Бесскважинная система водоснабжения

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Королев Геннадий Витальевич(72) Автор Королев Геннадий Витальевич(73) Патентообладатель Королев Геннадий Витальевич(57) 1. Бесскважинная система водоснабжения, состоящая из водозаборного узла, включающего фильтр с якорем, оснащенным грунтозацепами и водозаборным шлангом, монтажной оснастки, включающей монтажную треногу, оснащенную лебедкой, сваебойную бабу и трубчатую колонну, монтируемую из комплекта труб, водоподъемной системы,состоящей из компрессора, расположенного на поверхности, и воздухоподающего шланга,располагаемого внутри водозаборного шланга, отличающаяся тем, что монтажная оснастка выполнена с возможностью ее многократного использования после извлечения с помощью лебедки из грунта монтажной колонны при завершении заглубления водозаборного узла в грунт. 2. Система водоснабжения по п. 1, отличающаяся тем, что монтажная оснастка выполнена с возможностью размещения фильтра в водоносном слое, а неразборного пластикового водозаборного шланга в грунте после завершения монтажных работ и извлечения монтажной оснастки из грунта. 53892009.06.30 3. Система водоснабжения по п. 1, отличающаяся тем, что компрессор и воздухоподающий шланг обеспечивают возможность водоподъема из водоносных слоев с глубины выше 20 метров за счет поднимающихся на поверхность воздуха и воды внутри водоподъемного шланга.(56) 1. Королев Г. Нужно менять локальную систему водоснабжения // Аргументы и факты в Белоруссии. 2. Скважинное водоснабжение коттеджа, ////207/4463/. 3. Патент 3837 2007. 4. Хозяин.-5.- 2006.- С. 48. 5. Станция водоснабжения с выносным эжектором, разделы прайс-листа коммерческого центра Московского насосного завода. 6. Библиотечка газеты Делаем сами, выпуск 1 (13), март 2008, стр. 32, 34. 7. Локальная система водоснабжения, патент 3800. 2007, Королев Г.В. (прототип). Полезная модель относится к системам водоснабжения, использующим воду, забираемую из водоносных грунтовых слоев с глубин до 20 м с помощью заглубленной в грунт водоподающей системы и воздуха, подаваемого компрессором в фильтр системы,находящейся в водоносном слое. Скважинные системы водоснабжения из водоносных грунтов экологичнее колодцев 1. Известно, что для изоляции водоносного горизонта скважина должна иметь обсадную колонну, предотвращающую обрушение стенок при проходе через рыхлые отложения, а также изолирующую от нецелевых водоносных горизонтов 2, стр. 2. Для мелких скважин (до 30 м) используются обсадная колонна (сталь 20, диаметр 127-159 мм, резьбовое соединение) фильтр (сетка галунного плетения из нержавеющей стали или латуни, 52-72 отверстия на 1 см 2) 2, стр. 3. Для глубоких скважин (более 30 м) типичная схема обсадная колонна (кондуктор - сталь 20, диаметр 159-219 мм) эксплуатационная колонна (сталь 20, диаметр 133 мм, резьбовое соединение) фильтр (открытый ствол диаметром 90 мм) 2, стр. 4. К недостаткам описанной общеприменяемой технологии обустройства скважины относится использование в качестве эксплуатационной колонны стальных труб дорого и неэкологично. Более прогрессивной является обустройство скважины по технологии ЗАО Гидроинжстрой, где в качестве эксплуатационной колонны используются поливинилхлоридные трубы (ПНДТУ 273) диаметром 135 мм, толщиной 12 мм 2, стр. 4, что обеспечивает снижение стоимости монтажа скважины и увеличение периода эксплуатации скважинного оборудования, а также повышение экологичности используемой воды 3. Известен забиваемый в грунт Нортоновский (абиссинский) колодец, широко используемый свыше двух столетий, включающий фильтр, расположенный в зоне водозабора, в виде перфорированной стальной трубы с напаянной на нее латунной сеткой, водоподающую стальную трубу, состоящую из нескольких свинчивающих звеньев, забиваемую в грунт, и всасывающий насос, с помощью которого забирают воду из водоносного слоя. Недостатком абиссинского колодца 4 является то, что всасывающим насосом можно надежно забирать воду из водоносных слоев с глубин, физически не превышающих 8 м от расположенного на поверхности всасывающего насоса. Разработаны и используются способы увеличения глубины водозабора с помощью всасывающего насоса 5 из скважины. 53892009.06.30 Недостатками 5 являются необходимость наличия скважины для работы станции водоснабжения с выносным эжектором, дополнительные затраты на трубы и фитинги, а также увеличение мощности двигателя и усложнение конструкции всасывающего насоса. Известен способ извлечения воды из скважины с глубин до 20 м, когда вместо всасывающего насоса используется компрессор, нагнетающий воздух по шлангу в фильтр скважины в зону, глубже верхнего уровня грунтовых вод 6. Недостатком 6 является то, что диаметр воздушного шланга в скважине и диаметр скважины должны различаться не более чем на 10 мм, иначе процесс подъема воды не происходит. При больших диаметрах скважины и воздухоподающего шланга это условие практически невозможно осуществить. Наиболее близкой к заявляемой является забиваемая в грунт локальная система водоснабжения 7, содержащая якорь, фильтр с клапаном, водозаборный шланг, всасывающий насос, монтажную оснастку, состоящую из колонны монтажных труб, собираемой из отдельных звеньев, наращиваемых в процессе заглубления системы водоснабжения в грунт,и сваебойной бабы, обеспечивающей заглубление в грунт системы водоснабжения. Недостатком 7 является ограничение глубины извлечения воды из водоносного слоя с помощью всасывающего насоса с глубины до 8 м от уровня расположения всасывающего насоса. Если использовать в данной системе компрессор вместо всасывающего насоса, а внутри эластичного пластикового водоподъемного шланга разместить шланг воздухоподающий,то появляется возможность существенно увеличить глубину водоподъема с использованием забиваемой в грунт системы водоснабжения, наиболее дешевой из всех в настоящее время существующих. Задачей, решаемой полезной моделью, является увеличение глубины извлечения воды из водоносных слоев при сохранении всех достоинств забиваемых в грунт дешевых бесскважинных систем водоснабжения. Для этого система водоснабжения, содержащая фильтр с якорем, оснащенный грунтозацепами, неразъемный водозаборный шланг, расположенный внутри него, воздухоподающий шланг, заглубляется в грунт с помощью монтажной оснастки, состоящей из колонны монтажных труб, собираемой из отдельных звеньев, наращиваемых в процессе заглубления системы водоснабжения в грунт сваебойной бабой с помощью монтажной треноги, оснащенной лебедкой, причем водоподъем в системе обеспечивается за счет закачки компрессором в фильтр, находящийся в водоносном слое, воздуха через воздухоподающий шланг, что позволяет избавиться от всасывающего насоса и обеспечить увеличение высоты водоподъема до 20 м и выше. Монтажная оснастка после заглубления системы водоснабжения извлекается из грунта с помощью лебедки, располагаемой на одной из трех опор монтажной треноги. В грунте остаются фильтр, который фиксируется на достигнутой глубине с помощью якоря, неразъемные водоподъемный шланг и расположенные внутри его неразъемный воздухоподающий шланг и телефонный провод с оголенными наконечниками, предназначенный для определения момента вхождения и нахождения фильтра в водоносном слое. Вода закорачивает электросхему и на приборе загорается контрольная лампа, сигнализирующая о том, что фильтр находится в водоносном слое. Баба, с помощью которой система заглубляется в грунт, выполнена в виде пустотелой сварной конструкции, внутренняя полость которой заполнена свинцовой дробью, выплавляемой чаще всего (для снижения стоимости) из пластин вышедших из строя свинцовых аккумуляторов. За счет этого значительно снижается стоимость изготовления бабы, а также обеспечивается повышение эффективности ее использования, так как в момент удара бабы по монтажной колонне свинцовая дробь гасит ее осевую отдачу за счет удлинения времени удара, что почти на 50 увеличивает эффективность воздействия бабы. Монтажная оснастка извлекается из грунта и используется для последующего монтажа забиваемых в грунт систем водоснабжения, стоимость которых значительно ниже 3 53892009.06.30 стоимости используемых в настоящее время широко распространенных систем с пробуренной скважиной, оснащенной обсадными трубами, один метр которой стоит от 50 до 80 долларов, не считая стоимости насоса. Стоимость предлагаемой системы включает стоимость монтажа, а также остающихся в грунте фильтра с якорем, пластиковых недорогих неразъемных водоподъемных и воздухоподающих шлангов, компрессора, находящегося на поверхности (чаще всего от старого холодильника) или компрессор грузового автомобиля и аккумулятор, что позволяет использовать подобные системы в точках, не оснащенных электроэнергией. В процессе монтажа система водоснабжения находится внутри монтажной оснастки,фильтр и шланги защищены от каких-либо контактов с проходимыми породами. Обжимающее воздействие грунта на элементы системы водоснабжения проявляются лишь после извлечения монтажной оснастки. Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображены фиг. 1 разрез зоны фильтрации после заглубления системы водоснабжения в водоносный слой фиг. 2 - разрез верхней зоны монтажной оснастки. Система водоснабжения включает фильтр, состоящий из якоря (1), изготовленного чаще всего из твердых пород дерева, усиленного металлической конусной накладкой (2),удароприемное кольцо якоря (3) с приваренными к нему грунтозацепами (4), ограничитель (5) обеспечивает неразъемность узлов системы, его задача обеспечить целостность системы в процессе извлечения из грунта монтажной колонны. Фильтр системы состоит из опорной спирали (6), фильтрующего чулка (7), нижней заглушки (8), неразъемно соединяемой с якорем, верхней заглушки (9), неразъемно соединенной с водозаборным шлангом (10), внутри которого расположен воздухоподаюший шланг (11). Монтажная оснастка состоит из монтажной треноги, оснащенной лебедкой, с помощью которой через блок (12) осуществляется подъем и сброс бабы, а после завершения процесса заглубления системы водоснабжения извлекают монтажную колонну из грунта,с помощью лебедки и блока (12) баба поднимается и по достижении определенной высоты сбрасывается разъемным устройством (13), от ударов бабы по подпятнику (14), который бьет по торцу монтажной колонны (15), система водоснабжения заглубляется в грунт. Монтаж системы осуществляется последовательно. Вначале с помощью ручного бура сверлится направляющая для заглубления монтажной колонны в грунт. В нее устанавливается и с помощью уровня вертикально выставляется первое звено (16) монтажной колонны с расположенным внутри него фильтром. Затем на первое звено устанавливается баба и осуществляют процесс заглубления звена в грунт. Не доходя 30 мм до грунта баба с направляющими демонтируется. На первое звено монтируется второе, внутрь которого пропускаются шланги (10), (11), сверху устанавливается баба, процесс продолжается до заглубления фильтра в водоносный слой, о чем будет свидетельствовать лампочка, загорающаяся при закорочении водой оголенных контактов телефонного провода (18), находящегося в воздухоподающем шланге. С целью снижения трудоемкости монтажных работ в верхней части каждого звена монтажной оснастки имеется выборка(17), в которую выводится водозаборный шланг (10) с находящимся внутри него воздухоподающим шлангом (11) и располагаемым внутри него телефонным проводом (18). В момент начала извлечения монтажной колонны из грунта грунтозацепы (4) фиксируют фильтр на достигнутой глубине в водоносном слое. Звенья монтажной колонны извлекаются из грунта и последовательно демонтируются. После завершения монтажа системы водоснабжения и извлечения монтажной колонны из грунта компрессором в воздухоподающий шланг закачивается воздух. Проходя через фильтрующий чулок, стенки которого предохраняются от сжатия грунтом опорной спиралью, вода поступает внутрь фильтра и увлекается на поверхность за счет воздуха,поднимающегося вверх через зазор между шлангами. 4 53892009.06.30 Завершающей стадией монтажных работ по бесскважинной системе водоснабжения является герметизация оставшейся после извлечения монтажной оснастки полости с целью изоляции от нецелевых водоносных горизонтов и предотвращения попадания поверхностных талых или дождевых вод, способных заразить водоносный слой, в котором находится фильтр системы, а также для предотвращения потерь закачиваемого в фильтр воздуха. С этой целью вначале в полость засыпается слой гравия, затем слой глины в пастообразном состоянии, а через определенный период (день или два) заливается цементный раствор. Это обеспечит достаточную герметизацию полости бесскважинной системы водоснабжения. Предлагаемая система экологична, долговечна в эксплуатации, имеет невысокую стоимость из-за использования дешевой оснастки и дешевых материалов. При глубине порядка 20 метров стоимость монтажа и материалов предлагаемой системы на порядок ниже стоимости скважинной системы. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5