EA001236B1

EA001236B1 - Нагнетательное устройство

Info

Publication number: EA001236B1
Application number: EA199900398A
Authority: EA
Inventors: Ларс-Олоф Лундгрен
Original assignee: Ларс-Олоф Лундгрен
Priority date: 1996-10-23
Filing date: 1997-10-23
Publication date: 2000-12-25
Also published as: WO1998017920A1; KR20000052746A; SE9603900L; EA199900398A1; CA2269765A1; AU4798297A; PL332973A1; CN1238827A; NZ335697A; EP0953117A1; AU730966B2; SE505598C2; BR9712434A; US6142746A; SE9603900D0

Abstract

Предложено нагнетательное устройство, включающее подводящую трубу (1) для жидкости с относительно низким напором, накопитель (3), присоединенный к этой трубе через обратный клапан (2), выпускную трубу (4) для выпуска из накопителя жидкости с относительно высоким напором и выпускной клапан, расположенный в подводящей трубе (1) за накопителем и открывающий и закрывающий выпускное отверстие (5) в подводящей трубе (1). Нагнетательное устройство, в первую очередь, отличается тем, что выпускной клапан содержит заслонку (6), выполненную с возможностью перемещения между положением, в котором отверстие (5) открыто, и положением, в котором отверстие (5) закрыто.

Description

Настоящее изобретение относится к нагнетательному устройству, содержащему подводящую трубу для жидкости с относительно низким напором, накопитель, присоединенный к этой трубе через обратный клапан, выпускную трубу для выпуска из накопителя жидкости с относительно высоким напором и выпускной клапан, расположенный в подводящей трубе за накопителем и открывающий и закрывающий выпускное отверстие в подводящей трубе. Такое нагнетательное устройство называется гидроцилиндром и известно давно. Выпускной клапан снабжен поплавком, так что при определенном потоке жидкости он закрыт, а при прекращении потока жидкости открывается снова. Такой выпускной клапан хорошо работает, если подаваемая жидкость, которой обычно является вода, не имеет каких-либо включений. Но даже небольшие включения могут нарушить работу такого выпускного клапана, в результате чего нагнетательное устройство подобного типа перестает работать. Однако на нагнетательные устройства, упомянутые во вводной части, существует спрос при условии, что их работа не будет нарушаться при разумном содержании примесей в реальной жидкости и, таким образом, будет обеспечена их надежная эксплуатация, простота конструкции и, как следствие, дешевизна изготовления.

В соответствии с настоящим изобретением подобное нагнетательное устройство упомянутого во вводной части типа отличается тем, что выпускной клапан содержит заслонку, выполненную с возможностью перемещения между положением, в котором отверстие открыто, и положением, в котором отверстие закрыто. Предлагаемое нагнетательное устройство может иметь в пределах объема изобретения различные конструкции. В одном из вариантов выполнения заслонка шарнирно установлена на первой оси и снабжена первым грузом с переменным весом, сообщающим вращающий момент, действующий в направлении открытого положения выпускного клапана, и влияющим таким образом на временной интервал между открытием и закрытием выпускного клапана.

В другом варианте выполнения, который имеет особенные преимущества, если через подводящую трубу подается жидкость с относительно низким напором, имеется резервуар, взаимодействующий с выпускным клапаном и выполненный с возможностью перемещения между первым положением и вторым положением, причем при нахождении резервуара в первом положении, когда в нем собирается жидкость, поступающая из выпускного отверстия, выпускной клапан остается открытым до тех пор, пока под действием накопившейся жидкости резервуар не займет второе положение, в котором выпускной клапан остается закрытым до тех пор, пока жидкость не вытечет из резервуара, и он не возвратится в первое положение. Целесообразно снабдить резервуар вторым грузом с переменным весом, сообщающим ему вращающий момент в направлении первого положения резервуара и влияющим таким образом на временной интервал между открытым и закрытым положениями выпускного клапана. Взаимодействие выпускного клапана с указанным резервуаром может осуществляться различными способами. Заслонка может быть неподвижно прикреплена к резервуару. В этом случае к резервуару может быть прикреплена изогнутая полоса, предназначенная для направления в него жидкости, вытекающей из выпускного отверстия.

В еще одном варианте выполнения, в котором заслонка неподвижно прикреплена к резервуару, имеется лопастное колесо, так установленное на оси в корпусе, что жидкость, вытекающая из выпускного отверстия, приводит указанное колесо во вращение для перемещения жидкости в резервуар. Для достижения надежной работы можно в одном из преимущественных вариантов выполнения предлагаемого нагнетательного устройства предусмотреть резервуар с относительно небольшим выпускным отверстием, предназначенный для заполнения вытекающей жидкостью и выполненный с возможностью воздействия в опорожненном состоянии на выпускной клапан в направлении его открытого положения. В этом случае нет необходимости в неподвижном креплении заслонки к резервуару. В еще одном варианте выполнения заслонка выполнена с возможностью поворота вокруг второй оси между открытым и закрытым положениями, а резервуар снабжен первым элементом, который при перемещении резервуара из первого положения во второе положение воздействует на второй элемент на заслонке для закрытия выпускного клапана. Соответственно, для направления жидкости к указанной второй оси имеется направляющая для предотвращения образования льда при низких температурах.

Конструкция обратного клапана может быть различной. В одной из преимущественных конструкций он выполнен в виде отверстия в нижней части накопителя, которое взаимодействует с пластиной, снабженной в своей нижней части упругой уплотняющей мембраной и выполненной с возможностью такого направленного перемещения, что она может быть поднята с одного конца, открывая при этом сравнительно небольшой проход, и с другого конца, открывая при этом относительно больший проход.

Но даже если предлагаемое нагнетательное устройство, в первую очередь, предназначено для поднятия относительно низкого напора воды до более высокого уровня, оно может также в специальном варианте выполнения использоваться для сжатия газа, особенно воздуха. В этом случае накопитель снабжен поршнем, установленным в нем с возможностью скольжения и имеющим относительно меньшую поверхно стью, обращенную к жидкости, выходящей из подводящей трубы, и относительно большую поверхность, обращенную к пространству, в которое через первый клапан подается газ, предпочтительно воздух под относительно низким давлением, который при перемещении поршня, вызванном действием нагнетательного устройства, сжимается и в сжатом состоянии через клапан поступает к потребителю.

Ниже изобретение описано более подробно со ссылками на приложенные схематичные чертежи, на которых:

фиг. 1А и 1В изображают виды сбоку одного варианта выполнения предлагаемого нагнетательного устройства с открытым и закрытым выпускным клапаном;

фиг. 2А, 2В и 2С изображают виды сбоку обратного клапана в закрытом, частично открытом и открытом положениях;

фиг. 3 изображает вид в аксонометрии другого варианта выполнения нагнетательного устройства, в котором выпускной клапан находится в открытом положении;

фиг. 4 изображает вид сбоку соответствующего нагнетательного устройства с закрытым выпускным клапаном;

фиг. 5 изображает вид в аксонометрии части другого варианта выполнения нагнетательного устройства;

фиг. 6 изображает вид сбоку еще одного варианта выполнения нагнетательного устройства;

фиг. 7 А и 7В изображают виды сбоку еще одного варианта выполнения нагнетательного устройства; и фиг. 8А и 8В изображают виды сбоку особого варианта выполнения, предназначенного для сжатия газа.

На фиг. 1А и 1В позицией 1 обозначена подводящая труба для жидкости с относительно низким напором, движущейся в направлении стрелки 29. Над трубой 1 расположен накопитель 3, в нижней части которого имеется обратный клапан 2, и выпускная труба 4 для жидкости с относительно высоким напором. На подводящей трубе за накопителем расположен выпускной клапан, содержащий заслонку 6, выполненную с возможностью перемещения между одним положением, в котором отверстие 5 подводящей трубы открыто, и другим положением, в котором отверстие 5 закрыто. Заслонка 6 шарнирно установлена на первой оси 7 и снабжена первым грузом 8 с переменным весом, сообщающим вращающий момент в направлении открытого положения выпускного клапана. Ее функция, таким образом, состоит в том, что жидкость, обычно вода, протекает через трубу 1 и вытекает через отверстие 5 до тех пор, пока его не закроет заслонка 6. При этом возникает резкое повышение давления, под действием которого открывается клапан 2, так что давление в накопителе повышается. Обратный клапан в этом случае, как это видно из фиг. 2А-2С, выполнен в виде отверстия 19 в нижней части накопителя. С этим отверстием взаимодействует пластина 19, которая в своей нижней части имеет упругую уплотняющую мембрану и которая выполнена с возможностью такого направленного перемещения, что она может быть поднята с одного конца, открывая при этом сравнительно ограниченный проход, и с другого конца, открывая при этом относительно больший проход. Груз 8 служит для установления интервала между открытием и закрытием выпускного клапана.

В варианте выполнения, показанном на фиг.3 и 4, к заслонке 6 при помощи изогнутой полосы 10 прикреплен резервуар 9. Заслонка 6 с резервуаром 9 установлены с возможностью поворота вокруг оси 31 между первым положением, в котором выпускной клапан удерживается открытым, когда в резервуаре собирается жидкость, вытекающая из выпускного отверстия, и вторым положением, которое резервуар занимает под действием накопившейся жидкости и в котором заслонка 6 закрыта. К узлу, состоящему из заслонки и резервуара, прикреплен груз 8 с переменным весом, сообщающий вращающий момент, действующий в направлении открытого положения выпускного клапана, причем временной интервал между открытием и закрытием выпускного клапана может регулироваться. На фиг. 4 показано устройство для выполнения указанной функции, в котором имеется резервуар 13, шарнирно закрепленный на оси. Этот резервуар на нижней стороне снабжен относительно ограниченным выпускным отверстием 14, и он прерывисто наполняется жидкостью, вытекающей из резервуара 9. Этот резервуар сжимает пружину 36 в нижней части резервуара 9 при его нахождении в своем втором положении. После того, как жидкость из резервуара 9 вытекла, резервуар 13 опорожняется через свое выпускное отверстие 14, вследствие чего пружина 36 освобождается от воздействия его веса, и при этом резервуар 9 поднимается в направлении своего первого положения, если по какой-либо другой причине выпускной клапан не возвратился в открытое положение. Указанный резервуар может заполняться также непосредственно через выпускное отверстие подводящей трубы.

На фиг. 5 показан вариант выполнения, в котором к заслонке 6 прикреплены два резервуара 32, 33. Две изогнутые трубки 34 и 35, которые в данном случае присоединены к резервуарам, могут быть также присоединены не к ним, а к трубе 1.

В варианте выполнения, представленном на фиг. 6, показано лопастное колесо 11, так установленное с возможностью вращения в корпусе 12, что жидкость, вытекающая из указанного выпускного отверстия, приводит колесо во вращение для подачи жидкости в резервуар 9.

На фиг. 7А и 7В показан вариант выполнения, в котором заслонка 6 шарнирно установлена на горизонтальной оси 31 с возможностью перемещения между своим открытым и закрытым положениями. Резервуар 9 установлен с возможностью поворота вокруг оси, расположенной сравнительно низко, и снабжен первым элементом 16 в виде рычага, выполненным с возможностью такого воздействия на второй элемент 17 в виде второго рычага, присоединенный к заслонке 6, что при перемещении резервуара 9 из своего первого положения, в котором он заполнен жидкостью, во второе положение, в котором он опорожнен, заслонка закрывается. Поскольку нагнетательное устройство может применяться при температурах ниже точки замерзания воды, целесообразно наличие направляющей 18, предназначенной для направления части жидкости к оси 31 для предотвращения образования льда, который препятствовал бы перемещению вокруг этой оси 31.

В данном варианте выполнения также целесообразно наличие грузов с переменным весом для регулирования временного интервала между открытием и закрытием выпускного клапана. Заслонка может быть снабжена грузом 8, сообщающим ей вращающий момент, направленный в сторону ее открытия, а резервуар грузом 30 с переменным весом, сообщающим вращающий момент в направлении первого положения резервуара, и, следовательно, открытого положения заслонки.

В специальном варианте выполнения, показанном на фиг.8А и 8В, накопитель 22 снабжен поршнем 23, расположенным в нем с возможностью скольжения и имеющим относительно меньшую поверхность 24, обращенную в сторону жидкости, поступающей из подводящей трубы через отверстие 19, причем в данном случае отсутствует обратный клапан. Поршень имеет также относительно большую поверхность 25, обращенную в сторону пространства 26, в которое через первый клапан 27 подается газ, преимущественно воздух под относительно низким давлением. При перемещении поршня 23 вверх под воздействием жидкости, нагнетаемой через отверстие 19, газ сжимается. Сжатый газ протекает через клапан 28. Поршень возвращается вниз либо под воздействием собственного веса, либо под воздействием пружины, не показанной на чертеже.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Нагнетательное устройство, содержащее подводящую трубу (1) для жидкости с относительно низким напором, накопитель (3), присоединенный к этой трубе через обратный клапан (2), выпускную трубу (4) для выпуска из накопителя жидкости с относительно высоким напо ром и выпускной клапан, расположенный в подводящей трубе (1) за накопителем и открывающий и закрывающий выпускное отверстие (5) в подводящей трубе (1), отличающееся тем, что выпускной клапан представляет собой заслонку (6), выполненную с возможностью перемещения между положением, в котором отверстие (5) открыто, и положением, в котором отверстие (5) закрыто.
2. Нагнетательное устройство по п.1, отличающееся тем, что заслонка (6) шарнирно установлена на первой оси (7) и снабжена первым грузом (8) с переменным весом, сообщающим вращающий момент, действующий в направлении открытого положения выпускного клапана, и таким образом влияющим на временной интервал между открытием и закрытием выпускного клапана.
3. Нагнетательное устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что оно содержит резервуар (9), взаимодействующий с выпускным клапаном и выполненный с возможностью перемещения между первым положением и вторым положением, причем при нахождении резервуара в первом положении, когда в нем собирается жидкость, поступающая из выпускного отверстия, выпускной клапан остается открытым до тех пор, пока под действием накопившейся жидкости резервуар не займет второе положение, в котором выпускной клапан остается закрытым до тех пор, пока жидкость не вытечет из резервуара (9) и он не возвратится в первое положение.
4. Нагнетательное устройство по п.3, отличающееся тем, что резервуар (9) снабжен вторым грузом с переменным весом, сообщающим вращающий момент в направлении первого положения резервуара и таким образом влияющим на временной интервал между открытым и закрытым положениями выпускного клапана.
5. Нагнетательное устройство по любому из пп.3-4, отличающееся тем, что заслонка (6) прикреплена к резервуару (9) жестко.
6. Нагнетательное устройство по п.5, отличающееся тем, что к резервуару (9) прикреплена изогнутая полоса (10), предназначенная для направления в него жидкости, вытекающей из выпускного отверстия.
7. Нагнетательное устройство по п.5, отличающееся тем, что оно содержит лопастное колесо (11), установленное на оси в корпусе (12) с обеспечением возможности жидкости, вытекающей из выпускного отверстия, приводить указанное колесо во вращение для перемещения жидкости в резервуар (9).
8. Нагнетательное устройство по любому из пп.5-7, отличающееся тем, что оно содержит резервуар (13) с относительно небольшим выпускным отверстием (14), предназначенный для заполнения вытекающей жидкостью и выполненный с возможностью воздействия в опорож- ненном состоянии на выпускной клапан в направлении его открытого положения.
9. Нагнетательное устройство по любому из пп.3-4, отличающееся тем, что заслонка (6) выполнена с возможностью поворота вокруг оси (31) между открытым и закрытым положениями, а резервуар (9) выполнен с возможностью поворота относительно расположенной ниже оси (15) и снабжен первым элементом (16) в виде рычага, который при перемещении резервуара (9) из первого положения во второе положение воздействует на второй элемент (17) в виде рычага на заслонке (6) для закрытия выпускного клапана.
10. Нагнетательное устройство по п.9, отличающееся тем, что оно содержит направляющую (18) для направления жидкости к указанной второй оси (15).
11. Нагнетательное устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что обратный клапан размещен в нижней части накопителя (3) в отверстии (19) и выполнен в виде взаимодействующей с отверстием пластины (20), снабженной в своей нижней час ти упругой уплотняющей мембраной (21) и выполненной с возможностью такого направленного перемещения, что она может быть поднята с одного конца, открывая при этом сравнительно небольшой проход, и с другого конца, открывая при этом относительно больший проход.
12. Нагнетательное устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что накопитель (22) снабжен поршнем (23), установленным в нем с возможностью скольжения и имеющим относительно меньшую поверхность (24), обращенную к жидкости, выходящей из подводящей трубы (1), и относительно большую поверхность (25), обращенную к пространству (26), в которое через первый клапан (27) подается газ, предпочтительно воздух под относительно низким давлением, который при перемещении поршня (23), вызванном действием нагнетательного устройства, сжимается и в сжатом состоянии через клапан (28) поступает к потребителю.