ВОДОПОДАЮЩАЯ СТАНЦИЯ Российский патент 2003 года по МПК F04D13/16 E03B11/02 

Предлагаемое изобретение относится к водохозяйственному комплексу, к устройствам, обеспечивающим подачу воды в коттеджи, здания, сооружения. Может быть использовано в пожарной технике.

Известно устройство, которое может быть использовано в водоподающей станции для упрощения ее конструкции и автоматизации подкачки воздуха [1].

Устройство содержит корпус с отверстием для забора воздуха и сопло, размещенное внутри корпуса, для разгона и турбулизации воды. Зазор между корпусом и соплом выполнен конусным.

Существенным признаком этого устройства является наличие специального разгонного и турбулирующего сопла, обеспечивающего высокую степень интенсификации процесса захвата водой воздуха. Это усложняет конструкцию.

Станция [2] - прототип содержит емкость с манометром для сжатия воздуха и воды, насос, вентили, всасывающий и нагнетающий трубопроводы. Воздушная полость в баке подпитывается давлением компрессора и служит для выдавливания воды из бака и подачи ее к потребителю. Давление сжатого воздуха в баке может быть повышено и при помощи насоса, которым вода подается в бак, занимает в нем объем и сжимает в верхней части бака воздух. Процесс контролируется манометром.

Недостатком устройства является то, что процесс подкачки воздуха и воды разделен на два самостоятельных процесса, что требует компрессора для воздуха и насоса для воды. Это усложняет конструкцию и эксплуатацию станции, снижает ее потребительские свойства.

Задачей изобретения является упрощение конструкции водоподающей станции, повышение ее потребительских свойств, а также расширение арсенала технических средств аналогичного назначения.

Технический результат достигается тем, что в станции, содержащей емкость с манометром, насос, вентили, нагнетающий и всасывающий трубопроводы, эжекцию воздуха в бак функционально осуществляют, используя стандартный центробежный насос, в зону разрежения которого вводят патрубок, который другим концом сообщается с воздушной средой. В частном случае, патрубок, соединенный с воздушной средой, устанавливается по оси крыльчатки насоса и диффузора.

Проходное сечение патрубка регулируется, а сам патрубок имеет возможность продольного перемещения. Емкость снабжена датчиком давления воздуха и уровня воды, обеспечивающим включение и выключение вентилей и насоса при заданных параметрах. Крыльчатка выполняет роль турбулятора. Интенсивно смешивает воду с воздухом, обеспечивая процесс его захвата, и подает воду с воздухом в емкость водоподающей станции. При этом в станции два процесса - подача воздуха и воды отдельно, объединены в один процесс - совместной подачи воды и воздуха. Это упрощает конструкцию станции, упрощает ее эксплуатацию, то есть повышает ее потребительские свойства.

Более подробно сущность изобретения будет описана ниже.

На фиг. 1 показан схематический чертеж водоподающей станции. На фиг.2 показан чертеж подкачки воздуха с использованием крыльчатки электронасоса и конфузора вторичного потока воды этого же насоса.

Водоподающая станция по фиг.1 состоит из емкости 1 с водомерной трубкой 2, манометра 3, вентиля 4, нагнетающего трубопровода 5, насоса 6, всасывающего трубопровода 7, датчиков уровня 8 и вентиля 9.

На фиг. 2 показано: вал электродвигателя насоса 10, корпус насоса 11, крышка насоса 12, пробка заливного отверстия 13, насадка 14, вентиль 15, патрубок 16, конфузор-эжектор 17, диффузор 18, крыльчатка 19.

Работает водоподающая станция следующим образом.

Через заливное отверстие под пробкой 13 (см. фиг.2) насоса 6 в полость крышки 12 заливают воду, которая заполняет и трубопровод 7, соединенный с источником воды. Источник воды на фиг. 1 и 2 не показан.

Открывают вентиль 4 и включают насос 6.

Крыльчатка 19, отбрасывая воду в нагнетающий трубопровод 5 (на фиг.2 показано стрелкой), начинает засасывать воду из всасывающего трубопровода 7 (показано стрелкой) и далее из источника воды.

В диффузоре 18 создается постоянное разрежение, куда поступает вода из всасывающего трубопровода 7 через зазор между диффузором 18 и конфузором-эжектором 17. В конфузор-эжектор 17 засасывается вторичный поток воды, который не попал в нагнетающий трубопровод 5.

Внутри конфузора-эжектора 17 по его оси проходит патрубок 16, который соединен с вентилем 15, закрепленном на крышке 12. При открывании вентиля 15 воздух будет эжектироваться (засасываться) внутрь диффузора 18 и интенсивно перемешиваться крыльчаткой 19 с водой, которая затем через нагнетающий трубопровод 5 и открытый вентиль 4 поступает в емкость 1.

В емкости 1 сжатый воздух аккумулируется над водой в верхней части. Давление в воздушной полости контролируется манометром 3, а уровень воды контролируется по водомерной прозрачной трубке. Количество эжектируемого воздуха регулируется открытием или закрытием вентиля 15 (см. фиг.2).

Используя вентили 9 и 15, можно обеспечить в емкости 1 заданные параметры по уровню воды и давлению в воздушной полости.

Так при недостатке давления воздуха в емкости 1 из нее сливают воду через вентиль 9, после чего его закрывают и открывают вентиль 4. Включают насос 6 и открывают вентиль 15. При достижении необходимого давления воздуха закрывают вентиль 15, выключают насос 6 и закрывают вентиль 4, а вентилем 9 подают воду потребителю.

С целью регулировки эффективности эжекции воздуха патрубок 16 имеет возможность продольного перемещения, а проходное сечение патрубка регулируется величиной открытия или закрытия вентиля 15.

Предложенная конструкция водоподающей станции позволяет объединить два процесса - подачу воздуха и подачу воды, в один процесс - подачи воды с воздухом по одной магистрали, что упрощает конструкцию и эксплуатацию станции, то есть повышает ее потребительские свойства, расширяет арсенал технических средств аналогичного назначения.

При этом используется стандартный центробежный насос, в котором крыльчатка не только подает в емкость воду с воздухом, но и предварительно интенсивно перемешивает их, повышая воздухозахватную способность воды.

Все это обеспечивается минимальными доработками насоса, введением в существующий эжектор дополнительной детали - патрубка.

Вышеописанный подсос воздуха в емкость 1 может быть реализован на любых насосах, имеющих в работающем насосе зону разрежения. При этом эжектирующий патрубок может быть введен в зону разрежения из любого места.

Процесс работы предлагаемой водоподающей станции может быть полностью автоматизирован. Разберем работу станции с использованием пульта управления и датчиков, контролирующих эту работу.

Пусть, например, уровень в емкости 1 снизился до отметки min (см. фиг.1) и давление воздуха в воздушной полости понизилось за счет ее расширения и не обеспечивает работу станции. В этом случае датчик уровня 8 min включает насос 6 без эжекции воздуха и закрывает вентиль 9. Вода закачивается до уровня mах и датчик 8 max отключает насос 6. В воздушной полости возросло давление и станция готова к работе.

Если же одновременно со снижением уровня воды произошла утечка воздуха, то одновременно с подкачкой воды включается и вентиль 15, по которому эжектируется воздух. При этом, если уровень max достигнут, но в полости еще не создано рабочее давление, насос 6 отключится и откроется вентиль 9, выпускающий воду из емкости 1 до уровня min. Далее вентиль 9 закрывается и насос 6 снова подает воду с воздухом.

При достижении рабочего давления отключится насос 6 и вентиль 15.

Таким образом происходит отслеживание воздушной полости в емкости 1 как по давлению, так и по объему.

Водоподающая станция содержит емкость с манометром, насос, вентили, всасывающий и нагнетающие трубопроводы. В зону разрежения насоса введен патрубок, другой конец которого сообщается с наружной поверхностью насоса. В частном случае, патрубок одним концом введен в конфузор-эжектор по оси крыльчатки центробежного насоса и диффузора, а другой сообщается с наружной поверхностью насоса, проходное сечение патрубка регулируется и он установлен с возможностью продольного перемещения, а емкость снабжена датчиками давления воздуха и уровня воды, обеспечивающими включение и выключение вентилей и насоса при заданных параметрах. Станция технически применима. Выпускается в условиях механических мастерских и в эксплуатации обеспечивает достижение технического результата.

Источники информации
1. А. с. СССР 1699565 А, В 01 3/04, С 02 3/20 от 19.10.89. "Устройство для аэрации воды".

2. Свидетельство на полезную модель 14614 RU, F 04 В 23/00 от 21.06.99. "Водоподающая станция" - прототип.

Изобретение относится к водохозяйственному комплексу, а именно к насосным станциям, обеспечивающим подачу воды в коттеджи и сооружения. Водоподающая станция содержит емкость с манометром, насос, вентили, всасывающий и нагнетающий трубопроводы. В зону разрежения насоса введен патрубок, один конец которого находится в зоне разрежения и введен в конфузор-эжектор по оси крыльчатки центробежного насоса и диффузора, а другой сообщается с наружной поверхностью насоса. Проходное сечение патрубка регулируется. Патрубок установлен с возможностью продольного перемещения, а емкость снабжена датчиками давления воздуха и уровня воды, обеспечивающими включение и выключение вентилей и насоса при заданных параметрах. Изобретение направлено на упрощение конструкции станции и повышение ее потребительских свойств. 4 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Водоподающая станция, содержащая емкость с манометром, насос, вентили, всасывающий и нагнетающий трубопроводы, отличающаяся тем, что в зону разрежения насоса введен патрубок, один конец которого находится в зоне разрежения, а другой сообщается с наружной поверхностью насоса. 2. Водоподающая станция по п. 1, отличающаяся тем, что патрубок одним концом введен в конфузор-эжектор по оси крыльчатки центробежного насоса и диффузора, а другим сообщается с наружной поверхностью насоса. 3. Водоподающая станция по п. 1, отличающаяся тем, что проходное сечение патрубка регулируется. 4. Водоподающая станция по п. 1, отличающаяся тем, что патрубок установлен с возможностью продольного перемещения. 5. Водоподающая станция по п. 1, отличающаяся тем, что емкость снабжена датчиками давления воздуха и уровня воды, обеспечивающими включение и выключение вентилей и насоса при заданных параметрах.