ЭРЛИФТ
AIR LIFT

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к насосным установкам типа эрлифта.
Известны эрлифты или газлифты, применяемые для подъема жидкости с помощью воздуха (Багдасаров В.Г. Теория, расчет и практика газлифта. М.Л.: Гостоптехиздат, 1947 г.). Принцип действия этих эрлифтов основан на снижении плотности газожидкостной смеси, получаемой при насыщении ее пузырьками газа.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является эрлифт (авторское свидетельство №335441, 1972 г. М.кл. F04d 13/00, F04b 23/00), содержащий насос, подъемную трубу, подающую трубу, функцию которой выполняет отверстие в подъемной трубе, размещенное выше уровня жидкости, управляемый запорный клапан и пружину. Пружина расположена таким образом, что она поджимает клапан, перекрывая отверстие в подъемной трубе. Под действием вакуума, создаваемого насосом, жидкость поднимается в трубе на некоторую высоту. Открытие клапана производится вручную или с помощью управляющего устройства с определенной скоростью. При этом воздух поступает в трубу в виде пузырьков, образуя газожидкостную смесь, плотность которой меньше плотности жидкости, за счет чего высота столба жидкости в трубе увеличивается на добавочную величину.
Высота газожидкостной смеси в эрлифте определяется по формуле
Hp=(Pa-Pp)/γc,
где γс - плотность газожидкостной смеси,
Pa - атмосферное давление,
Pp - давление вакуума.
Плотность газожидкостной смеси для воды обычно находится в пределах (0.15-0.3), (Ра-Рр) - не более 8 м, поэтому максимальная величина Нр=53.3 м.
Недостатком этого решения являются низкие технологические возможности из-за ограниченной высоты подъема жидкости, зависящей от величины разрежения и плотности газожидкостной смеси, которые имеют технические пределы.
Задачей настоящего изобретения является устранение указанного недостатка.
Это достигается тем, что в эрлифте, содержащем вакуум-насос, соединенные между собой подъемную и размещенную выше уровня жидкости подающую трубы, управляемый запорный клапан, установленный на входе в подающую трубу, и пружину, пружина расположена между подающей трубой и клапаном.
Такое расположение пружины позволяет закрывать вход в подающую трубу с помощью управляющего устройства и открывать пружиной. При закрытом клапане за счет разрежения, созданного вакуум-насосом в подъемной трубе, соединенной с резервуаром, образуется столб жидкости высотой Н. При отключении управляющего устройства происходит мгновенное открытие клапана под действием пружины и воздух из атмосферы с большой скоростью устремляется через подающую трубу в подъемную трубу. При этом происходит гидравлический удар и столбу жидкости за счет динамического импульса придается ускорение. В связи с тем что подающая труба соединена с подъемной выше уровня жидкости в резервуаре, высота столба, на который действует поток воздуха, h<H. В связи с этим на столб жидкости снизу действует давление:
P=Pa-Pp-h×γ,
где Pa - атмосферное давление,
Pp - давление вакуума,
h - высота столба жидкости,
γ - плотность жидкости.
Под действием этого давления и потока воздуха столб жидкости движется вверх по трубе и поступает в бак. В этом случае высота подъема жидкости определяется только величиной потерь в трубе, т.е.
Hb=(Pa-Pp-h)/n,
где Hb - высота подъема жидкости,
n - удельная величина потерь в трубе.
На примере воды величина потерь для прямолинейной трубы в реальных условиях составляет 1-2% на метр длины.
Принимаем среднее значение h=0.5(Pa-Pp)=4 м, тогда Hb=(10-2-4)/0.02=200 м.
Таким образом достигается увеличение высоты подъема жидкости по сравнению с прототипом.
На чертеже представлен общий вид предложенного эрлифта.
Эрлифт содержит подъемную трубу 1, которая сообщается с одной стороны с резервуаром 2, а с другой стороны с герметичным баком 3, соединенным с вакуум-насосом 4 и насосом 5. В нижней части, выше уровня жидкости в резервуаре 2, подъемная труба 1 соединена с подающей трубой 6, снабженной распределительным устройством 7, соединенным с атмосферой и включающим клапан 8, пружину 9, упругий элемент 10, управляющее устройство 11, корпус 12.
Под воздействием управляющего устройства 11, приводимого в действие с помощью электрического, механического или иного привода, через упругий элемент 10, клапан 8 перекрывает отверстие подающей трубы 6, сжимая пружину 9. Вакуум-насос 4 создает разрежение в баке 3 и подъемной трубе 1. Под воздействием разности давлений жидкость из резервуара 2 поступает в подъемную трубу 1, образуя столб высотой Н. При отключении управляющего устройства 11 пружина 9 мгновенно перемещает клапан 8, открывая отверстие подающей трубы 6 и сообщая ее с атмосферой. При этом образуется столб жидкости высотой h (h<H).
Под действием разности давлений сверху и снизу столб жидкости поднимается по подъемной трубе и поступает в бак 3, откуда насосом 5 подается потребителю.