ВОДОПОДАЮЩАЯ СТАНЦИЯ (ВАРИАНТЫ)

Предлагаемая полезная модель предназначена для автоматического создания запаса воды из водопровода при наличии в нем напорного давления и позволяющая использовать запасенную воду при снижении или отсутствии напорного давления в водопроводной сети.
Известно, что во многих населенных пунктах, особенно в летнее время, из-за большого отбора воды, вводится режимное водоснабжение. Как правило, в ночное время, вода подается бесперебойно и заполняет водопроводные сети полностью. Потребители воды вынуждены ночью создавать запас воды на день. Это создает дискомфорт населению и отрицательно влияет на здоровье человека.
Особенно это относится к проживающим в квартирах многоэтажных домов, где жильцы лишены возможности приготовления пищи и исполнения санитарно-гигиенических потребностей.
Известны водоподающие станции обеспечивающие подачу воды потребителю во время остановки центрального водоснабжения.
Устройство [1] содержит насос с резервуаром на напорной линии и систему пополнения резервуара воздухом. Система пополнения резервуара воздухом снабжена клапаном подачи воздуха с гидропроводом, управляющим клапаном с приводом и датчиком уровня жидкости в резервуаре, при этом всасывающая линия насоса соединена через клапан подачи воздуха с атмосферой, гидропривод соединен с напорной линией через управляющий клапан, а привод последнего соединен с датчиком уровня.
Недостатком устройства является то, что установка сложна, а потому не может быть использована в малогабаритной городской квартире, что снижает эффективность ее работы.
Водоподающая станция [2] содержит емкость с манометром, насос, вентили, всасывающий и нагнетающий трубопроводы.
В зону разрежения насоса введен патрубок, один конец которого находится в зоне разрежения, а другой сообщается с наружной поверхностью.
Данная станция аналогична описанной выше, так же сложна и не предназначена для установки в малогабаритной квартире.
Вода в емкости насыщается воздухом, давление его
снижается и эффективность работы станции тоже снижается.
Водоподающая станция [3] - прототип, содержит бак для воды, манометр, насос, блок управления. Бак для воды совмещен с баком для воздуха путем введения в бак для воды подвижной разделительной перегородки, которая делит бак для воды на воздушную полость и полость заполненную водой, причем перегородка препятствует насыщению воды воздухом и в процессе работы станции, перегородка перемещается совместно с поверхностью раздела сред вода-воздух. Перегородка выполнена в виде диска или поршня.
Недостатком является то, что бак для воды с такой перегородкой не может работать в горизонтальном положении, что снижает эффективность работы установки.
Техническим результатом предлагаемых вариантов полезной модели является повышение эффективности работы водоподающей станции и расширение арсенала технических средств аналогичного назначения.
Технический результат по варианту 1 достигается тем, что в жесткой цилиндрической емкости для воды, размещена
герметичная эластичная емкость, закрепленная в верхней части жесткой емкости. В месте крепления эластичная емкость соединена с рукавом для подачи сжатого воздуха. Эластичная емкость повторяет геометрию и внутренние размеры жесткой емкости, является разделителем сред вода-воздух и осуществляет выдавливание воды из жесткой емкости потребителю.
Напорная сеть, заполняющая водой станцию, снабжена обратным клапаном, препятствующим истечению воды из станции во время отключения этой сети или падения в ней напорного давления.
Эластичная емкость препятствует растворению воздуха в воде жесткой емкости. В эластичной емкости во время монтажа создается избыточное давление воздуха ~0,2-0,5 кг/см2, например, автомобильным насосом. Станция, после отбора из нее воды, автоматически водой пополняется, из напорной сети.
Вышеуказанный технический результат позволяет водоподающей станции обслуживать газовую водонагревательную колонку которая работает только при повышенном давлении в водопроводе, то есть потребитель может иметь горячую воду, что повышает эффективность работы станции.
Однако, такая водоподающая станция недостаточно эффективна в квартирах, где регулярно низкое давление в водопроводе.
Станция будет запасать малый объем воды, ввиду того, что объем запасаемой в ней воды напрямую зависит от давления в водопроводе, так как часть емкости с водой занимает эластичная емкость с воздухом.
Вариант 2 станции преследует цель увеличения объема запасаемой воды. Этот технический результат достигается тем, что жесткая цилиндрическая емкость располагается горизонтально в углу между стеной и потолком.
Напорная сеть также снабжена обратным клапаном.
Внутри эластичной емкости, в ее горловине, установлен поплавковый запорный клапан, который через патрубок сообщается с внешней средой, и стравливает воздух из эластичной емкости, при заполнении жесткой емкости водой.
Водоподающая станция по варианту 3 представляет собой встречное группирование жестких емкостей, при этом одна эластичная емкость снабжена поплавковым клапаном, соединяющим ее внутреннюю полость с атмосферой через седло и
рукав, а другая эластичная емкость снабжена рукавом для подачи сжатого воздуха. Напорная сеть также снабжена обратным клапаном. Данный вариант преследует цель создания в одной емкости запаса воды низкого давления, а во второй запаса воды высокого давления, что значительно повышает эффективность ее работы.
Технический результат достигается тем, что жесткие емкости для воды соединяются в нижней части переходником, а в верхней части одна эластичная емкость снабжена запорным поплавковым клапаном, сообщающимся при помощи гибкого патрубка с атмосферой, а во второй эластичной емкости во время монтажа создано избыточное давление воздуха.
По варианту 4 объемы встречно сгруппированных двух жестких и двух эластичных емкостей соединяются при помощи переходников так, что один переходник соединяет емкости для воды, а другой - емкости для воздуха. Переходник, соединяющий емкости для воздуха, снабжен штуцером для общей подачи воздуха во время монтажа и подключения, через гибкий рукав, манометра.
Напорная сеть также снабжена обратным клапаном.
Данный вариант позволяет увеличить объем запасаемой воды, что также повышает эффективность работы станции.
Общими существенными признаками прототипа и заявляемых вариантов полезной модели являются:
1. Наличие жесткой емкости под воду.
2. Наличие воздушной полости в емкости для воды.
Отличительными признаками являются:
1. Наличие эластичной емкости под воздух, размещенной в жесткой емкости под воду.
2. Горизонтальное расположение жесткой и эластичной емкости.
3. Наличие в эластичной емкости поплавкового запорного клапана.
4.Возможность линейного встречного группирования двух емкостей для воды и воздуха.
Анализ предлагаемой полезной модели (варианты) и прототипа показывает, что предлагаемая водоподающая станция (варианты) является новой и промышленно применимой, то есть соответствует условиям патентоспособности.
Более подробно сущность полезной модели будет описана ниже.
На фиг.1 представлен схематический чертеж водоподающей станции выполненной по варианту 1, на фиг.2 - по варианту 2, на фиг.3 - по варианту 3 и на фиг.4 - по варианту 4.
Водоподающая станция по варианту 1 состоит из: жесткой емкости цилиндрической формы 1, со штуцером подвода воды в нижней части 2, заглушек 3 и 4, эластичной емкости 5, повторяющей форму емкости 1, и герметично закрепленной в районе заглушки 4. На заглушке 4 расположен штуцер (на фиг.1 не показан) для подключения рукава 6,через который во время монтажа в эластичную емкость закачивается сжатый воздух и подключается манометр 7.
Внутри эластичной емкости 5, в нижней части, находится пищевой антисептик, например, вода с ионами серебра и растворенным в ней пищевым красителем 8, объемом 0,5-1,0 литра. На фиг.1 показана так же, напорная сеть с вентилем 9, обратным клапаном 10, манометром 11, и сеть потребления 12 (например: кухня, ванная комната и пр.).
На фиг.2 представлен вариант станции, где емкость для воды 1 расположена горизонтально, например, в углу стены и потолка.
Емкость может быть закрыта декоративной накладкой. В предлагаемом варианте в верхней заглушке 3 размещено седло 13, оканчивающееся рукавом 14. Седло 13, закрывается поплавковым клапаном 15. Рукав 14 предназначен для подачи сжатого воздуха во время монтажа, для расправления эластичной емкости внутри жесткой, а также для аварийного сброса воды в канализацию при выходе из строя клапана 15 и разрыва стенок емкости 5 - во время работы.
На фиг.3 представлен вариант водоподающей станции, где жесткие цилиндрические емкости для воды сгруппированы встречно в одну линию. В предлагаемом случае левая эластичная емкость снабжена поплавковым клапаном 13, 15 (см. фиг.2), соединяющим ее с окружающей средой через рукав 14, а правая емкость снабжена рукавом 6, для подачи сжатого воздуха и подключения манометра 7. Обе емкости 1 соединены герметичным переходником 16.
На фиг.4 представлен вариант водоподающей станции, где жесткие емкости 1 соединены переходником 16, а эластичные емкости 5, переходником 17 со штуцером 18 для подключения рукава 6. При этом емкости располагаются при монтаже так, как показано на
фиг.4 - вода внизу, воздух вверху.
Станция по варианту 1 работает следующим образом. В эластичную емкость 5, через рукав 6 подают сжатый воздух давлением 0,2-0,5 кг/см2, которое контролируют манометром 7, выполняющем в дальнейшем роль датчика уровня воды в емкости 1. Эластичная емкость 5 может быть выполнена из эластичного полимерного материала, которому разрешен контакт с пищевыми продуктами (в данном случае с водой). Затем открывают вентиль 9 и через обратный клапан 10, при закрытых вентилях 12 подают воду, через штуцер 2 в жесткую емкость 1. Манометром 11 контролируют рабочее давление воды в напорной сети. Эластичная емкость 5 принимает форму показанную на фиг.1.Жидкость 8, находящаяся внутри эластичной емкости 5 снижает трение внутренних стенок емкости, при изменении уровня воды в жесткой емкости 1, а растворенный пищевой краситель, при разрыве стенок эластичной емкости 5, попадает в воду емкости 1 и сигнализирует о неисправности.
Воздух, находящийся в эластичной емкости, будет частично растворяться в жидкости 8, при повышении давления (заполнении
емкости 1 водой) и выделяться из нее, при снижении давления, что позволяет увеличить объем воды, запасаемой в емкости 1.
При отборе воды из емкости 1, емкость 1 автоматически пополняется водой, через постоянно открытый вентиль 9 и обратный клапан 10. Если же давление в водопроводной сети снизилось, вода водоподающей станции оказывается запертой обратным клапаном 10. Автоматическая подкачка станции повышает эффективность ее работы, то есть обеспечивает достижение технического результата.
По показаниям манометров 7 и 11 можно судить, соответственно, об уровне воды в емкости и наличии давления в водопроводе. Запасенная энергия сжатого воздуха в эластичной емкости 5, выполняет роль пружины по выталкиванию воды в систему местного водоснабжения и обеспечивает давление необходимое для работоспособного состояния газовой колонки, которая автоматически отключается при достижении некоторого нижнего порогового значения давления воды в системе. Это также повышает эффективность работы станции, так как потребитель обеспечивается горячей водой.
Все это работает на достижение технического результата.
Работа станции по варианту 2 (см. фиг.2) отличается от описанной выше по варианту 1 тем, что жесткая емкость 1 располагается горизонтально, например, под потолком здания, что обеспечивает гидростатическое давление воды в вентилях 12, соответствующее высоте подъема емкости 1. Вода из нее, в краны 12 будет поступать самотеком следующим образом. Во время монтажа эластичную емкость 5 расправляют внутри емкости 1 небольшим давлением сжатого воздуха, например, автомобильным насосом, через рукав 14. Далее емкость 1 заполняют водой, открывая вентиль 9 напорной сети. Как только вода достигает уровня показанного на фиг.2, поплавковый клапан 15, закроет седло 13. В связи с тем, что эластичная емкость имела, через это седло 13, сообщение с окружающей средой, почти весь воздух из нее был выдавлен наружу. Это обеспечило ее почти полное сжатие, что позволило запасти максимальный объем воды. В конце заполнения емкости 1 водой, закрытие обратного клапана 13, обеспечило герметичность эластичной емкости, с некоторым запасом в ней воздуха.
Небольшая часть воздуха оставшегося в эластичной емкости после закрытия поплавкового клапана будет сжата давлением воды и в дальнейшем, при изменении давления в водопроводе, будет автоматически частично обновлять запасенную в емкости 1 воду.
Это значит, что вода в емкости 1 не будет застаиваться так же, как и в первом варианте. Эластичная емкость препятствует растворению оставшегося воздуха в воде, а также загрязнению воды бактериями, пылью и посторонними запахами.
Такая станция не может сопрягаться с газовой колонкой, но зато аккумулирует максимальный объем воды, что также повышает эффективность работы станции, то есть обеспечивает достижение технического результата.
Работа водоподающей станции по варианту 3 (см. фиг.3) от описанных выше вариантов отличается тем, что оба варианта объединены в одно устройство, где жесткие емкости 1 размещены встречно и горизонтально, и соединяются друг с другом при помощи переходника 16. Такой вариант так же необходимо размещать вверху, в углу между стеной и потолком и можно закрывать декоративной панелью соответствующего дизайна.
Заполнение станции водой происходит следующим образом: при открытом кране 9, и наличии давления в напорной сети, вода начнет заполнять левую емкость 1, выдавливая воздух из расположенной в ней эластичной емкости 5, через седло 13 поплавкового клапана 15 и рукав 14 в атмосферу. При заполнении левой емкости водой до уровня показанного на фиг.3 поплавковый клапан закроется и оставшийся в эластичной емкости воздух начнет сжиматься заполняющей емкость 1 водой. При увеличении давления в левой емкости 1, до уровня давления воздуха в правой эластичной емкости, созданного изначально при монтаже 0,2-0,5 кг/см2, вода начнет заполнять так же и правую емкость 1. При выравнивании давления в емкостях 1 с давлением в напорной сети, заполнение их водой прекращается.
При снижении давления в напорной сети обратный клапан не позволит запасенной в емкостях 1 воде вернуться в напорную сеть.
Использование запасенной в емкостях 1 воды при отсутствии давления в напорной сети и открытом кране 12 будет происходить в порядке обратном заполнению, то есть сначала вода будет выдавливаться из обеих емкостей 1 пропорционально объему
сжатого в эластичных емкостях воздуха. После того как вся вода будет выдавлена из правой емкости 1 (объем сжатого в ней воздуха многократно превосходит объем сжатого воздуха в левой емкости), начнет снижаться уровень воды в левой емкости 1. При падении уровня ниже изображенного на фиг.3 откроется поплавковый клапан и в дальнейшем вода из левой емкости 1 в краны 12 будет поступать самотеком из-за разницы высот.
Объединение 1-го 2-го варианта значительно повышает эффективность работы станции, обеспечивая достижение технического результата.
Работа водоподающей станции по варианту 4 (см. фиг.4) является встречным линейным группированием двух станций первого варианта, расположенных горизонтально, где полости эластичных емкостей 5 соединены между собой переходником 17, со штуцером 18, и далее рукавом 6 с манометром 7 (на фиг.4 не показаны). Через рукав 6 обе эластичные емкости 5 во время монтажа заполняются сжатым воздухом до давления 0,2-0,5 кг/см2.
Переходник 16 объединяет полости жестких емкостей. Через клапан 10 и штуцер 2, после открывания вентиля 9, обе
жесткие емкости 1 заполняются водой.
Предложенный вариант водоподающей станции обладает большим запасом воды и запасенной энергией сжатого воздуха, достаточной для работы водонагревательной газовой колонки. Такую станцию целесообразно использовать в многодетных семьях, где требуется большой запас воды, при ее нестабильной подаче.
Все варианты, позволяют снизить нагрузку на водоподающую сеть в часы пик, так как потребители будут пользоваться заранее запасенной водой. Все варианты повышают эффективность работы водоподающей станции и расширяют арсенал технических средств аналогичного назначения.
Устройство ново и промышленно применимо. Может быть изготовлено в условиях механических мастерских.
Источники информации принятые во внимание при составлении заявки:
1. А.С. СССР №1333849 А1 F 04 Д 15/00
От 16.04.86 г.
«Насосная установка»
Авторы: Герасимов Г.Г. и др.
2. Пат. Р.Ф. №2215194 F 04 D 13/16
От 21.21.2001 г.
«Водоподающая станция »
Автор: Жихарев А.Г.
3. Пат. Р.Ф. по заявке №99112890/20, 7 F 04 B, 23/00
От 21.06.1999 г.
«Водоподающая станция»
Автор: Жихарев А.Г. - прототип.