ПОГРУЖНОЙ ТУРБОГАЗЛИФТНЫЙ НАСОС

Полезная модель относится к области гидромашиностроения, более конкретно к конструкциям малогабаритных турбонасосов, и может быть использована в условиях, требующих повышенной высоты для подъема транспортируемой жидкости.
Уровень техники заключается в следующем.
Известен турбоэрлифтный насос, содержащий турбину, насос, подшипниковый узел и вал, входной и выходной патрубки турбины, патрубки подвода и нагнетания транспортируемой жидкости, при этом патрубок нагнетания снабжен смесительной камерой, сообщенной с источником энергетически активного газа (см. ав. св. СССР №1714215, кл. F 04 F 1/18, 1992).
Недостатком известного турбогазлифтного насоса является то, что рассматриваемая конструкция не предусматривает частичного использования в газлифте газонапорной жидкости из напорного патрубка насоса с одновременным поступлением в смесительную камеру газлифта низконапорной жидкости, естественным образом заполняющую резервуар или гидронакопитель, что снижает эффективность эксплуатации турбогазлифтного насоса.
Признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками заявляемой полезной модели: турбина; насос; патрубки подвода и нагнетания перекачиваемой жидкости; смесительная камера газлифта, сообщенная с источником энергетически активного газа и транспортируемой жидкости.
Причиной, препятствующей получению в прототипе требуемого технического результата - отсутствие возможности рационального управления подачи транспортируемой жидкости в смесительную камеру газлифта.
Сущность полезной модели.
Полезная модель направлена на решение задачи повышения эффективности газлифта и КПД турбогазлифтного насоса.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении полезной модели, заключается в достижении оптимального соотношения жидкости и газа в смесительной камере, позволяющей получить максимально эффективный режим движения транспортируемой газожидкостной смеси в подъемном патрубке газлифта.
Полезная модель характеризуется следующими существенными признаками.
Ограничительные признаки: газовая турбина с входным и выходным патрубками; подшипниковый узел с валом; насос с патрубками подвода и нагнетания; смесительная камера газлифта, сообщенная с источником энергетически активного газа.
Отличительные признаки: смесительная камера газлифта снабжена дополнительным патрубком подвода транспортируемой жидкости, который посредством дроссельного клапана сообщен с нагнетательным патрубком насоса.
Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемой полезной моделью и достигаемым техническим результатом заключается в том, что при полной утилизации энергии газа на выходе из турбины в смесительной камере газлифта образуется избыток газовой фракции относительно низконапорной жидкости, поступающей естественным путем из резервуара или сборника жидкости. Для поддержания оптимального газосодержания транспортируемой жидкости, обеспечивающее максимальную эффективность газлифта, в смесительную камеру подводится дополнительная часть высоконапорной жидкости из патрубка нагнетания насоса. Регулирование расхода высоконапорной жидкости
поддерживается дроссельным клапаном установленным перед смесительной камерой. Таким образом, при любом изменении глубины сборника жидкости автоматически обеспечивается оптимальный режим газлифта и турбогазлифтного насоса в целом.
Заявляемое техническое решение пояснено рисунком. На фиг.1 схематично показана принципиальная схема погружного турбогазлифтного насоса с использованием дополнительного патрубка подвода высоконапорной жидкости в смесительную камеру газлифта.
Погружной турбогазлифтный насос содержит: насос 1 с входным 2 и напорным 3 патрубками; турбину 4 с входным 5 и выходным 6 патрубками подвода и отвода энергетически активного газа; подшипниковый узел с валом 7; газлифт с подъемным патрубком 8; смесительной камерой 9 с патрубками подвода отработанного газа в турбине 10, низконапорной транспортируемой жидкости 11 и высоконапорной жидкости 12; промежуточный патрубок 13 с дроссельным клапаном 14 для регулирования и подачи высоконапорной жидкости в смесительную камеру газлифта.
Погружной турбоэрлифтный насос работает следующим образом:
ж
ж
ж
'
''
Энергетически активный газ с расходом G, поступает из магистрального трубопровода посредством входного патрубка 5 в турбину 4 и, отдавая часть энергии рабочим органам турбины 4, попадает из выходного патрубка 6 в смесительную камеру 9 через патрубок подвода 10. Механическая энергия вращения турбины 4 через вал 7 передается рабочим органам насоса 1. В результате разрежения создаваемого насосом 1, транспортируемая жидкость с расходом G поступает во входной патрубок 2 и, получая энергию от рабочих органов насоса 1, направляется в патрубок нагнетания 3, а затем с расходом G  отправляется потребителю. Часть высоконапорной транспортируемой жидкости с расходом G  через промежуточный патрубок 13 и дроссельный клапан 14 посредством патрубка подвода 12 направляется
ж
см
ж
ж
Г
''
''
'''
в смесительную камеру 9 газлифта. Под воздействием оставшейся после турбины энергии газа, а также Архимедовых (подъемных) сил газожидкостная смесь, получая ускорение, из смесительной камеры 9 поступает в подъемный патрубок 8 газлифта. Возникающий дефицит в количестве транспортируемой жидкости компенсируется притоком низконапорной жидкости расходом G  из патрубка подвода 11 сообщенный со сборником транспортируемой жидкости. При ограниченном поступлении в смесительную камеру 9 низконапорной жидкости дополнительный подвод жидкости осуществляется за счет увеличения расхода жидкости из напорного патрубка 3 насоса 1 посредством открытия дроссельного клапана 14. Газожидкостная смесь расходом G=G +G +G достигая расчетной высоты в подъемном патрубке, удаляется в специальный приемник для сбора жидкости, а газообразные фракции сепарируются естественным путем.