CZ306361B6

CZ306361B6 - Submersible pump protection system

Info

Publication number: CZ306361B6
Application number: CZ2011-339A
Authority: CZ
Inventors: Jaroslav Bičan; Bohumil Tomášů; Karel Hanák
Original assignee: Jaroslav Bičan; Bohumil Tomášů; Karel Hanák
Priority date: 2011-06-06
Filing date: 2011-06-06
Publication date: 2016-12-21
Also published as: CZ2011339A3

Abstract

The present invention relates to a protection system of a submersible pump consisting of a pump housing provided with inlet and outlet branches and a pumping mechanism performed on a float base, wherein the supporting section of a protection system is formed by a pump protection body that is in its upper section provided with through holes, and on the pump protection body there is from below inserted a closing casing provided on its internal periphery with at least one upper sealing element and at least one lower sealing element wherein the casing is slidably mounted between a shoulder of the pump inlet branch and the pump outlet branch. This mounting is performed in such a manner that in upper extreme position of the closing casing the through holes of the pump protection body are situated between the upper sealing element and the lower sealing element of the closing casing and in the closing casing lower position the pump protection body through holes are situated above the upper sealing element, whereby the closing casing is provided with a float with a central hole for the pump outlet branch, provided with a shut-off check valve the shoulder of which serves from below as a support for a compression spring acting from above onto the closing casing.

Description

Ochranný system ponorného čerpadlaSubmersible pump protection system

Oblast technikyField of technology

Vynález se týká ochranného systému, který je určen k ochraně ponorného čerpadla v nepříznivých podmínkách - v blízkosti hladiny nebo zcela bez tekutiny - a zabraňuje poškození čerpadla v závěrečné fázi čerpání.The invention relates to a protection system which is intended to protect a submersible pump in adverse conditions - close to the surface or completely free of fluid - and to prevent damage to the pump in the final stage of pumping.

Dosavadní stav technikyPrior art

Ponorná čerpadla se používají v širokém měřítku k odstranění velkých množství nežádoucí tekutiny, nejčastěji vody, z nízko položených nebo špatně přístupných prostor. K jejich správné funkci je třeba, aby po zahájení čerpání bylo vstupní hrdlo čerpadla neustále s jistotou pod hladinou tekutiny. Přisávání vzduchu nebo běh čerpadla zcela nasucho radikálně mění pracovní režim čerpadla a v krátké době dojde k jeho poškození. Tato situace hrozí zejména u dlouhodobého čerpání, kdy není vždy možné zajistit průběžný dozor poklesu hladiny čerpané tekutiny, většinou vody.Submersible pumps are widely used to remove large amounts of unwanted fluid, most often water, from low-lying or inaccessible areas. In order for them to function properly, the pump inlet must always be safely below the liquid level after starting the pumping. Suction of air or running the pump completely dry radically changes the operating mode of the pump and will be damaged in a short time. This situation is particularly threatening in the case of long-term pumping, when it is not always possible to ensure continuous monitoring of the drop in the level of the pumped liquid, mostly water.

Proto jsou stávající čerpadla vybavována ochranou proti provozu bez vody. Známá řešení využívají elektrických plováků nebo snímačů výšky hladiny. Příkladem takového řešení mohou být patenty US 4 626 175 nebo US 4 466 777, jejichž předmětem je elektrický plovákový spínač čerpadla, nebo také analogicky zaměřený patent EP 1 887 226.Therefore, existing pumps are equipped with protection against water-free operation. Known solutions use electric floats or level sensors. Examples of such a solution are the patents of U.S. Pat. No. 4,626,175 or U.S. Pat. No. 4,466,777, which relate to an electric float switch for a pump, or also the patented EP 1 887 226.

Zajímavé řešení sledovaného problému se objevuje v patentu US 2007/048157, který popisuje čerpadlo s integrovaným snímáním hladiny a jeho ovládací systém. Toto řešení je však přednostně určeno pouze pro malé čerpané množství tekutiny - laboratorní podmínky, není vhodné pro ponorná čerpadla do vrtů a studní.An interesting solution to the problem under consideration appears in patent US 2007/048157, which describes a pump with integrated level sensing and its control system. However, this solution is preferably intended only for a small amount of pumped fluid - laboratory conditions, it is not suitable for submersible pumps for boreholes and wells.

Podstatnou nevýhodou všech výše uvedených plovákových ochranných systémů je však především nutnost přívodu elektrických kabelů a potřeba dostatečného elektrického krytí snímačů nebo elektrických plováků vzhledem k tomu, že jsou umístěny ve vlhkém prostředí nebo přímo ve vodě. Riziko poškození jakýchkoliv elektrických komponent je obecně v těchto podmínkách značné.However, a significant disadvantage of all the above-mentioned float protection systems is above all the need for the supply of electrical cables and the need for sufficient electrical protection of sensors or electrical floats due to the fact that they are located in a humid environment or directly in water. The risk of damage to any electrical components is generally considerable in these conditions.

V souvislosti se sledovanou problematikou je možno zmínit i systém popsaný v patentu GB 2 390 119, jehož předmětem je v podstatě nasávací systém ponorného čerpadla, který umožní toto čerpadlo zavodnit toutéž trubkou, kterou čerpadlo vodu tlačí. Tento systém je určen k opětnému uvedení čerpadla do chodu poté, co již došlo k provozu „nasucho“. Systém není schopen čerpadlo zabezpečit před provozem „nasucho“ a následným poškozením, takže v tomto smyslu nejde o ochranný systém čerpadla.In connection with the subject matter, it is also possible to mention the system described in the patent GB 2 390 119, the subject of which is essentially a suction system of a submersible pump, which allows this pump to be flooded by the same pipe through which the pump pushes water. This system is designed to restart the pump after "dry" operation has already taken place. The system is not able to protect the pump against "dry" operation and consequent damage, so in this sense it is not a pump protection system.

Podstata vynálezuThe essence of the invention

Uvedené nevýhody a nedostatky dosud známých řešení ochrany ponorných čerpadel do značné míry odstraňuje ochranný systém ponorného čerpadla, sestávajícího z tělesa čerpadla opatřeného vstupním a výstupním hrdlem a čerpacím mechanismem, vytvořený na základě plováku, podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že nosnou částí ochranného systému je těleso ochrany čerpadla, které je v horní části opatřeno průchozími otvory, a že na tělese ochrany čerpadla je zdola nasunuto uzavírací pouzdro opatřené na vnitřním obvodu alespoň jedním horním těsnicím prvkem a alespoň jedním dolním těsnicím prvkem; toto uzavírací pouzdro je posuvně uloženo mezi osazením vstupního hrdla čerpadla a výstupního hrdla čerpadla tak, že v horní krajní poloze uzavíracího pouzdra se průchozí otvory tělesa ochrany čerpadla nacházejí mezi horním těsnicím prvkem a dolním těsnicím prvkem uzavíracího pouzdra a v dolní krajní poloze uzavíracího pouz dra se průchozí otvory tělesa ochrany čerpadla nacházejí nad horním těsnicím prvkem; uzavírací pouzdro je současně zvenčí opatřeno plovákem s centrálním otvorem pro výstupní hrdlo čerpadla, opatřené uzavíratelným zpětným ventilem, o jehož osazení se zdola opírá tlačná pružina, naléhající shora na uzavírací pouzdro.These disadvantages and shortcomings of the hitherto known submersible pump protection solutions are largely eliminated by a submersible pump protection system consisting of a pump body provided with an inlet and an outlet and a float-based pumping mechanism according to the invention. The essence of the invention consists in that the supporting part of the protection system is a pump protection body which is provided with through holes in the upper part and that a closing sleeve provided on the inner circumference with at least one upper sealing element and at least one lower sealing element is slid on the pump protection body from below. element; this closing sleeve is slidably mounted between the shoulder of the pump inlet and the pump outlet so that in the upper extreme position of the closing sleeve the through holes of the pump protection body are located between the upper sealing element and the lower sealing element of the closing sleeve and in the lower extreme position of the closing sleeve. the through holes of the pump guard body are located above the upper sealing element; At the same time, the closing sleeve is provided on the outside with a float with a central opening for the pump outlet, provided with a closable non-return valve, on the shoulder of which a compression spring abuts from below on the closing sleeve.

Ochranný systém ponorného čerpadla podle technického řešení má s výhodou těleso ochrany čerpadla opatřeno povrchovou vrstvou teflonu. Uzavírací pouzdro je s výhodou opatřeno dolním a horním vodicím kroužkem.The submersible pump protection system according to the technical solution preferably has a pump protection body provided with a Teflon surface layer. The closing sleeve is preferably provided with a lower and an upper guide ring.

Velkou výhodou ochranného systému ponorného čerpadla podle vynálezu je skutečnost, že tento ochranný systém spočívá v konstrukčním řešení na čistě mechanickém principu, bez jakékoliv elektrické části. Spolehlivá funkce tohoto ochranného systému je zajištěna díky kluzným vlastnostem kontaktních členů, použitému systému těsnicích prvků a vodicích kroužků, odolnosti použitých materiálů proti vodě a vlhku. Systém zabraňuje ulpívání usazenin a nečistot, což zvyšuje jeho životnost a spolu s kvalitou a inertním charakterem povrchů přispívá také ke zdravotní nezávadnosti.A great advantage of the submersible pump protection system according to the invention is the fact that this protection system consists in a design solution on a purely mechanical principle, without any electrical part. The reliable function of this protection system is ensured thanks to the sliding properties of the contact members, the system of sealing elements and guide rings used, and the resistance of the materials used to water and moisture. The system prevents the adhesion of deposits and dirt, which increases its service life and, together with the quality and inert nature of the surfaces, also contributes to health safety.

Příklady uskutečnění vynálezuExamples of embodiments of the invention

Provedení ochranného systému ponorného čerpadla se skládá z tělesa ochrany čerpadla, opatřeného v horní části osmi průchozími otvory, dále z uzavíracího pouzdra, které je zdola nasunuto na tělese ochrany čerpadla a je opatřeno na vnitřním obvodu jedním horním těsnicím prvkem a jedním dolním těsnicím prvkem. Těleso ochrany čerpadla je posuvně uloženo mezi osazením vstupního hrdla čerpadla a výstupního hrdla čerpadla tak, že v horní krajní poloze uzavíracího pouzdra se průchozí otvory tělesa ochrany čerpadla nacházejí mezi horním těsnicím prvkem a dolním těsnicím prvkem uzavíracího pouzdra a v dolní krajní poloze uzavíracího pouzdra se průchozí otvory tělesa ochrany čerpadla nacházejí nad horním těsnicím prvkem. Uzavírací pouzdro je zvenčí opatřeno plovákem s centrálním otvorem pro výstupní hrdlo čerpadla, opatřené uzavíratelným standardním axiálním zpětným ventilem, o jehož osazení se zdola opírá tlačná pružina, naléhající shora na uzavírací pouzdro.The design of the submersible pump protection system consists of a pump protection body provided with eight through holes in the upper part, a closing sleeve which slides on the pump protection body from below and is provided on the inner circumference with one upper sealing element and one lower sealing element. The pump guard housing is slidably mounted between the inlet of the pump inlet and the pump outlet so that in the upper end position of the closing sleeve the through holes of the pump guard body are located between the upper sealing element and the lower sealing element of the closing sleeve and in the lower end position of the closing sleeve. the openings of the pump guard body are located above the upper sealing element. The closing sleeve is provided on the outside with a float with a central opening for the pump outlet, provided with a closable standard axial non-return valve, on the seating of which rests a compression spring, pressing on the closing sleeve from above.

Plovák je složen z trubky a plovákových prstenců. Tyto jsou na trubce zafixovány rozlemováním trubky plováku.The float consists of a tube and float rings. These are fixed to the tube by breaking the float tube.

Ochranný systém ponorného čerpadla pracuje tak, že při postupujícím poklesu hladiny dojde k tomu, že na plovák přestane působit vztlaková síla a projeví se váha plováku současně se silou tlačné pružiny. Tím se plovák a s ním spojené uzavírací pouzdro dostane z horní krajní polohy do dolní krajní polohy, pomocí průchozích otvorů tělesa ochrany čerpadla se otevře čerpané tekutině cesta zpět do čerpaného prostoru, hladina dále neklesá a nedojde k provozu čerpadla nasucho, čímž je odvráceno jeho poškození.The protection system of the submersible pump works in such a way that as the level gradually decreases, the buoyancy force ceases to act on the float and the weight of the float is manifested simultaneously with the force of the compression spring. As a result, the float and the closing sleeve connected to it move from the upper extreme position to the lower extreme position, through the through holes of the pump guard body the pumped fluid opens back to the pumped space,

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Ochranný systém ponorného čerpadla podle vynálezu nalezne využití k zajištění všech ponorných čerpadel ve studnách, vrtech a jiných zásobárnách vody.The submersible pump protection system of the invention finds use in securing all submersible pumps in wells, boreholes and other water reservoirs.

Claims

PATENT CLAIMS

A submersible pump protection system consisting of a pump housing provided with an inlet and an outlet and a pumping mechanism, formed on the basis of a float, characterized in that the supporting part of the protection system is a pump protection body provided with through holes in the upper part, and a sealing sleeve provided on the inner circumference with at least one upper sealing element and at least one lower sealing element and slidably mounted between the pump inlet and the pump outlet in such a way that in the upper end position of the closing sleeve there are through holes of the protection body the pumps are located between the upper sealing element and the lower sealing element of the closing sleeve and in the lower end position of the closing sleeve the through holes of the pump body are above the upper sealing element, the closing sleeve being provided on the outside with a float with a central opening o jeh the compression spring, abutting the closing sleeve from above, rests on the shoulder.

Submersible pump protection system according to Claim 1, characterized in that the pump protection body is provided with a Teflon surface layer.

Submersible drainage sump pump system according to Claim 1, characterized in that the sealing sleeve is provided with a lower guide ring and an upper guide ring.