Установка для нагнетания газожидкостной смеси
Изобретение относится к области насосостроения и позволяет повысить объемную подачу установки путем нейтрализации влияния столба жидкости в дополнительной камере (ДК) на такте нагнетания. Нейтрализация инергши столба жидкости осуществляется выполнением участка 16 ДК 7 профилированным, сужающимся кверху. При этом диаметры последовательных сверху вниз поГтеречных сечений участка 16 и диаметр поперечного сечения нижней не профилированной части ДК 7 находятся между собой в соотношении: В кА/{в1п К Z ./А Vr + (/2) ./ArJ}/A, где D ВК. .- диаметр i-ro поперечного сечения профилированного участка ДК 7; Вц - диаметр поперечного сечения не профилированного участка ДК 7; А - максимум функции (з1пч +0,5Д sin 24); - угоп поворота кривошипа 4, рад; - отношение радиуса кривошипа 4 к длине шатуна 5; К () - квадрат отношения диаметров Вцк и поршня 3; Z, - расстояние по оси ДК 7 между верхней точкой участка 16 и i -M поперечным сечением участка 16, м. При этом в пер-вой половине всасывающего и во второй половине нагнетательного ходов поршня 3 обеспечивается движение свободной поверхности 15 жидкого поршня 14 в ДК 7 с постоянной скоростью , т.е. без ускорения, что позволяет повысить частоту вращения кривошипа , увеличить число ходов поршня 3 в единицу времени, тем самым повысить величину объемной подачи установки . 2 ил. а (Л со о о оо ел
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3991741/25-06 (22) 18.12.85 (46) 30.04.87. Бюл. Р 16 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт методики и техники разведки Всесоюзного промышлен— 1l ll ного объединения Союз г еотехник а и Ленинградский политехнический ин— ститут им. Калинина (72) H.C.Âóëèñàíîâ, Н.И.Слюсарев и О.Ю.Устюшенкова (53) 621.651(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР N - 714044, кл. F 04 В 23/1О, 1980. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ НАГНЕТАНИЯ ГАЗОЖИДКОСТНОЙ СМЕСИ (57) Изобретение относится к области насосостроения и позволяет повысить объемную подачу установки путем нейтрализации влияния инерции столба жидкости в дополнительной камере (ДК) на такте нагнетания. Нейтрализация инерции столба жидкости осуществляется выполнением участка 16 ДК 7 профилированным, сужающимся кверху. При этом диаметры последовательных сверху вниз поперечных сечений участка 16 и диаметр поперечно„,SU„„ I 307085 А 1 го сечения нижней не профилированной части ДК 7 находятся между собой в соотношении: 0 „.= D>z jsin(K .Z ./A "r )+(3/2) s in(2K Z;/А r J$/А, где D .— ди-: аметр i-го поперечного сечения профилированного участка ДК 7; D < — диаметр поперечного сечения не профилированного участка ДК 7; А — максимум функции (sin q +0,5 p sin 2 ); 1 — угол поворота кривошипа 4, рад; Д =г/1 отношение радиуса кривошипа 4 к длине шатуна 5; К = Ян /D ) — квадрат 2 отношения диаметров 0 1к и поршня 3; 2 — расстояние по оси ДК 7 между 1 верхней точкой участка 16 и i-м поперечным сечением участка 16 м. При ц C этом в первой половине всасывающего и во второй половине нагнетательного ходов поршня 3 обеспечивается движение свободной поверхности 15 жидкого поршня 14 в ДК 7 с постоянной ско- = ростью, т.е. без ускорения, что позволяет повысить частоту вращения кри- в вошипа, увеличить число ходов поршня { 1 3 в единицу времени, тем самым повысить величину объемной подачи установки. 2 ил. 1307085 г ных сечений а а ъ а а ° ° ° а а1 -1 1 а -а находящихся на расстоянии сои ответственно Zq, 7,, ..., Z,, ... Zg от верхней точки профиля камеры 7, 5 отмеренном по ее осн, связанные с диаметром DH поперечного сечения ниж— него непрофилированного участка дополнительной камеры 7, при помощи соотношения где Пвк Л=— Изобретение относится к насосо-,— строению, в частности к насосным установкам для нагнетания газожидкост— ной смеси. Целью изобретения является повышение объемной подачи установки путем нейтрализации влияния инерции столба жидкости в дополнительной камере на такте нагнетания. fp На фиг,l изображена схема насосной установки для нагнетания газожидкостной смеси; на фиг;2 — сечение А-А на фиг.l. Установка для нагнетания газожид- 15 костной смеси содержит источник сжатого газа 1, поршневой насос, включающий цилиндр 2 с поршнем 3, приводимым в возвратно-поступательное движение кривошипно-шатунным механиз- 20 мом, имеющим кривошип 4 и шатун 5. Насос имеет образованную в цилиндре 2 рабочую 6 и расположенную вертикально над ней дополнительную 7 камеры, к первой из которых при помощи 25 обратного клапана 8 подключен дозировочный насос 9 для осуществления такта всасывания. В верхней части дополнительной камеры 7 размещены впускные клапаны )О сжатого газа, соединенные 30 при помощи газоввода 11 с источником сжатого газа 1, и нагнетательный клапан 12 газожидкостной смеси, выход которого сообщен с нагнетательным коллектором 13. )Кидкость, заполняющая дополнительную камеру 7, образует жидкостный поршень 14 со свободной поверхностью 15, обращенной к нагнетательному клапану 12. Верхняя часть дополнительной камеры 7 с объемом, равным половине объема рабочего цилиндра 2, выполнена в продольном осевом сечении профилированной, сужающейся кверху, при этом последовательные снизу вверх 45 величины площадей поперечных сечений профилированного участка 16 дополнительной камеры 7 уменьшаются пропор. ционально уменьшению мгновенного значения скорости поршня 3, соответству- п ющего этому сечению, занимаемому поверхностью 15 жидкостного поршня 14 что позволяет нейтрализовать влияние инерции столба жидкости в дополнительной камере 7 во второй половине такта нагнетания. Профилированный участок дополнительной камеры 7 имеех д"аметры 11ВК "Вк D<„П Вк п последовательных сверху вниз попереч1, К.Z. Л . 2K-Z D,=D — (sin — - +- sin- — --) 8К; ик А А r 2 Ar диаметр i-го поперечного сечения профилированного участка дополнительной камеры 7; диаметр поперечного сечения непрофилированного нижнего участка дополнительной камеры 7; максимум функции (sin y+ +0,5Л sin 2 ч ); угол поворота кривошипа 4, рад; отношение радиуса r кривошипа 4 к длине 1 его шатуна 5 0 н К=(— -) — квадрат отношения диаметПи ров непрофилированного нижнего участка дополнительной камеры 7 и поршня 3; Z — расстояние по оси допол1 нительной камеры 7 между верхней точкой профилированного участка и i-м поперечным сечением профилированного участка, м. Установка работает следующим образом. При вращении кривошипа 4 изменяет-. ся угол его поворота у, в результате чего поршень 3, связанный с кривошипом 4 при помощи шатуна 5, совершает в цилиндре 2 возвратно-поступательное движение. Под действием поршня 3 жидкостный поршень 14 со свободной поверхностью 15 также совершает возвратно-поступательное движение в вертикально расположенной дополнительной камере 7. При этом каждому значению угла поворота кривошипа 4 соответствует вполне определенное положение поршня 3 в цилиндре 2 соответственно свободной поверхности 15 жидксстного поршня 14 в камере 7. При изменении угла ц поворота кривошипа 4 ст 0 до 7 произво-. Установка для нагнетания газожидкостной смеси, содержащая источник сжатого газа и поршневой насос с- кривошипно-шатунным приводом, размещенного в цилиндре псршня, включающий рабочую и расположенную вертикально над ней дополнительную цилиндрическую камеры, в верхней части последней из которых размещены впускные клапаны сжатого газа и нагнетательный клапан газожидкостной смеси, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения объемной подачи установки путем нейтрализации влияния инерции столба жидкости в дополнительной камере на такте нагнетания, верхняя часть дополнительной камеры с объемом, равным половине рабочего объема цилиндра насоса, выполнена в продольном осевом сечении профилированной, сужающейся кверху, причем диаметры последовательных сверху вниз поперечных сечений профилированного участка дополнительной камеры и диаметр поперечного сечения нижнего непрофилированного участка этой камеры находятся между собой в соотношении где 1) 1 нк Л=— 3 13О7О8 дится всасывающий ход поршня 3, который движется из своего левого крайнего положения (показанного пунктиром на фиг.l) в цилиндре ? в сторону кривошипа 4, при этом свободная поверхность 15 жидкостного поршня 14 в дополнительной камере 7 опускается, газ с заданным избыточным давлением из газоввода 11 через впускные клапаны 10 поступает в дополнительную ка- fp меру 7, одновременно в рабочую камеру 6 насоса через обратный клапан 8 вводится дозировочным насосом 9 заданный объем жицкости. При изменении угла поворота кривошипа 4 от 7 до !5 2 7i поршень 3 движется в цилиндре 2 в сторону уменьшения объема рабочей камеры 6, совершая ход нагнетания и вытесняя из нее жидкость в дополнительную камеру 7, Вытесняемая B до- 20 полнительную камеру 7 жидкость в виде жидкостного поршня 14 в период первой половины хода поршня 3 поднимается в нижнюю цилиндрическую часть этой камеры 7, а затем, в пе — 25 риод второй половины хода поршня 3, продолжает поцъем уже в зоне профилированного участка 16 дополнительной камеры 7, сжимая газ до рабочего давления, при котором открыва- 30 ется нагнетательный клапан 12, после чего весь газ и технологически заданный объем жидкости из верхнего слоя жидкостного поршня 14, равный объему, введенному в рабочую камеру 6 дозировочным насосом 9 на такте всасывания, вытесняется через нагнетательный клапан 12 в нагнетательный коллектор 13, где происходит смешивание газа с жидкостью с образованием 40 газожидкостной смеси. В конце хода нагнетания в дополнительной камере 7 находится только жидкость. Далее цик. лы повторяются. Таким образом, выполнение участ- 45 ка 16 дополнительной камеры 7 профилированным, как уже отмечалось, позволяет нейтрализовать влияние и инерции столба жидкости в дополнительной камере 7, поскольку пропор- 50 циональность отношений площадей поперечных сечений профилированного участка 16 при ра.зных положениях свободной поверхности 15 жидкостного поршня 14, соответствующих значе- 55 ниям мгновенных скоростей поршня 3, обеспечивает в первой половине .всасывающего и во второй половине нагнетательного ходов поршня 3 движение свободной поверхности !5 жидкостно— го поршня 14 в дополнительной камере с постоянной скоростью, т.е. беэ ускорения, что позволяет повысить частоту вращения кривошипа 4, увеличить число ходов поршня 3 в единицу времени и тем самым повысить величи— ну объемной подачи установки. Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я диаметр i ãî поперечного сечения профилировянного участка дополнительной камеры; диаметр поперечного сечения непрофилированного, нижнего участка дополнительной камеры; максимум функции (sin g+ +0,5 Л sin 2 q); угол поворота кривошипа насоса, рад; отношение радиуса кривошигга насоса — r. к длине его шатуна — 1; 1 Е07085 нижнего участка дополнительной камеры и поршня 5 насоса; Составитель В.Чашкин Техред В. Кадар Корректор М.Шароши Редактор Н.Горват Заказ 1605/30 Тираж 575 Подписное Б iHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, )K-35, Раушская наб., д. ч/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4 К=(-я"-) — квадрат отношения диаметD D ров н(-профилиронанного У,, — расстояние по оси допол1 нительной камеры между верхней точкой профилированного участка и i-м поперечным сечением профилированного участка, и.
