ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ НАСОС ЗАМЕЩЕНИЯ Российский патент 1996 года по МПК F04F1/06 

Изобретение относится к насосостроению, к погружным пневматическим насосам замещения и может найти применение в гидротранспортных системах общехозяйственного назначения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является пневматический насос замещения, содержащий две погруженные в перекачиваемую жидкость рабочие камеры, каждая из которых снабжена двумя обратными клапанами, первый из которых сообщен с забортной жидкостью, а второй с общим напорным трубопроводом, и переключатель газовых потоков, подключенный к источнику сжатого газа и сообщающий верхние части камер между собой.

Недостатками известного насоса являются низкие надежность и экономичность, вследствие того, что с увеличением глубины погружения в перекачиваемую жидкость (ростом гидростатического давления на затворы впускных клапанов) процессы отпирания и запирания клапанов сопровождаются ударными нагрузками.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение надежности и экономичности насоса за счет усовершенствования системы пневмо- и гидрораспределения.

Благодаря усовершенствованию конструкции обратных клапанов рабочих камер и наличию амортизаторов гидродинамического или пружинно-гидравлического типа, а также благодаря тому, что каждая камера сообщена с общим напором трубопроводом, существенно увеличивается надежность насоса.

На фиг.1 схематично изображен предлагаемый насос с рядным расположением камер; на фиг.2 насос с камерами, расположенными одна над другой.

Насос содержит две погруженные в перекачиваемую жидкость рабочие камеры 1, 2, каждая из которых снабжена двумя обратными клапанами 3, 7 и 4,8 соответственно, причем выпускные клапаны 3, 4, расположенные снизу, сообщают камеры 1, 2 с общим напорным трубопроводом 5, а впускные клапаны 7, 8, расположенные сверху камер 1, 2 сообщают их с забортной жидкостью. Сверху камеры 1 установлен переключатель газовых потоков, выполненный в виде двустороннего газового клапана 6 и сообщенный с верхней частью камеры 2 посредством патрубка 9, имеющего форму сифона. Каждый из клапанов (3, 4, 6-8) выполнен в виде корпуса 10-14 соответственно, снабженного соответствующим затвором 15-19. На затворе 17 клапана 6 закреплен поплавок 20, расположенный внутри камеры 1. Затворы 18, 19 клапанов 7, 8 снабжены амоpтизаторами, которые могут быть выполнены в виде поплавков 21, 22 необтекаемой формы (см. фиг.1) или в виде тормозных пластин 23, 24 (см. фиг.2). Корпуса 13, 14 клапанов 7, 8 соединены с затворами 18, 19 посредством пружин 25, 26.

Насос работает следующим образом.

После полного опорожнения камеры 1 и выпуска из нее сжатого газа в окружающую среду затвор 17 опускается вниз под действием собственного веса и поплавка 20 и блокируется сжатым газом клапана-переключателя 6. В результате сжатый газ начинает поступать через клапан 6 и патрубок 9 в камеру 2, блокируя ранее поднятый поплавком 22 или пружиной 26 затвор 19 и вытесняя жидкость из камеры 2 через клапан 4 в трубопровод 5 потребителю. При этом из-за превышения гидростатического давления забортной жидкости на затвор 18 над близким к атмосферному давлением в камере 1 происходит отпирание впускного клапана 7, амортизируемое поплавком 21 или пластиной 23, и заполнение этой камеры жидкостью. После заполнения камеры 1 затвор 18 поднимается вверх, а поплавок 20 поднимает затвор 17 клапана-переключателя 6. После полного опорожнения камеры 2 и опускания затвора 19 давление в камере 2 падает, затвор 17 разблокируется и обеспечивает перепуск сжатого газа в камеру 1. Это ведет к блокировке затворов 17, 18 в крайних верхних положениях и вытеснению жидкости из камеры 1 через клапан 3 в трубопровод 5. Камера 2 при этом заполняется жидкостью, поднимающей затвор 19 с поплавком 22 вверх (или под действием пружины 26). По мере вытеснения жидкости из камеры 1 давление в ней падает. Поплавок 20 с затвором 17 стремятся опуститься вниз, чему препятствует блокирующее воздействие сжатого газа в корпусе 12 клапана 6. Лишь после полного опорожнения камеры 1 происходит полное разблокирование затвора 17, вследствие чего он опускается, переключая клапан 6 на перепуск сжатого газа в камеру 2. Далее цикл повторяется.

Оснащение клапанов 7, 8 амортизаторами в виде поплавков или пластин повышает их надежность за счет гашения удара при их открытии. Значимость этого фактора возрастает при больших глубинах погружения насоса в забортную жидкость, что имеет место при подъеме воды из скважин или из морского придонного слоя.

Использование: в насосостроении при проектировании пневматических насосов замещения в гидротранспортных системах. Сущность изобретения: насос содержит две погруженные в заборную жидкость рабочие камеры, каждая из которых снабжена двумя обратными клапанами, первый из которых сообщен с забортной жидкостью, а второй - с общим напорным трубопроводом, и переключатель газовых потоков, подключенный к источнику сжатого газа, сообщающий верхние части камер между собой посредством патрубка, имеющего форму сифона, и снабженный поплавком, расположенным в одной из камер. Заторы впускных клапанов снабжены амортизаторами в виде поплавков необтекаемой формы или тормозных пластин, что обеспечивает гашение удара при отпирании клапанов. 2 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ НАСОС ЗАМЕЩЕНИЯ, содержащий две погруженные в перекачиваемую жидкость рабочие камеры, каждая из которых снабжена обратным клапаном, сообщенным с забортной жидкостью, и обратным клапаном, сообщенным с общим напорным трубопроводом, переключатель газовых потоков, соединенный с источником сжатого газа и с верхней частью каждой камеры и установленный на одной из камер, в которой расположен взаимодействующий с ним поплавок, отличающийся тем, что переключатель газовых потоков выполнен в виде двустороннего газового клапана, соединенного с верхней частью второй камеры посредством патрубка, имеющего форму сифона. 2. Насос по п.1, отличающийся тем, что на затворе каждого из сообщенных с забортной жидкостью обратных клапанов установлен поплавок необтекаемой формы, расположенный в забортной жидкости над соответствующей рабочей камерой. 3. Насос по п.1, отличающийся тем, что затвор каждого из сообщенных с забортной жидкостью обратных клапанов снабжен гидродинамической тормозной пластиной, расположенной в забортной жидкости над соответствующей камерой.