СИСТЕМА ВОДОСНАБЖЕНИЯ НАСЕЛЕННОГО ПУНКТА Российский патент 1999 года по МПК E03B1/02 

Изобретение относится к системам водоснабжения населенных пунктов и может быть использовано при устройстве зонных водопроводов, имеющих большую протяженность водоводов и водопроводных сетей.

Известна система водоснабжения населенного пункта, включающая водоводы большой протяженности. Обработку воды озоном ведет дважды: на станции водоподготовки и непосредственно в черте города перед потребителем, доводя бактерицидное качество воды до санитарных норм [Орлов В.А. Озонирование воды. - М.: Стройиздат, 1984, с. 33].

Недостатком известной системы водоснабжения населенного пункта является то, что качество воды у потребителей будет недостаточным, потому что после озонирования из воды не извлекаются побочные загрязнения. Кроме того, озонирование воды в трубопроводе без тщательного перемешивания озона с водой влечет за собой дополнительные экономические затраты, связанные с обработкой питьевой воды.

Наиболее близким аналогом к заявленному изобретению является система водоснабжения населенного пункта, включающая насосную станцию второго подъема, водоводы, водопроводную сеть и напорно-регулирующую емкость [Николадзе Г.И. Водоснабжение. - М.: Стройиздат, 1989, с. 27-28, рис. 3.1(а)]. Недостатком известной системы водоснабжения населенного пункта является низкое качество воды, подаваемой потребителям, часто ниже санитарных норм. Объясняется это тем, что при большой протяженности водоводов и водопроводных сетей, а также при эксплуатации старых труб и неудовлетворительного качества стыков труб нарушается бактериальная стабильность воды и накапливаются побочные загрязнения в водопроводных сетях.

Задачей изобретения является повышение качество питьевой воды и экономичности при ее обработке.

Технический результат достигается тем, что в систему водоснабжения населенного пункта, содержащую насосную станцию второго подъема, водоводы, водопроводную сеть и напорно-регулирующую емкость, включают дополнительно повысительный, сетевой и промывной насосы, сатуратор, напорный флотатор, озонатор, хлоратор, два эжектора, первый из которых соединен с повысительным насосом, сатуратором и озонатором, а второй - с повысительным насосом, напорным флотатором и хлоратором, фильтр, вход которого соединен с выходом напорного флотатора и всасывающим патрубком промывного насоса, а выход соединен со всасывающим патрубком сетевого насоса, датчики давления, запорные клапаны с электромагнитными приводами, и датчики положения запорных клапанов с электромагнитными приводами, обратный клапан, вентиль и блок управления, с которым связаны датчики давления, запорные клапаны с электромагнитными приводами и датчики положения запорных клапанов с электромагнитными приводами.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с наиболее близким аналогом показывает, что оно содержит новые узлы со своими связями, позволяющими повысить качество питьевой воды и экономичность при ее обработке.

Таким образом, заявляемое решение соответствует критерию изобретения "новизна".

На чертеже схематически изображена система водоснабжения населенного пункта.

Система водоснабжения населенного пункта включает водовод 1, повысительный насос 2, эжекторы 3 и 4, сатуратор 5, напорный флотатор 6, озонатор 7, фильтр 8, сетевой насос 9, промывной насос 10, запорные клапаны с электромагнитными приводами 11-18, датчики положения запорных клапанов с электромагнитными приводами 19-26, датчики давления 27-31, хлоратор 32, вентиль 33, лоток для отвода пены 34, обратный клапан 35, трубопроводы 36-45, блок управления 46.

Система водоснабжения населенного пункта работает следующим образом.

По водоводу 1 вода поступает во всасывающий патрубок повысительного насоса 2. Электродвигатель повысительного насоса 2 запускается в работу. Как только повысительный насос 2 выйдет на нормальный режим работы, от датчика давления 27 на блок управления 46 поступит сигнал на открывание запорных клапанов с электромагнитными приводами 11 и 12. При разрешающих сигналах от датчиков положения 19 и 20 запорные клапаны с электромагнитными приводами 11 и 12 открываются и вода от повысительного насоса 2 по трубопроводу 36 подается в эжектор 3. От озонатора 7 по трубопроводу 37 в эжектор 3 подается озонированный воздух и тщательно перемешивается с водой, после чего образовавшаяся смесь поступает в сатуратор 5 и сжимается. При этом происходит растворение озонированного воздуха в воде. При достижении в сатураторе 5 расчетного давления от датчика давления 28 на блок управления 46 поступит сигнал на открывание запорных клапанов с электромагнитными приводами 13-16. При разрешающих сигналах от датчиков положения 21-24 запорные клапаны с электромагнитными приводами 13-16 открываются. От повысительного насоса 2 вода по трубопроводу 38 через эжектор 4 подастся снизу на вход напорного флотатора 6, а по трубопроводу 39 из сатуратора 5 подается смесь из воды и озонированного воздуха в напорный флотатор 6 сверху. Двигаясь навстречу друг другу эти потоки интенсивно перемешиваются, скорости их движения резко снижаются, озон взаимодействует с бактериальными загрязнениями, а освободившийся воздух в виде мельчайших пузырьков флотирует побочные загрязнения. Образовавшаяся при этом на свободной поверхности воды в напорном флотаторе 6 пена по лотку 34 периодически отводится в канализацию. Из напорного флотатора 6 по трубопроводу 40 вода поступает на вход фильтра 8, например, с плавающей фильтрующей загрузкой и, пройдя через нее снизу вверх, фильтруется. Нижний датчик уровня воды в надфильтровом пространстве (на схеме условно не показан) подает сигнал на блок управления 46 на включение электродвигателя сетевого насоса 9. Электродвигатель сетевого насоса 9 включается в работу. Очищенная вода из фильтра 8 по трубопроводу 41 поступает во всасывающий патрубок сетевого насоса 9, которым затем по трубопроводу 42 подается в водопроводную сеть потребителям. Обратный клапан 35 препятствует обратному движению воды.

При работе фильтр 8 засоряется, его гидравлическое сопротивление увеличивается. Как только гидравлическое сопротивление увеличится до предельной величины, верхний датчик уровня воды в надфильтровом пространстве (на схеме условно не показан) подаст сигнал на блок управления 46 и фильтр 8 переводится в режим регенерации фильтрующей загрузки. По команде с блока управления 46 запорные клапаны с электромагнитными приводами 11-16 закрываются и при разрешающих сигналах от датчиков положения 19-24 открывается запорный клапан 17. При разрешающем сигнале от датчика положения 25 запускается в работу электродвигатель промывного насоса 10. Когда промывной насос 10 выйдет на нормальный режим работы, от датчика давления 29 на блок управления 46 поступит сигнал на открывание запорного клапана с электромагнитным приводом 18. Запорный клапан с электромагнитным приводом 18 открывается и при разрешающем сигнале от датчика положения 26 запорный клапан с электромагнитным приводом 17 закрывается. При разрешающем сигнале от датчика положения 25 промывной насос 10 будет откачивать жидкость из вакуумированной полости трубопровода 43 в канализацию. Абсолютное давление в вакуумированной полости трубопровода 43 будет при этом снижаться и как только достигнет минимального расчетного значения P_min, датчик давления 30 на блок управления 46 подаст сигнал на открывание запорного клапана с электромагнитным приводом 17. При разрешающем сигнале от датчика положения 25 запорный клапан с электромагнитным приводом открывается и из фильтра 8 под действием разности абсолютных давлений на поверхность жидкости в фильтре 8 и в вакуумированной полости трубопровода 43 к промывному насосу 10 устремится жидкость. Промывной насос 10 по трубопроводу 44 будет откачивать ее в канализацию, абсолютное давление в вакуумированной полости трубопровода 43 начнет повышаться. При достижении абсолютного давления в вакуумированной полости трубопровода 43 расчетного максимального значения P_max датчик давления 30 подаст сигнал на закрывание запорного клапана с электромагнитным приводом 17. При разрешающем сигнале от датчика положения 25 запорный клапан с электромагнитным приводом 17 закрывается, в результате чего в фильтре 8 будут формироваться поочередно волны упругого сжатия и растяжения жидкости. Под действием волн упругой деформации жидкости гранулы фильтрующей загрузки будут быстро освобождаться от загрязнений. Как только абсолютное давление в вакуумированной полости трубопровода 43 вновь снизится до P_min, датчик давления 30 на блок управления 46 вновь подаст сигнал на открывание запорного клапана с электромагнитным приводом 17 и процесс регенерации фильтрующей загрузки фильтра 8 будет продолжаться до тех пор, пока уровень жидкости в надфильтровом пространстве не снизится до расчетной величины и на блок управления 46 не поступит сигнал от датчика нижнего уровня жидкости в надфильтровом пространстве на прекращение регенерации фильтрующей загрузки фильтра 8. По этому сигналу блок управления 46 переводит фильтр 8 в режим фильтрования жидкости, в соответствии с которым электродвигатель промывного насоса 10 отключается, запорные клапаны с электромагнитными приводами 17 и 18 закрываются и при разрешающих сигналах от датчиков положения 25 и 26 открываются запорные клапаны с электромагнитными приводами 11 - 16. Процесс обработки воды, поступающей по водоводу 1, возобновляется.

Периодически в профилактических целях система водоснабжения населенного пункта нуждается в дезинфекции хлором. Для этого запорные клапаны с электромагнитными приводами 11, 12 и 14 закрываются, а вентиль 33 вручную открывается. Вода от повысительного насоса 2 по трубопроводу 38 будет поступать в эжектор 4. Из хлоратора 32 в эжектор 4 по трубопроводу 45 будет поступать хлор и тщательно смешиваться с водой. Смешанный поток из эжектора 4 будет поступать в напорный флотатор 6, а из него по трубопроводу 40 в фильтр 8 и далее сетевым насосом 9 будет направлен в водопроводную сеть для ее дезинфекции. По окончании профилактической дезинфекции водопроводной сети населенного пункта вентиль 33 закрывается, а запорные клапаны с электромагнитными приводами 11, 12 и 14 открываются по сигналу с блока управления 46. Процесс обработки озоном и подачи питьевой воды в водопроводную сеть населенного пункта продолжается.

При прекращении водопотребления населенным пунктом наполняется водой напорно-регулирующая емкость и датчик давления 31 на блок управления 46 подаст сигнал на выключение системы водоснабжения из работы. По этому сигналу закрываются запорные клапаны с электромагнитными приводами 11-18 и отключаются повысительный насос 2, сетевой насос 9 и промывной насос 10. При возобновлении водопотребления давление в водопроводной сети будет понижаться. Как только оно снизится до допустимого предела, датчик давления 31 на блок управления 46 подаст сигнал на включение в работу системы водоснабжения и процесс подготовки питьевой воды будет продолжен.

Предлагаемое техническое решение позволяет получить экономический эффект за счет рационального расходования озона и хлора и высокого качества обработанной питьевой воды.

В качестве примера были выполнены расчеты основных показателей, без которых нельзя реализовать предлагаемое техническое решение на практике. Результаты расчетов представлены в таблице.

Изобретение может быть использовано при устройстве зонных водопроводов, имеющих большую протяженность водопроводных сетей. Технический результат - повышение качества питьевой воды и экономичность при ее обработке. Для этого система водоснабжения населенного пункта, содержащая насосную станцию второго подъема, водоводы, водопроводную сеть и напорно-регулирующую емкость, дополнительно снабжена повысительным, сетевым и промывным насосами, сатуратором, напорным флотатором, озонатором, хлоратором, двумя эжекторами, первый из которых соединен с повысительным насосом, сатуратором и озонатором, второй - с повысительным насосом, напорным флотатором и хлоратором, фильтром, вход которого соединен с выходом напорного флотатора и всасывающим патрубком промывного насоса, а выход соединен, со всасывающим патрубком сетевого насоса, датчиками давления, запорными клапанами с электромагнитными приводами и датчиками, положения запорных клапанов с электромагнитными приводами, обратным клапаном, вентилем и блоком управлений, с которым связаны датчики давления, запорные клапаны с электромагнитными приводами и датчики положения запорных клапанов с электромагнитными приводами. 1 ил.,1 табл.

Система водоснабжения населенного пункта, содержащая насосную станцию второго подъема, водоводы, водопроводную сеть и напорно-регулирующую емкость, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит повысительный, сетевой и промывной насосы, сатуратор, напорный флотатор, озонатор, хлоратор, два эжектора, первый из которых соединен с повысительным насосом, сатуратором и озонатором, а второй - с повысительным насосом, напорным флотатором и хлоратором, фильтр, вход которого соединен с выходом напорного флотатора и всасывающим патрубком промывного насоса, а выход соединен со всасывающим патрубком сетевого насоса, датчики давления, запорные клапаны с электромагнитными приводами и датчики положения запорных клапанов с электромагнитными приводами, обратный клапан, вентиль и блок управления, с которым связаны датчики давления, запорные клапаны с электромагнитными приводами и датчики положения запорных клапанов с электромагнитными приводами.