Реверсний ерліфт

Корисна модель відноситься до перекачування рідини безпосереднім впливом на неї стислого або розрідженого середовища, а саме до конструкції ерліфту, призначеного для транспортування рідини, та може бути застосований, наприклад, в комунальному господарстві в пристроях для очистки стічної води або для перекачування інших, наприклад агресивних чи легкозаймистих речовин. Відомий ерліфт, який включає вертикальну водопідйомну трубу з виливним патрубком, з'єднану з засобом подачі повітря [Карелин В. Я., Минаев А. В. Насосы и насосные станциию. - М.: Стройиздат, 1986.]. Недоліком даного ерліфту є неможливість перекачування рідини з ємності до певної висоти рідини в ємності в автономному режимі, наприклад, без втручання людини або засобів автоматики в роботу ерліфту. За прототип прийнято керований ерліфт, який включає вертикальну водопідйомну трубу з виливним патрубком, з'єднану з засобом подачі повітря. Засіб для подачі повітря містить запірний елемент, що зв'язаний з поплавком або з датчиком рівня рідини. Поплавок або датчик рівня рідини налаштовані на визначений рівень рідини в ємності, з якої здійснюють перекачування. При досягненні в ємності визначеного рівня рідини за допомогою зв'язку запірного елемента з поплавком або з датчиком рівня рідини припиняється подача повітря в водопідйомну трубу від засобу подачі повітря, та, відповідно, керований ерліфт перестає перекачувати рідину з ємності [патент України №50460 на винахід «Керований ерліфт», опубл. 15.10.2002, F04F1/18]. Недоліком прототипу є здійснення керування потоком рідини, яку відкачують з ємності, за допомогою рухомих елементів, наприклад, таких, як запірний елемент або зв'язок запірного елемента з поплавком або датчиком рівня рідини, що знижує надійність роботи керованого ерліфту. При цьому за рахунок наявності елементів для керуванням потоком рідини конструкція керованого ерліфту складна при виготовленні та вимагає систематичного обслуговування під час його експлуатації. В основу корисної моделі поставлено задачу створення реверсного ерліфту, який би забезпечував підвищення надійності керування потоком рідини, що перекачується, в залежності від її рівня в ємності, з якої рідина видаляється, за рахунок виключення будь-яких регулюючих рухомих засобів в конструкції для зміни напрямку потоку рідини, які знижують надійність пристрою. Поставлена задача вирішується таким чином, що реверсний ерліфт, який включає вертикальну водопідйомну трубу з виливним патрубком, з'єднану із засобом подачі газу, переважно повітря, згідно з запропонованим технічним рішенням, додатково містить реверсивний трубопровід, приєднаний до водопідйомної труби ділянкою, частина якої спрямована вгору та сполучена за допомогою вигину з ділянкою реверсивного трубопроводу, спрямованою вниз, причому забірний отвір водопідйомної труби розташовано нижче випускного отвору реверсивного трубопроводу, а виливний патрубок водопідйомної труби розташовано вище вигину реверсивного трубопроводу. Кут вигину реверсного трубопроводу визначається таким, щоб напрямок руху рідини у висхідній ділянці та напрямок руху рідини у низхідній ділянці були протилежними. За таких умов оптимальним виконанням кута вигину реверсного трубопроводу переважно є кут 180°. Також вигин можливо виконати двома поворотами з використанням арматурних кутиків. Реверсивний трубопровід також може бути приєднаний до водопідйомної труби за допомогою вигину чи арматурних кутків. Між сукупністю суттєвих ознак реверсного ерліфту, що заявляється, і технічним результатом, що досягається, існує наступний причинно-наслідковий зв'язок. Наявність реверсного трубопроводу, приєднаного до водопідйомної труби, дозволяє створити потік рідини, який буде надходити назад до ємності, з якої видаляють рідину. Проходження рідини по реверсному трубопроводу можливе за тих умов, що опір стовпа рідинно-повітряної суміші в водопідйомній трубі більше, ніж сумарний опір стовпа рідини та рідинно-повітряної суміші в реверсному трубопроводі. Такі умови досягаються зниженням рівня рідини в ємності, яке відбувається в процесі відкачки рідини з ємності через виливний патрубок, до визначеного рівня, що відповідно призводить до зменшення висоти стовпа рідини в реверсивному трубопроводі. Наявність в реверсному трубопроводі ділянки, яка спрямована вгору, дозволяє здійснити надходження рідинно-повітряної суміші з водопідйомної труби до реверсного трубопроводу, та створює необхідний опір стовпа рідинно-повітряної суміші в реверсному трубопроводі. Наявність в реверсному трубопроводі ділянки, яка спрямована вниз та частково занурена у рідину, дозволяє створити в реверсному трубопроводі опір стовпа рідини, який би змінювався в залежності від рівня рідини в ємності та визначав той рівень рідини, до якого потрібно здійснити відкачку по водопідйомній трубі. Розташування виливного патрубку водопідйомної труби вище за вигин реверсивного трубопроводу та розташування забірного отвору водопідйомної труби нижче випускного отвору реверсивного трубопроводу дозволяє створити умови, за якими сумарний опір стовпа рідини та рідинно-повітряної суміші в реверсному трубопроводі стає меншим, ніж опір стовпа рідинно-повітряної суміші в водопідйомній трубі, що призводить до витіснення стовпа рідини з реверсного трубопроводу та здійснення перекачування рідинно-повітряної суміші по реверсивному трубопроводу назад в ємність, при цьому перекачування рідини по водопідйомній трубі припиняється. Таким чином, здійснюють періодичне відкачування рідини з ємності до визначеного рівня. При цьому керування потоком рідини здійснюється без застосування будь-яких рухомих елементів, що підвищує надійність роботи пристрою. Також під час багаторазового зворотного надходження рідини в ємність по реверсному трубопроводу здійснюється її перемішування в ємності. При цьому не припиняють подачу повітря в водопідйомну трубу через засіб подачі повітря при проходженні рідини по реверсивному трубопроводу, що дозволяє додатково здійснювати аерацію рідини в ємності. Перемішування та аерація рідини в ємності є необхідними стадіями процесу біологічної очистки води, тому застосування запропонованої конструкції реверсного ерліфту в пристроях очистки стічної води створює додаткові можливості для підвищення ефективності очищення та зниження енерговитрат, необхідних для очищення. Виконання вигину реверсного трубопроводу з кутом переважно у 180° оптимальне також і з технологічної точки зору при виготовлені реверсного ерліфту. Для пояснення суті корисної моделі нижче наведено приклад конкретного виконання реверсного ерліфту. Приклад ілюструється наступними кресленнями, на яких схематично показано зазначений пристрій: на Фіг.1 - реверсний ерліфт з вигином, кут якого складає 180°; на Фіг.2 - реверсний ерліфт, в якому вигин виконано з використанням арматурних кутиків та реверсивний трубопровід приєднаний до водопідйомної труби за допомогою арматурного кутика. Креслення, що пояснює корисну модель, а також нижченаведені приклади конкретного виконання реверсного ерліфту ніяким чином не обмежують обсяг домагань, викладений у формулі, а тільки пояснюють суть корисної моделі. Реверсний ерліфт містить водопідйомну трубу 1, реверсивний трубопровід 2 та засіб подачі повітря 3. Водопідйомна труба 1 з'єднана з засобом подачі повітря 3. У верхній частині водопідйомної труби 1 розташовано виливний патрубок 4. Реверсивний трубопровід 2 містить ділянку 5, ділянку 6 та вигин 7. Ділянка 5 приєднана до водопідйомної труби 1. Частина ділянки 5 спрямована вгору. Ділянка 6 спрямована вниз. Кут a вигину 7 складає 180°. З одного боку вигин 7 сполучений з частиною ділянки 5, спрямованою вгору. З іншого боку вигин 7 сполучений з ділянкою 6. Виливний патрубок 4 розташовано вище, ніж вигин 7. Забірний отвір 8 водопідйомної труби 1 розташовано нижче, ніж випускний отвір 9 реверсного трубопроводу 2. Реверсний ерліфт використовують наступним чином. Реверсний ерліфт розміщують в ємності 10, з якої здійснюють відкачування рідини, так, що забірний отвір 8 водопідйомної труби 1 та випускний отвір 9 реверсного трубопроводу 2 розташовані нижче рівня рідини в ємності 10. Потім за допомогою засобу подачі повітря 3 до водопідйомної труби 1 подають повітря. У водопідйомній трубі 1 утворюється стовп рідинно-повітряної суміші, а в частині реверсного трубопроводу 2 утворюється стовп рідинно-повітряної суміші, в іншій частині реверсного трубопроводу 2 - стовп рідини. За принципом роботи ерліфта у водопідйомній трубі 1 виникає водопідйомна сила та здійснюється перекачування рідинно-повітряної суміші з ємності 10 через водопідйомну трубу 1 та виливний патрубок 4. При цьому рівень рідини в ємності 10 знижується. Рідинно-повітряна суміш відкачується через виливний патрубок 4 до тих пір, поки опір стовпа рідинно-повітряної суміші в водопідйомній трубі 1 менше, ніж сумарний опір стовпа рідини та рідинно-повітряної суміші в реверсному трубопроводі 2. При зниженні рідини в ємності 10 до рівня, при якому опір стовпарідинно-повітряної суміші в водопідйомній трубі 1 більше, ніж сумарний опір стовпа рідини та рідинно-повітряної суміші в реверсному трубопроводі 2, рідинно-повітряна суміш починає надходити з водопідйомної труби 1 до реверсного трубопроводу 2 та, проходячи по ньому, виливається назад у ємність 10. Таким чином, підтримується постійний рівень рідини в ємності 10. Одночасно з цим не припиняють надходження повітря до водопідйомної труби 1 через засіб подачі повітря 3, за рахунок чого при підтриманні постійного рівня рідини в ємності здійснюють також її аерацію та перемішування. Після надходження нової рідини до ємності 10 підвищення рівня рідини здійснюється до тих пір, поки опір стовпа рідинно-повітряної суміші в водопідйомній трубі 1 не стане менше, ніж сумарний опір стовпа рідини та рідинноповітряної суміші в реверсному трубопроводі 2. Після чого рідинно-повітряна суміш починає надходити по водопідйомній трубі 1 вгору та видалятись з ємності 10 через виливний патрубок 4. В запропонованій конструкції матеріалом для виготовлення складових реверсного ерліфту може бути сталь або пластик, а рідиною для перекачування може бути як вода, так і інші рідини. Заявлена корисна модель забезпечує відкачування рідини з ємності до визначеного рівня рідини в ній при одночасному підвищенні надійності керування потоком рідини в залежності від її рівня в ємності, з якої вона відкачується, а також додаткове здійснення насичення рідини газом та її перемішування в ємності, з якої видаляється рідина.