Осмотический насос Советский патент 1989 года по МПК F04B43/00 B01D13/00 

ел

ГС

31

Изобретение относится к насоскьм устройствам,которые могут быть использованы на геотермальных электростанциях, работающих на горячих ми- неральньЕХ водах и рассолах, для закачки отработанных вод в те же пласты, из которых были взяты геотермальные воды, с целью поддержания пластового давления и экологического сохранения окружающей среды, а также при добыче нефти, полезных ископаемых методом вьш|елачиван-ия или растворения, при промьюке засоленных земель (для закачки в специальные скважю ы соленых вод роти перекачки их).

Цель изобретения - получение постоянного давления на выходе из насоса.

На чертеже изображен осмотический насос, продольный разрез.

Осмотический насос состоит из. корпуса 1 , разделенного полупроницаемой мембраной 2 на растворную камеру 3 и рассольную камеру 4, внутри которой размещены направляющие стенки 5 порш ня 6, суживающиеся кверху. Рассольная камера 4 связана с дополнительной камерой 7 и отделена перегородкой 8. Стенки дополнительной камеры 7 выполнены суживающимися книзу. Внутри дополнительной камеры 7 размещен дополнительный поршень 9, соединенный штоком 10 с поршнем 6 рассольной камеры 4, Уплотнения П и 12 поршней 6 и 9 выполнены в виде перекатывающейся эластичной диафрагмы с коническим профилем.

Уплотнения 11 и 12 герметично закреплены на боковой поверхности поршней 6 и 9, на суживающихся концах направляющих стенок 5 и суживающихся концах стенок дополнительной камеры 7. Перегородка 8 снабжена направляющей втулкой 13, в которой перемещает ся щток, жестко соединенный с поршнями 6 и 9. .

Полупроницаемая мембрана 2 намотана на перфорированные трубы 14, кото Иле отделяют растворную камеру 3 от рассольной .камеры 4 . Растворная каме ра 3 снабжена патрубком 15, по которому постоянно поступает раствор. Рассольная камера 4 снабжена заливным патрубком 6 с клапаном 17 и f сливным патрубком 18 с клапаном 19. Рассольная камера 4 соединена с до- полните;ньной камерой 7 трубой 20. В нижней части дополнительной камеры 7

0

s

0

5

0

5

5

5

установлен патрубок 21 с подпружинен- ньм клапаном 22. Под поршнем 9 размещена возвратная пружина 23. Нижний конец щтока 10 расположен в направляющей втулки 24.

Осмотический насос работает следующим образом.

Перед началом работы растворная камера 3 заполняется раствором, а рассольная камера 4 - растворителем. Пространство под поршнем 9 заполняется жидкостью, подлежащей закачке (раствором, оставшимся от предыдущего цикла работы осмотического насог-.- са).,

Раствор из растворной камеры 3 диффундирует через полупроницаемую мембрану 2 в рассольную камеру 4. Полупроницаемая мембрана 2 размещена снаружи на перфорированных трубах 14. Проникший в результате диффузии в камеру 4 раствор создает давление, воздействующее на поршень 6, который начинает опускаться. Когда поршень 6

(а также поршень 9) достигает нижнего положения (обозначенного на чертеже пунктиром), открьшается клапан 19, и разбавленньй раствор по трубе 20 начинает перетекать из рассольной камеры 4 в пространство под поршнем 9. Под действием возвратной пружины 23 поршень 9, шток 10 и поршень 6 начинают двигаться вверх. Происходит вытеснение разбавленного раствора из рассольной камеры 4 в дополнительную камеру 7. При достижении порпшем 6 верхнего положения закрьшается клапан I 9 и открьшаетея клапан 17 - происходит заполнение рассольной камеры 4. После заполнения камеры 4 клапан 17 закрьтается, и в расс вльную каме- ру 4 начинает диффундировать- из растворной камеры 3 раствор. Далее цикл , работы насоса повторяется.

Использование объемов, ограниченных : усеченными конусами, обеспечивает изменение рабочих площадей поршней 6 и 9 по мере их движения от верхней мертвой точки к нижней, позволяющее получать постоянное давление на выходе из насоса. .

Формула изобретения

Осмотический насос, содержащий растворную камеру с полупроницаемой мембраной, рассольную камеру с на5152191

правлялощими стенками и поршень с уплотнением, о тличающийс я тем, ч-то, с целью повышения постоям- ноге давления на выходе из насоса, он снабжен дополнительной камерой с уплотненным поршнем, а поршень рассольной камеры - штоком, причем дополнительная камера соединена с рассольной камерой и выполнена суживаю- Q : щейся книзу, а дополнительный поршень

1 ,6

связан со штоком поршня рассольной , камеры, направляющие стенки которой вьполнены суживающимися кверху, а уплотнение поршней выполнено в виде перекатывающейся эластичной диафрагмы с.коническим профилем и герметично соединено с боковой поверхностыр поршней и с суживающимися ко|1цами соответственно дополнительной камеры и направляющих стенок.

Изобретение может быть использовано на геотермальных электростанциях для закачки отработанных вод в те же пласты. Цель изобретения - получение постоянного давления на выходе из осмотического насоса. Корпус 1 разделен полупроницаемой мембраной 2 на растворную и рассольную камеры 3, 4. Дополнительная камера 7 с уплотненным поршнем (П) 9 соединена с камерой 4 и выполнена суживающейся книзу. П 9 связан штоком 10 с П 6 камеры 4, направляющие стенки которой выполнены суживающимися кверху. Уплотнения 11, 12 П 6, 9 выполнены в виде перекатывающейся эластичной диафрагмы с коническим профилем и герметично соединены с боковой поверхностью П 6, 9 и с суживающимися концами камеры 7 и направляющих стенок 5 П 6. Использование объемов, ограниченных усеченными конусами, обеспечивает изменение рабочих площадей П 6, 9 по мере их движения от верхней мертвой точки к нижней. 1 ил.