по эластичному трубопроводу 5 из атмосферы через насадку 6, пульсатор 23, выполненный из изогнутых биметаллических пластин 24, 25, 26 и 27, количеством не менее четырех, свободно насаженных на вертикальную ось 28, пульсируясь за счет разницы температур теплового воздуха и холодной воды и закручиваясь в криволинейных винтообразных канавках 7, засасывается воздух. Насадка 6 расположена на поплавке 8 и поддерживается постоянно на верхнем уровне воды в источнике. Внутри камеры смешения 4 установлен резонатор 29, формой в виде клотоиды 31, выполненными лепестками 30, представляющий собой вертикальную пружинистую пластину, который под действием гидродинамических сил и действием пульсатора 23 совершает вертикальное движение вверх и вниз, при этом лепестки 30 клотоиды 31 совершают пружинистое колебание. Все это в камере смешения 4 способствует образованию глубоко диспергированной водовоздушной эмульсии и окислению загрязнений, содержащихся в поступающей в водозаборное устройство воде, имеющей плотность меньше единицы. Водоприемный оголовок 1 имеет на входе воды перфорированную вставку 9 с волновидными отверстиями 10, расширяющимися по ходу движения воды, и рыбозащитное устройство 11 и установлен на понтоне 12. Таким образом, водоприемный оголовок может находиться на таком уровне воды в источнике, чтобы забирать наиболее чистую воду из него, а его рыбозащитное устройство выполняет экологическую функцию и не допускает поступление крупных загрязнений, и этому также способствует перфорированная вставка 9 с волновидными отверстиями 10, расширяющимися по ходу движения воды. Перфорированная вставка 9, выполняя функцию обыкновенной решетки, за счет волновидных отверстий создает начальное завихрение и закрутку потока поступающей воды и предотвращает заклинивание в отверстиях твердых частиц загрязнений, благодаря оригинальной форме отверстий. Глубоко эмульгированная водовоздушная эмульсия через конфузор 13 и гибкий трубопровод 14 поступает в подающую трубу 15, имея минимальные потери энергии за счет конфузора 13, который обеспечивает плавный ее вход, имея минимальный коэффициент гидравлического сопротивления, и создает в колодцах 16 и 17 эффект эрлифта, помогая погружному насосу 18 перекачивать воду из вертикального колодца 16 в колодец 17. Далее осевой вертикальный моноблочный насос 19 перекачивает воду потребителю. Опорное кольцо 20, закрепленное к полу 21 машинного зала на резиновых уплотнителях 22, обеспечивает надежность установки моноблочного насоса 19, защищая от вибрации его и оборудования, а также насосной станции от действия вибрационных сил на ее фундамент, кроме того, значительно снижает возникновение шума, играя функцию обеспечения безопасной жизнедеятельности.

В период года, когда рабочее колесо осевого вертикального моноблочного насоса 19 достаточно заглублено под уровень воды, подача воды потребителю осуществляется непосредственно этим насосом, а погружной насос 18 демонтируется из колодца 16. При этом запуск насоса в автоматическом режиме всегда обеспечен и не требуется, как для центробежных насосов, вспомогательных систем для залива их или дополнительного заглубления здания насосной станции. Нахождение водоприемного оголовка 1 в погружном состоянии на понтоне 12 всегда на необходимой глубине обеспечивает забор воды высокого качества.

Предложенная конструкция водозаборного устройства создает глубоко диспергированную водовоздушную эмульсию за счет эффекта закрутки потоков воды и воздуха, пульсации, резонанса, переходящего в интерференцию, что способствует окислению загрязнений в месте захвата воды из источника, вызывает эффект эрлифта в колодцах, значительно снижает расход электроэнергии на подъем воды и обеспечивает надежность работы водозаборного устройства.

Оригинальность предложенного технического решения заключается в повышении надежности работы водозаборного устройства и улучшении условий забора воды из источника за счет селективных свойств его элементов, при взаимодействии которых возникает эффект закрутки потоков, пульсации, резонанса, переходящего в интерференцию, создавая глубоко диспергированную водовоздушную эмульсию.

Формула изобретения

Водозаборное устройство, содержащее водоприемный оголовок, погружной насос, осевой вертикальный моноблочный насос, трубопровод, выполненный с разветвлением в виде двух вертикальных колодцев, в одном из которых установлен погружной насос, в другом - осевой вертикальный моноблочный насос, водоприемный оголовок посажен на понтон для погружения его под изменяющийся уровень воды и состоит из диффузора, на внутренней поверхности которого установлены спиралевидные направляющие, камеры смешения, соединенной с атмосферой эластичной трубой с насадкой, на внутренней поверхности которой предусмотрены криволинейные винтообразные канавки, конфузора, соединенного с подающей трубой гибким трубопроводом, а на входе воды установлены перфорированная вставка с волновидными отверстиями, расширяющимися по ходу движения воды, и рыбозащитное устройство, отличающееся тем, что камера смешения соединена с пульсатором, выполненным из изогнутых биметаллических пластин количеством не менее четырех, свободно посаженных на вертикальную ось, а внутри нее установлен резонатор, выполненный в виде вертикальной пружинистой пластины с лепестками формой в виде клотоиды из пружинистого материала, причем в совокупности пульсатор и резонатор представляют собой интерференцатор.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5