RU2482340C2

RU2482340C2 - Airlift

Info

Publication number: RU2482340C2
Application number: RU2011130016/06A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Ефимович Литвак
Original assignee: ФГБОУ ВПО "Ковровская государственная технологическая академия имени В.А. Дегтярева"
Priority date: 2011-07-19
Filing date: 2011-07-19
Publication date: 2013-05-20
Also published as: RU2011130016A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: air lift includes compressor 1, receiver 2, supply and lifting pipes 3, 4, and distributing device 5. Lifting pipe 4 is equipped with head piece 7 made of external and internal pipes 8, 9. Pipes 8, 9 are interconnected through valve 13 containing sleeve 14 connected to float 15. Pipe 8 is interconnected through non-return valve 10 with the environment, and pipe 9 is connected through non-return valve 11 to supply pipe 3. Compressor 2 is connected to lifting pipe 4 by means of throttle 12. Suction branch pipe of compressor 1 is interconnected by means of pipe 16 equipped with valves 17, 18 and non-return valves 19 and 20 with distributor 5 and with lifting pipe 4. Head piece 7 is equipped with pressure sensor 21 and level sensor 22. Feed valve 19 connects pipe 16 to atmosphere at pressure drop below the specified level.

EFFECT: increasing liquid lifting height.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к насосным установкам типа эрлифт.The invention relates to the field of engineering, and in particular to airlift-type pumping units.

Известны эрлифты или газлифты, применяемые для подъема жидкости с помощью воздуха (Багдасаров В.Г. «Теория, расчет и практика газлифта». М.-Л.: Гостопиздат, 1947 г.). Принцип действия эрлифта основан на снижении плотности газожидкостной смеси при насыщении ее пузырьками газа.Known airlifts or gas lifts used to lift liquids using air (Bagdasarov VG "Theory, calculation and practice of gas lift". M.-L .: Gostopizdat, 1947). The principle of airlift operation is based on a decrease in the density of a gas-liquid mixture when it is saturated with gas bubbles.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является эрлифт (патент на полезную модель RU 68618 U1, МПК F04F 1/20, 2007 г.), содержащий компрессор, подающую и подъемную трубы и распределительное устройство, выполненное в виде системы вентилей. При открытии вентиля происходит постепенное увеличение площади выходного отверстия, в результате чего достигается смешивание пузырьков воздуха с жидкостью. Высота подъема газожидкостной смеси в эрлифте определяется по формулеThe closest in technical essence to the claimed invention is an airlift (patent for utility model RU 68618 U1, IPC F04F 1/20, 2007), containing a compressor, feed and lift pipes and a switchgear made in the form of a valve system. When opening the valve, a gradual increase in the area of the outlet occurs, as a result of which mixing of air bubbles with liquid is achieved. The height of the gas-liquid mixture in the airlift is determined by the formula

H=(γ/γ_c-1)×h,H = (γ / γ _c -1) × h,

где Н - высота подъема жидкости,where N is the height of the liquid,

h - глубина погружения,h is the depth of immersion,

γ - плотность жидкости,γ is the density of the liquid,

γ_с - плотность газожидкостной смеси.γ _c is the density of the gas-liquid mixture.

Плотность газожидкостной смеси для воды обычно находится в пределах (0.15-0.33), поэтому максимальное значение H=5.7h.The density of the gas-liquid mixture for water is usually in the range (0.15-0.33), so the maximum value is H = 5.7h.

Недостатком этого решения являются низкие технологические возможности из-за ограниченной высоты подъема жидкости, зависящей от глубины погружения подъемной трубы и плотности газожидкостной смеси, которые имеют технические пределы.The disadvantage of this solution is the low technological capabilities due to the limited height of the liquid, depending on the depth of immersion of the lifting pipe and the density of the gas-liquid mixture, which have technical limits.

Задачей настоящего изобретения является устранение указанного недостатка.The objective of the present invention is to remedy this drawback.

Это достигается тем, что в эрлифте, включающем компрессор, подающую и подъемную трубы, подъемная труба снабжена насадкой, содержащей внутреннюю и внешнюю трубы, сообщающиеся между собой и посредством обратных клапанов с подъемной трубой и с резервуаром, причем внутренняя труба соединена с внешней посредством клапана, выполненного в виде подвижной втулки с поплавком.This is achieved by the fact that in the airlift, which includes the compressor, supply and lift pipes, the lift pipe is equipped with a nozzle containing inner and outer pipes communicating with each other and through non-return valves with a lift pipe and with a reservoir, the inner pipe being connected to the outside by means of a valve, made in the form of a movable sleeve with a float.

Под давлением сжатого воздуха жидкость из насадки поступает в подъемную трубу, где смешивается с воздухом, поступающим через дроссель, образуя газожидкостную смесь, которая поднимается по подъемной трубе в следующем цикле. При этом высота столба газожидкостной смеси определяется по формуле:Under the pressure of compressed air, the liquid from the nozzle enters the riser pipe, where it mixes with the air flowing through the throttle, forming a gas-liquid mixture, which rises along the riser pipe in the next cycle. The height of the column of gas-liquid mixture is determined by the formula:

H=(P-h×γ)/γ_c,H = (Ph × γ) / γ _c ,

где Р - давление сжатого воздуха,where P is the pressure of compressed air,

h - глубина погружения подъемной трубы,h is the immersion depth of the lifting pipe,

γ - плотность жидкости,γ is the density of the liquid,

Таким образом, высота подъема прямо пропорциональна давлению сжатого воздуха, а не глубине погружения. Так как большой глубины погружения достичь технически сложно, а давление сжатого воздуха может достигать ста атмосфер, то высота подъема жидкости в заявленном решении значительно увеличивается по сравнению с прототипом.Thus, the lift height is directly proportional to the pressure of the compressed air, and not the depth of immersion. Since it is technically difficult to achieve a great depth of immersion, and the pressure of compressed air can reach one hundred atmospheres, the height of the liquid in the claimed solution is significantly increased compared to the prototype.

На чертеже изображен общий вид предлагаемого устройства.The drawing shows a General view of the proposed device.

Эрлифт состоит из компрессора 1, ресивера 2, подающей трубы 3, подъемной трубы 4, распределительного устройства 5, снабженного управляющим устройством 6, насадки 7, содержащей внешнюю трубу 8, внутреннюю трубу 9, обратных клапанов 10 и 11. Ресивер 2 соединен с подъемной трубой 4 посредством дросселя 12. На внутренней трубе 9 установлен клапан 13, содержащий втулку 14, соединенную с поплавком 15. Всасывающий патрубок компрессора 1 посредством трубы 16, снабженной кранами 17, 18 и обратными клапанами 19 и 20, сообщается с распределителем 5 и с подъемной трубой 4. Насадка 7 снабжена датчиком давления 21 и датчиком уровня 22. Датчик давления 21 связан с управляющим устройством 6 посредством реле времени 23.The airlift consists of a compressor 1, a receiver 2, a supply pipe 3, a lifting pipe 4, a switchgear 5 provided with a control device 6, a nozzle 7 containing an external pipe 8, an internal pipe 9, check valves 10 and 11. A receiver 2 is connected to the lifting pipe 4 by means of a throttle 12. A valve 13 is installed on the inner pipe 9, comprising a sleeve 14 connected to the float 15. The suction pipe of the compressor 1 by means of a pipe 16 equipped with taps 17, 18 and check valves 19 and 20 is in communication with the distributor 5 and with the lifting pipe 4. N 7, the cage is provided with a pressure sensor 21 and level sensor 22. The pressure sensor 21 is connected to the control device 6 via the time relay 23.

Компрессор 1 подает сжатый газ в ресивер 2, откуда он поступает к распределителю 5 и через дроссель 12 в подъемную трубу 4. При открытом кране 17 и закрытом кране 18 полость насадки 7 сообщается с всасывающим патрубком компрессора, насадка 7 заполнена жидкостью, клапан 14 открыт. Подпиточный клапан 19 соединяет трубу 16 с атмосферой при падении давления ниже установленного уровня. При переключении распределительного устройства 5 компрессор 1 сообщается с полостью насадки, а его всасывающий патрубок - с атмосферой, клапан 10 закрывается, жидкость из насадки через клапаны 13 и 11 поступает в подъемную трубу 4, где смешивается со сжатым воздухом, поступающим через дроссель 12, образуя газожидкостную смесь. По мере понижения уровня жидкости в насадке втулка 14 опускается, закрывая отверстия клапана 13, давление воздуха в замкнутом пространстве насадки возрастает, срабатывает датчик давления 21, воздействуя через реле времени 23 на управляющее устройство 6, которое переключает распределительное устройство 5. Полость насадки соединяется с всасывающим патрубком компрессора. Давление воздуха в полости насадки снижается, и она заполняется жидкостью из внешнего резервуара через клапан 10. Поплавок 15 с втулкой 14 клапана 13 поднимается, открывая отверстия во внутренней трубе 9. По истечении времени, необходимого для заполнения насадки жидкостью, реле времени 23 переключает управляющее устройство 6, и цикл повторяется. Датчик 22 сигнализирует об уровне жидкости в насадке. В каждом цикле высота столба газожидкостной смеси в подъемной трубе возрастает. Конечная высота столба смеси определяется величиной давления сжатого воздуха и плотностью смеси.Compressor 1 supplies compressed gas to receiver 2, from where it flows to distributor 5 and through throttle 12 to lift pipe 4. With open valve 17 and closed valve 18, nozzle cavity 7 communicates with the compressor suction pipe, nozzle 7 is filled with liquid, valve 14 is open. A make-up valve 19 connects the pipe 16 to the atmosphere when the pressure drops below a set level. When switching the switchgear 5, the compressor 1 communicates with the nozzle cavity, and its suction pipe communicates with the atmosphere, the valve 10 closes, the liquid from the nozzle through the valves 13 and 11 enters the riser pipe 4, where it is mixed with compressed air entering through the throttle 12, forming gas-liquid mixture. As the liquid level in the nozzle decreases, the sleeve 14 lowers, closing the openings of the valve 13, the air pressure in the enclosed space of the nozzle increases, the pressure sensor 21 is activated, acting through a timer 23 on the control device 6, which switches the dispenser 5. The nozzle cavity is connected to the suction compressor nozzle. The air pressure in the nozzle cavity decreases, and it is filled with liquid from the external tank through the valve 10. The float 15 with the sleeve 14 of the valve 13 rises, opening the holes in the inner pipe 9. After the time required to fill the nozzle with liquid, the time relay 23 switches the control device 6, and the cycle repeats. The sensor 22 signals the level of fluid in the nozzle. In each cycle, the height of the column of the gas-liquid mixture in the riser increases. The final height of the mixture column is determined by the pressure of compressed air and the density of the mixture.

При открытом кране 18 и закрытом кране 17 выхлоп воздуха из насадки направляется в подъемную трубу с целью энергосбережения.When the valve 18 is open and the valve 17 is closed, the air exhaust from the nozzle is directed to the riser pipe in order to save energy.

Claims

An airlift comprising a compressor, a lift and a supply pipe, a switchgear, characterized in that the lift pipe is provided with a nozzle made in the form of two pipes communicating through a valve consisting of a sleeve connected with a float, while one of the pipes is connected through a non-return valve to feed pipe, and the other through the check valve - with the external environment.