ВОДОПОДАЮЩАЯ СТАНЦИЯ

Водоподающая станция
Предполагаемое изобретение относится к водоснабжению, а конкретнее, к обеспечению водой мини предприятий, армейских душевых, жилых помещений, небольших фермерских хозяйств и прочее.
Известна водоподающая станция работающая по принципу вытеснения воды из ёмкости посредством сжатого воздуха, энергия которого аккумулируется в специальном баке (см. М.А.Сомов Водопроводные системы и сооружения М., Стройиздат, 1988г. стр 166-167). Недостатком такой станции является ее сложность, а следовательно, и низкая надежность, обусловленная нахождением воды и сжатого воздуха в раздельных сосудах.
Низкая эффективность в работе, обусловленная тем, что в процессе работы станции, сжатый в баке воздух, воздействуя на вытесняемую воду по больщой площади, растворяется в ней и снижает штатное рабочее давление вытеснения. Отсутствует визуальный контроль уровня вытесняемой воды.
Известно, запасённая энергия сжатого воздуха для вытеснения воды определяется по формуле: где Р V k МПК Р23В11/0Автор: Жихарев А,Г.
Е (1)
-зап
k-1 исходное рабочее давление сжатого воздуха в аккумуляторе рабочий объем аккумулятора сжатого воздуха показатель адиабаты (для воздуха ,4).
Как видно из формулы (1), при снижении исходного рабочего давления сжатого воздуха, за счет его растворения в воде, запасённая энергия в аккумуляторе резко снижается, что приводит к снижению эффективности и надежности работы станции в целом.
Известна гидропневматическая водонапорная установка (см. свидетельство на полезную модель №6218 6F23D1 I/O от 19.02.97) -прототип.
В установке имеется водяной бак, над которым установлен воздушный бак. Баки соедршены патрубком. Имеется насос, обеспечивающий подкачку воды, прозрачная трубка для визуального контроля уровня воды в водяном баке. В установке имеется насос для подкачки сжатого воздуха в воздушный бак. Манометр на воздушном баке, через блок управления соединен с гидронасосом.
Недостатком этой установки также является быстрое падение давления сжатого воздуха в воздушном баке обусловленное растворением сжатого воздуха в воде водяного бака. Баки стоят раздельно один выше другого, что требует сложного каркаса установки и тш:ательной герметизации трубопроводов, соединяющих их.
Всё это усложняет конструкцию, снижает ее надежность и эффективность.
Техническим результатом предполагаемого изобретения является упрощение конструкции, повышение надежности и эффективности работы водоподающей станции.
Технический результат достигается тем, что воздущный и водяной баки совмещены, а поверхность воды в водяном баке изолирована от воздуха. Изолятором может служить физический предмет, который размещен на поверхности воды и препятствует её газонасыщению. Например, металлическая или пластмассовая чаша. Тело с положительной плавучестью. Например, диск пенопласта, фанеры и прочее. Покрытие воды слоем расплавленного парафина, стеарина, воска, кромка которого может скользить по стенке цилиндрического вертикального водяного бака. А также жидкое вещество по удельному весу
меньше чем вода, которое на воде создает пленку или слой, не смешивается с водой и не нроницаем для воздуха. Может быть и комбинация всего перечисленного. Например, диск из расплавленного парафина в полиэтиленовой оболочке и прочее. Более подробно суш ность изобретения будет описана ниже.
На фиг. 1 представлен схематический чертеж водоподающей станции. Станция состоит: из вертикального цилиндрического водяного бака 1, заполненного водой 2 до уровня 3, над которым находится воздушная полость 4. На поверхности воды 2, размещена перегородка-изолятор 5, раздела сред вода-воздух.
Воздушная полость 4 и вода 2, с наружной стороны бака 1, соединены прозрачной трубкой 6, для визуального контроля уровня воды. В верхней части бака 1 находится ниппель 7 для закачки воздуха и дифференциальный электроконтактный манометр 8, соединенный с блоком )шравления 9 и насосом 10, который через патрубок 11 и вентиль 12 соединен в нижней части с баком 1, а патрубком 13с источником воды. В нижней части бака 1 находится также выходная труба 14, через которую вода поступает потребителю.
Работает станция следуюш им образом.
Нри закрытой выходной трубе 14, посредством насоса 10, через патрубок 13 и 11, при открытом вентиле 12, в бак 1 закачивается вода до уровня 3, который визуально контролируется в прозрачной трубке 6. На поверхности воды 2 находится перегородка-изолятор, выполненная по одному из вариантов, описанных выше. Далее работа насоса 10 прекращается.
Через ниппель 7 насосом (на фиг.1 не показан) в воздушную полость 4 закачивается сжатый воздух, давление которого контролируют дифференциальным электроконтактным манометром 8. Манометр 8 настроен на нижнее рабочее давление, при котором, через блок управления 9, он включает насос 10 на закачивание воды и верхнее давление, при котором насос 10 отключается. При достижении в полости 4 рабочего давления процесс закачки сжатого воздуха прекрашается. Станция готова к работе. Открывают
вентиль (на фиг. 1 не показан) на выходной трубе 14 и вода, под действием сжатого воздуха в полости 4, поступает к потребителю.
В зависимости от требуемых условий подачи воды (высота, расстояние, сечение трубопровода) давление в воздушной полости подбирают по формуле:
где Р2 - рабочее давление в воздушной полости в баке в конце рабочего цикла
PI - рабочее давление в воздушной полости в начале цикла Vi - рабочий объем воздушной полости в начале цикла V2 - рабочий объем воздушной полости в баке в конце цикла
Задаваясь конечными значениями параметров, определяют искомые величины.
Применительно к станции имеющей перегородку-изолятор, которая препятствует растворению сжатого воздуха воздушной полости 4 в воде 2, нами были получены результаты превосходяш;ие исходные в 3-4 раза.
Так, например, подкачивание сжатого воздуха в полость 4, без нерегородки-изолятора 5, производилось 1 раз в 2 месяца, с перегородкойизолятором выполненной из пенопласта подкачивание производилось 1 раз в 78 месяцев.
Таким образом объединение водяного и воздушного бака в один бак упростило конструкцию, а использование перегородки-изолятора раздела сред вода-вохдух повысило надежность и эффективность работы станции. То есть технический результат был достигнут.
Р PifYi(2)
V2