ЭРЛИФТ
AIRLIFT

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к насосным установкам типа эрлифт.
Известны эрлифты или газлифты, применяемые для подъема жидкости с помощью воздуха (Багдасаров В.Г. «Теория, расчет и практика газлифта». М.-Л.: Гостопиздат, 1947 г.). Принцип действия эрлифта основан на снижении плотности газожидкостной смеси при насыщении ее пузырьками газа.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является эрлифт (патент на полезную модель RU 68618 U1, МПК F04F 1/20, 2007 г.), содержащий компрессор, подающую и подъемную трубы и распределительное устройство, выполненное в виде системы вентилей. При открытии вентиля происходит постепенное увеличение площади выходного отверстия, в результате чего достигается смешивание пузырьков воздуха с жидкостью. Высота подъема газожидкостной смеси в эрлифте определяется по формуле
c
H=(γ/γ-1)×h,
где Н - высота подъема жидкости,
h - глубина погружения,
γ - плотность жидкости,
с
γ - плотность газожидкостной смеси.
Плотность газожидкостной смеси для воды обычно находится в пределах (0.15-0.33), поэтому максимальное значение H=5.7h.
Недостатком этого решения являются низкие технологические возможности из-за ограниченной высоты подъема жидкости, зависящей от глубины погружения подъемной трубы и плотности газожидкостной смеси, которые имеют технические пределы.
Задачей настоящего изобретения является устранение указанного недостатка.
Это достигается тем, что в эрлифте, включающем компрессор, подающую и подъемную трубы, подъемная труба снабжена насадкой, содержащей внутреннюю и внешнюю трубы, сообщающиеся между собой и посредством обратных клапанов с подъемной трубой и с резервуаром, причем внутренняя труба соединена с внешней посредством клапана, выполненного в виде подвижной втулки с поплавком.
Под давлением сжатого воздуха жидкость из насадки поступает в подъемную трубу, где смешивается с воздухом, поступающим через дроссель, образуя газожидкостную смесь, которая поднимается по подъемной трубе в следующем цикле. При этом высота столба газожидкостной смеси определяется по формуле:
c
H=(P-h×γ)/γ,
где Р - давление сжатого воздуха,
h - глубина погружения подъемной трубы,
γ - плотность жидкости,
с
γ - плотность газожидкостной смеси.
Таким образом, высота подъема прямо пропорциональна давлению сжатого воздуха, а не глубине погружения. Так как большой глубины погружения достичь технически сложно, а давление сжатого воздуха может достигать ста атмосфер, то высота подъема жидкости в заявленном решении значительно увеличивается по сравнению с прототипом.
На чертеже изображен общий вид предлагаемого устройства.
Эрлифт состоит из компрессора 1, ресивера 2, подающей трубы 3, подъемной трубы 4, распределительного устройства 5, снабженного управляющим устройством 6, насадки 7, содержащей внешнюю трубу 8, внутреннюю трубу 9, обратных клапанов 10 и 11. Ресивер 2 соединен с подъемной трубой 4 посредством дросселя 12. На внутренней трубе 9 установлен клапан 13, содержащий втулку 14, соединенную с поплавком 15. Всасывающий патрубок компрессора 1 посредством трубы 16, снабженной кранами 17, 18 и обратными клапанами 19 и 20, сообщается с распределителем 5 и с подъемной трубой 4. Насадка 7 снабжена датчиком давления 21 и датчиком уровня 22. Датчик давления 21 связан с управляющим устройством 6 посредством реле времени 23.
Компрессор 1 подает сжатый газ в ресивер 2, откуда он поступает к распределителю 5 и через дроссель 12 в подъемную трубу 4. При открытом кране 17 и закрытом кране 18 полость насадки 7 сообщается с всасывающим патрубком компрессора, насадка 7 заполнена жидкостью, клапан 14 открыт. Подпиточный клапан 19 соединяет трубу 16 с атмосферой при падении давления ниже установленного уровня. При переключении распределительного устройства 5 компрессор 1 сообщается с полостью насадки, а его всасывающий патрубок - с атмосферой, клапан 10 закрывается, жидкость из насадки через клапаны 13 и 11 поступает в подъемную трубу 4, где смешивается со сжатым воздухом, поступающим через дроссель 12, образуя газожидкостную смесь. По мере понижения уровня жидкости в насадке втулка 14 опускается, закрывая отверстия клапана 13, давление воздуха в замкнутом пространстве насадки возрастает, срабатывает датчик давления 21, воздействуя через реле времени 23 на управляющее устройство 6, которое переключает распределительное устройство 5. Полость насадки соединяется с всасывающим патрубком компрессора. Давление воздуха в полости насадки снижается, и она заполняется жидкостью из внешнего резервуара через клапан 10. Поплавок 15 с втулкой 14 клапана 13 поднимается, открывая отверстия во внутренней трубе 9. По истечении времени, необходимого для заполнения насадки жидкостью, реле времени 23 переключает управляющее устройство 6, и цикл повторяется. Датчик 22 сигнализирует об уровне жидкости в насадке. В каждом цикле высота столба газожидкостной смеси в подъемной трубе возрастает. Конечная высота столба смеси определяется величиной давления сжатого воздуха и плотностью смеси.
При открытом кране 18 и закрытом кране 17 выхлоп воздуха из насадки направляется в подъемную трубу с целью энергосбережения.