СПОСОБ ПОДЪЕМА ВОДЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2012 года по МПК F04F1/18 

Изобретение относится к насосостроению, в частности к способам подъема воды с помощью струйных насосов, и может быть использовано при водоснабжении села, садовых участков и фермерских хозяйств.

Известен способ подъема воды струйным насосом с эжектированием воздуха из атмосферы струей жидкости, истекающей из водоема через сопло в смеситель под действием гидростатического давления в водоеме (SU 1043365 A, 23.09.1983). Недостатком этого способа является необходимость погружения смесителя под уровень жидкости. При этом жидкость разгоняется до скорости транспортирования, но энергии струи недостаточно для подъема на значительную высоту.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ подъема воды струйным насосом за счет создания избыточного давления на свободную поверхность воды весом струйного насоса, весом балласта и/или осевого усилия (патент RU №2412379, 25.06.2009). Недостатком этого способа подъема воды является погружение струйного насоса в водоем и необходимость его подъема за счет мускульных усилий.

Задача изобретения - обеспечение подъема воды из прибрежной зоны открытых водоемов струйными насосами по патенту №2412379, но с исключением использования мускульных усилий человека на совершение холостого хода струйного насоса.

Технический результат достигается тем, что в способе подъема воды струйным насосом за счет создания избыточного давления на свободную поверхность воды в трубе весом струйного насоса и балласта, согласно изобретению, в прибрежной зоне открытого водоема устанавливают трубу со всасывающим клапаном и размещенным в ней струйным насосом, возвратно-поступательное движение которого обеспечивают в направлении вниз силой тяжести струйного насоса и балласта, а в направлении вверх путем вывешивания через блок силой тяжести рабочего-оператора.

Пример осуществления способа

Способ подъема воды реализуется в устройстве, изображенном на прилагаемых чертежах и состоящем из водоприемной трубы, струйного насоса в ней, блока с тросом и мостков.

Воду поднимают следующим образом. В массе водоема выделяют ограниченный объем воды с помощью водоприемной трубы 1 и изолируют его от водоема с помощью всасывающего клапана 13 в ней. На свободную поверхность выделенного объема воды создают избыточное давление весом корпуса струйного насоса 2, водоподъемных труб 6 и, при необходимости, балласта. Из водоприемной трубы выдавливают воду на дневную поверхность. Это осуществляют следующим образом. Струйный насос, содержащий сопло 7 и камеру смешения 4 в водоподъемной трубе 6, размещенные в корпусе 2 этого струйного насоса, опускают до соприкосновения с поверхностью воды. Затем переносят весь вес корпуса 2 струйного насоса и водоподъемной трубы 6 на поверхность воды. Под действием избыточного давления на поверхность воды от веса струйного насоса последняя через сопло 7 устремляется в камеру смешения 4, увлекая за собой воздух из атмосферы по воздушной трубе 19. В камере смешения 4 вода с воздухом смешиваются. При этом объемный вес смеси становится меньше объемного веса воды. Водовоздушная смесь движется вверх по водоподъемной трубе 6 на дневную поверхность под действием напора струи, истекающей из сопла. По мере отбора воды из водоприемной трубы 1 струйный насос опускается вниз до дна водоприемной трубы. Для продолжения процесса необходимо совершить холостой ход струйного насоса, поднимая его вверх в исходное состояние. При этом водоприемная труба 1 через всасывающий клапан 13 заполняется водой. Подъем корпуса струйного насоса 2 осуществляют тросом 12, перекинутым через блок 11. При этом на свободном конце 18 троса 12 нагрузку создают весом рабочего-оператора.

Устройство для подъема воды

Известно устройство для подъема воды струйным насосом. Оно содержит корпус и расположенные в нем камеру смешения и сопло (SU 1043365A, 23.09.1983). Недостатком этого устройства является необходимость погружения сопла значительно ниже уровня свободной поверхности воды.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство (патент RU №2412379, 25.06.2009), в котором корпус струйного насоса снабжен гидравлическими уплотнениями. В корпусе расположена также камера смешения, соединенная с подъемной трубой, и сопло. При опускании струйного насоса в водоприемную трубу он устанавливается на свободную поверхность воды и по мере отбора воды опускается вниз. Подъем воды делится на циклы по спуску и подъему струйного насоса. Причем подъем струйного насоса осуществляется за счет мускульных усилий рабочего-оператора.

Задача изобретения - обеспечить подъем воды из прибрежной зоны открытого водного источника с помощью струйного насоса, но исключить необходимость применения мускульных усилий при подъеме струйного насоса в холостом ходе.

Технический результат достигается тем, что устройство, содержащее водоприемную трубу, корпус струйного насоса с гидравлическими уплотнениями, размещенные в корпусе насоса сопло, камеру смешения, водоподъемную трубу, согласно изобретению снабжено водоприемной трубой со всасывающим клапаном внизу и петлями на наружной поверхности в верхней ее части, крючьями для крепления водоприемной трубы к берегу, емкостью со штырями на наружной поверхности ее днища, тросом, перекинутым через ролик блока, имеющим на свободном конце поперечины для захвата руками и для постановки ног.

При этом крючья, установленные в петли, забиваются в грунт на берегу и используются при настиле мостка, необходимого для обслуживания струйного насоса. Емкость со штырями на днище монтируется на дне водоема. В ней размещается и жестко крепится водоприемная труба. Емкость выполняет несколько функций. За счет штырей и массы воды в емкости обеспечивается устойчивость водоприемной трубы в водоеме. Боковые стенки емкости исключают поступление придонной мути в водоприемную трубу и плавающего мусора с поверхности воды.

Устройство для подъема воды изображено на прилагаемых чертежах. На чертежах показано устройство при рабочем ходе.

Устройство содержит трубу 1 с всасывающим клапаном 13 в нижней части и петлями 5 в верхней части, жестко установленную в емкости 14 со штырями 15 снаружи ее днища. Внутри трубы 1 размещен корпус 2 струйного насоса с гидравлическими уплотнениями 3 на его боковой поверхности. Внутри корпуса 2 струйного насоса размещено сопло 7, камера смешения 4, подъемная труба 6, воздушная труба 19. Крепежный элемент 8 соединяет сопло 7 с подъемной трубой 6. В корпусе 2 струйного насоса установлена трубка 19, соединяющая атмосферу с камерой смешения 4. Кроме того, в устройство входят крючья 9 и деревянный настил мостка 10. На дневной поверхности устройство имеет подъемник в виде блока 11, смонтированного предпочтительно на верхнем торце водоприемной трубы 1. Через блок 11 перекинут трос 12 от водоподъемной трубы 6. На берегу устанавливается приемная емкость воды 17, которая может быть соединена с объектом водоснабжения.

На нижнем конце троса 12 установлены поперечины 16 для захвата руками и для постановки ног, которые для жесткости предпочтительно связаны вертикальными рейками 18.

Устройство работает следующим образом. На дно прибрежной части водоема устанавливают емкость 14, вдавливая штыри 15 в грунт. Затем монтируют водоприемную трубу 1 в емкости 14, жестко скрепляя их между собой. В петли 5 водоприемной трубы 1 устанавливают крючья 9, задавливая противоположные концы этих крючьев в грунт на берегу. На установленных крючьях 9 монтируют настил 10, например, из дерева, представляющий мостки для обслуживания водоструйного насоса. Через блок 11 перекидывают трос 12 и приступают к спуску водоструйного насоса в водоприемную трубу 1, придерживая трос за поперечины 16. При соприкосновении сопла 7 водоструйного насоса со свободной поверхностью воды в трубе 1 устройство считается приведенным в рабочее состояние. В этом случае всасывающий клапан 13 закрыт. Для подъема воды вес струйного насоса и балласта переносится на поверхность воды в трубе 1. На поверхности воды формируется избыточное давление, под действием которого вода через сопло 7 истекает в камеру смешения 4, увлекая за собой воздух из атмосферы. После смешения воды и воздуха смесь водовоздушная под напором струи из сопла 7 движется вверх по водоподъемной трубе 6 и сбрасывается в сборную емкость 17. В зависимости от потребностей в воде и диаметра водоприемной трубы за один рабочий цикл может быть поднято от 10 до 1000 литров воды. При этом длина рабочего хода струйного насоса составляет от 0.1 м до 1,0 м и редко более при соответствующем диаметре водоприемной трубы 1.

Для возвращения струйного насоса в исходное состояние рабочий-оператор делает натяжение троса 12 за поперечины 16. Если этого недостаточно, то рабочий-оператор становится ногами на поперечины 16, чтобы вес тела создавал дополнительное натяжение троса 12. При достижении струйным насосом верхнего крайнего положения заканчивается рабочий цикл подъема воды.

Способ подъема воды и устройство для его осуществления могут быть применены в водоснабжении сельских населенных пунктов, садовых участков, фермерских хозяйств и других случаях из прибрежной зоны открытых водных источников. Способ подъема воды из прибрежной зоны открытых водных источников осуществляться с помощью струйного насоса за счет создания избыточного давления перед струйным насосом весом этого насоса и балласта. В массе водоема выделяют ограниченный объем воды, изолируют его от водоема и на свободную поверхность этого изолированного объема воды создают избыточное давление для выдавливания на дневную поверхность выделенного объема воды. Опустившийся струйный насос возвращают в исходное верхнее положение вывешиванием через блок, используя силу тяжести рабочего-оператора. Имеется устройство для осуществления способа. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ подъема воды из прибрежной зоны открытых водных источников с помощью струйного насоса за счет создания избыточного давления перед струйным насосом весом этого насоса и балласта, отличающийся тем, что в массе водоема выделяют ограниченный объем воды, изолируют его от водоема и на свободную поверхность этого изолированного объема воды создают избыточное давление для выдавливания на дневную поверхность выделенного объема воды, а опустившийся струйный насос возвращают в исходное верхнее положение вывешиванием через блок, используя силу тяжести рабочего-оператора.

2. Устройство для подъема воды струйным насосом способом по п.1, содержащее водоприемную трубу, размещенный в ней с возможностью перемещения по вертикали корпус струйного насоса с гидравлическими уплотнениями на его боковой поверхности, а внутри корпуса насоса сопло, камера смешения, соединенная с атмосферой, подъемная труба и балласт, отличающееся тем, что струйный насос размещен с возможностью перемещения по вертикали в трубе, имеющей всасывающий клапан, а на водоподъемной трубе струйного насоса закреплен трос, перекинутый через блок и имеющий на нижнем конце скрепленные вертикальными рейками поперечины, обеспечивающие возможность захвата их руками и постановки ног рабочего-оператора.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что водоприемная труба жестко закреплена в емкости, имеющей штыри на днище.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что водоприемная труба в верхней части снабжена петлями с размещенными в ней крючьями, скрепляющими трубу с берегом и служащими основанием для настила мостков.