Пристрій для підйому глибинної морської води на поверхню

1. Пристрій для підйому глибинної морської води на поверхню шляхом використання механічної енергії поверхневих морських хвиль, який містить поплавковий елемент, помпу і жорстко прикріплений до морського дна, який відрізняється тим, що помпа виконана у вигляді циліндричної 3 84713 Подібними ознаками цих технічних рішень є наявність поплавкового елемента та помпи, а також те, що заявлений пристрій, як і прототип, може бути прикріплений до дна відкритої водойми. Недоліками прототипу є його складність і обмеження застосування, тому що він призначений для роботи у відкритих водоймах з невеликими глибинами - пристрій кріпиться до його дна. З метою океанографічних досліджень цей пристрій може бути використаний тільки у вузької прибережній зоні і не застосовний для підйому глибинної морської води з метою видобування сірководню для потреб промисловості. В основу винаходу поставлена задача створення пристрою для підйому води з водойми, що перетворить енергію поверхневих хвиль цієї водойми у водопідйомну силу, і в якому сукупністю істотних ознак, що його характеризують, забезпечується технічний результат - спрощення пристрою. При цьому за рахунок ознак, що характеризують постановку пристрою, досягається нова властивість: можливість забору годи саме з великих глибин відкритих водойм - морів і океанів, що обумовлює інший технічний результат винаходу розширення галузі застосування пристрою для підйому води. Поставлена задача вирішується тим, що в пристрої для підйому глибинної морської води на поверхню шляхом використання механічної енергії поверхневих морських хвиль, який містить поплавковий елемент, помпу і жорстко прикріплений до морського дна, новим є те, що помпа виконана у вигляді циліндричної трубоподібної вертикально розташованої напівзануреної в море камери, яка жорстко прикріплена до морського дна чи до масивної плавучості і обладнана у своїх нижній і верхній частинах відповідно нижнім і верхнім штуцерами, на першому з яких закріплений розташований у товщі води шланг визначеної довжини, при цьому в камері розміщений закріплений на штоку поршень у вигляді впускного зворотного клапана, що виконаний з можливістю пропускання води в камері тільки в напрямку від нижнього штуцера до вер хнього і з'єднаний за допомогою штока з поплавковим елементом, поміщеним на поверхню моря. Поршень може бути виконаний у складі мембрани, яка прилягає до площини диска, виконаного із наскрізними отворами, осі яких паралельні осі диска. При необхідності замість диска може бути застосований циліндр. Відмінності заявленого винаходу відносяться до особливостей конструктивного виконання хвильової помпи, взаємозв'язкам ознак, що характеризують її, з іншими істотними ознаками пристрою, а також до особливостей постановки пристрою, а саме: він може бути жорстко прикріплений в зоні шельфу до морського дна за допомогою опори, як і прототип, і разом з тим він може бути через кріплення жорстко приєднаний до масивної плавучості, наприклад корпусу судна чи морського буя, тому що різниця інерційностей масивної плавучості і легкої плавучості - поплавкового елемента - обумовлює працездатність конструкції при такому новому закріпленні водопідйомного пристрою. 4 Сутність винаходу пояснюється за допомогою рисунка, на якому зображена постановка пристрою шляхом закріплення його на масивній плавучості. Пристрій містить хвильову помпу у вигляді циліндричної трубоподібної вертикально розташованої напівзануреної в море камери 1, що може бути виконана з відрізка алюмінієвої труби довжиною 1500мм, внутрішнім діаметром 100мм і товщиною стінки 6мм. Труба заглушена зверху кришкою, у центрі якої встановлений сальник 2, а знизу - днищем із встановленим у ньому нижнім штуцером 3, на якому закріплений забірний шланг 4 заданої довжини з кінцевиком 5, який служить для заглиблення шланга, його вертикального розташування в товщі води, а також запобігання попадання в шланг стороннього тіла. Як шланг 4 може бути використана поліетиленова трубка з внутрішнім діаметром 32мм, довжиною 1000м. Кінцевик 5 виконаний металевим із сітчастою поверхнею. У верхній своїй частині камера 1 містить верхній штуцер 6 для зливу піднятої води, наприклад до реактора 7, де здійснюються подальші технологічні операції щодо добування потрібних компонентів із води або її використання. Камера 1 через кріплення жорстко приєднана до масивної плавучості морського буя 8. Пристрій містить П-подібний шток 9, виконаний із зігнутого нержавіючого прутка з діаметром поперечного переріза 6мм. На одному кінці штока жорстко закріплений поплавковий елемент 10, поміщений на поверхню моря, і який виконаний з вініпласта у формі диска діаметром 500мм, висотою 150мм. Інший кінець П-подібного штока 9 через сальник 2 пропущений у порожнину камери 1 і на ньому жорстко закріплений поршень, для ходу якого внутрішня поверхня камери оброблена. Поршень виконаний у вигляді впускного зворотного клапана, який пропускає воду в камері тільки знизу наверх. Наприклад, він виконаний у вигляді диска 11, наприклад із фторопласта, висотою 8мм із наскрізними отворами, осі яких паралельні осі диска, та прилеглої до верхньої площини диска мембрани 12, яка виконана з кислотнолугостійкої гуми товщиною 4мм і діаметром, який відповідає діаметру диска 11. Для охорони пристрою від ударів з появою поверхневих хвиль великої висоти, наприклад вище 1м, камера 1 обладнана верхнім 13 і нижнім 14 обмежниками ходу штока 9, які, наприклад, виготовлені у ви гляді гумових подушок. Таким чином поплавковий елемент і поршень помпи утворюють конструктивно єдине ціле. Пристрій працює таким чином. Під впливом хвильової енергії поплавковий елемент 10 робить вертикальні коливальні рухи . Сутність винаходу в тім, що такі коливання поплавця перетворюються в поступальний рух води з глибини моря наверх. А саме: при підйомі хвилі поплавковий елемент 10 йде наверх й одночасно піднімається наверх поршень помпи, у той час як його корпус - камера 1 залишається нерухомим унаслідок інерційності морського буя 8, який має масу, наприклад, 1000кг. Вода в надпоршневому просторі камери 1 притискає мембрану 12 до верхньої площини диска 11 і перекриває його отвори. У підпоршневому просторі камери 1 створюється розрідження і вода 5 84713 з глибини по шлангу 4 піднімається наверх, заповнюючи цей простір. При опусканні хвилі поплавковий елемент 10 рухається вниз і одночасно опускається поршень. При цьому порушується щільне прилягання мембрани 12 до диска 11, його отвори відкриваються і поршень проходить вниз крізь воду подпоршневого простору камери. При русі поплавця знову вверх о твори диска 11 перекриваються мембраною 12, відтинаючи надпоршневий обсяг води. Поршень йде вверх, витісняючи глибинну воду з камери 1 через зливний штуцер 6 у реактор 7. Під час експлуатації пристрою в умовах інтенсивного хвилювання він може бути обладнаний додатковими зворотними клапанами, які можуть бути розташовані на нижньому штуцері 3, кінцевики 5 та в шлангу 4, наприклад через кожні 50м його довжини. Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 6 Достоїнством запропонованого пристрою є те, що він не вимагає джерел електропостачання й участі оператора, є безпечним і ефективним через здатність забезпечити доставку з великої глибини на поверхню значних обсягів води за рахунок безперервності роботи, тому що хвильові коливання поверхні, у тому числі вітрові хвилі, практично завжди мають місце у відкритих водоймах, особливо в морях і океанах, де, переважно, працює пристрій. Використані джерела: 1. Пристрій для дегазації води. А.с. СРСР №1150228, опубл. 15.04.85, бюл. №14. 2. Хвильовий водопідйомник. Заявка РФ №93006302/29 на винахід, опубл. 20.12.95, бюл. №35 - прототип. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601