ВОЛНОВОЙ НАСОС Российский патент 2003 года по МПК F03B13/14 

Изобретение относится к области гидроэнергетики и может быть использовано в насосах, использующих энергию волн для поднятия глубинных вод к поверхности для насыщения их кислородом.

Известен волновой насос, содержащий поплавок с центральным отверстием, в котором закреплена вертикальная труба с обратным клапаном, емкость, расположенную в верхней части трубы, открытую с нижнего торца, охватывающую поплавок и установленную с возможностью вертикального перемещения посредством шарнирного соединения со стержнями, связанными с корпусом трубы, и пластины (см. авторское свидетельство СССР 1511455 А1, МПК 7 F 03 В 13/12, 30.09.1989).

Однако конструкция данного волнового насоса не позволяет обеспечить интенсивное перемешивание поднятых глубинных вод с поверхностными слоями воды, более теплыми и насыщенными кислородом, при этом более холодные и более плотные глубинные воды после подъема будут стремиться вновь опуститься на дно.

Задачей изобретения является обеспечение интенсивного перемешивания глубинных вод с поверхностными слоями, что обеспечивает их насыщение кислородом, выравнивает температуру и исключает повторное погружение на дно глубинных вод.

Указанный технический результат достигается за счет того, что волновой насос содержит поплавок с центральным отверстием, в котором закреплена вертикальная труба с обратным клапаном, емкость, расположенную в верхней части трубы, открытую с нижнего торца, охватывающую поплавок и установленную с возможностью вертикального перемещения посредством шарнирного соединения со стержнями, связанными с корпусом трубы, и пластины. Насос также снабжен шарнирно закрепленными со стержнями и с наружной поверхностью корпуса трубы под поплавком радиальными спицами с упорами, причем пластины выполнены в виде двух створок, расположенных под прямым углом друг к другу и установленных на спицах посредством шарниров, расположенных в месте углового соединения створок с возможностью контакта их внутренних поверхностей с упорами спиц, при этом на нижних частях стержней установлены винтовые лопасти.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 схематически изображен волновой насос; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1 при движении насоса вниз; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 1 при движении насоса вверх.

Волновой насос содержит поплавок 1 с центральным отверстием, в котором закреплена вертикальная труба 2 с обратным клапаном 3, емкость 4, расположенную в верхней части трубы 2, открытую с нижнего торца, охватывающую поплавок 1 и установленную с возможностью вертикального перемещения посредством шарнирного соединения со стержнями 5, связанными с корпусом трубы 2, и пластины 6. Также насос снабжен шарнирно закрепленными со стержнями 5 и с наружной поверхностью корпуса трубы 2 под поплавком 1 радиальными спицами 7 с упорами 8, причем пластины 6 выполнены в виде двух створок, расположенных под прямым углом друг к другу и установленных на спицах 7 посредством шарниров, расположенных в месте углового соединения створок с возможностью контакта их внутренних поверхностей с упорами 8 спиц 7, при этом на нижних частях стержней 5 установлены винтовые лопасти 9.

Винтовые лопасти 9 могут быть установлены с возможностью вращения, причем на соседних стержнях 5 винтовые лопасти 9 могут быть расположены с обеспечением навивки в противоположном направлении. Створки пластин 6 могут быть выполнены с нулевой плавучестью. Поплавок 1 может быть снабжен упорами 10 и 11 для ограничения вертикального перемещения емкости 4.

Волновой насос работает следующим образом.

Под воздействием волн поплавок 1 с вертикальной трубой 2 совершает вертикальные колебания. При движении трубы 2 вниз открывается обратный клапан 3 и вода начинает поступать в верхнюю часть трубы 2, при этом наружные слои воды, воздействуя снизу на створки пластин 6, вызывают их поворот и контакт с упорами 8 радиальных спиц 7, что приводит к перемещению стержней 5 и подъему емкости 4, увеличивая тем самым совместный объем емкости 4 и трубы 2, заполняемый водой, что увеличивает массу устройства и оно глубже погружается в воду. При движении трубы 2 вверх обратный клапан 3 закрывается, а створки пластин 6 перемещаются вниз, опуская и емкость 4. Находящаяся в емкости 4 вода выливается наружу. При этом при ходе насоса вверх и вниз створки лопастей 6, совершающие колебания вокруг радиальных спиц 7, а также винтовые лопасти 9 при своем перемещении способствуют интенсивному перемешиванию глубинных вод с поверхностными слоями, что способствует обогащению кислородом глубинных вод, выравнивает их температуру и исключает их погружение на дно. При этом выполнение створок лопастей 6 с нулевой плавучестью способствует повышению их чувствительности при взаимодействии с водой, а расположение винтовых лопастей 9 на соседних стержнях 5 с навивкой в противоположные стороны (по часовой стрелке и против) способствует образованию встречных потоков воды, что еще больше обеспечивает процесс перемешивания. При работе волнового насоса необходимо исключить контакт винтовых лопастей 9 и створок лопастей 6 между собой, что обеспечивается гарантированными зазорами и наличием упоров 10 и 11.

Насос предназначен для поднятия глубинных вод к поверхности водоема и насыщения их кислородом, используя энергию волн. Насос содержит поплавок с центральным отверстием, в котором закреплена вертикальная труба с обратным клапаном, емкость, расположенную в верхней части трубы, открытую с нижнего торца, охватывающую поплавок и установленную с возможностью вертикального перемещения посредством шарнирного соединения со стержнями, связанными с корпусом трубы, и пластины. Кроме того, насос снабжен шарнирно закрепленными со стержнями и с наружной поверхностью корпуса трубы под поплавком радиальными спицами с упорами. Причем пластины выполнены в виде двух створок, расположенных под прямым углом друг к другу и установленных на спицах посредством шарниров, расположенных в месте углового соединения створок с возможностью контакта их внутренних поверхностей с упорами спиц, при этом на нижних частях стержней установлены винтовые лопасти. Лопасти могут быть установлены с возможностью вращения и расположены на соседних стержнях с навивкой в противоположном направлении, а створки выполнены с нулевой плавучестью. Конструкция позволяет обеспечить экономичный подъем глубинных вод. 3 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Волновой насос, содержащий поплавок с центральным отверстием, в котором закреплена вертикальная труба с обратным клапаном, емкость, расположенную в верхней части трубы, открытую с нижнего торца, охватывающую поплавок и установленную с возможностью вертикального перемещения посредством шарнирного соединения со стержнями, связанными с корпусом трубы, и пластины, отличающийся тем, что насос снабжен шарнирно закрепленными со стержнями и с наружной поверхностью корпуса трубы под поплавком радиальными спицами с упорами, причем пластины выполнены в виде двух створок, расположенных под прямым углом друг к другу и установленных на спицах посредством шарниров, расположенных в месте углового соединения створок с возможностью контакта их внутренних поверхностей с упорами спиц, при этом на нижних частях стержней установлены винтовые лопасти. 2. Насос по п.1, отличающийся тем, что винтовые лопасти установлены с возможностью вращения. 3. Насос по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что винтовые лопасти на соседних стержнях расположены с обеспечением навивки в противоположном направлении. 4. Насос по любому из пп.1 и 3, отличающийся тем, что створки пластин выполнены с нулевой плавучестью.