Приставка к насосу для очистки скважин на воду

Полезная модель относится к устройствам, применяемым при очистке скважин, в частности для очистки и восстановления скважин питьевой воды.
В настоящее время для восстановления и очистки скважин применяется множество устройств, применение которых основано на разрыхлении или размывании твердого грунта или загрязнений, забивших скважину и последующего удаления этого грунта, а также загрязнений. Так. например, известен способ очистки скважин с помощью устройства, представляющею собой стальную трубу с механическим клапаном с одной стороны. Клапаны могут быть различной конструкции, например, шариковый или лепестковый, возможны и другие конструкции (Желонка: разновидности продукта для чистки скважины / [Электронный ресурс] - URL: https://stroy-podskazka.ru/vodosnabzhenie/skvazhina/zhelonka/ (дата обращения 26.02.2022). Для очистки скважины с помощью такого устройства, его сбрасывают на дно скважины с некоторой высоты. При этом в нижнюю часть устройства попадает засоряющий грунт, выпадение которою задерживается клапаном. За несколько сбрасываний нижняя часть трубы заполняется грунтом, ее вытаскиваю), грунт извлекаю], затем очистку продолжают. Недостатком такого устройства является большая трудоемкость очистки.
Известно также использование устройства для очистки скважин, которое часто называют эрлифтом или аэрлифтом. В общем виде устройство представляет собой две линии, выполненные в трубах, но одной линии нагнетают в скважину под давлением жидкость (воду) или газ (воздух), с помощью которых размывают твердые отложения на дне скважины, а по другой линии - трубе откачивают пульпу. При этом линия нагнетания или напорная линия заканчивается полым стержнем, через который идет размывание твердых донных отложений (Эрлифт для скважины/ [Электронный ресурс) - URL: https://чистая-скважина.рф/chistka-skvazhinyi-metodom-erlifta/ (дата обращения 26.02.2022). Недостатком этого устройства являются ограничения по удалению крупнозернистых фракций загрязнений.
Наиболее близким (прототипом) по совокупности существенных признаков к заявляемой полезной модели является устройство, которое представляет собой полый цилиндрический корпус с сужающимся на конус основанием, в самом конце которого по центру вставлен выступающий в обе стороны патрубок. Верхняя сторона корпуса по своей границе - окружности присоединяется к корпусу насоса с нижним забором воды, который при соединении оказывается в верхней части корпуса устройства. Присоединение осуществляют с помощью клейкой ленты - скотча. Устройство опускается до дна скважины, нижний конец патрубка касается дна. При включении насоса забор воды осуществляется через патрубок. Вместе с потоком всасываемой воды со дна забираются загрязнения - песок и камешки, которые при выходе из верхнего конца патрубка отваливаются в сторону между патрубком и стенкой корпуса. Загрязнения удаляются при выемке устройства. (Валера Федоров. Как очистить скважину. 25.11.2011 / [Электронный ресурс] - URL: http://usadba-kirov.ru/infrastruktura-usadby/kak-ochistit-skvazhinu.html / (дата обращения 26.10.2021). Недостатком этого устройства являются ограничения по удалению крупнозернистых фракций загрязнений и низкая производительность.
Решаемой задачей заявляемой полезной модели является расширение арсенала технических средств устройств для очистки скважин. При этом назначением заявляемой полезной модели является осуществление устройства для очистки скважин.
Достижение указанного технического результата в заявляемой полезной модели достигается за счет осуществления приставки к насосу для очистки скважин на воду, включающей полый цилиндрический корпус, открытый с одной стороны и имеющий днище с вмонтированным в него патрубком с противоположной стороны. При этом патрубок как минимум наполовину своей длины расположен внутри этого полого корпуса. Одновременно открытая часть корпуса приставки имеет устройство присоединения к насосу, а противоположная часть корпуса с днищем имеет инструменты разрыхления загрязнений скважины.
Заявляемая полезная модель имеет следующие, общие с ближайшим аналогом существенные признаки: полый цилиндрический корпус, открытый с одной стороны и имеющий днище с вмонтированным в него патрубком с противоположной стороны, патрубок как минимум наполовину своей длины расположен внутри этого полого корпуса.
Отличают заявляемую полезную модель от прототипа следующие существенные признаки:
открытая часть корпуса приставки имеет устройство присоединения к насосу;
противоположная часть корпуса с днищем имеет инструменты разрыхления загрязнений скважины.
Приведенные существенные признаки являются отличительными от прототипа, т.к. каждый из них не содержится в совокупности существенных признаков прототипа, т.е. не присутствуют в перечне признаков, осуществляемых в прототипе, и не являются их характеристикой.
Для однозначного и более полного понимания описания приставки к насосу для очистки скважин на воду далее приведены пояснения и уточнения, использованных выше понятий и терминов, а также раскрытие признаков полезной модели с указанием причинно-следственных связей их осуществления.
Заявляемое устройство - приставка к насосу представляет собой совокупность конструкционных элементов, объединенных единым творческим замыслом и выполненных как единое техническое решение, предназначенное для очистки скважин, прежде всего скважин на воду, от ила, песка, камней и других загрязнений с размером твердых частиц до 20-50 мм в зависимости от мощности насоса. Очистка осуществляется за счет организации через сужающееся отверстие в днище, а именно через отверстие полого патрубка потока воды, подхватывающего загрязнения - шлам (ил, песок, камешки) из области расположения днища в скважине и направляющего их через патрубок в область полого корпуса приставки. Ноток организуется за счет всасывания воды насосом, отверстия всасывания которого расположены в верхней части корпуса приставки. Эту часть корпуса приставки можно также назвать областью присоединения приставки. При выходе потока воды из патрубка скорость потока и давление в нем падают. При этом частицы загрязнений перемещаются на периферию потока и затем выпадают между стенками патрубка и корпуса приставки. После заполнения пространства между стенками корпуса и патрубка, приставку с насосом вынимают из скважины и освобождают от загрязнений. Затем процесс повторяют до необходимой степени очистки скважины. Следует еще раз заметить, что заявляемая приставка работает только в паре с насосом. В качестве насоса могут быть использованы погружные насосы с нижним забором воды различных конструкций, например, вибрационный насос ВН-5Н Вихрь, вибрационный насос Ручеек, насос вибрационный колодезный Крепыш VHR60-1-10, насос погружной вибрационный СТАВМАШ, скважинный насос Джилекс Водомет ПРОФ 55/90.
Основой конструкции приставки является полый цилиндрический корпус. Материалом корпуса может быть сталь, алюминиевый сплав, полимерные материалы. В простейшем случае корпус изготавливают из трубы с внутренним диаметром близким к диаметру используемого насоса. Верхняя часть корпуса открыта для размещения в нем насоса и содержит устройство присоединения к насосу. Насос вставляется в приставку всасывающими отверстиями внутрь. Устройство присоединения, как правило, выполнено по верхней границе корпуса, имеющей конфигурацию окружности. Таким устройством может быть хомут, обтягивающая манжета, стягивающая прокладка, упоры с прокладкой. Такие устройства позволяю т быстро отсоединять насос и освобождать корпус от загрязнений. Кроме того, сам корпус может содержать специальные окна для выгрузки загрязнений. Загрязнения накапливаются в пространстве между стенками камеры и патрубка. Степень заполнения корпуса устройства определяют по его весу.
На стороне корпуса противоположной открытой стороне выполнено днище корпуса. Днище содержит вмонтированный в него полый патрубок, который одним концом направлен в сторону насоса, а другим в противоположную сторону от насоса. Патрубок может быть как цилиндрической, так и конической формы. В случае выполнения патрубка в конической форме, вершина конуса обращена в сторону насоса. Отверстие патрубка со стороны насоса выполняет для проходящего через него потока роль диффузора. Соединение патрубка с днищем полого корпуса устройства может быть выполнено как разъемным, так и неразъемным. Разъемное соединение может быть выполнено, например, на резьбе или за счет тугой посадки, на защелках. Неразъемное соединение может быть выполнено, например, с помощью сварки. Также возможно выполнение патрубка с возможностью смещения вдоль оси корпуса. Такое выполнение возможно, например, в случае монтажа патрубка за счет скользящей или тугой посадки в днище корпуса устройства. В ряде случаев, например, для рыхлых грунтов, песка целесообразно использовать комбинированное выполнение патрубка, а именно размещение его частей внутри и снаружи корпуса, т.е. по обе стороны от днища. В этом случае наружная часть патрубка одновременно может выполнять роль дополнительного разрыхлителя. В частности, такое исполнение можно легко реализовать при скользящей посадке патрубка в днище.
На нижней части корпуса, в том числе и на днище выполняют инструменты разрыхления загрязнений скважины. Это могут быть зубцы, выступы, пластины, фрезы, направленные своими выступами или острием в сторону днища, а также стенки скважины. Эти инструменты предназначены для разрыхления дна скважины или для очистки ее боковых стенок при осуществлении устройством вертикальных возвратно-поступательных или колебательных, или вращательных движений. Инструменты разрыхления могут быть выполнены как в стационарном, так и в съемном (заменяемом) исполнении. В первом случае они выполнены заодно с корпусом или приварены к нему, во втором случае крепятся с помощью резьбового соединения или тугой посадки. Также инструменты разрыхления могут быть выполнены на специальных сменяемых приспособлениях, прикрепляемых к нижней части корпуса. Это прикрепление может быть осуществлено с помощью резьбовых соединений, хомутов или специальных посадок. Эффективность разрыхления загрязнений с помощью инструментов разрыхления в большой степени зависит от массы устройства. Увеличение массы способствует интенсификации процесса, но ограничивает возможности обслуживания устройства. Поэтому масса устройства подбирается опытным путем за счет подбора материалов и размера корпуса, в зависимости от диаметра скважины и конструктивного расположения фильтрационной колонны и на практике составляет 7-15 кг. Высота цилиндрического корпуса установки может варьироваться от 1 до 3 м, при этом количество шлама может достигать 20-25 кг.
На корпусе устройства могут быть выполнены различные приспособления для обеспечения действий обслуживания. Так в верхней части могут быть выполнены проушины, вмонтированы рым-болты или рым-гайки для изъятия устройства из скважины или управления вертикальными возвратно-поступательными движениями устройства. На боковой поверхности также могут быть выполнены приспособления, позволяющие выполнять устройством колебательные и вращательные движения. На случай аварии к днищу с внутренней стороны корпуса прикрепляют страховочный тросик, который при выходе из корпуса пропускается под устройством присоединения и далее поднимается к поверхности скважины.
Заявляемая полезная модель является техническим решением, т.к. представляет собой решение задачи достижения заявленного технического результата путем создания устройства, состоящего из конструктивных элементов - полого цилиндрического корпуса, днища, патрубка, инструментов разрыхления, устройства присоединения, технологически и конструктивно связанных между собой. При этом вся совокупность существенных признаков данной полезной модели - системы конструктивных элементов объединена единым творческим замыслом, а именно реализацией устройства очистки скважин на воду за счет использования всасывающей силы насоса для захвата загрязнений путем организации водяного скоростного потока через узкий патрубок с резким падением скорости на выходе из патрубка. Части (элементы) устройства находятся в конструктивном единстве и единой функциональной взаимосвязи, а их совместное использование приводит к созданию нового устройства, позволяющего достичь технического результата путем реализации заявленного назначения.
Данное техническое решение является промышленно применимым в области очистки и восстановления скважин питьевой воды. Применение и использование заявляемого устройства не вызывает никаких трудностей и может быть осуществлено как специалистами, так и обычными потребителями. При осуществлении заявляемого технического решения используют устройства, приборы и материалы, выпускаемые промышленностью и находящиеся в открытой продаже. Методами осуществления полезной модели являются методы механической обработки конструкционных материалов и монтажа. Средствами осуществления являются механические средства, станочное оборудование и ручной инструмент механической обработки. Указанная выше совокупность существенных признаков заявляемой полезной модели и их раскрытие позволяет сделать вывод о достижении заявленного технического результата путем реализации заявленного назначения.
Приведенное выше описание показывает, что осуществление отличительных от прототипа существенных признаков, в том числе их характеристик, обеспечивает реализацию назначения заявляемой полезной модели, а именно, очистку скважин на воду. При этом показано, что совокупность существенных признаков заявляемой полезной модели, позволяющая достичь заявленного технического результата, отличается от совокупности существенных признаков аналогов, прототипа, а также и других известных источников данных, т.е. не известно применение данной совокупности существенных признаков с реализацией заявленною назначения или с получением заявленною технического результата. Другими словами, заявляемая полезная модель не известна из уровня техники.
Эффективного осуществления заявленного технического результата достигают также в следующих нижеперечисленных модификациях описанного выше устройства, характеризующих частные случаи его выполнения:
1. Описанное выше устройство очистки скважин на воду, отличающееся тем, что патрубок выполнен в виде полого цилиндра.
2. Описанное выше устройство очистки скважин на воду, отличающееся тем, что патрубок выполнен в виде полого конуса.
3. Описанное выше устройство очистки скважин на воду, отличающееся тем, что устройство присоединения к насосу выполнено в виде хомута.
4. Описанное выше устройство очистки скважин на воду, отличающееся тем, что устройство присоединения к насосу выполнено в виде манжеты, обтягивающей линию соединения поверху.
5. Описанное выше устройство очистки скважин на воду, отличающееся тем, что устройство присоединения к насосу выполнено с помощью упоров с прокладкой, на которые опирается фланец насоса.
6. Описанное выше устройство очистки скважин на воду, отличающееся тем, что патрубок вмонтирован в днище с помощью резьбового соединения
7. Описанное выше устройство очистки скважин на воду, отличающееся тем, что инструменты разрыхления представляют собой зубцы, выполненные на днище, а также по его краям и направлены острием в сторону от днища.
8. Описанное выше устройство очистки скважин на воду, отличающееся тем, что инструменты разрыхления представляют собой пластины, выполненные по бокам корпуса приставки.
9. Описанное выше устройство очистки скважин на воду, отличающееся чем, что инструменты разрыхления выполнены на съемной насадке
Приведенные модификации заявляемой полезной модели являются техническими решениями, т.к. представляют собой частные решения задачи достижения заявленного технического результата путем реализации устройства для очистки скважин на воду, состоящего из конструкционных элементов, технологически и конструктивно связанных между собой. При этом совокупность существенных признаков данной полезной модели - совокупность устройств и конструкционных элементов объединена единым творческим замыслом. Части (элементы) устройства находятся в конструктивном единстве и функциональной взаимосвязи.
Указанные выше модификации заявляемой полезной модели являются промышленно применимыми, т.к. могут быть применены в области устройств для очистки скважин на воду. Применение и использование таких устройств не вызывает никаких трудностей и может быть осуществлено специалистами с соответствующей подготовкой. При осуществлении полезной модели используют устройства и материалы, выпускаемые промышленностью и находящиеся в открытой продаже. Методами осуществления полезной модели являются методы механической обработки конструкционных материалов и монтажа. Средствами осуществления являются металлообрабатывающие станки и сборочный монтаж.
Описание заявленной полезной модели проиллюстрировано на фигурах 1-4.
Фиг. 1 - общий вид приставки к насосу для очистки скважин на воду с цилиндрическим патрубком и инструментами разрыхления в виде зубцов;
фиг. 2 - общий вид приставки к насосу для очистки скважин на воду с коническим патрубком и инструментами разрыхления в виде пластин, выполненных по бокам корпуса приставки.
фиг. 3 - устройство присоединения к насосу в виде хомута;
фиг. 4 - устройство присоединения к насосу в виде упоров с прокладкой, на которые опирается фланец насоса.
На указанных фигурах приведены следующие обозначения:
1. - приставка к насосу для очистки скважин на воду,
2. - насос.
3. - скважина,
4. - цилиндрический корпус,
5. - днище,
6. - полый патрубок,
7. - устройство присоединения к насосу,
8. - инструмент разрыхления.
9. - проушины, рым-болты, рым-гайки,
10. - шлам (песок, ил, камешки).
Заявляемую полезную модель осуществляют следующим образом.
Согласно заявляемому техническому решению, приставка 1 к насосу 2 для очистки скважин 3 на воду в качестве основного элемента содержит полый цилиндрический корпус 4, который с одной стороны открыт, т.е. не имеет одного основания. С противоположной стороны корпус закрыт днищем 5, в которое вмонтирован полый патрубок 6. Патрубок может быть выполнен как в форме цилиндра, так и в форме конуса, обращенного вершиной в сторону насоса. Соединение патрубка с днищем полого корпуса приставки может быть выполнено как разъемным, например, резьбовым, так и неразъемным, например, сварным. Верхняя часть корпуса содержит устройство присоединения 7 к насосу. Устройство присоединения, как правило, выполнено по верхней границе корпуса, имеющей конфигурацию окружности. Таким устройством может быть хомут, обтягивающая манжета, стягивающая прокладка, упоры с прокладкой. В нижней части корпуса, в том числе и на днище выполнены инструменты разрыхления 8 загрязнений скважины. Это зубцы, выступы, пластины, фрезы. Эти инструменты предназначены для разрыхления дна скважины или для очистки ее боковых стенок при осуществлении приставкой вертикальных возвратно-поступательных или колебательных, или вращательных движений.
На корпусе приставки могут быть выполнены различные приспособления для обеспечения действий обслуживания. В верхней части выполняют проушины, рым-болты рым-гайки для изъятия приставки из скважины или управления вертикальными возвратно-поступательными движениями. На боковой поверхности приставки также могут быть выполнены приспособления, позволяющие приставке выполнять колебательные и вращательные движения. На случай обрыва тросиков подъема ко дну корпуса изнутри прикреплен страховочный, который пропускается под устройством присоединения.
Функционирование полезной модели осуществляют следующим образом.
В приставку, имеющую цилиндрический или конический патрубок и инструменты разрыхления, вставляют водяной насос всасывающими отверстиями в сторону патрубка. После этого прикрепляют верх корпуса приставки к насосу с помощью устройства присоединения, например, с помощью хомута. Собранную конструкцию опускают на одном или нескольких тросиках на дно скважины, которая содержит воду, и включают насос. Тросики являются элементами управления, используя их, совершают вертикальные возвратно поступательные движения приставкой с насосом, ударяя при этом приставкой по дну. Возможно также применение колебательных и вращательных движений. С всасываемой водой в полость корпуса попадает шлам (песок, ил, камешки) 9. По весу приставки с насосом определяют степень заполнения полости приставки. Затем конструкцию вынимают из скважины, приставку отсоединяют и очищают. Процесс повторяют до необходимой степени очистки скважины.
Пример 1.
Приставка к насосу для очистки скважин на воду была изготовлена из ст20. в качестве устройства присоединения имела рычажной хомут, выполненный по краю открытой части цилиндрического корпуса приставки. По краю открытой части цилиндрического корпуса приставки выполнены также 4 проушины на равном расстоянии друг от друга. В днище приставки с внутренней стороны был вмонтирован с помощью резьбового соединения цилиндрический патрубок. Патрубок полностью был расположен внутри корпуса. С внешней стороны днища, и по его краям были выполнены зубцы, острие которых направлено во внешнюю сторону. С открытой стороны в корпус приставки вставляют нижнюю половину насоса «Малыш» мощностью 260 Вт и закрепляют рычажным хомутом. К каждой проушине прикрепляют тросик. Насос также содержит линию электропитания и шланг водоотвода. Собранную конструкцию опускают до дна скважины глубиной 20 м со слоем ила, песка и гальки толщиной 0,4 м. Диаметр скважины 133 мм. После опускания конструкции включают насос и начинают осуществлять вертикальные возвратно поступательные движения, используя 2 тросика, а затем вращательные движения, использую все 4 тросика. Через 15-20 мин; насос выключают, конструкцию вынимают, приставку отсоединяют, и выгружают ил, песок и гальку. После этого приставку опять присоединяют к насосу, и процесс повторяют. После 4 итераций приставка с насосом стала касаться дна скважины и очистка завершилась.
Пример 2.
Приставка к насосу для очистки скважин на воду была изготовлена из ст40 и в качестве устройства присоединения имела манжету из эластичного материала для соединения приставки с насосом. По краю открытой части цилиндрического корпуса приставки выполнены также 2 проушины друг против друга. В днище приставки с внутренней стороны был вмонтирован с помощью резьбового соединения цилиндрический патрубок. Патрубок был преимущественно, на 3/4 своей длины расположен внутри корпуса, выполнен из стали, внешний конец патрубка скошен по 45°. С внешней стороны днища и по его краям были выполнены зубцы, острие которых направлено во внешнюю сторону от днища. С открытой стороны в корпус приставки вставляют нижнюю половину насоса «Патриот», мощностью 260 Вт и закрепляют с помощью эластичной манжеты. К каждой проушине прикрепляют тросик. Насос также содержит линию электропитания и шланг водоотвода. Собранную конструкцию опускают до дна скважины глубиной 30 м, со слоем ила, песка и гальки толщиной 0.35 м. Диаметр скважины 200 мм. После опускания конструкции включают насос и начинают осуществлять вертикальные возвратно поступательные движения, используя 2 тросика. Через 15 мин насос выключают, конструкцию вынимают, приставку отсоединяют, и выгружают ил, песок и гальку. После этого приставку опять присоединяют к насосу, и процесс повторяют. После 3 итераций приставка с насосом стала касаться дна скважины и очистка завершилась.
Пример 3.
В качестве устройства присоединения во внутренней части корпуса приставки к насосу вблизи края корпуса были выполнены упоры в виде выступов вовнутрь. Корпус приставки был изготовлен из ст40. На эти выступы была наложена кольцевая прокладка из мягкой резины. Такая конструкция предназначена для размещения насоса в полости камеры путем наложения его фланцев на прокладку. При включении насоса и отсасывания воды из полости корпуса, насос прижимается к прокладке. По краю открытой части цилиндрического корпуса приставки выполнены также 4 проушины на равном расстоянии друг от друга. В днище приставки с внутренней стороны был вмонтирован с помощью сварного соединения конический патрубок. Патрубок полностью был расположен внутри корпуса. С внешней стороны днища, по его краю были выполнены зубцы, острие которых направлено во внешнюю сторону. По внешней стороне корпуса, в его нижней части были выполнены выступающие и вертикально ориентированные пластины. С открытой стороны в корпус приставки вставляют нижнюю половину насоса «Водолей» фланцами на прокладку. К каждой проушине прикрепляют тросик. Насос также содержит линию электропитания и шланг водоотвода. Собранную конструкцию опускают до дна скважины глубиной 60 м со слоем ила, песка и гальки толщиной 0.6 м. Диаметр скважины 159 мм. По бокам скважины, в ее нижней части имеется известковый налет. После опускания конструкции включают насос и начинают осуществлять вертикальные возвратно поступательные движения, используя 2 тросика, а затем вращательные движения, использую все 4 тросика. При осуществлении вращательных движений конструкцию поднимают на высоту боковых отложений. Через 25 минут насос выключают, конструкцию вынимают, приставку отсоединяют и выгружают ил, песок и гальку. После этого приставку опять присоединяют к насосу, и процесс повторяют. После 5 итераций приставка с насосом стала касаться дна скважины, и очистка завершилась.
Приведенные в примерах данные наряду с изложенным выше описанием убедительно показывают реализацию назначения заявляемой полезной модели и достижения, таким образом, технического результата при осуществлении совокупности всех заявленных существенных признаков.
Приведенные примеры не следует рассматривать как ограничивающие объем полезной модели. Напротив, возможны также варианты и модификации описанных примеров в пределах объема прав, изложенных в формуле полезной модели.