Гидротаранный скважинный насос

Полезная модель относится к области насосостроения, в частности к устройствам для подъема воды, и может быть использовано в гидротранспортных системах для перекачки жидкостей.
Известен гидротаран, содержащий подающую трубу с установленным в ней ударным клапаном, воздушный колпак, разделенный упругой диафрагмой на газовую и жидкостную полости, жидкостная полость которой сообщена с подающей трубой Г-образным патрубком, ориентированным в ней вдоль потока в сторону ударного клапана, а газовая полость снабжена всасывающим и нагнетательным патрубками с обратными клапанами (SU 1317187, МПК F04F 7/02, опубл. 15.06.1985).
В известном гидротаране происходит передача энергии в виде давления потоку газа для его дальнейшего транспортирования, или использования для совершения работы. Недостатком устройства является узкий диапазон использования, поскольку в качестве рабочей среды в нем используются только газообразные продукты.
Известен гидравлический таран, содержащий рабочую камеру с ударным вестовым клапаном, связанную с напорной и воздушной емкостями, причем воздушная емкость выполнена в виде равномерно расположенных по окружности колпаков, снабженных нагнетательными клапанами и сообщенных между собой (SU 781403, МПК F04F 7/02, опубл. 21.11.1980).
Недостатком известного устройства является наличие неиспользованных потенциальных возможностей по увеличению производительности, КПД в связи с тем, что подача жидкости производится периодически.
Известен гидротаран, включающий подводящую трубу, корпус, ударный и питающий клапаны, воздушный колпак, нагнетательный трубопровод (Б.В. Карасев, В.И. Дечев. Основы Гидравлики, гидравлические машины и сельскохозяйственное водоснабжение. «Урожай», Минск, 1965, с. 155).
Недостатком устройства является малая доля поднимаемой воды, особенно при больших высотах подъема.
Известен гидротаран, содержащий подающую трубу с ударным клапаном и сборником жидкости на выходе, диафрагменный насос, рабочая плотность которого через обратные клапаны сообщена со сборником жидкости и нагнетательным патрубком, снабженным воздушным колпаком, Г-образный патрубок, установленный в подающей трубе и ориентированный в нее вдоль потока в сторону ударного клапана (SU 1742525, МПК F04F 7/02, опубл. 23.06.1992).
Недостатком данного устройства являются большие габариты и невозможность использования его, для поднятия воды из скважины, невозможность отведения излишних газов, создающихся в трубе во время работы гидротарана.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является таран гидравлический, содержащий водоподъемную ступень, включающую водоподводящую (питающую) трубу с ударным клапаном, напорный (воздушный) колпак с выпускным (нагнетательным) и перепускным клапаном, а также нагнетательную (напорную) трубу, соединяющую колпак с водонапорной емкостью, к верхней части напорного колпака с помощью штуцера с золотником закреплен полный демпфер, выполненный в виде резиновой воздушной камеры (RU 82798, МПК F04F 7/02, опубл. 10.05.2009).
Недостатком известного устройства является невозможность поднятия воды из скважины диаметром более 110 мм.
Технический результат заключается в возможности поднятия воды из скважины диаметром более 110 мм с помощью гидротаранного скважинного насоса без использования электроэнергии.
Технический результат достигается тем, что гидротаранный скважинный насос содержит питающую трубу с установленным на ней ударным клапаном, воздушный колпак, нагнетательный клапан и напорную трубу. Питающая труба выполнена П-образной формы, а конец питающей трубы с ударным клапаном выполнен U-образной формы. К верхней части питающей трубы присоединены нагнетательный и дополнительный клапаны. Нагнетательный клапан соединен с воздушным колпаком, который соединен с помощью крана с напорной трубой. Дополнительный клапан соединен с краном для регулирования выходного отверстия с возможностью отведения газов из питающей трубы, причем между нагнетательным и дополнительным клапанами расположен запитывающий кран с возможностью закачивания воды в питающую трубу.
На чертеже представлен вид гидротаранного скважинного насоса.
Гидротаранный скважинный насос включает питающую трубу 1. Питающая труба выполнена П-образной формы. Конец питающей трубы 1 выполнен U-образной формы с расположенным на нем ударным клапаном 2. К самой верхней части питающей трубы 1 присоединены нагнетательный 3 и дополнительный 4 клапаны. Нагнетательный клапан 3 соединен с воздушным колпаком 5, который соединен с помощью крана 6 с напорной трубой 7 (к потребителю). Дополнительный клапан 4 соединенный с краном 8 служат для отведения газов возникающих в трубе во время работы гидротаранного сважинного насоса. На питающей трубе 1 между нагнетательным 3 и дополнительным 4 клапанами расположен запитывающий кран 9 для закачивания воды в питающую трубу 1.
Работа устройства гидротаранного скважинного насоса заключается в следующем. В глубинную скважину 10 опускают начало питающей трубы 1 ниже уровня воды грунтовой скважины 11. В грунтовую скважину 11 опускают конец питающей трубы 1 с ударным клапаном 2, так чтобы он находился ниже уровня воды глубинной скважины 10, но выше уровня воды в грунтовой скважине 11. С помощью запитывающего крана 9 в питающую трубу 1 до полного заполнения заливают воду, затем несколькими резкими движениями вверх-вниз питающей трубы 1 с ударным клапаном 2, расположенной в грунтовой скважине 11, происходит запуск работы гидротаранного скважинного насоса. За счет движения воды по питающей трубе 1 самотеком из глубинной скважины 10 в грунтовую скважину 11 сила перемещения воды двигает ударный клапан 2 к кольцевому упору, при достижении упора, ударный клапан 2 мгновенно останавливается и происходит гидравлический удар, сопровождающий повышение давления в питающей трубе 1 за счет продолжающегося по инерции движения потока воды, при этом нагнетательный клапан 3 открывается и вода устремляется в воздушный колпак 5, откуда через кран 6, служащий для регулирования напора по напорной трубе 7, поступает к потребителю. Также во время гидравлического удара, открывается дополнительный клапан 4, находящийся в верхней части питающей трубы 1, через который происходит отведение газов, образовавшихся во время работы гидротаранного скважинного насоса. Кран 8 регулирует открытие отверстия для отхождения газов из питающей трубы 1. После падения давления в питающей трубе 1 ударный клапан 2 открывается. Происходит завершение цикла работы гидротаранного скважинного насоса.
По сравнению с известным техническим решением предлагаемая полезная модель позволяет осуществлять подъем воды из скважины диаметром более 110 мм без использования электроэнергии за счет эксплуатации гидротаранного скважинного насоса.