полевое водоснабжение. Учебное пособие по полевому водоснабжению предназначено для изуче ния средств добычи, очистки и хранения воды, порядка проведения разведки водоисточников и оборудования на них пунктов полевого водоснабжения
 Скачать 3.8 Mb.
|
|
5.3.2. Назначение, техническая характеристика и устройство М-600 (М-800), БКФ-4, КПН-5, УПВ-10. Уход за средствами подъёма воды Мотопомпы М-600 и М-800 применялись в составе комплекта модерни- зированной автомобильной фильтровальной станции МАФС-3.Технические характеристики мотопомп приведены в таблице 2.3. Таблица 2.3 Техническая характеристика мотопомп Показатели М-600 М-800 Максимальная глубина подъема воды, м 5.0 6,5 Производительность, л/мин. 530-600 750-800 Масса комплекта, кг 62 70 Расчет развертывания, чел. - для установки - для обслуживания 2 1 2 1 Мощность привода, л.с. 12 16 Время на развертывание, ч 0.3 0,3 131 Мотопомпа М-600 (рис.52) состоит из следующих основных узлов, смонтированных на металлической раме: двигатель внутреннего сгорания; цен- тробежный насос; вакуум-аппарат; задвижка. В комплект мотопомпы входят всасывающие и напорные рукава, а также инструмент и принадлежности. На мотопомпе установлен одноцилиндровый двухтактный двигатель. Рис. 52 Мотопомпа М-600 В двигателе так же, как и автомобильном карбюраторном двигателе име- ются следующие механизмы и системы: кривошипно-шатунный механизм (картер двигателя, цилиндр, коленча- тый вал, маховик, поршень, шатун); система зажигания (магнето М-27 левого вращения, провод высокого напряжения запальная свеча); система питания (топливный бак емкость 12 л, топливопривод, карбюра- тор, глушитель); рабочая смесь 1:16, 1:20 (бензин А-72, масло АК-10); 132 система охлаждения (рубашка охлаждения, соединительный шланг с насосом, краники); пусковой механизм (кулачковая муфта, зубчатка, зубчатая муфта, зубча- тый сектор, пусковая педаль). Центробежный насос одноступенчатый, состоит из корпуса, рабочего ко- леса, посаженного на хвостовик коленчатого вала и направляющего аппарата, укрепленного в корпусе насоса. На корпусе имеются всасывающий и нагнета- тельный патрубки. В нижней части корпуса смонтирован кран для слива воды из полости насоса после работы. Центробежный насос мотопомпы работает на принципе непрерывной струи и вступает в работу лишь тогда, когда будет заполнен водой. Для этих целей мотопомпа снабжена специальным устройством – вакуум аппаратом, который создает разряжение в насосе и заборных рукавах и обеспе- чивает подсасывание воды при запуске. Приводится в действие от шкива маховика двигателя. Вакуум-аппарат со- стоит из корпуса, барабана (ротора) с роликами, размещенными в выточках ба- рабана, сверлений, соединяющих полость его с полостью насоса и рукоятки включения. Задвижка установлена на нагнетательном патрубке и предназначена для закрывания и открывания последнего. Закрытие необходимо во время рабо- ты вакуум-аппарата, а также для прекращения подачи воды на некоторый про- межуток времени. Перед пуском М-600 необходимо убедиться в исправности и надежности крепления всех частей и проверить: надежность подачи топлива; исправность вакуум-аппарата; исправность и смазку пускового устройства; произвести про- дувку двигателя. Затем закрыть задвижку и кран, соединяющий трубопровод принудитель- ного охлаждения с маслом, залить воду в рубашку цилиндра. После этого запу- стить двигатель и включить вакуум-аппарат. После заливки насоса перевести двигатель на принудительное охлаждение, увеличить число оборотов двигателя и открыть задвижку – пустить воду в нагнетательный рукав. При эксплуатации 133 необходимо всегда помнить, что пуск центробежных насосов производится все- гда при закрытой задвижке. Остановка мотопомпы производится в следующей последовательности: закрыть задвижку, одновременно прикрывая дроссельную заслонку карбюрато- ра, снизить число оборотов двигателя; перекрыть краник на трубопроводе, со- единяющий рубашку охлаждения цилиндра двигателя с полостью насоса; пере- крыть краник топливного бака. При эксплуатации в зимнее время мотопомпу следует ставить в отаплива- емое помещение. При небольших перерывах в работе на морозе (до -10 0 ) мото- помпу необходимо периодически (через 10-15 минут) прогревать путем запуска двигателя. На время перерыва в работе необходимо мотопомпу освободить от воды. Мотопомпа М-800 имеет двухцилиндровый двухтактный двигатель. М- 800 не имеет вакуум – аппарата, его роль выполняет второй цилиндр двигателя. Центробежный насос мотопомпы не претерпел, каких-либо изменений. Комплект погружного насоса КПН-5 (рис.53) предназначен для подъ- ема воды, не содержащей абразивных примесей, из водозаборных скважин. В комплект погружного насоса входят: центробежный насос с погружным электродвигателем; бензоэлектрический агрегат АБ-4-Т/230 (УД-2; 8 л.с.); станция управления; водоподъемные трубы (25 шт. по 3,5 м); трос – 100м, кабель – 80 м; автоприцеп – 2-ПН-2; ЗИП. Погружной электронасос состоит из вертикального центробежного насо- са, электродвигателя, соединённых между собой муфтой и кабелем, проходя- щего по корпусу насоса под предохранительной планкой. Центробежный насос – многоступенчатый, состоит из корпуса, вала, двенадцати насосных ступеней, подшипников. 134 Рис. 53 погружной насос КПН-5 1 - электродвигатель; 2 - погружной насос; 3 - нижний переходной патрубок; 4 - водоподъ- емная труба; 5 - муфты; 6 - хомут для крепления электрокабеля; 7 – стальной канат; 8 - элек- трокабель; 9 - верхний переходной патрубок; 10 – ого-ловок; 11 - манометр; 12 - задвижка; 13 - станция управления; 14 – электроагрегат Ступень насоса состоит из рабочего колеса, направляющего аппарата, диска и распорной втулки. Рабочее колесо бронзовое, с двенадцатью лопатка- ми. Электродвигатель марки МАПЗ-14-34/2 с короткозамкнутыми ротором. Мощность 3,4 кВт; напряжение – 380В, скорость вращения – 2 880 об/мин, КПД – 72%.Состоит из цилиндра, ротора, верхнего и нижнего подшипниковых щитов и закрытого устройства. В комплекте КПН-5 последних модификаций может быть использован погружной насос 1ЭЦВ-6-6,3-90(6АПВ-9х12) и элек- троагрегат АБ-4-Т/400. Передвижная водоподъемная установка УПВ-10 предназначена для подъема воды из водозаборных скважин, кроме того, может использоваться для 135 подъема воды из шахтных колодцев. Технические характеристики УПВ-10 при- ведены в таблице 2.4. Таблица 2.4 Техническая характеристика УПВ-10 Установка УПВ-10 включает погружной насос 1ЭЦВ 6-10-110, два элек- тронасоса БЦП 0,4-25, электроагрегат АБ-8-Т/400М, два резервуараРДВ-5000. Комплект имеет водоподъемные трубы, стальной канат, кабель, станцию управления, элементы оборудования устья скважины и рабочий инструмент. Установка УПВ-10 смонтирована в кузове автоприцепа 2-ПН-2М. Погружной насос устанавливается в скважину на водоподъемных трубах с помощью лебедки буровых установок и страхуется стальным канатом или на стальном канате с помощью лебедки автомобиля. Насос устанавливается в скважину с таким расчетом, чтобы расстояние от насоса до забоя (дна) скважины было не менее одного метра, а при работе он был всегда опущен в воду тоже не менее, чем на один метр. Если при работе появятся перебои в подаче воды, а дальнейшее погружение насоса невозможно, следует ограничить его подачу прикрытием задвижки. Перед опусканием насоса в скважину в электродвигатель через специаль- ное отверстие заливается чистая вода. Запуск не залитого водой электродвига- характеристики показатели Подача, м 3 /ч из скважин при глубине: 70 м 18 85 м 14 110 м 10 из шахтного колодца глубиной 25 м до 3 Время развертывания до получения воды, ч 1,5-2 Расчет для монтажа, человек 3 Масса, кг 3700 136 теля и не полностью погруженного в воду насоса приводит к выходу его из строя. При эксплуатации насоса нужно следить за тем, чтобы скважина не пес- ковала. Подъем воды с содержанием песка не допускается. Ручной насос БКФ-4 (рис.54) является горизонтальным поршневым насосом двойного действия. Насос используется в комплекте оборудования очистки воды УДВ – 15(25). Конструкция насоса позволяет работать на мут- ных водах без примеси песка. В комплект насоса входят: поршневой насос, всасывающий и напорный рукава, инструмент, запасные части, ящик для укладки инструмента. БКФ-4 со- стоит из следующих основных частей: корпуса; крышки нагнетательной каме- ры; двух всасывающих клапанов; двух нагнетательных клапанов; поршня; руч- ки; стяжки. Рис. 54 Насос БКФ-4: 1 – корпус, 2 – всасывающий патрубок, 3 – нагнетательный патрубок Корпус представляет собой чугунную отливку, в нижней части имеет вса- сывающий патрубок и два отверстия для слива воды, закрываемые пробки, в средней части всасывающую камеру с клапанами, а в верхней части – нагнета- тельную камеру с клапанами и напорный патрубок. По контуру расположены три прилива с отверстиями под болты крепления насоса. 137 Поршень приводится в действие через рычажную систему, состоящую из ручки, валика, рычага и тяги, соединенных пальцами. Уплотнение валиками и корпусом насоса обеспечивается сальником, подтягиваемым крышкой. При хо- де поршня вправо левый всасывающий клапан открывается, а правый – закры- вается; левый нагнетательный клапан закрывается, а правый – открывается. Во- да по всасывающему рукаву через патрубок и всасывающую камеру подает ле- вую полость цилиндра, а из правой полости выталкивается через нагнетатель- ную камеру в напорный патрубок. При ходе поршня влево вода из левой поло- сти цилиндра через открытый клапан подается в нагнетательную камеру и да- лее в патрубок. Всасывающий клапан при этом закрыт. В тоже время вода через патрубок и открытый всасывающий клапан попадает в правую полость цилин- дра. Нагнетательный клапан при этом закрыт. Насос для работы устанавливается горизонтально, нагнетательной крыш- кой кверху. Перед установкой насоса проверить его исправность наружным осмотром. Поршневые насосы начинают работать без заливки. Число двойных качаний должно быть 40-45 в минуту. Ежедневно после работы осматривать и устранять недостатки. Через 50 часов работы осмотреть клапаны и гнезда. Насос НР-0,25/30 из комплекта ПФ-200 (рис.55) - судовой, ручной, об- щего назначения представляет собой поршневой насос двойного действия. В процессе очистки воды необходимо производить 13…14 двойных качаний ру- кояткой в минуту (одно двойное качание примерно за 4 секунды), при этом давление не должно превышать 3 кгс/см 2 . При такой производительности ре- зервуар заполняется очищенной водой за 30 минут. Рис. 55 Насос НР-0,25/30 из комплекта ПФ-200 138 Плунжерные насосы вместо поршня имеют плунжер, который представ- ляет собой полый цилиндр, движущийся в уплотняющем сальнике, не касаясь внутренних стенок рабочей камеры. Рабочие характеристики плунжерных и поршневых насосов практически одинаковы, однако эксплуатация плунжерных насосов проще, так как у них меньше изнашиваемых деталей. Плунжерные насосы собирают в блоки, устанавливают на них мотор-редуктор с регулирую- щими механизмами и используют как насосы – дозаторы. Газлифты (воздушные подъемники) применяют для подъема воды. Их действие основано на использовании разности сил давления столбов воды и воздушной смеси, имеющих разную плотность. Воздушный подъемник (эрлифт) (рис.56) состоит из вертикальной трубы, погружаемой под уровень воды в колодце или в приемном резервуаре, внутри которой или рядом проходит воздуховод, подающий сжатый воздух от ком- прессора. С помощью форсунки (перфорированная труба с отверстиями диа- метром 4 – 6 мм, суммарная площадь которых в 2 – 3 раза больше площади се- чения воздушной трубы), расположенной на глубине ниже уровня воды, воздух распыляется с образованием воздушно-водяной смеси (эмульсии) с плотно- стью, значительно меньшей плотности воды. Давление в плоскости нижнего обреза водоподъемной трубы со стороны эмульсии меньше, чем со стороны во- ды в колодце, поэтому вода начинает заходить в трубу и тут же превращаться в эмульсию. Рис. 56 Схема эрлифта 139 Столб водо-воздушной смеси в трубе растет, и когда уровень ее достигает устья, она переливается в сепаратор, где воздух выделяется из воды, а она отво- дится в сборный резервуар (или башню) и далее к потребителю. Обвязку газ- лифтов обычно выполняют из стальных труб. Водоподъемные трубы рассчиты- вают по скорости движения эмульсии у форсунки не менее 3 м/с, а при изливе 8 – 10 м/с, диаметр воздушной трубы - по скорости движения сжатого воздуха 5 – 10 м/с. Различают две системы газлифтов в зависимости от расположения воз- душной трубы: центральную (воздушная труба расположена внутри водоподъ- емной) и параллельную (воздушная и водоподъемная трубы размещены рядом). В первом случае эрлифты имеют меньшие габариты, особенно при использова- нии обсадных труб скважины в качестве водоподъемных. Для оборудования скважин эрлифтом используются бурильные трубы установок УРБ-3АМ или БА 15В, водоподъемные трубы из комплекта КПН-5, УПВ-10 или ПБУ-200М (ПБУ-200), а также трубы, изготавливаемые на месте в ремонтных мастерских. Для расчета эрлифта надо знать статический и динамический уровни. Статическим уровнем называется уровень воды в скважине, установившийся в результате пластового давления до откачки, а динамическим – уровень воды в скважине, установившийся в результате откачки. Глубина h о (рис.64) – это рас- стояние от уровня излива до статического уровня, а глубина h –расстояние от уровня излива до динамического уровня.Для нормальной работы эрлифта необ- ходимо оптимальное погружение форсунки под динамический уровень, а также соответствующие подача воздуха и его давление. Глубина Н погружения форсунки определяется по формуле: H=k·h·, м (2.1) где k – коэффициент погружения форсунки. Коэффициент k зависит от динамического уровня и выбирается из табл.2.5. 140 Таблица 2.5 Зависимость коэффициента погружения форсунки от динамического уровня Н ео бх од им ое рабочее давление Р раб сжатого воздуха определяется по формуле: Р раб = , 10 1 , 0 ) ( h h H кгс/с (2.2) Ориентировочно рабочее давление равно одной десятой глубины погру- жения форсунки. Подача компрессора Y о (расход воздуха на 1 м 3 воды) зависит от глуби- ны погружения воздухопроводных труб и высоты подъема воды и определяется по формуле: Y o = , 10 / ) 10 ) 1 ( ( 23 к h lq n h э (2.3) где n э – гидравлический КПД.эрлифта. Ориентировочно удельный расход воздуха Y 0 равен одной десятой высо- ты подъема воды. Объемный расход воздуха W для подъема эрлифтом воды в количестве Q равен: , 60 0 Q Y W м 3 /мин (2.4) Эрлифт монтируется следующим образом. На обсадную колонну навин- чивается оголовок. Форсунка с заглушенным нижним концом соединяется с компрессором. При работе компрессора сжатый воздух смешивается с водой. Образовавшаяся эмульсия (с объемным весом меньше, чем у воды) поднимает- ся до излива и поступает в тару, а избыток воздуха выделяется в атмосферу. Динамический уровень 15 15-30 30-60 60-90 90-120 Коэффициент погружения форсунки 3,0-2,5 2,5-2,2 2,2-2,0 2,0-1,7 1,7-1,6 Гидравлическийк.п.д. эр- лифта 0,59-0,57 0,57-0,54 0,54-0,5 0,5-0,41 0,41-0,4 141 Общий КПД эрлифтных установок (эрлифта и компрессора) не более 0,25 – 0,35, что является их существенным недостатком. К достоинствам относятся простота устройства и работы, отсутствие подвижных частей. Ленточные водоподъемники получили распространение в сельскохо- зяйственном водоснабжении для подъема воды из шахтных колодцев. Основ- ной рабочий орган водоподъемника - гибкая лента из прорезиненного ремня (шнура, перфорированного ремня), натянутая между ведущим шкивом и роли- ком натяжного устройства. При быстром вращении лента, пробегая под водой, смачивается и захватывает воду, которая в виде пленки выносится лентой на поверхность. Вследствие большой скорости движения лента удерживает воду, не давая ей стекать вниз в колодец. При пробегании ленты по верхнему веду- щему шкиву вода под действием центробежной силы отрывается от ленты и от- брасывается в кожух водоподъемника. Собранная кожухом вода стекает через слив в сборную емкость. Натяжное устройство погружают под динамический уровень воды на 0,5 м. Желательно, чтобы груз натяжного устройства не доходил до дна на 0,3 м. Для увеличения подачи воды использовали ячейки, что позволило поднимать воду не только в ручную, но и с механическим приводом с глубины до 30 м, с подачей соответственно 60 и 120 л/мин. 5.3.3. Назначение, технические характеристики и состав комплектов средств хранения воды Для хранения, транспортировки и обработки воды в полевых условиях инженерные войска применяются автоводоцистерны, прицепные цистерны, та- бельные резервуары из прорезиненной ткани. Кроме того, для этих целей могут быть использованы: цистерны, применяемые в народном хозяйстве для пере- возки пищевых продуктов; подручная тара (бочки, бидоны, бутылки и т.п.); по- левые кухни. Автоцистерны заполняются водой через горловины насосом вы- дачи воды, который располагается около резервуаров с чистой водой, или сво- 142 ими вакуум-насосами. Опорожнение автоводоцистерн производится через сливные краны. На автоводоцистерны и автомобили, назначенные для транспортирования воды (льда), медицинской службой должны выдаваться специальные санитар- ные паспорта. Все резервуары типа РДВ изготавливаются из прорезиненной капроновой ткани и отличаются друг от друга емкостью. Табельные резервуары устанавли- ваются на выровненных площадках, очищенных от предметов, которые могут повредить прорезиненную ткань. При длительном хранении воды площадки под резервуары выстилаются досками, соломой, камышом и др. Запрещается перетаскивать резервуары волоком, наступать на них, а также загрязнять бен- зином и другими веществами, разрушающими резиновые покрытия, сушить вблизи нагревательных приборов и костров. |