САМОВСАСЫВАЮЩИЙ ГИДРОПОРШНЕВОЙ АГРЕГАТ ДЛЯ ПЕРЕКАЧКИ ВОДЫ
SELF-SUCTION HYDRAULIC PISTON UNIT FOR WATER TRANSFER

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к устройствам для интенсивного и бесперебойного перекачивания жидкостей, обеспечивая водоподачу в автоматическом режиме.
Из существующего уровня техники известна самовсасывающая водонасосная установка на базе центробежного насоса, состоящая из всасывающего трубопровода, центробежного насоса, вакуумного баллона с заливной горловиной, нагнетательного трубопровода [1].
Недостатком этой установки является попадание газов через дренажную трубку в напорную магистраль, вследствие чего образуется прерывистая струя воды на выходе из напорной магистрали.
Задача изобретения - обеспечение бесперебойной подачи воды насосом в напорную магистраль, исключая воздействия на нее выделяющихся в вакуумном баллоне газов и паров.
Технический результат достигается за счет того, что самовсасывающий гидропоршневой агрегат для перекачки воды, состоящий из всасывающего трубопровода, центробежного насоса, вакуумного баллона с заливной горловиной, нагнетательного трубопровода, дополнительно снабжен вакуумным баллоном с заливной горловиной, причем оба вакуумных баллона имеют в верхней части поплавково-рычажные запорные клапаны, выпускные клапаны, при этом нижняя часть вакуумных баллонов соединена с гидрораспределителем, имеющим по краям силовые камеры с мембранами, соединенные между собой штоком, на котором установлены два поршня, при этом всасывающая коммуникация центробежного насоса также соединена с гидрораспределителем, а в нагнетательном трубопроводе установлены регулируемые жиклеры, связанные гибкими шлангами с поплавково-рычажными запорными клапанами, а также установлены обратный клапан и реле давления, всасывающий трубопровод подает воду в вакуумные баллоны через впускные клапаны.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен самовсасывающий гидропоршневой агрегат для перекачки воды.
Самовсасывающий гидропоршневой агрегат для перекачки воды состоит из всасывающего трубопровода 1, подающего воду в два вакуумных баллона 2, 3 через впускные клапаны 4. В верхней части вакуумных баллонов 2, 3 расположены заливные горловины 5, выпускные клапаны 6, поплавково-рычажные запорные клапаны 7, 8. Причем вакуумные баллоны 2, 3 соединены в нижней части с гидрораспределителем 9, имеющим шток 10 с двумя поршнями 11, по краям гидрораспределителя 9 установлены силовые камеры 12, 13 с мембранами 14, 15. Агрегат также снабжен центробежным насосом 16, всасывающая коммуникация 17 которого связана с гидрораспределителем 9, через нагнетательный трубопровод 18 вода от центробежного насоса 16 поступает к потребителю. В нагнетательном трубопроводе 18 установлены регулируемые жиклеры 19, 20, связанные гибкими шлангами 21 с поплавково-рычажными запорными клапанами 7, 8, далее в нагнетательном трубопроводе 18 установлен обратный клапан 22, реле давления 23 и гидроаккумулятор 24.
Работает устройство следующим образом.
Перед первым пуском центробежного насоса 16 вакуумный баллон 2 через заливную горловину 5 заполняют водой до максимального верхнего уровня, вытесняемый воздух при этом выходит через выпускной клапан 6. Шток 10 гидрораспределителя 9 вручную устанавливают в крайнее правое положение. Включают центробежный насос 16, который начинает засасывать воду из вакуумного баллона 2, в результате чего во всасывающей коммуникации 17, в вакуумном баллоне 2 и во всасывающем трубопроводе 1 образуется вакуумметрическое давление. Вакуумметрическое давление способствует удержанию штока 10 гидрораспределителя 9 в крайнем правом положении, т.к. в пустом вакуумном баллоне 3 давление равно атмосферному. По всасывающему трубопроводу 1 вода из источника начинает поступать через впускной клапан 4 в вакуумный баллон 2. Кроме того, в оба вакуумных баллона 2, 3 через регулируемые жиклеры 19, 20 по гибким шлангам 21 начинает поступать вода из нагнетательного трубопровода 18 в количестве 0,3…0,5% от номинальной производительности центробежного насоса 16. В вакуумном баллоне 3 уровень воды возрастает, т.к. вода из него не расходуется, а в вакуумном баллоне 2 уровень воды уменьшается. Малый приток через поплавково-рычажный запорный клапан 8 не способен стабилизировать уровень воды в вакуумном баллоне 2. Сечение жиклеров 19 и 20 подбирают (регулируют) так, чтобы при опорожнении вакуумного баллона 2 на 80…90% вакуумный баллон 3 оказался бы заполненным до предельного верхнего уровня. В этом случае поплавково-рычажный запорный клапан 7 перекроет доступ воды в вакуумный баллон 3. Давление в контуре Ж2-d2-С2-К2 возрастет до уровня давления, установленного настройкой реле давления 23 в нагнетательном трубопроводе 18. В это время давление в контуре Ж1-d1-С1-К1 будет минимальным, т.к. поплавково-рычажный запорный клапан 8 открыт. Давление, возникающее в левой силовой камере 12, многократно возрастает и действует на мембрану 14, которая передвигает шток 10 гидрораспределителя 9 в левое крайнее положение, соединяя всасывающую коммуникацию 17 центробежного насоса 16 с вакуумным баллоном 3 и отсоединяя ее от вакуумного баллона 2. При заполнении вакуумного баллона 2 усилие, возникающее в правой силовой камере 13, действует на мембрану 15, и она передвигает шток 10 гидрораспределителя 9 в правое крайнее положение, соединяя тем самым всасывающую коммуникацию 17 с вакуумным баллоном 2 и отсоединяя ее от вакуумного баллона 3. Далее процесс циклически повторяется.
При отсутствии водопотребления реле давления 23 выключит центробежный насос 16. Во всей гидросистеме агрегата до обратного клапана 22 установится пониженное давление. Выполнение текущего цикла водоподачи приостановится. Все подвижные детали самовсасывающего гидропоршневого агрегата для перекачки воды останутся в неизменном положении до очередного включения центробежного насоса 16. При возобновлении водозабора потребителями, давление в гидроаккумуляторе 24 начнет понижаться и реле давления 23 включит центробежный насос 16, выполнение приостановленного цикла водоподачи продолжится.
В дальнейшем процесс функционирования самовсасывающего гидропоршневого агрегата будет циклически повторяться, тем самым, будет соблюдена автоматизация процесса водозабора и устойчивая работа насоса без задержек подачи воды.
Таким образом, попеременная работа двух вакуумных гидроцилиндров, устраняет образование на границе раздела фаз «вода-воздух» выделяющегося пара и растворенных газов.
Источники информации
1. Патент РФ на изобретение №2352725, опубл. 20.04.2009.