УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАБОРА ПРЕСНЫХ ВОД ИЗ ПОВЕРХНОСТНЫХ ИСТОЧНИКОВ

Полезная модель относится к области водоснабжения и может быть использована для забора пресных вод из поверхностных источников с последующей подачей воды на очистку или использование для технических целей.
При строительстве магистральных трубопроводов, автомобильных и железных дорог, обустройстве нефтяных и газовых месторождений в отдаленных регионах нашей страны, часто возникает необходимость обеспечения пресной водой буровиков, строителей и персонала объектов из поверхностных источников на период выполнения работ.
Известно передвижное электрифицированное водозаборное сооружение в виде одного насоса, смонтированного на прицепе со всасывающей трубой и устройствами для заполнения его водой перед пуском, так как насос рассчитан на работу с использованием его высоты всасывания (А.С. Образовский и др., под редакцией К.А. Михайлова и А.С. Образовского. Водозаборные сооружения для водоснабжения из поверхностных источников. - М.: Стройиздат, 1976, стр. 235-236).
Недостатком известного сооружения является ограничение эксплуатационных возможностей вследствие ограничения работы в зимних условиях, так как отсутствует в составе сооружения утепленный павильон, кроме того во всасывающей трубе не предусмотрена защита от замерзания воды.
Задача создания полезной модели:
- разработка устройства для забора пресных вод из поверхностных источников, выполненного в полной заводской готовности, с использованием на удаленных объектах, в районах с различными природно-климатическими условиями;
- обеспечение стабильной работы устройства в автоматическом режиме;
- снабжение объектов водой в кратчайшие сроки;
- обеспечение экологической безопасности без нанесения ущерба природе при эксплуатации устройства.
Технический результат создания полезной модели состоит в повышении эксплуатационных возможностей устройства для забора пресных вод из поверхностных источников путем сохранения ритмичности и непрерывности работы, в том числе в зимнее время.
Технический результат достигается тем, что устройство для забора пресных вод из поверхностных источников содержит погружные электрические центробежные насосы, выполненные с возможностью подключения через устройство водоприемное рыбозащитное поплавковое к источнику забора воды, разборный водовод и напорный трубопровод, который выполнен с возможностью монтажа в блок-боксе, при этом напорный трубопровод скреплен с устройством водоприемным рыбозащитным поплавковым при помощи разборного водовода через погружные электрические центробежные насосы для подачи воды потребителю, причем в напорный трубопровод вмонтированы клапан предохранительный пружинный, затворы поворотные дисковые, электромагнитный расходомер-счетчик, манометр цифровой с аналоговым выходом, кран дренажный и затвор поворотный дисковый с пневмоприводом, при этом напорный трубопровод связан с обводной линией, на которой смонтирован затвор поворотный дисковый. Устройство для забора пресных вод из поверхностных источников выполнено с возможностью пневматической очистки устройства водоприемного рыбозащитного поплавкового и возможностью пневматической защиты от замерзания воды в разборном водоводе, для чего снабжено компрессором воздушным, ресивером воздушным вертикальным, воздухопроводом и линией сброса воздуха, которые смонтированы внутри блок-бокса, причем в воздухопровод вмонтированы манометр показывающий сигнализирующий, клапан электромагнитный, регулятор давления и запорная арматура, кроме этого, снаружи блок-бокса смонтированы рукав для подачи воздуха и перфорированный коллектор. Пневматическая очистка устройства водоприемного рыбозащитного поплавкового содержит компрессор воздушный, ресивер воздушный вертикальный и рукав для подачи воздуха, который соединен с воздухопроводом и перфорированным коллектором, причем воздухопровод присоединен через клапан электромагнитный, а перфорированный коллектор через клапан обратный. Пневматическая защита от замерзания воды в разборном водоводе содержит ресивер воздушный вертикальный, линию сброса воздуха и воздухопровод, линия сброса воздуха соединена при помощи гибкого рукава с пневмоприводом затвора поворотного дискового, воздухопровод соединен с напорным трубопроводом через запорную арматуру, а с линией сброса воздуха через клапан электромагнитный, при этом разборный водовод снабжен водовыпускным патрубком.
На фиг. 1 схематично изображено устройство для забора пресных вод из поверхностных источников.
На фиг. 2 тоже, вид сбоку.
На фиг. 3 разрез по А-А на фиг. 1, показан в разрезе разборный водовод.
На фиг. 4 приведена схема устройства для забора пресных вод из поверхностных источников.
Устройство для забора пресных вод из поверхностных источников (фиг. 1 и фиг. 2) содержит съемный комплекс подводный водозаборный 1, блок-бокс 2 установленный на передвижной платформе 3, выполненной, например, в виде саней, снабженной сцепным устройством 4 и контейнерами 5, 6, съемную лестницу 7. Устройство для забора пресных вод из поверхностных источников оборудовано погружными электроцентробежными насосами основным 8 и резервным 9, подключенными при помощи силовых электрических кабелей 10 и 11 соответственно, которые размещены в резинотканевом рукаве.
Съемный комплекс подводный водозаборный 1 состоит из разборного водовода 12 с противоледовой защитой 13, устройства водоприемного рыбозащитного поплавкового 14 с грузом 15 и прикрепленным к нему канатом 16, корпусов 17 и 18 для установки погружных электроцентробежных насосов основного 8 и резервного 9 соответственно.
Разборный водовод 12 выполнен составным, состоящим из нескольких звеньев, соединенных между собой фланцевыми соединениями 19.
Разборный водовод 12 состоит из гибкого рукава 20 (фиг. 3), в котором концентрично установлен гибкий рукав 21 меньшего диаметра, при помощи пружинного металлического каркаса 22, образуя кольцевое пространство для размещения теплоизоляции 23.
Блок-бокс 2 содержит размещенный внутри напорный трубопровод 24 (фиг. 4), воздухопровод 25 и систему управления (не показано). На напорном трубопроводе 24 размещены клапан предохранительный пружинный 26, затворы поворотные дисковые 27 и 28, электромагнитный расходомер-счетчик 29, манометр цифровой с аналоговым выходом 30, кран дренажный 31, затвор поворотный дисковый 32 с пневмоприводом 33. Напорный трубопровод 24 связан с обводной линией 34, на которой установлен затвор поворотный дисковый 35. На воздухопроводе 25 размещены компрессор воздушный 36, манометр показывающий сигнализирующий 37, ресивер воздушный вертикальный 38, клапан электромагнитный 39, регулятор давления 40 и запорная арматура. Напорный трубопровод 24 соединен с устройством водоприемным рыбозащитным поплавковым 14 при помощи разборного водовода 12 через погружные электроцентробежные насосы основной 8 и резервный 9. Устройство для забора пресных вод из поверхностных источников снабжено пневматической очисткой устройства водоприемного рыбозащитного поплавкового 14 и пневматической защитой от замерзания воды в разборном водоводе 12. Пневматическая очистка устройства водоприемного рыбозащитного поплавкового 14 содержит рукав для подачи воздуха 41, который соединен с воздухопроводом 25 и перфорированным коллектором 42, причем воздухопровод 25 присоединен через клапан электромагнитный 43, а перфорированный коллектор 42 через клапан обратный 44. Устройство водоприемное рыбозащитное поплавковое 14 содержит сетку рыбозащитную 45. Пневматическая защита от замерзания воды в разборном водоводе 12 содержит воздухопровод 25, линию сброса воздуха 46, на которой установлен клапан электромагнитный 47. Линия сброса воздуха 46 соединена с пневмоприводом 33 затвора поворотного дискового 32 при помощи гибкого рукава 48 и соединена с воздухопроводом 25 через клапан электромагнитный 49. Разборный водовод 12 снабжен водовыпускным патрубком 50.
Трубопроводы оснащены запорной арматурой, которая открывается и закрывается в зависимости от режимов работы устройства для забора пресных вод из поверхностных источников, в момент пуска и остановки, а также во время его обслуживания.
Сборку блок-бокса 2 с размещенным внутри технологическим оборудованием производят в заводских условиях, на месте эксплуатации - окончательный монтаж, технологические испытания. Сначала внутри блок-бокса 2 со снятыми стеновыми панелями монтируют компрессор воздушный 36, ресивер воздушный вертикальный 38, воздухопровод 25, напорный трубопровод 24, линию сброса воздуха 46, для чего крепят болтовыми соединениями к опорам (не показано), приваренным к основанию блок-бокса 2. Приборы, регулирующую, предохранительную и запорную арматуру монтируют соответственно в напорный трубопровод 24 и воздухопровод 25 посредством фланцевых и резьбовых соединений. Затем окончательно собирают блок-бокс 2 с использованием стеновых панелей типа «сэндвич».
При проведении монтажных работ, на месте эксплуатации, на берегу водоема устанавливают блок-бокс 2 на передвижной платформе 3, которую крепят металлическими стропами к береговым анкерам (не показано). В береговую траншейную выработку водоема устанавливают противоледовую защиту 13. Противоледовая защита 13 представляет собой металлический кожух, в который укладывают разборный водовод. Противоледовую защиту 13 крепят с каждой стороны металлическими стропами к береговым анкерам (не показано). Далее устанавливают устройство водоприемное рыбозащитное поплавковое 14, к которому крепят канат 16 с грузом 15. В корпусы 17 и 18 устанавливают погружные электроцентробежные насосы основной 8 и резервный 9 соответственно, затем выполняют герметичное соединение силовых электрических кабелей 10 и 11 соответственно, проложенных в защитных резинотканевых рукавах, с соответствующими электрическими кабелями устройства. К устройству водоприемному рыбозащитному поплавковому 14 через погружные электроцентробежные насосы основной 8 и резервный 9 присоединяют звено концевое разборного водовода 12 посредством фланцевого соединения 19 с резиновой прокладкой и крепят болтовыми соединениями. К концевому звену разборного водовода 12 присоединяют звенья промежуточные разборного водовода 12 посредством фланцевого соединения 19 с резиновой прокладкой и крепят болтовыми соединениями. Последнее звено разборного водовода 12 присоединяют к фланцу напорного трубопровода 24, который смонтирован внутри блок-бокса 2.
Таким образом, напорный трубопровод 24 конструктивно скреплен и гидравлически связан с устройством водоприемным рыбозащитным поплавковым 14 при помощи разборного водовода 12 через погружные электрические центробежные насосы основной 8 и резервный 9 для подачи воды потребителю.
Рукав для подачи воздуха 41 соединяют с воздухопроводом 25 и перфорированным коллектором 42 посредством фланцевых соединений (не показано).
К источнику электропитания подключают силовые электрические кабели 10, 11.
Устройство для забора пресных вод из поверхностных источников работает следующим образом.
Вода из поверхностного источника через находящееся под водой устройство водоприемное рыбозащитное поплавковое 14 погружным электроцентробежным насосом основным 8 или резервным 9, подключенным при помощи силового электрического кабеля 10 или 11 соответственно, подается потребителю. Давление, развиваемое погружным электроцентробежным насосом основным 8 или резервным 9, контролирует и регулирует манометр цифровой с аналоговым выходом 30, установленный на напорном трубопроводе 24. Расход подаваемой воды потребителю контролирует электромагнитный расходомер-счетчик 29. При необходимости демонтажа электромагнитного расходомера-счетчика 29, вода может подаваться потребителю по обводной линии 34 через затвор поворотный дисковый 35, при этом затворы поворотные дисковые 27 и 28 закрыты. Для предотвращения разрыва разборного водовода 12, при несанкционированном повышении давления в напорном трубопроводе 24, предусмотрен клапан предохранительный пружинный 26.
Для полного удаления воды из напорного трубопровода 24 предусмотрен кран дренажный 31, к которому необходимо присоединить шланг (не показано) и слить воду вне блок-бокса 2.
Управление и контроль работы устройства для забора пресных вод из поверхностных источников осуществляют с помощью системы управления (не показано).
Электрооборудование устройства для забора пресных вод из поверхностных источников может работать как от сети, так и от автономного источника электропитания.
Предусмотрена пневматическая очистка устройства водоприемного рыбозащитного поплавкового 14. Устройство водоприемное рыбозащитное поплавковое 14 содержит сетку рыбозащитную 45. Пневматическая очистка сетки рыбозащитной 45 устройства водоприемного рыбозащитного поплавкового 14 работает с заданной периодичностью следующим образом.
Перед продувкой воздухом погружной электроцентробежный насос основной 8 или резервный 9 отключается. Компрессор воздушный 36 закачивает воздух в ресивер воздушный вертикальный 38. При достижении в ресивере воздушном вертикальном 38 давления равного 0,5 МПа компрессор воздушный 36 отключается. В заданное время открывается клапан электромагнитный 43 и начинается продувка воздухом устройства водоприемного рыбозащитного поплавкового 14 через перфорированный коллектор 42 путем подачи воздуха через перфорационные отверстия (не показано), при этом воздух борбатирует через воду, создавая микрогидроудары, и очищает сетку рыбозащитную 45. После завершения продувки клапан электромагнитный 43 закрывается, включается компрессор воздушный 36 и закачивает воздух в ресивер воздушный вертикальный 38 для следующего цикла продувки. Давление, развиваемое компрессором воздушным 36 контролирует манометр показывающий сигнализирующий 37, установленный на воздухопроводе 25. Для исключения возможности попадания воды в рукав для подачи воздуха 41 предусмотрен клапан обратный 44.
При штатном или аварийном выключении погружного электроцентробежного насоса основного 8 или резервного 9, для предотвращения замерзания воды в разборном водоводе 12 в зимний период, предусмотрена пневматическая защита. При этом происходит вытеснение воды из разборного водовода 12 воздухом до уровня, исключающего замерзание воды через водовыпускной патрубок 50, в котором выполнено калиброванное отверстие (не показано).
Пневматическая защита от замерзания воды в разборном водоводе 12 работает следующим образом.
Закрывается клапан электромагнитный 49. Открывается клапан электромагнитный 47 линии сброса воздуха 46 для стравливания воздуха с пневмопривода 33 затвора поворотного дискового 32. Затвор поворотный дисковый 32 закрывается для прекращения подачи воды по напорному трубопроводу 24. Открывается клапан электромагнитный 39, через который в разборный водовод 12 начинает под давлением поступать воздух из ресивера воздушного вертикального 38. Регулятор давления 40 обеспечивает заданное снижение уровня воды в разборном водоводе 12, например, из расчета 9,8 кПа на 1 м водяного столба. Вода вытесняется через водовыпускной патрубок 50, в котором выполнено калиброванное отверстие (не показано). Калиброванное отверстие обеспечивает дозированное вытеснение воды из разборного водовода 12 при подаче в него воздуха. Размер сечения калиброванного отверстия выбирают из условий достаточного для вытеснения воды из разборного водовода 12 воздухом под давлением, но недостаточного для потери напора при вытекании воды из разборного водовода 12, при работе устройства для забора пресных вод из поверхностных источников.
Блок-бокс 2 предназначен для защиты размещенного внутри оборудования от внешних воздействий и для обеспечения комфортных условий при проведении технического обслуживания.
Передвижная платформа 3, выполненная, например, в виде саней, снабженная сцепным устройством 4, обеспечивает возможность оперативной транспортировки устройства для забора пресных вод из поверхностных источников с одного объекта на другой путем прицепа к колесному или гусеничному автотранспорту. Устройство для забора пресных вод из поверхностных источников можно доставить на отдаленные объекты, где нет альтернативных водоисточников, кроме поверхностных, и невозможно обеспечить водоснабжение другим способом. Передвижная платформа 3 оборудована контейнерами 5 и 6, которые предназначены для хранения и транспортирования погружных электроцентробежных насосов основного 8 и резервного 9 соответственно.
Для удобства технического обслуживания блок-бокса 2 предусмотрена съемная лестница 7.
Противоледовая защита 13 разборного водовода 12 обеспечивает обламывание части ледового поля при подвижке льда в весенний период.
Наличие устройства водоприемного рыбозащитного поплавкового 14, снабженного сеткой рыбозащитной 45, обеспечивает экологическую безопасность без нанесения ущерба природе при эксплуатации путем предотвращения попадания, травмирования и гибели мальков, и молоди рыб в системе водоснабжения при заборе воды из поверхностного источника. Устройство водоприемное рыбозащитное поплавковое 14 с грузом 15 и прикрепленным к нему канатом 16 имеют положительную плавучесть и якорную фиксацию, которые обеспечивают стационарное положение устройства водоприемного рыбозащитного поплавкового 14 на заданной отметке от дна водоисточника.
Все оборудование блок-бокса 2 автоматизировано и не требует постоянного присутствия обслуживающего персонала. В задачу обслуживающего персонала входит периодический визуальный осмотр оборудования.
Заявляемая полезная модель, в совокупности с применяемым оборудованием, позволяет повысить эксплуатационные возможности устройства для забора пресных вод из поверхностных источников, в том числе в зимнее время, за счет сохранения ритмичности и непрерывности работы оборудования. Таким образом, обеспечивается стабильное поступление воды потребителю из поверхностных источников, в кратчайшие сроки, на удаленных объектах, в районах с различными природно-климатическими условиями, без нанесения ущерба природе.