СПОСОБ ПОДЪЕМА ВОДЫ ЭРИФТОМ ИЗ КОЛОДЦЕВ И ОТКРЫТЫХ ВОДОЕМОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD OF WATER AIR LIFT FROM WELLS AND OPEN BASIN

Изобретение относится к насосостроению, в частности к способам подъема воды эрлифтом, и может быть использовано при проектировании гидротранспортных и энергетических систем в промышленности и строительстве, изыскательских работах, в сельском хозяйстве, а также в водоснабжении.
Известен способ подъема воды эрлифтом путем эжектирования воздуха струей, истекающей из водоема через патрубок в смеситель (SU 1043365 A, 23.09.1983). Недостатком этого способа является необходимость погружения смесителя под уровень жидкости. При малой глубине воды запуск эрлифта становится невозможным.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ подъема воды эрлифтом за счет создания избыточного давления на поверхность жидкости весом эрлифта, балласта и осевым усилием (RU Заявка на изобретение 2009124335, 27.12.2010). Недостатком этого способа является невозможность его использования в открытых водоемах и крупных резервуарах, например колодцах, из-за того, что при создании избыточного давления на свободную поверхность жидкости последняя вытекает из-под корпуса эрлифта в водоем.
Задача изобретения - обеспечение возможности отбора воды эрлифтом из открытых водоемов и колодцев.
Технический результат достигается тем, что в массе водоема предварительно выделяют ограниченный объем воды и в момент создания избыточного давления на свободную поверхность жидкости исключают возможность выхода изолированного объема воды в водоем через заборный канал. Это позволяет отбирать воду эрлифтом из колодцев и открытых водоемов.
Пример осуществления способа
Воду поднимают следующим образом. В колодец опускают трубу со всасывающим клапаном в нижней ее части и жестко фиксируют ее положение на дне колодца. Затем в эту трубу опускают эрлифт с подъемной трубой и подвешивают на тросе от ворота. Приводят эрлифт в соприкосновение с поверхностью воды. При необходимости подъема воды вес эрлифта, балласта и при необходимости осевое усилие переносят на поверхность воды. При этом всасывающий клапан закрыт и на поверхности воды создают избыточное давление. Под действием избыточного давления вода истекает через патрубок в камеру смешения, эжектирует воздух из атмосферы и под действием напора струи аэрированный поток воды поднимается на дневную поверхность. Таким образом обеспечивается подъем воды эрлифтом из колодцев и открытых водоемов.
Устройство для подъема воды
Известно устройство для подъема воды эрлифтом. Оно содержит корпус эрлифта, обеспечивающий связь камеры смешения с атмосферой. В корпусе расположены камера смешения и патрубок для истечения воды из скважины в камеру смешения и далее после смешения с воздухом в подъемную и по ней вверх на дневную поверхность (SU 1043365 A, 23.09.1983). Недостатком этого устройства является необходимость погружения смесителя ниже уровня воды в скважине.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство (RU Заявка на изобретение 2009124335, 27.12.2010), в котором корпус эрлифта выполнен по диаметру близким к диаметру обсадной трубы скважины, содержащей воду для подъема, и снабжен гидравлическими уплотнениями. В корпусе эрлифта также расположены камера смешения и патрубок для истечения воды из скважины в камеру смешения и далее после смешения с воздухом в подъемную трубу. При опускании эрлифт устанавливается на свободную поверхность воды. Однако в случае колодца или открытого водоема при создании избыточного давления на свободную поверхность воды последняя вытекает из-под торца корпуса эрлифта в водоем.
Задача изобретения - обеспечить возможность подъема воды эрлифтом из колодцев и открытых водоемов.
Технический результат достигается тем, что корпус эрлифта помещают в трубу, по диаметру близкую к диаметру корпуса эрлифта, изолирующую ограниченный объем воды от водоема и снабженную на нижнем конце всасывающим клапаном. А торец этой трубы снабжен штырями для фиксации трубы в одном положении на дне водоема. Для совершения возвратно-поступательных движений эрлифт подвешен на тросе от подъемного устройства, например ворота, который смонтирован на раме, скрепленной предпочтительно с водосодержащей трубой. Торцы ворота имеют спаренные диски, соединенные тягами для захвата их руками при вращении ворота.
Для совершения спуско-подъемных операций с эрлифтом могут быть использованы и другие грузоподъемные устройства.
Устройство для подъема воды эрлифтом из колодцев изображено на прилагаемом чертеже.
Устройство содержит трубу 1 со штырями 14 на торце и всасывающим клапаном 15, корпус 2 эрлифта с гидравлическими уплотнениями 3. Внутри корпуса 2 эрлифта размещены камера смешения 4, воздушная трубка 5, подъемная труба 6 и патрубок 7. Вход в камеру 4 изолирован крепежным элементом 8 от внутреннего пространства корпуса 2 эрлифта и соединен воздушной трубкой 5 с атмосферой.
На дневной поверхности устройство имеет подъемник, выполненный в виде ворота 9, снабженного спаренными дисками 10, соединенными тягами 16 с возможностью их захвата руками для вращения ворота 9. Ворот 9 смонтирован на раме 11, скрепленной с трубой 1. Эрлифт подвешен на тросе 13 от подъемного устройства, например ворота 9.
Устройство работает следующим образом. В колодец или водоем опускается труба 1 со штырями 14 на нижнем торце и всасывающим клапаном 15 на входе в трубу снизу. Штыри 14 задавливаются в грунт для фиксации трубы 1. Затем в трубу 1 опускается эрлифт в сборе с подъемной трубой. Эрлифт опускается в трубу 1 на тросе 13 ворота 9. При соприкосновении корпуса 2 эрлифта со свободной поверхностью воды в трубе 1 устройство считается приведенным в рабочее состояние. В этом случае всасывающий клапан закрыт.
Для подъема воды из колодца вес эрлифта и балласта переносится на поверхность воды в трубе. На поверхности воды формируется избыточное давление, под действием которого вода через патрубок 7 истекает в камеру смешения 4, увлекая за собой по воздушной трубке 5 воздух из атмосферы. После смешения воды и воздуха водовоздушная смесь под напором струи из патрубка 7 движется вверх по водоподъемной трубе 6 и сбрасывается в сборную емкость 12. В зависимости от потребностей за один рабочий цикл может быть поднято от 100 до 1500 литров. При этом длина рабочего хода эрлифта составляет от 0,5 до 1,5 метров, редко более при соответствующем диаметре водосодержащей трубы.
При вращении ворота 9 эрлифт поднимается вверх, всасывающий клапан открывается за счет напора из водоема и труба 1 заполняется водой из колодца или водоема. При достижении эрлифтом верхнего крайнего положения заканчивается цикл.