Гідростатичний водопідіймач с.м. срібнюка

1. Гідростатичний водопідіймач, що складається з водопіднімальної труби, зануреної нижнім кінцем у воду оточуючого середовища, у всмоктувальному патрубку якої розміщено змішувач, куди C2 2 (19) 1 3 великою основою на внутрішню поверхню всмоктувального патрубка і має повздовжні прорізи по бічній поверхні, порожнисті кульки рівномірно розподіляються по об'єму води, що транспортується. Підйом води виконується завдяки тому, що всередині водопідіймальної труби утворюється вказана суміш меншої питомої ваги (γі=ρіg), ніж питома вага чистої рідини оточуючого середовища (γі = ρіg). Транспортується рідина згідно з законом гідростатики за формулою ρвgh = ρсмgH, де Н висота підйому суміші води та порожнистих кульок; h - глибина занурення водопідіймальної труби у водоносний шар оточуючого середовища; ρвg і ρсмg - питома вага чистої води і суміші води й легких порожнистих кульок відповідно. У верхній частині водопідіймальна труба приєднана до збірного резервуара, де після подачі двокомпонентної суміші, що складається з води та легких порожнистих кульок, завдяки плавучості порожнисті кульки відділяються від води і спливають до вільної поверхні. Там розташований пристрій, що згортає ці кульки у круговий лоток, прикріплений до верхньої частини зовнішньої бічної поверхні збірного резервуара. Круговий лоток має нахилене дно в бік збірного бункера, куди подаються скребками порожнисті кульки. Для надання кругових рухів пристрою, що згортає кульки, передбачено гідроагрегат, який жорстко зв'язаний через трансмісійний вал із пристроєм. Із збірного бункера легкі порожнисті кульки забираються і нагнітачем подаються по трубопроводу до змішувача на повторне використання. Запропонований гідростатичний водопідіймач порівняно з відомим прототипом має такі переваги: - по-перше, легкі порожнисті кульки малих розмірів рівномірно розподіляються по об'єму водопідіймальної труби і під час руху залишаються незмінних розмірів, що обумовлює стабільний процес, на відміну від ерліфтних пристроїв, де повітряні бульбашки під час підйому збільшуються при зменшенні гідростатичного тиску та об'єднуються, що інколи веде до закупорювання трубопроводу (снарядний рух), або до стрижневого режиму, коли по осі рухається повітряний потік, а рідина з меншою швидкістю рухається коло стінки труби ([1], с. 13-14, рис. 2.3). Все це веде до нестабільного процесу руху. - по-друге, оскільки як енергоносій використовуються легкі порожнисті кульки, наприклад, із полістиролу незмінних малих розмірів, то при подачі у нагнітачі не відбувається їх стиснення, їх об'єм не змінюється при зміні гідростатичного тиску у водопідіймальній трубі. Це вказує на те, що кульки у процесі стиснення їх у нагнітачі не нагріваються, а значить, не виникає теплообмін між кульками і водою, котра транспортується. У результаті відсутній ізотермічний коефіцієнт корисної дії у процесі підйому води. Оскільки цей коефіцієнт корисної дії завжди менше одиниці, то за його відсутності загальний коефіцієнт корисної дії пропонованого пристрою підвищується. І навпаки, такий теплообмін, при використанні повітря у ерліфтному пристрої завжди має місце, і тому його ККД реально дуже малий, що є головним недоліком. 97259 4 Стосовно вищеназваних аналогів, то вони подають повітря, яке забруднюється в поршневій системі нагнітача, що веде до забруднення транспортованої води. Пропонований водопідіймач, з цієї точки зору, є екологічно чистим. На користь пропонованого винаходу можна також віднести можливість повторного використання енергоносія з легких порожнистих кульок малих розмірів після їх відділення від води у верхній частині водопідіймальної труби. Вищевказані ознаки є суттєво новими і надають пропонованому пристрою нові позитивні властивості, що вказує на його патентоспроможність. Запропонований гідростатичний водопідіймач пояснюється поданим нижче кресленнями: на фіг. 1 показана принципова схема конструкції в розрізі, на фіг. 2 - план пристрою. Згідно з фіг. 2 водопідіймач містить гідропідйомну трубу 1, в нижній частині якої у всмоктувальному патрубку 2 розташовано змішувач 3, виконаний у вигляді конуса 4, що спирається своєю основою на внутрішню поверхню труби 1. Для вільного надходження води з оточуючого середовища 5 всмоктувальний патрубок 2 труби 1 виконано перфорованим. Як енергоносій у пропонованому пристрої використовуються легкі порожнисті кульки 6 малих розмірів, наприклад, із полістиролу, які забираються зі збірного бункера 7 та подаються нагнітачем 8 по трубопроводу 9 до змішувача 3. Для більш рівномірного розподілення порожнистих кульок 6 по об'єму транспортованої води на бічній поверхні змішувача 3 виконані поздовжні наскрізні прорізи 10. У верхній частині водопідіймальної труби розташовано збірний резервуар 11, а також пристрій 12 із скребками 13 і 14 для згортання порожнистих кульок 6 по лотку 15 із нахиленим дном до збірного бункера 7. Круговий рух пристрою 12 забезпечує гідропривід 16, який жорстко зв'язаний із пристроєм 12 через трансмісійний вал 17. Робота пропонованого водопідіймача здійснюється таким чином. Водопідіймальна труба 1 занурюється під вільну поверхню оточуючого середовища 5. При цьому вода із середовища 5 заповнює всмоктувальний патрубок 2 і змішувач 3. Після ввімкнення нагнітача 8 легкі порожнисті кульки 6 подаються по трубопроводу 9 до змішувача 3. При рівномірному розподіленні кульок 6 по об'єму води в трубі 1 там утворюється суміш із цих кульок 6 і чистої води питомої ваги, меншої за питому вагу чистої води з оточуючого середовища 5. Таким чином, відповідно до вищевказаної формули, суміш в трубі 1 буде підніматися на висоту, більшу за глибину занурення труби 1 у чисту воду оточуючого середовища 5. Процес підйому суміші буде стабільним, оскільки порожнисті кульки 6 розподілятимуться по потоку й об'єм кожної кульки не змінюватиметься зі зміною гідростатичного тиску в трубі 1. Цим потоком буде обертатися лопатеве колесо гідроприводу 16, а разом із ним будуть виконуватимуться кругові рухи пристрою 12, який скребками 13 і 14 буде згортати легкі порожнисті кульки 6 по лотку 15 до збірного бункера 7, звідки 5 забираються кульки 6 і подаються нагнітачем 8 до змішувача 3 на повторне використання. Отже, порівняно з прототипом (звичайним ерліфтом) запропонований гідростатичний водопідіймач має такі переваги: - досягається стабільний процес транспортування крапельної рідини; - пристрій має більший коефіцієнт корисної дії; - відсутній вплив зовнішньої температури на процес підйому води; - наявність механічних домішок (піску, сипучої мінеральної сировини тощо) незначною мірою впливає на процес транспортування води; - простота обслуговування і ремонту та великі 97259 6 міжремонтні періоди роботи пристрою; - процес транспортування води є екологічно чистим. Джерела інформації: 1. Энциклопедия эрлифтов / Ф.А. Панаяни, А.Н. Козирецкий, B.C. Пащенко, А.Н. Кононенко. Донецк, 1995. - 592 с. 2. Способ создания газлифтного потока. Ржевский В.В., Сазонов Г.Т., Кафорин Л.А. и др. Пат. РФ за № 2020287 С1, заявл. 25.01.91 г., опубликов. 30.09.94 г, бюл. № 18. 3. Кривченко Г.И. Гидравлические машины. М.: Энергоатомиздат, 1983. - 286 с. 7 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 97259 8 Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601