RU2046222C1

RU2046222C1 - Pump plant

Info

Publication number: RU2046222C1
Authority: RU
Inventors: Юрий Вяйнович Гявгянен
Original assignee: Юрий Вяйнович Гявгянен
Priority date: 1992-09-07
Filing date: 1992-09-07
Publication date: 1995-10-20

Abstract

FIELD: pumping fluids. SUBSTANCE: one end of the working member made up as a spiral passageway is open. The other end is tightly coupled with the pressure branch pipe. The passageway and branch pipe are mounted for permitting rotation about the longitudinal axis of the working member. The pumps are provided with a fluid collector connected with the pressure branch pipe having branch pipe for connection of the lifting pipe line and compressed air consumers. The driving unit of the second pump is made as an air-operated motor coupled with the branch pipe of compressed air consumer of the fluid collector of the first pump. The driving unit of the first pump is constructed as a wind wheel. EFFECT: enhanced efficiency. 5 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к технике перемещения жидкости и может найти применение при подаче воды из потоков и водоемов. The invention relates to techniques for moving fluid and may find application in the supply of water from streams and ponds.

Известен насос авт.св. СССР N 1430611, кл. F 04 F 11/00, 1987), который содержит приводное устройство и рабочий орган в виде винтового спирального канала, причем канал установлен с возможностью вращения вокруг продольной оси рабочего органа, а патрубок рабочего органа выполнен неподвижным. Known pump avt.sv. USSR N 1430611, class F 04 F 11/00, 1987), which contains the drive device and the working body in the form of a helical spiral channel, and the channel is mounted to rotate around the longitudinal axis of the working body, and the pipe of the working body is made stationary.

Недостаток этого насоса ограниченная производительность. The disadvantage of this pump is limited performance.

Известна наиболее близкая по технической сущности и достигаемому результату к изобретению насосная установка (авт.св. СССР N 1528969, кл. F 04 F 11/00, 1989), содержащая рабочий орган в виде спирального канала, один конец которого выполнен открытым, а другой герметично соединен с напорным патрубком, при этом канал и патрубок установлены с возможностью вращения вокруг продольной оси рабочего органа, и патрубок для подсоединения подъемного трубопровода. Known for the closest in technical essence and the achieved result to the invention pumping unit (ed. St. USSR N 1528969, class F 04 F 11/00, 1989), containing a working body in the form of a spiral channel, one end of which is made open and the other hermetically connected to the discharge pipe, while the channel and pipe are mounted to rotate around the longitudinal axis of the working body, and a pipe for connecting the lifting pipe.

Недостаток установки ограниченная производительность, так как энергия сжатого воздуха не используется в полной мере для перекачивания жидкости. The disadvantage of the installation is limited performance, since the energy of compressed air is not fully used for pumping liquid.

Изобретение направлено на повышение производительности насосной установки. The invention is aimed at increasing the productivity of the pumping unit.

Указанный технический результат достигается тем, что насосная установка, содержащая рабочий орган в виде спирального канала, один конец которого выполнен открытым, а другой герметично соединен с напорным патрубком, при этом канал и патрубок установлены с возможностью вращения вокруг продольной оси рабочего органа, приводное устройство рабочего органа, патрубок для подсоединения подъемного трубопровода, снабжена дополнительным насосом, причем основной и дополнительный насосы снабжены сборником среды, сообщенным с напорным патрубком, имеющим патрубки для подсоединения подъемного трубопровода и потребителей сжатого воздуха, а приводное устройство дополнительного насоса выполнено в виде пневматического двигателя, подключенного к патрубкам потребителей сжатого воздуха сборника среды, по крайней мере, основного насоса. The specified technical result is achieved by the fact that the pumping unit containing the working body in the form of a spiral channel, one end of which is made open and the other is hermetically connected to the pressure pipe, while the channel and pipe are mounted to rotate around the longitudinal axis of the working body, the drive device of the working body, the pipe for connecting the lifting pipe is equipped with an additional pump, and the main and additional pumps are equipped with a medium collector in communication with the discharge pipe, having nozzles for connecting the lifting pipeline and consumers of compressed air, and the drive device of the auxiliary pump is made in the form of a pneumatic motor connected to the nozzles of consumers of compressed air of the medium collector, at least the main pump.

Пневматический двигатель может быть подключен к патрубкам потребителей сжатого воздуха сборника среды обоих насосов. Сборник среды дополнительного насоса может быть подключен к пневматическому двигателю через обратный клапан. Основной и дополнительный насосы могут иметь общий сборник среды. Приводное устройство основного насоса может быть выполнено в виде ветрового колеса. The pneumatic engine can be connected to the nozzles of the consumers of compressed air of the medium collector of both pumps. The medium reservoir of the auxiliary pump can be connected to the air motor through a check valve. The primary and secondary pumps may have a common medium collector. The drive device of the main pump can be made in the form of a wind wheel.

На фиг. 1 схематически изображена насосная установка; на фиг.2 представлен разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 показана схема подключения двигателя с обратным клапаном; на фиг.5 схема насосной установки с общим сборником среды; на фиг.6 насосная установка с приводным устройством в виде ветрового колеса. In FIG. 1 schematically shows a pumping unit; figure 2 presents a section aa in figure 1; figure 3 section BB in figure 1; figure 4 shows the connection diagram of the engine with a check valve; figure 5 diagram of a pumping unit with a common medium; Fig.6 pump installation with a drive device in the form of a wind wheel.

Насосная установка содержит основной 1 и дополнительный 2 насосы. Основной насос содержит рабочий орган в виде спирального канала 3 на роторе 4 и гидроаккумулятор 5. Спиральный канал 3 выполнен в виде винтовой спирали или спирали Архимеда, имеет открытый конец 6 и другой конец 7, который герметично соединен с осевым каналом 8 вала 9 ротора 4. Вал 9 установлен на корпусе насоса с помощью подшипниковых узлов 10 и уплотнения 11. В корпусе насоса выполнены емкости 12, которые являются гидроаккумулятором 5 и имеют патрубок 13 для подсоединения потребителя воды, т.е. подъемного трубопровода, а также патрубок 14 для подсоединения потребителей сжатого воздуха. Емкости 12 герметизированы относительно окружающей среды и вала 9 уплотнениями 11 и сообщены с осевым каналом 8 вала 9. На роторе 4 установлены лопасти 15 приводного устройства, взаимодействующего с потоком воды. The pump installation contains the main 1 and additional 2 pumps. The main pump contains a working body in the form of a spiral channel 3 on the rotor 4 and a hydraulic accumulator 5. The spiral channel 3 is made in the form of a helical spiral or Archimedes spiral, has an open end 6 and the other end 7, which is hermetically connected to the axial channel 8 of the shaft 9 of the rotor 4. Shaft 9 is mounted on the pump housing using bearing assemblies 10 and seals 11. In the pump housing are tanks 12, which are the hydraulic accumulator 5 and have a pipe 13 for connecting a water consumer, i.e. a lifting pipeline, as well as a pipe 14 for connecting consumers of compressed air. The containers 12 are sealed with respect to the environment and the shaft 9 by seals 11 and communicated with the axial channel 8 of the shaft 9. On the rotor 4, the blades 15 of the drive device interacting with the water flow are installed.

Дополнительный насос 2 содержит рабочий орган в виде спирального канала 16 на роторе 17 и гидроаккумулятор 18. Спиральный канал 16 имеет открытый конец 19 и другой конец 20, который герметично соединен с осевым каналом 21 вала 22 ротора 17. Вал 22 установлен на корпусе насоса с помощью подшипниковых узлов 23 и уплотнений 24. В корпусе насоса 2 выполнены емкости 25 гидроаккумулятора 18, которые имеют патрубок 27 для подсоединения потребителей воды, т. е. подъемного трубопровода, а также патрубок 28 для подсоединения потребителей сжатого воздуха. Емкости 25 герметизированы относительно окружающей среды и вала 22 уплотнениями 24 и сообщены с осевым каналом 21 вала 22. Привод ротора 17 выполнен в виде пневматического двигателя 29 с механической передачей 30, вращающей вал 22 ротора 17. Пневматический двигатель 29 подсоединен трубопроводом 31 к патрубку 14 гидроаккумулятора 5 и трубопроводом 32 с вентилем 33 к патрубку 28 гидроаккумулятора 18. The additional pump 2 contains a working body in the form of a spiral channel 16 on the rotor 17 and a hydraulic accumulator 18. The spiral channel 16 has an open end 19 and the other end 20, which is hermetically connected to the axial channel 21 of the shaft 22 of the rotor 17. The shaft 22 is mounted on the pump housing using bearing assemblies 23 and seals 24. In the pump housing 2, tanks 25 of the accumulator 18 are made, which have a pipe 27 for connecting consumers of water, i.e., a lifting pipe, as well as a pipe 28 for connecting consumers of compressed air. The containers 25 are sealed against the environment and the shaft 22 by seals 24 and communicated with the axial channel 21 of the shaft 22. The rotor drive 17 is made in the form of a pneumatic motor 29 with a mechanical transmission 30, rotating the rotor shaft 22 17. The pneumatic motor 29 is connected by a pipe 31 to the accumulator pipe 14 5 and the pipeline 32 with the valve 33 to the pipe 28 of the accumulator 18.

Работает устройство следующим образом. The device operates as follows.

Лопасти 15 приводного устройства основного насоса 1 взаимодействуют с потоком воды и вращают ротор 4. При этом спиральный канал 3 открытым концом 6 зачерпывает порции воды и формирует в нижней части каждого витка спирального канала 3 порции воды, отделенные друг от друга воздушными промежутками. Вращающийся спиральный канал 3 перемещает порции воды и воздуха от открытого конца 6 к концу 7, а затем по осевому каналу 8 нагнетает их в емкости 12 гидроаккумулятора 5, повышая давление сжатого воздуха в нем. По патрубку 13 вода поступает к потребителю, а сжатый воздух по патрубку 14 и трубопроводу 31 направляется в пневматический двигатель 29. Двигатель 29 начинает вращать ротор 17 дополнительного насоса 2, который открытым концом 19 спирального канала 16 зачерпывает порции воды и формирует в нижней части витков канала 16 порции воды, отделенные воздушными промежутками друг от друга. Вращающийся спиральный канал 16 перемещает порции воды и воздуха от открытого конца 19 к концу 20 и по осевому каналу 21 нагнетает их в емкости 25 гидроаккумулятора 18, повышая давление сжатого воздуха в них. Вода по патрубку 27 поступает к потребителю. При повышении уровня давления сжатого воздуха в гидроаккумуляторе 18 до уровня давления в гидроаккумуляторе 5 открывают вентиль 33. Это обеспечивает питание пневмодвигателя 29 как от основного насоса 1, так и от дополнительного насоса 2. Два источника сжатого воздуха обеспечивают рост давления сжатого воздуха в обоих гидроаккумуляторах 5 и 18, скорости вращения пневмодвигателя 29, ротора 17 и производительности дополнительного насоса 2 по воде и сжатому воздуху. The blades 15 of the drive device of the main pump 1 interact with the flow of water and rotate the rotor 4. In this case, the spiral channel 3 scoops up portions of water with the open end 6 and forms portions of water separated from each other by air gaps in the lower part of each coil of the spiral channel 3. The rotating spiral channel 3 moves portions of water and air from the open end 6 to the end 7, and then pumps them along the axial channel 8 into the reservoir 12 of the accumulator 5, increasing the pressure of compressed air in it. Water flows through the pipe 13 to the consumer, and compressed air is sent through the pipe 14 and pipe 31 to the air motor 29. The engine 29 starts to rotate the rotor 17 of the additional pump 2, which scoops up portions of water with the open end 19 of the spiral channel 16 and forms at the bottom of the channel turns 16 portions of water separated by air gaps from each other. The rotating spiral channel 16 moves portions of water and air from the open end 19 to the end 20 and pumps them along the axial channel 21 in the reservoir 25 of the accumulator 18, increasing the pressure of compressed air in them. Water through the pipe 27 enters the consumer. When the pressure level of compressed air in the accumulator 18 increases to the pressure level in the accumulator 5, the valve 33 is opened. This provides power to the air motor 29 both from the main pump 1 and from the additional pump 2. Two sources of compressed air provide an increase in the pressure of compressed air in both accumulators 5 and 18, the rotational speed of the air motor 29, the rotor 17 and the performance of the additional pump 2 for water and compressed air.

Возможно исполнение, когда вентиль 33 выполнен с дистанционным управлением, обеспечивающим открывание его при одинаковом давлении сжатого воздуха в гидроаккумуляторах 5 и 18. Работает исполнение аналогично описанному. Possible execution when the valve 33 is made with remote control, providing its opening at the same pressure of compressed air in the accumulators 5 and 18. The execution works as described.

Возможно исполнение, когда гидроаккумулятор 18 соединен с пневмодвигателем 29 трубопроводом 32 с обратным клапаном 34. Работает исполнение аналогично описанному, за исключением того, что при повышении давления сжатого воздуха в гидроаккумуляторе 18 выше давления в гидроаккумуляторе 5 обратный клапан 34 открывается, обеспечивая подачу сжатого воздуха из гидроаккумулятора 18 в пневмодвигатель 29. Execution is possible when the accumulator 18 is connected to the air motor 29 by a pipe 32 with a non-return valve 34. The execution is similar to that described, except that when the pressure of compressed air in the accumulator 18 increases above the pressure in the accumulator 5, the check valve 34 opens, providing compressed air from accumulator 18 in the air motor 29.

Возможно, когда пневмодвигатель 29 подсоединен только к патрубку 14 гидроаккумулятора 5. Работает исполнение аналогично описанному, за исключением того, что пневмодвигатель 29 вращается лишь сжатым воздухом, производимым основным насосом 1. Это уменьшает производительность насоса 2 по воде, но позволяет снабжать потребителей сжатого воздуха по патрубку 28 гидроаккумулятора 18. It is possible that when the air motor 29 is connected only to the accumulator nozzle 14. The execution is similar to that described, except that the air motor 29 rotates only with compressed air produced by the main pump 1. This reduces the performance of pump 2 by water, but allows supplying consumers of compressed air with the accumulator pipe 28 18.

Возможно, когда насосная установка имеет общий гидроаккумулятор в виде отдельной емкости 35, которая соединена с основным насосом 1 посредством узла 36 вращения и трубопровода 37, а дополнительный насос 2 соединен посредством узла 38 вращения и трубопровода 39 с обратным клапаном 40. Узлы 36 и 38 вращения имеют соответствующие подшипниковые узлы и уплотнения. Емкость 35 имеет патрубок 41 для подсоединения потребителей воды и патрубок 42 для подсоединения потребителей сжатого воздуха. Пневмодвигатель 29 подсоединен к патрубку 42. Работает исполнение аналогично описанному, за исключением того, что дополнительный насос 2 подключается к емкости 35 общего гидроаккумулятора в том случае, когда давление сжатого воздуха в узле 38 вращения становится больше давления сжатого воздуха в емкости 35. Так как объем узла 38 вращения мал, то дополнительный насос 2 соединяется обратным клапаном 40 с емкостью 35 практически сразу же после начала вращения ротора 17 пневмодвигателем 29. It is possible that when the pump installation has a common hydraulic accumulator in the form of a separate tank 35, which is connected to the main pump 1 via the rotation unit 36 and pipeline 37, and the additional pump 2 is connected via the rotation unit 38 and pipeline 39 to the check valve 40. Rotation units 36 and 38 have corresponding bearing units and seals. The tank 35 has a pipe 41 for connecting consumers of water and a pipe 42 for connecting consumers of compressed air. The air motor 29 is connected to the pipe 42. The execution is similar to that described, except that the additional pump 2 is connected to the tank 35 of the total accumulator in the case when the pressure of the compressed air in the rotation unit 38 becomes greater than the pressure of the compressed air in the tank 35. Since the volume node 38 of rotation is small, the additional pump 2 is connected by a check valve 40 with a capacity of 35 almost immediately after the start of rotation of the rotor 17 with an air motor 29.

Возможно, когда приводом основного насоса 1 является ветровое колесо 43, закрепленное жестко на валу 44 и установленное на корпусе 45 ветряка с возможностью вращения относительно корпуса 45. Вал 44 посредством механической передачи 46, содержащей два угловых редуктора 47 и вертикальный пустотелый вал 48, соединен с валом 49 ротора 4 основного насоса 1. Вал 49 ротора 4 имеет несквозной осевой канал 50, сообщенный со спиральным каналом 3 и емкостью 12 гидроаккумулятора 5. Работает исполнение аналогично описанному, за исключением того, что ротор 4 вращается не потоком воды, а ветром, взаимодействующим с ветровым колесом 43. It is possible that when the drive of the main pump 1 is a wind wheel 43 fixed rigidly to the shaft 44 and mounted on the wind turbine housing 45 rotatably relative to the housing 45. The shaft 44 is connected via mechanical transmission 46 containing two angular gears 47 and a vertical hollow shaft 48 to the shaft 49 of the rotor 4 of the main pump 1. The shaft 49 of the rotor 4 has a non-through axial channel 50 in communication with the spiral channel 3 and the capacity 12 of the hydraulic accumulator 5. The design works in the same way as described, except that the rotor 4 rotates ie the water flow and wind, interacting with the wind wheel 43.

Заявленное устройство обладая свойством вращения дополнительного насоса основным насосом, имеет следующие преимущества: обеспечивает высокую производительность насосной установки по воде, использует энергию сжатого воздуха как основного, так и дополнительного насосов для перекачивания воды, энергия сжатого воздуха используется наиболее эффективным образом не только перекачивает воду, но и вращает дополнительный насос, который производит сжатый воздух для своего вращения. The claimed device possessing the property of rotation of the additional pump by the main pump has the following advantages: it provides high performance of the pumping unit through water, uses the energy of compressed air of both the main and additional pumps to pump water, the energy of compressed air is used in the most efficient way, not only pumps water, but and rotates an additional pump that produces compressed air for its rotation.

Claims

1. PUMPING UNIT containing a working body in the form of a spiral channel, one end of which is made open and the other is hermetically connected to the discharge pipe, while the channel and pipe are mounted to rotate around the longitudinal axis of the working body, the drive device of the working body, a pipe for connecting a lifting pipeline, characterized in that it is equipped with an additional pump, and the main and additional pumps are equipped with a medium collector in communication with a pressure pipe having pipes for connection unity of the lifting pipeline and consumers of compressed air, and the drive device of the additional pump is made in the form of a pneumatic motor connected to the pipe of consumers of compressed air of the medium at least the main pump.

2. Installation according to claim 1, characterized in that the pneumatic motor is connected to the nozzles of the compressed air consumers of the medium medium of both pumps.

3. Installation according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that the medium reservoir of the additional pump is connected to the air motor through a check valve.

4. Installation according to paragraphs. 1-3, characterized in that the primary and secondary pumps have a common medium collection.

5. Installation. by pp. 1-4, characterized in that the drive device of the main pump is made in the form of a wind wheel.