АВТОМАТИЧЕСКИЙ ВОДОПРИЕМНИК ДЛЯ ЗАБОРА ПОДЗЕМНОЙ РОДНИКОВОЙ ВОДЫ
AUTOMATIC WATER INTAKE FOR UNDERGROUND SPRING WATER

Изобретение относится к водоснабжению из подземных источников и касается, в частности, сооружений для забора подземных родниковых вод, используемых в питьевых целях, и регенерации фильтрующего элемента в системе забора воды.
Аналогом устройства является гидротехническое сооружение для забора подземной родниковой воды, содержащее установленный в водоносном пласту резервуар с донным фильтром, имеющим засыпку, и определителем уровня, насос с всасывающим шлангом для откачивания подземной воды, емкость для сбора и расхода родниковой воды, сообщенную с всасывающим шлангом насоса, систему трубопроводов, оно дополнительно снабжено вторым резервуаром, сообщенным с первым резервуаром посредством разноуровневых труб, и резервным резервуаром, сообщенным со вторым рабочим резервуаром и установленным ниже уровня размещенного последнего, причем всасывающий шланг насоса размещен во втором резервуаре, оснащенном средствами, обеспечивающими перетекание подземной воды в природный водоем, при этом самая нижняя разноуровневая труба расположена ниже минимального уровня воды в межень в первом резервуаре, оба рабочих и резервный резервуары расположены в последовательном порядке и снабжены гидроизоляционным слоем необходимой высоты, расположенным вокруг каждого резервуара (Патент RU №2407862, кл. E02В 3/00 от 27.12.2010).
Однако наличие конструктивных выполнений трех резервуаров с насосами и средствами перетекания подземной воды в нем делают работу устройства малонадежной при медленном наполнении воды, а необходимость точной центровки насосов и других элементов определяет жесткие требования к конструкции резервуаров. Кроме того, недостатками являются сложность конструкции и, как следствие, большая материалоемкость, а также отсутствие автономного и автоматического режима работы.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является гидротехническое сооружение для сифонного водоотвода подземной родниковой воды, содержащее установленный в водоносном пласту резервуар с донным фильтром, имеющим засыпку, и определитель уровня воды, насос с всасывающим шлангом для откачивания подземной воды, емкость для сбора и расхода родниковой воды, сообщенную с всасывающим шлангом насоса, систему трубопроводов, при этом оно дополнительно снабжено вторым рабочим резервуаром, сообщенным с первым резервуаром, причем всасывающий шланг насоса размещен во втором резервуаре, оснащенном средством в виде сточной трубы, обеспечивающим свободное перетекание подземной воды в природный водоем, оба резервуара расположены в последовательном порядке и снабжены гидроизоляционным слоем необходимой высоты, расположенным вокруг каждого резервуара, оно дополнительно снабжено рабочим сифоном, сообщающим первый и второй резервуары, при этом колено сифона выполнено не выше верхней стенки первого резервуара, соответствующей критическому наполнению родниковой воды, в котором расположен донный фильтр, а входной оголовок сточной трубы выполнен в виде, по крайней мере, козырька над трубой (Патент RU №2574663, кл. Е02В 11/00, Е03В 3/00 от 26.11.2014).
Недостатком этого устройства является громоздкость и, как следствие, большая материалоемкость, а также конструктивно не решены проблемы отвода взвеси из верхней осветленной воды.
Технический результат от использования заявленного изобретения заключается в упрощении конструкции и уменьшении материалоемкости, а также автоматическое включение автономно плавающего приемника.
Технический результат достигается тем, что автоматический водоприемник для забора подземной родниковой воды, содержащий установленный в водоносном пласту резервуар с донным фильтром, имеющим засыпку, и определителем уровня воды, при этом он дополнительно снабжен вторым рабочим резервуаром, сообщенным с первым резервуаром, оба резервуара расположены в последовательном порядке и снабжены гидроизоляционным слоем необходимой высоты, расположенным вокруг каждого резервуара, входной оголовок сточной трубы выполнен, по крайней мере, в виде козырька над трубой, отличающийся тем, что второй рабочий резервуар содержит поплавковую камеру, в которой размещен плавающий приемник, соединенный с верхним концом гибкого шланга с возможностью его вертикального перемещения, при этом второй рабочий резервуар разделен горизонтальной перегородкой с впускным отверстием, через которое пропущен гибкий шланг, второй конец которого соединен с выпускным отверстием в вертикальной перегородке, разделяющей второй рабочий и резервный резервуары с водоотводящей полостью, при этом резервный резервуар оснащен средством в виде сточной трубы, обеспечивающим свободное перетекание подземной воды в природный водоем, причем горизонтальная перегородка выполнена ограничителем для свободно плавающего приемника, а выпускное отверстие в вертикальной перегородке расположено ниже входного оголовка сточной трубы.
Автономный плавающий приемник имеет необходимую посадку в глубину воды для забора воды из второго рабочего резервуара в виде поплавковой камеры, автоматически повторяет профиль водной поверхности и выполнен из легких материалов, что уменьшает также материалоемкость.
Наличие горизонтальной перегородки в поплавковой камере позволяет закрывать или открывать впускное отверстие при заполнении поплавковой камеры водой, и забор воды происходит из верхних слоев в поплавковой камере без наносов.
В целях исключения застаивания воды в межень во втором резервуаре и ее цветения в перегородке имеется калиброванное отверстие, обеспечивающее санитарный слив в полость резервного резервуара, далее в природный водоем. В плавающем приемнике не происходит накопления осадка, обеспечивается выпуск осевшей взвеси, исключается увеличение взвешенных веществ в воде из родника.
Эксплуатация устройства проста и надежна, и вписывается в размеры второго рабочего резервуара с поплавковой камерой водоотвода подземной родниковой воды.
Изобретение поясняется чертежом, на котором представлен общий вид автоматического водоприемника для забора подземной родниковой воды.
Автоматический водоприемник включает в себя водоносный пласт 1, резервуар 2 с донным фильтром 3, имеющим засыпку 4, и определителем 5 уровня воды 6 в резервуаре 2. Второй рабочий резервуар 7 отделен перфорированной перегородкой 8 от резервуара 2 с донным фильтром 3. Рабочий резервуар 7 содержит поплавковую камеру 9 с расположенным в ней автономно плавающим приемником 10, горизонтальную перегородку 11, которая является также ограничителем для свободно плавающего приемника 10, и гибкий шланг 12. Верхний конец гибкого шланга 12 соединен с плавающим приемником 10, а нижний конец гибкого шланга 12 встроен в выпускное отверстие 13 в нижней части вертикальной перегородки 14, разделяющий рабочий 7 и резервный 15 резервуары между собой. Плавающий приемник 10 размещен выше горизонтальной перегородки 11, которая является также ограничителем перемещения относительно вертикального перемещения плавающего приемника 10 в поплавковой камере 9. Гибкий шланг 12 размещен в средней части впускного отверстия 16 горизонтальной перегородки 11 и приемное отверстие 17 в приемнике 10. Регулируемая длина гибкого шланга 12 зависит от требуемого уровня воды заполнения рабочего резервуара 7 с поплавковой камерой 9, и с помощью гибкого шланга 12 путем его натяжения через впускное отверстие 16 в горизонтальной перегородке 11 регулируется расположение свободно плавающего приемника 10 по высоте в поплавковой камере 9.
В вертикальной перегородке 14 имеется калиброванное отверстие 18 для санитарного сброса воды в водоотводящую полость резервного резервуара 15 со сточной трубой 19, оголовок 20 которой снабжен козырьком 21. Выпускное отверстие 13 в вертикальной перегородке 14 расположено ниже оголовка 20 с козырьком 21 сточной трубы 19. Дно резервного резервуара 15 снабжено водоотводящей трубкой 22, например, соединенной с природным водоемом.
Резервуары 2, 7, 15 установлены в вырытом котловане и снабжены крышками 23, 24, 25. В крышке 23 первого резервуара 2 выполнено отверстие для прохождения определителя 5 уровня воды 6.
Засыпка 4 представляет собой гравий разного размера. Нижний слой состоит из гравия крупного размера, промежуточный слой - из гравия среднего размера, верхний слой - из гравия мелкого размера. Резервуары снабжены снаружи гидроизоляционным слоем 26 необходимой высоты. Донный фильтр 3 резервуара 2 выполнен сверху в виде пластины 27.
Автоматический водоприемник для забора подземной родниковой воды работает следующим образом.
В районе источника подземной родниковой воды с вырытым котлованом последовательно устанавливают рабочие 2, 7 и резервный 15 резервуары. Фильтр 3 устанавливается в водоносном пласту 1.
Фильтрующая родниковая вода поступает в первый рабочий 2 резервуар и далее через перфорацию в перегородке 3 - во второй рабочий резервуар 7 с поплавковой камерой 9. При этом плавающий приемник 10 всплывает и тянет вверх гибкий шланг 12 через впускное отверстие 16, длина которого зависит от требуемого уровня заполнения поплавковой камеры выше горизонтальной перегородки 11, освобождая впускное отверстие 16, обеспечивая тем самым заполнение водой поплавковой камеры 9. Благодаря наличию приемного отверстия 17 в приемнике 10, обеспечивается постоянная величина расхода воды через гибкий шланг 12 и далее через выпускное отверстие 13 в перегородке 14. Далее вода заполняет резервный резервуар 15, соответственно забираемая вода поступает в природный водоем. Постоянную величину расхода обеспечивает работа приемника 10 в поплавковой камере 9 (регулятор напора), так как создается постоянный слой отбора воды приемником 10 в одной плоскости через гибкий шланг 12.
Приемное отверстие 17 приемника 10 может иметь конструкцию входной части разных размеров и зависит от заданного максимального забора воды из поплавковой камеры 9. В целях исключения в рабочем 7 резервуаре и поплавковой камеры 9 воды цветения, в перегородке 13 у дна его имеется калиброванное отверстие 18, а в резервном 15 резервуаре, через патрубок 22, обеспечивается санитарный сток в природный водоем.
Таким образом, предлагаемое устройство работает в автономном и автоматическом режимах, позволяет упростить конструкцию за счет исключения насосов и заборных элементов и уменьшить материалоемкость. Кроме того, по сравнению с прототипом, обеспечивает забор воды с поверхности второго рабочего резервуара с поплавковой камерой, что позволит сократить время на ее забор и повысить надежность работы.