ВОДОПОДЪЕМНОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к водоподъемным устройствам и может быть использована в системах тепло-, водоснабжения, а также для целей орошения в сельском хозяйстве.
Известен двухжидкостной гидравлический таран, содержащий питательную трубу, с установленными на ней ударным клапаном и через эластичную диафрагму напорным колпаком с обратными клапанами входа и выхода (см. Овсепян В.М., Гидравлический таран и таранные установки, М., 1968, с.64-65, рис.30).
Недостатком известного устройства является малая эффективность (производительность) его работы, поскольку использование энергии гидравлического удара питательной воды осуществляется не в полном объеме. Как было установлено экспериментально, из-за инерционности диафрагмы и обратных клапанов входа и выхода, в момент гидравлического удара возникающая при этом энергия питательной воды используется не полностью. Кроме того, подобная конструкция обладает низкой надежностью и при неумелом обращении мембрана быстро выходит из строя.
Технический результат заключается в повышении эффективности устройства за счет наиболее полного использования энергии гидравлического удара питательной воды при сокращении ее расхода и повышении надежности работы устройства.
Поставленная задача достигается тем, что устройство содержит питательную трубу с установленными на ней ударным клапаном и эластичной диафрагмой, обратные клапаны входа и выхода и дополнительно вентиль, сильфон и нагнетатель, соединенный с одной стороны с питательной трубой через эластичную диафрагму, а с другой с обратными клапанами входа и выхода. Вентиль установлен на выходе ударного клапана и механически связан с сильфоном, гидравлически соединенным с питательной трубой. Между эластичной диафрагмой и нагнетателем установлена пружина.
Водоподъемное устройство содержит питательную трубу 1 с установленными на ней ударным клапаном 2 и эластичной диафрагмой 3, обратные клапаны входа 4 и выхода 5, вентиль 6, сильфон 7 и нагнетатель 8, соединенный с одной стороны с питательной трубой 1 через эластичную диафрагму 3, а с другой - с обратными клапанами входа 4 и выхода 5. Вентиль 6 установлен на выходе ударного клапана 2 и механически связан с сильфоном 7, гидравлически соединенным с питательной трубой 1. Между эластичной диафрагмой 3 и нагнетателем 8 установлена пружина 9.
Водоподъемное устройство работает следующим образом. Изначально водоподъемное устройство заполняется жидкостью до полного удаления воздуха, затем подбирается масса (вес, сила упругости) ударного клапана 2 таким образом, чтобы динамическое давление в питательной трубе 1 при установившейся скорости истечения жидкости автоматически закрывало его, а под статическим давлением в питательной трубе 1 ударный клапан 2 должен автоматически открываться. Пружина 9 нагнетателя 8 подбирается на статическое давление в питательной трубе 1 из условия, чтобы эластичная диафрагма 3 находилась в своем крайнем нижнем положении. Сильфон 7 при статическом давлении в питательной трубе 1 должен находиться в положении, при котором вентиль 6 полностью открыт, причем жесткость сильфона 7 должна быть не более жесткости пружины 9 нагнетателя 8 для обеспечения приоритета его срабатывания на положительную волну распространения гидравлического удара по отношению к нагнетателю 8. После настройки водоподъемного устройства осуществляют его запуск путем принудительного (разового) открытия ударного узла 2, который до начала запуска должен удерживаться закрытым, после чего жидкость в питательной трубе 1 под действием статического давления начинает вытекать через него с нарастающей скоростью в соединенный с ним вентиль 6 до тех пор, пока ударный клапан 2 автоматически, под действием уже динамического давления движущейся жидкости, полностью не закроется. При резкой остановке движущегося потока жидкости возникает гидравлический удар с положительной волной распространения к входу питательной трубы 1. Приобретенный в момент разгона импульс количества движения жидкости, устремляется одновременно в сильфон 7, который, расширяясь, закрывает вентиль 6 и в нагнетатель 8, где, перемещая эластичную диафрагму 3, осуществляет таким образом вытеснение нагнетаемой жидкости из нагнетателя 8 через обратный клапан выхода 5 до тех пор, пока энергии импульса будет достаточно для преодоления жесткости пружины 9 и нагнетательного напора. После этого пружина 9, возвращаясь в свое исходное положение, перемещает эластичную диафрагму 3 назад, благодаря чему происходит всасывание нагнетаемой жидкости в нагнетатель 8 через обратный клапан входа 4 и высвобождение рабочего объема нагнетателя 8 для новой порции жидкости из питательной трубы 1. Затем сильфон 7, также возвращаясь в исходное положение, вытесняя при этом свой рабочий объем назад в питательную трубу 1, открывает вентиль 6 и,. тем самым, обеспечивает последующее истечение жидкости через ударный клапан 2. Последний к тому времени, благодаря уже отрицательной волне гидравлического удара, возникающей с того момента, как положительная волна отразится от входа питательной трубы 1, автоматически оказывается открытым и процесс вновь повторится в описанной выше последовательности. В том случае, когда присутствует начальный напор нагнетаемой жидкости, больший статического напора жидкости в питательной трубе и требуется лишь усилить его до требуемой величины, то наличие пружины 9 в нагнетателе 8 не обязательно.
В результате использования настоящего предлагаемого устройства увеличивается производительность (подача нагнетаемой жидкости) за счет наиболее полного использования энергии импульса количества движения жидкости в питательной трубе при сокращении ее расхода, повышается надежность работы за счет того, что ударный клапан совершает меньшее число колебаний в единицу времени при той же подаче, эластичная диафрагма работает в более мягких условиях и менее склонна к разрыву, поскольку пружина, в данном случае, выступает в роли демпфера.