RU2447326C2 - Способ подъема воды и устройство для его осуществления - Google Patents
Способ подъема воды и устройство для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2447326C2 RU2447326C2 RU2010117122/06A RU2010117122A RU2447326C2 RU 2447326 C2 RU2447326 C2 RU 2447326C2 RU 2010117122/06 A RU2010117122/06 A RU 2010117122/06A RU 2010117122 A RU2010117122 A RU 2010117122A RU 2447326 C2 RU2447326 C2 RU 2447326C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- lever
- lifting
- nozzle
- lifting pipe
- Prior art date
Links
Abstract
Группа изобретений может быть использована, в частности, в водоснабжении. Способ подъема жидкости включает эжектирование атмосферного воздуха струей воды, истекающей через насадок в камеру смешения под действием гидростатического давления, существующем в водоеме, и разделение водо-воздушного потока при выходе из подъемной трубы на фазы жидкостную и газовую с подачей жидкостной фазы в сборную емкость 4. Водоприемному насадку с водоподъемной трубой 1 при этом придают возвратно-поступательное движение. Движение вниз совершают под действием силы тяжести насадки и подъемной трубы 1, а движение вверх - с помощью рычага 3, нагружаемого поднятой водой и/или мускульными усилиями человека. Нагружение рычага 3 поднятой водой может быть произведено путем предварительного сливания поднятой воды в промежуточную водосборную емкость 4 до накопления нужного объема ее, а затем перемещения ее с помощью сифонного трубопровода 8 во вторую промежуточную емкость 5, подвешенную на конце рычага 3. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к насосостроению, в частности к способам подъема воды, и может быть использовано не только в водоснабжении, но и при проектировании гидротранспортных и энергетических систем.
Известен способ подъема жидкости эрлифтом, содержащим подъемную трубу со смесителем, воздуховод и всасывающий патрубок, путем подачи воздуха в смеситель (US 3694106, 1972).
Недостатком данного способа является необходимость принудительной подачи воздуха в смеситель за счет использования промышленных источников энергии.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ подъема жидкости путем эжектирования воздуха из атмосферы струей жидкости, втекающей в смеситель под действием гидростатического давления (SU 1043365 А, 1983).
Но этот способ используется только для запуска эрлифта, как разгонное устройство, а для перемещения воды требуется дополнительный напор, превышающий гидростатическое давление.
Задача изобретения - обеспечить дополнительный напор на водо-воздушную смесь в подъемной трубе без использования промышленных источников энергии.
Технический результат достигается тем, что в способе подъема жидкости, включающем эжектирование атмосферного воздуха струей воды, истекающей через насадок в камеру смешения под действием гидростатического давления, существующем в водоеме, и разделение водо-воздушного потока при выходе из подъемной трубы на фазы жидкостную и газовую с подачей жидкостной фазы в сборную емкость, согласно изобретению водоприемному насадку с водоподъемной трубой придают возвратно-поступательное движение, причем движение вниз совершают под действием силы тяжести насадки и подъемной трубы, а движение вверх - с помощью рычага, нагружаемого поднятой водой и/или мускульными усилиями человека.
Нагружение рычага поднятой водой может быть произведено путем предварительного складирования поднятой воды в промежуточную водосборную емкость до накопления нужного объема ее, а затем перемещения ее с помощью сифона во вторую промежуточную емкость, подвешенную на конце рычага.
Пример осуществления способа
Рассмотрим подъем воды из скважины предлагаемым способом. Водоприемному насадку с подъемной трубой предоставляют возможность свободного падения в воду. При входе приемного насадка в воду наряду со статическим давлением в воде водоема формируется динамическое избыточное давление, пропорциональное массе приемного насадка с подъемной трубой и квадрату скорости его движения. Поэтому от момента соприкосновения водоприемного насадка с поверхностью воды последняя под действием избыточного давления устремляется через насадок в камеру смешения и далее в подъемную трубу. Так как корпус водоприемного насадка близок по диаметру к диаметру скважины, то при опускании его в воду создается сопротивление движению воды между стенками корпуса водоприемного насадка и стенками обсадной трубы скважины. Основное количество воды поступает в канал подъемной трубы. По законам гидравлики при разветвленных сетях вода распределяется обратно пропорционально сопротивлению в соответствующих каналах. Ударное вхождение в воду лишь увеличивает надежность такого распределения, так как при этом возрастают скорости движения воды и в квадрате возрастает сопротивление каналов меньшей площади поперечного сечения.
Из подъемной трубы вода поступает в первую промежуточную водосборную емкость, закрепленную на коротком конце рычага. Объем поступившей воды в первом приближении можно определить как объем цилиндра с диаметром скважины и высотой, равной расстоянию от свободной поверхности воды в скважине, существовавшей до вхождения водоприемного насадка в воду, до крайнего нижнего положения приемного насадка после его опускания в скважину. После наполнения первой промежуточной емкости вода по сифонной трубе перетекает во вторую промежуточную емкость, закрепленную на длинном конце рычага. После заполнения второй промежуточной емкости последняя, опускаясь, поднимает рычагом водоподъемную трубу в верхнее исходное положение. Из второй промежуточной емкости вода по сифонной трубе перетекает в основную сборную емкость, а подъемная труба опускается в нижнее крайнее положение, и рабочий цикл повторяется. Таким образом, обеспечивается устойчивый подъем воды из скважины.
Если забор воды окажется не оптимальным по какой-либо причине, например снижение уровня воды в скважине и др., то для перемещения подъемной трубы в верхнее крайнее положение дополнительно прилагают к длинному рычагу мускульные усилия человека оператора. Если же недобор воды при рабочем ходе будет систематическим, например, из-за недостаточной длины рабочего хода или малого диаметра скважины и т.д., то может быть применено дополнительное техническое средство для опускания длинного рычага. Но чтобы не допускать сбоев, для каждой скважины необходимо проводить предварительную настройку коромысла с емкостями, веса водоприемного насадка с подъемной трубой и длины его рабочего хода.
Устройство для подъема воды.
Известен эрлифт, содержащий подъемную трубу со смесителем, имеющим воздуховод и всасывающий патрубок. Подъем воды с его помощью обеспечивается путем подачи воздуха компрессором в смеситель (US 3694106, 1972 г.). Недостатком его является сложность конструкции, запуска и управления им, а так же повышенная энергоемкость процесса, компенсируемая потреблением энергии от промышленных источников.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для подъема воды, содержащее струйный насос, камера смешения которого соединена с атмосферой, а водоподъемная труба заканчивается разделителем фаз на жидкостную и газовую (SU 1043365 А, 1983). В этом случае жидкость под действием гидростатического давления в водоеме через патрубок истекает в камеру смешения и увлекает за собой воздух из атмосферы. Водо-воздушная смесь из камеры смешения перемещается вверх по подъемной трубе за счет кинетической энергии воды в струе. Это устройство надежно работает в процессе погружения его в воду.
Задача изобретения - обеспечить непрерывный процесс подъема воды с уменьшением или полным исключением затрат энергии от промышленных источников энергии.
Технический результат достигается тем, что устройство для подъема воды, содержащее струйный насос, камера смешения которого соединена с атмосферой, а водоподъемная труба заканчивается разделителем фаз на жидкостную и газовую, согласно изобретению снабжено неравноплечим коромыслом, размещенным на опоре, на коротком плече которого смонтирована на шарнире водоподъемная труба и первая промежуточная емкость, а на длинном плече - вторая промежуточная емкость, при этом все водосборные емкости по направлению движения воды гидравлически связаны сифонными трубами с возможностью организации сифонного перетока жидкости и/или приложения мускульных усилий человека для нагружения длинного плеча коромысла.
На чертеже схематично изображено устройство для подъема воды.
Устройство для подъема воды содержит водоприемный насадок с камерой смешения, воздушной трубой и водоподъемной трубой 1, которые вместе представляют собой водоструйный насос, опору 2 с размещенным на ней неравноплечим коромыслом 3. На коротком плече коромысла 3 шарнирно закреплена труба 1 и установлена первая промежуточная водосборная емкость 4. На конце длинного плеча коромысла 3 подвешена вторая промежуточная водосборная емкость 5 так, чтобы уровень воды в ней всегда был ниже, чем в первой водосборной емкости 4. Ниже коромысла 3 размещен основной водосборник 6, к которому в его нижней части подключен трубопровод 7 для подачи воды потребителю. Трубопровод 8 входит в первую промежуточную емкость 4 в верхней части ее боковой стенки и опускается до ее дна с открытым входом. Трубопровод 9 входит во вторую промежуточную водосборную емкость 5 в верхней части ее боковой стенки и опускается до ее дна с открытым входом.
Устройство работает следующим образом. Водоприемный насадок, закрепленный на нижней части водоподъемной трубы 1, опускается в скважину. Диаметры корпуса водоприемного насадка и обсадной трубы скважины близки и имеют гидравлические сопротивления на границе скольжения. Водоподъемная труба 1 шарнирно закрепляется на коротком конце коромысла 3 таким образом, чтобы слив воды из трубы 1 осуществлялся в первую промежуточную емкость 4. Затем одним из известных способов, в том числе и за счет мускульных усилий человека, длинный конец коромысла 3 опускают вниз. При этом водоприемный насадок занимает наиболее верхнее положение. После представления свободы движения коромыслу 3 короткий его конец под действием силы тяжести водоподъемной трубы 1 и водоприемного насадка опускается вниз. Насадок соприкасается с поверхностью воды, формирует избыточное давление на воду и занимает наиболее низкое положение, вытесняя воду через трубу 1 в приемную емкость 4 в виде водо-воздушной смеси. Объем поступившей воды в емкость 4 в первом приближении можно определить как объем цилиндра с диаметром, равным диаметру скважины, и высотой, равной расстоянию от свободной поверхности воды в скважине в момент соприкосновения насадка до крайнего нижнего положения насадка при его опускании в скважину. При заполнении емкости 4 выше входа трубопровода 8 вода по закону сифона начинает изливаться из первой промежуточной емкости 4 во вторую промежуточную емкость 5 по трубопроводу 8. По мере заполнения водой второй промежуточной емкости 5 под действием силы тяжести воды в этой емкости длинный конец коромысла 3 останавливается, а затем начинает опускаться, а короткий конец коромысла 3 начинает подниматься. Подъемная труба 1 с водоприемным насадком переводится в верхнее крайнее положение. При заполнении второй промежуточной емкости 5 выше входа трубопровода 9 вода по закону сифона начинает изливаться из второй промежуточной емкости 5 в основную водосборную емкость 6 по трубопроводу 9. После опорожнения второй промежуточной емкости 5 короткий конец коромысла 3 под действием силы тяжести водоподъемной трубы 1 и водоприемного насадка начинает перемещаться в нижнее крайнее положение. Этим самым начинается повторный рабочий цикл устройства для подъема воды.
Для работы водоподъемной установки по указанной схеме могут быть использованы и другие технические средства, у которых рабочий орган совершает возвратно-поступательное движение. Главное, чтобы объем поднимаемой воды за рабочий цикл был достаточен для подъема длинным концом коромысла водоподъемной трубы с водоприемным насадком в верхнее крайнее положение. Если такое условие не выполняется, то дополнительное усилие на рычаг можно создавать мускульной силой человека. В любом случае энергоемкость процесса подъема воды снижается, так как рабочий ход совершается в любом случае за счет силы тяжести подъемной трубы, а холостой ход полностью или частично совершается за счет силы тяжести поднятой воды.
Claims (3)
1. Способ подъема жидкости, включающий эжектирование атмосферного воздуха струей воды, истекающей через насадок в камеру смешения под действием гидростатического давления, существующего в водоеме, и разделение водо-воздушного потока при выходе из подъемной трубы на фазы жидкостную и газовую с подачей жидкостной фазы в сборную емкость, отличающийся тем, что водоприемному насадку с водоподъемной трубой придают возвратно-поступательное движение, причем движение вниз совершают под действием силы тяжести насадки и подъемной трубы, а движение вверх - с помощью рычага, нагружаемого поднятой водой и/или мускульными усилиями человека.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что нагружение рычага поднятой водой производят путем предварительного складирования поднятой воды в промежуточную водосборную емкость до накопления нужного объема ее, а затем перемещения ее с помощью сифона во вторую промежуточную емкость, подвешенную на конце рычага.
3. Устройство для подъема воды способом по п.1 или 2, содержащее струйный насос, камера смешения которого соединена с атмосферой, а водоподъемная труба заканчивается разделителем фаз на жидкостную и газовую, отличающееся тем, что оно снабжено неравноплечим коромыслом, размещенным на опоре, на коротком плече которого смонтирована на шарнире водоподъемная труба и первая промежуточная емкость, а на длинном плече - вторая промежуточная емкость, при этом все водосборные емкости по направлению движения воды гидравлически связаны сифонными трубами с возможностью организации сифонного перетока жидкости и/или приложения мускульных усилий человека для нагружения длинного плеча коромысла.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010117122/06A RU2447326C2 (ru) | 2010-04-29 | 2010-04-29 | Способ подъема воды и устройство для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010117122/06A RU2447326C2 (ru) | 2010-04-29 | 2010-04-29 | Способ подъема воды и устройство для его осуществления |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010117122A RU2010117122A (ru) | 2011-11-10 |
RU2447326C2 true RU2447326C2 (ru) | 2012-04-10 |
Family
ID=44996730
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010117122/06A RU2447326C2 (ru) | 2010-04-29 | 2010-04-29 | Способ подъема воды и устройство для его осуществления |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2447326C2 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2507162C1 (ru) * | 2012-08-21 | 2014-02-20 | Анатолий Петрович Таран | Способ аэрации воды и устройство для его осуществления |
RU2549051C1 (ru) * | 2014-03-28 | 2015-04-20 | Анатолий Петрович Таран | Способ аварийно-спасательных работ и устройство для его осуществления |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1043365A1 (ru) * | 1981-05-04 | 1983-09-23 | Вологодский Политехнический Институт | Способ запуска эрлифта |
SU1629625A1 (ru) * | 1989-03-06 | 1991-02-23 | Днепропетровский горный институт им.Артема | Способ запуска эрлифта |
-
2010
- 2010-04-29 RU RU2010117122/06A patent/RU2447326C2/ru active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1043365A1 (ru) * | 1981-05-04 | 1983-09-23 | Вологодский Политехнический Институт | Способ запуска эрлифта |
SU1629625A1 (ru) * | 1989-03-06 | 1991-02-23 | Днепропетровский горный институт им.Артема | Способ запуска эрлифта |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2507162C1 (ru) * | 2012-08-21 | 2014-02-20 | Анатолий Петрович Таран | Способ аэрации воды и устройство для его осуществления |
RU2549051C1 (ru) * | 2014-03-28 | 2015-04-20 | Анатолий Петрович Таран | Способ аварийно-спасательных работ и устройство для его осуществления |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010117122A (ru) | 2011-11-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1970563A1 (en) | System for harnessing the force of gravity | |
CA2802876A1 (en) | Tower-style double cylinder hydraulic oil pumping unit | |
RU2447326C2 (ru) | Способ подъема воды и устройство для его осуществления | |
CN206986911U (zh) | 一种地下综合管廊深基坑降水管井水泵限位自动启停装置 | |
CN101761059B (zh) | 气动浮油采收装置 | |
CN201614308U (zh) | 浮油收集器 | |
RU106650U1 (ru) | Скважинная штанговая насосная установка | |
RU2431059C1 (ru) | Способ подъема воды и устройство для его осуществления | |
EP1703141A1 (en) | A method and a system for raising a liquid | |
WO2020053486A1 (en) | Fluid pump | |
CA2592896A1 (en) | Wave motion energy conversion apparatus and method of manufacturing same | |
RU2582727C1 (ru) | Устройство для подъёма воды | |
CN111962540A (zh) | 一种自动排水箱 | |
IT201900014634A1 (it) | Airlift azionato da una pompa ad aspirazione mossa dall’energia del vento ovvero da quella delle onde marine | |
RU55894U1 (ru) | Гидравлический привод скважинного насоса | |
CN220335849U (zh) | 一种水库工程用的拦污栅 | |
CN109138928B (zh) | 一种天平式抽油机 | |
RU2594534C1 (ru) | Устройство для забора жидкости | |
CN211635331U (zh) | 一种稀油密封煤气柜底板排水器用密封油回收装置 | |
CN110541851B (zh) | 一种节能机械液压蓄能的设备及方法 | |
CN210331783U (zh) | 一种刮泥机水动重力升降装置 | |
CA2639189A1 (en) | An unlimited stroke drive oil well pumping system | |
CN102897870B (zh) | 移动直流收油器 | |
CN108675392B (zh) | 一种用于储油罐射流清洗的高效率浮油抽吸装置 | |
RU2490520C1 (ru) | Способ подъема воды и устройство для его осуществления |