RU2814995C2 - Насосная система и устройство для подачи текучей среды - Google Patents

Abstract

Группа изобретений относится к насосной системе и устройству для подачи текучей среды. Насосная система (1) содержит устройство для попеременного распределения, включающее по меньшей мере одно закрывающее устройство (7), содержащее четыре закрывающих элемента (70-73) для закрытия первого и второго впускных отверстий (E1, E2; E1a, E2a) и первого и второго выпускных отверстий (S1, S2; S1a, S2a), и по меньшей мере одно спусковое устройство (8, 9), выполненное с возможностью приведения в действие элементов (70-73) между двумя положениями, соответственно, закрытым положением и открытым. Устройство для попеременного распределения выполнено с возможностью приведения в действие между первой конфигурацией элементов, связанной с первым циклом распределения текучей среды, и второй конфигурацией элементов, связанной со вторым циклом распределения текучей среды. Группа изобретений направлена на разработку насосной системы с повышенной надежностью при высоких давлениях текучей среды и генерированием высокого давления подачи текучей среды. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0001] Изобретение, в общем, относится к системе для подачи текучей среды.

[0002] Более конкретно, изобретение относится к насосной системе для подачи текучей среды, такой как вода, из зоны, расположенной на малой высоте, в зону, расположенную на большей высоте.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ И НЕДОСТАТКИ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ

[0003] Подача воды в горные районы или плато без водных ресурсов составляет серьезную проблему для жителей этих районов.

[0004] Так, например, известно, что для подачи воды в районы, расположенные на высоте нескольких сотен метров, используются нагнетательные насосы, приводимые в действие двигателями внутреннего сгорания или электрическими двигателями. Эти нагнетательные насосы обеспечивают подачу воды, находящейся в первой зоне на малой высоте, во вторую зону на большей высоте. Однако, хотя такие нагнетательные насосы являются энергетически эффективными, их установка и использование сопряжены со значительными затратами.

[0005] В качестве альтернативы моторизованным насосам известно использование гидроцилиндров, поскольку их установка является менее затратной и требует небольшого обслуживания.

[0006] Принцип действия гидроцилиндра основан на использовании явления, называемого «гидравлическим ударом», которое представляет собой избыточное давление, создаваемое, когда текучая среда, проходящая с определенной скоростью в колонне, резко отсекается клапаном. Избыточное давление позволяет поднять определенное количество текучей среды намного выше высоты исходной колонны.

[0007] Однако, использование гидроцилиндра не всегда является удовлетворительным и имеет некоторые недостатки, такие как шум, создаваемый «гидравлическим ударом», необходимость выполнять сложные регулировки во время установки или слабый и изменчивый расход, а также ограниченную высоту подачи по отношению к насосам, снабженным приводом.

[0008] Для преодоления этих недостатков были проведены исследования с целью разработки различных решений, позволяющих обеспечить хорошую энергетическую эффективность при ограничении затрат на установку и обслуживание.

[0009] Среди этих решений был предложен гидромеханический насос, описанный, в частности, во французской патентной заявке FR 3039596 A1.

[0010] Как показано на фиг.1, такой гидромеханический насос 1000 содержит камеру 280 привода, внутри которой скользит поршень 220 привода. Поршень 220 привода жестко соединен с центральным валом 340, который проходит в первую камеру 300 мультипликатора и во вторую камеру 320 мультипликатора, расположенные по обе стороны от камеры 280 привода. Первая камера 300 мультипликатора и вторая камера 320 мультипликатора имеют впускное отверстие 400, 360 и выпускное отверстие 420, 380, соответственно, для приема текучей среды и выпуска текучей среды под давлением.

[0011] Кроме того, насос 1000 включает в себя устройство для изменения направления распределения текучей среды под давлением по обе стороны от поршня 220 привода. Устройство для изменения направления подачи текучей среды включает в себя распределительную каретку 340, 460, 480, 500, скользящую внутри распределительной камеры 200 для закрытия и/или открытия множества впускных и подающих трубопроводов 520, 540, 560, 680, 600, 620, сообщающихся с камерой 280 привода, а также со впускными отверстиями 400, 360 камер 300, 320 мультипликатора.

[0012] Введение текучей среды под давлением в камеру 280 привода через множество впускных и подающих трубопроводов 520, 540, 560, 680, 600, 620 заставляет поршень 220 привода скользить в камере 1080, 280 двигателя и, таким образом, заставляет скользить центральный вал 340 в камерах 300, 360 мультипликатора. Скольжение центрального вала 340 в камерах 300, 360 мультипликатора обеспечивает сжатие текучей среды, находящейся в камерах 300, 360 мультипликатора, что приводит к выпуску текучей среды под давлением через выпускное отверстие 360, 380, упомянутой камеры 300, 360 мультипликатора.

[0013] Распределительную каретку 340, 460, 480, 500 распределительной камеры 200 перемещают посредством исполнительных механизмов, управляемых механическими или гидравлическими устройствами на основе обратной связи в зависимости от положения поршня 220 привода в камере 280 привода. Перемещение распределительной каретки 340, 460, 480, 500 в распределительной камере 200 обеспечивает изменение направления прохождения текучей среды под давлением в камере 280 привода.

[0014] Этот принцип обеспечивает автономную работу насоса 1000 с очень малой энергией и обеспечивает создание достаточного давления текучей среды для подачи в область, расположенную на большой высоте.

[0015] Однако, такой насос 1000 имеет недостатки, касающиеся, в частности, его рабочих условий.

[0016] В самом деле, трудно обеспечить идеальную герметизацию впускных и подающих трубопроводов 520, 540, 560, 680, 600, 620 посредством распределительной каретки, в особенности, когда давление текучей среды становится большим. Фактически, давление подачи текучей среды остается ограниченным.

ЗАДАЧА ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0017] Задачей изобретения является разработка насосной системы с повышенной надежностью при высоких давлениях текучей среды и, таким образом, генерирования достаточно высокого давления подачи текучей среды, чтобы использовать его, в частности, для обработки подаваемой текучей среды.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0018] С этой целью изобретение относится к насосной системе для подачи текучей среды под давлением, содержащей:

- корпус привода, внутри которого расположен поршень привода, выполненный с возможностью скольжения вдоль продольной оси упомянутого корпуса привода между первым и вторым конечными положениями под действием рабочей текучей среды под давлением, причем поршень привода, разделяющий упомянутый корпус привода на первую камеру привода и вторую камеру привода,

- первую камеру мультипликатора и вторую камеру мультипликатора, имеющие впускное отверстие и выпускное отверстие для, соответственно, приема и выпуска подаваемой текучей среды,

- первый поршень мультипликатора, соединенный с поршнем привода и выполненный с возможностью скольжения внутри первой камеры мультипликатора, причем скольжение первого поршня мультипликатора обеспечивает сжатие подаваемой текучей среды внутри первой камеры мультипликатора, так что давление подаваемой текучей среды у выпускного отверстия больше, чем давление подаваемой текучей среды у впускного отверстия первой камеры мультипликатора,

- второй поршень мультипликатора, соединенный с поршнем привода и выполненный с возможностью скольжения внутри второй камеры мультипликатора, причем скольжение второго поршня мультипликатора обеспечивает сжатие подаваемой текучей среды внутри второй камеры мультипликатора, так что давление подаваемой текучей среды у выпускного отверстия больше, чем давление у впускного отверстия второй камеры мультипликатора,

- устройство для попеременного распределения текучей среды, предназначенное для изменения направления прохождения рабочей текучей среды в корпусе привода, причем

насосная система отличается тем, что она содержит первое впускное отверстие для текучей среды, открывающееся в первую камеру привода, и первое выпускное отверстие для текучей среды из второй камеры привода для, соответственно, приема и выпуска рабочей текучей среды во время первого цикла распределения, и тем, что она содержит второе впускное отверстие для текучей среды, открывающееся во вторую камеру привода, и второе выпускное отверстие для текучей среды из первой камеры, для, соответственно, приема и выпуска рабочей текучей среды во время второго цикла распределения, и тем, что устройство для попеременного распределения содержит по меньшей мере одно закрывающее устройство, содержащее четыре закрывающих элемента, выполненные с возможностью перемещения, первого и второго впускных отверстий и первого и второго выпускных отверстий насосной системы, и по меньшей мере одно спусковое устройство, выполненное с возможностью приведения в действие упомянутых закрывающих элементов между двумя положениями, соответственно, между закрытым положением и открытым положением, причем упомянутое устройство для попеременного распределения может быть приведено в действие между:

- первой конфигурацией, связанной с первым циклом распределения, при котором поршень привода перемещается к своему второму конечному положению, два закрывающих элемента, выполненные с возможностью перемещения, соответственно закрывают второе впускное отверстие и второе выпускное отверстие для текучей среды, и два других закрывающих элемента, выполненные с возможностью перемещения, соответственно открывают первое впускное отверстие и первое выпускное отверстие для текучей среды для обеспечения подачи и выпуска рабочей текучей среды,

- второй конфигурацией, связанной со вторым циклом распределения, при котором поршень перемещается к своему конечному положению, два закрывающих элемента, выполненных с возможностью перемещения, соответственно закрывают первое впускное отверстие и первое выпускное отверстие, и другие два закрывающих элемента, выполненные с возможностью перемещения, соответственно открывают второе впускное отверстие и второе выпускное отверстие для обеспечения подачи и выпуска рабочей текучей среды.

[0019] Насосная система изобретения может также содержать следующие дополнительные функции, рассматриваемые индивидуально или в соответствии со всеми возможными техническими комбинациями:

- Спусковое устройство выполнено с возможностью приведения в действие посредством поршня привода по меньшей мере когда последний находится в одном из своих конечных положений.

- Устройство для попеременного распределения содержит:

- первое спусковое устройство, выполненное с возможностью приведения устройства для попеременного распределения в его первую конфигурацию, при которой поршень привода достигает своего первого конечного положения, и

- второе спусковое устройство, выполненное с возможностью приведения устройства для попеременного распределения в его вторую конфигурацию, при которой поршень привода достигает своего второго конечного положения.

- Закрывающие элементы, выполненные с возможностью перемещения, закрывающего устройства выполнены в виде ножевых шиберных задвижек, выполненных с возможностью перемещения по меньшей мере между двумя соответствующими положениями, закрытым и открытым положениями.

-- Два спусковых устройства расположены по обеим сторонам корпуса привода относительно поперечной оси упомянутого корпуса, причем каждое спусковое устройство содержит стержень, который может быть приведен в действие посредством поршня привода, и который выполнен с возможностью перемещения между положением покоя и положением приведения в действие элемента для приведения в действие, соединенного с закрывающими элементами и выполненного с возможностью управления ими.

- Устройство для попеременного распределения содержит:

- первый элемент для приведения в действие, выполненный с возможностью одновременного приведения в действие закрывающих элементов первого и второго впускных отверстий для текучей среды, расположенных на одной и той же стороне корпуса привода, причем упомянутые закрывающие элементы соединены друг с другом в продольном направлении, так что приведение в действие одного из закрывающих элементов для перемещения в одно из его закрытых или открытых положений приводит к перемещению другого закрывающего элемента в его противоположное положение, и

- второй элемент для приведения в действие, выполненный с возможностью приведения в действие закрывающих элементов первого и второго выпускных отверстий для текучей среды, расположенных на одной и той же стороне корпуса привода, причем упомянутые закрывающие элементы соединены друг с другом в продольном направлении, так что приведение в действие одного из закрывающих элементов для перемещения в одно из закрытых или открытых положений приводит к перемещению другого закрывающего элемента в противоположное положение.

- Каждый элемент для приведения в действие содержит поршень, выполненный с возможностью перемещения в камере сжатия, в которой предусмотрены два воздушных впускных отверстия, соединенные соответственно с первым спусковым устройством и со вторым спусковым устройством, и тем, что каждое спусковое устройство содержит поршень, который механически соединен с соответствующим стержнем и выполнен с возможностью перемещения в камере сжатия между положением покоя и положением приведения в действие поршня соответствующего элемента для приведения в действие, причем упомянутая камера сжатия спускового устройства содержит два выпускных отверстия, соединенные соответственно с первым и вторым элементами для приведения в действие.

- Каждое спусковое устройство содержит средство для дискретного изменения положения закрывающих элементов, выполненных с возможностью перемещения.

- Стержень каждого спускового устройства содержит возвратное средство для возвращения упомянутого стержня в его положение покоя.

- Поршни мультипликатора первой и второй камер мультипликатора расположены на соответствующих первых концах первого вала и второго вала, причем вторые концы соответствующих первого и второго валов соединены с поршнем привода посредством универсальных шарнирных соединений или упругих соединений.

- Корпус привода имеет по существу цилиндрическую форму и включает в себя куполообразные концевые элементы, выполненные с возможностью выдерживать высокие давления.

[0020] Изобретение также относится к системе для подачи текучей среды, предусмотренной в водном пространстве с течением реки, содержащей трубку Вентури, погруженную в водное пространство так, что давление текучей среды у впускного отверстия трубки меньше, чем давление текучей среды у выпускного отверстия трубки, по меньшей мере одну конструкцию в виде шлюза, выполненную с возможностью направления потока по каналу и создания ламинарного потока у впускного отверстия и выпускного отверстия трубки Вентури, и насосную систему в соответствии с любым из предшествующих пунктов, расположенную так, что первое и второе впускные отверстия для текучей среды насосной системы соединены с впускным отверстие трубки Вентури, и первое и второе выпускные отверстия для текучей среды насосной системы соединены с выпускным отверстием трубки Вентури.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0021] Другие особенности и преимущества изобретения станут очевидны из описания, приведенного ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, включающие в себя, но никоим образом не ограничивающие следующее:

[0022] Фиг.1 представляет собой вид в разрезе гидромеханического насоса в соответствии с предшествующим уровнем техники;

[0023] Фиг.2 представляет собой вид в разрезе насосной системы в соответствии с первым вариантом осуществления;

[0024] Фиг.3 представляет собой вид в разрезе элемента насосной системы из фиг.1, представляющего собой спусковое устройство;

[0025] Фиг.4 представляет собой вид в разрезе насосной системы в соответствии со вторым вариантом осуществления;

[0026] Фиг.5 представляет собой вид в соответствии со стрелкой V, показанной на фиг.4;

[0027] Фиг.6 представляет собой схематическое изображение системы подачи, содержащей насосную систему изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0028] Прежде всего, уточняется, что на фигурах одни и те же ссылочные позиции обозначают одни и те же элементы независимо от фигуры, на которой они появляются, и независимо от формы представления этих элементов. Аналогичным образом, если элементы не упоминаются конкретно на одной из фигур, их ссылки можно легко найти, обратившись к другой фигуре.

[0029] Также указывается, что фигуры по существу представляют собой два варианта осуществления предмета изобретения, но могут быть другие варианты осуществления, которые соответствуют определению изобретения.

[0030] Насосная система 1, 1а изобретения находит особое применение в области подачи текучей среды, такой как вода, посредством движущей энергии столба статического или динамического давления. Насосная система 1, 1а, таким образом, обеспечивает подачу этой текучей среды из области, расположенной на малой высоте, называемой нижней точкой, в область, расположенную на большой высоте, называемой верхней точкой. Таким образом, насосную систему 1, 1а приводят в действие посредством возобновляемой энергии.

[0031] Насосная система 1, 1a может быть дополнительно интегрирована в установку 128 для подачи, специально адаптированную к реке FL с низкой скоростью течения.

[0032] Далее в описании насосная система 1, 1a изобретения упоминается как «насос». Под термином «подаваемая текучая среда» следует понимать текучую среду, циркулирующую в упомянутом насосе 1, 1a, предназначенную для подачи в верхнюю точку. Наконец, «рабочая текучая среда» означает текучую среду, циркулирующую в насосе 1, 1a для приведения его в действие, но эта рабочая текучая среда не предназначена для подачи насосом 1, 1a в верхнюю точку.

[0033] Ниже со ссылкой на фиг.2 и 3 описан первый вариант осуществления насоса 1.

[0034] Насос 1 содержит корпус 2 привода, предпочтительно имеющий по существу цилиндрическую форму, проходящий вдоль продольной оси X. Упомянутый корпус 2 привода закрыт на своих осевых концах концевыми элементами 22, 23 в виде фланцев. Предпочтительно, как показано на фиг.2, эти два концевых элемента 22, 23 имеют куполообразную форму, чтобы лучше выдерживать давления, создаваемые рабочей текучей средой, перемещающейся в корпусе 2 привода. Корпус 2 привода, таким образом, образован цилиндрической частью 15, концы которой закрыты куполообразными концевыми элементами 22, 23.

[0035] Корпус 2 привода также выполнен из металлического или композиционного материала, предназначенного для того, чтобы выдерживания давления текучей среды, равное по меньшей мере трехкратному столбу давления.

[0036] Куполообразные концевые элементы 22, 23 и цилиндрическая часть 15 корпуса 2 привода соединены друг с другом посредством кольцевых фланцев 160-163. На фиг.2 показаны четыре кольцевых фланца 160-163. Два фланца 160, 163 прикреплены соответственно к концам куполообразных концевых элементов 22, 23, имеющих круглое поперечное сечение, и два фланца 161, 162 прикреплены соответственно к противоположным концам цилиндрической части 15. Наконец, для усиления конструкции корпуса 2 кольцевые фланцы 160-163 дополнительно соединены друг с другом посредством стяжных стержней 17, соединяющих противоположные фланцы 160-163 цилиндрической части 15 корпуса 2 привода. Предпочтительно, эти стяжные стержни 17 выполнены из металлического материала.

[0037] Корпус 2 привода содержит первое и второе впускные отверстия E1, E2 для рабочей текучей среды, противоположные поперечной оси Y, а также первое и второе выпускные отверстия S1, S2 для рабочей текучей среды, противоположные поперечной оси Y. Эти впускные отверстия E1, E2 и выпускные отверстия S1, S2 предусмотрены в цилиндрической части 15 корпуса 2. Кроме того, впускные отверстия E1, E2 и выпускные отверстия S1, S2 предусмотрены соответственно на противоположных краях корпуса 2 привода относительно продольной оси X.

[0038] Насос 1 содержит поршень 13 привода, расположенный внутри корпуса 2 привода и выполненный с возможностью скольжения в нем вдоль продольной оси X между первым и вторым конечными положениями P1, P2 под действием рабочей текучей среды под давлением.

[0039] Поршень 13 привода, таким образом, разделяет корпус 2 привода на первую и вторую камеры привода, причем первое и второе впускные отверстия E1, E2 для рабочей текучей среды соответственно открываются в первую и вторую камеру 3, 4 привода, при этом рабочая текучая среда выпускается из первой и второй камеры 3, 4 привода соответственно посредством первого и второго выпускных отверстий S2, S1 для текучей среды.

[0040] Для того чтобы рабочая текучая среда оказывала давление на поршень 13 привода, необходимо, чтобы давление текучей среды у первого и второго впускных отверстий E1, E2 для текучей среды было попеременно выше, чем давление на первом и втором выпускных отверстиях S1, S2 для текучей среды. Эта разность давлений между впускными отверстиями E1, E2 для текучей среды и выпускными отверстиями S1, S2 для текучей среды равна вышеупомянутому столбу давления. Этот манометрический столб может быть статическим или динамическим.

[0041] Столб статического давления представляет собой столб воды, чья высота выражается разницей между высотой, на которой впускные отверстия E1, E2 для текучей среды сообщаются по текучей среде посредством по меньшей мере одного первого трубопровода (ссылочная позиция 129 на фиг.6) и высотой, на которой выпускные отверстия S1, S2 для текучей среды сообщаются по текучей среде посредством по меньшей мере одного второго трубопровода (ссылочная позиция 130 на фи.6). Как правило, второй трубопровод 130 соединен с водой, расположенной на малой высоте, в то время как первый трубопровод соединен с водой, расположенной на большой высоте, причем эта разница в высоте является достаточной для создания водяного столба, обеспечивающего перемещение поршня 13 привода.

[0042] Столб статического давления можно, в особенности, использовать в горных реках, которые текут по крутым склонам.

[0043] Если водоток проходит по пологому склону, может быть трудно или даже невозможно создавать столб статического давления, достаточно мощный для обеспечения скольжения поршня 13 привода. Поэтому в этом случае необходимо создавать столб динамического давления. Это будет описано ниже в связи с установкой 28 для подачи, показанным на фиг.6.

[0044] Одно преимущество насоса 1, 1a изобретения заключается, в частности, в возможности адаптации высоты столба давления (статического или динамического) в соответствии с требуемым давлением рабочей текучей среды. В зависимости от требуемой высоты столба давления предусмотрено изменение размеров поршня 13 привода, корпуса 2 привода и других элементов насоса 1 для обеспечения достаточного давления подаваемой текучей среды, необходимого для выбранного использования, например, для фильтрации воды посредством нанофильтрационной мембраны на водоочистной станции, или для реализации способов фильтрации с обратным осмосом, которые, в частности, позволяют опреснять морскую воду.

[0045] Эти способы фильтрации (нанофильтрация и обратный осмос) обычно требуют большого количества энергии для работы. Насос 1, 1a в соответствии с изобретением, работающий с использованием возобновляемой энергии, позволяет избегать использования невозобновляемой энергии и, в частности, энергии из ископаемых видов топлива.

[0046] Перемещение поршня 13 привода к его первому конечному положению P1 или к его второму конечному положению P2 зависит от цикла распределения рабочей текучей среды, циркулирующей в корпусе 2 привода.

[0047] Действительно, в соответствии с первым циклом распределения рабочая текучая среда проходит в корпус 2 привода из первого впускного отверстия E1 для текучей среды, открывающегося в первой камере 3 привода, и выпускается посредством первого выпускного отверстия S1 для текучей среды из второй камеры 4 привода. Под давлением рабочей текучей среды во время этого первого цикла распределения поршень 13 привода перемещается затем к своему второму конечному положению P2.

[0048] В соответствии со вторым циклом распределения рабочая текучая среда проходит в корпус 2 привода из второго впускного отверстия E2 для текучей среды, открывающегося во вторую камеру 4 привода, и выпускается посредством второго выпускного отверстия S2 для текучей среды из первой камеры 3 привода. Под давлением рабочей текучей среды во время этого второго цикла распределения поршень 13 привода перемещается затем к своему первому конечному положению P1.

[0049] Для того чтобы эти циклы распределения и, в особенности, их чередование, стало возможным, необходимо управлять, в соответствии по меньшей мере с одной заданной последовательностью, закрытием и открытием впускных отверстий E1, E2 и выпускных отверстий S1, S2 для текучей среды посредством системы попеременного распределения. Этот вопрос дополнительно описан ниже.

[0050] Преимущественно, если вокруг поршня 13 привода установлено уплотнение (не показано), выполненное, например, из политетрафторэтилена, чтобы предотвращать прохождение рабочей текучей среды из одной камеры привода в другую камеру 3, 4 привода.

[0051] Насос содержит первую и вторую камеры 5, 6 мультипликатора, расположенные коаксиально по обеим сторонам корпуса 2 привода. Каждая камера 5, 6 мультипликатора жестко соединена с соответствующими куполообразными концевыми элементами 22, 23 через фланцы 18, 20. Первая камера 5 мультипликатора является смежной первой камере 3 привода, в то время как вторая камера 6 мультипликатора является смежной второй камере 4 привода. Преимущественно, если камеры 5, 6 мультипликатора являются цилиндрическими камерами.

[0052] Каждая камера 5, 6 мультипликатора содержит поршень 52, 54 мультипликатора, выполненный с возможностью скольжения в упомянутой камере вдоль ее продольной оси, то есть вдоль продольной оси X. Поршень мультипликатора каждой из камер 5, 6 мультипликатора жестко соединен с концом вала 12, 12′, причем упомянутый вал не жестко соединен на своем противоположном конце с поршнем 13 привода, например посредством упругого соединения или универсального шарнирного соединения 14, 14′. Фланцы 18, 20, жестко соединяющие камеры 5, 6 мультипликатора с корпусом 2 привода, а также концевая стенка 54, 64 каждой камеры 5, 6 мультипликатора, жестко соединенная с соответствующим фланцем 18, 20, имеют расточное отверстие для размещения соответствующих валов 12, 12′. Преимущественно, каждое расточное отверстие на фланцах 18, 20 и соответствующих концевых стенках камеры 5, 6 мультипликатора содержит уплотненный подшипник (не показан), предусмотренный вокруг соответствующего вала 12, 12′ для предотвращения протекания текучей среды между корпусом 2 привода и камерами 5, 6 мультипликатора.

[0053] Преимущественно, если вокруг каждого поршня 52, 54 мультипликатора камер 5, 6 мультипликатора установлено уплотнение (не показано), выполненное, например, из политетрафторэтилена.

[0054] Поршень 13 привода соответственно соединен с двумя валами 12, 12′, выполненными как единое целое с поршнями 52, 62 первой и второй камеры 5, 6 мультипликатора, причем этот поршень 13 привода, подвергающийся воздействию давления рабочей текучей среды, обеспечивает перемещение поршней 5, 6 мультипликатора камер 5, 6 мультипликатора для обеспечения подачи воды из упомянутых камер 5, 6 мультипликатора, как будет описано ниже.

[0055] Первая камера 5 мультипликатора содержит первое впускное отверстие 50 и первое выпускное отверстие 51 для текучей среды, в то время как вторая камера 6 мультипликатора содержит второе впускное отверстие 60 и второе выпускное отверстие 61 для текучей среды. Первые впускные отверстия 50, 60 для подаваемой текучей среды предпочтительно соединены с первым трубопроводом 129, обеспечивающим подачу рабочей текучей среды в корпус 2 привода, но также могут быть соединены с другим источником текучей среды, в частности, со стоками из водоочистной установки, соединенной с насосом 1.

[0056] Для каждой камеры 5, 6 мультипликатора впускное отверстие 50, 60 и выпускное отверстие 51, 61 предпочтительно предусмотрено на свободной концевой стенке 53, 63 соответствующей камеры 5, 6 мультипликатора для обеспечения заполнения или опустошения части камеры 5, 6 мультипликатора, расположенной между поршнем 52, 62 и концевой стенкой 53, 63. Предпочтительно, если впускные отверстия 50, 60 и выпускные отверстия 51, 61 подаваемой текучей среды содержат, например, обратные клапаны, например, шаровые клапаны 55, 65.

[0057] Кроме того, для обеспечения перемещения поршня 52, 54 мультипликатора каждой камеры 5, 6 мультипликатора, необходимо предусматривать пневматические впускные отверстия 24, 26 и выпускные отверстия 25, 27 для каждой камеры 5, 6 мультипликатора, предпочтительно образованные в цилиндрической стенке 56, 66 каждой камеры 5, 6 вблизи соответствующего фланца 18, 20. Действительно, часть камеры мультипликатора, расположенную между поршнем 52, 54 мультипликатора и концевой стенкой 54, 64 соответствующей камеры 5, 6 мультипликатора заполняют газом, в частности, воздухом. Пневматические впускные отверстия 24, 26 и выпускные отверстия 25, 27 обеспечивают предотвращение создания избыточного давления и пониженного давления во время перемещения соответствующего поршня 52, 54 мультипликатора, обеспечивая перемещение упомянутого поршня 52, 62 без ограничений.

[0058] Таким образом, когда поршень 52, 62 первой камеры 5 мультипликатора и, соответственно, второй камеры 6 мультипликатора, перемещается к корпусу 2 привода, газ выходит из соответствующей камеры 5, 6 мультипликатора через соответствующее пневматическое выпускное отверстие 25, 27, и подаваемая текучая среда поступает в эту камеру 5, 6 через первое впускное отверстие 50 и, соответственно, через второе впускное отверстие 60, предусмотренное на концевой стенке 53, 63 соответствующей камеры 5, 6 мультипликатора.

[0059] И наоборот, когда поршень 52, 62 первой камеры 5 мультипликатора и, соответственно, второй камеры 6 мультипликатора, перемещается от корпуса 2 привода для подачи подаваемой текучей среды, газ поступает в соответствующую камеру 5, 6 мультипликатора через соответствующие пневматические впускные отверстия 24, 26, и подаваемая текучая среда выходит из камеры 5, 6 через первое выпускное отверстие 51 и, соответственно, через второе выпускное отверстие 61, предусмотренное на концевой стенке 53, 63 соответствующей камеры 5, 6 мультипликатора.

[0060] Как показано на фиг.2, площадь поперечного сечения камеры 5, 6 мультипликатора меньше, чем площадь поперечного сечения цилиндрической части 15 корпуса 2 привода. Таким образом, давление выпускаемой текучей среды у выпускного отверстия 51, 61 каждой камеры 5, 6 мультипликатора намного больше, чем давление рабочей текучей среды, действующее на поршень 13 привода. Это высокое давление текучей среды у выпускного отверстия 51, 61 камеры 5, 6 мультипликатора обеспечивает подачу текучей среды в высокую точку, высота которой больше, чем высота столба давления.

[0061] Соотношение между двумя поперечными сечениями соответственно камеры 5, 6 мультипликатора и корпуса 2 привода выбирают в соответствии с требуемым использованием. Например, для того чтобы реализовать процесс с нанофильтрационной мембраной, необходимо обеспечивать давление подаваемой текучей среды, находящееся в диапазоне от 15 бар до 20 бар, в то время как для реализации процесса обратного осмоса требуется давление подаваемой текучей среды, находящееся в диапазоне от 50 бар до 80 бар.

[0062] Таким образом, размеры корпуса 2 привода и поршня 13 привода выбирают в соответствии со столбом давления воды, а соотношение между двумя сечениями выбирают в соответствии с требуемым использованием. К тому же, для такого определения размеров также учитывают потери нагрузок, вызванные трением, рассеивающим механическую энергию перемещающейся текучей среды. Наконец, следует учитывать силу тяги поршня 13 привода, чтобы предотвращать возникновение противодействующей силы, создаваемой работой по подаче или сжатию, производимой поршнями 52, 62, которая нейтрализует силу тяги поршня 13 привода, и все это для того, чтобы в конечном итоге обеспечить скольжение поршня 13 привода в корпусе 2 привода.

[0063] Поскольку конструкция насосной системы 1, 1a изобретения может быть адаптирована в соответствии с требуемым манометрическим столбом, предполагается, что можно сконструировать крупногабаритный насос 1, 1a, позволяющий производить воду под давлением, в объеме, составляющим несколько десятков тысяч кубических метров в день, что соответствует потреблению населения среднего города.

[0064] Ниже со ссылкой на фиг.2 и в соответствии с изобретением описано устройство для попеременного распределения.

[0065] Устройство для попеременного распределения содержит закрывающее устройство 7, содержащее четыре закрывающих элемента 70-73, предусмотренные соответственно у первого и второго впускных отверстий E1, E2 для рабочей текучей среды и у первого и второго выпускных отверстий S1, S2 для рабочей текучей среды.

[0066] Каждый закрывающий элемент 70-73 представляет собой ножевую шиберную задвижку, выполненную с возможностью перемещения между закрытым положением и открытым положением. Закрывающие элементы 70, 71 для впускных отверстий E1, E2 корпуса 2 привода соединены друг с другом в продольном направлении, например, посредством троса или соединительного стержня 28, так что перемещение одного из закрывающих элементов 70, 71 в одно из его закрытого или открытого положений приводит к перемещению другого закрывающего элемента 70, 71 к противоположному положению. Таким образом, закрывающие элементы 72, 73 выпускных отверстий S1, S2 корпуса привода соединены друг с другом в продольном направлении, например, посредством троса или соединительного стержня 29. Предпочтительно, каждый закрывающий элемент 70-73 содержит створку (ссылочные позиции 700, 710, 720 и 730 на фиг.4), то есть сквозное отверстие, которое выровнено с впускным отверстием E1, E2 или с выпускным отверстием S1, S2, когда упомянутый закрывающий элемент 70-73 находится в открытом положении.

[0067] Этот тип закрывающих элементов 70-73, створка 700, 71, 720, 730 которых проходит перпендикулярно потоку жидкости в открытом положении, имеет лучшее сопротивление статическому или динамическому давлению текучей среды.

[0068] Закрывающее устройство 7 содержит первый и второй элементы 10, 11 для приведения в действие. Первый элемент 10 для приведения в действие выполнен с возможностью одновременного приведения в действие закрывающих элементов 70, 71 первого и второго впускных отверстий E1, E2 корпуса 2 привода, в то время как второй элемент 11 для приведения в действие выполнен с возможностью одновременного приведения в действие закрывающих элементов 72, 73 первого и второго выпускных отверстий S1, S2 корпуса 2 привода.

[0069] Первый элемент 10 для приведения в действие и, соответственно, второй элемент 11 для приведения в действие содержат, соответственно, первую и вторую цилиндрические камеры для приведения в действие, закрытые на своих концах, в которых первый поршень 103 и, соответственно, второй 113 поршень для приведения в действие скользят. Наконец, каждый элемент 10, 11 для приведения в действие содержит первые пневматические впускные отверстия 101, 102 и вторые пневматические впускные отверстия 111, 112, предусмотренные на цилиндрической стенке камеры для приведения в действие вблизи противоположных концов соответствующего элемента 10, 11 для приведения в действие.

[0070] Для первого элемента 10 для приведения в действие поршень 103 для приведения в действие жестко соединен с продольным стержнем 28 между двумя рассматриваемыми закрывающими элементами 70, 71, так что перемещение поршня 103 к первому пневматическому впускному отверстию 101 элемента для приведения в действие одновременно вызывает закрытие первого впускного отверстия E1 корпуса 2 привода и открытие второго впускного отверстия E2 корпуса 2 привода.

[0071] Для второго закрывающего элемента 1 поршень 113 также жестко соединен с продольным стержнем 29 между двумя рассматриваемыми закрывающими элементами 72, 73, так что перемещение поршня 113 к первому пневматическому впускному отверстию 112 элемента 11 для приведения в действие одновременно вызывает закрытие первого выпускного отверстия S1 корпуса 2 привода и открытие второго выпускного отверстия S2 корпуса 2 привода.

[0072] Наконец, устройство для попеременного распределения содержит первое и второе спусковые устройства 8, 9, выполненные с возможностью приведения в действие первого и второго элементов 10, 11 для приведения в действие.

[0073] Спусковые устройства 8, 9 предусмотрены по обеим сторонам корпуса 2 привода относительно поперечной оси Y и соответственно жестко соединены с куполообразными концевыми элементами 22, 23 через фланцы 19, 21, предусмотренные для этой цели. Каждое спусковое устройство 8, 9 содержит пневматическую камеру 83, 93 сжатия, в которой поршень 84, 94 спускового устройства расположен с возможностью скольжения вдоль продольной оси камеры 83, 93 сжатия между положением покоя и положением срабатывания. Камера 83, 93 сжатия каждого спускового устройства 8, 9 также содержит два выпускных отверстия 81, 82, 91, 92 для газа, предпочтительно воздуха, соединенных с пневматическими впускными отверстиями 101, 102, 111, 112 элементов 10, 11 для приведения в действие. Наконец, камера 83, 93 сжатия содержит по меньшей мере одно выпускное отверстие (ссылочные позиции 121, 121’ на фиг.3), образующее вентиляционное отверстие, предусмотренное в цилиндрической стенке камеры 83, 93 сжатия для обеспечения прохождения воздуха между упомянутой камерой 83, 93 сжатия и наружной частью при перемещении поршня 84, 94. Это предотвращает создание избыточного давления и механического сопротивления перемещению поршня 84, 94.

[0074] Выпускные отверстия 81, 82 для газа первого спускового устройства 8 соответственно соединены с первыми пневматическими впускными отверстиями 101, 112 первого и второго элементов 10, 11 для приведения в действие. Выпускные отверстия 91, 92 второго спускового устройства 9 соответственно соединены со вторыми пневматическими впускными отверстиями 102, 111 первого и второго элементов для приведения в действие.

[0075] Таким образом, приведение в действие устройства для попеременного распределения содержит следующее:

- перемещение поршня 83 первого спускового устройства 8 к его положению срабатывания вызывает приведение в действие поршней 103, 113 элементов 10, 11 для приведения в действие, которые перемещаются и вызывают закрытие второго впускного отверстия и выпускного отверстия E2, S2 корпуса 2 привода и закрытие первого впускного отверстия и выпускного отверстия E1, S1 корпуса 2 привода. Устройство для попеременного распределения, таким образом, находится в своей первой конфигурации, связанной с первым циклом распределения;

- перемещение поршня 93 второго спускового устройства 9 к своему положению срабатывания вызывает приведение в действие поршней 103, 113 элементов 10, 11 для приведения в действие, причем упомянутые поршни 103, 113 перемещаются и вызывают закрытие первого впускного и выпускного отверстий E1, S1 корпуса 2 привода и открытие второго впускного и выпускного отверстия E2, S2 корпуса 2 привода. Устройство для попеременного распределения, таким образом, находится в своей второй конфигурации, связанной со вторым циклом распределения.

[0076] Каждое спусковое устройство 8, 9 также содержит стержень 80, 90, который может быть приведен в действие посредством поршня 13 привода, причем упомянутый стержень 80, 90 выполнен с возможностью перемещения между положением покоя, при котором соответствующее спусковое устройство 8, 9 находится в неактивном состоянии, и положением для приведения в действие элемента 10, 11 для приведения в действие. Когда поршень 13 привода вызывает перемещение стержня 80, 90 к его положению для приведения в действие, поршень 83, 93, 84, 94 соответствующего спускового устройства 8, 9 перемещается к своему положению срабатывания.

[0077] Таким образом, когда устройство для попеременного распределения находится в своей первой конфигурации, связанной с первым циклом распределения рабочей текучей среды, закрывающие элементы 70, 73 первого впускного и выпускного отверстия E1, S1 корпуса 2 привода находятся в своем открытом положении, в то время как закрывающие элементы 71, 72 второго впускного и выпускного отверстия E2, S2 корпуса 2 привода находятся в своем закрытом положении. Затем давление рабочей текучей среды в корпусе 2 привода вызывает перемещение поршня 13 привода к его второму конечному положению P2. После этого подаваемая текучая среда выходит из второй камеры 6 мультипликатора.

[0078] После достижения этого второго конечного положения P2 поршня 13 привода, последний приводит в действие стержень 90 второго спускового устройства 9, который вызывает перемещение поршня 94 упомянутого второго спускового устройства 9 в пневматической камере 93 к его положению срабатывания. Воздух под давлением подается ко вторым пневматическим впускным отверстиям 102, 111 двух элементов 10, 11 для приведения в действие, что вызывают перемещение поршней 103, 113 упомянутых элементов для приведения в действие, заставляющее закрывающие элементы 70-73 перемещаться к их закрытым положениям первого впускного отверстия и выпускного отверстия E1, S1 корпуса 2 привода, что приводит к открытому положению второго впускного отверстия и выпускного отверстия E2, S2 корпуса 2 привода.

[0079] После этого устройство для попеременного распределения находится в своей второй конфигурации, связанной со вторым циклом распределения рабочей текучей среды. Затем это давление рабочей текучей среды в корпусе 2 вызывает перемещение поршня 13 привода к его первому конечному положению P1. После чего подаваемая текучая среда выходит из первой камеры 5 мультипликатора.

[0080] После достижения этого первого конечного положения P1 поршня 13 привода, последний приводит в действие стержень 80 первого спускового устройства 8, который вызывает перемещение поршня 84 упомянутого первого спускового устройства 8 в пневматической камере 83 к его положению срабатывания. Воздух под давлением подается к первым пневматическим впускным отверстиям 101, 112 двух элементов 10, 11 для приведения в действие, что вызывает перемещение поршней упомянутых элементов для приведения в действие, заставляющее закрывающие элементы 70-73 перемещаться к их закрытому положению второго впускного отверстия и выпускного отверстия E2, S2 корпуса 2 привода, что приводит к открытому положению первого впускного отверстия и выпускного отверстия E1, S1 корпуса 2 привода.

[0081] После этого устройство для попеременного распределения находится в своей первой конфигурации, связанной с первым циклом распределения рабочей среды, после чего перемена циклов возобновляется.

[0082] Таким образом, благодаря спусковым устройствам 8, 9 и закрывающему устройству 7, устройство для попеременного распределения можно приводить в действие между первой конфигурацией, связанной с первым циклом распределения текучей среды, и второй конфигурацией, связанной со вторым циклом распределения текучей среды.

[0083] Ниже со ссылкой на фиг.3 описано спусковое устройство 8, 9.

[0084] Спусковое устройство 8, 9 содержит корпус 31 в виде параллелепипеда, концевая стенка 310 которого жестко соединена с корпусом 2 привода через фланец, описанный выше. Альтернативно, как показано на фиг.3, этот корпус в виде параллелепипеда непосредственно прикреплен болтами 32 к концевому элементу 22, 23 корпуса 2 привода. Концевой элемент 22, 23 или фланец содержит расточное отверстие, обеспечивающее размещение стержня 80, 90 в корпусе 2 привода.

[0085] Первый свободный конец стержня содержит юбку 42, выполненную с возможностью вхождения в соприкосновение с поршнем 13 привода. Кроме того, стержень 80, 90 содержит возвратное средство 44 для возвращения к своему положению покоя, причем возвратное средство 44 выполнено, например, в виде спиральной пружины, установленной коаксиально вокруг стержня 80, 90, конец которой упирается в концевой элемент 22, 23 корпуса 2 привода и в плечевую поверхность, образованную юбкой 42.

[0086] Наконец, стержень 80, 90 содержит на своем свободном конце направляющую 43 в виде пластины, которая проходит поперечно оси стержня 80, 90 по обеим сторонам последнего.

[0087] Спусковое устройство 8, 9 содержит две пластины 39, 39′, предусмотренные в корпусе 31 в виде параллелепипеда по обеим сторонам стержня 80, 90, параллельно последнему. Расстояние между двумя пластинами 39, 39′ меньше, чем длина направляющей 43. Каждая пластина 39, 39′, таким образом, содержит по меньшей мере один продольный паз 42, 42”, предусмотренный между ее концами 40, 41; 40′, 41′ для того, чтобы размещать свободные концы направляющей 43 и обеспечивать скольжение стержня 80, 90 между его положением покоя и положением приведения в действие. Таким образом, две пластины образуют ползуны 39, 39′. Кроме того, первые концы 40, 40’ ползунов жестко соединены с концевой стенкой 310 корпуса 31 в виде параллелепипеда.

[0088] Спусковое устройство 8, 9 содержит два элемента 34, 34′ для разблокировки, установленные с возможностью скольжения в продольном направлении корпуса 31 в виде параллелепипеда по обеим сторонам стержня 80, 90 между положением покоя (показанным на фиг.3) и положением разблокировки. Каждый элемент 34, 34′ для разблокировки имеет форму пластины и выполнен с возможностью скольжения между одной из продольных стенок корпуса 31 в виде параллелепипеда и одного из ползунов 39, 39′. Каждый элемент 34, 34′ для разблокировки также содержит продольный паз 37, 37′ для размещения свободных концов направляющей 43 и для обеспечения продольного перемещения стержня 80, 90.

[0089] Кроме того, спусковое устройство 8, 9 содержит возвратное средство 38, 38′ для возвращения элементов 34, 34′ для разблокировки в их положение покоя, то есть в положение, находящееся на расстоянии от концевой стенки корпуса 31 в виде параллелепипеда, жестко соединенной с камерой 83, 93 сжатия. Эти возвратные средства 38, 38′ представляют собой, например, спиральные пружины. В своем положении разблокировки элемент 34, 34′ для разблокировки находится ближе всего к вышеупомянутой концевой стенке, потому что возвратное средство 38, 38′ находится в сжатом состоянии.

[0090] Направляющая 43 стержня 80, 90 спускового устройства 8 9 выполнена с возможностью перемещения элементов 34, 34’ для разблокировки в их положение разблокировки. Действительно, когда стержень 80, 90 перемещается к своему положению приведения в действие, направляющая 43 оказывает давление на первые концы 35, 35′ соответствующих элементов 34, 34′ для разблокировки, вызывая перемещение упомянутых элементов 34, 34′ для разблокировки в их положение разблокировки.

[0091] Спусковое устройство 8, 9 также содержит приводной элемент 45, предпочтительно имеющий форму параллелепипеда, установленный вокруг стержней 80, 90 в скользящем контакте с ползунами 39, 39′. Этот приводной элемент 45 выполнен с возможностью перемещения между неактивным положением (показанным на фиг.2) и положением срабатывания. Этот элемент 45 выполнен из антифрикционного материала типа политетрафторэтилена (PTFE), или также выполнен из металла, покрытого антифрикционным материалом.

[0092] В неактивном положении приводной элемент 45 прижат к соответствующему концевому элементу 22, 23 корпуса 2 привода или, если необходимо, к фланцу, соединяющему спусковое устройство 8, 9 с корпусом 2 привода. В положении срабатывания приводной элемент 45 находится на расстоянии от концевого элемента 22, 23 или от вышеупомянутого фланца.

[0093] Спусковое устройство 8, 9 содержит два штифта 33, 33′, жестко соединенные с приводным элементом 45 и проходящие в продольном направлении по обеим сторонам стержня 80, 90. Эти штифты 33, 33′ проходят через расточное отверстие, предусмотренное в направляющей 43, и через концевую стенку корпуса 31 в виде параллелепипеда, для того чтобы открываться в камеру 83, 93 сжатия спускового устройства 8, 9. Свободные концы этих штифтов 33, 33′ жестко соединены с пневматическим поршнем 84, 94 спускового устройства 8, 9. Перемещение приводного элемента 45 в его положение срабатывания вызывает, таким образом, перемещение пневматического поршня 84, 94 в его положение срабатывания.

[0094] Спусковое устройство 8, 9 также содержит возвратный элемент 120 для возвращения приводного элемента 45 в его положение срабатывания. Этот возвратный элемент представляет собой, например, спиральную пружину, установленную коаксиально вокруг стержня 80, 90, концы которой жестко соединены соответственно с приводным элементом 45 и с направляющей 43.

[0095] Таким образом, в своем неактивном положении, и когда стержень 80, 90 перемещается в свое положение срабатывания, направляющая 43 вызывает натяжение возвратного элемента 120, который затем растягивается и стремится к приведению приводного элемента 45 в его положение срабатывания. Для того чтобы обеспечивать удерживание приводного элемента 45 в его неактивном положении, несмотря на натяжение возвратного элемента 120, спусковое устройство 8, 9 включает в себя средство 46 для дискретного изменения положения, которое описано ниже со ссылкой на фиг.3.

[0096] Средство 46 дискретного изменения положения содержит по меньшей мере два элемента 47, 47′ для дискретного изменения положения, образованные в виде пальцев, установленных с возможностью вращения вокруг точек 49, 49′ вращения на боковой поверхности приводного элемента 45, причем упомянутая поверхность проходит в плоскости, параллельной поперечной оси Y. Каждый элемент 47, 47′ для дискретного изменения положения содержит первый свободный конец 470, 470′ напротив вышеупомянутой боковой поверхности, и второй свободный конец 471, 471′ на расстоянии от приводного элемента 45 и проходящий к ползунам 39, 39′.

[0097] Первые свободные концы 470, 470′ элементов 47, 47′ для дискретного изменения положения соединены между собой посредством возвратного элемента 100 для возвращения упомянутых элементов для дискретного изменения положения в так называемое открытое положение (как показано на фиг.2): этот возвратный элемент 46, например, пружина, создает натяжение, которое сближает первые свободные концы 470, 470’ элементов 47, 47′ для дискретного изменения положения и перемещает вторые свободные концы 471, 471′ элементов дискретного изменения положения друг от друга.

[0098] В открытом положении средства 46 для дискретного изменения положения часть, содержащая второй свободный конец 471, 471′ каждого элемента 47, 47′ для дискретного изменения положения, расположена в полости, предусмотренной в каждом ползуне 39, 39′. Кроме того, второй свободный конец 471, 471′ элемента 47, 47′ дискретного изменения положения упирается в свободный конец 41, 41′, образуя упор каждого ползуна 39, 39′. Более того, свободные концы 471, 471’ элементов 47, 47′ для дискретного изменения положения расположены в пазах 37, 37′ элементов 34, 34′ для разблокировки. Таким образом, в открытом положении элементы 47, 47′ для дискретного изменения положения блокируют приводной элемент 45 в его неактивном положении.

[0099] Когда стержни 80, 90 спускового устройства 8, 9 перемещаются к своим положениям срабатывания и заставляют элементы 34, 34’ для разблокировки скользить к своим положениям разблокировки, вторые свободные концы 36, 36’ упомянутых элементов 34, 34′ для разблокировки, противоположные первым свободным концам 35, 35′, упираются во вторые свободные концы 471, 471′ элементов 47 для дискретного изменения положения. Это заставляет элементы 47, 47’ для дискретного изменения положения вращаться и перемещать ближе друг к другу свои вторые свободные концы 471, 471′. Для облегчения скольжения вторых свободных концов 471, 471′ элементов 47, 47′ для дискретного изменения положения вдоль свободных концов 41, 41′ ползунов 39, 39′, каждый второй свободный конец 471, 471′ элементов 47, 47′ для дискретного изменения положения содержит подшипник 48, 48′. Предпочтительно, ограничивающие скольжение концы 41, 41′ и вторые свободные концы 36, 36′ элементов для разблокировки также содержат подшипники 410, 410′, 420, 420′.

[00100] Когда элементы 47, 47′ для дискретного изменения положения достигают достаточно сближенного положения своих вторых свободных концов 470, 471′, последние больше не упираются в ограничивающие скольжение концы 41, 41′, что приводит к освобождению приводного элемента 45, который резко скользит под воздействием соответствующего возвратного элемента 120 из неактивного положения в свое положение срабатывания. Это непосредственно вызывает скольжение стержней 33, 33’ и одновременное перемещение поршня 84, 94 спускового устройства 8, 9 в камере 83, 93 сжатия из его положения покоя в его положение срабатывания.

[00101] Таким образом, когда устройство для попеременного распределения имеет свою первую конфигурацию, связанную с его первым циклом распределения рабочей среды, поршень 13 привода, который перемещается к своему второму конечному положению P2, перемещает стержень 90 второго спускового устройства 9 к его положению срабатывания. Это вызывает сближение элементов 47, 47′ для дискретного изменения положения друг с другом и резкое скольжение приводного элемента 45 к своему положению срабатывания. Одновременно с этим поршень 94 спускового устройства 9 перемещается к своему положению срабатывания. Затем альтернативное устройство для попеременного распределения, после приведения в действие элементов 10, 1 для приведения в действие, вызывает перемещение закрывающих элементов 70-73 в свою вторую конфигурацию, связанную со вторым рабочим циклом распределения текучей среды.

[00102] Поршень 13 привода, который перемещается в свое первое конечное положение P1, освобождает стержень 90 второго спускового устройства 9, который перемещается, благодаря соответствующему возвратному средству 44, в свое положение покоя. Аналогично, элементы 34, 34′ для разблокировки скользят под действием возвратных элементов 38, 38′ к своим положениям покоя.

[00103] Одновременно с перемещением стержня 90 направляющая 43 действует силой сжатия на возвратный элемент 120 приводного элемента 45, что вызывает перемещение упомянутого приводного элемента 45 в свое неактивное положение и затем перемещение элементов 47, 47′ для дискретного изменения положения в их открытое положение, блокирующее приводной элемент 45 в его неактивном положении, как только вторые свободные концы 471, 471′ элементов 47, 47′ для дискретного изменения положения будут расположены в полостях ползунов 39, 39′, предусмотренных для этой цели.

[00104] Поршень 13 привода достигает своего первого конечного положения P1 и приводит в действие стержень 80 первого спускового устройства 8, которое приводится в действие таким же образом, как и второе спусковое устройство 9.

[00105] После этого устройство для попеременного распределения находится в своей первой конфигурации, связанной с первым циклом распределения рабочей среды, и затем начинается смена циклов.

[00106] Ниже со ссылкой на фиг.4 и 5 описана насосная система 1a в соответствии со вторым вариантом осуществления.

[00107] Корпус 2а привода в этом втором варианте осуществления имеет идентичную форму, с той разницей, что концевые элементы 22a, 23a предпочтительно имеют плоские стенки.

[00108] Основное различие этого второго варианта осуществления заключается в элементах 10a, 11a для приведения в действие, которые в данном случае представляют собой два элемента в виде качающегося рычага, расположенные на концевых элементах 22a, 23a корпуса 2 привода по обеим сторонам от поперечной оси Y упомянутого корпуса 2 приводa.

[00109] Как видно на фиг.5, каждый элемент 10a, 11a для приведения в действие содержит основную часть по существу овальной формы с двумя параллельными прямолинейными плечами 121, 121′, проходящими в плоскости, содержащей поперечную ось Y, по обеим сторонам соответствующей камеры 5а, 6а мультипликатора. Два плеча 121, 121′ элемента 10a, 11a для приведения в действие соединены друг с другом на своих противоположных концах посредством искривленных плеч 122, 122′.

[00110] Каждое прямолинейное плечо 121, 121′ шарнирно соединено, в центральной части упомянутых плеч 121, 121′, с соответствующим концевым элементом 22a, 23a корпуса 2 привода через прямолинейный соединительный элемент 124, 124′, проходящий перпендикулярно упомянутому концевому элементу 22a, 23a.

[00111] Каждое искривленное плечо 122, 122′ содержит выступ 123, 123′, проходящий от центральной части выпуклой части искривленного плеча 122, 122′ в основную плоскость элемента 10a, 11а для приведения в действие, причем свободный конец этого выступа шарнирно соединен с прямолинейным соединительным элементом 125, 125′; 126, 126′ (смотри фиг.4), жестко соединенным с закрывающими элементами 70a-73a, причем упомянутый соединительный элемент 125, 125′; 126, 126′ является продолжением троса или соединительного стержня 28a, 29a, обеспечивающего соединение друг с другом двух закрывающих элементов 70a-73a.

[00112] Таким образом, каждый элемент 10a, 11а для приведения в действие, шарнирно соединенный с соответствующим концевым элементом 22a, 23a, также соединяется посредством двух противоположных выступов 123, 123’ с четырьмя закрывающими элементами 70a-73a посредством тросов или соединительных стержней 28a, 29a. Элемент 10a, 11a для приведения в действие, таким образом, может вращаться между первым положением, при котором закрывающие элементы 70a-73a перемещены в свои положения, соответствующие первому циклу распределения, и вторым положением, при котором закрывающие элементы 70a-73a перемещены в свои положения, соответствующие второму циклу распределения текучей среды.

[00113] Предпочтительно, приведение во вращение элемента 10a, 11a для приведения в действие осуществляется посредством соответствующего спускового устройства 8a, 9a. Конструкция этого спускового устройства 8a, 9a слегка отличается тем, что она не содержит камеру сжатия, и что приводной элемент 45a соединен с соответствующим элементом 10a, 11a, для приведения в действие, например, посредством соединительных стержней 127, жестко соединенных с одним из искривленных плеч 122′.

[00114] В варианте осуществления на фиг.4 первый элемент 10a для приведения в действие соединен посредством одного из своих искривленных плеч 122′ с первым спусковым устройством 8a, в то время как второй элемент 11a для приведения в действие соединен посредством одного из своих искривленных плеч 122′ со вторым спусковым устройством 9a.

[00115] Когда устройство для попеременного распределения находится в своей первой конфигурации, связанной со вторым циклом распределения, при котором закрывающие элементы 70a-73a находятся в своих закрытых положениях первого впускного отверстия и выпускного отверстия E1a, S1a корпуса 2 привода, и при открытых положениях второго впускного отверстия и выпускного отверстия E2a, S2a корпуса 2 привода, поршень 13 привода перемещается к своему первому конечному положению.

[00116] В этом первом конечном положении поршень 13 привода приводит в действие первое спусковое устройство 8a. Это вызывает перемещение приводного элемента 45a, который вызывает вращение, через соединительные стержни 127, первого элемента 10a для приведения в действие. Это заставляет закрывающие элементы 70a-73a перемещаться в свое закрытое положение второго впускного отверстия и выпускного отверстия E2a, S2a корпуса 2 привода и для открытия первого впускного отверстия и выпускного отверстия E1a, S1a корпуса 2 привода. Устройство для попеременного распределения находится в своей конфигурации, соответствующей первому циклу распределения, после чего поршень 13 привода перемещается к своему второму конечному положению.

[00117] В этом втором конечном положении поршень 13 привода приводит в действие второе спусковое устройство 9a. Это вызывает перемещение приводного элемента 45a, который приводит в действие, через стержень 127, качание второго элемента 11a для приведения в действие. Это заставляет закрывающие элементы 70a-73a перемещаться в свои закрытые положения первого впускного отверстия и выпускного отверстия E1a, S1a корпуса 2 привода и для открытия второго впускного отверстия и выпускного отверстия E2a, S2a корпуса 2 привода. Устройство для попеременного распределения находится в своей конфигурации, связанной со вторым циклом распределения, после чего поршень 13 привода перемещается в свое первое конечное положение. Затем смена цикла возобновляется.

[00118] Альтернативно, элементы 10a, 11a для приведения в действие могут быть соединены с пневматическими выпускными отверстиями 25, 27 камер мультипликатора, тогда элементы 10a, 11a для приведения в действие приводятся в действие посредством воздуха под давлением, создаваемого в результате перемещения соответствующего поршня мультипликатора. Этот сжатый воздух направляют к клапану (не показан), расположенному на соответствующем спусковом устройстве 8a, 9a. Посредством приведения в действие приводного элемента 45, этот клапан открывается, чтобы позволить сжатому воздуху приводить в действие соответствующий элемент 10a, 11a для приведения действие. Кроме того, соединительные стержни 127 спусковых устройств 8a, 9a являются телескопическими стержнями для обеспечения возвращения в исходное положение при срабатывании противоположного спускового устройства 8a, 9a, которое вращает элементы 10a, 11a для приведения в действие в их противоположное положение.

[00119] Ниже со ссылкой на фиг.6 описано устройство 128 для подачи в соответствии с изобретением.

[00120] Это устройство 128 находит свое применение в реках с медленным течением, текущим по пологим склонам.

[00121] Действительно, для реки такого типа очень трудно или невозможно создавать столб статического давления достаточной высоты, чтобы обеспечивать работу насоса 1, 1a, поскольку необходимо захватывать текучую среду на очень большом расстоянии вверх по течению, обычно на расстоянии, составляющем несколько километров от впускного отверстия насоса 1, 1a. В оставшейся части описания используется термин «река».

[00122] Устройство 128 обеспечивает создание столба динамического давления, генерируя давление текучей среды, достаточное для обеспечения перемещения поршня 13, 13a привода и работы насоса 1, 1a.

[00123] Устройство 128 содержит трубку 140 Вентури, образованную первым и вторым трубопроводами 141, 142 в виде усеченного конуса, установленными головой к хвосту на цилиндрический трубопровод 143, поэтому меньшие основания первого и второго трубопроводов 141, 142 в виде усеченного конуса жестко соединены с соответствующими концами цилиндрического трубопровода 143. Большее основание первого трубопровода 141 в виде усеченного конуса определяется как впускное отверстие 144 трубки 140 Вентури, в то время как большее основание второго трубопровода 142 в виде усеченного конуса определяется как выпускное отверстие 145 трубки 140 Вентури.

[00124] Трубка Вентури расположена в реке FL параллельно течению C, так что вода из реки FL поступает в трубку 140 Вентури через первый трубопровод 141 в виде усеченного конуса и выходит через второй трубопровод 142 в виде усеченного конуса.

[00125] Для того чтобы создавать эффект Вентури в трубке 140 Вентури поперечное сечение большего основания первого трубопровода 141 в виде усеченного конуса больше, чем поперечное сечение цилиндрического трубопровода 143. Давление у впускного отверстия 144 для текучей среды трубки 140 Вентури поэтому больше, чем давление текучей среды в цилиндрическом трубопроводе 143, причем упомянутое давление текучей среды в цилиндрическом трубопроводе 143 является достаточным для осуществления процессов нанофильтрации, то есть давление находится в диапазоне от 15 бар до 20 бар, или процессов обратного осмоса, то есть давление находится в диапазоне от 50 бар до 80 бар.

[00126] Кроме того, для создания оптимального эффекта Вентури угол, образованный между осью цилиндрического трубопровода 143 и линией пересечения стенки в виде усеченного конуса каждого трубопровода 141, 142 с плоскостью, проходящей через ось упомянутого цилиндрического трубопровода, составляет 6 градусов.

[00127] Первый трубопровод 129, соединенный с первым и вторым впускными отверстиями E1, E2; E1a, E2a насоса 1, 1a захватывает текучую среду у впускного отверстия 144 трубки 140 Вентури, в то время как второй трубопровод 130, соединенный с первым и вторым выпускными отверстиями S1, S2; S1a, S2a насоса 1, 1a находится в сообщении по текучей среде с водой, циркулирующей в цилиндрическом трубопроводе 143. Разность давления между впускными отверстиями E1, E2; E1a, E2a и выпускными отверстиями S1, S2; S1a, S2a насоса 1, 1a поэтому эквивалентна столбу динамического давления, создаваемому разностью между давлением у впускного отверстия 144 для текучей среды трубки 140 Вентури и давлением текучей среды в цилиндрическом трубопроводе 143. При конструктивных условиях трубки Вентури, описанных выше, создаваемый столб динамического давления является достаточным для обеспечения перемещения поршня 13, 13a привода, и работы насоса 1, 1a при использовании в процессах обратного осмоса.

[00128] Наконец, впускные отверстия 50, 60; 50a, 60 для текучей среды, расположенные в концевых стенках камер 5, 6, 5a, 6a мультипликатора, находятся в сообщении по текучей среде с выпускным отверстием 145 трубки 140 Вентури на свободном конце второго трубопровода 142 в виде усеченного конуса.

[00129] Преимущественно, для того чтобы дополнительно увеличивать динамическое давление у впускного отверстия 144 трубки 140 Вентури, у берега предусмотрена каменная конструкция 146 в виде шлюза для направления по каналу части потока реки к впускному отверстию 144 трубки 140 Вентури. Это приводит к более ламинарному потоку у впускного отверстия 144 трубки 140 Вентури и предотвращает образование завихрений или другой турбулентности. Кроме того, это обеспечивает дополнительное увеличение скорости текучей среды и, следовательно, динамического давления текучей среды у впускного отверстия 144 трубки 140 Вентури.

[00130] Предпочтительно, устройство 128 для подачи содержит вторую каменную конструкцию 147 в виде шлюза, предусмотренную у выпускного отверстия трубки 140 Вентури. Эта конструкция 147 обеспечивает постепенное замедление потока у выпускного отверстия 145 трубки 140 Вентури и постепенное замедление скорости до скорости потока реки FL. Таким образом, предотвращается образование турбулентности у выпускного отверстия 145 трубки 140 Вентури.

Claims (25)

1. Насосная система (1, 1a) для подачи текучей среды под давлением, содержащая:

- корпус (2, 2a) привода, внутри которого расположен поршень (13, 13a) привода, выполненный с возможностью скольжения вдоль продольной оси (X) упомянутого корпуса (2, 2a) привода между первым и вторым конечными положениями (P1, P2) под действием рабочей текучей среды под давлением, причем поршень (13, 13a) привода разделяет упомянутый корпус (2, 2a) привода на первую камеру (3) привода и вторую камеру (4) привода,

- первую камеру (5) мультипликатора и вторую камеру (6) мультипликатора, содержащие впускное отверстие (50, 60; 50a, 60a) и выпускное отверстие (51, 61; 51a, 61a) для соответственно приема и выпуска подаваемой текучей среды,

- первый поршень (52, 52a) мультипликатора, соединенный с поршнем (13, 13a) привода и выполненный с возможностью скольжения внутри первой камеры (5, 5а) мультипликатора, причем скольжение первого поршня (52, 52a) мультипликатора обеспечивает сжатие подаваемой текучей среды внутри первой камеры (5, 5а) мультипликатора, так что давление подаваемой текучей среды у выпускного отверстия (51, 51a) больше, чем давление подаваемой текучей среды у впускного отверстия (50, 50a) первой камеры (5, 5а) мультипликатора,

- второй поршень (62, 62a) мультипликатора, соединенный с поршнем (13, 13a) привода и выполненный с возможностью скольжения внутри второй камеры (6, 6a) мультипликатора, причем скольжение второго поршня (62, 62a) мультипликатора обеспечивает сжатие подаваемой текучей среды внутри второй камеры (6, 6a) мультипликатора, так что давление подаваемой текучей среды у выпускного отверстия (51, 51a) больше, чем давление у впускного отверстия (60, 60a) второй камеры (6, 6a) мультипликатора,

- устройство для попеременного распределения текучей среды, предназначенное для изменения направления прохождения рабочей текучей среды в корпусе (2, 2a) привода,

при этом насосная система (1, 1a) дополнительно содержит первое впускное отверстие (E1, E1a) для текучей среды, открывающееся в первую камеру (3, 3a) привода, и первое выпускное отверстие (S1, S1a) для текучей среды из второй камеры (4, 4a) привода для соответственно приема и выпуска рабочей текучей среды во время первого цикла распределения, второе впускное отверстие (E2, E2a) для текучей среды, открывающееся во вторую камеру (4, 4a) привода, и второе выпускное отверстие (S2, S2a) из первой камеры (3, 3a) для соответственно приема и выпуска рабочей текучей среды во время второго цикла распределения,

устройство для попеременного распределения содержит по меньшей мере одно закрывающее устройство (7), содержащее четыре закрывающих элемента (70-73; 70a-73a), выполненные с возможностью перемещения, первого и второго впускных отверстий (E1, E2; E1a, E2a) и первого и второго выпускных отверстий (S1, S2; S1a, S2a) насосной системы (1, 1a), и по меньшей мере одно спусковое устройство (8, 9; 8a, 9a), выполненное с возможностью приведения в действие упомянутых закрывающих элементов (70-73; 70a-73a) между двумя положениями, соответственно, закрытым положением и открытым положением, причем упомянутое устройство для попеременного распределения выполнено с возможностью приведения в действие между:

- первой конфигурацией, связанной с первым циклом распределения, при котором поршень (13, 13a) привода перемещается к своему второму конечному положению (P2), два закрывающих элемента (71, 72; 71a, 72a), выполненные с возможностью перемещения, соответственно закрывают второе впускное отверстие (E2, E2a) и второе выпускное отверстие (S2, S2a) для текучей среды и два других закрывающих элемента (70, 73; 70a, 73a), выполненные с возможностью перемещения, соответственно открывают первое впускное отверстие (E1, E1a) и первое выпускное отверстие (S1, S1a) для текучей среды для обеспечения подачи и выпуска рабочей текучей среды,

- второй конфигурацией, связанной со вторым циклом распределения, при котором поршень (13, 13a) перемещается к своему первому конечному положению (P1), два закрывающих элемента (70, 73; 70a, 73a), выполненных с возможностью перемещения, соответственно закрывают первое впускное отверстие (E1, E1a) и первое выпускное отверстие (S1, S1a) и другие два закрывающих элемента (71, 72; 71a, 72a), выполненные с возможностью перемещения, соответственно открывают второе впускное отверстие (E2, E2a) и второе выпускное отверстие (S2, S2a) для обеспечения подачи и выпуска рабочей текучей среды,

отличающаяся тем, что закрывающие элементы (70-73; 70a-73a) выполнены в виде ножевых шиберных задвижек, выполненных с возможностью перемещения по меньшей мере между двумя соответствующими положениями - закрытым и открытым положениями.

2. Насосная система (1, 1a) по п. 1, отличающаяся тем, что спусковое устройство (8, 9; 8a, 9a) выполнено с возможностью приведения в действие посредством поршня (13a, 13a) привода, по меньшей мере когда последний находится в одном из своих конечных положений (P1, P2).

3. Насосная система (1, 1a) по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что устройство для попеременного распределения содержит:

- первое спусковое устройство (8, 8a), выполненное с возможностью приведения устройства для попеременного распределения в его первую конфигурацию, при которой поршень (13, 13a) привода достигает своего первого конечного положения (P1), и

- второе спусковое устройство (9, 9a), выполненное с возможностью приведения устройства для попеременного распределения в его вторую конфигурацию, при которой поршень (13, 13a) привода достигает своего второго конечного положения (P2).

4. Насосная система (1, 1a) по п. 3, отличающаяся тем, что два спусковых устройства (8, 9; 8a, 9a) расположены по обеим сторонам корпуса (2, 2a) привода относительно поперечной оси (Y) упомянутого корпуса, причем каждое спусковое устройство (8, 9; 8a, 9a) содержит стержень (80, 90), который выполнен с возможностью приведения в действие посредством поршня (13, 13a) привода и который выполнен с возможностью перемещения между положением покоя и положением приведения в действие элемента (10, 11; 10a, 11a) для приведения в действие, соединенного с закрывающими элементами (70-73; 70a-73a), выполненными с возможностью перемещения, и выполненного с возможностью управления ими.

5. Насосная система (1, 1a) по п. 4, отличающаяся тем, что устройство для попеременного распределения содержит:

- первый элемент (10, 10a) для приведения в действие, выполненный с возможностью одновременного приведения в действие закрывающих элементов (70, 71; 70a, 71a) первого и второго впускных отверстий (E1, E2; E1a, E2a) для текучей среды, расположенных на одной и той же стороне корпуса (2, 2a) привода, причем упомянутые закрывающие элементы (70, 71; 70a, 71a) соединены друг с другом в продольном направлении, так что приведение в действие одного из закрывающих элементов (70, 71; 70a, 71a) для перемещения в одно из его закрытых или открытых положений приводит к перемещению другого закрывающего элемента (70, 71; 70a, 71a) в его противоположное положение, и

- второй элемент (11, 11a) для приведения в действие, выполненный с возможностью приведения в действие закрывающих элементов (72, 73; 72a, 73a) первого и второго выпускных отверстий (S1, S2; S1a, S2a) для текучей среды, расположенных на одной и той же стороне корпуса (2, 2a) привода, причем упомянутые закрывающие элементы (72, 73; 72a, 73a) соединены друг с другом в продольном направлении, так что приведение в действие одного из закрывающих элементов (72, 73; 72a, 73a) для перемещения в одно из закрытых или открытых положений приводит к перемещению другого закрывающего элемента (72, 73; 72a, 73a) в противоположное положение.

6. Насосная система (1) по п. 5, отличающаяся тем, что каждый элемент (10, 11) для приведения в действие содержит поршень (103, 113), выполненный с возможностью перемещения в камере (83, 93) сжатия спускового устройства (8, 9), в которой предусмотрены два воздушных впускных отверстия (101, 103; 111, 113), соединенные соответственно с первым спусковым устройством (8) и со вторым спусковым устройством (9), и тем, что каждое спусковое устройство (8, 9) содержит поршень (84, 94), который механически соединен с соответствующим стержнем (80, 90) и выполнен с возможностью перемещения в камере (83, 93) сжатия между положением покоя и положением приведения в действие поршня (103, 113) соответствующего элемента (10, 11) для приведения в действие, причем упомянутая камера (83, 93) сжатия спускового устройства (8, 9) содержит два выпускных отверстия (81, 82; 91, 92), соединенные соответственно с первым и вторым элементами (10, 11) для приведения в действие.

7. Насосная система (1, 1a) по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что каждое спусковое устройство (8, 9; 8a, 9a) содержит средство (46) для дискретного изменения положения закрывающих элементов (70-73; 70a-73a), выполненных с возможностью перемещения.

8. Насосная система (1, 1a) по любому из пп. 4-7, отличающаяся тем, что стержень (80, 90) каждого спускового устройства (8, 9) содержит возвратное средство (44) для возвращения упомянутого стержня (80, 90) в его положение покоя.

9. Насосная система (1, 1a) по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что поршни (52, 62; 52a; 62a) мультипликатора первой и второй камер (5, 6; 5a, 6a) мультипликатора расположены на соответствующих первых концах первого вала и второго вала (12, 12'; 12a, 12a'), причем вторые концы соответствующих первого и второго валов (12, 12'; 12a, 12a') соединены с поршнем (13, 13a) привода посредством универсальных шарнирных соединений (14, 14') или упругих соединений.

10. Насосная система (1) по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что корпус (2) привода имеет по существу цилиндрическую форму и содержит куполообразные концевые элементы (22, 23), выполненные с возможностью выдерживания давления текучей среды свыше нескольких бар.

11. Установка (128) для подачи текучей среды, расположенная в водном пространстве (FL) с течением (C) реки, содержащая трубку (140) Вентури, погруженную в водное пространство так, что давление текучей среды у впускного отверстия (144) трубки меньше, чем давление текучей среды у выпускного отверстия (145) трубки, по меньшей мере одну конструкцию (146, 147) в виде шлюза, выполненную с возможностью направления потока по каналу и создания ламинарного потока у впускного отверстия (144) и выпускного отверстия (145) трубки (140) Вентури, и насосную систему (1, 1a) по любому из предшествующих пунктов, расположенную так, что первое и второе впускные отверстия (E1, E2; E1a, E2a) для текучей среды насосной системы (1, 1a) соединены с впускным отверстием (144) трубки (140) Вентури и первое и второе выпускные отверстия (S1, S2; S1a, S2a) для текучей среды насосной системы (1, 1a) соединены с выпускным отверстием (145) трубки (140) Вентури.

Images