RU2550220C1 - Siphon water-engine - Google Patents

Siphon water-engine Download PDF

Info

Publication number
RU2550220C1
RU2550220C1 RU2014121285/06A RU2014121285A RU2550220C1 RU 2550220 C1 RU2550220 C1 RU 2550220C1 RU 2014121285/06 A RU2014121285/06 A RU 2014121285/06A RU 2014121285 A RU2014121285 A RU 2014121285A RU 2550220 C1 RU2550220 C1 RU 2550220C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
chambers
siphon
chamber
open
sealed
Prior art date
Application number
RU2014121285/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сережа Андраникович Асцатрян
Геннадий Владимирович Ольгаренко
Аревик Арисовна Погосян
Олег Константинович Богданов
Вячеслав Васильевич Костоваров
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт систем орошения и сельхозводоснабжения "Радуга" (ФГБНУ ВНИИ "Радуга")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт систем орошения и сельхозводоснабжения "Радуга" (ФГБНУ ВНИИ "Радуга") filed Critical Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт систем орошения и сельхозводоснабжения "Радуга" (ФГБНУ ВНИИ "Радуга")
Priority to RU2014121285/06A priority Critical patent/RU2550220C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2550220C1 publication Critical patent/RU2550220C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Jet Pumps And Other Pumps (AREA)

Abstract

FIELD: transport.
SUBSTANCE: water-engine comprises siphon (1), sealed chambers (21-2n), proportioning valve (8), communication hydraulic channels (51-5n), pulse generator (9) and consumer exposed chambers (31-3n). Chambers (21-2n) and (31-3n) are arranged in pairs and spaced apart in vertical through distances from head water level to top water level in first chamber (31). Top cavities of all chambers (21-2n) are intercommunicated and communicated with the crest of siphon (1) via proportioning valve (8). Chambers (31-3n) of every pair are located below bottom level of their sealed chambers (21-2n). Bottom cavity of chamber (21-2n) of every pair is communicated via loop-like drain channel (71-7n) with top cavity of its chamber (31-3n). Top part of every chamber (21-2n) via loop-like suction channel (51-5n) is communicated with bottom part of previous chamber (31-3n) apart from first sealed chamber (21), its top part being communicated with head water via channel (51) with filter (6) and is equipped with turned up barrel (15). Barrel bottom is located below the crest of siphon (1) and connected with unit (9).
EFFECT: simplified design, higher reliability.
2 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для подъема воды, работающим за счет энергии потока воды в каком-либо русле. Изобретение может быть применено в системах водоснабжения, когда бывает достаточно небольшой, но постоянной подачи воды на высоту, большую чем у имеющегося протекающего возле потребителя водоисточника. Такие условия имеют место в агропромышленном комплексе (на небольших фермах, при орошении небольших участков в горных условиях).The invention relates to a device for lifting water, operating due to the energy of the flow of water in any channel. The invention can be applied in water supply systems when there is a sufficiently small but constant supply of water to a height greater than that of an existing water source flowing near a consumer. Such conditions occur in the agricultural sector (on small farms, when irrigating small plots in mountainous conditions).

Известен сифонный водоподъемник, содержащий трубопровод с восходящей и нисходящей ветвями (сифон), герметическую камеру, сообщенную посредством труб с ветвями и приемником водопотребителя и снабженную поплавком (Авторское свидетельство SU №90459 A1, кл. F04F 10/02).Known siphon water lift containing a pipeline with ascending and descending branches (siphon), a hermetic chamber communicated through pipes with branches and a receiver of the water consumer and equipped with a float (Copyright certificate SU No. 90459 A1, class F04F 10/02).

Недостатком этого устройства является сложная конструкция и невысокая производительность из-за слива значительной части накопленного объема воды через вспомогательную трубу для зарядки сифона.The disadvantage of this device is its complex design and low productivity due to the discharge of a significant part of the accumulated volume of water through an auxiliary pipe for charging the siphon.

Наиболее близким техническим решением является сифонный водоподъемник, содержащий трубопровод с восходящей и нисходящей ветвями (сифон), герметическую камеру, снабженную поплавком и сообщенную посредством труб с ветвями и приемником водопотребителя. Для повышения его эффективности и производительности работы он снабжен дозатором, установленным на трубе, соединяющей герметическую камеру с нисходящей ветвью и клапанным устройством, выполненным в виде закрепленных на концах штока запорных органов, один из которых снабжен контргрузом, поплавок частично заполнен водой и соединен шарнирно-рычажной системой с клапанным устройством, а на трубах, сообщающих камеру с восходящей ветвью и приемником водопотребителя, установлены обратные клапаны, кроме того, шток клапанного устройства снабжен держателем и выступом, взаимодействующим с рамкой шарнирно-рычажной системы, его запорные органы имеют гнезда, причем гнездо запорного органа, связанного с нисходящей ветвью, сообщено с герметической камерой посредством отверстия в держателе (Авторское свидетельство SU №1068627 A1, кл. F04F 10/02 - прототип).The closest technical solution is a siphon water lift containing a pipeline with ascending and descending branches (siphon), a hermetic chamber equipped with a float and communicated through pipes with branches and a receiver of the water consumer. To increase its efficiency and productivity, it is equipped with a dispenser mounted on a pipe connecting the hermetic chamber to the descending branch and a valve device made in the form of locking elements fixed to the ends of the rod, one of which is equipped with a counterweight, the float is partially filled with water and connected by an articulated lever a system with a valve device, and non-return valves are installed on the pipes communicating the chamber with the ascending branch and the receiver of the water consumer, in addition, the valve device n the holder and the protrusion interacting with the frame of the hinged-lever system, its locking bodies have slots, and the socket of the locking body associated with the descending branch is communicated with the hermetic chamber through an opening in the holder (Copyright certificate SU No. 1068627 A1, class F04F 10 / 02 - prototype).

Недостатками этого сифонного водоподъемника являются сложная конструкция, низкая надежность и невысокий уровень подъема воды. Этот водоподъемник не может поднимать воду выше гребня сифона, а механизмы механического переключения, участвующие в устройстве, как обычно, имеют низкую надежность при малых расходах протекающей в них воды и из-за многочисленных движущихся и трущихся деталей.The disadvantages of this siphon water lift are its complex structure, low reliability and low level of water rise. This water lift cannot raise water above the siphon crest, and the mechanical switching mechanisms involved in the device, as usual, have low reliability at low flow rates of the water flowing in them and due to the numerous moving and rubbing parts.

Целью предлагаемого изобретения является упрощение конструкции сифонного водоподъемника, повышение надежности в работе и увеличение уровня подъема воды много выше, чем уровень гребня сифона.The aim of the invention is to simplify the design of the siphon water lift, increase reliability in operation and increase the level of water rise much higher than the level of the siphon crest.

Поставленная цель достигается тем, что в сифонном водоподъемнике, содержащем сифон, герметичные камеры, кран-дозатор, гидравлические каналы связи, узел формирования импульсов и открытые камеры потребителя, герметичные камеры и открытые камеры потребителя выполнены попарно и установлены друг от друга по вертикали на равных расстояниях, равных расстоянию от уровня воды верхнего бьефа до верхнего уровня воды в первой открытой камере потребителя, верхние полости всех герметичных камер соединены между собой и сообщены с гребнем сифона через кран-дозатор, открытые камеры потребителя в каждой паре установлены ниже нижнего уровня своих герметичных камер, нижняя полость герметичной камеры каждой пары через петлеобразный сливной канал связи соединена с верхней полостью своей открытой камеры потребителя, верхняя часть каждой герметичной камеры через петлеобразный высасывающий канал связи сообщена с нижней частью предыдущей открытой камеры, кроме первой герметичной камеры, верхняя часть который соединена с верхним бьефом через всасывающий гидравлический канал с фильтром и снабжена стаканом, установленным вверх дном, при этом дно стакана установлено ниже гребня сифона и соединено с узлом формирования импульсов, кроме того, узел формирования импульсов выполнен в виде двух открытых емкостей, расположенных друг на друге и сообщенных между собой микросифоном, при этом верхняя емкость сообщена с верхним уровнем первой открытой камеры потребителя, а нижняя емкость сообщена с дном стакана первой герметичной камеры через сифонообразный гидравлический канал связи.This goal is achieved by the fact that in a siphon water lift containing a siphon, pressurized chambers, metering valve, hydraulic communication channels, a pulse generation unit and open consumer chambers, pressurized chambers and open consumer chambers are made in pairs and are installed vertically at equal distances from each other equal to the distance from the water level of the upper pool to the upper water level in the first open consumer chamber, the upper cavities of all sealed chambers are interconnected and connected to the crest of the siphon h a metering valve, open consumer chambers in each pair are installed below the lower level of their sealed chambers, the lower cavity of the sealed chamber of each pair is connected through the loop-shaped drain connection channel to the upper cavity of its open consumer chamber, the upper part of each sealed chamber is communicated through a loop-shaped exhaust connection channel with the lower part of the previous open chamber, in addition to the first sealed chamber, the upper part of which is connected to the upper pool through a suction hydraulic channel with a filter and fitted with a glass, installed upside down, while the bottom of the glass is installed below the siphon crest and connected to the pulse forming unit, in addition, the pulse forming unit is made in the form of two open containers located on top of each other and communicated with each other by a microsiphon, while the upper capacity is communicated with the upper level of the first open consumer chamber, and the lower tank communicated with the bottom of the glass of the first sealed chamber through a siphon-shaped hydraulic communication channel.

Сущность предлагаемого изобретения приведена на фигурах, где Фиг. 1 - Принципиальная гидравлическая схема сифонного водоподъемника, Фиг. 2 - Конструктивная схема узла формирования импульсов понижения давления ниже атмосферного в герметичных камерах, Фиг. 3 - Сифонный водоподъемник после первой зарядки, Фиг. 4 - Сифонный водоподъемник в режиме работы после первого запуска, Фиг. 5 - Сифонный водоподъемник в режиме работы в период импульса понижения давления ниже атмосферного в герметичных камерах, Фиг. 6 - Сифонный водоподъемник в режиме работы в период импульса повышения давления в герметичных камерах (восстановление атмосферного давления) и Фиг. 7 - Сифонный водоподъемник в режиме работы в период импульса понижения давления в герметичных камерах.The essence of the invention is shown in the figures, where FIG. 1 - Schematic diagram of the hydraulic siphon lift, FIG. 2 is a structural diagram of a unit for generating pulses of lowering the pressure below atmospheric in sealed chambers, FIG. 3 - Siphon water lift after the first charge, FIG. 4 - Siphon lift in operation after the first start, FIG. 5 - Siphon water lift in operation during the pulse period of lowering the pressure below atmospheric in sealed chambers, FIG. 6 - Siphon water lift in operation during the pulse period of increasing pressure in sealed chambers (restoration of atmospheric pressure) and FIG. 7 - Siphon water lift in operation during the period of the pulse pressure reduction in sealed chambers.

Сифонный водоподъемник (Фиг. 1) содержит сифон 1, соединяющий верхний и нижний бьефы русла реки и работающий с рабочим напором h0, герметичные камеры 21, 22…2n, открытые камеры потребителя 31, 32…3n, пневматические каналы связи 41, 42…4n, высасывающий гидравлический канал связи 51 с фильтром 6, петлеобразные высасывающие гидравлические каналы связи 52…5n и петлеобразные сливные гидравлические каналы связи 71, 72…7n. Верхние части герметических камер 21, 22…2n через соответствующие пневматические каналы связи 41, 42…4n соединены между собой и сообщены через кран-дозатор 8 с гребнем сифона 1. Открытая камера потребителя 31 снабжена узлом формирования импульсов 9 (Фиг. 2). Узел формирования импульсов 9 выполнен в виде расположенных друг на друге двух открытых емкостей 10 и 11, сообщенных между собой микросифоном 12, при этом верхняя емкость 11 сообщена с верхним уровнем первой открытой камеры потребителя 31 через патрубок 13, а нижняя емкость 10 сообщена с верхней частью первой герметичной камеры 21 через сифонообразный гидравлический канал связи 14. Герметичные камеры и открытые камеры потребителя выполнены попарно следующим образом (21-31), (22-32), …(2n-3n) и совместно с соответствующими высасывающими и сливными гидравлическими каналами связи образуют ступени подъема сифонного водоподъемника. Ступени подъема сифонного водоподъемника установлены на равных расстояниях h друг от друга по вертикали (Фиг. 7). Значение h, превосходящее многократно h0, измеряется от уровня воды верхнего бьефа до верхнего уровня воды в первой открытой камере потребителя 31. Расстояние h между двумя соседними ступенями подъема воды измеряется расстоянием между двумя верхними уровнями воды в соседних открытых камерах. Открытые камеры потребителя в каждой паре установлены ниже нижнего уровня своих герметичных камер. Нижняя часть полости герметичной камеры каждой пары через петлеобразный сливной канал связи соединена с верхней частью полости своей открытой камеры потребителя, верхняя часть каждой герметичной камеры через петлеобразный высасывающий канал связи сообщена с нижней частью предыдущей открытой камеры, кроме герметичной камеры 21, верхняя часть который соединена с верхним бьефом через всасывающий гидравлический канал связи 51 с фильтром 6 и снабжена стаканом 15, установленным вверх дном, при этом дно стакана установлено ниже гребня сифона 1 и соединено с открытой емкостью 10 узла формирования импульсов 9.The siphon water lift (Fig. 1) contains a siphon 1 connecting the upper and lower heads of the river channel and working with a working pressure h 0 , sealed chambers 2 1 , 2 2 ... 2 n , open consumer chambers 3 1 , 3 2 ... 3 n , pneumatic communication channels 4 1 , 4 2 ... 4 n , suction hydraulic communication channel 5 1 with filter 6, loop-shaped suction hydraulic communication channels 5 2 ... 5 n and loop-shaped drain hydraulic communication channels 7 1 , 7 2 ... 7 n . The upper parts of the hermetic chambers 2 1 , 2 2 ... 2 n through the corresponding pneumatic communication channels 4 1 , 4 2 ... 4 n are interconnected and communicated through the metering valve 8 with the crest of the siphon 1. The open consumer chamber 3 1 is equipped with a pulse generating unit 9 (Fig. 2). The pulse generating unit 9 is made in the form of two open containers 10 and 11 arranged on top of each other, interconnected by a microsiphon 12, with the upper container 11 communicating with the upper level of the first open consumer chamber 3 1 through the pipe 13, and the lower container 10 communicating with the upper part of the first sealed chamber 2 1 through a siphon-shaped hydraulic communication channel 14. Sealed chambers and open consumer chambers are made in pairs as follows (2 1 -3 1 ), (2 2 -3 2 ), ... (2 n -3 n ) and together with appropriate suction and drain g hydraulic channels of communication form the steps of lifting a siphon water lift. The lifting steps of the siphon water lift are installed at equal distances h from each other vertically (Fig. 7). The value of h, many times greater than h 0 , is measured from the water level of the upper pool to the upper water level in the first open consumer chamber 3 1 . The distance h between two adjacent steps of water rise is measured by the distance between the two upper water levels in neighboring open chambers. Open consumer chambers in each pair are installed below the lower level of their sealed chambers. The lower part of the cavity of the sealed chamber of each pair is connected through the loop-shaped drain connection channel to the upper part of the cavity of its open consumer chamber, the upper part of each sealed chamber is connected through the loop-shaped exhaust connection channel to the lower part of the previous open chamber, except for the sealed chamber 2 1 , the upper part of which is connected with the upper pool through the suction hydraulic communication channel 5 1 with the filter 6 and is equipped with a glass 15, installed upside down, while the bottom of the glass is installed below the siphon crest 1 and is connected to an open tank 10 of the pulse forming unit 9.

Для нормальной работы сифонного водоподъемника необходимо соблюдать следующие условия:For normal operation of the siphon water lift, the following conditions must be observed:

- взаиморасположение элементов сифонного водоподъемника по вертикали должно быть выполнено по приведенной гидравлической схеме (Фиг. 1); - (1)- the relative position of the elements of the siphon water lift vertically should be performed according to the hydraulic circuit (Fig. 1); - (one)

- объем герметичной камеры 21 должен быть больше суммарного объема открытой камеры потребителя 31 и открытой емкости 11; - (2)- the volume of the sealed chamber 2 1 must be greater than the total volume of the open consumer chamber 3 1 and the open tank 11; - (2)

- объем открытых камер потребителя каждой пары должен быть много больше суммарного объема своих петлеобразных высасывающих и сливных гидравлических каналов связи; - (3)- the volume of the consumer’s open chambers of each pair should be much larger than the total volume of its loop-shaped suction and drain hydraulic communication channels; - (3)

- суммарный объем герметичных камер 21, 22…2n должен быть много больше суммарных объемов пневматических каналов связи 41, 42…4n; - (4)- the total volume of tight chambers 2 1 , 2 2 ... 2 n should be much larger than the total volume of pneumatic communication channels 4 1 , 4 2 ... 4 n ; - (four)

- рабочий объем открытой емкости 11 должен быть больше объема сифонообразного гидравлического канала связи 14; - (5)- the working volume of the open tank 11 should be greater than the volume of the siphon-shaped hydraulic communication channel 14; - (5)

- расход отсоса воздуха из герметичных камер 21, 22…2n сифоном 1 через кран-дозатор 8 должен быть много меньше расхода поступления атмосферного воздуха в герметичную камеру 21 через сифонообразную трубку 14 - (6).- the air suction flow from the sealed chambers 2 1 , 2 2 ... 2 n by the siphon 1 through the metering valve 8 should be much less than the flow rate of atmospheric air into the sealed chamber 2 1 through the siphon tube 14 - (6).

Для подготовки сифонного водоподъемника к работе необходимо заполнить водой открытые камеры потребителя 31, 32…3n-1, открытую емкость 10 и сливные петлеобразные гидравлические каналы связи 71, 72…7n (Фиг. 3).To prepare the siphon water lift for operation, it is necessary to fill the open consumer chambers 3 1 , 3 2 ... 3 n-1 , the open tank 10 and the drain loop-shaped hydraulic communication channels 7 1 , 7 2 ... 7 n with water (Fig. 3).

Для работы сифонного водоподъемника необходимо закрыть кран-дозатор 8 и запустить сифон 1 в работу таким образом, чтобы вода непрерывно сливалась через него из верхнего бьефа в нижний бьеф под рабочим напором h0 (Фиг. 4). Далее необходимо медленно открывать кран-дозатор 8 и впустить атмосферный воздух в полость сифона 1 таким образом, чтобы вакуум в нем не сорвался и поток воды через него оставался неразрывным.For the siphon water lift to operate, it is necessary to close the metering valve 8 and start the siphon 1 in such a way that water continuously flows through it from the upstream into the downstream under a working pressure of h 0 (Fig. 4). Next, you must slowly open the metering valve 8 and let the atmospheric air into the cavity of the siphon 1 so that the vacuum in it does not break and the water flow through it remains unbroken.

Сифонный водоподъемник работает следующим образом.Siphon water lift works as follows.

Вода, сливаясь из верхнего бьефа в нижний бьеф через сифон 1 под рабочим напором h0, создает в его гребне вакуум, благодаря чему начинается отсос воздуха из герметичных камер 21, 22…2n через пневматические каналы связи 41, 42…4n и кран-дозатор 8 в гребень сифона 1 и далее сброс в нижний бьеф, так как попаданию атмосферного воздуха в герметические камеры препятствуют колени высасывающих и сливных гидравлических каналов связи и колено сифонообразного гидравлического канала связи 14, расположенные на особых высотах по отношению герметичных камер 21, 22…2n и сливных камер потребителя 31, 32…3n-1 (условие (1)). Разрежение воздуха (вакуум) в герметичных камерах 21, 22…2n и в сифонообразной трубке 14 одновременно и равномерно возрастает (режим импульса понижения давления в ступенях водоподъемника ниже атмосферного) и при достижении определенной величины герметичные камеры 21, 22…2n начинают заполняться водой соответственно из верхнего бьефа через высасывающий гидравлический канал связи 51 с фильтром 6 и открытых камер потребителя 31, 32…3n-1 через высасывающие гидравлические каналы связи 52…5n (начало цикла подъема воды). При этом под действием вакуума в герметичной камере 21 столб воды из открытой емкости 10 поднимается в восходящей ветви сифонообразной трубки 14 лишь до нижнего уровня герметичной камеры 22 и тем самым предотвращает попадание атмосферного воздуха в герметичную камеру 21 и срыв вакуума в ней (Фиг. 4). Дальнейшее повышение вакуума в герметичных камерах 21, 22…2n приводит к их полному заполнению водой, полному опорожнению открытых камер потребителя 31, 32…3n-1 и повышению уровня воды в восходящей ветви сифонообразной трубки 14 до верхнего уровня герметичной камеры 22 (Фиг. 5). Далее под действием нарастающего вакуума уровень воды в высасывающих гидравлических каналах связи 52…5n опускается ниже дна соответствующих открытых камер потребителя 31, 32…3n-1, но остаются всегда выше уровня колен, а в сливных петлеобразных гидравлических каналах связи 71, 72…7n под действием нарастающего вакуума в герметичных камерах 21, 22…2n также происходит снижение уровня воды, который никогда не достигает уровня соответствующего колена согласно условию (1) (конец цикла подъема воды). При достижении вакуума определенного значения вода в восходящей ветви сифонообразной трубки 14 поднимается выше ее петли и резко сливается (срабатывает как сифон) через нисходящую ветвь в стакан 15. Происходит резкое опорожнение емкости 10 и сообщение герметичной камеры 21 с атмосферой (режим импульса повышения давления в герметичных камерах, восстановление атмосферного давления). Вакуум в герметичных камерах 21, 22…2n и в пневматических каналах связи 41, 42…4n исчезает и устанавливается атмосферное давление, так как поступление атмосферного воздуха в герметичную камеру 21 через сифонообразную трубку 14 много больше, чем отсос воздуха сифоном 1 через кран-дозатор 8 (условие (6)). Начинается слив воды из герметичных камер 21, 22…2n в соответствующие открытые камеры потребителя 31, 32…3n через сливные петлеобразные гидравлические каналы связи 71, 72…7n (начало цикла слива воды) (Фиг. 6). После опорожнения герметичных камер 22…2n соответственно в открытые камеры потребителя 32…3n слив воды из герметичной камеры 21 в открытую камеру потребителя 31 пока продолжается (условие (2)). После заполнения открытой камеры потребителя 31 вода через патрубок 13 начинает поступать в открытую емкость 11. При заполнении открытой емкости 11 срабатывает микросифон 12 и резко сливает накопленный объем воды в открытую емкость 10. Конец восходящей части сифонообразной трубки 14 затапливается водой, прекращается поступление атмосферного воздуха в герметичные камеры 21, 22…2n (условие (5)) и слив воды из герметичной камеры 21 в открытую камеру потребителя 31 (конец цикла слива воды), что приводит к новому нарастанию вакуума в герметичных камерах 21, 22…2n (режим импульса понижения давления в ступенях водоподъемника ниже атмосферного) и новому циклу подъема воды (Фиг. 7).Water, merging from the upper downstream into the downstream through a siphon 1 under a working pressure of h 0 , creates a vacuum in its crest, due to which air is sucked out from the sealed chambers 2 1 , 2 2 ... 2 n through pneumatic communication channels 4 1 , 4 2 ... 4 n and the metering valve 8 into the crest of the siphon 1 and then discharge into the downstream, since atmospheric air is prevented from entering the airtight chambers by the knees of the suction and drain hydraulic communication channels and the knee of the siphon-shaped hydraulic communication channel 14 located at special heights relative to the sealed chambers er 2 1 , 2 2 ... 2 n and consumer drain chambers 3 1 , 3 2 ... 3 n-1 (condition (1)). The rarefaction of air (vacuum) in the sealed chambers 2 1 , 2 2 ... 2 n and in the siphon-shaped tube 14 simultaneously and uniformly increases (pulse pressure reduction mode in the steps of the water lift below atmospheric) and when a certain value is reached, the sealed chambers 2 1 , 2 2 ... 2 n begin to be filled with water, respectively, from the upper pool through a suction hydraulic communication channel 5 1 with a filter 6 and open consumer chambers 3 1 , 3 2 ... 3 n-1 through a suction hydraulic communication channel 5 2 ... 5 n (the beginning of the water lifting cycle). In this case, under the action of vacuum in the sealed chamber 2 1, a column of water from the open container 10 rises in the ascending branch of the siphon-shaped tube 14 only to the lower level of the sealed chamber 2 2 and thereby prevents atmospheric air from entering the sealed chamber 2 1 and vacuum breakdown in it (FIG. . four). A further increase in vacuum in the sealed chambers 2 1 , 2 2 ... 2 n leads to their complete filling with water, complete emptying of the open consumer chambers 3 1 , 3 2 ... 3 n-1 and an increase in the water level in the ascending branch of the siphon-shaped tube 14 to the upper level of the sealed chambers 2 2 (Fig. 5). Further, under the action of an increasing vacuum, the water level in the suction hydraulic communication channels 5 2 ... 5 n falls below the bottom of the corresponding open consumer chambers 3 1 , 3 2 ... 3 n-1 , but always remains above the level of the knees, and in the drainage loop-shaped hydraulic communication channels 7 1 , 7 2 ... 7 n under the action of increasing vacuum in sealed chambers 2 1 , 2 2 ... 2 n , a decrease in the water level also occurs, which never reaches the level of the corresponding elbow according to condition (1) (end of the water lifting cycle). When the vacuum reaches a certain value, the water in the ascending branch of the siphon-shaped tube 14 rises above its loop and drains drastically (acts like a siphon) through the descending branch into the glass 15. There is a sharp emptying of the tank 10 and the airtight chamber 2 1 communicates with the atmosphere (pressure boost mode in sealed chambers, atmospheric pressure recovery). The vacuum in the sealed chambers 2 1 , 2 2 ... 2 n and in the pneumatic communication channels 4 1 , 4 2 ... 4 n disappears and atmospheric pressure is established, since the intake of atmospheric air into the sealed chamber 2 1 through a siphon-shaped tube 14 is much larger than the suction air siphon 1 through the metering valve 8 (condition (6)). Water begins to drain from the sealed chambers 2 1 , 2 2 ... 2 n into the corresponding open consumer chambers 3 1 , 3 2 ... 3 n through the drainage loop-shaped hydraulic communication channels 7 1 , 7 2 ... 7 n (the beginning of the water drain cycle) (Fig. 6). After emptying the sealed chambers 2 2 ... 2 n, respectively, into the open chambers of the consumer 3 2 ... 3n, the discharge of water from the sealed chamber 2 1 into the open chamber of the consumer 3 1 is still ongoing (condition (2)). After filling the consumer’s open chamber 3 1, water through the pipe 13 begins to flow into the open container 11. When the open container 11 is filled, the microsiphon 12 is activated and drains the accumulated volume of water into the open container 10. The end of the ascending part of the siphon-shaped tube 14 is flooded with water, atmospheric air stops flowing into sealed chambers 2 1 , 2 2 ... 2 n (condition (5)) and drained water from the sealed chamber 2 1 into the open consumer chamber 3 1 (end of the water drain cycle), which leads to a new increase in vacuum in the sealed chambers ax 2 1 , 2 2 ... 2 n (pulse pressure reduction mode in the steps of the water lift below atmospheric) and a new cycle of water rise (Fig. 7).

Таким образом, используя разницу уровней верхнего и нижнего бьефов и незначительный рабочий напор h0 сифона 1, создается постоянно действующий вакуум в гребне сифона и постоянный отсос воздуха из герметичных камер 21, 22…2n через пневматические каналы связи 41, 42...4n и кран-дозатор 8, что позволяет посредством узла формирования импульсов 9 создать в ступенях сифонного водоподъемника чередующие друг друга импульсы понижения и повышения давления, которые приводят к подъему воды из верхнего бьефа в открытую камеру потребителя 3n, расположенную на высоте H=n∗h>>h0. При этом при каждом понижении давления в ступенях происходит подъем воды из нижестоящей открытой камеры потребителя в вышестоящую герметичную камеру, а при повышении давления происходит слив воды из герметичных камер каждой ступени в свою открытую камеру потребителя. Выполнение подъемной части сифонного водоподъемника ступенчатой, высасывающих и сливных гидравлических каналов связи с петлями - с особыми расположениями их концов по отношению к герметичным камерам и открытым камерам потребителя (условие (1)), создание импульсов понижения и повышения давления в ступенях гидравлическим способом позволили отказаться от механических переключателей потока воды, обратных клапанов, трущихся и движущихся деталей, что позволило повысить надежность работы сифонного водоподъемника и повысить уровень подъема воды много выше, чем уровень гребня сифона.Thus, using the difference between the levels of the upper and lower downstream and the insignificant working head h 0 of the siphon 1, a permanent vacuum is created in the crest of the siphon and a constant suction of air from the sealed chambers 2 1 , 2 2 ... 2 n through the pneumatic communication channels 4 1 , 4 2 ... 4 n and metering valve 8, which allows using pulse generating unit 9 to create alternating pressure and pressure pulses alternating from each other in the steps of the siphon water lift, which lead to the rise of water from the upstream into the open consumer chamber 3 n , located at the height H = n ∗ h >> h 0 . At the same time, with each decrease in pressure in the steps, water rises from the downstream open consumer chamber to a higher airtight chamber, and when the pressure rises, water is drained from the airtight chambers of each stage to its open consumer chamber. The lifting part of the siphon water lift is stepped, suction and drain hydraulic communication channels with loops - with special locations of their ends in relation to the sealed chambers and open consumer chambers (condition (1)), the creation of pulses of lowering and increasing pressure in the steps hydraulically allowed to abandon mechanical switches of the water flow, check valves, rubbing and moving parts, which made it possible to increase the reliability of the siphon water lift and increase the level of lift water is much higher than the level of the siphon crest.

В условиях мастерских ФГБНУ ВНИИ «Радуга» в 2013 году был изготовлен экспериментальный образец предлагаемого сифонного водоподъемника, состоящий из двух ступеней. Испытания экспериментального образца в лабораторных условиях показали высокую надежность и удобство в эксплуатации.In the workshops of the Federal State Budgetary Scientific Institution Research Institute "Rainbow" in 2013, an experimental model of the proposed siphon water lift, consisting of two stages, was made. Tests of the experimental sample in laboratory conditions showed high reliability and ease of use.

Применение предлагаемого изобретения в народном хозяйстве повысит надежность и эффективность систем водоснабжения в условиях, когда бывает достаточно небольшой, но постоянной подачи воды на высоту, большую чем у имеющегося протекающего возле потребителя водоисточника.The application of the invention in the national economy will increase the reliability and efficiency of water supply systems in conditions where there is a sufficiently small but constant supply of water to a height greater than that of an existing source of water flowing near the consumer.

Claims (2)

1. Сифонный водоподъемник, содержащий сифон, герметичные камеры, кран-дозатор, гидравлические каналы связи, узел формирования импульсов и открытые камеры потребителя, отличающийся тем, что герметичные камеры и открытые камеры потребителя выполнены попарно и установлены друг от друга по вертикали на равных расстояниях, равных расстоянию от уровня воды верхнего бьефа до верхнего уровня воды в первой открытой камере потребителя, верхние полости всех герметичных камер соединены между собой и сообщены с гребнем сифона через кран-дозатор, открытые камеры потребителя в каждой паре установлены ниже нижнего уровня своих герметичных камер, нижняя полость герметичной камеры каждой пары через петлеобразный сливной канал связи соединена с верхней полостью своей открытой камеры потребителя, верхняя часть каждой герметичной камеры через петлеобразный высасывающий канал связи сообщена с нижней частью предыдущей открытой камеры, кроме первой герметичной камеры, верхняя часть который соединена с верхним бьефом через всасывающий гидравлический канал с фильтром и снабжена стаканом, установленным вверх дном, при этом дно стакана установлено ниже гребня сифона и соединено с узлом формирования импульсов.1. A siphon water lift containing a siphon, sealed chambers, metering valve, hydraulic communication channels, a pulse generation unit and open consumer chambers, characterized in that the sealed chambers and open consumer chambers are made in pairs and are installed vertically at equal distances from each other, equal to the distance from the water level of the upper pool to the upper water level in the first open consumer chamber, the upper cavities of all sealed chambers are interconnected and communicated with the siphon crest through a metering tap, open Digged consumer chambers in each pair are installed below the lower level of their sealed chambers, the lower cavity of the sealed chamber of each pair is connected through the loop-shaped drain communication channel to the upper cavity of its open consumer chamber, the upper part of each sealed chamber is connected with the lower part of the previous open through a loop-shaped exhaust connection channel chambers, in addition to the first sealed chamber, the upper part of which is connected to the upper pool through a suction hydraulic channel with a filter and is equipped with a glass, installed upside down, while the bottom of the glass is installed below the crest of the siphon and connected to the node forming pulses. 2. Сифонный водоподъемник по п. 1, отличающийся тем, что узел формирования импульсов выполнен в виде двух открытых емкостей, расположенных друг на друге и сообщенных между собой микросифоном, при этом верхняя емкость сообщена с верхним уровнем первой открытой камеры потребителя, а нижняя емкость сообщена с дном стакана первой герметичной камеры через сифонообразный гидравлический канал связи. 2. Siphon water lift according to claim 1, characterized in that the pulse generating unit is made in the form of two open containers located on top of each other and communicated with each other by a microsiphon, with the upper capacity communicating with the upper level of the first open consumer chamber, and the lower capacity communicating with the bottom of the glass of the first sealed chamber through a siphon-shaped hydraulic communication channel.
RU2014121285/06A 2014-05-27 2014-05-27 Siphon water-engine RU2550220C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014121285/06A RU2550220C1 (en) 2014-05-27 2014-05-27 Siphon water-engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014121285/06A RU2550220C1 (en) 2014-05-27 2014-05-27 Siphon water-engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2550220C1 true RU2550220C1 (en) 2015-05-10

Family

ID=53293884

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014121285/06A RU2550220C1 (en) 2014-05-27 2014-05-27 Siphon water-engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2550220C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU90459A1 (en) * 1949-11-12 1949-11-30 Г.В. Мозговой Siphon water lift
SU1068627A1 (en) * 1982-10-29 1984-01-23 Азербайджанский Политехнический Институт Им.Чингиза Ильдрыма Siphonal water elevator
RU2126476C1 (en) * 1995-10-04 1999-02-20 Унитарное государственное предприятие Научный центр "СевНИИГиМ" Water lifting device
CN1573091A (en) * 2003-06-21 2005-02-02 陆健 Method and system for water lift or power provision through water head
CN101900137A (en) * 2010-07-30 2010-12-01 裘峰源 Method for pumping by using siphon principle

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU90459A1 (en) * 1949-11-12 1949-11-30 Г.В. Мозговой Siphon water lift
SU1068627A1 (en) * 1982-10-29 1984-01-23 Азербайджанский Политехнический Институт Им.Чингиза Ильдрыма Siphonal water elevator
RU2126476C1 (en) * 1995-10-04 1999-02-20 Унитарное государственное предприятие Научный центр "СевНИИГиМ" Water lifting device
CN1573091A (en) * 2003-06-21 2005-02-02 陆健 Method and system for water lift or power provision through water head
CN101900137A (en) * 2010-07-30 2010-12-01 裘峰源 Method for pumping by using siphon principle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1611225A3 (en) Pneumohydraulic hydrogenerator
CN100590323C (en) Controllable siphon discharging device and operation method for reservoir drainage or flood discharge
US10151295B2 (en) Tidal wave powered device and a method for producing potential energy
CN105351142A (en) Wave-energy generating device
CN103867422A (en) Flexible telescopic cylinder ocean tide water pumping device
CN109695556A (en) The telescoping cylinder assembly of submersible pneumatic pumping water device
CN205841117U (en) A kind of foot-operated siphonal water pump
RU2550220C1 (en) Siphon water-engine
CN203067206U (en) Automatic water pumping machine
CN109653997A (en) A kind of submersible pneumatic pumping water device
CN109707558A (en) Moveable ocean tidal power and the pumping water device of air bearing linkage
CN109707559A (en) Ocean tidal power and the pumping water device of air bearing linkage
CN209975668U (en) Novel retaining wall for hydraulic engineering
CN107130620A (en) Channel steel cofferdam method for arranging with the flow-compensated function of section
CN207159929U (en) A kind of rubber dam water filling and draining device
CN217923434U (en) Hydraulic operation valve system capable of replacing tail gate chamber gate and headstock gear of pumped storage power station
CN105220734B (en) Non-tower water feeder
CN102878042B (en) Water level lifting device
RU2368818C1 (en) Hydraulic ram
CN205841126U (en) A kind of mountain area energy-conservation gravitation water-feeding system
CN110486256A (en) A kind of ocean engineering water pumping equipment
CN102269108A (en) Energy-gathering hydraulic pressurization generating unit
CN202250660U (en) Multipurpose efficient pneumatic liquid pump
CN107435611A (en) Siphon type hydroelectricity generation system
CN209838796U (en) Water pumping device

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160528