Устройство для перекачки жидкости

Устройство для перекачки жидкости
Полезная модель относится к устройствам для перекачки жидкости (насосам) и может быть использована в промышленности, строительстве и сельском хозяйстве, например, для подачи воды из водоемов, скважин, колодцев, резервуаров в удаленные от источника воды населенные пункты.
Известен способ перекачки жидкостей, использующих гидравлический удар (ГУ), реализуемый в гидротаранных устройствах (Жабо В.В. и Уваров В.В. Гидравлика и насосы. М. Энергия, 1976, с. 102-109), который включает разделение трубопровода перегородкой с нагнетательным клапаном на питательный и нагнетательный, разгон жидкости в питательном трубопроводе (ПТ) до определенной скорости за счет естественного или искусственного напора, созданного в питательном трубопроводе, слив жидкости из него и создание гидравлического удара путем перекрытия слива жидкости ударным клапаном, а также перемещения части жидкости через нагнетательный клапан вследствие повышения давления при гидравлическом ударе, демпфирование воздействия гидроудара с помощью гидравлического аккумулятора.
Гидротаранный насос содержит корпус, к которому присоединяются питательный и нагнетательный трубопроводы, ударный клапан, нагнетательный клапан и воздушный колпак, который соединен с нагнетательным трубопроводом.
Недостатками способа и устройства перекачки жидкости гидротаранного насоса, реализующего этот способ, являются низкие производительность и КПД из-за потерь, связанных со сливом части жидкости, и энергии (мощности), затраченной на разгон этой части жидкости, а также неравномерность подачи жидкости.
патрубком посредством всасывающего трубопровода с заборным резервуаром и эжекторную трубку, подсоединенную входом к верхней части вакуумного бака, а выходом к оному из патрубков.( Авторское свидетельство СССР N 739256, кл. F 04D 9/06, 1974).
Недостатком этого устройства является большие эноргозатраты и невысокая надежность работы агрегата, связанные с использованием в данном устройстве центробежного насоса, причем указанные недостатки проявляются тем в большей мере, чем на большее расстояние происходит подача жидкости.
Техническая задача полезной модели состоит в повышении КПД, производительности и равномерности подачи жидкости, не зависящие от расстояния от источника жидкости до места подачи.
Поставленная задача решается тем, что устройство для перекачки жидкости содержит емкость для жидкости, дно которой находится выше уровня перекачиваемой жидкости и по меньшей мере две трубки, расположенные каждая одним из своих концов в указанной емкости, причем одна из трубок - для забора жидкости имеет проходное сечение меньше проходного сечения второй - для подачи жидкости, а ее конец расположен в указанной емкости выше конца трубки для подачи жидкости.
В емкости может быть выполнено отверстие для залива жидкости, герметично перекрываемое пробкой.
Каждая из трубок в месте выхода из емкости выполнена изогнутой и в данном ее месте выполнено отверстие для залива жидкости, герметично перекрываемое пробкой.
Па концах трубок в местах забора и подачи жидкости размещены краны.
На конце трубки со стороны подачи жидкости размещена насадка с проходным сечением равным проходному сечению трубки для забора воды.
На фиг.2 показана схема подачи воды на большие расстояния с использованием предлагаемых устройств.
Устройство, показанное на фиг. 1, содержит цилиндрическую емкость 1 диаметром 20 см и высотой 40 см, которая изготовлена из подходящего материала, например из металла или стекла. Емкость расположена на возвышении 10 так, что дно емкости 2 (а значит и уровень жидкости в ней) выше на 2,5 м уровня жидкости в местах забора 11 и подачи 12. Сверху емкость 1 герметично закрыта крышкой, в которой выполнено отверстие 2 для заполнения емкости жидкостью, герметично перекрываемое через резиновую прокладку пробкой. В крышке также выполнено еще два отверстия, в одно из которых вставлен конец трубки 3 для забора жидкости, а в другое - конец трубки 4 для подачи жидкости, причем конец трубки 4 имеет длину 35 см и расположен ниже конца трубки 3. В местах выхода трубок 3,4 из емкости они выполнены изогнутыми. На каждом изгибе выполнено по одному отверстию для залива жидкости, которые герметично перекрываются пробками 8, 9.
На противоположных концах трубок 3,4, а именно со стороны забора и подачи жидкости размещены краны 6, 7 соответственно, для перекрывания проходного сечения трубок.
Трубка 3 для забора жидкости имеет внутренний диаметр 8 мм, который должен быть обязательно меньше внутреннего диаметра трубки 4 для подачи жидкости, составляющего 12 мм. Длина трубки 3 составляет 3 м, а трубки 4 - 4 м. На конце трубки 4 со стороны подачи жидкости приварена насадка 5 из трубки, внутренний диаметр которой равен внутреннему диаметру трубки 3 для забора жидкости, а длина которой составляет 3 см.
Нри эксплуатации системы с большим (меньшим) объемом воды приведенные выше размеры должны быть увеличены (уменьшены), исходя из следующих соотношений: 20-dn  D; 3-D Н, где D - диаметр (ширина) емкости, dn - внутренний диаметр трубки для подачи жидкости, Н - высота
емкости. Приводимые параметры могут быть усовершенствованы на практике.
Для подачи жидкости на большие расстояния используют несколько последовательно расположенных емкостей (см.фиг.2), при этом необходимо соблюдения тех же условий, что и для устройства, состояш;его из одной емкости и двух трубок, а именно уровень воды в емкостях 1 должен быть выше уровня воды в месте забора и подачи, а внутренний диаметр и длина трубок 4 больше внутреннего диаметра и длины трубок 3.
Для передачи воды из водоема (реки) на большие расстояния, например, на сотни км по гористым местам, можно использовать емкости диаметром 5 м и высотой 15 м. Трубки 3 имеют диаметр 300 мм, а трубки 4 500 мм.
Работа устройства осуш;ествляется следуюп1,им образом.
Емкость 1 устанавливают на возвышение 10 и через отверстие 2 заполняют полностью водой, при этом трубки 3, 4 та же должны быть заполнены водой. Конец трубки 3 находится в водоеме. Краны 6 и 7 закрыты.
Для запуска системы открывают кран 7, после чего вода начинает вытекать из емкости 1 по трубке 4. Через некоторое время (минуты) вытекание воды прекращается из-за образовавшегося в верхней части емкости вакуума. Вакуум образовался в результате снижения уровня воды в емкости при закрытом кране 6, при этом конец трубки 4 находится в воде, а трубки 3 - в вакууме.
После открытия крана 6 вода по трубке 3 под действием вакуума начинает перетекать в емкость 1. Данный процесс происходит из-за того, что внутренний диаметр и длина трубки 4, а следовательно объем и вес, содержащейся в ней воды больше внутреннего диаметра и длины трубки 3 (соблюдается принцип весов: вода в трубке 4 «перетягивает воду из трубки 3). При этом из трубки 4 подачи вытекает ровно столько воды, сколько втекает в трубку 3 забора. В таком режиме устройство работает неограниченное время, при этом уровень воды и вакуума в емкости, а так же
равномерность подачи воды не меняется, что обеспечивается насадкой из трубки 5. В результате получается, что постоянный перевес воды в трубке 4 с одной стороны, со своим постоянным поступательным движением воды, сохраняет постоянство вакуума и его действие по забору воды из водоема. Скорость прохождения воды по трубкам зависит от объема емкости 1 и внутреннего диаметра трубок - чем они выше, тем выше скорость и напор воды. Для прекраш;ения подачи воды закрывают кран 7.
Для обеспечения работоспособности системы необходимо исключит попадание в нее воздуха.
Использование предлагаемой полезной модели позволяет без энергозатрат осуш;ествлять перекачку жидкости с КПД 100 %.