RU2798569C1 - Method for water supply of protective cultivation structures and device for its implementation - Google Patents

Method for water supply of protective cultivation structures and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2798569C1
RU2798569C1 RU2022128675A RU2022128675A RU2798569C1 RU 2798569 C1 RU2798569 C1 RU 2798569C1 RU 2022128675 A RU2022128675 A RU 2022128675A RU 2022128675 A RU2022128675 A RU 2022128675A RU 2798569 C1 RU2798569 C1 RU 2798569C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
air
tank
compressor
distribution network
Prior art date
Application number
RU2022128675A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Наталья Васильевна Белоусова
Евгений Михайлович Асманкин
Юрий Андреевич Ушаков
Елена Викторовна Нейфельд
Иван Юрьевич Каргаев
Алексей Борисович Рязанов
Максим Борисович Фомин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный аграрный университет"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный аграрный университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный аграрный университет"
Application granted granted Critical
Publication of RU2798569C1 publication Critical patent/RU2798569C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: water supply.
SUBSTANCE: method consists in filling a sealed water tank (1) with water from a well (9) with simultaneous aeration to saturate it with oxygen, supplying water to the distribution network under pressure determined by the combined effect of the height of the water column in the water tank and the air pressure in the above-water space of the water tank. Compressor (6), which creates conditions for intensive water aeration, and also maintains air pressure inside the water pressure tank (1), which, when exposed to the surface of the accumulated purified water, supplies it to the distribution network under pressure, stabilized adequately to the mode of water supply of production objects at each particular moment time, is driven by a reactive force that occurs when water is sprayed and creates a torque that promotes uniform distribution of the water-air emulsion over the inner surface of the receiving compartment (8). After that, the released water makes a downward gravitational movement along a stepped path of the “diffuser-confuser” type. The device contains a sealed water tank (1) equipped with an air pressure sensor (18), liquid level sensors (16 and 17), water shut-off (14) and air (19) valves, on the roof shield (7) of which an air compressor (6) is installed, a vertical riser (2) is placed along the central axis, and an outlet pipe (13) is located in its lower part. The device is additionally provided with a transverse rod (3) installed at the upper end of the vertical riser (2) with the possibility of rotation in a horizontal plane and equipped with ejectors (4). The transverse rod (3) is connected by means of a drive shaft (5) to a compressor (6), under which a receiving compartment (8) of a confusing type is located inside the water pressure tank (1), and between it and the filter with grain filler (11) cone-shaped disks (12) with truncated tops, axially oriented and assembled in a stepwise transition sequence according to the “diffuser-confuser” type.
EFFECT: increase in the intensity of aeration and optimization of the supply of purified water to the distribution network.
3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к водоснабжению, в частности к подготовке воды, а также оптимизации режима ее подачи в разводящую сеть, и может быть использовано на защищенных грунтах в регионах с жесткими почвенно-климатическими условиями и повышенном содержании в подземных источниках химических элементов, не представляющих при водопотреблении эксплуатационно-технологической ценности.The invention relates to water supply, in particular to the preparation of water, as well as the optimization of the mode of its supply to the distribution network, and can be used on protected soils in regions with harsh soil and climatic conditions and a high content in underground sources of chemical elements that are not operational during water consumption - technological value.

Известные способы и устройства для их осуществления представляют изобретения, реализующие процесс водоснабжения потребителей посредством гидроаккумулирующих емкостей, обеспечивающих напорный уровень воды, подаваемой в распределительную сеть после очистки от содержащегося в ней радона путем аэрации, причем непосредственный контакт воды с воздухом для насыщения ее кислородом производится либо рассеиванием потока в виде мелких брызг (RU №2582362 С1), либо, с целью повышения эффективности очистки, эжектированием потока, что способствует образованию на входе в емкость водо-воздушной эмульсии (RU №2750460 С1). В обоих случаях, вода подается по центро-ориентированному вертикальному стояку в верхнюю зону емкости на высоту выше максимально возможного уровня воды, что для водонапорных гидросооружений, обслуживающих объекты коммунального хозяйства, составляет от 10 до 25 метров.Known methods and devices for their implementation are inventions that implement the process of water supply to consumers by means of hydroaccumulating tanks, providing a pressure level of water supplied to the distribution network after cleaning from the radon contained in it by aeration, and direct contact of water with air to saturate it with oxygen is carried out either by dispersion flow in the form of small splashes (RU No. 2582362 C1), or, in order to increase the efficiency of cleaning, by ejecting the flow, which contributes to the formation of a water-air emulsion at the inlet to the tank (RU No. 2750460 C1). In both cases, water is supplied through a center-oriented vertical riser to the upper zone of the tank to a height above the maximum possible water level, which for water-pressure hydraulic structures serving public utilities is from 10 to 25 meters.

Следует иметь в виду, что устройство подобного типа лучше использовать в масштабах сельских поселений с активностью водопотребления 150 м3/сутки и возможными отрицательными температурами окружающего воздуха в зимний период ниже (-25°С). Такое предположение будет целесообразным в том случае, если не учитывать спонтанность режима водопотребления в селитебных территориях с характерными для него ночными фазами снижения интенсивности водоразбора и не акцентировать внимание на металлоемкости эксплуатируемых гидросооружений, а также на системе автоматического управления с минимализированным функционалом в рамках контроля граничных уровней заполнения водонапорной емкости. Однако, как положительное можно отметить, что через вентиляционные окна, предусмотренные в данном техническом решении, вместе с воздухом будет уходить не только радон, но и также вытесняемые кислородом из воды свободная углекислота и сероводород.It should be borne in mind that a device of this type is best used on the scale of rural settlements with a water consumption activity of 150 m 3 /day and possible negative ambient temperatures in winter below (-25°C). Such an assumption would be appropriate if we do not take into account the spontaneity of the water consumption regime in residential areas with its characteristic night phases of a decrease in the intensity of water withdrawal and do not focus on the metal consumption of operated hydraulic structures, as well as on an automatic control system with minimized functionality as part of monitoring boundary filling levels. water tank. However, as a positive, it can be noted that through the ventilation windows provided in this technical solution, not only radon will escape with the air, but also free carbon dioxide and hydrogen sulfide displaced by oxygen from the water.

Специфика водоснабжения защищенных культивационных сооружений (теплицы, оранжереи, парники) предполагает, прежде всего, режимность водопотребления с обязательной предварительной (перед подачей в разводящую сеть) подготовкой воды соответственно агробиологическим требованиям для посадочного материала, а также требованиям к созданию безопасных и нормальных условий труда обслуживающего персонала, находящегося, как правило, внутри тепличных или оранжерейных помещений.The specificity of water supply for protected cultivation facilities (greenhouses, greenhouses, hotbeds) implies, first of all, the regime of water consumption with mandatory preliminary (before being supplied to the distribution network) water preparation in accordance with the agrobiological requirements for planting material, as well as the requirements for creating safe and normal working conditions for maintenance personnel , located, as a rule, inside greenhouses or greenhouses.

В этой связи, известные изобретения (RU №2582362 C1, RU №2750460 С1), имеют недостатки, затрудняющие их внедрение в технологический процесс производства сельскохозяйственной продукции на защищенных грунтах при водоснабжении культивационных сооружений.In this regard, the well-known inventions (RU No. 2582362 C1, RU No. 2750460 C1) have disadvantages that make it difficult to implement them in the technological process of agricultural production on protected soils with water supply to cultivation facilities.

Необходимо отметить, что постоянная циркуляция через аккумулирующую емкость скважинной воды приводит к накоплению и неуклонному повышению концентрации в ее надводном пространстве газов, вытесняемых при насыщении воды кислородом, для удаления которых необходима принудительная система воздухообмена с окружающей средой, что в данных технических решениях конструкционно не предусмотрено. Эффективность вентиляционной системы, предлагаемой авторами изобретений, не гарантирует своевременного удаления в атмосферу продуктов отдува, что повышает риск их накопления и значимо затрудняет процесс аэрации. В этом случае аэрирование воды будет иметь продолжение после ее сетевого распределения внутри защитных культивационных сооружений, где для обеспечения безопасных условий труда сотрудников потребуется дополнительная электроэнергия с целью повышения качества их проветривания, включая затраты на автоматическое регулирование температурного режима, поскольку речь идет о биотехнологических объектах. Кроме этого, при накоплении и подготовке воды перед подачей к потребителю, использование приема аэрации предполагает окисление двухвалентного железа и двухвалентного соединения марганца в нерастворимые вещества. Полученные продукты окисления должны подвергаться задержанию посредством фильтрации, что авторами настоящих изобретений не оговаривается и техническое решение для проведения обезжелезивания и деманганации в патентах (RU №2582362 C1, RU №2750460 С1) не представлено.It should be noted that the constant circulation through the accumulating capacity of well water leads to the accumulation and steady increase in the concentration in its surface space of gases displaced when the water is saturated with oxygen, the removal of which requires a forced air exchange system with the environment, which is not structurally provided for in these technical solutions. The efficiency of the ventilation system proposed by the inventors does not guarantee the timely removal of exhaust products into the atmosphere, which increases the risk of their accumulation and significantly complicates the aeration process. In this case, water aeration will continue after its network distribution inside protective cultivation facilities, where additional electricity will be required to ensure safe working conditions for employees in order to improve the quality of their ventilation, including the cost of automatic temperature control, since we are talking about biotechnological objects. In addition, when accumulating and preparing water before supplying it to the consumer, the use of aeration involves the oxidation of ferrous iron and divalent manganese compounds into insoluble substances. The resulting oxidation products must be subjected to retention by filtration, which is not specified by the authors of the present inventions and the technical solution for iron removal and demanganization is not presented in patents (RU No. 2582362 C1, RU No. 2750460 C1).

Эффективность процесса дегазации, как и других процессов, связанных с очисткой воды, определяется не только площадью ее контакта с воздухом, но и длительностью периода аэрации. В конструкционном плане напорно-аккумулирующая емкость должна содержать элементы задержки влаги в контакте с воздухом. В известных изобретениях авторы указывают на решение с установкой купола над верхней частью емкости, как элемента, образующего объем для разбрызгивания воды. При этом какая-либо другая функция купола (гидрорефлектирование, водосток, конденсация) не заявляется. В любом случае задержка разбрызгиваемой воды на контактной поверхности купола не окажет значительного влияния на процесс аэрации в силу кратковременности периода водостока в накопительную часть емкости.The efficiency of the degassing process, as well as other processes associated with water purification, is determined not only by the area of its contact with air, but also by the duration of the aeration period. In terms of design, the pressure-storage tank must contain elements for retaining moisture in contact with air. In well-known inventions, the authors point to the solution with the installation of a dome over the upper part of the tank, as an element that forms a volume for spraying water. At the same time, any other function of the dome (hydroreflecting, drainage, condensation) is not declared. In any case, the retention of sprayed water on the contact surface of the dome will not have a significant impact on the aeration process due to the short period of drainage into the storage part of the tank.

Из известных изобретений наиболее близким к предлагаемому является способ водоснабжения производственных и жилишно-бытовых объектов сельских поселений, а также устройство для его осуществления (RU №2758603 С1), которое выбрано в качестве прототипа.Of the known inventions, the closest to the proposed one is a method of water supply for industrial and residential facilities in rural settlements, as well as a device for its implementation (RU No. 2758603 C1), which is selected as a prototype.

Устройство, осуществляющее прототипный способ, содержит герметичную емкость с разводящей магистралью и водоотводящей трубой, сообщающей ее через фильтрующий элемент со скважиной. Внутреннее пространство герметичной емкости разделено на функциональные секции, включаемые в технологический процесс системой автоматического управления. Для этой цели на внутренней поверхности герметичной емкости расположены температурные датчики, датчики давления воздуха в надводном пространстве, датчики уровня жидкости, запорные, а также воздушные клапаны. Устройство снабжено подземным герметичным резервуаром, имеющим сообщение с емкостью и единое с ней донное основание, на котором по центральной оси установлена водоподъемная колонна с присоединенными к ее нижней части водоподводящей и воздухоподводящей трубами. Сверху емкость закрыта герметизирующим щитом, оборудованным дополнительным компрессором, приводимым в действие ветроустановкой.The device that implements the prototype method contains a sealed container with a distributing line and a drainage pipe that communicates it through the filter element with the well. The internal space of the sealed container is divided into functional sections, which are included in the technological process by the automatic control system. For this purpose, temperature sensors, air pressure sensors in the surface space, liquid level sensors, shut-off valves, and air valves are located on the inner surface of the sealed container. The device is equipped with an underground sealed reservoir having communication with the tank and a bottom base common with it, on which a water-lifting column is installed along the central axis with water supply and air supply pipes attached to its lower part. The container is closed from above with a sealing shield equipped with an additional compressor driven by a wind turbine.

Реализация прототипного способа водоснабжения (RU №2758603 С1) основана на принципе объединения в системный функциональный комплекс процесса подготовки воды (водоподготовки) и процесса оптимизации режима ее подачи в разводящую сеть. При этом водоподготовка осуществляется при заполнении водонапорной емкости посредством комбинирования подачи воды и воздуха через водоподъемную колонну, где в результате аэрирования воды происходит ее дегазация, а также обезжелезивание и деманганация. Двухкомпрессорная система принудительного воздухообмена удаляет из водонапорной емкости продукты отдува (свободная углекислота, сероводород, радон), а продукты окисления двухвалентного железа и двухвалентного соединения марганца как нерастворимые вещества подвергаются задержанию посредством фильтрации с применением зернового наполнителя.The implementation of the prototype water supply method (RU No. 2758603 C1) is based on the principle of combining the process of water preparation (water treatment) and the process of optimizing the mode of its supply to the distribution network into a systemic functional complex. At the same time, water treatment is carried out when filling the water tank by combining the supply of water and air through the water column, where, as a result of aeration of the water, its degassing occurs, as well as iron removal and demanganization. The two-compressor system of forced air exchange removes the products of exhaust from the water tank (free carbon dioxide, hydrogen sulfide, radon), and the oxidation products of ferrous iron and divalent manganese compounds as insoluble substances are retained by filtration using a grain filler.

Процесс оптимизации режима подачи воды в разводящую сеть в прототипном изобретении заключаются в использовании напорной составляющей от высоты водяного столба, варьированием которой в зависимости от температуры окружающей среды обеспечивается теплообмен с содержимым подземного резервуара, реализующего бойлерный эффект на основе аккумулирования и передачи тепловой энергии земли содержимому водонапорной емкости, при заполнении которой через водоподъемную колонну вода подается пропорционально количеству воздуха, нагнетаемого, как основным компрессором, так и компрессором дополнительного наддува, приводимого ветроустановкой, чем обеспечивается стабильность напора в разводящей сети независимо от интенсивности водопотребления в каждый конкретный момент времени.The process of optimizing the mode of water supply to the distribution network in the prototype invention consists in using the pressure component from the height of the water column, varying which, depending on the ambient temperature, ensures heat exchange with the contents of the underground reservoir, which implements the boiler effect based on the accumulation and transfer of thermal energy of the earth to the contents of the water pressure tank , when filled through the water column, water is supplied in proportion to the amount of air pumped by both the main compressor and the additional boost compressor driven by the wind turbine, which ensures the stability of the pressure in the distribution network, regardless of the intensity of water consumption at each particular moment of time.

Специфика процесса водоснабжения защитных культивационных сооружений заключается в технологической режимности водопотребления внутри ограниченного пространства, изолированного от окружающей среды с целью создания микроклиматических условий, адекватных агробиологическим характеристикам выращиваемых культур. Как правило, сети разводящие артезианскую воду монтируются непосредственно в технологических помещениях, поэтому вероятность их перемерзания при отрицательной температуре окружающей среды практически отсутствует. В этом случае нет необходимости акцентировать внимание на актуальности бойлерного эффекта, реализация которого в прототипном изобретении (RU №2758603 С1) осуществляется в результате функционального совмещения надземных и подземных технологических емкостей. Вопрос в том, что техническое решение предложенное авторами прототипа, хоть и категорируется как гидросооружение «невысотного» типа, является неадекватно громоздким и металлоемким для установки его внутри оранжерейного, тепличного или парникового сооружения, что необходимо для подготовки воды по функции очистки перед подачей ее в разводящую сеть указанных сооружений. В случае оптимизации габаритов прототипного сооружения под технологические помещения с защищенными грунтами использование напорной составляющей от высоты водяного столба будет технологически нерационально и, как следствие, приведет к перераспределению функциональной нагрузки в сторону компрессорного блока, форсирование режима работы которого потребуется в пропорции обратной проценту уменьшения указанных габаритов. Более того, поскольку в данном случае компрессор, обеспечивающий, постоянный дополнительный наддув, приводится в действие ветроустановкой, постольку стабильность его работы напрямую зависит от погодных условий, а монтаж ветроустановки в защитных культивационных сооружениях, в свою очередь, потребует разработку отдельного технического решения. Как следствие, при уменьшении мощности ветрового потока система автоматического управления будет стремиться к максимальному уровню загрузки энергосетевого компрессора, и так уже работающего в форсированном режиме компрессорного блока с целью обеспечения стабильности напора по разводящей сети в связи с габаритным ограничением высоты водяного столба и его напорной составляющей.The specificity of the water supply process for protective cultivation structures lies in the technological regime of water consumption within a limited space isolated from the environment in order to create microclimatic conditions that are adequate to the agrobiological characteristics of cultivated crops. As a rule, networks distributing artesian water are mounted directly in technological premises, so there is practically no possibility of their freezing at a negative ambient temperature. In this case, there is no need to focus on the relevance of the boiler effect, the implementation of which in the prototype invention (RU No. 2758603 C1) is carried out as a result of the functional combination of above-ground and underground process tanks. The question is that the technical solution proposed by the authors of the prototype, although it is categorized as a “low-rise” hydraulic structure, is inadequately bulky and metal-intensive for its installation inside a greenhouse, hothouse or greenhouse structure, which is necessary for preparing water for the purification function before supplying it to the distributing a network of these structures. In the case of optimizing the dimensions of the prototype structure for technological rooms with protected ground, the use of the pressure component from the height of the water column will be technologically irrational and, as a result, will lead to a redistribution of the functional load towards the compressor unit, the forcing of the operating mode of which will be required in proportion to the percentage of reduction in the indicated dimensions. Moreover, since in this case the compressor, which provides constant additional boost, is driven by a wind turbine, the stability of its operation directly depends on weather conditions, and the installation of a wind turbine in protective cultivation structures, in turn, will require the development of a separate technical solution. As a result, with a decrease in the power of the wind flow, the automatic control system will tend to the maximum level of loading of the power grid compressor, which is already operating in the forced mode of the compressor unit in order to ensure the stability of the pressure along the distribution network due to the overall limitation of the height of the water column and its pressure component.

В рамках анализа проблематики эксплуатации прототипного изобретения (RU №2758603 С1) на защищенных грунтах необходимо отметить, что при габаритизации технического решения, реализующего известный способ водоснабжения для сохранения функции очистки воды в процессе ее подготовки перед подачей в разводящую сеть, необходимо будет увеличить количество воздуха, пропускаемого через водоподъемную колонну. Это является обязательным технологическим условием для насыщения воды кислородом и удаления из водонапорной емкости продуктов отдува в окружающую среду в случае уменьшения размеров функциональных пространств прототипного изобретения при его модернизации.As part of the analysis of the problems of operating the prototype invention (RU No. 2758603 C1) on protected ground, it should be noted that when dimensioning a technical solution that implements a known method of water supply, in order to maintain the function of water purification during its preparation before being supplied to the distribution network, it will be necessary to increase the amount of air, passed through the riser. This is a mandatory technological condition for saturating water with oxygen and removing products from the water pressure tank into the environment in the event of a decrease in the size of the functional spaces of the prototype invention during its modernization.

Такой подход к водоснабжению защитных культивационных сооружений рациональным не является так, как в связи с перегрузкой компрессорного блока потребуется разработка проекта с внедрением модели пневмокомпрессора большей производительности и потребляемой мощности, что актуализирует вопрос эксплуатационной технологичности сооружений указанного типа и, как следствие, проблему рентабельности агропродукции с защищенных грунтов.Such an approach to the water supply of protective cultivation structures is not rational, since in connection with the overload of the compressor unit, it will be necessary to develop a project with the introduction of a pneumatic compressor model of greater productivity and power consumption, which actualizes the issue of the operational manufacturability of structures of this type and, as a result, the problem of profitability of agricultural products from protected soils.

Задачей изобретения является оптимизация режима водоснабжения, интегрирование в его функциональную схему комбинированной системы процессов очистки и подачи воды в разводящую сеть, а также улучшение эксплуатационной технологичности устройства для накопления и подготовки воды перед ее потреблением технологическими объектами.The objective of the invention is to optimize the mode of water supply, integrate into its functional diagram a combined system of processes for cleaning and supplying water to the distribution network, as well as improving the operational manufacturability of the device for accumulating and preparing water before it is consumed by technological objects.

Это достигается тем, что перед поступлением в сеть, разводящую воду по технологическим объектам, вода из скважины по вертикальному стояку насосом подается в герметичную водонапорную емкость, высота установки которой над опорной поверхностью не превышает габаритного уровня для эксплуатируемого типа защитного культивационного сооружения. Заполнение водонапорной емкости производится посредством впрыскивания водо-воздушной эмульсии, образование которой осуществляется эжекторами, расположенными диаметрально на поперечной штанге, установленной в верхней части стояка с возможностью вращения в горизонтальной плоскости относительно его вертикальной оси. Под давлением от насоса водо-воздушная эмульсия, впрыскиваясь в приемный отсек водонапорной емкости, за счет реактивной силы вызывает момент, вращающий поперечную штангу с установленными на ней эжекторами. Это позволяет не только обеспечивать большую площадь контакта пузырьков воздуха и воды при ее аэрации, но и равномерно распределять водо-воздушную эмульсию по внутренней поверхности приемного отсека. Сам приемный отсек выполнен в виде конфузора, где разбрызгиваемая вода, оседая на его внутренней поверхности, начинает гравитационно перемещаться к ниже расположенному по диффузорному типу конусообразному диску и уже по внешней поверхности продолжает нисходящее перемещение к очередному конусообразному диску, установленному ниже по конфузорному типу. При реализации «ступенчатого» стока воды время ее контакта с воздухом в рассредоточенном по конусным поверхностям состоянии значимо возрастает, что способствует интенсификации процесса аэрации и, как следствие, более качественной ее дегазации, деманганации, а также обезжелезивания с получением нерастворимых продуктов окисления, которые подвергаются задержанию посредством фильтрации с применением зернистого наполнителя. В настоящем изобретении количество конусообразных дисков, обеспечивающих очистку воды, устанавливается исходя из уровня ее загрязнения химическими элементами и с учетом интенсивности водопотребления на технологическом объекте, а размер дисков проектируется по критерию «габаритизации» устройства, реализующего предлагаемый способ водоснабжения, при установке его в функциональном пространстве защитного культивационного сооружения. В процессе аэрации, когда при насыщении воды кислородом из нее вытесняются свободная углекислота, сероводород, радон и другие газы, получаемые продукты отдува устраняются из водонапорной емкости в результате воздухообмена непосредственно с окружающей средой через воздушный предохранительный клапан, срабатывание которого обеспечивается системой автоматического управления в случае увеличения давления воздуха внутри водонапорной емкости свыше технологически необходимого уровня (свыше 400 кПа). Аспект технологичности, имеющий место в фазе очистки, когда обработка воды осуществляется посредством аэрации наиболее предпочтительным и безопасным окислительным агентом - кислородом воздуха, делает возможным оптимизацию эксплуатационных затрат для заданных показателей ее качества за счет рационального использования в предлагаемом способе энергии напора, создаваемого насосом. Это, практически, является технологической основой комбинирования процессов очистки и подачи воды в разводящую сеть из водонапорной емкости.This is achieved by the fact that before entering the network that distributes water to technological facilities, water from the well is pumped through a vertical riser into a sealed water tank, the installation height of which above the supporting surface does not exceed the overall level for the operated type of protective cultivation facility. The filling of the water pressure tank is carried out by injecting a water-air emulsion, the formation of which is carried out by ejectors located diametrically on a transverse rod installed in the upper part of the riser with the possibility of rotation in a horizontal plane relative to its vertical axis. Under pressure from the pump, the water-air emulsion, injected into the receiving compartment of the water-pressure tank, due to the reactive force causes a moment that rotates the transverse rod with the ejectors installed on it. This allows not only to provide a large area of contact between air bubbles and water during its aeration, but also to evenly distribute the water-air emulsion over the inner surface of the receiving compartment. The receiving compartment itself is made in the form of a confuser, where the sprayed water, settling on its inner surface, begins to move gravitationally to a cone-shaped disk located below the diffuser type and continues its downward movement along the outer surface to the next cone-shaped disk installed below the confuser type. When implementing a “stepped” flow of water, the time of its contact with air in a state dispersed over cone surfaces significantly increases, which contributes to the intensification of the aeration process and, as a result, its better degassing, demanganation, and iron removal with the production of insoluble oxidation products that are subject to retention by filtration using a granular filler. In the present invention, the number of cone-shaped disks that provide water purification is set based on the level of its contamination with chemical elements and taking into account the intensity of water consumption at the technological facility, and the size of the disks is designed according to the criterion of "dimensioning" of the device that implements the proposed method of water supply, when installed in the functional space protective cultivation facility. In the process of aeration, when free carbon dioxide, hydrogen sulfide, radon and other gases are displaced from it when water is saturated with oxygen, the resulting vent products are removed from the water tank as a result of air exchange directly with the environment through an air safety valve, the operation of which is ensured by an automatic control system in case of an increase in air pressure inside the water tank above the technologically necessary level (over 400 kPa). The aspect of manufacturability, which takes place in the purification phase, when water treatment is carried out by means of aeration by the most preferred and safe oxidizing agent - air oxygen, makes it possible to optimize operating costs for given indicators of its quality due to the rational use of the pressure energy generated by the pump in the proposed method. This, in practice, is the technological basis for combining the processes of purification and supply of water to the distribution network from a water tank.

В начальный момент работы, когда насосом из скважины по вертикальному стояку воду подают в водонапорную емкость, состояние ее герметичности обеспечивается системой автоматического управления, удерживающей воздушный предохранительный клапан и клапан водозапорный, через который вода подается на технологические объекты, в закрытом виде. Впрыскиваемая через эжекторы вода дегазируется, очищается от продуктов окисления в фильтре с зернистым наполнителем и накапливается в нижней части емкости. Механизм впрыска в предлагаемом устройстве спроектирован как передающий силовой поток механизму привода воздушного компрессора, установленного на крышевом щите водонапорной емкости. При вращении поперечной штанги, момент, создаваемый реактивной силой водо-воздушной эмульсии, передается компрессору, приводя его в действие, в результате чего в надводное пространство водонапорной емкости начинает нагнетаться воздух из окружающей среды. При совместной работе насоса и, как следствие, компрессора водонапорная емкость одновременно заполняется как водой, так и воздействующим на ее поверхность сжатым воздухом, что, соответственно, приводит к непрерывному росту давления внутри водонапорной емкости. Данный процесс будет проходить до тех пор, пока система автоматического управления, реагируя на сигнал датчика, идентифицирующего превышение технологически необходимого давления воздуха в водонапорной емкости, не откроет воздушный предохранительный клапан, чем обеспечивается воздухообмен с окружающей средой, необходимый для удаления из емкости продуктов отдува из воды, и нормализация давления, воздействующего на поверхность жидкости, подготовленной к подаче в разводящую сеть. Водоснабжение технологических объектов начинается в момент, когда уровень воды, накопившейся в нижней части емкости будет выше уровня установки выпускного патрубка с водозапорным клапаном. По сигналу от датчика нижнего уровня жидкости контроллер открывает клапан и под напором, определяемым совокупным воздействием от внутриемкостного давления воздуха, высоты водяного столба и уровня установки емкости над опорной поверхностью, жидкость подается в разводящую сеть. В случае интенсивного водопотребления, превосходящего проектно-технологические нормы, во избежание снижения уровня воды ниже выпускного патрубка, система автоматического управления закроет водозапорный клапан, предохраняя разводящую сеть от заполнения воздухом. При неактивном водопотреблении и чрезмерном накоплении воды в емкости контроллер отключит сетевой насос, прекратив тем самым поступление жидкости в вертикальный стояк, что производится в соответствии с сигналом от датчика верхнего уровня жидкости.At the initial moment of operation, when water is supplied from a well through a vertical riser to a water pressure tank, its tightness is ensured by an automatic control system that keeps an air safety valve and a water shut-off valve through which water is supplied to technological facilities in a closed form. The water injected through the ejectors is degassed, cleaned of oxidation products in a filter with a granular filler and accumulates in the lower part of the tank. The injection mechanism in the proposed device is designed as a transmission of power flow to the drive mechanism of the air compressor installed on the roof shield of the water tank. When the transverse rod rotates, the moment created by the reactive force of the water-air emulsion is transferred to the compressor, activating it, as a result of which air from the environment begins to be forced into the surface of the water tank. When the pump and, as a result, the compressor work together, the water tank is simultaneously filled with both water and compressed air acting on its surface, which, accordingly, leads to a continuous increase in pressure inside the water tank. This process will take place until the automatic control system, responding to a signal from a sensor that identifies the excess of the technologically necessary air pressure in the water pressure tank, opens the air safety valve, which ensures air exchange with the environment, which is necessary to remove the products of the blast from the water from the tank , and normalization of the pressure acting on the surface of the liquid prepared for supply to the distribution network. Water supply to technological facilities begins at the moment when the level of water accumulated in the lower part of the tank is higher than the installation level of the outlet pipe with a water shut-off valve. Upon a signal from the lower liquid level sensor, the controller opens the valve and, under pressure determined by the combined effect of the intra-tank air pressure, the height of the water column and the level of the container above the supporting surface, the liquid is supplied to the distribution network. In the event of intensive water consumption that exceeds design and technological standards, in order to prevent the water level from dropping below the outlet pipe, the automatic control system will close the water shut-off valve, protecting the distribution network from filling with air. In case of inactive water consumption and excessive accumulation of water in the tank, the controller will turn off the network pump, thereby stopping the flow of liquid into the vertical riser, which is performed in accordance with the signal from the upper liquid level sensor.

Таким образом, в настоящем изобретении оптимизация режима водоснабжения и интегрирование в его функциональную схему комбинированной системы процессов очистки и подачи воды в разводящую сеть обеспечивается за счет напора воды, создаваемого насосом, но не реализуемого при данном способе по максимальной высоте водяного столба, что позволяет, используя потенциальную энергию эквивалентную разности между максимально-возможным и проектно-технологическим уровнем установки предлагаемого устройства, осуществлять при его работе реактивный привод компрессора и, как следствие, создавать условия для интенсивной аэрации воды, а также поддерживать давление воздуха внутри водонапорной емкости, обеспечивающее, при воздействии на поверхность скопившейся очищенной воды ее подачу в разводящую сеть под напором, стабилизированным адекватно режиму водоснабжения технологических объектов в каждый конкретный момент времени.Thus, in the present invention, the optimization of the water supply mode and the integration into its functional diagram of the combined system of purification processes and water supply to the distribution network is ensured by the water pressure generated by the pump, but not implemented with this method according to the maximum height of the water column, which allows using potential energy equivalent to the difference between the maximum possible and design-technological level of installation of the proposed device, to carry out during its operation the reactive drive of the compressor and, as a result, create conditions for intensive aeration of water, and also maintain air pressure inside the water tank, providing, when exposed to the surface of the accumulated purified water, its supply to the distribution network under pressure, stabilized adequately to the mode of water supply of technological objects at each specific point in time.

Технологичность предлагаемого технического решения проявляется в реализации энергосберегающего режима водоснабжения с функцией очистки и подачи воды в разводящую сеть на основе перераспределения энергии напора создаваемого насосной установкой, а также в возможности габаритизации устройства для водоснабжения внутри технологических пространств защитных культивационных сооружений.The manufacturability of the proposed technical solution is manifested in the implementation of an energy-saving mode of water supply with the function of cleaning and supplying water to the distribution network based on the redistribution of the pressure energy generated by the pumping unit, as well as in the possibility of dimensioning the device for water supply inside the technological spaces of protective cultivation structures.

Предлагаемый способ может быть реализован устройством (рис. Фиг. 1), содержащим герметичную водонапорную емкость 1, по центральной оси которой расположен вертикальный стояк 2 с установленной на его верхнем конце поперечной штангой 3, оборудованной эжекторами 4 и имеющей возможность вращения в горизонтальной плоскости относительно вертикальной оси стояка 2. От поперечной штанги 3 силовой поток через приводной вал 5 передается воздушному компрессору 6, размещенному на крышевом щите 7 водонапорной емкости 1. Непосредственно под крышевым щитом 7 в верхней части водонапорной емкости 1 расположен приемный отсек 8 конфузорного типа, внутри которого разбрызгивается вода, нагнетаемая по стояку 2 из скважины 9 насосом 10. Для гравитационного перемещения эжектированной влаги, равномерно распределяемой по внутренней поверхности приемного отсека 8, к фильтру с зерновым наполнителем 11 между ними внутри водонапорной емкости 1 установлены конусообразные диски 12 с усеченными вершинами, аксиально ориентированные и скомплектованные в последовательности ступенчатого перехода по принципу «диффузор-конфузор». Подача сконцентрированной в нижней части емкости 1 очищенной воды в разводящую сеть, распределяющую ее по технологическим объектам, производится через выпускной патрубок 13, оборудованный водозапорным клапаном 14, функциональным состоянием которого управляет контроллер 15 в соответствии с сигналами от датчика нижнего уровня жидкости 16, установленного на внутренней стенке емкости 1 выше уровня расположения выпускного патрубка 13. Для предохранения емкости 1 от переполнения водой внутри нее ниже уровня расположения фильтра с зерновым наполнителем 11 установлен датчик верхнего уровня жидкости 17. Кроме этого, во внутренней полости водонапорной емкости 1 выше датчика верхнего уровня жидкости 17 размещен датчик давления воздуха 18, по сигналу от которого контроллер 15 управляет работой воздушного клапана 19, обеспечивая технологически необходимое давление воздуха над поверхностью накапливаемой в нижней части водонапорной емкости 1 очищенной воды перед подачей ее в разводящую сеть. Для установки и габаритизации внутри защитного культивационного сооружения водонапорная емкость 1 монтируется на опорной раме 20.The proposed method can be implemented by a device (Fig. Fig. 1), containing a sealed water tank 1, along the central axis of which there is a vertical riser 2 with a transverse rod 3 installed at its upper end, equipped with ejectors 4 and capable of rotation in a horizontal plane relative to the vertical axis of the riser 2. From the transverse rod 3, the power flow through the drive shaft 5 is transmitted to the air compressor 6, placed on the roof shield 7 of the water tank 1. Directly under the roof shield 7 in the upper part of the water tank 1 there is a receiving compartment 8 of the confusing type, inside which water is sprayed , pumped through the riser 2 from the well 9 by the pump 10. For the gravitational movement of the ejected moisture, evenly distributed over the inner surface of the receiving compartment 8, to the filter with grain filler 11 between them inside the water tank 1, cone-shaped disks 12 with truncated tops, axially oriented and completed in a stepwise transition sequence according to the "diffuser-confuser" principle. The supply of purified water concentrated in the lower part of the tank 1 to the distribution network, which distributes it among the technological objects, is carried out through the outlet pipe 13, equipped with a water shut-off valve 14, the functional state of which is controlled by the controller 15 in accordance with the signals from the lower liquid level sensor 16 installed on the internal the wall of the tank 1 above the level of the outlet pipe 13. To protect the tank 1 from overflowing with water, a top liquid level sensor 17 is installed inside it below the level of the filter with a grain filler 11. In addition, in the internal cavity of the water tank 1 above the top liquid level sensor 17 is placed air pressure sensor 18, on the signal from which the controller 15 controls the operation of the air valve 19, providing the technologically necessary air pressure above the surface of the purified water accumulated in the lower part of the water pressure tank 1 before it is supplied to the distribution network. For installation and dimensioning inside the protective cultivation structure, the water pressure tank 1 is mounted on the support frame 20.

Предлагаемый способ водоснабжения реализуется в устройстве следующим образом. В начальный момент работы устройства воду из скважины 9 насосом 10 по вертикальному стояку 2 подают в герметичную водонапорную емкость 1, высота установки которой на опорной раме 20 от опорной поверхности не превышает габаритного уровня для эксплуатируемого типа защитного культивационного сооружения. Водонапорную емкость 1 заполняют посредством впрыскивания в ее приемный отсек 8 водо-воздушной эмульсии, образование которой осуществляют эжекторами 4, вызывающими за счет реактивной силы момент, вращающий поперечную штангу 3, что позволяет, как обеспечивать большую площадь контакта пузырьков воздуха и воды при ее аэрации, так и равномерно распределять водо-воздушную эмульсию по внутренней поверхности приемного отсека 8. Далее, вода, разбрызгиваемая таким образом в объеме приемного отсека 8, оседает на его внутренней поверхности и гравитационно перемещается к ниже расположенному по диффузорному типу конусообразному диску 12, где уже по внешней поверхности продолжает нисходящее перемещение к очередному конусообразному диску, установленному соответственно ниже предыдущего, но уже по конфузорному типу. То есть, для увеличения периода контакта с воздухом воды в рассредоточенном состоянии по конусным поверхностям дисков осуществляют «ступенчатый» сток, что способствует интенсификации процесса аэрации и, как следствие, более качественной дегазации, деманганации, а также обезжелезивания воды с получением нерастворимых продуктов окисления, которые после схода с внутренней поверхности самого нижнего диска, аксиально сориентированного своим конфузором на подачу воды в фильтр 11, подвергаются задержанию посредством фильтрации с применением зернистого наполнителя. Количество конусообразных дисков, обеспечивающих очистку воды в соответствие агробиологическим требованиям, устанавливают с учетом интенсивности водопотребления на технологических объектах, а их размер проектируют в аспекте эксплуатационной технологичности и по критерию «габаритизации» устройства, реализующего предлагаемый способ водоснабжения, при установке его в функциональном пространстве защитного культивационного сооружения.The proposed method of water supply is implemented in the device as follows. At the initial moment of operation of the device, water from well 9 is supplied by pump 10 through vertical riser 2 to sealed water tank 1, the installation height of which on the support frame 20 from the supporting surface does not exceed the overall level for the operating type of protective cultivation structure. The water-pressure tank 1 is filled by injecting a water-air emulsion into its receiving compartment 8, the formation of which is carried out by ejectors 4, which, due to the reactive force, cause a moment that rotates the transverse rod 3, which allows both to provide a large area of contact between air bubbles and water during its aeration, and evenly distribute the water-air emulsion over the inner surface of the receiving compartment 8. Further, the water sprayed in this way in the volume of the receiving compartment 8 settles on its inner surface and gravitationally moves to the cone-shaped disk 12 located below the diffuser type, where it is already along the outer surface continues its downward movement to the next cone-shaped disk, installed respectively below the previous one, but already in a confuser type. That is, to increase the period of contact with air of water in a dispersed state, a “stepped” flow is carried out along the conical surfaces of the disks, which contributes to the intensification of the aeration process and, as a result, better degassing, demanganization, and deferrization of water to obtain insoluble oxidation products, which after leaving the inner surface of the lowermost disk, axially oriented by its confuser to the water supply to the filter 11, they are detained by filtration using a granular filler. The number of cone-shaped discs that ensure water purification in accordance with agrobiological requirements is set taking into account the intensity of water consumption at technological facilities, and their size is designed in terms of operational manufacturability and according to the criterion of “dimensionalization” of the device that implements the proposed method of water supply, when installed in the functional space of a protective cultivation structures.

При первичной подаче воды из скважины 9 в водонапорную емкость 1 состояние ее герметичности обеспечивают системой автоматического управления посредством контроллера 15, удерживающего воздушный клапан 19 и водозапорный клапан 14 в закрытом состоянии. Впрыскиваемая через эжекторы 4 вода дегазируется, очищается от продуктов окисления в фильтре с зерновым наполнителем 11 и накапливается в нижней части емкости 1. При вращении поперечной штанги 3 момент, создаваемый реактивной силой водо-воздушной эмульсии, через приводной вал 5 приводит в действие компрессор 6, за счет чего в надводное пространство водонапорной емкости 1 нагнетают воздух из окружающей среды. При совместной работе насоса 10 и, как следствие, компрессора 6 водонапорная емкость 1 одновременно заполняется, как водой, так и воздействующим на ее поверхность сжатым воздухом, что, соответственно, приводит к непрерывному росту давления внутри емкости 1. Данный процесс будет проходить до тех пор, пока контроллер 15, реагируя на сигнал датчика давления воздуха 18, не откроет воздушный клапан 19, чем обеспечивают воздухообмен с окружающей средой, необходимый для удаления из емкости 1 продуктов отдува из воды, и нормализуют давление, воздействующее на поверхность жидкости, подготовленной к подаче в разводящую сеть.During the primary supply of water from the well 9 to the water pressure tank 1, the state of its tightness is provided by the automatic control system by means of the controller 15, which holds the air valve 19 and the water shut-off valve 14 in the closed state. The water injected through the ejectors 4 is degassed, cleaned of oxidation products in the filter with grain filler 11 and accumulates in the lower part of the tank 1. When the transverse rod 3 rotates, the moment created by the reactive force of the water-air emulsion drives the compressor 6 through the drive shaft 5, due to which air from the environment is injected into the surface space of the water tank 1. When the pump 10 and, as a result, the compressor 6 work together, the water pressure tank 1 is simultaneously filled with both water and compressed air acting on its surface, which, accordingly, leads to a continuous increase in pressure inside the tank 1. This process will continue until then until the controller 15, in response to the signal from the air pressure sensor 18, opens the air valve 19, which ensures the air exchange with the environment necessary to remove the products of the exhaust from the water from the tank 1, and normalize the pressure acting on the surface of the liquid prepared for supply to the distribution network.

Водоснабжение технологических объектов начинают, когда уровень воды, накопившейся в нижней части емкости 1 будет выше уровня установки выпускного патрубка 13 с водозапорным клапаном 14. По сигналу от датчика нижнего уровня жидкости 16 контроллер 15 открывает водозапорный клапан 14 и под напором, определяемым совокупным воздействием от внутриемкостного давления воздуха, высоты водяного столба в емкости 1 и уровня ее установки над опорной поверхностью, жидкость подается в разводящую сеть. В случае интенсивного водопотребления, превосходящего проектно-технологические нормы, во избежание уменьшения уровня воды ниже выпускного патрубка 13 система автоматического управления посредством контроллера 15 закроет водозапорный клапан 14, предохраняя разводящую сеть от заполнения ее воздухом. При неактивном водопотреблении и чрезмерном накоплении воды в емкости 1 контроллер 15 в соответствии с сигналом от датчика верхнего уровня жидкости 17 отключит насос 10 от электросети, чем обеспечивают прекращение поступления воды в вертикальный стояк 2.The water supply of technological objects begins when the level of water accumulated in the lower part of the tank 1 is higher than the installation level of the outlet pipe 13 with a water shut-off valve 14. Upon a signal from the lower liquid level sensor 16, the controller 15 opens the water shut-off valve 14 and under pressure determined by the cumulative effect from the intra-capacity air pressure, the height of the water column in tank 1 and the level of its installation above the supporting surface, the liquid is supplied to the distribution network. In the case of intensive water consumption that exceeds design and technological standards, in order to avoid a decrease in the water level below the outlet pipe 13, the automatic control system by means of the controller 15 will close the water shut-off valve 14, protecting the distribution network from filling it with air. In case of inactive water consumption and excessive accumulation of water in the tank 1, the controller 15, in accordance with the signal from the upper liquid level sensor 17, will turn off the pump 10 from the mains, which ensures that the flow of water into the vertical riser 2 is stopped.

Таким образом, применение предлагаемого способа и устройства для его осуществления позволит снабжать технологические объекты водой в оптимальном режиме функционального комбинирования процессов очистки и подачи воды в разводящую сеть.Thus, the use of the proposed method and device for its implementation will allow supplying technological facilities with water in the optimal mode of functional combination of the processes of purification and supply of water to the distribution network.

Технический результат, выражающийся в повышении интенсивности аэрации и оптимизации подачи очищенной воды в разводящую сеть при условии габаритизации устройства для водоснабжения внутри технологических пространств защитных культивационных сооружений, достигается за счет увеличения площади и времени контакта воздуха с водой посредством ее эжектирования и гравитационного ступенчатого стока в накопительную часть емкости, а также перераспределения энергии напора, создаваемого насосной установкой с учетом и возможностью использования реактивных сил от разбрызгивания воды на привод компрессора, создающего внутри водонапорной емкости давление, стабилизирующее напор в разводящей сети при водоснабжении технологических объектов в каждый конкретный момент времени. Предлагаемый способ заключается в том, что в начальный момент работы устройства воду из скважины насосом по вертикальному стояку подают в герметичную водонапорную емкость, высота установки которой на опорной раме от опорной поверхности не превышает габаритного уровня для эксплуатируемого типа защитного культивационного сооружения. Водонапорную емкость заполняют посредством впрыскивания в ее приемный отсек водо-воздушной эмульсии, образование которой осуществляют эжекторами, вызывающими за счет реактивной силы момент, вращающий поперечную штангу, что позволяет, как обеспечивать большую площадь контакта пузырьков воздуха и воды при ее аэрации, так и равномерно распределять водо-воздушную эмульсию по внутренней поверхности приемного отсека. Далее, вода, разбрызгиваемая таким образом в объеме приемного отсека, оседает на его внутренней поверхности и гравитационно перемещается к ниже расположенному по диффузорному типу конусообразному диску, где уже по внешней поверхности продолжает нисходящее перемещение к очередному конусообразному диску, установленному соответственно ниже предыдущего, но уже по конфузорному типу. То есть, для увеличения периода контакта с воздухом воды в рассредоточенном состоянии по конусным поверхностям дисков осуществляют ее «ступенчатый» сток, что способствует интенсификации процесса аэрации и, как следствие, более качественной дегазации, деманганации, а также обезжелезивания воды с получением нерастворимых продуктов окисления, которые после схода с внутренней поверхности самого нижнего диска, аксиально сориентированного своим конфузором на подачу воды в фильтр, подвергаются задержанию посредством фильтрации с применением зернистого наполнителя. Количество конусообразных дисков, обеспечивающих очистку воды в соответствие агробиологическим требованиям, устанавливают с учетом интенсивности водопотребления на технологических объектах, а их размер проектируют в аспекте эксплуатационной технологичности и по критерию «габаритизации» устройства, реализующего предлагаемый способ водоснабжения, при установке его в функциональном пространстве защитного культивационного сооружения.The technical result, which is expressed in increasing the intensity of aeration and optimizing the supply of purified water to the distribution network, provided that the device for water supply is dimensioned inside the technological spaces of protective cultivation structures, is achieved by increasing the area and time of contact of air with water through its ejection and gravitational stepped flow into the storage part capacity, as well as the redistribution of the pressure energy created by the pumping unit, taking into account and the possibility of using reactive forces from water spraying on the compressor drive, which creates pressure inside the water pressure tank, stabilizing the pressure in the distribution network during the water supply of technological objects at each specific point in time. The proposed method consists in the fact that at the initial moment of operation of the device, water from the well is pumped through a vertical riser into a sealed water tank, the installation height of which on the support frame from the support surface does not exceed the overall level for the operated type of protective cultivation structure. The water-pressure tank is filled by injecting a water-air emulsion into its receiving compartment, the formation of which is carried out by ejectors, which cause, due to the reactive force, a moment that rotates the transverse rod, which allows both to provide a large area of contact between air bubbles and water during its aeration, and evenly distribute water-air emulsion on the inner surface of the receiving compartment. Further, the water sprayed in this way in the volume of the receiving compartment settles on its inner surface and gravitationally moves to the cone-shaped disk located below the diffuser type, where it continues downward movement along the outer surface to the next cone-shaped disk, installed respectively below the previous one, but already along confusing type. That is, to increase the period of contact with air of water in a dispersed state, its “stepped” drain is carried out along the conical surfaces of the disks, which contributes to the intensification of the aeration process and, as a result, better degassing, demanganization, and deferrization of water to obtain insoluble oxidation products, which, after leaving the inner surface of the lowermost disk, axially oriented by its confuser to the water supply to the filter, are detained by filtration using a granular filler. The number of cone-shaped discs that ensure water purification in accordance with agrobiological requirements is set taking into account the intensity of water consumption at technological facilities, and their size is designed in terms of operational manufacturability and according to the criterion of “dimensionalization” of the device that implements the proposed method of water supply, when installed in the functional space of a protective cultivation structures.

При первичной подаче воды из скважины в водонапорную емкость состояние ее герметичности обеспечивают системой автоматического управления посредством контроллера, удерживающего воздушный клапан и водозапорный клапан в закрытом состоянии. Впрыскиваемая через эжекторы вода дегазируется, очищается от продуктов окисления в фильтре с зерновым наполнителем и накапливается в нижней части емкости. При вращении поперечной штанги момент, создаваемый реактивной силой водо-воздушной эмульсии, через приводной вал приводит в действие компрессор, за счет чего в надводное пространство водонапорной емкости нагнетают воздух из окружающей среды. При совместной работе насоса и, как следствие, компрессора водонапорная емкость одновременно заполняется, как водой, так и воздухом, воздействующим на ее поверхность, что, соответственно, приводит к непрерывному росту давления внутри емкости. Данный процесс будет проходить до тех пор, пока контроллер, реагируя на сигнал датчика давления воздуха, не откроет воздушный клапан, чем обеспечивают воздухообмен с окружающей средой, необходимый для удаления из емкости продуктов отдува из воды, и нормализуют давление, воздействующее на поверхность жидкости, подготовленной к подаче в распределительную сеть.During the primary supply of water from the well to the water tank, the state of its tightness is ensured by the automatic control system by means of a controller holding the air valve and the water shut-off valve in the closed state. The water injected through the ejectors is degassed, cleaned of oxidation products in a filter with a grain filler and accumulates in the lower part of the tank. When the transverse rod rotates, the moment created by the reactive force of the water-air emulsion drives the compressor through the drive shaft, due to which air from the environment is injected into the surface space of the water pressure tank. When the pump and, as a result, the compressor work together, the water pressure tank is simultaneously filled with both water and air acting on its surface, which, accordingly, leads to a continuous increase in pressure inside the tank. This process will take place until the controller, reacting to the signal from the air pressure sensor, opens the air valve, which ensures the air exchange with the environment necessary to remove the products of the blast from the water from the tank, and normalize the pressure acting on the surface of the liquid prepared to the distribution network.

Водоснабжение технологических объектов начинают, когда уровень воды, накопившейся в нижней части емкости будет выше уровня установки выпускного патрубка с водозапорным клапаном. По сигналу от датчика нижнего уровня жидкости контроллер открывает водозапорный клапан и под напором, определяемым совокупным воздействием от внутриемкостного давления воздуха, высоты водяного столба в емкости и уровня ее установки над опорной поверхностью, жидкость подается в разводящую сеть. В случае интенсивного водопотребления, превосходящего проектно-технологические нормы, во избежание уменьшения уровня воды ниже выпускного патрубка система автоматического управления посредством контроллера закроет водозапорный клапан, предохраняя разводящую сеть от заполнения ее воздухом. При неактивном водопотреблении и чрезмерном накоплении воды в емкости контроллер в соответствии с сигналом от датчика верхнего уровня жидкости отключит насос от электросети, чем обеспечивают прекращение поступления воды в вертикальный стояк.Water supply of technological facilities is started when the level of water accumulated in the lower part of the tank is higher than the level of installation of the outlet pipe with a water shut-off valve. Upon a signal from the low liquid level sensor, the controller opens the water shut-off valve and under pressure determined by the combined effect of the intra-tank air pressure, the height of the water column in the tank and the level of its installation above the supporting surface, the liquid is supplied to the distribution network. In the event of intensive water consumption that exceeds design and technological standards, in order to avoid a decrease in the water level below the outlet pipe, the automatic control system by means of a controller will close the water shut-off valve, protecting the distribution network from filling it with air. In case of inactive water consumption and excessive accumulation of water in the tank, the controller, in accordance with the signal from the upper liquid level sensor, will turn off the pump from the mains, which will ensure that water does not enter the vertical riser.

Фактически в настоящем изобретении оптимизация режима водоснабжения и интегрирование в его функциональную схему комбинированной системы процессов очистки и подачи воды в разводящую сеть обеспечивается за счет напора воды, создаваемого насосом, но не реализуемого при данном способе по максимальной высоте водяного столба, что позволяет, используя потенциальную энергию эквивалентную разности между максимально возможным и проектно-технологическим уровнем установки предлагаемого устройства осуществлять при его работе реактивный привод компрессора и, как следствие, создавать условия для интенсивной аэрации воды, а также поддерживать давление воздуха внутри водонапорной емкости, обеспечивающее, при воздействии на поверхность скопившейся очищенной воды ее подачу в разводящую сеть под напором, адекватным активности водопотребления технологическими объектами.In fact, in the present invention, the optimization of the water supply mode and the integration into its functional diagram of the combined system of purification processes and water supply to the distribution network is ensured by the water pressure generated by the pump, but not realized with this method according to the maximum height of the water column, which allows, using potential energy equivalent to the difference between the maximum possible and the design-technological level of the installation of the proposed device, to carry out a reactive drive of the compressor during its operation and, as a result, create conditions for intensive water aeration, as well as maintain air pressure inside the water tank, which, when exposed to the surface of the accumulated purified water its supply to the distribution network under pressure adequate to the activity of water consumption by technological objects.

Claims (2)

1. Способ водоснабжения, включающий заполнение герметичной водонапорной емкости водой из скважины с одновременной аэрацией для насыщения ее кислородом, подачу воды в разводящую сеть под напором, определяемым совокупным воздействием от высоты водяного столба в водонапорной емкости и давления воздуха в надводном пространстве водонапорной емкости, отличающийся тем, что компрессор, создающий условия для интенсивной аэрации воды, а также поддерживающий давление воздуха внутри водонапорной емкости, обеспечивающее при воздействии на поверхность скопившейся очищенной воды ее подачу в разводящую сеть под напором, стабилизированным адекватно режиму водоснабжения технологических объектов в каждый конкретный момент времени, приводится в действие реактивной силой, возникающей при разбрызгивании воды и создающей момент вращения, способствующий равномерному распределению по внутренней поверхности приемного отсека водо-воздушной эмульсии, после чего высвободившаяся вода совершает нисходящее гравитационное перемещение по ступенчатой траектории типа «диффузор-конфузор».1. A method of water supply, including filling a sealed water tank with water from a well with simultaneous aeration to saturate it with oxygen, supplying water to a distribution network under pressure determined by the combined effect of the height of the water column in the water tank and air pressure in the surface space of the water tank, characterized in that that the compressor, which creates conditions for intensive aeration of water, as well as maintains air pressure inside the water tank, ensures, when exposed to the surface of accumulated purified water, its supply to the distribution network under pressure stabilized adequately to the mode of water supply of technological objects at each specific point in time, is given in the action of a reactive force that occurs when water is sprayed and creates a torque that promotes uniform distribution of the water-air emulsion over the inner surface of the receiving compartment, after which the released water makes a downward gravitational movement along a stepped trajectory of the "diffuser-confuser" type. 2. Устройство водоснабжения для осуществления способа по п. 1, содержащее герметичную водонапорную емкость, оборудованную датчиком давления воздуха, датчиками уровня жидкости, водозапорным и воздушным клапаном, на крышевом щите которой установлен воздушный компрессор, по центральной оси размещен вертикальный стояк, а в нижней ее части расположен выпускной патрубок, отличающееся тем, что оно снабжено поперечной штангой, установленной на верхнем конце вертикального стояка с возможностью вращения в горизонтальной плоскости и оборудованной эжекторами, причем поперечная штанга посредством приводного вала соединена с компрессором, под которым внутри водонапорной емкости расположен приемный отсек конфузорного типа, а между ним и фильтром с зерновым наполнителем установлены конусообразные диски с усеченными вершинами, аксиально ориентированные и скомплектованные в последовательности ступенчатого перехода по принципу «диффузор-конфузор».2. A water supply device for implementing the method according to claim 1, containing a sealed water tank equipped with an air pressure sensor, liquid level sensors, a water shut-off and air valve, an air compressor is installed on the roof shield, a vertical riser is placed along the central axis, and in its lower part there is an outlet pipe, characterized in that it is equipped with a transverse rod installed at the upper end of the vertical riser with the possibility of rotation in a horizontal plane and equipped with ejectors, and the transverse rod is connected to the compressor by means of a drive shaft, under which a confuser-type receiving compartment is located inside the water tank , and between it and the filter with a grain filler, cone-shaped disks with truncated tops are installed, axially oriented and assembled in a stepwise transition sequence according to the “diffuser-confuser” principle.
RU2022128675A 2022-11-07 Method for water supply of protective cultivation structures and device for its implementation RU2798569C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2798569C1 true RU2798569C1 (en) 2023-06-23

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU222944U1 (en) * 2023-12-11 2024-01-24 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение "Водно-промышленная техника" AIR EXCHANGE UNIT

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1586630A (en) * 1977-03-31 1981-03-25 Elmer S Process and apparatus for removing iron and manganese frompumped well water
DE4235069A1 (en) * 1992-02-06 1993-08-12 Ieg Ind Engineering Gmbh ARRANGEMENT FOR CLEANING GROUND WATER
WO2002070828A1 (en) * 2001-03-06 2002-09-12 I.M.T. S.P.A. Well with tank and method to carry out thereof
RU2758603C1 (en) * 2020-11-09 2021-11-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный аграрный университет" Method for water supply of industrial and residential objects of villages and apparatus for implementation thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1586630A (en) * 1977-03-31 1981-03-25 Elmer S Process and apparatus for removing iron and manganese frompumped well water
DE4235069A1 (en) * 1992-02-06 1993-08-12 Ieg Ind Engineering Gmbh ARRANGEMENT FOR CLEANING GROUND WATER
WO2002070828A1 (en) * 2001-03-06 2002-09-12 I.M.T. S.P.A. Well with tank and method to carry out thereof
RU2758603C1 (en) * 2020-11-09 2021-11-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный аграрный университет" Method for water supply of industrial and residential objects of villages and apparatus for implementation thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU222944U1 (en) * 2023-12-11 2024-01-24 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение "Водно-промышленная техника" AIR EXCHANGE UNIT

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6237284B1 (en) Method for recycling carbon dioxide for enhancing plant growth
CN208821387U (en) A kind of water-saving irrigation device for flower planting
CN111034447A (en) Automatic rainwater is collected green device of driping irrigation of planting in roof
CN106472271A (en) A kind of potted plant ball float automatic water supply system
RU2798569C1 (en) Method for water supply of protective cultivation structures and device for its implementation
CN108684281B (en) Combined water-collecting fertilizer-applying irrigation device and fertilizer-applying irrigation method for dry region
CN213073709U (en) Construction project water and soil conservation device based on sponge city idea
CN211481981U (en) Automatic rainwater is collected green device of driping irrigation of planting in roof
CN211580811U (en) Vertical wall greening device with irrigation control device
CN211090814U (en) Green belt for municipal afforestation
CN210641767U (en) Photovoltaic energy-saving ecological garden rainwater cyclic utilization system
CN2421831Y (en) Root infiltrating irrigation device with water storage time-delay device for woody plant
CN216906146U (en) Simple micro greenhouse for vegetation reconstruction in alpine and high-altitude mining areas
CN211928629U (en) Novel intelligent water and fertilizer recycling system for temporary planting ditch of wind power plant in mountainous region
CN214413710U (en) Novel non-pressure irrigation device
CN211631204U (en) Irrigation system is planted to nursery stock
JP5615501B2 (en) Plant cultivation equipment
CN207022802U (en) A kind of Landscape water-saving irrigation system
AU2011239250B1 (en) Planter
CN206196550U (en) Automatic air-dischanging water valve
CN113279368A (en) Device for automatically adjusting internal osmotic water pressure of side slope
CN215563521U (en) Green wall based on sponge city building
CN106941800A (en) A kind of good irrigation and drainage system of Agricultural Water land reform
CN220733775U (en) Ponding device is prevented with planting to trees
CN109258047A (en) A kind of agricultural water power wave water and fertilizer irrigation system