ПОГРУЖНОЙ ТУРБОЭРЛИФТНЫЙ НАСОС

Полезная модель относится к области гидромашиностроения, более конкретно к конструкциям эрлифтных установок, и может быть использована в энергетической, горной, нефтяной и других отраслях промышленности, где требуется повышенная высота подъема транспортируемой жидкости.
Уровень техники заключается в следующем.
Известен турбоэрлифтный насос, содержащий турбину, насос, подшипниковый узел и вал, входной и выходной патрубки турбины, патрубки подвода и нагнетания перекачиваемой жидкости, при этом патрубок нагнетания насоса снабжен смесительной камерой, сообщенной с источником энергетически активного газа (см. ав. св. СССР №1714215, кл. F 04 F 1/18, 1992).
Недостатком известного турбоэрлифтного насоса является то, что рассматриваемая конструкция не предусматривает возможности полной утилизации оставшейся после турбины энергии газа, что снижает эффективность подъема газожидкостной смеси при наличии эрлифтного эффекта.
Признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками заявляемой полезной модели: турбина; насос; патрубки подвода и нагнетания перекачиваемой жидкости; смесительная камера эрлифта, сообщенная с источником энергетически активного газа и транспортируемой жидкости.
Причиной, препятствующей получению в прототипе требуемого технического результата является невозможность использования погружного типа турбины из-за отсутствия у нее гидроизоляции.
Сущность полезной модели.
Полезная модель направлена на решение задачи создания
компактного погружного турбоэрлифтного насоса с увеличенной высотой подъема транспортируемой жидкости с максимальной утилизацией оставшейся после турбины энергия газа, повышающей эрлифтную эффективность подъемного патрубка эрлифта из-за увеличения высоты смесеобразования.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении полезной модели, заключается в увеличении высоты подъема перекачиваемой жидкости, повышающей КПД погружного турбоэрлифтного насоса; в уменьшении габаритных размеров конструкции, при максимальной утилизации энергии отработанного газа в турбине погружного типа.
Полезная модель характеризуется следующими существенными признаками.
Ограничительные признаки: газовая турбина с входным и выходным патрубками; подшипниковый узел с валом; насос с патрубками подвода и нагнетания; смесительная камера эрлифта, сообщенная с источником энергетически активного газа.
Отличительные признаки: гидроизолированная газовая турбина; выходной патрубок турбины образован смесительной камерой эрлифта.
Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемой полезной моделью и достигаемым техническим результатом заключается в том, что отработанный в турбине погружного типа энергетически активный газ попадает в смесительную камеру, куда подводится перекачиваемая жидкость из напорного патрубка насоса. Такое техническое решение способствует полной утилизации оставшейся после турбины энергии газа, повышению высоты смесеобразования и, соответственно, эрлифтного эффекта газожидкостной смеси в подъемном патрубке эрлифта, расположенным над смесительной камерой. Полная утилизация энергии газа обуславливает
повышение экономичности компактного погружного турбоэрлифтного насоса.
Заявляемое техническое решение пояснено рисунком. На фиг.1 схематично показана принципиальная схема погружного турбоэрлифтного насоса с использованием выходного патрубка турбины в качестве смесительной камеры, которая сообщена с патрубком нагнетания насоса и служит основанием погружной части подъемной трубы эрлифта.
Погружной турбоэрлифтный насос содержит: турбину 1, насос 2, объединенных подшипниковым узлом и валом 3, входной патрубок 4, сообщенный с источником энергетически активного газа; смесительную камеру 5; патрубки подвода 6 и нагнетания 7 транспортируемой жидкости; подъемный патрубок эрлифта 8, основанием которого служит смесительная камера 5, формирующая газожидкостную смесь.
Погружной турбоэрлифтный насос работает следующим образом.
ж
Г
см
ж
Г
см
Энергетически активный газ с расходом g| поступает из магистрального трубопровода посредством входного патрубка 4 в турбину 1 и, отдавая часть энергии рабочим органам турбины 4, попадает в смесительную камеру 5. Механическая энергия вращения турбины 1 посредством вала 3 передается рабочим органам насоса 2. В результате разрежения создаваемого насосом 2, перекачиваемая жидкость с расходом G поступает в патрубок подвода 6 и, получая энергию от рабочих органов насоса 2, направляется в патрубок нагнетания 7, а затем в смесительную камеру 5, в которой при взаимодействии после турбины с энергетически активным газом расходом G образуется газожидкостная смесь с расходом G=G+G. Под воздействием оставшейся после турбины энергии газа, энергии подпора насосом жидкости, а также Архимедовых (подъемных) сил газожидкостная смесь с расходом G по подъемному патрубку 8 достигает расчетной высоты, после чего удаляется в специальный приемник для сбора жидкости, а газообразные включения сепарируются естественным путем.