СИСТЕМА РЕЗЕРВУАРОВ СУТОЧНОГО ЗАПАСА ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ Российский патент 1995 года по МПК E03B11/02 

Изобретение относится к резервуаростроению для хозяйственно-питьевого водоснабжения и может быть использовано при строительстве комплекса резервуаров суточного запаса питьевой воды.

Известны: - вертикальные цилиндрические стальные сварные резервуары с индивидуальными трубопроводами заполнения водой, подведенными от магистрального водопровода к каждому резервуару отдельно; индивидуальными трубопроводами, отводящими воду в канализацию (переливными); индивидуальными всасывающими трубопроводами, отбирающими воду отдельно от каждого резервуара к насосам; соединительными трубопроводами, позволяющими выравнивать верхний уровень воды в резервуарах.

- прямоугольные железобетонные резервуары, предназначенные для хозяйственно-питьевого водоснабжения (типовой проект 901-4-63.83, разработанный ГПИ Союзводоканалпроект и ЦНИИпромзданий при участии НИИЖБ Союзводоканалпроект), обвязка трубопроводами которых выполняется аналогично со стальными резервуарами. Внутри резервуаров выполняются циркуляционные перегородки на всю высоту резервуаров, исключающие образование зон застоя воды.

- круглые резервуары с центральной цилиндрической опорной башней из сборных железобетонных блоков с окнами для пропуска воды и камерой для фильтров-поглотителей очистки воздуха, поступающего в резервуар, расположенный на покрытии резервуара. Окна в центральной башне для пропуска воды располагаются лишь с одной стороны по всей высоте башни. Потоки воды от воронки на подающем трубопроводе должны обогнуть башню, через окна попасть вовнутрь ее и опуститься вниз к всасывающей воронке. Воронка на переливной трубе, расположенная в верхней части резервуара, предназначенная для отвода лишней воды, поступающей в резервуар, в канализацию или сточную канаву во избежание разрушения резервуара. Суточный запас питьевой воды создается отдельно в каждом резервуаре и не связан в технологическую цепочку.

Также известна система резервуаров суточного запаса питьевой воды, соединенных последовательно, содержащая подающие и переливные трубопроводы.

Недостатками известной системы являются:
- большое количество трубопроводов для каждого резервуара и запорно-регулирующей арматуры на них, что усложняет их обслуживание, снижает надежность работы всей системы водоснабжения в целом;
- сложная система контроля за уровнем воды в резервуарах из-за большого их количества и т.д.

Задачей изобретения является создание системы резервуаров суточного запаса питьевой воды с вертикальной циркуляцией воды в них.

Поставленная задача решается за счет того, что в системе резервуаров суточного запаса питьевой воды, соединенных последовательно, содержащей подающие и переливные трубопроводы, каждый из резервуаров снабжен коаксиально установленной в полости резервуара цилиндрической опорной башней с окнами для пропуска воды и горизонтальной диафрагмой, разделяющей полость башни на приемную и заборную камеры, при этом заборная камера предыдущего резервуара соединена с приемной камерой последнего резервуара переливным трубопроводом.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема объединенных в единую систему суточного запаса воды (СЗВ) нескольких последовательно установленных на одной горизонтали резервуаров, работающих по каскадной переливной системе заполнения питьевой водой (в разрезе); на фиг. 2 - то же, что и на фиг. 1 (в плане) (Пунктирные стрелки указывают направление движения воды, а надписи на задвижках - их рабочее положение при всех возможных режимах работы комплекса СЗВ) - при нормальном (повседневном) штатном режиме работы комплекса СЗВ, когда количество подаваемой воды в первый резервуар равно количеству воды, забираемой на потребителя из последнего резервуара; на фиг. 3 - то же, что на фиг. 1 (в плане) - работа комплекса СЗВ при отключении из работы всей системы первого (слева-направо) резервуара в случае необходимости - для его очистки, ремонта или аварии; на фиг. 4 - то же, что на фиг. 1 (в плане) - опорожнение второго резервуара; на фиг. 5 - то же, что и на фиг. 1 (в плане) - работа комплекса СЗВ при отключенном из работы втором резервуаре; на фиг. 6 - то же, что и на фиг. 1 (в плане) - работа комплекса СЗВ при отключенном из работы третьем (или любым из промежуточных) резервуаре; на фиг. 7 - то же, что и на фиг. 6 (в плане), при отключенном предпоследнем резервуаре; на фиг. 8 - то же, что на фиг. 7 (в плане), при отключенном последнем резервуаре; на фиг. 9 - разрез А-А первого резервуара на фиг. 2 (стрелками указано направление движения потоков воды (циркуляция) внутри резервуара); на фиг. 10 - разрез Б-Б на фиг. 9; на фиг. 11 - разрез В-В второго резервуара на фиг. 2; на фиг. 12 - разрез Г-Г на фиг. 11; на фиг. 13 - разрез Д-Д третьего ( типового промежуточного) резервуара, (различие может быть только в высоте резервуара); на фиг. 14 - разрез Е-Е последнего резервуара на фиг. 2; на фиг. 15 - разрез Ж-Ж на фиг. 14.

П р и м е ч а н и е: на фиг. 11, 13 и 14 для наглядности разрез по всем трубопроводам изображен в одной плоскости сечения; на фиг. 16 - узел I по фиг. 9, изображающий поперечную горизонтальную диафрагму в центральной цилиндрической опорной башне, разделяющей ее на приемную (нижнюю) и заборную (верхнюю) камеры. Наличие диафрагмы вызывает принудительную вертикальную (а не обычную - горизонтальную) циркуляцию воды в резервуаре; на фиг. 17 - разрез по З-З на фиг. 16.

Система содержит резервуары 1 суточного запаса питьевой воды, соединенных последовательно.

Резервуары 1 возводятся таким образом, чтобы максимально возможный верхний уровень воды был в первом резервуаре, считая от врезки в магистральный водовод, по которому вода подается на объект. Каждый следующий резервуар должен быть ниже предыдущего на 1 ряд блоков (в нашем случае - на 1 м), чтобы создать дополнительное давление в трубе, которая его наполняет. Количество резервуаров определяется исходя из общего расчетного объема суточного запаса питьевой воды для объекта и распределяется на каждый резервуар с учетом их каскадного (ступенчатого) расположения.

Каждый из резервуаров 1 снабжен цилиндрической опорной башней 2. Цилиндрическая опорная башня 2 резервуара водоснабжения с камерой фильтров очистки воздуха коаксиально установлена в полости резервуара 1, имеет в верхней своей части помещение 3 для размещения фильтров-поглотителей, воздухопроводов и задвижек управления; а в нижней - всасывающую водозаборную воронку.

Башня 2 выполнена из сбросных железобетонных блоков-тюбингов и по высоте внутри резервуара разделена на две камеры: - приемную 4 (нижнюю) и заборную 5 (верхнюю). Разделение башни выполнено монолитной железобетонной горизонтальной диафрагмой 6, которая размещается в уровне горизонтальных связей 7, соединяющих башню с наружными стенами резервуара. Диафрагма имеет два отверстия - под трубу, заполняющую резервуар - отверстие 8, а под трубу малого диаметра - отверстие 9 (для пропуска воздуха и остатков воды из верхней камеры в нижнюю при опорожнении резервуара).

На диафрагме выполняется подбетонка 10 под трубу с переливной воронкой в верхней ее части.

Трубопроводы подающий 11 и переливной 12 заводятся через отверстия в стенах башни между ребрами жесткости блоков-тюбингов. Труба с переливной воронкой крепится к стенам башни хомутами 13 и растяжками 14.

Только в верхнем ряду, в уровне водоприемной переливной воронки, и в нижнем ряду (над всасывающей воронкой) башни оставляются окна 15 для пропуска воды в резервуар.

Применение в качестве остова резервуара 1 центральной цилиндрической опорной башни 2 с горизонтальной диафрагмой 6, разделяющей башню по высоте на приемную (нижнюю) 4 и заборную (верхнюю) 5 камеры, обеспечивает их совместную работу. Переливная труба 12 предыдущего резервуара является одновременно заполняющей (подающей) трубой 11 для следующего, так как она заводится в его приемную камеру 4. Переливная воронка устанавливается в верхней части внутри центральной цилиндрической башни 2, т.е. в заборной камере 5. Окна 15 для пропуска воды из приемной камеры 4 в резервуар расположены по кольцу в нижнем ряду блоков (над всасывающей воронкой) а окна 15 для пропуска воды из резервуара в заборную камеру - в верхнем кольце башни, также по кольцу, в уровне переливной воронки. Приемная камера 4 при падении уровня воды в ней заполняется воздухом, поступающим из заборной (верхней) камеры через отверстие небольшого диаметра 9 в диафрагме. Через эти отверстия воздух из нижней части башни (приемной камеры 4) вытесняется в верхнюю при заполнении резервуара водой. При полном опорожнении резервуара вода из верхней камеры 5 через эти отверстия уйдет в нижнюю камеру (к всасывающей воронке резервуара) и не будет там застаиваться.

Работа каскадной переливной системы заполнения резервуаров продолжается и после полного заполнения резервуаров СЗВ. Потоки поступающей воды от подающей трубы устремляются через окна в нижней части центральной опорной башни вверх между наружными стенами резервуара и глухими стенами центральной башни к окнам в верхней заборной камере и, заполнив ее, через переливную воронку самотеком уходят в следующий резервуар чтобы с дополнительным давлением за счет перепада высоты резервуаров попасть в приемную камеру и дальше проделать тот же путь. Так происходит постоянная замена воды во всех резервуарах.

При условии одинакового поступления воды в первый резервуар и забора воды из последнего, в резервуарах будет сохраняться полный проектный суточный запас свежей воды. Это и есть штатная работа каскадной переливной системы заполнения резервуаров СЗВ.

В случае аварийного прекращения подачи воды в первый резервуар только с разрешения будет производиться забор воды из резервуаров суточного запаса, начиная с последнего, путем поочередного открывания задвижек на всасывающих трубопроводах, имеющихся у каждого из резервуаров. Чтобы выключить из работы любой из ряда резервуаров СЗВ (в случае необходимости его очистки, ремонта или аварии) прекращается подача воды в первый резервуар и через всасывающую воронку производится забор воды из нужного резервуара в полном объеме. Затем задвижка на всасывающем трубопроводе закрывается. Открываются эти же задвижки на предыдущем и последующем резервуарах, что позволит установить в них уровень воды одинаковый по отметке переливной воронки в последующем резервуаре. Поступление воды в нужный нам резервуар не будет (переливная воронка в предыдущем резервуаре будет выше верхнего уровня воды в нем). Работа всей цепочки восстанавливается при возобновлении подачи воды на объект, но уже без одного резервуара, с той лишь разницей, что заполнение последующего резервуара будет не по переливной трубе, а по всасывающему трубопроводу через всасывающие воронки. Чтобы исключить застой воды в предыдущем резервуаре, необходимо на время остановки нужного нам резервуара отбирать воду из него через каждые 48 часов через всасывающую воронку по известной схеме, закрыв все остальные задвижки.

Разделение центральной цилиндрической опорной башни резервуаров на приемную (нижнюю) и заборную (верхнюю) камеры, а также перелив воды из одного резервуара самотеком в следующий является важными условиями работы всей системы заполнения и сохранения хорошего качества питьевой воды. При этом датчики контроля верхнего уровня устанавливаются только в одном - последнем резервуаре.

Основной эффект изобретения является наличие постоянно обновляемого суточного запаса воды в резервуарах при нормальном штатном режиме работы всей системы, pасходование которого контролируется задвижками на всасывающих трубопроводах.

Сущность изобретения: резервуары соединены последовательно. Каждый резервуар снабжен коаксиально установленной в полости резервуара цилиндрической опорной башней с окнами для пропуска воды и горизонтальной диафрагмой, разделяющей полость башни на приемную и заборную камеры. Заборная камера предыдущего резервуара соединена с приемной камерой последующего переливным трубопроводом. 17 ил.

СИСТЕМА РЕЗЕРВУАРОВ СУТОЧНОГО ЗАПАСА ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ, соединенных последовательно, содержащая подающие и переливные трубопроводы, отличающаяся тем, что каждый из резервуаров снабжен коаксиально установленной в полости резервуара цилиндрической опорной башней с окнами для пропуска воды и горизонтальной диафрагмой, разделяющей полость башни на приемную и заборную камеры, при этом заборная камера предыдущего резервуара соединена с приемной камерой последующего резервуара переливным трубопроводом.