RU221766U1 - Канализационная насосная станция - Google Patents

Abstract

Техническим результатом является повышение надежности работы канализационной насосной станции с двумя насосами, который достигается за счет того, что канализационная насосная станция, состоящая из цилиндрического корпуса, установленного вертикально, содержащая два насоса погружного типа с всасывающими патрубками в нижней части корпуса, установленные с возможностью вертикального перемещения по направляющим и соединенные с напорными трубопроводами с запорной арматурой, на боковых частях канализационной насосной станции выполнены гильзы для трубопроводов для подачи и отвода стоков, во внутреннем объеме смонтирована корзина-мусоросборник и поплавковые датчики уровней включения и отключения насосов, выполненные с возможностью подключения к щиту управления, средства вытяжной вентиляции, также внутри корпуса установлена лестница и площадка для обслуживания запорной арматуры, отличающаяся тем, что во внутреннем объеме корпуса смонтированы четыре поплавковых выключателя с кабелями, при этом первый поплавковый выключатель размещен на уровне верхней части насосов, второй поплавковый выключатель размещен на 40-60 мм ниже нижней части гильзы для трубопровода для отвода стоков, третий поплавковый выключатель размещен на 90-110 мм выше второго поплавкового выключателя, четвертый поплавковый выключатель размещен на 140-160 мм выше второго поплавкового выключателя. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

Description

Из уровня техники известна СБОРНАЯ КАНАЛИЗАЦИОННАЯ НАСОСНАЯ СТАНЦИЯ [CN 206428802, опубл. 22.08.2017], которая включает в себя: корпус, панель управления, вентиляционную трубу, верхнюю крышку, платформу для обслуживания, трубу для выпуска воды, трубу для подачи воды, дробящую решетку, поплавок уровня жидкости и канализационный насос, с одной стороны верхней части корпуса предусмотрена панель управления, посередине - вентиляционный канал, с другой стороны - верхняя крышка, внутри корпуса предусмотрена платформа для обслуживания, и корпус разделен на верхнюю полость и нижнюю полость, впускная труба для воды проходит через одну сторону оболочки верхней полости и выходит из корпуса, впускная труба для воды проходит через одну сторону оболочки нижней полости и проходит в корпус, решетка закреплена на входе, один конец водопровода воды проходит в нижнюю полость, поплавок уровня жидкости расположен внутри нижней полости и жестко соединен с платформой обслуживания, канализационный насос расположен на дне нижней полости, канализационный насос соединен с патрубком отвода воды через трубопровод.

Также из уровня техники известна КАНАЛИЗАЦИОННАЯ НАСОСНАЯ СТАНЦИЯ [RU 13901, опубл. 10.06.2000], содержащая приемный резервуар в виде цилиндрического стеклопластикового корпуса с решетчатым контейнером, расположенным под трубопроводом подачи стоков, насосы, напорные трубопроводы, снабженные обратными клапанами и задвижками, датчики уровней включения и отключения насосов, подключенные к пульту управления, установленному в надземном блоке-контейнере с расположенным в нем грузоподъемным устройством, перекрытие, с выполненным в нем проемом, снабженным ограждением, отличающаяся тем, что в приемном резервуаре размещены насосы погружного типа, соединенные с напорными трубопроводами, установленные с возможностью вертикального перемещения по направляющим, а над трубопроводом подачи стоков расположена площадка обслуживания с выполненными в ней проемами.

Наиболее близкой по технической сущности является КАНАЛИЗАЦИОННАЯ НАСОСНАЯ СТАНЦИЯ [RU 196197, опубл. 19.02.2020], включающая стеклопластиковый резервуар в виде цилиндра, установленного вертикально, два насоса погружного типа с всасывающими патрубками в нижней части резервуара, установленные с возможностью вертикального перемещения по направляющим и соединенные автоматической трубной муфтой с напорными трубопроводами с обратными клапанами и задвижками, трубопровод подачи стоков, сороулавливающая съемная корзина, поплавковые датчики уровней включения и отключения насосов, подключенные к шкафу управления, крышки проемов, средства вытяжной вентиляции, а также внутри резервуара установлена лестница, съемная или стационарная площадка для размещения персонала, отличающаяся тем, что средство вытяжной вентиляции в виде вертикальной вытяжной трубы снабжено в ее верхней части ротационной вентиляционной турбиной типа турбодефлектор и проволочным ограждением для турбодефлектора.

Основной технической проблемой аналогов и прототипа является низкая надежность работы канализационной насосной станции с двумя насосами из-за того, что в указанных решениях не предложено конструкционного решения связанного с размещением поплавковых выключателей - обеспечивающих надежную и безаварийную эксплуатацию станции, с учетом обеспечения своевременного подключения/отключения насосов и своевременной сигнализации о переполнении резервуара.

Задачей полезной модели является устранение недостатков прототипа.

Техническим результатом является повышение надежности работы канализационной насосной станции с двумя насосами.

Указанный технический результат достигается за счет того, что канализационная насосная станция, состоящая из цилиндрического корпуса, установленного вертикально, содержащая два насоса погружного типа с всасывающими патрубками в нижней части корпуса, установленные с возможностью вертикального перемещения по направляющим и соединенные с напорными трубопроводами с запорной арматурой, на боковых частях канализационной насосной станции выполнены гильзы для трубопроводов для подачи и отвода стоков, во внутреннем объеме смонтирована корзина-мусоросборник и поплавковые датчики уровней включения и отключения насосов, выполненные с возможностью подключения к щиту управления, средства вытяжной вентиляции, также внутри корпуса установлена лестница и площадка для обслуживания запорной арматуры, отличающаяся тем, что во внутреннем объеме корпуса смонтированы четыре поплавковых выключателя с кабелями, при этом первый поплавковый выключатель размещен на уровне верхней части насосов, второй поплавковый выключатель размещен на 40-60 мм ниже нижней части гильзы для трубопровода для отвода стоков, третий поплавковый выключатель размещен на 90-110 мм выше второго поплавкового выключателя, четвертый поплавковый выключатель размещен на 140-160 мм выше второго поплавкового выключателя.

В частности кабели поплавковых выключателей смонтированы на шнурах.

В частности кабели поплавковых выключателей крепятся к шнуру посредством хомута.

В частности точка крепления кабеля к шнуру находится на расстоянии не менее 150 мм от места входа кабеля в корпус датчика.

В частности шнуры фиксируется рым-гайкой в верхней части корпуса.

На фиг. 1, 2 показан вид канализационной насосной станции сбоку в разрезе.

На фиг. 3 показан вид канализационной насосной станции сверху в разрезе.

На фиг. 4 показан процесс опускания насоса для фиксации внутри корпуса канализационной насосной станции.

На фиг. 5 показана фиксация поплавкового выключателя к внутренней стенке корпуса канализационной насосной станции.

На фиг. 6 показан грузоподъемный механизм корпуса канализационной насосной станции.

На фиг. 7 показаны места расположения поплавковых выключателей внутри корпуса канализационной насосной станции.

На фигурах обозначено: 1 - корпус; 2 - крышка; 3 - трубопровод для подачи стоков; 4 - трубопровод для отвода стоков; 5 - гильза для трубопровода для подачи стоков; 6 - гильза для трубопровода для отвода стоков; 7 - насос; 8 - опорный патрубок; 9 - трубопровод; 10 - обратный клапан; 11 - затвор гильотинный; 12 - грузоподъемный механизм; 12.1 - звездочка; 12.2 - верхний направляющий ролик; 12.3 - нижний направляющий ролик; 12.4 - конец цепи от насоса; 13 - корзина-мусоросборник; 14 - лестница; 15 - направляющие для подъема насоса; 16 - поплавковый выключатель; 17 - вентиляционный стояк; 18 - площадка для обслуживания запорной арматуры; 19 - первый уровень; 20 - второй уровень; 21 - третий уровень; 22 - четвертый уровень.

Канализационная насосная станция состоит из корпуса 1, выполненного в виде цилиндрической стальной или стеклопластиковой емкости, установленной вертикально. Горловина корпуса 1 цилиндра сверху закрыта крышкой 2. Во внутреннюю часть емкости через боковые стенки корпуса 1 выведены трубопровод для подачи стоков 3 и трубопровод для отвода стоков 4. Трубопроводы выведены через смонтированные в боковых стенках корпуса 1 гильзы для трубопровода для подачи стоков 5 и гильзы для трубопровода для отвода стоков 6. В нижней части корпуса 1 установлено два насоса 7 погружного типа. Каждый насос 7 выполнен с возможностью вертикального перемещения вдоль корпуса 1 и крепится к опорному патрубку 8 без болтовых соединений посредством погружного соединителя, что существенно облегчает монтаж и техническое обслуживание насоса 7. От насосов 7 смонтирован трубопровод 9, на котором находится специальная канализационная запорная арматура. Каждый насос 7 соединен с трубопроводом 9 через фланец насоса 7, который соединяется с фланцем нагнетательного патрубка трубопровода 9. Фланцы выполнены с возможностью прижима друг к другу под действием веса насоса 7 (показано на фиг. 4). Запорная арматура характеризуется наличием обратного клапана 10 и затвора гильотинного 11. Также в верхней части корпуса 1 находится грузоподъемный механизм 12 с возможностью вертикального перемещения насоса 7 (корзины-мусоросборника 13). В грузоподъемном механизме 12 используется ручная цепная таль. Таль может быть закреплена на специальной проушине или на грузовой кошке (тележка передвижная механическая), закрепленной на монорельсе в наземной части канализационной насосной станции. Также грузоподъемный механизм 12 состоит из звёздочки 12.1, рядом с которой выполнены верхний направляющий ролик 12.2 и нижний направляющий ролик 12.3. Конец цепи насоса 12.4 продет вокруг звездочки 12.1 через верхний направляющий ролик 12.2 и нижний направляющий ролик 12.3. Дополнительно в наземной части канализационной насосной станции выполнен щит управления (в варианте реализации дополнительно присутствует щит автоматизированного ввода резерва) (на фиг. не показаны). Для улавливания мусора внутри корпуса 1 смонтирована корзина мусоросборник 13, которая также может быть соединена с грузоподъемным механизмом 12. Внутри станции вертикально установлена лестница 14. Щит управления насосной станцией обеспечивает мониторинг работы насосов 7, обеспечивая их попеременную работу. Корпус 1 может быть покрыт антикоррозийной мастикой. Также вертикально внутри корпуса 1 смонтированы направляющие для подъема насоса 15. В нижней части направляющие для подъема насоса 15 соединены с насосом 7, в верхней части с грузоподъемным механизмом 12. Также во внутреннем объеме корпуса 1 установлены четыре поплавковых выключателя 16. Кабели поплавковых выключателей 16 крепятся к шнуру посредством хомута. Точка крепления кабеля находится на расстоянии не менее 150 мм от места входа кабеля в корпус датчика. Шнур фиксируется рым-гайкой в верхней части корпуса 1. Поплавковые выключатели 16 размещены по высоте в соответствии с фиг.7. Первый поплавковый выключатель 16 размещен на первом уровне 19 - уровне верхней части (ручки) насосов 7. Второй поплавковый выключатель 16 размещен на втором уровне 20 - на 40-60 мм ниже нижней части гильзы для трубопровода для отвода стоков 6. Третий поплавковый выключатель 16 размещен на третьем уровне 21 - на 90-110 мм выше второго. Четвертый поплавковый выключатель 16 размещен на четвертом уровне 22 - на 140-160 мм выше второго. Поплавковые выключатели 16 соединены с щитом управления насосной станцией, которая выполнена с возможностью отключения насосов 7 при уровне в баке ниже первого поплавкового выключателя 16 (ниже первого уровня 19); включения одного насоса 7 при уровне в баке выше второго поплавкового выключателя 16 (выше второго уровня 20); включения двух насосов 7 при уровне в баке выше третьего поплавкового выключателя 16 (выше третьего уровня 21); включения сигнализации «Переполнение» при уровне в баке выше четвёртого поплавкового выключателя 16 (выше четвертого уровня 22). В верхней части корпуса 1 выполнен вентиляционный стояк 17. Также внутри корпуса 1 на уровне с обратным клапаном 10 и затвором гильотинным 11 смонтирована площадка для обслуживания запорной арматуры 18 с возможностью размещения на ней технического работника.

Канализационная насосная станция функционирует следующим образом.

Первоначально корпус 1 канализационной насосной станции размещают вертикально на дно котлована на фундаментальной плите. Крепление осуществляют распорными дюбелями (анкерное крепление) устанавливаемыми в просверленные отверстия в бетонном основании и закрепляемые с помощью распорных устройств. Далее в гильзу для трубопровода для подачи стоков 5 и гильзу для трубопровода для отвода стоков 6 вводят соответственно трубопровод для подачи стоков 3 и трубопровод для отвода стоков 4. Получившийся зазор между сливной трубой и гильзой герметизируют с помощью уплотнителя кольцевых пространств. После крепления ёмкости к фундаментной плите и проверки её вертикальности, а также проверки состояния других элементов, осуществляют обратную засыпку котлована. Обратную засыпку производят мягким грунтом без инородных предметов, равномерно по окружности канализационной насосной станции. Используя грузоподъемный механизм 12, опускают насосы 7 по направляющим для подъема насосов 15 до стыковки фланца насоса 7 с фланцем нагнетательного патрубка. Фланцы прижимают друг к другу под действием веса насоса 7. Кабели насосов 7 выводят через соответствующие отверстия в верхней части корпуса 1. Каждый кабель размещают в отдельном кабельном вводе. Кабели поплавковых выключателей 16 крепят к шнуру, при этом крепление осуществляют таким образом, чтобы точка крепления кабеля находилась на расстоянии не менее 150 мм от места входа кабеля в корпус датчика. Шнур привязывают к рым-гайке в верхней части корпуса 1 канализационной насосной станции или же к специальной пластине с отверстием. По ходу наполнения корпуса, при достижении стоков второго уровня 20 срабатывает второй поплавковый выключатель 16, подавая управляющее воздействие на щит управления насосной станцией, после которого включается и первый насос 7. По ходу наполнения корпуса 1, при достижении стоков третьего уровня 21 срабатывает третий поплавковый выключатель 16, подавая управляющее воздействие на щит управления насосной станцией, после которого включается и первый и второй насосы 7. По ходу наполнения корпуса 1, при достижении стоков четвертого уровня 22, срабатывает четвертый поплавковый выключатель 16, подавая управляющее воздействие на щит управления насосной станцией, после которого включается сигнализация с и индикацией «Переполнение». По ходу падения уровня стоков внутри корпуса 1 канализационной насосной станции, при достижении стоков второго уровня 20 срабатывает второй поплавковый выключатель 16, подавая управляющее воздействие на щит управления насосной станцией, после которого выключается один из двух насосов 7. По ходу падения уровня стоков внутри корпуса 1 канализационной насосной станции, при достижении стоков первого уровня 19 срабатывает первый поплавковый выключатель 16, подавая управляющее воздействие на щит управления насосной станцией, после которого выключаются оба насоса 7.

Заявленный технический результат - повышение надежности работы канализационной насосной станции с двумя насосами - достигается за счет того, что поплавковые выключатели 16 размещены старого на указанных уровнях. Таким образом, как по ходу наполнения внутреннего объема корпуса 1, так и при падении уровня стоковых вод обеспечивается их своевременная откачка, и своевременная сигнализации о возможном переполнении.

Расположение поплавковых выключателей 16 на указанных уровнях обосновывается проведенными натурными экспериментами, в частности:

размещение первого поплавкового выключателя 16 на первом уровне 19 по верхней части насосов 7 обосновывается тем, чтобы при падении уровня стоковых вод, обеспечить гарантированное нахождение выключенных насосов 7 под уровнем сточных вод; в противном случае произойдет работа насосов 7 вхолостую без наличия стоков, что существенно скажется на их ресурсе работы и надежности работы станции в целом;

размещение второго поплавкового выключателя 16 на втором уровне 20 на 40-60 мм ниже нижней части гильз для трубопровода для отвода стоков 6 обосновывается тем, чтобы при повышении уровня сточных вод успел включиться один из насосов 7; размещение второго уровня 20 ниже 40 мм привело бы к необязательной работы одного из насосов 7, что сказалось бы на его ресурсе и надежности; размещение второго уровня 20 выше 60 мм привело бы к увеличению вероятности несвоевременного запуска насоса 7 при резком повышении стоковых вод, что могло бы привести к нештатной ситуации и переполнению станции;

размещение третьего поплавкового выключателя 16 на третьем уровне 21 на 90-110 мм выше второго уровня 20 обосновывается тем, чтобы при повышении уровня сточных вод своевременно успели включиться оба насоса 7; размещение третьего уровня 21 ниже 90 мм привело бы к необязательной работы двух насосов 7, что сказалось бы на их ресурсе и надежности; размещение третьего уровня 21 выше 110 мм привело бы к увеличению вероятности несвоевременного запуска двух насосов 7 при резком повышении стоковых вод, что могло бы привести к нештатной ситуации и переполнению станции;

размещение четвертого поплавкового выключателя 16 на четвертом уровне 22 на 140-160 мм выше второго уровня 20 обосновывается тем, чтобы при повышении уровня сточных вод своевременно был подан сигнал о переполнении - для своевременного принятия мер техническим персоналом по нормальному функционированию канализационной станции; размещение четвертого уровня 22 ниже 140 мм привело бы к повышению вероятности возникновения случаев ложного срабатывания сигнализации, когда два насоса 7 справляются с работой по откачке сточных вод; размещение четвертого уровня 22 выше 140 мм привело бы к увеличению вероятности возникновения ситуации, когда у технического персонала не осталось бы времени для принятия решения в случае переполнения, что может привести к возникновению нештатной ситуации, переполнению и затоплению оборудования, что негативно скажется на надежности изделия в целом.

Таким образом, расположение поплавковых выключателей 16 на указанных уровнях обеспечивает достаточное время как для включения/выключения и перехода в режим нормальной работы двух насосов 7, так и обеспечивает достаточное время для реакции персонала и автоматики на переполнение, что обеспечивает надежную и стабильную работу насосной станции.

Также заявленный технический результат достигается за счет того, что кабели поплавковых выключателей 16 крепятся к шнуру посредством хомута. Точка крепления кабеля находится на расстоянии не менее 150 мм от места входа кабеля в корпус датчика. Шнур фиксируется рым-гайкой в верхней части корпуса 1. Данный тип крепления обеспечивает надежное функционирование датчиков и уменьшает вероятность их ложного срабатывания при соприкосновении с посторонними предметами при заполнении. Использование расстояния менее 150 мм повышает вероятность несвоевременного срабатывания из-за ограниченного свободного пространства вокруг датчика.

Заявителем в 2023 году было изготовлено и апробировано заявленное техническое решение. Эксплуатация подтвердила заявленный технический результат - средняя наработка на отказ была повышена на 20-30% по сравнению с другими, известными из уровня техники, вариантами насосных станций с двумя насосами 7.

Пример достижения технического результата.

В ходе проведения серии тестовых испытаний с другими вариантами насосных станций с двумя насосами 7 было выявлено следующее, что благодаря указанному расположению уровней поплавковых выключателей 16, режимам их работы и особенностям монтажа, не было зафиксировано не одной нештатной ситуации (неправильного количества одновременно работающих насосов 7, работающих в холостую и т.д.), приводящей к дополнительному изнашиванию оборудования или приводящей к угрозе затопления или повреждения как подземного, так и надземного оборудования станции. Что, в свою очередь, сказалось на надежности изделия в целом. При этом на сравниваемых решениях - сложность управления работой одновременно двумя насосами 7, приводила к эпизодическому возникновению нештатных ситуациях, влияющих на надежность станции.

Заявленное устройство является единым изделием, размещенным в общем корпусе 1. Функциональные элементы изделия соединены друг с другом посредством сборочных операций благодаря наличию механических и электрических связей. Изделие изготавливается на заводе изготовителе.

Claims (5)

1. Канализационная насосная станция, состоящая из цилиндрического корпуса, установленного вертикально, содержащая два насоса погружного типа с всасывающими патрубками в нижней части корпуса, установленные с возможностью вертикального перемещения по направляющим и соединенные с напорными трубопроводами с запорной арматурой, на боковых частях канализационной насосной станции выполнены гильзы для трубопроводов для подачи и отвода стоков, во внутреннем объеме смонтирована корзина-мусоросборник и поплавковые датчики уровней включения и отключения насосов, выполненные с возможностью подключения к щиту управления, средства вытяжной вентиляции, также внутри корпуса установлена лестница и площадка для обслуживания запорной арматуры, отличающаяся тем, что во внутреннем объеме корпуса смонтированы четыре поплавковых выключателя с кабелями, при этом первый поплавковый выключатель размещен на уровне верхней части насосов, второй поплавковый выключатель размещен на 40-60 мм ниже нижней части гильзы для трубопровода для отвода стоков, третий поплавковый выключатель размещен на 90-110 мм выше второго поплавкового выключателя, четвертый поплавковый выключатель размещен на 140-160 мм выше второго поплавкового выключателя.

2. Канализационная насосная станция по п. 1, отличающаяся тем, что кабели поплавковых выключателей смонтированы на шнурах.

3. Канализационная насосная станция по п. 2, отличающаяся тем, что кабели поплавковых выключателей крепятся к шнуру посредством хомута.

4. Канализационная насосная станция по п. 2 или 3, отличающаяся тем, что точка крепления кабеля к шнуру находится на расстоянии не менее 150 мм от места входа кабеля в корпус датчика.

5. Канализационная насосная станция по п. 2, отличающаяся тем, что шнур фиксируется рым-гайкой в верхней части корпуса.