Низконапорный водоподъемник Советский патент 1992 года по МПК F04F1/12 

Изобретение относится к гидравлическим устройствам, и предназначено для перекачки жидкости на более высокие уровни.

Наиболее близким к предлагаемому явг ляется водоподъёмник, состоящий из работ чих камер, всасывающих напорных и газовых патрубков. Рабочие камеры расположены соосно одна над другой и соединены перепускными трубами с устройствами для одностороннего прохода жидкости/Устройство для одностороннего прохода жидкосТи включает перепускной Tpy6onpoBOANM цилиндрические наружный и внутренний Стаканы, концентричные по отношению перепускному трубопроводу. Наружный стакан установлен открытым торцом вверх и закреплен дном на перепускном трубопроводе, а внутренний стакан -днищем вверх с образованием зазора между его дни1цем и торцом перепускного трубопровода. В кромке внутреннего стакана имеются вырезы для прохода жидкости из полости внутреннего кольцевого зазора в полость наружного кольцевого зазора. Вода, находящаяся в полостях обоих кольцевых зазоров, выполняет роль гидравлического затвора, препятствующего обратному перетеканию жидкости из верхних рабочих камер в нижние.

Недостатком данного водоподъемника является то, что в его устройстве для одностороннего прохода жидкости при начале перетекания жидкости из нижней рабочей камеры в верхнюю, смежную с ней, слой жидкости, заполняющий через перепускной трубопровод обе кольцевые полости, отсекает воздух внутренней кольцевой полости от атмосферы и постепенно сжимает его. Давление сжатого в придонной части внутреннего стакана воздуха должно быть преодолено рабочим давлением в нижней рабочей камере. Следовательно, в этот период необходимы дополнительные энергозатраты на создание повышенного избыточного давления. В дальнейшем током воздух выносится из придонной части и перетекание жидкости между смежными рабочими камерами происходит при рабочем избыточном давлении (равном гидростатическому давлению в перепускном трубопроводе).

Цель изобретения - снижение энергозатрат на подачу жидкости путем ускорения цикла заполнения кольцевой полости между стаканами.

Это достигается тем, что водоподъемник снабжен равноплечим U-образным газоотводящим каналом, сообщающим придонную полость внутреннего стакана и кольцевую полость между стаканами, причем выходное отверстие короткого плеча и-образного канала расположено в полости ниже открытого торца наружного стакана.

На чертеже показан водоподъемник.

Водоподъемник состоит из рабочих камер t, установленных соосно одна над другой. Нижняя камера имеет заборный патрубок 2, для впуска перекачиваемой жидкости, верхняя рабочая камера снабжена напорным (наливным) патрубком. Нижняя рабочая камера имеетгазовый патрубок 4, а.верхняя - такой же газовый патрубок 5. Газовые патрубки служат для подвода к камерам рабочих (атмосферного и избыточного) давлений. Заборный и напорный патрубки в зависимости от условий водоподачи могут содержать устройство для одностороннего прохода жидкости.

Рабочие камеры сообщаются между собой перепускным трубопроводом 6, на котором закреплен своим дномнаружный стакан 7, а между ним и перепускным трубопроводом 6 установлен кверху днищем внутренний стакан 8. На стенке внутреннего стакана 8 выполнен U-образный газоотводящий канал 9, представляющий собой изогнутую и-образную трубку с разной длиной плеч. Отверстие длинного плеча канала 9 расположено в придонной полости 10 внутреннего стакана 8, дно которого находится выше верхней кромки перепускного трубопровода. Между стенками наружного 7 и внутреннего стакана 8 образуется кольцевая полость 11, а между стенками перепускного трубопровода б и наружного стакана 7 - кольцевая полость 12. В кольцевой полости 11 межДу стаканами расположено короткое плечо газоотводящего канала 9, выходное отверстие которого 13 находится несколько ниже верхних кромок перепускного трубопровода 6 и наружного стакана 7.

Совокупность внутренней полости перепускного трубопровода 6, внутренней кольцевой полости 12 и кольцевой полости 11 между стаканами является единым проводящим гидравлическим каналом между нижней и верхней рабочими камерами.

Водоподъемник работает следующим образом.

Нижняя рабочая камера 1 заглублена

0 под уровень нижнего бьефа. Через газовые патрубки 4 и 5 к рабочим камерам подводится атмосферное давление. Жидкость самотеком через заборный патрубок 2 заполняет нижнюю рабочую камеру до уровня а-а. При

5 подаче через газовый патрубок 4 избыточного давления жидкость из нижней рабочей камеры начинает вытесняться по перепускной трубе 6 и переливаясь через ее верхнюю кромку, заполняет обе кольцевых полости

0 11 и 12. По мере их заполнения жидкость вытесняет воздух из кольцевой полости 12 и придонной полости 10 через газоотводящий и-образный канал 9 и его выходное отверстие 13 в кольцевую полость 11, находящуюся под атмосферным давлением верхней рабочей камеры.

При дальнейшем вытеснении жидкости из нижней рабочей камеры и заполнении кольцевой полости 11 между стаканами 7 и

0 8 выходное отверстие 13 оказывается затопленным и газоотводящий и-образный канал функци онально становится таким же гидравлическим затвором как и обе кольцевые полости. После заполнения верхней рабочей камеры до уровня а-а (уровень жидкости в нижней рабочей камере,при этом опускается до положения б-б) подается через патрубок 5 в верхнюю рабочую камеру и через патрубок 4 в нижнюю рабочую камеру атмосферное давление, В результате жидкость самотеком заполняет через патрубок 2 нижнюю рабочую камеру и вытесняется через напорный патрубок 3 из верхней рабочей камеры для использования потребителем. При зтом избыточное давление в вер)ней рабочей камере воздействует и на жидкость, находящуюся в кольцевой полости 11 между стаканами и в газоотводящем канале.

0 Уровень жидкости в них понижается до положения б-б, соответствующего противодавлению столба жидкости во внутренней кольцевой полости. Полости же верхней и нижней рабочих камер остаются пневматически разобщенными, т.е. с рабочими перепадами давлений между собой.

При очередной смене давлений в рабо чих камерах цикл повторяется.

Предлагаемый водоподъемник надежен в работе, прост в исполнении и позволяет

обеспечить значительное снижение энергозатрат и ускорение цикла подачи жидкости. Кроме того, газоотродящий канал водоподъемника автоматически переводится на функции гидрозатвора.

Ф о р м у л а и 3 о 6 р е т е н и я Низконапорный водоподъемник, содержащий размещенные друг над другом рабочие камеры, заборный, напорный и газовые патрубки и перепускной трубопровод, сообщенный с камерами и снабженный устрЬЙстзом одностороннего прохода жидкости, выполненным в виде установленных соосно наружного и внутреннего стаканов, первый из которых установлен открытым

торцом вверх и закреплен нижним днищем на перепускном трубопроводе, а второй установлен днищем вверх с образов1анием зазора между торцом перепускного трубопровода и днищем внутреннего стакана, о т л и ч а ю щ и .и с я тем, что, с целью снижения затрат энергии путем ускорения цикла заполнения колъцевой полости между стаканами, водоподъемник снабжен разноплечим и-образным газоотводящим каналом, сообщающим придонную зону внутреннего стакана и кольцевую полость между стаканами, причем выходное отвер- / стие короткого плеча U-образного канала

расположено в полости ниже открытого торца наружного стакана.

Изобретение относится к насосйстрое^ нию, может быть использовано для лерека- чив'аний различных жидкостей на более высокие уровни и позволяет снизить з4тра-. ты энергии путем ускорения цикла заполне-Гния кольцевой полости между стаканами. Низконапорный водоподъёмник содержит рабочую камеру 1, перепускной трубопровод 6 с установленными на нем наружным стаканом (НС) 8 и внутренним стаканом (ВС) 8, разноплечим U-образным каналом (К) 9, сообщающим придонную зону ВС 8 и кольцевую полость 11 между ВНС 1 и ВС 8. При подаче сжатого газа через патрубок 4 жидкость вытесняется по перепускному трубопроводу 6 и заполняет полости 11 и 12 между НС 7 и ВС 8, при этом газ из полости 10 стравливается по К 9 в емкость 13 и после заполнения НС 1 и ВС 8 и К 9 устройство одностороннего прохода жидкости начинает функционировать. 1 ил.