RU2459981C1

RU2459981C1 - Water lifting method, and device for its implementation

Info

Publication number: RU2459981C1
Application number: RU2011125702/06A
Authority: RU
Inventors: Павел Анатольевич Таран (RU); Павел Анатольевич Таран
Original assignee: Таран Анатолий Петрович
Priority date: 2011-06-22
Filing date: 2011-06-22
Publication date: 2012-08-27

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: water lifting method involves vacuum treatment operations of water lifting pipe 7 with liquid-piston pump 1 with simultaneous water saturation in that pipe with air in water suction section in the well. Final operation is supply of lifted water-air mixture to a collecting reservoir. Device includes liquid-piston pump 1 and water lifting pipe 7 with perforation made at the inlet, which is installed into shell 10 with calibrated orifice 11 at its bottom.

EFFECT: increasing lifting height of water from wells and boreholes.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к насосостроению, а именно к способам подъема воды эрлифтом, и может быть использовано при проектировании гидротранспортных систем, строительстве и эксплуатации систем водоснабжения на селе и при изыскательских работах.The invention relates to pump engineering, and in particular to methods of lifting water by airlift, and can be used in the design of hydrotransport systems, construction and operation of water supply systems in rural areas and during survey work.

Известен способ подъема воды с помощью абиссинских колодцев и устройство для подъема воды в виде абиссинского колодца (см. О.Н.Долин. Колодцы и скважины своими руками, 1986 г., рис.18). По этому способу в грунт забивают перфорированную стальную трубу с острым наконечником и вакуумируют ее с помощью поршневых и центробежных насосов. Устройство для подъема воды в содержит перфорированную стальную трубу с острым наконечником, которую на дневной поверхности соединяют со всасом насоса. Недостаток способа и устройства заключается в ограниченной высоте подъема воды до 8 м, а теоретически до 10 м.There is a method of lifting water using Abyssinian wells and a device for lifting water in the form of an Abyssinian well (see O.N. Dolin. Wells and wells with their own hands, 1986, Fig. 18). According to this method, a perforated steel pipe with a sharp tip is driven into the ground and evacuated using piston and centrifugal pumps. The device for lifting water in contains a perforated steel pipe with a sharp tip, which is connected to the pump inlet on the day surface. The disadvantage of this method and device is the limited height of the water rise up to 8 m, and theoretically up to 10 m

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ подъема воды с помощью всасывающего эрлифта и устройство всасывающего эрлифта (см. Рычагов В.В., Флоринский М.М. Насосы и насосные станции. - М., Колос, 1975, с.140). По способу предоставляют возможность входа воздуха из атмосферы в вакуумированную водоподъемную трубу. При этом вес поднимаемой водовоздушной смеси уменьшается, высота подъема увеличивается. Устройство всасывающего эрлифта содержит водоподъемную трубу, перфорированную на расстоянии от ее нижнего конца, равном погружению ее в воду. Верхний конец трубы соединен со всасом насоса. За счет вакуума, создаваемого насосом, вода полным сечением трубы поднимается от уровня свободной поверхности воды в резервуаре до перфорации в трубе. Выше до дневной поверхности вода движется в смеси с воздухом. За счет этого общая высота подъема воды превышает 10 м.Closest to the invention in technical essence is a method of lifting water with the help of a suction airlift and a device of a suction airlift (see Rychagov V.V., Florinsky M.M. Pumps and pumping stations. - M., Kolos, 1975, p.140) . The method provides the opportunity for air to enter from the atmosphere into a vacuum tube. In this case, the weight of the raised air-water mixture decreases, the lift height increases. The suction airlift device contains a water pipe perforated at a distance from its lower end, equal to its immersion in water. The upper end of the pipe is connected to the pump inlet. Due to the vacuum created by the pump, water with a full cross section of the pipe rises from the level of the free surface of the water in the tank to the perforation in the pipe. Above the surface, water moves in a mixture with air. Due to this, the total height of the water rise exceeds 10 m.

Недостаток способа подъема воды заключается в том, что ввод воздуха для аэрации производится выше свободной поверхности воды в водоеме и этим ограничивается высота подъема воды. Ведь часть энергии вакуума в этом случае затрачивается на подъем воды до уровня аэрации полным сечением.The disadvantage of the method of lifting water is that the air for aeration is introduced above the free surface of the water in the reservoir and this limits the height of the rising water. After all, part of the vacuum energy in this case is spent on raising the water to the level of aeration with a full cross section.

Задача изобретения - увеличение высоты подъема воды из колодцев и скважин.The objective of the invention is to increase the height of the rise of water from wells and boreholes.

Технический результат в части способа достигается тем, что подъем воды осуществляют вакуумированием подъемной трубы и насыщением воды в подъемной трубе воздухом, согласно изобретению вакуумирование производят водокольцевым насосом, а насыщение воды воздухом производят путем проникновения воздушных струй воздуха рассредоточено по образующей подъемной трубы с увеличением расхода каждой воздушной струи в направлении сверху вниз по глубине стакана, изолирующем узел аэрации от водоема, и регулируют поступление воды в подъемную трубу калиброванным отверстием в днище стакана.The technical result in terms of the method is achieved by raising the water by evacuating the lifting pipe and saturating the water in the lifting pipe with air, according to the invention, the pump is evacuated with a liquid ring pump, and water is saturated with air by penetrating air jets of air distributed across the generatrix of the lifting pipe with an increase in the flow rate of each air jets in the direction from top to bottom along the depth of the glass, isolating the aeration unit from the reservoir, and regulate the flow of water into the lifting pipe liberated hole in the bottom of the glass.

Это позволяет увеличить высоту подъема воды всасывающим эрлифтом до 100 метров.This allows you to increase the height of the water rise by the suction airlift up to 100 meters.

Технический результат в части устройства достигается тем, что в устройстве, содержащем вакуумный насос и водоподъемную трубу, перфорированную на всасе в нее, согласно изобретению в качестве вакуумного насоса использован водокольцевой насос, а водоподъемная труба снабжена на всасе в нее стаканом с калиброванным отверстием в днище, при этом водоподъемная труба в пределах длины стакана перфорирована по образующей с увеличением диаметра отверстий по направлению сверху вниз.The technical result in the part of the device is achieved by the fact that in the device containing the vacuum pump and the water pipe, perforated on the suction in it, according to the invention, a water ring pump is used as a vacuum pump, and the water pipe is equipped with a glass with a calibrated hole in the bottom on the inlet, while the water-lifting pipe within the length of the glass is perforated along the generatrix with increasing diameter of the holes in the direction from top to bottom.

Площадь поперечного сечения каждого вышерасположенного отверстия в 5…10 раз, то есть почти на порядок меньше площади поперечного отверстия соседнего снизу.The cross-sectional area of each upstream hole is 5 ... 10 times, that is, almost an order of magnitude smaller than the cross-sectional area of the hole adjacent to the bottom.

Пример осуществления способа.An example implementation of the method.

Воду поднимают следующим образом. В скважину спускают водоподъемную трубу со стаканом, имеющим донное входное отверстие. Участок водоподъемной трубы, входящей в стакан, имеет вертикальный ряд боковых радиальных отверстий, диаметр которых увеличивается в направлении сверху вниз. Стакан погружают в воду в скважине на такую глубину, чтобы вода не заливалась через верхний край стакана. Длина стакана принимается равной или больше величины снижения уровня воды в скважине в процессе ее подъема.The water is raised as follows. A water pipe with a glass having a bottom inlet is lowered into the well. The portion of the riser entering the glass has a vertical row of lateral radial holes, the diameter of which increases in the direction from top to bottom. The glass is immersed in water in the well to such a depth that the water does not fill through the upper edge of the glass. The length of the glass is taken to be equal to or greater than the decrease in water level in the well during its rise.

Затем включают водокольцевой насос. Внутри водоподъемной трубы понижается давление и вода в ней поднимается на некоторую высоту, перетекая из стакана. При этом верхнее боковое отверстие самого малого диаметра в водоподъемной трубе обнажается от воды и через него воздух устремляется внутрь трубы. Воздух с водой смешиваются и облегченная водовоздушная смесь поднимается еще выше, обнажая нижерасположенные боковые отверстия в водоподъемной трубе. Количество поступающего воздуха в водоподъемную трубу еще более увеличивается и выносит воду на дневную поверхность. Так полностью опорожняется стакан от воды и воздух через самое большое отверстие у дна стакана выносит всю воду, поступающую в водоподъемную трубу через донное отверстие стакана. Суммарная площадь поперечного сечения боковых отверстий должна превышать площадь поперечного сечения донного отверстия стакана. Это позволит полностью освобождать стакан от воды и гарантировать максимальную производительность водоподъема.Then turn on the water ring pump. Inside the water pipe, the pressure decreases and the water in it rises to a certain height, flowing from the glass. In this case, the upper side hole of the smallest diameter in the water pipe is exposed from the water and through it air rushes into the pipe. Air is mixed with water and the lightweight air-water mixture rises even higher, exposing the lower side openings in the riser. The amount of incoming air into the water pipe increases even more and carries water to the surface. So the glass is completely emptied from the water and the air through the largest hole at the bottom of the glass carries all the water entering the water pipe through the bottom opening of the glass. The total cross-sectional area of the side openings should exceed the cross-sectional area of the bottom opening of the glass. This will completely empty the glass from the water and guarantee maximum water recovery performance.

Таким образом, обеспечивается подъем воды всасывающим эрлифтом.Thus, the water is lifted by the suction airlift.

На чертеже изображено устройство всасывающего эрлифта.The drawing shows a suction airlift device.

Устройство содержит кольцевой вакуумный насос 1, включающий рабочее колесо 2, водяное вращающееся кольцо 3, всасывающий канал 4, рабочие камеры 5, нагнетательный канал 6. Всасывающий канал 4 соединен с водоподъемной трубой 7, а нагнетательный канал 6 с нагнетательным трубопроводом 8, имеющим вертикальный участок 9. Нижний конец водоподъемной трубы снабжен стаканом 10 с калиброванным отверстием 11 в его днище. Нижний конец водоподъемной трубы 7, размещенный в стакане 10, имеет перфорацию по образующей. Диаметр радиальных отверстий 12 увеличивается в направлении сверху вниз.The device comprises an annular vacuum pump 1, including an impeller 2, a water rotating ring 3, a suction channel 4, working chambers 5, a discharge channel 6. A suction channel 4 is connected to a water lift pipe 7, and a discharge channel 6 with a discharge pipe 8 having a vertical section 9. The lower end of the riser is equipped with a glass 10 with a calibrated hole 11 in its bottom. The lower end of the riser 7, placed in the glass 10, has a perforation along the generatrix. The diameter of the radial holes 12 increases in the direction from top to bottom.

Устройство работает следующим образом. В колодец или скважину опускается водоподъемная труба 7 таким образом, чтобы верхний торец стакана 10 был выше статического уровня воды. Затем включается в работу водокольцевой насос 1. Когда эксцентрично установленное рабочее колесо 2 начинает вращаться, то водяное кольцо 3 тоже вращается и располагается концентрично корпусу 1. При этом между зубьями колеса 2 формируются рабочие камеры 5. По направлению вращения колеса сначала объем рабочей камеры увеличивается из-за отхода слоя воды. Это понижает давление в рабочей камере. В водоподъемной трубе 7 формируется перепад давления, направленный снизу вверх, за счет которого поднимается водовоздушная смесь из скважины. После поворота рабочего колеса на 180 градусов объем этой рабочей камеры начинает уменьшаться и находящаяся в нем водовоздушная смесь начинает выталкиваться в нагнетательный трубопровод 8 и далее в сборную емкость, не показанную на чертеже.The device operates as follows. A water-lifting pipe 7 is lowered into a well or a well so that the upper end of the glass 10 is higher than the static water level. Then the water ring pump 1 is turned on. When the eccentrically mounted impeller 2 starts to rotate, the water ring 3 also rotates and is concentric with the housing 1. At the same time, working chambers 5 are formed between the teeth of the wheel 2. In the direction of rotation of the wheel, the volume of the working chamber first increases from due to the departure of a layer of water. This lowers the pressure in the working chamber. In the riser 7, a pressure drop is formed, directed from the bottom up, due to which the air-water mixture rises from the well. After the impeller rotates 180 degrees, the volume of this working chamber begins to decrease and the air-water mixture inside it begins to be pushed into the discharge pipe 8 and then to the collection tank, not shown in the drawing.

Таким образом, осуществляется подъем воды из скважины.Thus, water is lifted from the well.

Claims

1. A method of raising water, including evacuating the riser pipe and saturating the water in the riser with air, characterized in that the evacuation is carried out by a ring pump, and water is saturated with air by penetrating air jets dispersed along the generatrix of the riser with increasing flow rate of each air stream in the direction from top to bottom along the depth of the glass, isolating the aeration unit from the reservoir, and regulate the flow of water into the riser with a calibrated hole in the bottom of the glass.

2. The device for implementing the method according to claim 1, comprising a vacuum pump and a water pipe perforated therein, characterized in that a water ring pump is used as a vacuum pump, and the water pipe is equipped with a glass with a calibrated hole in the bottom while the water pipe within the length of the glass is perforated along the generatrix with increasing diameter of the holes in the direction from top to bottom.