Погружной инерционный насос Советский патент 1982 года по МПК F04B49/00 F04F7/00 

(5+) ПОГРУЖНОЙ ИНЕРЦИОННЫЙ НАСОС

1

Изобретение относится к гидромашиностроению, в частности к насосам для перекачивания жидкостей из колодцев и скважин.

Известен погружной инерционный насос для скважин и колодцев, содержащий всасывающие клапана, расположенный в погруженной в жидкость напорной трубе рабочий орган в виде подпружиненного поршня, соединенного с силовым вибрационным приводом, например электромагнитом, связанным цепью передачи энергии с источником энергии Г1 .

Недостатком известного насоса является несовпадение частоты срабатывания привода насоса с частотой и фазой свободных колебаний столба жидкости в насосе, что приводит к снижению напора, производительности, а, следовательно, и КПД насоса.

Цель изобретения - повышение КПД путем обеспечения совпадения фаз и

частот подвода энергии к приводу и колебаний столба жидкости в насосе.

Указанная цель достигается тем, что насос снабжен датчиком параметра состояния перекачиваемой жидкости и связанным с датчиком переключателем, который включен в цепь передачи энергии от ее источника к приводу.

Кроме,того, датчик выполнен в виде датчика перемещзния столба жидкоtoсти и установлен в объеме, примыкающем к рабочему органу, а переключатель снабжен по меньшей мере парой контактов, связанных с цепью передачи энергии, .Причем один из них свя15зан с последней при перемещении жидкости от рабочего органа, а другой -при ее перемещении к рабочему органу.

Датчик установлен в напорной тру20бе между всасывающими клапанами и поршнем, на расстоянии большем его максимального хода от положения равновесия. 398 Датчик может быть установлен со стороны силового привода на расстоянии, большем его максимального хода. Кроме того, датчик выполнен в виде дифференциального датчика давления, установлен между напорной трубо и скважиной и снабжен по меньшей мере одним подвижным элементом, например мембраной, механически соединенной с переключателем. Переключатель выполнен с возможностью, замыкания цепи передачи энер гии при смещении подвижного элемента датчика в сторону напорной трубы„ Датчик выполнен в виде двух соединенных между собой мембран, образу ющих герметичную полость, заполненную нейтральной средой, например мас лом, в которой установлен переключатель . Переключатель снабжен контактной пластиной, связанной с подвижными элементами датчика. На фиг. 1 схематически изображен насос, исполнение с датчиком перемещения столба жидкости, установленным со стороны поршня,насоса; на фиг. 2 - то же, с датчиком, установленным со стороны привода на фиг.З с дифференциальным датчиком давления жидкости. Насос содержит всасывающие клапан 1, расположенный в погруженной в жид кость 2 напорной трубе 3 рабочий орган k в виде подпружиненного ггружи нами 5 и 6 поршня 7 соединенного с силовым вибрационным приводом и, например электромагнитом 10, который связан цепью 11 передачи энергии с источником 12 энергии. Насос снабжен датчиком 13 парамет ра состояния перекачиваемой жидкости с которым связан переключатель 1, включенный в цепь 11 передачи энергии, Датчик 13 может быть выполнен в виде датчика перемещения столба жидкости и Установлен со стороны поршня 7 (фиг. 1) или со стороны привода В (фиг. 2) в объеме 15 жидкости примыкающем к рабочему органу , а переключатель Tt снабжен контактами 16 и 17, связанных с цепью 11 передачи энергии от источника 12 к приводу 8, причем один из контактов 16 и 17 (одна из групп) связан с указанной цепью при перемещении жидкости 2 от рабочего органа 4, а другой при ее перемещении к рабочему органу . Датчик 13 установлен в напорной трубе 3 между всасывающими клапанами 1 и поршнем 7 (фиг. 1) на расстоянии большем его максимального хода (не обозначено). Датчик 13 может быть установлен и со стороны силового привода 8 (фиг, 2) также на расстоянии большем его максимального хода. При выполнении датчика 13 в виде дифференциального датчика давления (фиг. 3) он устанавливается между напорной трубой 3 и скважиной (не показана) и снабжен по меньшей мере одним подвижным элементом - мембраной 18, механически соединенной с переключателем I, который выполнен с возможностью замыкания цепи 11 посредством-контактов 19 и 20 и контактной пластины 21, связанной с подвижным элементом 18, при его смещении в сторону напорной трубы 3. Датчик 13 может быть выполнен в виде двух соединенных между собой мембран 18 и 22, образующих герметичную полость 23 заполненную нейтральной средой, например маслом, в которой установлен переключатель . Для запуска насоса он снабжен пускателем 2k, для остановки - ключом 25. Насос с дифференциальным датчиком давления жидкости работает следующим образом. При замыкании пускателем 2k цепи 11 резко смещается сердечник 10, деформируя пружины 5 и 6, запасающие потенциальную энергию. Давление жидкости 2 в напорной трубе 3 понижается и она через всасывающий клапан 1 наполняется жидкостью 2, а подвижный элемент - мембрана 18 датчика 13, а с ним и контактная пластина 21 переключателя 1 k смещают.ся в сторону напорной трубы 3 замыкая контактом 19 и 20 через некоторый промежутоквремени столб жидкости 2 в напорной трубе 3 под действием сил тяжести догоняет поршень 7 закрывает клапан 1 , . дополнительно деф.ормирует пружины 5 и 6 и создает избыточное давление в напорной трубе 3 под действием которого мембрана 18 перемещает контактную пластину 21 и размыкает контакты 19 и 20, разрывая цепь 11. Запасенная потенциальная энергия пружин 5 и 6 преобразуется в кинетическую энергию столба жидкости 2 в напорной трубе 3. Жидкость 2 движется в ней по инерции, а поршень 7 тормозится, сжимая пружину 6. Дав ление в напорной трубе 3 снова пада ет, мембрана 18 перемещает пластину 21, замыкая контакты 19 и 20 и обес печивая подвод энергии от источника 12 к приводу 8, и рабочий цикл повт ряется, до разрыва цепи 11 ключом 25. Учитывая значительную амплитуду колебания поршня 7f сердечник 10 цел сообразно выполнять длинее катушек 9 Работа насоса при оснащении его датчиком перемещения столба жидкости протекает аналогично с учетом того, что датчик реагирует на перемещение его подвижного элементапотоком жидкости в напорной трубе. Применение предложенного устройства позволяет повысить КПД насоса за счет обеспечения синхронного подвода энергии к вибрационному приводу с учетом состояния перекачиваемой жидкости и достижения резонансного режима работы. Формула изобретения 1.Погружной инерционный насос для скважин и колодцев, содержащий всасывающие клапана, расположенные в погруженной в жидкость напорной трубе рабочий орган в виде подпружиненного поршня, соединенного с силовым вибрационным приводом, например электромагнитом, связанным цепью передачи энергии с источником энергии., отличающийся тем, что, с целью повышения КПД путем обеспечения совпадения ф и чз 1;тот подвода энергии к приводу и колебаний столба жидкости в насосе, последний снабжен датчиком параметра состояния перекачиваемой жидкости и связанным с датчиком переключателем, который включен в цепь п редачи энергии от ее источника к при воду. 2,Насос по п. 1, отличаю щ и и с я тем, что датчик выполнен в виде датчика перемещения столба, жидкости и устаноЕлен в объеме,i примыкающем к рабочему органу, а переключатель снабжен, по меньшей мере парой контактов, связанных с цепью передачи энергии, причем один из них связан с последней при перемещении жидкости от рабочего органа, а другой - при ее перемещении к рабочему органу. 3. Насос по п. 2, отличающийся тем, что датчик установлен в напорной трубе между всасывающими клапа; ами и поршнем, на расстоянии большем его максимального хода от положения равновесия. k. Насос по п. 2, отличающийся тем, что датчик установлен со стороны силового привода на расстоянии, большем его максимального хода-. 5. Насос по п. 1, о т л и ч а-, ю щ и-и с я тем, что датчик выполнен в виде дифференциального датчика давления, установлен между напорной трубой и скважиной к снабжен по меньшей мере одним подвижным элементом, .например мембраной, механически соединенной с переключателем. 6о Насос по п. 5 о т л и ч а ю нц и и с я тем, что переключатель выполнен с возможностью замыкания цепи передачи энергии при смещении подвижного элемента датчика в сторону напорной трубы, 7.Насос попп,5и6, отличающийся тем, что датчик выполнен в виде двух соединенных между собой мембран, образуюи(их гер- метичную полость, заполненную нейтральной средой, например маслом, в которой установлен переключатель. 8,Насос по пп. 5-7, отличающийся тем, что переключатель снабжен контактной пласт+1ной, связанной с подвижными элементами датчика. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе, 1. Авторское свидетельство СССР № 215725, кл. F О F 7/00, 19б7.

12