PL205256B1 - Układ wspomagający pompę tłokową równoważną - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest układ wspomagający pompę tłokową równoważną, stosowaną w celu podniesienia ciś nienia dowolnej cieczy i przetł oczenia jej na dużą wysokość.

Znane są pompy tłokowe o działaniu jednostronnym, w których czynna jest tylko jedna strona tłoka i obustronnego działania, gdy czynne są obie jego strony na przemian zasysające i wytłaczające ciecz. Wskutek powtarzających się okresowo posuwisto-zwrotnych ruchów tłoka ciecz jest podnoszona ze zbiornika dolnego do górnego lub jest przetłaczana z obszaru niskiego ciśnienia np. z otwartego zbiornika do obszaru wyższego ciśnienia np. do kotła parowego. Pompy tłokowe stosowane są głównie przy dużych ciśnieniach np. przy wydobywaniu ropy naftowej z głębokości przekraczającej 1000 m albo przy odwadnianiu kopalń. W celu wyrównywania wahań ciśnienia i zapewnienia bardziej równomiernego przepływu cieczy w rurociągach wyposaża się pompy tłokowe w powietrzniki, umieszczone po stronach ssawnej i tłocznej, częściowo napełnione wodą a częściowo sprężonym powietrzem.

Podstawową wadą znanych pomp tłokowych, podnoszących ciecz z niższego poziomu na dużą wysokość jest znaczne zużycie energii i zmniejszona wydajność.

Układ wspomagający pompę tłokową równoważną według wynalazku, składa się z odgałęzienia rury tłocznej, odprowadzonego z rury tłocznej powyżej zaworu zwrotnego usytuowanego zaraz za wylotem z pompy, zawierającego zawór ciśnieniowo upustowy i kolejno zawór zwrotny. Odgałęzienie łączy się z pompą w tylnej części tłoka i jednocześnie jest połączone z naczyniem przeponowym. Powyżej odgałęzienia znajdującego się zaraz za wylotem z pompy, usytuowane jest odgałęzienie rury tłocznej, zawierające zawór zwrotny i kolejno zawór ciśnieniowo upustowy, przy czym odgałęzienie to łączy się z naczyniem przeponowym. Poniżej naczynia przeponowego znajduje się zawór spustowy.

Układ wspomagający pracę pompy według wynalazku umożliwia znaczne obniżenie kosztów podnoszenia ciśnienia płynu, poprzez zastosowanie słabszego silnika napędzającego pompę. Redukcja zużycia energii na podniesienie ciśnienia przetłaczanego czynnika może dochodzić do 90%.

Pompa tłokowa zaciąga wodę podczas cyklu ssania z kosza ssawnego 2. Podczas cyklu tłoczenia w koszu ssawnym zamyka się zawór zwrotny, otwiera się zawór zwrotny 1 i woda przepływa do rury tłocznej. Gdy ciśnienie w rurze tłocznej wzrasta, zawór ciśnieniowo upustowy 3, ustawiony na przykład na 20 Pa, usytuowany na odgałęzieniu 12, odprowadzonym od rury tłocznej, otwiera się i woda wypełnia tylną część tłoka pompy i naczynia przeponowe 6. Im wyższe ciśnienie będzie występowało w rurze tłocznej, tym wyższe ciśnienie będzie równoważyło od tyłu napór tłoka na wodę w cyklu tłoczenia. Zastosowanie naczynia przeponowego 6 ma za zadanie równoważyć drobne wahnięcia ciśnienia spowodowane ruchem tłoka pompy. Ruch wsteczny tłoka w pompie, w cyklu ssania, nieznacznie podnosi ciśnienie w układzie równoważącym, w związku z czym objętość naczynia przeponowego 6 i ciśnienie, przy jakim otwiera się zawór upustowy 3, powinny być tak dobrane aby w chwili, gdy tłok pompy znajduje się w tylnym położeniu /czyli zakończył cykl ssania/ ciśnienie w rurze tłoczącej i ciśnienie w naczyniu przeponowym były jednakowe. W takim wypadku, podczas cyklu tłoczenia, pompa pokonuje jedynie opory przepływu rury tłocznej, bez względu na wysokość ciśnienia, jakie otrzymuje w punkcie odbiorczym 11. W przypadku, gdy ciśnienie w punkcie odbiorczym spadnie, zawór upustowo ciśnieniowy 7, usytuowany na odgałęzieniu 13 odprowadzonym od rury tłocznej, znajdującym się powyżej odgałęzienia 12 i połączonym z nim poniżej naczynia przeponowego 6, obniży ciśnienie panujące w danej chwili w naczyniu przeponowym. Zawór upustowy 7 zabezpieczony jest zaworem zwrotnym 8, zapobiegającym cofaniu się tak zwanej „fałszywej wody” z rury tłocznej. Zastosowanie zaworów 3 i 4 na odgałęzieniu 12 i zaworów 7 i 8 na odgałęzieniu 13, czyni układ odpornym na zmienne ciśnienie oraz umożliwia bezobsługowa pracę pompy tłokowej równoważnej. Na rurze tłocznej zamontowany jest zawór odcinający 9, bliżej odbiornika wody, umożliwiający odcięcie układu pompy na czas remontu. Poniżej naczynia przeponowego 6 znajduje się zawór spustowy 5.

Pompa z układem wspomagającym według wynalazku znajduje zastosowanie na przykład w zestawach hydroforowych, przetłaczania wody w sieci wodociągowej, prasach hydraulicznych, windach hydraulicznych, elektrowniach szczytowo-pompowych i przy odwadnianiu kopalń.

Claims (2)

1. Układ wspomagający pompę tłokową równoważną połączoną z koszem ssawnym w przedniej części tłoka, z rurą tłoczącą, na której zainstalowano, zaraz za wylotem z pompy, zawór zwrotny,

PL 205 256 B1 zawór odcinający, powyżej proponowanego układu i odbiornik wody, znamienny tym, że dodatkowy układ /B/ współpracujący z pompą składa się z odgałęzienia /12/ rury tłocznej, odprowadzonego z rury tłocznej powyżej zaworu zwrotnego /1/, zawierającego zawór ciśnieniowo upustowy /3/ i kolejno zawór zwrotny /4/, przy czym odgałęzienie /12/ łączy się z pompą w tylnej części tłoka i równocześnie łączy się z naczyniem przeponowym /6/ oraz z odgałęzienia /13/ rury tłocznej znajdującego się powyżej odgałęzienia /12/, zawierającego zawór zwrotny /8/ i kolejno zawór ciśnieniowo upustowy /7/, przy czym odgałęzienie /13/ łączy się z naczyniem przeponowym /6/ i z odgałęzieniem /12/.

2. Układ wspomagający według wynalazku, znamienny tym, że poniżej naczynia przeponowego /6/ znajduje się zawór spustowy /5/.