УСТРОЙСТВО ВОДОСНАБЖЕНИЯ

Полезная модель относится к области гидротехники, а именно к устройствам водоснабжения, используемым в водопроводных сетях.
Устройства водоснабжения обеспечивают накопление и подачу потребителю воды, поступающей от питающего трубопровода, связанного с источником воды.
Так, известно устройство водоснабжения [RU 47918], содержащее запасно-регулирующую емкость, связанную с водоводом, обеспечивающим поступление в емкость воды от природного источника. Емкость содержит две камеры, в каждой из которых установлен погружной насос. Указанные насосы обеспечивают подачу воды из камер в напорный трубопровод, связанный с трубопроводом отведения воды потребителю. Устройство также содержит систему регулирования, обеспечивающую регулирование расхода воды и энергопотребления устройства, включающую контроллер, соединительные трубопроводы, измерительные приборы.
Однако размещение функциональных узлов рассматриваемого устройства на отдельных разнесенных в пространстве участках трубопроводов усложняет проведение его технического обслуживания и снижает удобство эксплуатации. Кроме того, в рассматриваемом устройстве не предусмотрено автономное электропитание, что приводит к зависимости его работы от внешних источников электроснабжения и увеличивает эксплуатационные расходы.
Известно устройство водоснабжения, описанное в [RU2553834], используемое для подачи воды в локальную водопроводную сеть, которое выбрано в качестве прототипа.
Данное устройство содержит запасно-регулирующую емкость, подводящий трубопровод, выполненный с возможностью его соединения с магистральным водоводом, подающим воду от природного водоема в устройство, и обеспечивающий поступление воды в емкость, а также отводящий трубопровод, выполненный с возможностью забора воды с помощью насосов из емкости и отвода ее потребителю. Перед емкостью на подводящем трубопроводе установлен гидроагрегат, преобразующий гидравлическую энергию протекающей по указанному трубопроводу воды в электроэнергию, которая может быть полезно использована, в том числе для электропитания устройства.
Данное устройство используется для водоснабжения и позволяет в процессе его работы вырабатывать электроэнергию, что расширяет его функциональные возможности. При этом обеспечивается возможность автономного энергоснабжения устройства без использования внешних источников и уменьшаются связанные с электропитанием эксплуатационные расходы.
Однако локализация функциональных узлов данного устройства на отдельных разнесенных в пространстве участках трубопроводов усложняет его техническое обслуживание и снижает удобство эксплуатации.
Технической проблемой, решаемой при реализации полезной модели, является повышение удобства эксплуатации устройства водоснабжения, выполненного с возможностью выработки электроэнергии.
Сущность полезной модели заключается в том, что в устройстве водоснабжения, содержащем запасно-регулирующую емкость, подводящий трубопровод, выполненный с возможностью его соединения с магистральным водоводом и предназначенный для подачи воды в емкость, отводящий трубопровод, предназначенный для отведения воды из емкости потребителю, а также гидроагрегат, установленный на подводящем трубопроводе, согласно полезной модели устройство содержит подключенный к магистральному водоводу параллельно подводящему трубопроводу обводной трубопровод, предназначенный для подачи воды в емкость, емкость разделена водонепроницаемой перегородкой на изолированные друг от друга первый не заполняемый водой отсек и второй заполняемый водой отсек, подводящий трубопровод и обводной трубопровод пропущены через первый отсек емкости, а их концевые участки установлены в выполненных в водонепроницаемой перегородке сквозных отверстиях с возможностью подачи воды во второй отсек емкости, отводящий трубопровод соединен со вторым отсеком емкости, на подводящем трубопроводе и на обводном трубопроводе установлена соответственно первая и вторая входная запорно-регулирующая арматура, каждая из которых выполнена с возможностью включения и отключения подачи воды от водовода в соответствующий трубопровод, а также соответственно первая и вторая выходная запорно-регулирующая арматура, каждая из которых выполнена с возможностью включения и отключения подачи воды во второй отсек емкости по соответствующим трубопроводам, при этом первая и вторая выходная запорно-регулирующая арматура смонтированы в первом отсеке емкости на расположенных внутри него участках соответствующих трубопроводов, а гидроагрегат смонтирован в первом отсеке емкости на расположенном внутри него участке подводящего трубопровода.
В частном случае полезной модели первая и вторая входная запорно-регулирующая арматура смонтированы в первом отсеке емкости на расположенных внутри него участках соответствующих трубопроводов.
Благодаря наличию запасно-регулирующей емкости, а также описанных выше водопроводных магистралей и запасно-регулирующей арматуры, с помощью заявляемого устройства осуществляется накопление и отвод потребителю воды, поступающей по магистральному водоводу от источника, при обеспечении возможности регулирования скорости заполнения емкости и объемов отводимой потребителю воды.
С помощью установленного на подводящем трубопроводе гидроагрегата (мини ГЭС) в заявляемом устройстве осуществляется преобразование гидравлической энергии протекающей по подводящему трубопроводу воды в электроэнергию. Это расширяет функциональные возможности устройства, а вырабатываемая энергия может быть использована как для автономного электроснабжения, так и для сторонних потребителей, что обуславливает высокую экономическую эффективность устройства.
Параллельно подключенный к подводящему трубопроводу обводной трубопровод участвует в процессе наполнения емкости водой и в процессе регулирования водоснабжения, а также используется в качестве резервной магистрали при отключении подающего трубопровода, в том числе при выполнении технического обслуживания установленного на нем гидроагрегата.
Принципиально важным в заявляемом устройстве является использование в нем емкости, разделенной водонепроницаемой перегородкой на два изолированных отсека: первый - не заполняемый водой «сухой» отсек и второй - заполняемый водой «мокрый» отсек, а также размещение в едином пространстве «сухого» отсека основных функциональных узлов устройства. Так, в «сухом» отсеке помещены участки подводящего и обводного трубопроводов с установленной на них выходной запасно-регулирующей арматурой, ответственной за включение и отключение подачи воды во второй «мокрый» отсек емкости, а также подключенный к подводящему трубопроводу гидроагрегат.
Объединение указанных важных функциональных узлов устройства в едином пространстве «сухого» отсека обеспечивает их лучшую сохранность, свободный доступ к ним, упрощение монтажа и технического обслуживания устройства, что обуславливает повышение удобства эксплуатации.
В «сухом» отсеке емкости также может быть расположена прочая аппаратура устройства, например, контрольно - измерительные приборы, фильтр, узел выпуска воздуха.
Заявляемое устройство может быть использовано в напорных водопроводных сетях, в которых подающий и обводной трубопроводы снабжены насосами, обеспечивающими забор воды из водовода в указанные трубопроводы.
Преимущественным является использование заявляемого устройства в самотечно-напорной водопроводной сети, где вода от источника (природный водоем, скважина) самотеком течет по водоводу в запасно-регулирующую емкость за счет перепада высот, на которых расположены источник воды и указанная емкость, а затем из указанной емкости под напором находящейся в ней воды отводится потребителю. В указанных сетях достигается наибольшая экономическая эффективность работы заявляемого устройства.
Входная запасно-регулирующая арматура может быть расположена на соответствующих трубопроводах вне емкости, в частности, в специально оборудованном смотровом колодце.
Таким образом, техническим результатом, достигаемым при реализации полезной модели, является повышение удобства эксплуатации устройства водоснабжения, выполненного с возможностью выработки электроэнергии.
В частном случае выполнения полезной модели первая и вторая входная запасно-регулирующая арматура смонтированы в первом отсеке емкости на расположенных внутри него участках соответствующих трубопроводов. При этом увеличение количества узлов, объединенных в едином пространстве «сухого» отсека, способствует повышению удобства эксплуатации устройства. Указанная аппаратура может быть расположена в «сухом» отсеке, если выбранные габаритные размеры указанного отсека и подводящего и обводного трубопроводов позволяют такое размещение.
На фигуре представлен чертеж общего вида заявляемого устройства.
Устройство включает подводящий трубопровод 1 и обводной трубопровод 2, подключенные параллельно к магистральному водоводу 3, подающему воду в устройство от источника.
Устройство также включает запасно-регулирующую емкость, разделенную водонепроницаемой перегородкой 4 на первый «сухой» отсек 5 и второй «мокрый» отсек 6.
Трубопроводы 1 и 2 частично пропущены через отсек 5 и подведены к перегородке 4. При этом концевые участки трубопроводов 1 и 2 установлены в выполненных в перегородке 4 сквозных отверстиях (на чертеже не показаны) с возможностью подачи воды во второй отсек 6.
Со вторым отсеком 6 соединен отводящий трубопровод 7, предназначенный для отведения воды из отсека 6 потребителю.
Емкость с отсеками 5 и 6, в частности, выполнена в виде заглубленного емкостного сооружения блок - модульного типа, изготовленного из стеклопластиковых трубчатых секций, снабженных торцевыми заглушками, в одной из которых, принадлежащих отсеку 5, выполнена дверь.
Внутри первого отсека 5 на трубопроводе 1 установлен гидроагрегат 8, включающий (на чертеже не показаны) гидротурбину, кинематически связанную с электрогенератором.
Внутри первого отсека 5 на трубопроводе 1 также установлена первая выходная запасно-регулирующая арматура 9, обеспечивающая возможность включения и отключения подачи воды во второй отсек 6 по трубопроводу 1.
Внутри первого отсека 5 на трубопроводе 2 установлена вторая выходная запасно-регулирующая арматура 10, обеспечивающая возможность включения и отключения подачи воды во второй отсек 6 по трубопроводу 2.
В частности, внутри первого отсека 5 на трубопроводе 2 установлен гаситель 11 энергии потока воды, обеспечивающий снижение давления в трубопроводе до величины, безопасной для конкретно используемого материала.
На трубопроводах 1 и 2 установлены соответственно первая 12 и вторая 13 входная запасно-регулирующая арматура каждая из которых, в частности, расположена на входных участках указанных трубопроводов вне первого отсека 5.
Каждая запасно-регулирующая арматура 9, 10, 12, 13 выполнена, в частности, в виде отсекающей задвижки или дискового поворотного затвора.
Устройство работает следующим образом.
Вода от источника, в частности, из природного водоема, самотеком (за счет перепада высот трассы водовода 3) из водовода 3 по трубопроводам 1 и 2, пропущенным через первый «сухой» отсек 5 емкости и перегородку 4, поступает во второй «мокрый» отсек 6 емкости, откуда она также самотеком отводится потребителю по трубопроводу 7.
В процессе работы устройства с помощью размещенного в первом «сухом» отсеке 5 емкости на трубопроводе 1 гидроагрегата 8 вырабатывается электроэнергия, используемая для энергоснабжения устройства и для сторонних потребителей.
С помощью размещенного в «сухом» отсеке 5 емкости на трубопроводе 2 гасителя 10 энергии потока в трубопроводе 2 снижается давление до величины, безопасной для материала трубопровода.
С помощью запасно-регулирующей арматуры 9, 10 размещенной на трубопроводах 1 и 2 внутри первого «сухого» отсека 5 емкости, а также с помощью запасно-регулирующей арматуры 12, 13, размещенной, на входных участках трубопроводов соответственно 1 и 2, осуществляется регулирование напора и объемов воды, отводимой потребителю.