Патент на изобретение №2150613
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ЭРЛИФТНАЯ УСТАНОВКА
(57) Реферат: Изобретение относится к насосостроению, в частности к конструкции эрлифтных установок для подъема жидкостей с твердыми включениями, и может быть использовано при проектировании систем гидротранспорта строительных материалов, водоснабжения, водоотведения городов, промышленных предприятий и сельскохозяйственных объектов. Эрлифтная установка содержит вертикально установленный смеситель с всасывающим трубопроводом, сообщенным с наклонной подъемной трубой и наклонным воздуховодом под углом не менее 100o к оси смесителя. На конце смесителя установлено сопло с криволинейными винтообразными канавками, в которых сжатый воздух закручивается под избыточным давлением, увлекая рабочую среду через входной патрубок с внутренними криволинейными винтообразными направляющими, в которых закручивается рабочая среда. От воздухоотделителя в шахту опущен спускной трубопровод с кольцевой трубой со стояками и насадками на их конце. Использование изобретения позволяет повысить производительности эрлифтной установки за счет более полного смешивания сжатого воздуха с рабочей средой и снизить гидравлические сопротивления в смесителе, во всасывающем трубопроводе и в подъемной трубе. 2 ил. Изобретение относится к насосостроению, в частности к конструкции эрлифтных установок для подъема жидкостей с твердыми включениями, и может быть использовано при проектировании систем гидротранспорта строительных материалов, водоснабжения, водоотведения городов, промышленных предприятий и сельскохозяйственных объектов. Известна эрлифтная установка (см. Я.С.Суреньянц. Водяные скважины. – М.: МЖК, 1961, с. 124), содержащая насосно-компрессорную станцию, щит управления воздухом, ресивер, воздуховод, конденсаторный сборник, водоподъемную трубу, форсунку, воздушную трубу, сепаратор, водоприемный резервуар, сливную трубу. Недостатком данной эрлифтной установки являются значительные энергозатраты из-за невозможности использования энергии поднимающейся эмульсии вследствие неполного смешения сжатого воздуха с водой. Известна эрлифтная установка (см. а.с. N 781401, МКИ F 04 F 5/24, Бюл. N 43, 1980), содержащая вертикально установленный смеситель с всасывающим трубопроводом, сообщенный с наклонной подъемной трубой и наклонным воздуховодом под углом не менее 100o к оси смесителя. Недостатком данной эрлифтной установки являются значительные гидравлические сопротивления в установке из-за невозможности образования диспергированной водовоздушной эмульсии, приводящей к снижению ее производительности. Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение производительности эрлифтной установки за счет более полного смешивания сжатого воздуха с рабочей средой и снижения гидравлических сопротивлений в смесителе, во всасывающем трубопроводе, в подъемной трубе. Технический результат достигается тем, что в эрлифтной установке, содержащей вертикально установленный смеситель с всасывающим трубопроводом, сообщенным с наклонной подъемной трубой и наклонным воздуховодом под углом не менее 100o к оси смесителя, на конце которого установлено сопло с криволинейными винтообразными канавками, в которых сжатый воздух закручивается под избыточным давлением, увлекая рабочую среду через входной патрубок с внутренними криволинейными винтообразными направляющими, в которых закручивается рабочая среда. При этом образуются эмульсия и гидросмесь, имеющая меньшую плотность, чем рабочая среда, и создают подъемную силу, величина которой возрастает за счет разности удельных плотностей эмульсии и рабочей среды, а также эффекта подсоса при совокупности работы смесителя, всасывающего трубопровода, входного патрубка и сопла, взаимодействие которых создает эффект водоструйного насоса и дефлектора. Подъемная сила возрастает также за счет увеличения температуры рабочей среды, отбирающей тепло от сжатого воздуха и образования адиабатического процесса, обеспечивающего эффект теплового насоса. Закручивание потоков в конусе и сопле обеспечивает максимальное смешение сжатого воздуха с рабочей средой и образование диспергированной во всем объеме смесителя эмульсии, при этом значительно снижаются гидравлические сопротивления в установке и повышается ее производительность. На фиг. 1 показана принципиальная схема предлагаемой эрлифтной установки, а на фиг. 2 – развертка внутренней поверхности входного патрубка с криволинейными винтообразными направляющими. Эрлифтная установка содержит смеситель 1 с всасывающим трубопроводом 2, сообщенный с наклонной подъемной трубой 3 и наклонным воздуховодом 4, причем всасывающий трубопровод 2 и смеситель 1 установлены вертикально, а значение угла наклона между осью последнего и осью подъемной трусы 3 составляет величину не менее 100o. На верхнем конце подъемной трубы 3 размещен воздухоотделитель 5, а на нижнем – входной патрубок 6, выполненный в виде суживающегося вверх усеченного конуса, на внутренней поверхности которого установлены криволинейные винтообразные направляющие 7, а на конце воздуховода 4 предусмотрено суживающееся сопло 8 с криволинейными винтообразными канавками 9. От воздухоотделителя 5 в рабочую среду 10, находящуюся в шахте 11, опущена спускная труба 12 отработанных вод с кольцевой трубой 13 со стояками 14 и насадками 15 на их конце. Предлагаемая эрлифтная установка работает следующим образом. Сжатый воздух от компрессора через ресивер, щит управления по воздуховодам с конденсатоотводчиком (на фиг. не показаны) под избыточным давлением подают в смеситель 1, который служит для смешения сжатого воздуха с рабочей средой, в водоподъемную трубу 3 по всасывающему трубопроводу 2. В смеситель 1 подают сжатый воздух по воздуховоду 4 и образуется эмульсия. На верхнем конце воздуховода 4 размещен воздухоотделитель 5, который освобождает рабочую среду от сжатого воздуха, а на нижнем предусмотрен входной патрубок 6, выполненный в виде суживающегося вверх усеченного конуса, на внутренней поверхности которого установлены криволинейные винтообразные направляющие 7. Сжатый воздух при выходе из воздуховода 4 через сопло 8 с криволинейными винтообразными канавками 9 закручивается в них, увлекая рабочую среду 10 из шахты 11 во всасывающий трубопровод 2 через входной патрубок 6 с внутренними винтообразными направляющими 7, в которых закручивается рабочая среда 10. При этом образуется водовоздушная эмульсия и гидросмесь, увлекаемая вверх эмульсией за счет разности удельных плотностей эмульсии и рабочей среды 10, эффекта подсоса при совокупности действия смесителя 1, всасывающего трубопровода 2, входного патрубка 8 и сопла 9, взаимодействие которых создает эффект водоструйного насоса и дефлектора. Подъемная сила возрастает также за счет увеличения температуры рабочей среды 10 при контакте ее с теплым сжатым воздухом, образующим адиабатический процесс, обеспечивающим эффект теплового насоса. Закручивание потоков во входном патрубке 6 и сопле 9 создает наилучшие условия для смешивания сжатого воздуха с рабочей средой 10 и образования диспергированной во всем объеме смесителя 1 эмульсии и при этом значительно снижаются гидравлические сопротивления в установке, что приводит в свою очередь к повышению ее производительности. Расположенный на верхнем конце подъемной трубы 3 воздухоотделитель 5 (сепаратор) отделяет воду, сливаемую обратно в шахту 11 по сливной трубе 12 через кольцо 13 со стояками 14, на конце которых установлены насадки 15. При применении напорного сепаратора воздух, отделяемый в воздухоотделителе 5 (сепараторе), повторно используется. Во внутренних криволинейных винтообразных направляющих 9 частицы твердой фазы, приобретая центробежно-вибрационную силу, расслаиваются и в зависимости от их массы классифицируются. Те частицы, которые имеют массу большую, чем подъемная сила для них, скатываются назад в шахту 11, но имея уже окатанную форму. Сброшенная с высоты отработанная вода по спускному трубопроводу 12, вытекая из кольцевой трубы 13, стояки 14 и через насадки 15, взрыхляет рабочую среду 10 и способствует созданию наилучших условий работы установки, перемещая рабочую среду 10 к входным отверстиям эрлифта. Закрутка потока в предусмотренных во внутренних криволинейных винтообразных направляющих способствует созданию эмульгированной среды и однородной гидросмеси и снижению гидравлического сопротивления в эрлифте, что повышает его производительность. Оригинальность предлагаемого технического решения заключается в снижении гидравлических сопротивлений эрлифтной установки за счет обеспечения благоприятных гидроаэродинамических режимов работы путем применения спиралевидного движения смеси во внутренних криволинейных винтообразных направляющих. Формула изобретения
РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 24.11.2000
Номер и год публикации бюллетеня: 3-2003
Извещение опубликовано: 27.01.2003
|
||||||||||||||||||||||||||
