Устройство для подачи воды из скважины в башню и его автоматический сливной клапан
DEVICE FOR WATER SUPPLY FROM THE WELL TO TOWER AND ITS AUTOMATIC DRAIN VALVE

Изобретение относится к области водоснабжения и может быть использовано для слива жидкости в трубопроводах, предпочтительно в трубопроводах обвязки водозаборных скважин сельчан с башней Рожновского.
Известны устройства для подачи воды из скважин в башни (типовые проекты) с нижней подачи воды в башню, включающие наземные насосные станции или подземные насосные станции (1).
Основным недостатком устройства для подачи воды из скважины в башню снизу является замерзание воды в напорном трубопроводе и в башне. Из-за этого скважины не надежно работают в автоматическом режиме.
Поэтому заводы-изготовители насосов пишут «При понижении температуры ниже 0°С принять меры, исключающие замерзание воды в напорном трубопроводе при неработающем агрегате». Чтобы исключить замерзание воды в напорном трубопроводе, некоторые отапливают электронагревателями насосных станций, но это не спасает сельчан. Поэтому в основном воду подают в башню сверху, удалив обратный клапан погружного насоса. Башни при этом не утеплены, но несмотря на это они работают надежно за счет прохождения воды сверху до низа башни. Но при этом нарушают правила эксплуатации скважины и насосов в связи с удалением обратного клапана электропогружного насоса, что сокращает срок их эксплуатации.
Недостатком типового проекта №901-2-177.91 является: строительство, ремонт и эксплуатация подземных насосных станций, подземных водопроводов, колодцев вокруг скважин; нахождение в колодце устья скважины, которое затрудняет демонтаж заполненных водой труб. Вся вода, находящаяся в напорных трубах, при демонтаже труб брызгается в колодец, к монтажникам и это помойка просачивается в скважину. При промывке скважин колодцы вообще заполняются грязью. Если при этом учитывать непосредственное соединение скважин с потребителями воды, существование в башне подающе-отводящей трубы, вероятность заражения скважины повышается в сотни раз.
В последнее время получило распространение соединение скважин напрямую с потребителями воды, минуя башни Рожновского, что является причиной отсутствия резервного объема воды и нарушением правил пожаробезопасности.
Известно «Устройство для подачи воды из водозаборных скважин и его сливной клапан» (Заявление (21) 4702131/29, (22) 31.03.89, (76) Вафин М.В.), содержащее электропогружной насос с обратным клапаном, напорный трубопровод, автоматический сливной клапан, водоподъемные трубы напорного трубопровода, задвижку, башню.
Впоследствии был получен патент №2000392 С (2) Е03В 3/06 по второму пункту формулы изобретения под названием «Автоматический сливной клапан».
Недостатком устройства для подачи воды из водозаборных скважин является низкая надежность, так как при остановке насоса вода в напорной трубе может замерзать из-за ненадежности работы его автоматического сливного клапана по причине, что иногда клапан не открывается, иногда в местах соединения корпуса с вилкой просачивается вода, быстро выходят из строя седла (слив), рычаг, вилка при работе в агрессивной воде.
Известно «Устройство для подачи воды из скважины в башню и его автоматический сливной клапан» (3) (Патент №2222671, (21) Заявка №2001132996/03, (72) Автор Вафин Минхасян Валиевич), содержащее электропогружной насос с обратным клапаном, напорный трубопровод, автоматический сливной клапан, водоподъемные трубы напорного трубопровода, задвижку, башню.
Недостатком этого устройства является просачивание воды через автоматический сливной клапан между запорным элементом и седлом сливной трубки клапана при работающем электропогружном насосе.
Наиболее близким аналогом изобретения является «Устройство для подачи воды из скважины и его автоматический сливной клапан» (Патент №2320826 (4), (72) Автор Вафин Минхасян Валиевич, (21). Заявка №2005119229), содержащее электропогружной насос с обратным клапаном, напорный трубопровод, автоматический сливной клапан, водоподъемные трубы напорного трубопровода, задвижку, башню. При этом подача воды в башню осуществлена сверху, а расход воды снизу башни.
Недостатком этого устройства является просачивание воды между корпусом и вилкой автоматического сливного клапана при подаче воды в башню.
Основной причиной просачивания воды между корпусом и вилкой автоматического сливного клапана является невозможность иногда обеспечить герметичность крепления вилки к корпусу и регулирования силы прижатия губками вилки рычага с гайкой крепления вилки к корпусу. Потому что при слабом заварачивании гайки просачивается вода между корпусом и вилкой, при сильном заварачивании гайка сильно прижимает губками вилки рычаг, что снижает реакцию рычага на изменение сил, действующих на рычаг, и не дает рычагу с запорным элементом нормально открывать и закрывать сливную трубку с седлом, т.е. недостаточно высока эксплуатационная надежность и эффективность устройства.
Задачей является увеличение надежности и эффективности устройства.
На фиг. 1 показано устройство для подачи воды из скважины в башню, общий вид;
На фиг. 2 - автоматический сливной клапан.
Устройство содержит электропогружной насос 1 с обратным клапаном 2, напорный трубопровод 3, автоматический сливной клапан 4, водоподъемно-сливные трубы 5, задвижку 5А, башню 6.
При этом надземная часть водоподъено-сливных труб имеет уклон. В статическом состоянии автоматический сливной клапан 4 открыт, в расположенных трубах выше сливного клапана вода слита, поэтому в устройстве выше сливного клапана напорный трубопровод не существует, существуют водоподъемно-сливные трубы 5. В статическом состоянии ниже сливного клапана трубопровод всегда наполнен водой, находится под давлением, поэтому этот трубопровод был напорным и остался напорным трубопроводом и после установки автоматического сливного клапана в скважину. Поэтому автоматический сливной клапан 4 всегда непосредственно соединен встык снизу с напорным трубопроводом 3, а сверху с водоподъемно-сливными трубами 5, соединенными с башней с верхней подачей воды. Автоматический сливной клапан содержит корпус 7, приводной рычаг 10 с запорным элементом 8, грузиком 12, делителем 14, сливную трубку с седлом 9, вилку 11, гайку 13, 16, болт 17, ось 15. При этом седло и контактирующая с ним поверхность запорного элемента выполнены «плоскими», сливная трубка с седлом, рычаг и вилка выполнены из пластмассы. Приводной рычаг 10 с запорным элементом 8, грузиком 12 и делителем 14 размещен внутри корпуса, один конец приводного рычага шарнирно соединен с вилкой через ось 15, а другой согнут. Детали рычага грузик 12 и делитель 14 установлены с возможностью опирания на расположенные на противоположной стороне от седла образующие внутренней поверхности корпуса 7.
Устройство работает следующим образом. При включении электропогружного насоса 1 вода через обратный клапан 2 по напорному трубопроводу 3 поднимается вверх, проходит автоматический сливной клапан 4, первую водоподъемно-сливную трубу 5, задвижку 5А, надземную часть водоподъемно-сливных труб 5, сверху сливается в башню, проходит через башню и снизу вода идет на расход. Поэтому башня не замерзает. При движении воды по корпусу вверх под действием скоростного напора воды приводной рычаг 10 с запорным элементом 8, грузиком 12 и делителем 14 поворачивается относительно оси 15 вилки и запорный элемент 8 закрывает седло сливной трубки 9.
При этом устранение просачивания воды между корпусом и вилкой автоматического сливного клапана осуществлено:
Снабжение вилки с осью 15 (фиг. 3) с возможностью регулирования силы прижатия рычага с губками вилки до установки их в корпус, исключив при этом необходимость этого регулирования с гайкой 13 крепления вилки к корпусу, создало условия для прижатия вилки к корпусу с гайкой 13 с силой, необходимой для обеспечения герметичности.
При этом:
1) чтобы исключить при заварачивании гайки 13 разрегулирование прижатия рычага губками вилки:
- сделан поясок соприкосновения вилки с корпусом;
- снята фаска с вилки с кромки соприкосновения с корпусом;
2) чтобы улучшить плотность между корпусом и вилкой, нерезьбовая часть вилки сделана конусом.
Так обеспечено повышение надежности и эффективности устройства.
При остановке электропогружного насоса 1, т.е. при остановке движения воды в трубопроводах 3, 5 и, следовательно, внутри корпуса 7, приводной рычаг 10 с запорным элементом 8, грузиком 12 и делителем 14 поворачивается относительно оси 15 вилки, открывая седло сливной трубки 9.
Таким образом, закрытие и открытие седла и, следовательно, слив воды обратно в скважину из водоподъемно-сливных труб при остановке электропогружного насоса осуществлены автоматически, что предотвращает замерзание воды в водоподъемно-сливных трубах при неработающем электропогружном насосе при любых погодных условиях.
При этом не нарушаются правила эксплуатации скважин и электропогружных насосов, т.к. обратный клапан электропогружного насоса на месте, напорный трубопровод расположен ниже автоматического сливного клапана, поэтому всегда заполнен водой. Этот столб воды в несколько атмосфер всегда давит через обратный клапан на насос. Поэтому забор воды из скважины в момент пуска насоса уменьшается, не нарушается режим отбора воды из скважины, сохраняется естественный фильтр скважины в момент пуска насоса, поэтому:
- в разы уменьшается поступление песка с водой в скважину и в насос;
- исключается преждевременное заполнение отстойника скважин песком;
- дольше работают подшипники, крылчатки насоса;
- не нарушается срабатываемость электрозащиты, дольше работает электродвигатель;
- обратный клапан защищает электропогружной насос, водонапорные трубы, естественный фильтр обратного удара и исключает обратное вращение ротора при остановке насоса и тем самым исключает самый худший случай пуска электропогружного насоса;
- исключается преждевременный выход из строя скважин и насосов.
Таким образом, повышены надежность и эффективность устройства, защищены скважина, электропогружной насос от нарушения правил их эксплуатации преждевременного выхода из строя, водоподъемно-сливные трубы и башня предотвращены от замерзания в них воды даже при аварийном отключении электроэнергии, улучшены условия для работы скважины в автоматическом режиме при любых погодных условиях, сэкономлены электроэнергия для отопления наземных насосных станций, исключена необходимость строительства насосных станций, устья скважин в колодцах и соединение скважин непосредственно с потребителями воды, в сотни раз уменьшена вероятность заражения скважин, улучшено снабжение водой сельчан, сокращены расходы в разы по сравнению с действующими типовыми проектами.
Источники информации
1. Типовой проект - подземная насосная станция №901-2-177.91.
2. Патент №2000392 С, (51) Е03В 3/06, (21) 4702131/29, (22) 31.03.89, (76) Вафин М.В., (54) Автоматический сливной клапан.
3. Патент №2222671 С2, (21) Заявка №2001132996/03, (54) Устройство для подачи воды из скважины в башню и его автоматический сливной клапан. (72) автор Вафин Минхасян Валиевич.
4. Патент №2320826 С2, (21) Заявка №2005119229/03, (54) Устройство для подачи воды из скважины и его автоматический сливной клапан, (72) автор Вафин Минхасян Валиевич.