RU2195533C2

RU2195533C2 - Water supply system

Info

Publication number: RU2195533C2
Application number: RU2001107446A
Authority: RU
Inventors: Г.В. Викторов
Original assignee: Курский государственный технический университет
Priority date: 2001-03-20
Filing date: 2001-03-20
Publication date: 2002-12-27

Abstract

FIELD: water supply of populated areas. SUBSTANCE: water supply system includes water conduits, water tower, standby-adjustment reservoir, distribution network, hydraulic-pneumatic water elevator comprising two leak-tight tanks with valves and air conduit connecting tanks and ejector. One tank is placed in water tower, the other tans is positioned between distribution network and standby-adjustment reservoir at level of bottom of the latter. Water tower has bypass, internal surface of nozzle part of ejector has curvilinear spiral-like guides. Mixing chamber of ejector communicates with atmosphere. System is supplemented with control center that monitors level of water and pressure of air in hydraulic-pneumatic water elevator with the help of transducers and pressure controllers mounted in front of both sealed tanks. EFFECT: raised operational reliability, decreased energy consumption and improved water exchange in reservoir. 2 dwg

Description

Изобретение относится к системам водоснабжения населенных пунктов. The invention relates to water supply systems of settlements.

Известна система водоснабжения населенного пункта (см. а.с. СССР 334345 МКИ Е 03 В 1/02, Бюл. 23, 1970), содержащая водоводы, водонапорную башню, запасно-регулирующий резервуар и распределительную сеть. A well-known water supply system of a settlement (see USSR AS 334345 MKI E 03 1/02, Bull. 23, 1970), containing water conduits, a water tower, a reserve-regulating reservoir and a distribution network.

Недостатком данной системы водоснабжения является длительный водообмен в резервуаре, приводящий к возможному загниванию в нем воды, и значительные энергозатраты из-за создаваемых избыточных напоров в распределительной сети. The disadvantage of this water supply system is the long water exchange in the tank, which leads to the possible decay of water in it, and significant energy consumption due to the created excess pressure in the distribution network.

Известна система водоснабжения (см. а.с. СССР 1020529 МКИ Е 03 В 1/02, Бюл. 20, 1983), содержащая водоводы, водонапорную башню, запасно-регулирующий резервуар, распределительную сеть, гидропневматический водоподъемник, состоящий из двух герметических баков с клапанами и воздухопроводом, соединяющим баки, один из которых расположен в водонапорной башне, а другой - между распределительной сетью и запасно-регулирующим резервуаром на уровне дна последнего, и эжектор. A well-known water supply system (see AS USSR 1020529 MKI E 03 1/02, Bull. 20, 1983), containing water conduits, a water tower, a reserve-regulating reservoir, a distribution network, a hydropneumatic water lift, consisting of two hermetic tanks with valves and an air duct connecting the tanks, one of which is located in the water tower, and the other between the distribution network and the reserve-control tank at the bottom of the latter, and an ejector.

Недостатком данной системы водоснабжения является недостаточная надежность в работе, значительные энергозатраты и недостаточный водообмен в резервуаре. The disadvantage of this water supply system is the lack of reliability in operation, significant energy consumption and insufficient water exchange in the tank.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение надежности работы, снижение энергозатрат и улучшение водообмена в резервуаре. The technical problem to which the invention is directed is to increase reliability, reduce energy consumption and improve water exchange in the tank.

Технический результат достигается тем, что система водоснабжения, содержащая водоводы, водонапорную башню, запасно-регулирующий резервуар, распределительную сеть, гидропневматический водоподъемник, состоящий из двух герметических баков с клапанами и воздухопроводом, соединяющим баки, один из которых расположен в водонапорной башне, а другой - между распределительной сетью и запасно-регулирующим резервуаром на уровне дна последнего, и эжектор, водонапорная башня имеет байпас, на внутренней поверхности сопловой части эжектора - криволинейные спиралевидные направляющие, а камера смешения эжектора сообщена с атмосферой, причем система дополнительно оборудована пунктом управления, контролирующим уровень воды и давление воздуха в гидропневматическом водоподъемнике при помощи датчиков и регуляторов давления, установленных перед обоими герметическими баками. The technical result is achieved by the fact that a water supply system containing water conduits, a water tower, a reserve-regulating tank, a distribution network, a hydropneumatic water elevator, consisting of two pressurized tanks with valves and an air duct connecting the tanks, one of which is located in the water tower, and the other between the distribution network and the reserve-regulating tank at the bottom level of the latter, and the ejector, the water tower has a bypass, on the inner surface of the nozzle part of the ejector there are curls linear spiral guides, and the mixing chamber of the ejector is in communication with the atmosphere, and the system is additionally equipped with a control point that controls the water level and air pressure in the hydropneumatic water lift using sensors and pressure regulators installed in front of both hermetic tanks.

На фиг. 1 приведена схема предлагаемой системы водоснабжения, а на фиг. 2 - развертка внутренней поверхности сопловой части эжектора с криволинейными спиралевидными направляющими. In FIG. 1 shows a diagram of the proposed water supply system, and in FIG. 2 - scan of the inner surface of the nozzle part of the ejector with curved spiral guides.

Система водоснабжения содержит водоводы 1, водонапорную башню 2, запасно-регулирующий резервуар 3, распределительную сеть 4, гидропневматический водоподъемник 5, состоящий из двух герметических баков 5 и 6 с клапанами 7.. . 10 и воздухопроводом 11, трубопроводы 12...15, циркуляционную трубу 16 с эжектором 17 с клапаном 18. На внутренней поверхности сопловой части 19 эжектора 17 предусмотрены криволинейные спиралевидные направляющие 20, а камера смешения 21 эжектора 17 сообщена при помощи стояка 22 с атмосферой. Водонапорная башня 2 имеет байпас (обводной трубопровод) 23 с задвижкой 24. На трубопроводе 13 перед герметическим баком 5 установлен регулятор 25 давления, а на трубопроводе 12 перед герметическим баком 6 - регулятор 26 давления. Пункт управления 27 связан с датчиками 28 и 29 уровней воды. Атмосферный воздух поступает в водонапорную башню 2 по вентиляционной колонке 30 с фильтром 31. The water supply system contains water conduits 1, a water tower 2, a reserve-regulating tank 3, a distribution network 4, a hydropneumatic water lift 5, consisting of two pressurized tanks 5 and 6 with valves 7 ... 10 and air duct 11, pipelines 12 ... 15, a circulation pipe 16 with an ejector 17 with a valve 18. On the inner surface of the nozzle part 19 of the ejector 17, curved spiral guides 20 are provided, and the mixing chamber 21 of the ejector 17 is connected via the riser 22 to the atmosphere. The water tower 2 has a bypass (bypass pipe) 23 with a valve 24. A pressure regulator 25 is installed on the pipe 13 in front of the hermetic tank 5, and a pressure regulator 26 on the pipe 12 in front of the hermetic tank 6. The control point 27 is connected to the sensors 28 and 29 of the water levels. Atmospheric air enters the water tower 2 through the ventilation column 30 with a filter 31.

Система водоснабжения работает следующим образом. The water supply system operates as follows.

По трубопроводу 13 вода из запасно-регулирующего резервуара 3 через обратный клапан 8 и регулятор 25 давления заполняет по закону сообщающихся сосудов герметический бак 5 гидропневматического водоподъемника до верхнего уровня воды в нем, контролируемого пунктом управления 27 при помощи датчика 28 уровня. Пуск системы водоснабжения осуществляется открытием клапана 9. Через клапан 9 и регулятор 26 давления вода из водоводов 1 по трубопроводу 12 под избыточным напором, требуемым для заполнения водонапорной башни 2 (ее резервуара), поступает в верхний герметический бак 6, вытесняя из него воздух по воздухопроводу 11 в герметический бак 5. При этом регулятор 26 давления и датчик 28 уровня воды регулируют заполнение герметического бака 6 до максимального допустимого положения. Давлением воздуха вода из герметического бака 5 через обратный клапан 7 по трубопроводам 14 и 15 вытесняется в распределительную сеть 4. При этом регулятор 25 давления и датчик 29 контролируют уровень воды в герметическом баке 5. При заполнении герметического бака 6 до верхнего уровня автоматически закрывается клапан 9 под действием регулятора 28 давления и датчика 29 уровня воды через пульт управления 27 по сигналу с последнего. После этого по сигналу с пульта управления 27 открывается клапан 10, при этом прекращается подача воды из водоводов 1 в герметический бак 6 и начинается слив воды из него в водонапорную башню 2 (в ее резервуар), из которой - в распределительную сеть 4 и поступает по трубопроводу 15, если водопотребление в данный момент времени превышает подачу насосов. В противном случае избыток воды может сливаться по трубопроводу 15 (переливному) в запасно-регулирующий резервуар 3. При опорожнении герметического бака 6 давление в нем падает и соответственно падает давление в сообщающемся с ним герметическом баке 5. При этом герметический бак 5 снова заполняется водой через обратный клапан 8 и регулятор 29 давления, а воздух из герметического бака 5 вытесняется в герметический бак 6. При нижнем уровне воды в герметическом баке 6 под действием регулятора 26 давления и датчика 29 уровня воды автоматически закрывается клапан 10 и открывается клапан 9. Цикл повторяется. Таким образом, происходит постоянный отбор воды из запасно-регулирующего резервуара 3 через трубопровод 13 и пополнение его через переливной трубопровод, то есть происходит потокоциркуляция или водообмен в запасно-регулирующем резервуаре 3. Эжектор 17 с клапаном 18 служат для дополнительного подсоса воздуха в систему водоснабжения. Для создания водовоздушной эмульсии, позволяющей освежать воду и обогащать ее атмосферным воздухом, на внутренней поверхности сопловой части 19 эжектора 17 предусмотрены криволинейные спиралевидные направляющие 20, а камера смешения 21 эжектора 17 соединена при помощи стояка 22 с атмосферой, конец которого размещен внутри водонапорной башни 2, куда воздух попадает по вентиляционной колонке 30 с фильтром 31 для очистки поступающего атмосферного воздуха от пыли и загрязнений. Водонапорная башня имеет байпас (обводной трубопровод) 23 с задвижкой 24 для обвода подачи воды в распределительную сеть 4, минуя водонапорную башню 2 при авариях и профилактических работах. According to the law of the communicating vessels, the water from the reserve-regulating tank 3 through the non-return valve 8 and the pressure regulator 25 fills the hermetic tank 5 of the hydro-pneumatic water lift to the upper water level in it, which is controlled by the control point 27 using the level sensor 28. The water supply system is started by opening the valve 9. Through valve 9 and the pressure regulator 26, water from the water conduits 1 through the pipe 12 under the excess pressure required to fill the water tower 2 (its tank) enters the upper hermetic tank 6, displacing air from it through the air duct 11 into the hermetic tank 5. In this case, the pressure regulator 26 and the water level sensor 28 control the filling of the hermetic tank 6 to the maximum permissible position. Water pressure from the pressurized tank 5 through the check valve 7 through the pipelines 14 and 15 is forced into the distribution network 4. In this case, the pressure regulator 25 and the sensor 29 control the water level in the pressurized tank 5. When filling the pressurized tank 6 to the upper level, the valve 9 automatically closes under the action of the pressure regulator 28 and the water level sensor 29 through the control panel 27 by a signal from the latter. After that, according to the signal from the control panel 27, the valve 10 opens, while the water supply from the water lines 1 to the hermetic tank 6 is stopped and the water begins to drain from it to the water tower 2 (into its tank), from which it goes to the distribution network 4 and flows through pipeline 15 if the water consumption at a given time exceeds the supply of pumps. Otherwise, the excess water can drain through pipeline 15 (overflow) into the reserve-regulating tank 3. When the airtight tank 6 is empty, the pressure in it drops and, accordingly, the pressure drops in the airtight tank communicating with it 5. In this case, the airtight tank 5 is again filled with water through the check valve 8 and the pressure regulator 29, and the air from the hermetic tank 5 is forced into the hermetic tank 6. When the water level in the hermetic tank 6 is low, the pressure regulator 26 and the water level sensor 29 automatically close Valve 10 opens and valve 9 opens. The cycle repeats. Thus, there is a constant selection of water from the reserve-regulating tank 3 through the pipe 13 and replenishing it through the overflow pipe, that is, there is flow circulation or water exchange in the reserve-regulating tank 3. The ejector 17 with valve 18 are used for additional air intake into the water supply system. To create a water-air emulsion that allows you to refresh water and enrich it with atmospheric air, curved spiral guides 20 are provided on the inner surface of the nozzle part 19 of the ejector 17, and the mixing chamber 21 of the ejector 17 is connected by a riser 22 to the atmosphere, the end of which is located inside the water tower 2, where air enters through the ventilation column 30 with a filter 31 for cleaning incoming air from dust and pollution. The water tower has a bypass (bypass pipe) 23 with a valve 24 for bypassing the water supply to the distribution network 4, bypassing the water tower 2 in case of accidents and maintenance work.

Наличие обводного трубопровода-байпаса повышает надежность подачи воды потребителю, так как система водоснабжения может работать без водонапорной башни и запасно-регулирующего резервуара. Пульт управления, связанный с датчиками уровней воды в герметических баках и регуляторами давления, обеспечивает сохранность наличия постоянного воздушного объема в них и тем самым способствует нормальному функционированию предлагаемой системы водоснабжения. Подсос воздуха, очищенного от загрязнений эжектором, и создание в нем диспергированной эмульсии снижают плотность транспортируемой жидкости и, следовательно, затраты энергии, обеспечивают освежение воды и снабжают дополнительным воздухом герметические баки. The presence of a bypass pipe-bypass increases the reliability of water supply to the consumer, since the water supply system can operate without a water tower and a reserve-regulating tank. The control panel associated with water level sensors in pressurized tanks and pressure regulators ensures the preservation of the presence of a constant air volume in them and thereby contributes to the normal functioning of the proposed water supply system. The suction of air purified from contaminants by the ejector and the creation of a dispersed emulsion inside it reduce the density of the transported liquid and, consequently, the energy consumption, provide water refreshment and provide additional air to the airtight tanks.

Оригинальность предложенного технического решения заключается в использовании эффекта закрутки воды и воздуха в криволинейных спиралевидных направляющих для создания глубоко диспергированной эмульсии, имеющей малую плотность по сравнению с плотностью воды, соответственно обеспечивающая незначительные энергозатраты на транспортирование и освежение воды за счет окисления кислородом и надежность подачи воды потребителям. The originality of the proposed technical solution consists in using the effect of swirling water and air in curved spiral guides to create a deeply dispersed emulsion that has a low density compared to the density of water, respectively, providing low energy costs for transporting and refreshing water due to oxygen oxidation and reliable water supply to consumers.

Claims

A water supply system comprising conduits, a water tower, a reserve control tank, a distribution network, a hydropneumatic water lift, consisting of two pressurized tanks with valves and an air duct connecting the tanks, one of which is located in the water tower, and the other between the distribution network and the reserve control tank at the bottom of the latter, and an ejector, characterized in that the water tower has a bypass, curved with an ejector on the inner surface there are spiral guides, and the mixing chamber of the ejector is in communication with the atmosphere, and the system is additionally equipped with a control point that controls the water level and air pressure in the hydropneumatic water lift using sensors and pressure regulators installed in front of both hermetic tanks.