RU2532474C1 - Пульсационный клапанный погружной насос (варианты) - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к атомной промышленности в части переработки радиоактивных отходов, а именно к устройствам для более полного освобождения емкостей-хранилищ от радиоактивных осадков, и может найти применение в химической, нефтехимической и других отраслях. Насос содержит корпус, воздухораспределитель, состоящий из клапанов подачи сжатого воздуха, сброса отработанного воздуха и подачи разрежения в корпус, пульсопровод, нагнетательный трубопровод с выпускным шаровым клапаном, систему управления и впускной клапан. Впускной клапан снабжен золотником, взаимодействующим с торцом выполненного в виде трубы седла и соединенным валом со штоком пневмоцилиндра. К донышкам корпусов по периметру присоединены всасывающие патрубки, на торце которых выполнены пазы, расширяющиеся внутрь, а к торцам прикреплены заглушки. По одному из вариантов пневмоцилиндр устанавливается в зоне обслуживания и подключается к системе управления, электропневмораспределители которой, управляющие работой клапана подачи разрежения и пневмоцилиндра двустороннего действия, соединены параллельно. По второму варианту пневмоцилиндр устанавливается на корпусе насоса, а верхняя полость пневмоцилиндра соединяется трубопроводом с пульсопроводом. В нижней полости пневмоцилиндра устанавливается возвратная пружина, усилие которой меньше усилия пневмоцилиндра при рабочем давлении и составляет при верхнем и нижнем положениях поршня пневмоцилиндра соответственно 0,4 и 0,6 усилия пневмоцилиндра. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относится к атомной промышленности в части переработки радиоактивных отходов, а именно к устройствам для более полного освобождения емкостей-хранилищ от радиоактивных осадков, и может найти применение в химической, нефтехимической и других отраслях.

Для освобождения емкостей-хранилищ от радиоактивных осадков применяется послойный метод их удаления, заключающийся в создании впадины в осадке, заполняемой ограниченным объемом рабочей жидкости. Рабочая жидкость из впадины многократно используется для размыва осадка и его растворения до создания суспензии требуемой концентрации, которая затем выдается из емкости, например известным пульсационным клапанным погружным насосом по патенту РФ №2097605, МПК⁷ F04F 1/02. Создание и углубление впадины осуществляется, например, устройствами для размыва осадка и дезактивации по патенту №2400848, МПК⁷ G21F 9/34. Оголенный осадок с периферии емкости смывается во впадину незатопленными струями устройством для размыва осадка и дезактивации по патенту на полезную модель №61928, МПК⁷ G21F 9/34, 9/36.

В конечной стадии освобождения емкостей-хранилищ впадина исчезает и жидкость из нее растекается по всей площади емкости, при этом под жидкостью остается слой осадка. Суммарная высота этих слоев при использовании известных устройств составляет, как правило, около 100-200 мм. Вследствие значительных площадей емкостей-хранилищ, диаметр которых составляет 9 м и более, остаточный объем жидкости и осадка в них составляет 6-12 м³ и более. Удаление остатков осадка занимает продолжительное время и требует более высоких удельных затрат рабочей жидкости на единицу удаляемого осадка, чем при послойном его удалении. В этом случае подавать остатки осадка к всасывающему патрубку насоса возможно только воздействуя на него через слой жидкости незатопленными струями, но эффективность их действия зависит от высоты слоя жидкости над осадком. Поэтому, чем меньше уровень жидкости в емкости, тем эффективнее можно передвигать осадок к всасывающему патрубку насоса. Кроме того, при выводе емкостей-хранилищ из эксплуатации, а тем более для их повторного использования, необходимо оставить в ней как можно меньший не выдаваемый объем жидкости.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является пульсационный клапанный погружной насос (см. патент РФ №2249269, МПК7 G21 9/28, F04F 1/02), включающий корпус, пульсопровод, нагнетательный трубопровод с выпускным шаровым клапаном, впускной шаровой клапан с ограничителем подъема шара, причем нижний торец седла впускного шарового клапана снабжен пазами, а на седле дополнительно установлена пружина с подвижной перфорированной решеткой. Известный насос снабжен компьютерной системой управления, включающей персональный компьютер, микроконтроллер, электропневмораспределители, модемы связи и программное обеспечение и позволяющей осуществлять дистанционное управление работой насоса и устанавливать необходимые продолжительности заполнения корпуса насоса рабочей жидкостью и вытеснения ее из корпуса.

В заключительной стадии освобождения емкостей хранилищ от радиоактивных отходов для более полного опорожнения емкости известный насос опускается до его упора в дно емкости. При опускании насоса подвижная перфорированная решетка упирается в дно емкости, в результате чего седло впускного клапана входит внутрь подвижной перфорированной решетки, сжимая пружину. В этом случае заполнение корпуса рабочей жидкостью осуществляется через пазы на нижнем торце седла, высота которых определяет остаточный объем жидкости в емкости.

Впускной шаровой клапан известного насоса открывается при поднятии шара над седлом под действием воздействующих на шар гидростатического давления жидкости из емкости и разрежения в корпусе насоса. Гидростатическое давление в емкости, способствующее поднятию шара над седлом, определяется высотой уровня жидкости в емкости и ее удельным весом.

В заключительной стадии освобождения при практическом отсутствии воздействия гидростатического давления жидкости из емкости на шар, шар будет приподниматься над седлом только за счет разрежения в корпусе. При этом поднятие шара над седлом разрежением в корпусе возможно только при полном погружении шара в жидкость и заполнении жидкостью внутренней полости седла под шаром.

На практике при испытаниях и работе оборудования с впускными шаровыми клапанами, погруженными в жидкость на глубину менее 600 мм, при заполнении корпуса жидкостью наблюдаются постоянные соударения шара с седлом, приводящие к вибрации насоса. Соударения шара с седлом объясняются тем, что при поднятии шара в результате впуска в камеру порции жидкости разрежение в корпусе уменьшается, и, при отсутствии достаточного гидравлического давления жидкости из емкости, поддерживающего шар над седлом, шар падает в седло. При последующем возрастании в корпусе разрежения шар вновь приподнимается в седле, впуская очередную порцию жидкости в корпус, и вновь падает в седло. Прерывистый режим заполнения корпуса жидкостью снижает производительность известного насоса вследствие увеличения продолжительности заполнения корпуса жидкостью, а также его надежность в работе вследствие возникающей вибрации.

При уровне жидкости в емкости, расположенном ниже шара впускного клапана, шар в седле находится в воздушной среде, например при пуске насоса в работу. В этом случае открытие впускного шарового клапана возможно только при поступлении разрежения из корпуса в полость седла под шаром через негерметичное прилегание шара к седлу и подъема жидкости из емкости в корпус до полного погружения шара. В этом случае продолжительность заполнения корпуса жидкостью зависит и от степени герметичности соединения «шар-седло».

Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, заключается в сохранении производительности и обеспечении устойчивой работы насоса при низких уровнях жидкости в емкости, необходимых для наиболее полного опорожнения емкостей-хранилищ.

Единый технический результат - сохранение продолжительности заполнения корпуса при работе насоса с низкими уровнями жидкости в емкости за счет автоматического открытия и закрытия впускного клапана, одновременно с открытием и закрытием клапана воздухораспределителя, подающего разрежение в корпус насоса.

Для достижения указанного технического результата при использовании предлагаемого по пункту 1 формулы пульсационного клапанного погружного насоса, включающего корпус, воздухораспределитель, состоящий из клапанов подачи сжатого воздуха, сброса отработанного воздуха и подачи разрежения в корпус, пульсопровод, нагнетательный трубопровод с выпускным шаровым клапаном, систему управления и впускной клапан, впускной клапан снабжен золотником, взаимодействующим с торцом выполненного в виде трубы седла. Золотник соединен валом со штоком пневмоцилиндра двустороннего действия, установленного в зоне обслуживания и подключенного к системе управления, электропневмораспределители которой, управляющие работой пневмоцилиндра и клапана подачи разрежения, соединены параллельно.

В частном случае исполнения к донышку корпуса по его периметру присоединен всасывающий патрубок, на торце которого выполнены пазы, расширяющиеся внутрь, а к торцу прикреплена заглушка.

Снабжение впускного клапана золотником, взаимодействующим с торцом выполненного в виде трубы седла, и соединение золотника валом со штоком пневмоцилиндра двустороннего действия, установленного в зоне обслуживания, позволяют осуществлять перемещение золотника относительно седла на ход штока пневмоцилиндра и получить в результате постоянное проходное сечение между золотником и седлом открытого впускного клапана, которое позволяет в свою очередь сохранить продолжительность заполнения корпуса жидкостью и исключить вибрации в предлагаемом насосе при низких уровнях жидкости в емкости.

Установка пневмоцилиндра двустороннего действия в зоне обслуживания и его подключение к системе управления, электропневмораспределители которой, управляющие работой пневмоцилиндра и клапана подачи разрежения, соединены параллельно, позволяют обеспечить принудительное автоматическое открытие и закрытие впускного клапана одновременно с открытием и закрытием клапана воздухораспределителя, подающего разрежение в корпус насоса. Это позволяет при подаче разрежения в корпус осуществить его заполнение жидкостью из емкости через открытый впускной клапан, а при завершении заполнения одновременно закрыть впускной клапан и клапан подачи разрежения с целью последующей подачи в корпус сжатого воздуха для вытеснения жидкости из корпуса насоса.

Присоединение к донышку корпуса по его периметру всасывающего патрубка, на торце которого выполнены пазы, расширяющиеся внутрь, позволяет увеличить количество пазов и за счет этого уменьшить их высоту при сохранении суммарного проходного сечения всасывающего патрубка, а следовательно, уменьшить остаточный не выдаваемый объем жидкости в емкости.

Выполнение на торце всасывающего патрубка пазов, расширяющихся внутрь, позволяет осуществить выдачу суспензии из насоса с определенными размерами твердой фазы для предотвращения закупорок передающих трубопроводов и запорной арматуры на них, а также предотвратить закупорку пазов и обеспечить их промывку вытеснением жидкости из корпуса после его заполнения открытием впускного клапана и подачей в корпус сжатого воздуха.

Присоединение к торцу всасывающего патрубка заглушки позволяет исключить попадание крупных частиц твердой фазы в корпус, минуя пазы, расширяющиеся внутрь, при установке насоса на осадок, находящийся на дне емкости.

Вышеуказанный технический результат при использовании предлагаемого по пункту 3 формулы пульсационного клапанного погружного насоса, включающего корпус, воздухораспределитель, состоящий из клапанов подачи сжатого воздуха, сброса отработанного воздуха и подачи разрежения в корпус, пульсопровод, нагнетательный трубопровод с выпускным шаровым клапаном, систему управления и впускной клапан, впускной клапан снабжен золотником, взаимодействующим с торцом выполненного в виде трубы седла. Золотник соединен валом со штоком пневмоцилиндра, установленного на корпусе насоса.

Верхняя полость пневмоцилиндра присоединена трубопроводом к пульсопроводу, а в нижней полости пневмоцилиндра установлена возвратная пружина, усилие которой меньше усилия пневмоцилиндра при рабочем давлении.

Учитывая условия эксплуатации, присоединение верхней полости пневмоцилиндра к пульсопроводу выполнено на высоте, считая от уровня жидкости в емкости, превышающей величину разрежения, измеренную в метрах водного столба.

В частном случае исполнения усилия возвратной пружины при верхнем и нижнем положениях поршня пневмоцилиндра составляют соответственно 0,4 и 0,6 усилия пневмоцилиндра при рабочем давлении

В другом частном случае исполнения по диаметру донышка к нему присоединен всасывающий патрубок, на торце которого выполнены пазы, расширяющиеся внутрь.

Снабжение впускного клапана золотником, взаимодействующим с торцом выполненного в виде трубы седла, и соединение золотника валом со штоком пневмоцилиндра позволяет осуществлять перемещение золотника относительно седла на ход штока пневмоцилиндра и получить постоянное проходное сечение между золотником и седлом открытого впускного клапана, которое позволяет в свою очередь сохранить продолжительность заполнения корпуса жидкостью и исключить вибрации в предлагаемом насосе при низких уровнях жидкости в емкости.

Установка пневмоцилиндра на корпусе насоса позволяет уменьшить длину вала, соединяющего золотник со штоком пневмоцилиндра и упростить изготовление, монтаж и эксплуатацию предлагаемого насоса в емкостях-хранилищах, высота которых достигает 30 м.

Соединение верхней полости пневмоцилиндра с пульсопроводом и установка в нижней полости пневмоцилиндра возвратной пружины, усилие которой меньше усилия пневмоцилиндра при рабочем давлении, позволяют организовать автоматическое открытие и закрытие впускного клапана при определенных значениях давления в пульсопроводе и усилия возвратной пружины.

В результате осуществляется принудительное автоматическое открытие и закрытие впускного клапана, практически одновременно с открытием и закрытием клапана воздухораспределителя, подающего разрежение в корпус насоса.

Расположение места присоединения трубопровода, соединяющего верхнюю полость пневмоцилиндра с пульсопроводом, на высоте, считая от уровня жидкости в емкости, превышающей величину разрежения, измеренную в метрах водного столба, исключает попадание рабочей жидкости из корпуса в пневмоцилиндр при подаче разрежения в корпус с любой продолжительностью.

Выполнение возвратной пружины с усилиями, составляющими соответственно 0,4 и 0,6 от усилия пневмоцилиндра, получаемого при рабочем давлении сжатого воздуха при верхнем и нижнем положениях поршня пневмоцилиндра соответственно, позволяет начать поднятие поршня пневмоцилиндра в конце цикла сброса сжатого воздуха, а опускание поршня - в начале цикла подачи сжатого воздуха, когда усилие пружины уравнивается с усилием пневмоцилиндра.

На практике сброс отработанного сжатого воздуха из корпуса насоса до атмосферного давления в нем осуществляется за 3-4 с, после чего одновременно с закрытием клапана сброса отработанного воздуха открывается клапан подачи разрежения в корпус насоса. Поэтому открытие впускного клапана, происходящее в конце сброса отработанного воздуха, будет осуществляться практически одновременно с открытием клапана подачи разрежения с незначительным опережением.

После заполнения корпуса жидкостью закрытие клапана подачи разрежения осуществляется одновременно с открытием клапана подачи сжатого воздуха и набор рабочего давления осуществляется в течение 1-2 с, поэтому закрытие впускного клапана происходит практически одновременно с закрытием клапана подачи разрежения с незначительным запаздыванием. В результате осуществляется принудительное автоматическое открытие и закрытие впускного клапана, практически одновременно с открытием и закрытием клапана воздухораспределителя, подающего разрежение в корпус насоса.

Присоединение к донышку корпуса по его периметру всасывающего патрубка, на торце которого выполнены пазы, расширяющиеся внутрь, позволяет увеличить количество пазов и за счет этого уменьшить их высоту при сохранении суммарного проходного сечения всасывающего патрубка, а следовательно, уменьшить остаточный не выдаваемый объем жидкости в емкости.

Выполнение на торце всасывающего патрубка пазов, расширяющихся внутрь, позволяет осуществить выдачу суспензии из насоса с определенными размерами твердой фазы для предотвращения закупорок передающих трубопроводов и запорной арматуры на них, а также предотвратить закупорку пазов и обеспечить их промывку обратным током жидкости. Присоединение к торцу всасывающего патрубка заглушки позволяет исключить попадание крупных частиц твердой фазы в корпус, минуя пазы, расширяющиеся внутрь, при установке насоса на осадок, находящийся на дне емкости.

Предлагаемые варианты пульсационного клапанного погружного насоса иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1, фиг.2 и фиг.3.

На фиг.1 показан пульсационный клапанный погружной насос по п.1 формулы, установленный в емкости.

На фиг.2 - вид А и выносной элемент Б на фиг.1.

На фиг.3 - пульсационный клапанный погружной насос по п.3 формулы, установленный в емкости.

Предлагаемый по п.1 насос (см. фиг.1) содержит корпус 1, с установленным в нем нагнетательным трубопроводом 2, снабженным выпускным шаровым клапаном 3 и запорным клапаном 4, а также пульсопровод 5. Пульсопровод 5 и выпускной шаровой клапан 3 жестко присоединены к монтажному фланцу 6, устанавливаемому на фланец 7 проходки 8 в емкость 9. Пульсопровод 5 соединен с клапанным воздухораспределителем 10, который состоит из трех быстродействующих клапанов 11, 12 и 13 подачи сжатого воздуха, сброса отработанного воздуха и подачи разрежения в корпус 1 соответственно. В качестве быстродействующих клапанов 11, 12 и 13 используются клапаны японской фирмы SMC, показавшие высокую надежность при их эксплуатации. Внутри корпуса 1 установлен впускной клапан 14, который состоит из седла 15, выполненного в виде трубы, присоединенной к донышку 16 корпуса 1 над отверстием 17 и золотника 18, присоединенного к валу 19. Вал 19 проходит через узлы уплотнения 20 и 21, установленные на монтажном фланце 6 и крышке 22 корпуса 1 соответственно и изготовленные из антифрикционных материалов, например фторопласта, и служащие также в качестве подшипников скольжения для вала 19. В верхней части вал 19 присоединен к штоку 23 пневмоцилиндра 24.

Торец 25 седла 15 выполнен с V-образным профилем, с которым взаимодействует своим торцом золотник 18 при нижнем положении штока 23 пневмоцилиндра 24. Для обеспечения плотного прилегания торцов золотника 18 и седла 15 нижняя часть 26 вала 19 выполнена сферической формы, установлена в паз 27 золотника 18 и зафиксирована в нем штифтом 28. На золотнике 18 выполнены направляющие 29, размещенные внутри седла 15 с зазором.

По диаметру донышка 12 к нему присоединен всасывающий патрубок 30, на торце 31 которого выполнены пазы 32, расширяющиеся внутрь. К торцу 31 присоединена заглушка 33.

Насос содержит компьютерную систему управления (на чертеже не показана), состоящую из персонального компьютера, обеспечивающего дистанционное управление насосом, и соединенного модемами связи с блоком управления, в который входит программируемый микроконтроллер, электропневмораспределители, и программное обеспечение. При этом электропневмораспределители, управляющие работой клапана 13 подачи разрежения в корпус и пневмоцилиндра 24, соединены параллельно, что обеспечивает одновременное открытие и закрытие клапана 13 и впускного клапана 14.

Предлагаемый по п.1 формулы насос работает следующим образом.

На компьютерной системе управления задаются продолжительности нахождения в открытом положении клапанов 11, 12 и 13, осуществляющих попеременную подачу в корпус 1 сжатого воздуха, сброс отработанного воздуха и подачу в корпус 1 разрежения соответственно, определяемые при стендовых испытаниях насоса. При открытии клапана 13, подающего разрежение в корпус 1, одновременно принудительно открывается и впускной клапан 14 движением штока 23 пневмоцилиндра 24 и соединенного со штоком 23 валом 19 золотника 18 вверх. При этом золотник 18 приподнимается над торцом 25 седла 15, соединяя корпус 1 и емкость 9. Под действием разрежения жидкость из емкости 9 через пазы 32 поступает внутрь седла 15 и далее через зазор между золотником 18 и торцом 25 седла 15 заполняет корпус 1. При этом частицы твердой фазы в жидкости не оседают на V-образном профиле торца 25 седла 15. По истечении заданной продолжительности заполнения клапан 13 и впускной клапан 14 закрываются, открывается клапан 11, подающий в корпус 1 сжатый воздух, под действием которого жидкость вытесняется из корпуса 1 в нагнетательный трубопровод 2 и далее через выпускной шаровой клапан 3 и открытый запорный клапан 4 выдается из емкости 9. По истечении заданной продолжительности вытеснения клапан 11 закрывается, открывается клапан 12, через который отработанный сжатый воздух отдувается из корпуса 1 на газоочистку, затем клапан 12 закрывается. В корпус 1 вновь подается разрежение и процесс заполнения корпуса 1 рабочей жидкостью, ее вытеснения из корпуса 1 и сброса отработанного сжатого воздуха многократно повторяется до достижения уровнем жидкости в емкости 9 верхней кромки пазов 32, после чего заполнение корпуса жидкостью становится невозможным вследствие соединения внутренней полости корпуса 1 с газовой средой емкости 9. В случае неполного удаления остатков осадка в емкость 9 вновь принимается определенное количество рабочей жидкости, обеспечивающей как работу предлагаемого насоса, так и эффективное передвижение остатков осадка к всасывающему патрубку 30 насоса. В случае «забивки» пазов 32 на всасывающем патрубке 30 осадком их промывка осуществляется обратным потоком жидкости, организуемым открытием впускного клапана 14 во время цикла подачи в корпус 1 сжатого воздуха через клапан 11.

Предлагаемый по п.3 формулы насос (см. фиг.3) также содержит корпус 1, с установленным в нем нагнетательным трубопроводом 2, снабженным выпускным шаровым клапаном 3 и запорным клапаном 4, а также пульсопровод 5. Пульсопровод 5 и выпускной шаровой клапан 3 жестко присоединены к монтажному фланцу 6, устанавливаемому на фланец 7 проходки 8 в емкость 9. Пульсопровод 5 соединен с клапанным воздухораспределителем 10, который состоит из трех клапанов 11, 12 и 13 подачи сжатого воздуха, сброса отработанного воздуха и подачи разрежения в корпус 1 соответственно. Внутри корпуса 1 установлен впускной клапан 14, который состоит из седла 15, выполненного в виде трубы, присоединенной к донышку 16 корпуса 1 над отверстием 17 и золотника 18, присоединенного к валу 19. Вал 19 проходит через узел уплотнения 21, установленный на крышке 22 корпуса 1, изготовленный из антифрикционных материалов, например фторопласта, и служащий также в качестве подшипника скольжения для вала 19. В верхней части вал 19 присоединен к штоку 34 пневмоцилиндра 35, установленного на крышке 22 корпуса 1. Верхняя полость 36 пневмоцилиндра 35 соединена трубопроводом 37 с пульсопроводом 5, а в нижней полости 38, сообщающейся с газовой средой емкости, под поршнем 39 установлена возвратная пружина 40.

Торец 25 седла 15 (см. фиг.2) выполнен с V-образным профилем, с которым взаимодействует своим торцом золотник 18 при нижнем положении штока 23 пневмоцилиндра 24. Для обеспечения плотного прилегания торцов золотника 18 и седла 15 нижняя часть 26 вала 19 выполнена сферической формы, установлена в паз 27 золотника 18 и зафиксирована в нем штифтом 28. На золотнике 18 выполнены направляющие 29, размещенные внутри седла 15 с зазором.

По диаметру донышка 12 к нему присоединен всасывающий патрубок 30, на торце 31 которого выполнены пазы 32, расширяющиеся внутрь. К торцу 31 присоединена заглушка 33.

Насос содержит компьютерную систему управления (на чертеже не показана), состоящую из персонального компьютера, обеспечивающего дистанционное управление насосом и соединенного модемами связи с блоком управления, в который входит программируемый микроконтроллер, электропневмораспределители, и программное обеспечение.

Предлагаемый по п.3 формулы насос работает следующим образом.

На компьютерной системе управления задаются продолжительности открытия клапанов 11, 12 и 13, осуществляющих попеременную подачу в корпус 1 сжатого воздуха, сброс отработанного воздуха и подачу в корпус 1 разрежения соответственно. Продолжительности открытия клапанов 11, 12 и 13 определяются при стендовых испытаниях насоса.

При отсутствии давления в верхней полости 36 пневмоцилиндра 35 впускной клапан 14 находится в открытом положении под действием пружины 40, поднимающей поршень 39 пневмоцилиндра 35 и шток 34 с присоединенным к нему валом 19 золотника 18 вверх. При этом торец золотника 18 приподнимается над торцом 25 седла 15, соединяя корпус 1 и емкость 9. Под действием разрежения жидкость из емкости 9 через пазы 32 поступает внутрь седла 15 и далее через зазор между золотником 18 и торцом 25 седла 15 заполняет корпус 1. По истечении заданной продолжительности заполнения корпуса 1 клапан 13 закрывается, а одновременно открывается клапан 11, подающий сжатый воздух одновременно в корпус 1 и верхнюю полость 36 пневмоцилиндра 35. Под действием давления поршень 39 перемещается вниз, сжимает пружину 40, прижимая золотник 18 к седлу 15 и закрывая впускной клапан 14. При этом жидкость вытесняется из корпуса 1 в нагнетательный трубопровод 2 и далее через выпускной шаровой клапан 3 и открытый запорный клапан 4 выдается из емкости 9. В первоначальный момент подачи сжатого воздуха в корпус 1 и верхнюю полость 36 пневмоцилиндра часть жидкости из корпуса 1 будет вытесняться обратно в емкость до полного закрытия впускного клапана 14. Учитывая то, что ход поршня пневмоцилиндра 35 составляет 10-15 мм, закрытие впускного клапана осуществляется практически мгновенно и вытесняемый объем жидкости обратно в емкость будет незначительным.

По истечении заданной продолжительности вытеснения клапан 11 закрывается, одновременно открывается клапан 12, через который отработанный сжатый воздух отдувается из корпуса 1 на газоочистку, при этом одновременно отдувается и сжатый воздух из верхней полости 36 пневмоцилиндра 35 по трубопроводу 37 в пульсопровод 5. При падении давления в верхней полости 36 пневмоцилиндра 35 возвратная пружина 40 в конце сброса отработанного воздуха из корпуса 1 поднимает поршень 39 пневмоцилиндра 35 и шток 34 с присоединенным к нему валом 19 золотника 18 вверх. Практически одновременно закрывается клапан 12 и открывается клапан 13, подающий разрежение в корпус 1. Под действием разрежения жидкость из емкости 9 через пазы 32 поступает внутрь седла 15 и далее через зазор между золотником 18 и торцом седла 15 заполняет корпус 1. Процесс заполнения корпуса 1 рабочей жидкостью, ее вытеснения из корпуса 1 и сброса отработанного сжатого воздуха многократно повторяется до достижения уровнем жидкости в емкости 9 верхней кромки пазов 32, после чего заполнение корпуса жидкостью становится невозможным вследствие соединения внутренней полости корпуса 1 с газовой средой емкости 9. В случае неполного удаления остатков осадка в емкость 9 вновь принимается определенное количество рабочей жидкости, обеспечивающей как работу предлагаемого насоса, так и эффективное передвижение остатков осадка к всасывающему патрубку 30 насоса.

Промывка пазов 32 на всасывающем патрубке 30 осуществляется постоянно при работе насоса обратным током жидкости следующим образом. В конце цикла сброса отработанного воздуха при незначительном опережении открытия впускного клапана 14 относительно открытия клапана 13 подачи разрежения часть жидкости из корпуса 1 будет вытесняться обратно в емкость 9 через пазы 32 остаточным давлением сжатого воздуха.

Также при каждом цикле подачи сжатого воздуха в корпус 1 частичное вытеснение жидкости из корпуса 1 обратно в емкость 9 через пазы 32 будет происходить за счет незначительного запаздывания закрытия впускного клапана 14 относительно закрытия клапана подачи разрежения.

Низкий уровень жидкости в освобождаемой емкости 9 позволяет более эффективно размывать остатки осадка в емкости, передвигая их к всасывающему патрубку 30 предлагаемого насоса, и сократить удельные затраты рабочей жидкости и продолжительность освобождения емкости.

Claims (6)

1. Пульсационный клапанный погружной насос, включающий корпус, воздухораспределитель, состоящий из клапанов подачи сжатого воздуха, сброса отработанного воздуха и подачи разрежения в корпус, пульсопровод, нагнетательный трубопровод с выпускным шаровым клапаном, систему управления и впускной клапан, отличающийся тем, что впускной клапан снабжен золотником, взаимодействующим с торцом выполненного в виде трубы седла, золотник соединен валом со штоком пневмоцилиндра двустороннего действия, установленного в зоне обслуживания и подключенного к системе управления, электропневмораспределители которой, управляющие работой клапана подачи разрежения и пневмоцилиндра двустороннего действия, соединены параллельно.

2. Насос по п.1, отличающийся тем, что к донышку корпуса по его периметру присоединен всасывающий патрубок, на торце которого выполнены пазы, расширяющиеся внутрь, а к торцу прикреплена заглушка.

3. Пульсационный клапанный погружной насос, включающий корпус, воздухораспределитель, состоящий из клапанов подачи сжатого воздуха, сброса отработанного воздуха и подачи разрежения в корпус, пульсопровод, нагнетательный трубопровод с выпускным шаровым клапаном, систему управления и впускной клапан, отличающийся тем, что впускной клапан снабжен золотником, взаимодействующим с торцом выполненного в виде трубы седла, золотник соединен валом со штоком пневмоцилиндра, установленного на корпусе насоса, верхняя полость пневмоцилиндра соединена трубопроводом с пульсопроводом, а в нижней полости пневмоцилиндра установлена возвратная пружина, усилие которой меньше усилия пневмоцилиндра при рабочем давлении.

4. Насос по п.3, отличающийся тем, что место присоединения трубопровода, соединяющего верхнюю полость пневмоцилиндра с пульсопроводом, расположено на высоте, считая от уровня жидкости в емкости, превышающей величину разрежения, измеренную в метрах водного столба.

5. Насос по п.3, отличающийся тем, что усилия возвратной пружины при верхнем и нижнем положениях поршня пневмоцилиндра составляют соответственно 0,4 и 0,6 усилия пневмоцилиндра при рабочем давлении.

6. Насос по п.3, отличающийся тем, что по диаметру донышка к нему присоединен всасывающий патрубок, на торце которого выполнены пазы, расширяющиеся внутрь, а к торцу прикреплена заглушка.

Images