НАСОС
PUMP

Насос предназначен для подъема жидкости из скважин и колодцев, а именно для добычи воды и может быть использован и в нефтяной промышленности.
Известен насос, содержащий цилиндр с днищем, снабженным всасывающим клапаном и фильтром с опорой ограниченной посадки или без нее, головкой, снабженной входным патрубком, герметично связанным с воздушным трубопроводом, и выходным патрубком, проходящим через полость цилиндра, установленным между его торцевой поверхностью и днищем цилиндра с зазором и герметично связанным с жидкостным трубопроводом, снабженным обратным клапаном, регулятор частоты циклов, выполненный в виде емкости, разбалансированной на оси ее вращения противовесом, и регулятор пропускной способности, причем цилиндр с трубопроводами размещен в обсадной трубе, а свободный конец жидкостного трубопровода сообщен с емкостью регулятора частоты циклов (RU 2293886 С2, 20.02.2007).
Недостатком такого насоса является большая затрата электроэнергии, используемой как компрессором, так и вакуумным насосом.
Задачей настоящего изобретения является то, чтобы обеспечить работу такого насоса более дешевой энергией.
Поставленная задача решается тем, что известный насос, содержащий цилиндр с днищем, снабженным всасывающим клапаном и фильтром с опорой ограниченной посадки или без нее, головкой, снабженной входным патрубком, герметично связанным с воздушный трубопроводом и выходным патрубком, проходящим через полость цилиндра, установленным между его торцевой поверхностью и днищем с зазором и герметично связанным с жидкостным трубопроводом, снабженным обратным клапаном, регулятор частоты циклов, выполненный в виде емкости, разбалансированной на оси ее вращения противовесом, и регулятор пропускной способности, причем цилиндр с трубопроводами размещен в обсадной трубе, а свободный конец жидкостного трубопровода сообщен с емкостью регулятора частоты циклов, согласно изобретению емкость регулятора частоты циклов снабжена крышкой, выполняющей функцию регулятора пропускной способности с возможностью ее перемещения в направляющих, образуя щель выхода и фиксации на необходимую скорость истечения, например, воды в емкость потребителя, а ось ее вращения установлена на индивидуальной раме или без нее над емкостью потребителя и снабжена муфтой сцепления, выполненной в виде, например, одной втулки с фланцем или без него, снабженной выступами и установлена на оси емкости регулятора частоты циклов соосно так, что ее выступ введен в паз крана двойного действия, а корпус крана жестко связан с кронштейном, жестко связанным с одной стойкой рамы оси емкости регулятора частота циклов, а paма установлена на торцевой поверхности емкости потребителя, при этом свободный конец воздушного трубопровода герметично связан с выходом крана двойного действия, а входной конец последнего герметично связан с первым дополнительным трубопроводом, свободный конец которого герметично связан с выходом редуктора емкости высокого давления, например типа кислородного баллона, заполненного чистым воздухом, например, в пределах 200-250 атм., соответствующих глубине скважины или колодца, а для подпитки емкости высокого давления, т.е. для поддержания постоянного высокого давления, емкость снабжена дополнительным входным гнездом с резьбой, герметично связанным со вторым дополнительным трубопроводом высокого давления, свободный конец которого герметично связан с выходом компрессора, кинематически связанного с валом ветряка, и выходным гнездом с резьбой, герметично связанным с трубопроводом, герметично связанным с входным патрубком тормозного цилиндра, кинематически связанным, например, с тормозной лентой, установленной на тормозном шкиве, жестко связанным с валом ветряка, а для предохранения тормозного цилиндра и трубопровода, например, типа рукава высокого давления от превышения необходимого давления, между ними параллельно и герметично установлен предохранительный клапан, настроенный с возможностью поддержания необходимого давления в тормозной системе и выпуска в атмосферу повышенного давления.
На фиг.1 схематично изображен общий вид насоса в обсадной трубе скважины.
На фиг.2 изображена емкость регулятора частоты циклов.
На фиг.3 изображена втулка с выступами муфты сцепления.
На фиг.4 изображена втулка с пазами и с квадратным отверстием для посадки на кран.
На фиг.5 изображена муфта сцепления в сборе.
На фиг.6 изображен кран двойного действия, вид в разрезе.
На фиг.7 - разрез А-А на фиг.8.
На фиг.8 - вид А крана в сборе с кронштейном.
На фиг.9 - емкость высокого давления.
На фиг.10 - тормозная система.
На фиг.11 - тормозной цилиндр.
Насос содержит цилиндр - 1 с днищем 2, снабженным всасывающим клапаном 3 и фильтром - 4 с опорой - 5 ограниченной посадки или без нее, и головку - 6, снабженную входным патрубком - 7, герметично связанным с воздушным трубопроводом - 8 и выходным патрубком - 9, проходящим через всю полость цилиндра 1 и установленным между его торцевой поверхностью и днищем 2 с зазором 10 и герметично связанным 11 с жидкостным трубопроводом, снабженным обратным клапаном 12, регулятор частоты циклов, выполненный в виде емкости 13, разбалансированной на оси 14 ее вращении противовесом 15, и регулятор пропускной способности, причем цилиндр 1 с трубопроводами 8 и 11 размещены в обсадной трубе 17, а свободный конец жидкостного трубопровода сообщен с емкостью 13 регулятора частоты циклов, эта емкость 13 регулятора частоты циклов снабжена крышкой 18, выполняющей функцию регулятора пропускной способности, с возможностью перемещения ее в направляющих 19, образуя щель выхода и фиксации на необходимую скорость истечения воды в емкость - 20 потребителя, а ось ее вращения 14 установлена на индивидуальной раме - 21 или без нее, над емкостью 20 потребителя и снабжена муфтой 22 сцепления, выполненной в виде, например, одной втулки 23 с фланцем или без него, снабженной выступами 24, и установлена на оси 14 емкости 13 регулятора частоты циклов соосно так, что ее выступы 24 вводят в паз крана 25 двойного действия, т.е. например, на 60° /градусов/ его поворота, одновременно закрывает в одном направлении и открывает в другом направлении путь воздуха, а корпус крана 25 жестко связан с кронштейном 26. Последний, в свою очередь, в данном варианте, жестко связан с одной стойкой рамы 21 оси 14 емкости 13 регулятора частоты циклов, а сама рама жестко или устойчиво установлена на торцевой поверхности емкости 20 потребителя, при этом свободный конец воздушного трубопровода 8 герметично связан с выходом крана 25 двойного действия. Входной конец последнего герметично связан с первым дополнительным трубопроводом 27, а свободный конец последнего герметично связан с выходом редуктора 28, герметично связанного с гнездом 29 емкости 30 высокого давления, например типа кислородного баллона высокого давления, заполненного чистым воздухом, например, в пределах 200-250 атм. соответственно глубине скважины или колодца. Для подпитки емкости высокого давлении, т.е. для поддержания постоянного высокого давления, емкость 30, в свою очередь, снабжена дополнительным входным гнездом 31 с резьбой, герметично связанным со вторым дополнительным трубопроводом 32 высокого давления, свободный конец которого, герметично связан с выходом компрессора 33 (не указано), кинематически связанного с валом 34 ветряка 35 и выходным гнездом 36, герметично связанным с трубопроводом 37, например, типа гибкого рукава высокого давления, свободный конец которого герметично связан с входным патрубком тормозного цилиндра 38, жестко связанного на вращающем, по горизонтальной плоскости, шасси 39 при изменении направления ветра, с тормозной лентой 40, установленной, например, на полуокружности тормозного шкива 41, а для предохранения от повышения давления тормозной системы и емкости высокого давления тормозной цилиндр 38 снабжен выходным гнездом 42, герметично связанным с ним предохранительным клапаном 43, а для предохранения лопастей 44 ветряка 35 от инерционной перегрузки, действующей при резком или мгновенном торможении его вращения, подвижный конец 45 тормозной ленты 40 может быть шарнирно соединен с пружиной 46 растяжения, в свою очередь, шарнирно соединенной с педалью 47 тормоза, контактирующей со штоком 48 цилиндра 38.
Насос работает следующим образом.
Лопасти 44 ветряка 35 под действием силы ветра, вращаясь и с помощью эксцентрика или коленчатого вала 34, приводят поршень компрессора 33 в возвратно-поступательное движение, который засасывает окружающий воздух и направляет его по трубопроводу 32 в емкость 30 и заполняет ее. Когда компрессор 33 наполнит сжатым воздухом емкость 30, а их может быть использована не одна, т.е. в зависимости от необходимой производительности и притока добываемой воды, и они последовательно и параллельно соединены между собой с возможностью отключения одной или нескольких при необходимости, образуя большую емкость с определенным давлением.
Перед запуском насоса в работу необходимо проверить и слить воду из емкости 13 регулятора частоты циклов, чтобы она была пуста. При этом основной - /отсекающий/ кран-50 должен быть закрыт.
Необходимое давление показывает манометр редуктора 28. Запуск насоса в работу производится следующим образом. Вручную нужно повернуть емкость 13, тем самым убедившись, что она пуста и вернуть ее в исходное положение. Затем открываем кран 50 и воздух под давлением поступает по трубопроводу 27 и через открытый кран 25 двойного действия, и по трубопроводу - 8 в цилиндр - 1, вытесняя воду из него, при этом клапан 3 плотнее закрывается, и вода через зазор 10 поступает, преодолевая сопротивление клапана 12 /обратного/ в жидкостной трубопровод 11, который направляет ее в емкость 13 регулятора частоты циклов, которая по мере заполнения водой определенного количества автоматически поворачивается, закрывая кран 25 и одновременно открывая свободный выход воздуху, вытесняемому из цилиндра 1 поступающей под естественным давлением водой, преодолевая сопротивление клапана 3, тем временем пока вода истекает с определенной скоростью из емкости 13 в емкость 20 потребителя - цилиндр - 1, уже заполненный водой, и ждет не более, например, 15-20 секунд, в этот момент вода вся истекла из емкости 13 и последняя поворачивается в исходное положение, т.е. приготовилась к приему воды следующего цикла, и процесс повторяется, при этом открыв кран 25 для доступа воздуха в цилиндр 1 и закрыв свободный выход отработанному воздуху.
Если не закрывать кран 50, т.е. не отсечь доступ воздуха из емкости 30, то насос заполнит любую емкость 20 водой до определенного уровня, при котором с помощью мощного поплавка 51, кинематически связанного с краном 50 /не показано/, перекроет кран 50 автоматически и насос прекратит работу, но по мере расхода воды из емкости 20 уровень уменьшится, т.е. понизится до определенного уровня, поплавок 51 вновь откроет кран 50 и насос автоматически дополнит емкость 20, и так процесс повторяется на запасе сжатого воздуха в емкости 30.
Запас сжатого воздуха в емкости 30 не убывает, так как по мере снижения определенного давления в емкости 30 также снижается и в тормозном цилиндре 38, который освобождает зажатый тормозной шкив 41 и ветряк 35 с помощью компрессора 33, который автоматически заполнит сжатым воздухом до определенного давления емкость 30. При повышении определенного давления применяют предохранительный клапан 43 и дополнительный предохранительный клапан 33, герметично связанный с дополнительным гнездом 52 емкости 30.
Кроме того, с целью увеличения срока службы тормозной ленты, т.е. ее сменных колодок, и увеличения диапазона нерабочей паузы между минимальным и максимальным пределами давлений шток 54 поршня 55 тормозного цилиндра 38 снабжен двумя лунками 56 и с противоположной стороны его диаметра пазом 57 прямоугольной формы на длину в два раза больше, чем расстояние между лунками и соответственно им, подпружиненным шариковым фиксатором 58, с возможностью регулирования его силы прижатия и его фиксации, например, способом фиксации от проворота винтом 59 с наконечником в виде проточки на длину более глубины паза 57 и диаметром на 0,05-0,1 мм и менее ширины паза, с возможностью сохранить провал центровки штока, путем регулировки и также его фиксации способом краски. На направляющей головке 60 тормозного цилиндра 38 выполнено отверстие строго по диаметру, с резьбой не более диаметра штока. На его радиусах соответственно размещены шариковый фиксатор 58 против лунок, а винт - 59 против паза, а для возврата поршня 55 в исходное положение служит пружина сжатия.
Экономическая эффективность от применения такого насоса это то, что он не требует: ни электроэнергии, ни больших усилий человека крутить ворот над колодцем, ни привозить извне, расходуя средства и время, кроме только его построения и периодической проверки технического состояния тормозной системы, а именно сменных колодок, не допуская ветряку без надобности крутиться.