ПОГРУЖНОЙ ЭЛЕКТРОНАСОС ДЛЯ ГЛУБОКИХ МАЛОДЕБИТНЫХ ИСТОЧНИКОВ ВОДЫ
DOWNHOLE ELECTRICALLY DRIVEN PUMP FOR DEEP LOW-YIELD WATER SOURCES

Изобретение относится к области эксплуатации водоподъемных насосов.
Отсутствие централизованного электроснабжения не позволяет использовать серийно выпускаемые электронасосы в условиях отгонных пастбищ.
Насосно-силовое водоподъемное оборудование для отгонного животноводства в засушливых зонах РФ и стран СНГ с малодебитными глубокими источниками воды имеет широкий видовой спектр, начиная от «журавлей», ручных воротов, ленточных водоподъемников (ВЛМ-100), шнуровых водоподъемников (ВШП-30), диафрагменных насосов (ВДГ1-50), передвижных водоподъемных установок ППВ-30 с пневматическим насосом замещения Г1Н-2К, эрлифтов (ВВ-50), винтовых насосов (1 ВЭ-20/3) и кончая высокочастотными электронасосными установками «Родник-В-7,2-40», состоящими из насоса ВЭН-4 и бензоагрегата АБ (И). При этом водоподъемниками оборудовано не более 50% источников воды на отгонных пастбищах, из которых около 30% имеют ручной привод или приводятся в действие тяговыми животными.
Наиболее совершенными являются дорогие и дефицитные установки «Родник - В7,2-40», применение которых ограничивается наряду с указанным и малой высотой подъема воды (Н=10…45 м.в.с. при подаче 0=3,5…2 л/с). Поэтому перспективно водоснабжение отгонных пастбищ с помощью серийных высоконапорных с малой производительностью серий насосов ЭЦВ, ЭПЛ отечественного производства, а также зарубежных серий ЕКМ (Германия), серий SPA, SP, SPN (концерн GRUNDFOS - Дания-Германия), LM (фирма Франклин США) и других [Усаковский В.М. Водоснабжение в сельском хозяйстве. - М.: Колос, 1981. - 319 с.].
Для обеспечения нормальной работы перечисленного насосного оборудования в глубоких малодебитных источниках необходимы дополнительные устройства.
Известен способ подачи воздуха во всасывающую трубу - а.с. №335441, который применяется для увеличения высоты всасывания. Для осуществления этого способа на практике применяется всасывающая труба насоса, нижний конец которой погружен в жидкость. Над уровнем жидкости во всасывающей трубе выполнено отверстие для подачи воздуха при запуске насоса, перекрываемое управляемым запорным клапаном в рабочем режиме.
Однако этот способ нельзя применять для погружных электронасосов, т.к. во время эксплуатации они находятся под уровнем жидкости, и поэтому всасывающая труба не сообщается с атмосферным воздухом.
Известен способ регулирования производительности насосов подводом воздуха во всасывающую трубу (а. с.№392273). Недостатком этого способа является то, что он может быть использован только для уменьшения производительности насосов в статических условиях.
Известно устройство для регулирования рабочего режима насоса земснаряда (П. РФ№2024695 С1). Однако это устройство не может быть применено в малодебитных источниках, т.к. нет возможности контролировать уровень воды в источнике.
Известен способ обеспечения пуска электронасоса и устройство для его обеспечения (п. РФ 2351803). Это устройство включает погружной электронасос и источник питания соизмеримой мощности, в котором для подачи воздуха во всасывающую трубу электронасоса используется трубка, нижний конец которой соединен ниже уровня воды с всасывающей трубой, а верхний конец трубки соединен с нагнетательной трубой на расстоянии 2-3 м выше уровня воды в источнике. Однако подключение трубки к нагнетательной трубе исключает возможность подвода воздуха во всасывающую трубу в режиме установившейся работы.
Поэтому устройство (п. РФ 2351803) не может обеспечивать изменения подачи в соответствии с дебитом (уровнем воды) источника.
Центробежные насосы, как известно, обладают рядом преимуществ по сравнению с другими типами водоподъемников. При этом центробежные насосы консольного типа из-за ограничения их высоты всасывания (5-6 м) невозможно использовать в глубоких колодцах и скважинах, а применять для этой цели центробежные погружные электронасосы в источниках с малым дебитом невозможно из-за их конструктивных особенностей (всас насоса часто оказывается выше, чем уровень воды в источнике).
Предлагаемая водоподъемная установка комплектуется серийно выпускаемыми водоподъемными агрегатами, например, электронасосами типа ЭЦВ 6-4-190, приспособленными для забора воды из скважин и колодцев с малым слоем воды (0,5 м). Источниками питания служат электрические генераторы серии ЕСС или ГАБ-8 с приводом: в мобильной установке - от вала отбора мощности автомобиля УА3-462Д, а стационарной - от автономной электростанции АБ (Е1).
Наиболее близким по техническому решению является А.С. №1707255 С1 «Вертикальный погружной насосный агрегат». Агрегат содержит центробежный насос и расположенный под ним электродвигатель, кожух с входным отверстием снизу, охватывающий с образованием радиального зазора приемную сетку. Обратный клапан поплавкового типа с центральным каналом, в котором с минимальным зазором размещен центрирующий вертикальный стержень, установлен с возможностью вертикального перемещения и перекрытия входного отверстия кожуха и снабжен поворотными двуплечими пластинами, шарнирно установленными на верхней торцевой поверхности клапана.
Недостатком данного агрегата является то, что он не может регулировать подачу в зависимости от уровня воды в малодебитном источнике.
Задачей изобретения является возможность надежного использования серийных погружных электронасосов в малодебитных глубоких источниках воды с регулированием подачи при изменении уровня воды в источнике.
Технический результат достигается тем, что в погружном электронасосе для глубоких малодебитных источников воды, содержащем насос с электродвигателем, всасом и патрубком слива воды, и всасывающую трубу с дополнительным всасом и обратным клапаном, расположенным над дополнительном всасом, согласно изобретению, электронасос снабжен воздушной трубкой, верхний конец которой изогнут вниз и находится под верхним уровнем воды в малодебитном источнике.
Предлагаемое изобретение представлено на чертеже и состоит из насоса 1 и электродвигателя 2, которые вместе составляют электронасос; всаса насоса 7, дополнительной трубы 6 большего диаметра, чем электронасос и герметично закрепленного к насосу 1, нижний конец которого оборудован дополнительным всасом 4, выше которого выполнен обратный клапан 3, удерживающий воду в рабочей полости установки; патрубка ручной заливки воды 10; патрубка для подсоса воды посредством всасывающего коллектора ДВС 11; воздушной трубки 5; патрубка слива воды в емкость 12; емкости для сбора воды 13 и вентилей 15.
Воздушная трубка выполняет двойную роль:
1 - облегчает пуск насоса;
2 - изменяет (регулирует) подачу насоса в соответствии с уровнем воды в малодебитном источнике 8.
Диаметр воздушной трубки 5 составляет 0,1 диаметра нагнетательной трубы. Нижний конец воздушной трубки расположен на уровне дополнительного всаса 4 дополнительной трубы 6. Верхний конец воздушной трубки 5 изогнут вниз и перекрыт верхним уровнем воды малодебитного источника 8.
Во время пуска насоса 1 в дополнительную всасывающую трубу 6 вместе с водой засасывается воздух, находящийся в воздушной трубке 5. В процессе работы уровень воды в источнике опускается, в верхний конец воздушной трубки попадает воздух, и в насос подается воздушно-водяная смесь. При этом снижается производительность насоса в соответствии с дебитом источника. Одновременно исключается вероятность выхода из строя насоса и соответственно повышается надежность работы установки. Объем воздуха, засасываемый насосом, обеспечивает его надежный пуск, а также регулируется подача насоса в соответствии дебитом источника.
Изобретение может быть использовано для водоснабжения животноводческих ферм, а также для поения животных на отгонных пастбищах. Предлагаемое изобретение отличается тем, что используемая воздушная трубка с верхним изогнутым концом, перекрываемым верхним уровнем воды в малодебитном источнике.