НАСОСНАЯ СТАНЦИЯ
PUMP STATION

Изобретение относится к области водоснабжения, в частности предназначено для применения в частных домах, в фермерских хозяйствах, приусадебных участках, для автономного водоснабжения коттеджей и других потребителей.
Известна автоматическая насосная станция с гидроаккумулятором, например модели Automatico 600 торговой марки ERGUS, Италия (Инструкция по эксплуатации и технический паспорт изделия), состоящая из насоса с электродвигателем, гидроаккумулятора, представляющего собой стальной бак с резиновой упругой мембраной, реле давления, включающего и отключающего электродвигатель насоса при достижении в гидроаккумуляторе требуемого давления, подающие и напорные трубопроводы.
Недостатком данного технического решения является то, что автоматическое управление сводится к созданию условий оптимальной работы насоса, т.е. снижению числа включений, которое достигается увеличением разности давлений на включение и отключение насоса, при этом давление в водопроводной системе потребителей меняется практически в два раза, что не обеспечивает качественное водоснабжение, особенно приборов связанных с подогревом воды и не соответствует уровню требований к качеству водоснабжения. Уменьшение разности давлений снижает надежность насоса из-за частых его пусков.
Известны также стабилизаторы давления, например устройство стабилизации давления, патент РФ 2331099 от 25.04.2005 г., содержащие корпус с входным и выходным патрубком, регулятор давления с подпружиненной мембраной, взаимодействующий со штоком и затвором, снабженным уплотнением с корпусом, причем шток установлен во входной полости, сообщающейся с управляющей полостью.
Недостатком этого технического решения является низкая точность и быстродействие, что снижает качество регулирования давления насосной станции.
Известна также насосная станция автоматического водоснабжения с системой управления, смонтированные на раме в виде контейнера подающий и напорный трубопроводы с датчиками давления, использующая частотно-регулируемый электронасос с переменной производительностью и возможностью согласования водоподачи с потреблением (РФ №2308612, БИ №29, 20.10.2007 г.).
Данное техническое решение обеспечивает стабильное давление в водопроводной системе потребителей, но экономически не выгодно при небольшом водопотреблении или использовании малодебитных источников.
Известна также схема автоматической насосной станции с гидроаккумулятором ДЖИЛЕКС ДЖАМБО, состоящая из насоса с электродвигателем, гидроаккумулятора, представляющего собой стальной бак с резиновой упругой мембраной, реле давления, включающего и отключающего электродвигатель насоса при достижении в гидроаккумуляторе требуемого давления, подающие и напорные трубопроводы водоснабжения, отличие которой в том, что после реле давления подключен второй гидроаккумулятор, но данное техническое решение также не выравнивает давление в водопроводной системе, а лишь создает больший объем запасаемой воды, что увеличивает время расхода воды и, соответственно, уменьшается частота включений двигателя насоса.
Задачей данного изобретения является повышение надежности и качества водоснабжения в частных домах, в фермерских хозяйствах, приусадебных участках при минимальных затратах на приобретение и эксплуатацию насосного оборудования и системы управления созданием стабильного давления в водопроводной сети, независимого от уровня потребления, и снижением нагрузки на насос за счет уменьшения числа пусков и изменений режима его работы.
Для решения задачи сохранения стабильного давления воды у потребителей, при малых затратах на насосное оборудование и систему управления, предлагается насосная станция, включающая в себя соединенные между собой трубопроводами насос с электродвигателем, гидроаккумулятор, представляющий собой стальной бак с резиновой упругой мембраной, блок автоматики, содержащий устройство управления и защиты насоса и стабилизатор давления воды, причем бак гидроаккумулятора разделен жесткой перегородкой отделяющей 1/2÷1/5 объема, в котором также размещена упругая резиновая мембрана, соединенная трубопроводом со стабилизатором давления.
Данное техническое решение позволяет с одной стороны уменьшить число включений насоса и обеспечить его надежную работу за счет установки необходимой разности давлений на включение и отключение в первой части гидроаккумулятора, с другой - сгладить колебания давления после стабилизатора давления объемом воды во второй части гидроаккумулятора, компенсирующей колебания давления, вызванные задержками времени срабатывания стабилизатора давления.
Использование различного объема гидроаккумулятора для сглаживания пульсаций давления после стабилизатора обусловлено применением в хозяйствах различных объемов бака и различной скоростью срабатывания стабилизатора давления. При минимальных объемах бака целесообразно использование до половины объема для стабилизации давления в водопроводе, при значительных размерах бака достаточно и 1/5 объема.
В большинстве практических случаев указанные величины объема, предназначенные для стабилизации, обеспечивают надежную работу предложенной насосной станции и получение стабильности давления водопровода.
На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, где:
1. Насос с электродвигателем.
2. Гидроаккумулятор.
3. Камера гидроаккумулятора с мембраной в системе регулирования насоса.
4. Камера гидроаккумулятора в системе стабилизации давления в водопроводе.
5. Блок автоматического управления.
6. Устройство управления и защиты насоса.
7. Стабилизатор давления воды в водопроводе.
8. Трубопроводы.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Насос с электродвигателем 1 осуществляет забор воды через всасывающий трубопровод и создает напор в устройстве управления и защиты насоса 6 блока автоматического управления 5, и наполняет водой мембрану полости 3 гидроаккумулятора 2 через трубопровод 8. По мере повышения давления в блоке автоматического управления 5 срабатывает стабилизатор давления воды 7 и наполняется полость 4 гидроаккумулятора 2. По достижении давления, установленного в устройстве управления и защиты насоса, отключается двигатель насоса и расход воды обеспечивается ее запасом в полости 3 гидроаккумулятора, при этом стабильность давления воды в водопроводе обеспечивается стабилизатором давления и запасом воды в полости 4 гидроаккумулятора.
По мере расхода воды давление в полости 3 гидроаккумулятора падает и включается двигатель насоса. Цикл работы насосной станции повторяется по мере расхода воды, а давление в водопроводе остается стабильным независимо от ее расхода.
Промышленная применимость предлагаемого устройства обеспечивается доступностью всех узлов и систем предложенного технического решения. Изготовление гидроаккумулятора с двумя полостями технологически не отличается от существующей технологии изготовления: так, бак гидроаккумулятора изготавливается сваркой двух половин бака, изготовленных штамповкой и вытяжкой стальных листов, и может иметь любые размеры и полости, а мембраны изготавливаются различных моделей и размеров.
Опытные образцы гидроаккумулятора с двумя полостями и мембранами изготовлены и опробованы в ООО «АВАНПРОМ» Республика Чувашия, пгт. Урмары.