СПОСОБ ПОДЪЕМА ВОДЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2011 года по МПК F04B1/00 F04B9/14 

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано при проектировании гидротранспортных и энергетических систем.

Известен способ подъема воды путем опускания водоподъемного устройства под уровень воды в водоеме (SU 1043365 A, 23.09. 1983). Недостатком этого способа является отсутствие значительного влияния опускаемого под уровень воды водоподъемного устройства на повышение уровня свободной поверхности воды в водоеме.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ подъема воды, при котором предварительно в водоеме с помощью корпуса, например, в форме трубы выделяют ограниченный объем воды, сравнимый с объемом погружаемого водоподъемного устройства или его части, в который и погружают водоподъемное устройство. В этом случае при опускании водоподъемного устройства вода из водоема или резервуара вытесняется вверх (SU 1010228 A, 1983). Недостаток этого способа заключается в том, что погружаемое водоподъемное устройство вытесняет воду лишь на высоту, ограниченную длиной воздуховода, которая не достигает высотной отметки водопотребителя, а вода, попадающая через воздуховод в поднимающийся поток по водоподъемной трубе, снижает запас энергии рабочей струи.

Задача изобретения - подъем воды до высоты водопотребителя за счет вытеснения ее погружаемым водоподъемным устройством.

Технический результат достигается тем, что в водоеме предварительно корпусом выделяют ограниченный объем воды, сравнимый с объемом погружаемого тела водоподъемника, а затем путем погружения тела водоподъемника в этот ограниченный объем воды вытесняют жидкость по кольцевому зазору, образованному каналом между стенками корпуса и погружаемого тела, на дневную поверхность. При этом объем погружаемой части водоподъемного устройства выполняют более объема водоподъемного канала, а вес объема потопляемого водоподъемного устройства выполняют более веса объема вытесняемой им жидкости.

Пример осуществления способа

Воду поднимают следующим образом. В естественном водоеме или искусственном резервуаре с помощью корпуса со всасывающим клапаном (на схеме не показано) выделяют часть жидкости водоема. Затем в корпус, например, в виде трубы погружают тело водоподъемника, например, в виде сплошного цилиндра. При погружении вода вытесняется по кольцевому зазору между корпусом и погружаемым телом водоподъемника вверх до высотной отметки водопотребителя. При этом погружаемое тело водоподъемника по диаметру принимают сравнимым с внутреннним диаметром корпуса, а объем погружаемой части водоподъемного устройства больше объема кольцевого зазора от свободной поверхности воды в водоеме до водопотребителя, и одновременно объемный вес погружаемой части тела водоподъемника принимают больше объемного веса вытесняемой им жидкости.

Устройство для подъема воды

Известно устройство для подъема воды. Оно выполнено в виде цилиндрического тела, которое опускают под свободную поверхность жидкости в водоеме (SU 1043365 А, 23.09. 1983). Недостаток этого устройства заключается в том, что при опускании его под уровень свободной поверхности воды в водоеме практически не меняется положение свободной поверхности воды в этом водоеме.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство (SU 1010228 А, 1983), которое размещено в резервуаре, имеющем поперечный размер, близкий к поперечному размеру тела водоподъемного устройства. В этом случае при погружении водоподъемного устройства уровень свободной поверхности жидкости в резервуаре заметно повышается. Однако высота подъема свободной поверхности воды ограничивается длиной воздуховода.

Задача изобретения - обеспечить подъем свободной поверхности воды при погружении водоподъемного устройства до высотной отметки водопотребителя.

Технический результат достигается тем, что погружаемое в водоем тело снабжено корпусом, который по диаметру близок к диаметру водоподъемного устройства и изолирует ограниченный объем воды При этом объем погружаемой части тела водоподъемного устройства больше объема кольцевого зазора от свободной поверхности воды в резервуаре до высотной отметки водопотребителя. Погружаемое тело размещено в корпусе с возможностью возвратно-поступательного движения. Возвратно-поступательное движение возможно с помощью рычага.

Устройство для подъема воды изображено на прилагаемом чертеже.

Устройство содержит корпус 1 со всасывающим клапаном (на схеме не показан), погружаемое тело 2, отвод для водопотребителя 3, подъемник 4 погружаемого тела, представляющий собою рычаг с опорой, смещенной от его центра симметрии.

Устройство работает следующим образом. Корпус 1 устанавливают в открытом водоеме, колодце или скважине. Над корпусом 1 монтируют подъемник 4 погружаемого тела 2 и закрепляют на нем само погружаемое тело 2. На этом подготовка к работе устройства для подъема воды заканчивается. Для подъема воды погружаемое тело 2 опускают в корпус 1. Опускаясь в корпус 1 под действием силы тяжести, погружаемое тело 2 вытесняет воду из корпуса 1 по кольцевому зазору между стенками корпуса 1 и погружаемого тела 2. Вода поднимается вверх по кольцевому зазору и, достигая отвода 3 водопотребителя, сливается в сборную емкость. Так как объем погружаемого тела 2 больше объема кольцевого зазора, то при достижении погружаемым телом 2 дна корпуса 1 в сборную емкость попадет количество жидкости, равное ограниченному объему жидкости в корпусе 1 за минусом объема кольцевого зазора. Погружаемое тело может быть выполнено из сплошного цилиндра или из полой трубы, частично загруженной балластом для создания требуемого веса при погружении. Для повторного цикла вытеснения воды погружаемое тело с помощью подъемника перемещается вверх. Для этого длинный конец рычага опускают вниз. При этом всасывающий клапан в корпусе 1 открывается и корпус заполняется водой из водоема. При освобождении длинного рычага погружаемое тело опускается вниз под действием его силы тяжести, и повторяется новый цикл вытеснения воды потребителю.

Способ подъема воды и устройство для его осуществления могут быть применены в гидротранспортных и энергетических системах, а также в водоснабжении. Способ подъема воды включает операции выделения в водоеме ограниченного объема воды с помощью корпуса, вытеснения из корпуса воды потребителю путем погружения в корпус тела водоподъемника. Воду вытесняют по зазору между корпусом и телом водоподъемника. При этом выделенный объем воды с помощью корпуса должен быть более объема указанного зазора, а объемный вес тела водоподъемника более объемного веса вытесняемой потребителю жидкости. Устройство для осуществления способа содержит корпус, тело водоподъемника, размещенное в корпусе с возможностью осевого перемещения и закрепленного на коротком конце рычага, опертого точкой, смещенной от центра симметрии рычага. Способ и устройство позволяют перемещать воду с большой производительностью до одного кубометра за один цикл и более. При этом затраты энергии на перемещение воды снижены, так как рабочий ход осуществляется за счет силы тяжести тела водоподъемника, а при холостом ходе энергозатраты снижены за счет использования выталкивающей силы воды. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ подъема воды из естественного водоема или искусственного резервуара, включающий вытеснение воды погружением тела водоподъемника, отличающийся тем, что в водоеме предварительно изолируют корпусом ограниченный объем воды, сравнимый с объемом погружаемого тела водоподъемника, а затем путем погружения тела водоподъемника вытесняют жидкость по кольцевому зазору, который образован каналом между стенками корпуса и тела вытеснителя, при этом объем канала от свободной поверхности в корпусе до высотной отметки потребителя выполняют меньше изолированного объема воды в корпусе, а вес тела водоподъемника выполняют больше веса вытесняемой из корпуса жидкости.

2. Устройство для осуществления способа по п.1, содержащее погружаемое тело водоподъемника и средства для осуществления его движения, отличающееся тем, что оно снабжено корпусом, вмещающим это тело, с которым оно образует кольцевой канал для подъема жидкости объемом, меньше наполнения водой в корпусе, при этом погружаемое тело выполнено из сплошного цилиндра или полой трубы, частично заполненной балластом, и установлено в корпусе с возможностью возвратно-поступательного движения, причем средства для осуществления движения могут быть выполнены в виде рычажного механизма.