RU2115832C1

RU2115832C1 - Device for pumping water out of well

Info

Publication number: RU2115832C1
Application number: RU96104770A
Authority: RU
Inventors: Михаил Иванович Шеметов
Original assignee: Михаил Иванович Шеметов
Priority date: 1996-03-12
Filing date: 1996-03-12
Publication date: 1998-07-20

Abstract

FIELD: receiving water from wells. SUBSTANCE: upper outer portion of housing 5 is made in form of ball-ellipsoid with taper end-piece 26 and circular bore under ball-ellipsoid. EFFECT: enhanced stability of operation; low cost of operation of object. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к добыче воды из скважины питьевого водоснабжения с использованием насосов для подъема жидкостей из буровых скважин. The invention relates to the extraction of water from a drinking water supply well using pumps for lifting liquids from boreholes.

Известно устройство для подъема воды из скважин, содержащее корпус устройства с вибродвигателем, расположенным в верхней части устройства, и смещенным каналом подачи воды от вертикальной оси устройства (Кашенов Л.Я. Механизация водоснабжения животноводческих ферм и пастбищ. М.: Колос, 1976, с. 181). A device for lifting water from wells is known, comprising a device casing with a vibration motor located in the upper part of the device and a shifted water supply channel from the vertical axis of the device (Kashenov L.Ya. Mechanization of water supply for livestock farms and pastures. M .: Kolos, 1976, p. . 181).

Однако такое устройство не позволяет увеличить срок службы самого устройства и удешевить стоимость эксплуатации объекта питьевого водоснабжения из-за низкого срока службы и невозможности его извлечения из скважины с использованием известных ловильных инструментов при обрыве насоса в скважине. However, such a device does not allow to increase the service life of the device itself and to reduce the cost of operating the drinking water supply facility due to the low service life and the impossibility of removing it from the well using well-known fishing tools when the pump is broken in the well.

Известно также устройство для подъема воды из шахтных колодцев плавающего типа, содержащий двойной корпус с вибродвигателем, расположенным в верхней части устройства с выведенным каналом подачи воды на вертикальную ось устройства (там же, с. 179). It is also known a device for lifting water from mine wells of a floating type, comprising a double casing with a vibroengine located in the upper part of the device with an output channel for supplying water to the vertical axis of the device (ibid., P. 179).

Недостатком этого устройства является увеличение металлоемкости и наружного диаметра устройства за счет установки двойного корпуса, а это не позволяет увеличить срок службы самого устройства и удешевить эксплуатацию объекта питьевого водоснабжения из-за низкого срока службы и невозможности его извлечения из скважины с использованием известных ловильных инструментов при обрыве устройства в скважине. The disadvantage of this device is the increase in metal consumption and the outer diameter of the device due to the installation of a double case, and this does not allow to increase the service life of the device itself and to reduce the cost of operation of the drinking water supply facility due to the low service life and the inability to remove it from the well using well-known fishing tools in the event of a break devices in the well.

Из патентной литературы также известно устройство для откачки воды из скважины, содержащее корпус с всасывающим клапаном, установленным в верхней плоскости, поршень и вибратор, включающий амортизатор, диафрагму и электромагнит с ярмом, катушками и якорем, связанным с поршнем, центральный отвод для подачи перекачиваемой жидкости, кабель для подвода электроэнергии, при этом вибратор распложен в нижней части корпуса. Данное устройство принято в качестве ближайшего аналога. A device for pumping water from a well is also known from the patent literature, comprising a housing with a suction valve mounted in the upper plane, a piston and a vibrator including a shock absorber, a diaphragm and an electromagnet with a yoke, coils and an armature connected to the piston, a central outlet for supplying pumped liquid , a cable for supplying electricity, while the vibrator is located in the lower part of the housing. This device is accepted as the closest analogue.

Недостатком данного устройства является то, что всасывающий клапан расположен по плоскости над нагнетательным поршнем и по одной вертикальной оси, и входные отверстия всасывающего клапана располагаются сверху на ровной поверхности, а также не имеет кольцевой проточки для захвата ловушкой. The disadvantage of this device is that the suction valve is located on a plane above the discharge piston and along one vertical axis, and the inlet openings of the suction valve are located on top of a flat surface, and also does not have an annular groove for trapping.

Выполненное расположение входных отверстий всасывающего клапана приводит к их заиливанию или запесочиванию при эксплуатации их в скважине. The location of the inlet openings of the suction valve leads to siltation or sanding during operation in the well.

Технической задачей изобретения является устранение указанных выше недостатков, что достигается в устройстве для откачки воды из скважины, содержащем всасывающий клапан, установленный в цилиндрической части корпуса с отверстиями, вибратор, нагнетательную камеру с поршнем, включающим шток, а также амортизатор, якорь и ярмо, связанные штоком с поршнем, выполнением верхней наружной части корпуса в виде шароэллипсоида с конусным наконечником и кольцевой проточкой под шароэлипсоидом. An object of the invention is to eliminate the above disadvantages, which is achieved in a device for pumping water from a well, comprising a suction valve installed in the cylindrical part of the housing with holes, a vibrator, a pressure chamber with a piston including a rod, and also a shock absorber, armature and yoke connected rod with a piston, the implementation of the upper outer part of the body in the form of a spherical ellipsoid with a conical tip and an annular groove under the spherical ellipsoid.

Кроме того, внутренняя полость камеры нагнетания выполнена в виде шароэллипсоида, переходящей в пустотелый конусообразующий рассоединяющийся насадок, при этом в шароэллипсоидной камере расположен поршень. In addition, the internal cavity of the discharge chamber is made in the form of a spherical ellipsoid, which passes into a hollow cone-shaped disuniting nozzle, while a piston is located in the spherical ellipsoid chamber.

Кроме того, наружный корпус шароэллипсоида выполнен по размеру меньше цилиндрической части корпуса. In addition, the outer casing of the spherical ellipsoid is smaller than the cylindrical part of the casing.

На фиг. 1 изображено устройство для откачки воды из скважины; на фиг. 2 - устройство, подвешенное в скважине; на фиг. 3 - извлечение устройства из скважины. In FIG. 1 shows a device for pumping water from a well; in FIG. 2 - device suspended in the well; in FIG. 3 - removing the device from the well.

Устройство содержит болт клапана 1, подвешивающий клапан 2 к корпусу устройства 5, соединенного болтами 28 с вибратором 8, пропущенными через амортизатор 18 и создающими герметичность корпуса устройства 5 с корпусом вибратора 8, в котором размещены катушки магнита 9, одетые на ярмо 10, с выводом кабеля 13 через уплотняющую гайку 14 и амортизатор 18 с заливкой заливочным конпаудом 15. В корпусе устройства 5 расположен шток 6, нижний конец которого пропущен через амортизатор 18 с установленными на нем регулировочными шайбами 17 и якорем 16. Верхний конец штока 6 пропущен через уплотнительную гайку 19 и диафрагму 21, расположенную в стакане 20 с упорной шайбой 4, имеющей окна проходные 25 и расположенной в шароэлипсоидной камере нагнетания 27, переходящей в конусообразующий наконечник 26. На конце штока 6 закреплен гайкой 3 поршень 23. Подвешенный к корпусу устройства 5 клапан 2 перекрывает всасывающие отверстия 24 в корпусе устройства 5. По наружной форме верхняя часть устройства выполнена в виде конусного наконечника 26 (фиг. 1), далее конусный наконечник 26 переходит в разделяющуюся шароэллипсоидную форму, затем идет кольцевая проточка под шароэллипсоидной камерой нагнетания 27, а далее идет торцевая конусная поверхность, на которой расположены всасывающие отверстия 24 и которая переходит в цилиндрическую часть устройства. The device contains a valve bolt 1, suspending the valve 2 to the body of the device 5, connected by bolts 28 to the vibrator 8, passed through the shock absorber 18 and creating the tightness of the body of the device 5 with the body of the vibrator 8, which houses the magnet coils 9, dressed on a yoke 10, with the output the cable 13 through the sealing nut 14 and the shock absorber 18 with pouring filling conduit 15. In the body of the device 5 there is a rod 6, the lower end of which is passed through the shock absorber 18 with the adjusting washers 17 and the armature 16. The upper end of the pc the eye 6 is passed through a sealing nut 19 and a diaphragm 21 located in a glass 20 with a thrust washer 4, having a bore window 25 and located in a spherical ellipsoid pressure chamber 27, passing into a cone-shaped tip 26. A piston 23 is fixed on the end of the rod 6 by a nut 3. Suspended to to the device’s body 5, the valve 2 blocks the suction holes 24 in the device’s body 5. In an external form, the upper part of the device is made in the form of a conical tip 26 (FIG. 1), then the conical tip 26 passes into a separable spherical ellipsoid shape, then there is an annular groove under the spherical ellipsoid injection chamber 27, and then there is an end conical surface on which the suction holes 24 are located and which goes into the cylindrical part of the device.

Для подвешивания устройства в скважине 1 (фиг. 2) на корпусе 5 сделаны отверстия крепления троса 12 (фиг. 1) и на конец конусообразующего наконечника 26 одевается водоподъемный шланг 11, во внутрь которого по каналу 7 подается вода работающего устройства после включения кабеля 13 в электросеть. To hang the device in the borehole 1 (Fig. 2), holes for fastening the cable 12 (Fig. 1) are made on the body 5 and a water-lifting hose 11 is put on the end of the cone-forming tip 26, into which water the working device is supplied through channel 7 after connecting the cable 13 to electricity grid.

Устройство, смонтированное ниже статического уровня в скважину 1 (фиг. 2), работает следующим образом: при включении кабеля 13 (фиг. 2) в электросеть напряжение подается на катушки магнита 9 и ярмо 10 (фиг. 1), намагничиваясь, притягивает к себе якорь 16 со штоком 6, на верхнем конце которого закреплен поршень 23 гайкой 3, двигаясь вниз, передает давление через находящуюся воду на подвешенный клапан 2, плотно прижимает его к корпусу устройства 5, перекрывая всасывающие отверстия 24 в корпусе 5. Вода, находящаяся под плоскостью поршня 23 и внутренней полостью шароэллипсидной камеры нагнетания 27, выталкивается в конусообразующий наконечник 26. The device mounted below the static level into the well 1 (Fig. 2) works as follows: when the cable 13 (Fig. 2) is turned on, the voltage is supplied to the magnet coils 9 and yoke 10 (Fig. 1), magnetizing, attracts the anchor 16 with a rod 6, on the upper end of which the piston 23 is fixed with a nut 3, moving downward, transfers pressure through the water to the suspended valve 2, presses it tightly to the body of the device 5, blocking the suction holes 24 in the housing 5. Water under the plane the piston 23 and the internal cavity th balloon spherical ejection chamber 27, is pushed into the cone-shaped tip 26.

При смене синусоиды переменного тока магнит 9 размагничивается и ярмо 16 (фиг. 1) за счет упругого сжатия амортизатора 18 перемещает шток 6 с поршнем 23 вверх в исходное положение, открывая зазор между стенкой шароэллипсоидной камеры нагнетания 27, клапан 2 отходит от корпуса 5, открывая всасывающие отверстия 24, и вода всасывается в цилиндрическую часть корпуса 5, проходит через проходные окна 25 упорной шайбы 4, попадая под поршень 23 и внутреннюю полость шароэллипсоидной камеры нагнетания 27. When changing the sinusoid of alternating current, the magnet 9 is demagnetized and the yoke 16 (Fig. 1) due to the elastic compression of the shock absorber 18 moves the rod 6 with the piston 23 up to its original position, opening the gap between the wall of the spherical ellipsoid discharge chamber 27, valve 2 moves away from the body 5, opening suction openings 24, and water is sucked into the cylindrical part of the housing 5, passes through the bore holes 25 of the thrust washer 4, falling under the piston 23 and the inner cavity of the spherical ellipsoid discharge chamber 27.

Этот цикл нагнетания-всасывания происходит с частотой 50 Гц. Далее вода под давлением из шароэллипсоидной камеры нагнетания 27 подается по каналу 7 конусообразующего наконечника 26 в шланг 11. При истечении из конусообразующего наконечника 26 в шланг 11 создается эффект увеличения расхода жидкости, проходящей через цилиндрическую часть корпуса 5, что увеличивает скорость всасывания воды через всасывающие отверстия 24 и скорость подачи ее на поверхность в отношении увеличения подачи до 10-15% от существующих характеристик выпускаемых устройств. Создание разряжения в зоне движения поршня 23 в шароэллипсоидной камере нагнетания 27 облегчает возвратно-поступательное движение штока 6 и увеличивает глубину подачи воды при той же мощности устройства на 10-15% по сравнению с техническими характеристиками вибрационных насосов (если номинальный напор вибрационных насосов до 40 м, то предлагаемой конструкцией напор увеличивается до 44-46 м). This pressure-suction cycle occurs at a frequency of 50 Hz. Further, water under pressure from the spherical ellipsoid injection chamber 27 is supplied through the channel 7 of the cone-shaped tip 26 to the hose 11. Upon flowing out of the cone-shaped tip 26 into the hose 11, an effect of increasing the flow rate of liquid passing through the cylindrical part of the housing 5 is created, which increases the rate of water absorption through the suction openings 24 and its feed rate to the surface in relation to an increase in feed up to 10-15% of the existing characteristics of the manufactured devices. Creating a vacuum in the zone of movement of the piston 23 in the spherical ellipsoid pressure chamber 27 facilitates the reciprocating movement of the rod 6 and increases the depth of water supply at the same device power by 10-15% compared with the technical characteristics of the vibration pumps (if the nominal pressure of the vibration pumps is up to 40 m , then the proposed design, the pressure increases to 44-46 m).

При откачке статический уровень воды в скважине понижается до уровня динамического (фиг. 2). На фиг. 2 показано предложенное устройство, которое обустроено установкой вибродвигателя под насосной частью 5 и при понижении воды в скважине 1 до динамического уровня насос 5 качает воду, после чего он прекращает ее подавать, работает, но вибродвигатель 8 находится в воде постоянно охлажденным, при повышении динамического уровня выше всасывающего клапана 2 устройство продолжает подавать воду из скважины. During pumping, the static water level in the well decreases to the dynamic level (Fig. 2). In FIG. 2 shows the proposed device, which is equipped with a vibration motor under the pump part 5 and when the water in the well 1 drops to a dynamic level, the pump 5 pumps water, after which it stops supplying it, it works, but the vibration motor 8 is constantly cooled in the water, when the dynamic level rises above the suction valve 2, the device continues to supply water from the well.

При обрыве предлагаемого устройства (фиг. 1) можно его свободно извлекать из скважины метчиком, так как канал 7 расположен по оси насоса, или ловушкой, накрывая его сверху и цепляя за выточку под шароэллипсоидной камерой нагнетания 27 (фиг. 3), что гарантирует его извлечение и запуск устройства снова в эксплуатацию в скважине, что невозможно при использовании серийно выпускаемого устройства. When the proposed device is broken (Fig. 1), it can be freely removed from the well with a tap, since the channel 7 is located along the axis of the pump, or by a trap, covering it from above and clinging to a recess under the spherical ellipsoid injection chamber 27 (Fig. 3), which guarantees it removing and starting the device back into operation in the well, which is not possible when using a commercially available device.

Claims

1. Device for pumping water from a well, comprising a suction valve installed in the cylindrical part of the housing with holes, a vibrator, a pressure chamber with a piston including a rod, and a shock absorber, anchor and yoke connected by a rod with a piston, characterized in that the upper part of the body is made in the form of a spherical ellipsoid with a conical tip and an annular groove under the spherical ellipsoid.

2. The device according to claim 1, characterized in that the internal cavity of the injection chamber is made in the form of a spherical ellipsoid, turning into a hollow cone-shaped disuniting nozzle, while a piston is located in the spherical ellipsoid chamber.

3. The device according to claim 1, characterized in that the outer casing of the spherical ellipsoid is made smaller than the cylindrical part of the casing of the device.