ВОДОЗАБОРНОЕ ПОВЕРХНОСТНОЕ УСТРОЙСТВО НАСОСНОЙ СТАНЦИИ

Полезная модель относится к насосостроению, а именно к водозаборным поверхностным устройствам насосных станций, предназначенных для забора воды из открытых источников с небольшой глубины и исключения попадания во всасывающую систему насосных установок ила, крупных твердых частиц и молоди рыб.
В качестве прототипа выбрано водозаборное устройство насосной станции, содержащее вращающийся фильтрующий барабан, помещенный в камеру так, что его верх примерно на 1/3 диаметра выходит над поверхностью воды, из подающего канала которого осветвленная вода подается по перфорированной трубе (служащей осью вращения) внутрь барабана и профильтровывается через вращающуюся сетку с отводом осветленной воды по каналу на вход насосной установки, при этом над верхней частью вращающегося сетчатого барабана установлено напорное промывочное устройство, а внутри барабана под верхней (промывочной) частью сетки установлен лоток для сбора отработанной промывочной воды, отводимой по трубе, служащей второй опорой вращающегося барабана [Абрамов Н.Н. Водоснабжение. Учебник для вузов. Изд. 2-е, перераб. и доп. М, Стройиздат, 1974, стр. 313, рис. V 49].
Недостатком известного устройства является низкая надежность работы.
Целью заявляемой полезной модели является повышение надежности работы водозаборного поверхностного устройства насосной станции.
Поставленная цель достигается тем, что, согласно полезной модели, водозаборное поверхностное устройство насосной станции (ВПУ) характеризуется тем, что оно самоочищающийся вращающийся вокруг горизонтальной оси сетчатый барабанный фильтр с коаксиально расположенной внутри него всасывающей камерой, снабженной системой обратных клапанов для исключения изменения направления потока воды и соединительным фланцем для гидравлического подключения всасывающей камеры к входному трубопроводу насосной станции, при этом все элементы устройства смонтированы на силовой раме, установленной на каркасе из металлических профилей и понтонов, при этом для обеспечения вращения и самоочистки барабанного фильтра на его наружной сетчатой цилиндрической поверхности закреплены продольные приводные лопатки в виде металлических профилей, а снаружи и внутри барабанного фильтра установлены водяные струйные форсунки с регулируемым углом наклона, гидравлически связанные с напорной магистралью насосной станции при помощи снабженного запорно-регулирующим клапаном трубопровода, при этом наклон наружных форсунок отрегулирован с обеспечением взаимодействия подаваемых через них водяных струй с приводными лопатками вращающегося сетчатого барабанного фильтра.
При этом соединяющий водяные форсунки с напорной магистралью насосной станции трубопровод выполнен гибким.
Для большей надежности работы ВПУ система обратных клапанов состоит из клапанов обратных подъемных с подпружиненными золотниками с возможностью их срабатывания и обеспечения нормальной работы устройства при расположении осей золотников под углом до 30° от вертикали, при этом суммарное гидравлическое сопротивление клапанов соизмеримо с гидравлическими потерями на участке соединения камеры с входным трубопроводом насосной станции.
При этом понтоны ВПУ выполнены со снабженными пробками заливочными горловинами с возможностью регулирования глубины погружения сетчатого барабанного фильтра и обеспечения горизонтальности устройства на водной поверхности.
При этом понтоны выполнены со снабженными пробками заливочными горловинами с возможностью регулирования глубины погружения сетчатого барабанного фильтра и обеспечения горизонтальности ВПУ на водной поверхности.
При этом ВПУ закреплено тросами за элементы конструкции силовой профильной каркасной рамы к береговым неподвижным элементам.
Полезная модель иллюстрирована чертежами:
Фиг. 1 - общий вид ВПУ в разобранном виде (общий вид составляющих ВПУ узлов и элементов);
Фиг. 2 - общий вид ВПУ в собранном виде на поверхности водоема (вид сбоку);
Фиг. 3 - общий вид ВПУ в собранном виде на поверхности водоема (вид спереди);
Фиг. 4 - общий вид ВПУ подключенного к насосной станции (схематичный вид сверху).
Перечень позиций на чертежах:
1 - сетчатый барабанный фильтр;
2 - всасывающая камера;
3 - соединительный фланец;
5 - силовая рама;
6 - понтон;
7 - приводные лопатки;
8 - водяные струйные форсунки;
9 - запорно-регулирующий клапан;
10 - гибкий трубопровод.
Водозаборное поверхностное устройство магистральной насосной станции (см. Фиг. 1, Фиг. 2, Фиг. 3) содержит самоочищающийся вращающийся вокруг горизонтальной оси сетчатый барабанный фильтр 1 с коаксиально расположенной внутри него всасывающей камерой 2, снабженной системой клапанов обратных подъемных с подпружиненными золотниками для исключения изменения направления потока воды (не показ.), предохранительным клапаном для защиты от гидроударов (не показ.) и соединительным фланцем 3 для гидравлического подключения всасывающей камеры 2 к всасывающей магистрали насосной станции (см. Фиг. 4), при этом все элементы устройства (см. Фиг. 1) смонтированы на силовой раме 4, установленной на каркасе 5 из металлических (алюминиевых) профилей и понтонов 6. Для обеспечения вращения и самоочистки барабанного фильтра на его наружной сетчатой цилиндрической поверхности закреплены продольные приводные лопатки 7 в виде алюминиевых швеллеров, а снаружи и внутри барабанного фильтра 1 установлены наклонные водяные струйные форсунки 8, гидравлически связанные с напорной магистралью насосной станции при помощи снабженного запорно-регулирующим клапаном 9 гибкого трубопровода 10 (см. Фиг. 4). ВПУ закреплено тросами за элементы конструкции силовой профильной каркасной рамы к береговым неподвижным элементам (см. Фиг. 4), а его понтоны 6 выполнены со снабженными пробками заливочными горловинами (не показ.) с возможностью регулирования глубины погружения сетчатого барабанного фильтра 1 и обеспечения нужного положения ВПУ на водной поверхности (см. Фиг. 2).
Перед началом работы насосной станции размещают ВПУ строго по горизонтали относительно «зеркала» воды на поверхности водоема и закрепляют тросами за рамные элементы конструкции к береговым элементам (см. Фиг. 4). При отсутствии специальной грузоподъемной техники возможен монтаж ВПУ на месте вручную. Далее подсоединяют фланец 3 ВПУ к фланцу всасывающей магистрали насосной станции (см. Фиг. 4) и заполняют водой всасывающую камеру 2 ВПУ и входной трубопровод насосной станции с помощью вакуумного насоса, установленного в верхней части входного трубопровода насосной станции (не показ.).
К водяным струйным форсункам 8 подключают гибкий трубопровод 10, гидравлически связанный через запорно-регулирующий клапан 9 с напорной магистралью насосной станции. Поворотом водяных форсунок 8 настраивают углы подачи струй и фиксируют форсунки 8 в нужном положении резьбовыми упорами (не показ.).
Работа ВПУ происходит следующим образом.
Включают привод (дизельный или электрический) насоса станции и открывают запорно-регулирующий клапан 9. Благодаря предварительному заполнению (заливке) всасывающей магистрали насоса, последний начинает нормально перекачивать воду из водоема в сторону потребителя (например, в дождевальную машину). При работе насоса во всасывающей камере 2 ВПУ создается разряжение, под действием которого ее система клапанов обратных подъемных с подпружиненными золотниками находится в открытом положении, при котором камера 2 сообщена со средой водоема и постоянно заполняется очищенной от молоди рыб, твердых частиц и ила, прошедшей через сетчатый барабанный фильтр 1 водой, поступающей далее последовательно во входной трубопровод, насос, напорную магистраль и к потребителю (например, в дождевальную машину).
Через гибкий трубопровод 10, часть воды из напорного трубопровода насосной станции поступает на форсунки 8. От верхних форсунок 8 наклонные напорные струи воды взаимодействуют с внешней поверхностью сетчатого барабанного фильтра 1, сбивая удержанные им загрязнения и, ударяясь о приводными лопатками 7, приводя во вращение сетчатый барабанный фильтр 1. Наклонные напорные струи воды от нижних наклонных форсунок 8 взаимодействуют с внутренней поверхностью сетчатого барабанного фильтра 1, «выбивая» наружу из него загрязнения и отпугивая рыбу из зоны водозабора. Все вышеописанное обеспечивает постоянную самоочистку сетчатого барабанного фильтра 1, обеспечивает надежную работу ВПУ и насосной станции в целом.
При выключении насосной станции давление в ее магистрали выравнивается (в напорной падает, а во всасывающей - возрастает). Происходит срабатывание системы обратных клапанов, золотники которых под действием силы тяжести и пружин сжатия опускаются вниз и перекрывают впускные отверстия всасывающей камеры 2, в результате чего она герметизируется, а вся гидросистема остается заполненной водой, что обеспечивает готовность насосной станции к включению и работе в любое время.
При использовании полезной модели достигается следующий технический результат - повышение надежности работы водозаборного поверхностного устройства насосной станции.