Эрлифт

 

Изобретение относится к насосостроению, в частности к эрлифтным установкам, и может быть использовано в энергетике, металлургической, горнодобывающей и других областях промышленности для откачки жидкостей, содержащих агрессивные или твердые вещества в больших концентрациvST х ч NST ях. Цель изобретения - повышение КПД и надежности эрлифта. Поставленная цель достигается тем, что в качестве обратного клапана применяется камера 5 с нормальными соплами 6, расположенная на воздухопроводе 4. При работе эрлифта на оптимальном режиме процесс имеет колебательный характер. Воздух в смеситель 3 поступает периодически, когда давление в последнем меньше, чем в воздухопроводе 4. Расход воздуха увеличивается, давление в смесителе 3 падает за счет разницы сопротивления сопла 6 в прямом и обратном направлениях , скорость обратного потока будет значительно меньше по сравнению со скоростью в прямом направлении, что уменьшит потери энергии при вытеснении прямым потоком. 1 ил. СЛ С N vj СО ю о о ю fc

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ Е С К ИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 F 04 F 1/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4784513/29 (22) 30.11.89 (46) 07.05.92. Бюл.N. 17 (71) Донецкий политехнический институт (72) В.В.Бойко, Л,Л.Глухман, А.С.Григорьев, А.П,Кононенко, Н.В.Тарадин и Е.В.Усков (53) 621.695(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР.N

823655, кл. F 04 F 1/20, 1979. (54) ЭРЛИФТ (57) Изобретение относится к насосостроению, в частности к эрлифтным установкам, и может быть использовано в энергетике, металлургической, горнодобывающей и других областях промышленности для откачки жидкостей, содержащих агрессивные или твердые вещества в больших концентраци„„Я2 „„1732002 А1 ях. Цель изобретения — повышение КПД и надежности эрлифта. Поставленная цель достигается тем, что в качестве обратного клапана применяется камера 5 с нормальными соплами 6, расположенная на воздухопроводе 4. При работе эрлифта на оптимальном режиме процесс имеет колебательный характер. Воздух в смеситель 3 поступает периодически, когда давление в последнем меньше, чем в воздухопроводе 4.

Расход воздуха увеличивается, давление в смесителе 3 падает за счет разницы сопротивления сопла 6 в прямом и обратном направлениях, скорость обратного потока будет значительно меньше по сравнению со скоростью в прямом направлении, что уменьшит потери энергии при вытеснении прямым потоком. 1 ил, 1732002

Изобретение относится к насосострое- Известен эрлифт, содержащии подъемнию, в частности к эрлифтным уста ф м установкам нуютрубус расположенным внутри нее вози может быть использовано в энергетике духопроводом, снабженным на выходе горной, металлургической и других от х отраслях подпружиненным элементом, при этом сам промышленности для откачки см качки смесей, со- воздухопровод выполнен упругим в осевом е жащих твердые или агр ессивные веще- 5 направлении и снабжен рассекателем на д р внешней поверхности, смеситель — в виде ства в больших концентрациях, Известен эрлифт по авт,св,,с,N 652354 открытого снизу стакана с крышкой, а форсодержащий подъемную тру у, возд х б оздухопро- сунка — a виде расположенных на крышке по вод внутри подъемнои тру ы и б запорный концентрическим окружностям каналов с элемент, выполненный в виде подпружи- 10 попарно- пересекающимися осями. и воздухо- Данное устройство является наиболее ненного стакана на оконечности воздух— провода с окнами для выхода воздух воздуха на близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату, боковой поверхности.

П жиненный стакан обеспечивает В этои констру ц р ф т к ии э лифта достигаетодпружин повышение КПД и надежности эрлифта за 15 ся повышение экономичности р б р а боты э счет запирания полости подъемной т у ой трубы лифта за счет рассекателя, размещенного при повыше д нии авления в смесител есителе выше на внешней поверхности воздухопровода, и ой конфиг ации смесителя и давления сжатого воздуха в воздухопрово- за счет особои к ф ур и аботе эрлифта в подпружиненного элемента на выходе сжаде, что имеет место при ра оте арли ъемн ю т б . Кроме того, наи олее экономичн б ономичном колебательном ре- 20 того воздуха в подъемную тру у. саближиме, В этом режиме жидкость в и жи кость в подъем- происходит автоматическое приспо б ную трубу засасывается п тся порциями, расход вание фазы открывания подпружиненного воздуха через воздухопровод в з хопровод в определен- элемента к колебательному процессу в эрные моменты резко увели о увеличивается, в ре- лифте за счет упругости воздухопровода. ние в нем становится 25 Недостаток этого устройства тот >ке— зультате чего давление в нем становит меньше давления в смесител ителе и жидкость из большое сопротивление подпружиненного смесителя поступает в воздухопров т в воз хопровод, По- элемента, снижающее экономичность эрсле этого жидкость из воздух оздухопровода вы- лифта. Надежность данного устройства нитесняется, на что затр ч рачивается же, чем у предыдущего, из-за олее эне гия, и икл повторяет- 30 сложного устройства и наличия рассекателя нап авлении возд хося. Назначение подпружиненного клапана и гибкого в осевом направлении в у состоит в предотвращении попадания жид- провода. кости в воздухопровод при о ратных б ных бро- Цельюизобретенияявляется повышение сках давления в смесителе. ти э ли та, КПД и надежности эрлифта, т едостаток этого спасо а состоит в едостато б стоит в 35 Поставленная цель достигается тем, ч о низкой экономичности при работе с малыми предлагаемый эрлифт, содержащий подьт б воз хоп овод, смеситель и давл ениями сжатого воздуха, которые ха- емную тру у, в ду р ф ов б н ополнительрактерны для эрлифтов, ф ов применяющихся в воздухоотделитель, снабже д энергетике, металлургии и отча ти асти в горной но камерой, установленной на воздухопропромышленности. у ти. Обусловленоэтотем, что 40 воде, внутри которой имеется по крайней по и жиненный стакан создает значи- мере одно сопла, причем внутренний диательное сопротивление движению сжатого метр сопла равен О, -, д р н 0 6-1,3 иамет а воздуховоздуха — как за счет усилия пружины /тре- провода. буется дополнительное усилие для его пре- Камера д р м а со е жит но мальные сопла, р одоления), так и за счет большого 45 которыеиграютрольпереключателя, пропукоэффициента и фф а сопротивления, Потери со- скающего поток воздуха в прямом направп и его противления для эрлиф фтасмалымзначени- лении и задерживающего поток при ем давления воздуха превышают ают экономию движении в обратном. Такой клапан не соя KrlÄ. держит механических движущихся частей и от увеличения Д.

Другим недостатком указанного уст- 50 поэтому не оказывает воздейс и твия на поток, ройства является его низкая механическая движущийся в прямом направлении, что иснадежность, обусловленная налич ная наличием по- ключает возможность поломки или заклинидвижных механических частей —.стакана и вания подвижных сочленений и пружины, которые подверж ны ержены действию способствует повышению надежности эртвердого. содержащегося в откачиваемой 55 лифта. смеси. Попадание твердых ч х частиц в зазор Внутренний диаметр сопла не доля.ен между стаканом и поверхностью воздухопро- быть меньше 0,6 диаметра воздухопровода, вода может привести к закли заклиниванию час- так как при меньшем диаметре вносятся потей и отказу в работе устройства. тери на преодоление местного сужения, 1732002 особенно на участке перехода от меньшего диаметра сопла к большему диаметру воздухопровода, что приводит к снижению КПД установки. Внутренний диаметр сопел не должен быть также больше 1,3 диаметра 5 воздухопровода, так как при этом уменьшается этсекающая способность — через сопло большего диаметра воздух будет вытесняться быстрее и заполнение воздухопровода при обратном броске увеличится, что приве- 1 дет к потерям энергии.

На чертеже изображена схема эрлифта.

Эрлифт содержит подъемную трубу 1, в верхней части которой имеется воздухоотделитель 2, а в нижней — смеситель 3, к 1 которому подсоединен воздухопровод4, На воздухопроводе установлена камера 5, внутри которой имеются нормальные сопла

6. Сжатый воздух в воздухопровод поступает из источника 7. 2

Эрлифт работает следующим образом.

При работе эрлифта на оптимальном режиме процесс в подъемной трубе 1 имеет резко выраженный характер колебательный. Поэтому и воздух в смеситель 3 посту- 2 пает периодически, когда давление в нем меньше давления в воздухопроводе 4. После прорыва воздуха в смеситель 3 расход его резко увеличивается, а давление падает.

В этот момент жидкость из смесителя 3 поступает в воздухопровод 4, вытесняя из него воздух. Однако коэффициент сопротивления нормального сопла 6 при прямом направлении потока воздуха равен 0,010,03, а при обратном - 0,63 - 0,05, т.е. в 1730 раз меньше, Соответственно скорость обратного потока будет значительно меньше. За время обратного броска заполнение воздухопровода жидкостью будет незначительным, и потери энергии на ее вытеснение при прямом токе воздуха будут снижены.

В момент обратного броска камера с соплами условно закрыта, т.е. расход воздуха через нее незначителен по сравнению с расходом прямого тока, а источник 7 продолжает нагнетать сжатый воздух в воздухопровод 4. Поэтому давление в нем нарастает., а давление в смесителе 3 уменьшается, так как воздух уходит вверх по подьемной трубе 1 и дальше через воздухоотделитель 2 в атмосферу. В onределенный момент давление в воздухопроводе 4 становится больше, чем в смесителе 3, наступает прорыв воздуха в смеситель, и цикл повторяется, Преимущество предлагаемого способа состоит в том, что более высокий КПД, так как при распространении потока в прямом направлении влияние сопла на поток намного меньше, чем влияние эквивалентного по своим свойствам обратного клапана. Коэффициент сопротивления нормального сопла равен 0,01-0,05, а обратного клапана самой совершенной конструкции — 0,2 - 0,3.

Коэффициент сопротивления клапана в виде подпружиненного стакана еще больше—

0 до 0,8- 1,0, и кроме того, он требует дополнительного давления на преодоление сопротивления пружины, равного отношению усилия начального сжатия пружины к площади сечения воздухопровода, 5 В конкретном выполнении предлагаемого эрлифта используется трубопровод диаметром 100 мм, камера имеет диаметр.500 мм. B ней установлено два нормальных сопла диаметром 100 мм, Можно установить и

0 одно сопло, но тогда эффективность от применения эрлифта будет несколько меньше, так как вход из большего диаметра в меньший имеет большое сопротивление. Можно установить и больше чем 2 количество со5 пел, но третье сопло даст незначительный выигрыш в производительности, а четвертое еще меньше, т.е. применение сопел в количестве более трех экономически нецелесообразно. Расстояние от камеры до сме30 сителя должно быть наименьшим, тогда эффект от применения клапана будет наибольшим, так как колебательный процесс в воздухопроводе распространяется на ограниченное расстояние из-за емкости и собст35 венного сопротивления воздухопровода.

Величина этого расстояния ограничена конструктивными и технологическими требованиями. Выигрыш в производительности при неизменном расходе воздуха по сравнению

40 с установкой без камеры составляет 15-20ь в зависимости от положения рабочей точки эрлифта на его характеристике. Наибольший эффект достигается при работе эрлифта на расчетном участке его характеристики;

45 при работе на производительности более расчетной эффект повышения КПД выражен меньше, но и там он увеличивается приблизительно на 10 .

Формула изобретения

50 Эрлифт, содержащий подъемную трубу со смесителем в нижней части и воздухоотделителем в верхней части и воздухопровод с камерой, внутри которой выполнено по крайней мере одно сопла, о т л и ч а ю щ и й55 с я тем, что, с целью повышения КПД и надежности путем регулирования поступления воздуха, диаметр сопла равен 0,6-1,3 диаметра воздухопровода.