Ленточный подъемник для жидкостей
Изобретение относится к области насосостроения, в частности к ленточным подъемникам для жидкостей, и может быть использовано для подъема нефтесодержащих пленок с поверхности воды. Ленточный подъемник для жидкостей содержит приводной и натяжной шкивы, охваченные замкнутым бесконечным рабочим органом, размещенным восходящей ветвью в защитной трубе, привод и механизм отжима. Приводной шкив дополнительно снабжен прижимным роликом, вращение которого синхронизировано с вращением приводного шкива посредством зубчатого зацепления. Прижимной ролик установлен с возможностью регулировки усилия прижатия рабочего органа к приводному шкиву, а механизм отжима размещен на восходящей ветви рабочего органа перед приводным шкивом. Предлагаемая конструкция обеспечивает повышение надежности, увеличение ресурса работы и производительности ленточного подъемника. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к насосостроению, в частности к ленточным подъемникам для жидкостей, и может быть использовано для подъема нефтесодержащих пленок с поверхности воды.
Ленточные подъемники относятся к так называемым шнуровым (иначе капиллярным) насосам, впервые изобретенным в конце XIX века, и представляют собой бесконечную нить, обычно выполняемую в виде шнура или цепи, перекинутых через два блока и верхним из них приводимых в движение. Восходящая часть нити иногда заключается в трубу во избежание разбрызгивания или срыва жидкости при большой высоте подъема. Нижняя часть нити с охватываемым ею блоком, служащим для натяжения, погружается в жидкость, верхнему блоку придается быстрое вращение. Вследствие этого нить тащит за собой прилипшие к ней частицы жидкости, увлекающие далее за собой дальнейшие частицы, благодаря существованию внутреннего трения жидкостей. При огибании верхнего блока нить отбрасывает в особый приемник приставшую к ней жидкость вследствие центробежной силы (см., Нефтяное и сланцевое хозяйство. 1924. Т.VII, №8. С.297).
Однако данные подъемники не нашли широкого применения ни в нефтяной, ни в какой-либо иной отрасли. Причиной этого могло стать, с одной стороны, отсутствие потребности в такого типа насосах, а с другой стороны, в их малой экономичности (низкий КПД из-за срыва жидкости при подъеме с большой глубины). Возможно, что причины такой невостребованности на стадии их создания лежат в несовершенстве конструкции.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является ленточный подъемник для жидкостей, содержащий приводной и натяжной шкивы, охваченные замкнутым бесконечным рабочим органом, размещенным восходящей ветвью в погруженной в источник защитной трубе [авт. свид-во №1143874 СССР, МПК F04B 19/16, опубл. 07.03.85]. Рабочий орган, выполненный из материала с избирательной поглощающей способностью, проходя через источник, впитывает жидкость. Отжим рабочего органа осуществляется на приводном шкиву с помощью прижимного ролика, установленного на сходе рабочего органа, за счет центробежных сил.
Недостатками известного подъемника является неустойчивая работа из-за проскальзывания рабочего органа. Для того чтобы исключить проскальзывание, необходимо значительно увеличивать нагрузку на нижний натяжной шкив, что увеличивает нагрузку на разрыв и снижает ресурс подъемника.
Техническим результатом настоящего изобретения является повышение надежности, увеличение ресурса работы и производительности ленточного подъемника.
Указанный технический результат достигается тем, что в ленточном подъемнике для жидкостей, содержащем приводной и натяжной шкивы, охваченные замкнутым бесконечным рабочим органом, размещенным восходящей ветвью в защитной трубе, согласно изобретению приводной шкив дополнительно снабжен прижимным роликом, вращение которого синхронизировано с вращением приводного шкива, причем прижимной ролик установлен с возможностью регулировки усилия прижатия рабочего органа к приводному шкиву. Нисходящая ветвь рабочего органа может быть заключена в защитную трубу, расположенную выше уровня перекачиваемой жидкости.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид заявляемого подъемника; на фиг.2 - и вид сбоку; на фиг.3 - прижимной ролик с механизмом регулировки усилия прижатия.
Ленточный подъемник содержит рабочий орган 1 в виде бесконечного шнура или ленты любого профиля, перекинутого через верхний приводной шкив 2 и нижний натяжной шкив 3 (фиг.1). На нижнем шкиве 3 для натягивания рабочего органа 1 закреплен груз 4, приводной шкив 2 выполнен с принудительным вращением.
Механизм перемещения шнура имеет дополнительный прижимной ролик 5, вращение которого синхронизировано с вращением приводного шкива 2 с помощью, например, зубчатого зацепления 6 (фиг.2). Прижимной ролик 5 насажен на качающуюся ось 12, которая имеет возможность поворачиваться на небольшой угол относительно оси 11 (фиг.3). За счет шарнира 7 и пружины 8 прижимной ролик 5 может с различным усилием прижимать к приводному шкиву 2 рабочий орган 1, это исключает возможность его проскальзывания (фиг.1-3). Регулировка усилия прижима осуществляется жесткостью самой пружины 8, а также натяжкой талрепа 13 (фиг.3).
На восходящей ветви рабочего органа 1 перед приводным шкивом 2 размещен механизм отжима 9, представляющий собой две пары отжимных роликов, прижатых к рабочему органу и установленных попарно во взаимно перпендикулярных плоскостях (фиг.1). Такое исполнение механизма отжима позволяет значительно увеличить производительность установки.
Восходящая и нисходящая ветви рабочего органа 1 могут быть заключены в защитную трубу 10 во избежание разбрызгивания или срыва жидкости. Нисходящая ветвь рабочего органа 1 опускается в скважину ниже уровня нефтесодержащей жидкости (НСЖ), при этом защитная труба 10 на нисходящей ветви не должна касаться жидкости.
Ленточный подъемник работает следующим образом.
Приводной шкив 2 с помощью двигателя приводится во вращение, и рабочий орган 1 начинает движение, на входе нисходящей ветви в слой НСЖ рабочий орган 1 впитывает частицы нефти и поднимается через защитную трубу 10 наверх, где восходящая ветвь отжимается роликами механизма отжима 9 и осуществляется сбор отжатой нефти.
Эффективность и работоспособность описанного ленточного подъемника подтверждена экспериментально. В качестве рабочего органа была использована полиамидная веревка, плетенная из 8 прядей.
Предлагаемая конструкция обеспечивает повышение надежности, увеличение ресурса работы и производительности ленточного подъемника.
Такой ленточный подъемник может быть использован как очистное сооружение для предотвращения выхода нефтесодержащей жидкости на поверхность. Может работать как в наблюдательных скважинах глубиной до 100 м, так и в цистернах и емкостях; не чувствителен к перепаду уровня воды и толщине нефтесодержащей пленки. Кроме того, подъемник также может быть использован как нефтедобывающий насос в неглубоких малодебитных скважинах.
1. Ленточный подъемник для жидкостей, содержащий приводной и натяжной шкивы, охваченные замкнутым бесконечным рабочим органом, размещенным восходящей ветвью в защитной трубе, привод и механизм отжима, отличающийся тем, что приводной шкив дополнительно снабжен прижимным роликом, вращение которого синхронизировано с вращением приводного шкива посредством зубчатого зацепления, причем прижимной ролик установлен с возможностью регулировки усилия прижатия рабочего органа к приводному шкиву, а механизм отжима размещен на восходящей ветви рабочего органа перед приводным шкивом.
2. Подъемник по п.1, отличающийся тем, что нисходящая ветвь рабочего органа заключена в защитную трубу, расположенную выше уровня жидкости.
3. Подъемник по п.1, отличающийся тем, что механизм отжима выполнен в виде двух пар отжимных роликов, установленных попарно во взаимно перпендикулярных плоскостях, при этом оси попарно расположенных роликов соединены пружиной и жестко закреплены в горизонтальной плоскости.
