ВОЛНОВОЙ ВОДОПОДЪЕМНИК Российский патент 1996 года по МПК E02B9/04 

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано в рыбном хозяйстве, при промышленной добыче из воды ценных веществ и материалов (серы, золота, марганца, меди и др.), при водоснабжении прибрежных населенных пунктов пресной водой, а также для изменения климата отдельных районов морского побережья.

Известно устройство для подъема глубинной воды в поверхностный слой водоема, включающее водозаборный трубопровод с сильфоном и теплообменником (см. авт. свид. N 864612, МКИ A 01 K 61/00, 1978 г).

Недостатком этого устройства является сложность его конструкции, обусловленная наличием сильфона и телескопической системы с теплообменником, что значительно снижает область его применения, не позволяет устройству работать при малом волнении поверхности воды, а отсутствие клапана снижает возможную производительность процесса водоподъема.

Наиболее близким изобретению по технической сущности является волновой водоподъемник для подъема глубиной воды на поверхность водоема, включающий водозахватный трубопровод, присоединенный к нему поплавок и выпускной клапан (см. авт. свид. N 1314989, МКИ A 01 K 61/00 от 8.02.87 г).

Недостатком этого водоподъемника является то, что его поплавок, выполненный в виде тора, имеет большие размеры и плохо работает при малом волнении поверхности воды. Конструкция водоподъемника не позволяет осуществлять подачу поднятой воды в плавучую емкость или на берег, а наличие в ней направляющих, по которым перемещается клапан, делает ее весьма ненадежной в эксплуатации, т. к. направляющие могут выходить из строя, вследствие коррозии или наносного загрязнения.

Новым в предлагаемом изобретении является то, что корпус поплавка водоподъемника выполнен в виде обращенного малым диаметром вниз усеченного конуса, внутри которого смонтирована выливная воронка также в виде усеченного конуса, направленного вниз большим диаметром, равным диаметру водозаборного трубопровода и герметично прикрепленного к его верхнему торцу, а выпускной клапан выполнен лепесткового типа с выпуклыми пригрузками на сходящихся плоскостях лепестков клапана, причем полость между корпусом поплавка и корпусом выливной воронки заполнена труднозатопляемым материалом с объемным весом, меньшим объемного веса воды.

Сам водозаборный трубопровод выполнен также из материала с объемным весом, меньшим объемного веса воды, что позволяет снизить материалоемкость поплавка и повысить чувствительность всей системы к волновому воздействию.

При этом к нижнему концу водозаборного трубопровода прикреплен груз требуемого веса.

Для возможности транспортировки поднятой воды в плавучие емкости или на берег, на верхнем торце выливной воронки смонтировано крепежное приспособление для подсоединения водоотводного патрубка (шланга).

Техническим результатом изобретения является расширение области применения водоподъемника, повышение его производительности при подъеме воды, особенно с больших глубин, и обеспечение надежности в работе.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид водоподъемника в разрезе; на фиг. 2 сечение А-А; на фиг. 3 вариант заякорения группы водоподъемников, работающих независимо; на фиг. 4 вариант заякорения группы водоподъемников при локальном заборе воды.

Конструкция волнового водоподъемника включает водозаборный трубопровод 1 из материала с объемным весом, меньшим объемного веса воды, поплавок 2, выполненный в виде усеченного конуса, расположенного малым диаметром вниз и прикрепленный к водозаборному трубопроводу 1. Внутри поплавка 2 смонтирована водовыливная воронка 3 также в виде усеченного конуса, но прикрепленная снизу большим диаметром. Образуемая между корпусами поплавка 2 и воронки 3 полость заполнена труднозатопляемым материалом 4 с объемным весом, меньшим объемного веса воды.

В нижнее основание воронки 3 вмонтирован выпускной клапан в виде пластин 5 с общей поворотной осью 6. На сходящихся плоскостях пластин 6 расположены выпуклые пригрузы 7, обеспечивающие эффективное закрытие клапана при движении водоподъемника вверх.

На меньшем основании водовыливной воронки 3 смонтировано крепежное приспособление 8, например, фланцевое, для присоединения водоотводного патрубка (шланга) 9. На нижнем конце возозаборного трубопровода 1 закреплен груз 10, обеспечивающий стабилизацию вертикального положения водоподъемника.

В зависимости от назначения водоподъемника и местных условий подъема воды из глубины водоема водоподъемники связывают друг с другом в группы с различными системами заякорения (см. фиг. 3 и 4).

Каждая группа объединена соединительными тросами 11, рейдовыми бочками 12, тяговыми канатами 13 и якорями 14.

Работа водоподъемника осуществляется следующим образом. В нейтральном положении при отсутствии волнения на поверхности воды, вода заполняет водозаборный трубопровод 1 и водовыливную воронку 3 по расчетную ватерлинию при закрытом клапане 5. При подъеме волны поплавок 2 вместе с водозаборным трубопроводом 1 поднимается вверх. При этом клапан 5 остается закрытым, и вода, находящаяся в водозаборном трубопроводе 1 и водовыливной воронке 3, не выливается из них.

При движении поплавка 2 с водозаборным трубопроводом 1 вниз (спад волны) клапан 5 под действием движения воды открывается и вода из водозаборного трубопровода 1 поступает в водовыливную воронку 3 (процесс нагнетания), а из нее в атмосферу или в патрубок (шланг) и далее в плавучую емкость или на берег. В этот момент глубинная вода поступает снизу в водозаборный трубопровод 1.

Благодаря выполнению поплавка 2 в форме усеченного конуса большим диаметром вверх, наиболее полно обеспечивается производительность водоподъемника, т. к. при подъеме волны водоизмещение поплавка 2 при малой его осадке значительно увеличивается, а при спаде волны, наоборот водоизмещение поплавка 2 уменьшается при том же малом изменении осадки. Наличие водовыливной воронки 3, выполненной в виде усеченного конуса меньшим диаметром вверх обеспечивает сжатие выходной струи воды и позволяет, тем самым, увеличить скорость выливания воды на выходе из воронки 3.

В реальных условиях для увеличения объема поднимаемой воды могут быть использованы одновременно несколько водоподъемников.

В зависимости от назначения водоподъемников и рельефа дна водоема могут осуществляться различные системы заякорения. Можно соединять несколько водоподъемников последовательно при помощи соединительных тросов 11 с одной рейдовой бочкой 12, соединенной тяговым канатом 13 с якорем 14. В этом случае водоподъемники работают независимо друг от друга и могут разворачиваться по направлению ветра, волн и течения (см. фиг. 3).

При необходимости поднятия глубинной воды с одного места ("линзы", "конуса") несколько водоподъемников могут крепиться последовательно друг с другом тросами 11 к двум или нескольким рейдовым бочкам 12, каждая из которых стоит на собственном якоре 14. В этом случае водоподъемники меняют свое положение относительно ветра, волн и течения на незначительную величину (см. фиг. 4). Благодаря такой системе заякорения водоподъемников повышается общая производительность подъема воды и обеспечивается надежность в эксплуатации.

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано в рыбном хозяйстве, при промышленной добыче из воды ценных веществ, при водоснабжении прибрежных населенных пунктов пресной водой, а также для изменения климата отдельных районов морского побережья. Водоподъемник включает водозаборный трубопровод 1 и присоединенный к нему поплавок 2 с выпускным клапаном 5. Корпус поплавка 2 выполнен в виде усеченного конуса, направленного малым диаметром вниз, а внутри него смонтирована водовыливная воронка 3 также в виде усеченного конуса, но направленного малым диаметром вверх. При этом полость между корпусом поплавка 2 и корпусом водовыливной воронки 3 заполнена труднозатопляемым материалом 4. 3 з. п. ф-лы, 4 ил.

1. ВОЛНОВОЙ ВОДОПОДЪЕМНИК для подъема глубинной воды на поверхность водоема, включающий водозаборный трубопровод и присоединенный к нему поплавок с выпускным клапаном, отличающийся тем, что корпус поплавка выполнен в виде обращенного малым диаметром вниз усеченного конуса, внутри которого смонтирована водовыливная воронка в виде усеченного конуса, направленного вниз большим диаметром, равным диаметру водозаборного трубопровода, и герметично прикрепленного к его верхнему торцу, а выпускной клапан выполнен лепесткового типа с выпуклыми пригрузами на сходящихся полостях лепестков клапана, причем полость между корпусом поплавка и корпусом водовыливной воронки заполнена материалом плотностью, меньшей плотности воды. 2. Водоподъемник по п.1, отличающийся тем, что водозаборный трубопровод выполнен из материала плотностью, меньшей плотности воды. 3. Водоподъемник по пп.1 и 2, отличающийся тем, что к нижнему торцу водозаборного трубопровода прикреплен груз, обеспечивающий стабилизацию вертикального положения водоподъемника. 4. Водоподъемник по п.1, отличающийся тем, что на верхнем торце водовыливной воронки смонтировано крепежное приспособление для соединения водоотводящего патрубка (шланга).