Эрлифт

Изобретение относится к конструктивным элементам установок биологической очистки бытовых сточных вод с применением водно-иловой смеси. Эрлифт содержит часть «трубопровод подачи сжатого воздуха» и часть «трубопровод подачи жидкости», имеющих между собой переходник, внутренний канал которого связывает полости этих частей трубопроводов, образуя в части трубопровода подачи воздуха зону его подачи, а в части «трубопровода подачи жидкости» - зону смешивания жидкости с воздухом. При этом часть внутреннего канала переходника выполнена в виде усеченного конуса, направленного вершиной в полость части трубопровода подачи жидкости. Технический результат: повышение надежности эксплуатации эрлифта, повышение ресурса безотказной работы установок биологической очистки бытовых канализационных стоков. 1 ил.

 

Настоящее изобретение относится к конструктивным элементам установок биологической очистки бытовых сточных вод с применением водно-иловой смеси.

Известны различные конструкции эрлифтов (см. «Политехнический словарь», изд. «Советская энциклопедия», Москва, 80 г., с. 100) с кольцевой или центральной схемами подачи сжатого воздуха в жидкость. При любой схеме подачи сжатого воздуха в жидкость, подъем последней осуществляется за счет энергии смешиваемого с ней воздуха.

Недостатком таких эрлифтов является низкая надежность функционирования из-за возможного нарушения режима смешивания, возникающего в результате проявления эффекта обратного сброса смешанной жидкости в трубопровод подачи воздуха. Это ведет к засорению трубы подачи сжатого воздуха содержащимися в перекачиваемой жидкости взвешенными загрязнителями при перекачивании жидкости, а также когда работа эрлифта прекращается и остатки перекачиваемой жидкости возвращаются обратно вместе с находящимися в ней во взвешенном состоянии частицами. В результате снижается надежность в функционировании эрлифта.

Известен эрлифт (см. пат. ПМ РФ №53283, МПК C02F 3/06, опубл. 10.05.2006), содержащий корпус в виде патрубка с открытыми входным и выходным торцами и сопло, подключенное к трубопроводу подачи сжатого воздуха и расположенное на поверхности патрубка в области входного торца, при этом патрубок снабжен тройником, закрепленным со стороны входного торца патрубка, а тройник снабжен проходным каналом, сопло выполнено в виде бокового канала тройника, и на входе в боковой канал закреплен Г-образный патрубок, подключенный к трубопроводу подачи сжатого воздуха.

В сущности, как следует из описания полезной модели и ее формулы, эрлифт имеет две части: часть «трубопровод подачи сжатого воздуха» и часть «трубопровод подачи жидкости», имеющие между собой трубу-переходник с внутренним каналом связывающим, внутренние полости этих частей, образуя в них зоны, из которых: в части «трубопровод подачи сжатого воздуха» образуется зона подачи воздуха в часть «трубопровод подачи жидкости», а в последней - образуется зона смешивания жидкости с воздухом. При этом от конструктивного исполнения этих частей трубопроводов и переходника зависит надежность и удобство эксплуатации и сборки эрлифта, что достигнуть бывает очень сложно из-за трудностей по исключению эффекта обратного сброса смешанной жидкости через переходник в часть «трубопровода подачи воздуха» в зону «подачи воздуха в часть «трубопровода подачи жидкости».

Этот известный эрлифт выбирается в качестве прототипа, так как имеет наибольшее число существенных признаков, совпадающих с заявляемым изобретением. Однако прототип обладает существенными недостатками, а именно:

- у него низкая надежность в функционировании из-за возможного нарушения режима смешивания, возникающего в результате проявления эффекта обратного сброса смешанной жидкости в «трубопровод подачи воздуха», что обусловлено невозможностью воспрепятствовать засорения взвесями, которые могут находиться в перекачиваемой жидкости, поступающих с жидкостью из части «трубопровод подачи жидкости» в зону подачи воздуха части «трубопровода подачи жидкости». Это особенно ярко проявляется, когда работа эрлифта прекращается, и остатки перекачиваемой жидкости возвращаются обратно вместе с находящимися в ней во взвешенном состоянии частицами в зону подачи воздуха части «трубопровода подачи жидкости».

Задачей настоящего изобретения является модернизация известного эрлифта с получением следующего технического результата: повышение надежности эрлифта в функционировании путем предотвращения попадания в зону подачи воздуха части «трубопровода подачи жидкости» остатков перекачиваемой жидкости со взвесями, находящимися в ней во взвешенном состоянии, при прекращении функционирования эрлифта.

Поставленная задача решена следующим образом: в известном эрлифте, содержащем часть «трубопровод подачи сжатого воздуха» и часть «трубопровод подачи жидкости», имеющих между собой переходник, внутренний канал которого связывает полости этих частей трубопроводов, образуя в части «трубопровода подачи воздуха» зону его подачи, а в части «трубопровода подачи жидкости» - зону смешивания жидкости с воздухом, СОГЛАСНО НАСТОЯЩЕМУ ИЗОБРЕТЕНИЮ часть внутреннего канала переходника выполнена в виде усеченного конуса, направленного вершиной в полость части «трубопровода подачи жидкости».

Такое новое техническое решение всей своей совокупностью существенных признаков позволяет получить новую конструкцию эрлифта, создающую новый неожиданный технический результат, который заключается в повышении надежности в функционировании эрлифта путем предотвращения попадания в часть «трубопровода подачи воздуха» остатков перекачиваемой жидкости, содержащей частицы, находящихся в ней во взвешенном состоянии при функционирования эрлифта и его остановке.

Это достигается за счет того, что в переходнике часть внутреннего канала выполнена в форме усеченного конуса с вершиной, направленной в часть «трубопровода подачи жидкости», позволяющей существенно уменьшить перелив смешанной жидкости из зоны ее образования в части «трубопровода подачи жидкости» в часть «трубопровода подачи воздуха», так как за счет конусообразной части внутреннего канала переходника возникает виброструйный эффект, заключающийся в оказании значительно большего сопротивления протекающей жидкости в направлении расширения части канала, чем в направлении ее сужения. Причем в направлении от большего отверстия канала в переходнике к отверстию меньшего диаметра удается получить хорошую компактную струю сравнительно большей длины при малых потерях энергии. Таким образом, коническая сходящаяся часть канала в переходнике позволяет увеличить еще и расход истечения воздуха при малой его выходной скорости. К тому же сужение канала в переходнике обеспечивает механическую защиту от крупных частиц мусора, которые ранее смогли проникнуть в зону подачи воздуха в часть «трубопровода подачи воздуха» и забить отверстие для его равномерной подачи. Одновременно, необходимо отметить, что в узкой части внутреннего канала переходника статическое давление текущей жидкости меньше, чем в широких его местах. Значит при переходе из широкой части трубы в более узкую степень сжатия жидкости, уменьшается (давление уменьшается), а при переходе из более узкой части в широкую - увеличивается (давление увеличивается).

Это объясняется тем, что в широких частях внутреннего канала переходника жидкость должна течь медленнее, чем в узких, так как количество жидкости, протекающей за одинаковые промежутки времени, одинаково для всех сечений внутреннего канала переходника. Поэтому при переходе из узкой части в широкую скорость жидкости уменьшается: жидкость тормозится, как бы натекая на препятствие, и степень сжатия ее (а также ее давление) растет. Наоборот, при переходе из широкой части внутреннего канала переходника в узкую скорость жидкости увеличивается, и сжатие ее уменьшается: жидкость, ускоряясь, ведет себя подобно распрямляющейся пружине. Таким образом, давление жидкости, текущей по внутреннему каналу переходника, больше там, где скорость движения жидкости меньше, и обратно: давление меньше там, где скорость движения жидкости больше. Следовательно, в нашем случае, дополнительно имеет место действие закона Бернулли. Он применим как для жидкостей, так и для газов. Закон Бернулли остается в силе и для движения жидкости, не ограниченного стенками внутреннего канала переходника, - в свободном потоке жидкости. Необходимо отметить так же, что воздух засасывается в узкую часть внутреннего канала переходника, где давление меньше атмосферного, сечение струи велико в тех местах, где линии тока расходятся; там же, где сечение струи меньше, линии тока сближаются. В результате: в тех местах потока, где линии тока гуще, давление меньше, а в тех местах, где линии тока реже, давление больше. В сущности, получается как бы водоструйный насос, который не имеет движущихся твердых частей (как, например, поршень в обычных насосах), что и составляет одно из преимуществ, в данном эрлифте.

Заявителем проведен патентный поиск по данной теме, который показал, что заявляемая совокупность существенных признаков не известна. Поэтому данное техническое решение можно считать новым.

Предлагаемое изобретение обладает изобретательским уровнем, так как оно для специалиста логически не следуемо из известного уровня техник. Хотя, казалось бы, известен закон Бернулли, виброструйный эффект, эффект Магнуса. Но их техническая реализация в совокупности на переходнике между двумя частями труб эрлифта оказалась необычной и весьма эффективной, так как порождает неожиданный сверхсуммарный технический результат, не являющийся суммой известных результатов, свойственных каждому эффекту по отдельности. Это следует из того, что с одной стороны, функция конической части внутреннего канала переходника между двумя трубами по своему прямому применению подчиняется закону Бернулли при прохождении через нее жидкости, а с другой стороны - имеет место виброструйный эффект, вызванный как упомянутой конической частью, так и вибрацией подачей воды и воздуха и вибрацией всего очистного устройства, в котором расположен данный эрлифт. Это повышает надежность функционирования эрлифта, в силу воспрепятствования попадания в часть «трубопровода подачи воздуха" остатков перекачиваемой жидкости, содержащей частицы, находящихся в ней во взвешенном состоянии,

Практическая применимость и сущность заявляемого изобретения поясняется ниже следующим описанием и чертежом, на котором в сечение изображен эрлифт и где позиции обозначают следующее:

1 - часть трубопровод подачи сжатого воздуха;

2 - часть трубопровод подачи жидкости;

3 - переходник;

4 - внутренний канал переходника;

5 - часть внутреннего канала переходника;

6 - полость части трубопровода подачи жидкости;

7 - полость части трубопровода подачи воздуха.

Эрлифт содержит часть 1 «трубопровод подачи сжатого воздуха» и часть 2 «трубопровод подачи жидкости». Эти трубопроводы могут иметь одинаковые диаметры и разные и быть выполненными из разных материалов, например из полиэтиленовых сортов. Их полости 6 и 7 соединены между собой переходником 3, внутренний канал 4 которого связывает полости этих частей трубопроводов, так, что образует в части 1 «трубопровода подачи воздуха» зону его подачи, а в части 2 «трубопровода подачи жидкости» - зону смешивания жидкости с воздухом (на чертеже не показано). При этом часть 5 внутреннего канала 4 переходника 3 выполнена в виде усеченного конуса, направленного вершиной в полость 6 части 8 трубопровода подачи жидкости.

При монтаже эрлифт располагается в требуемом рабочем положении, так, что переходник 3 располагается на требуемой высоте относительно дна камеры в корпусе установки биологической очистки (на чертеже не показано). Фиксация эрлифта и его переходника в нем относительно установки биологической очистки осуществляется любым известным средством и способом.

При подаче сжатого воздуха из части 1 «трубопровода подачи воздуха» через переходник 3 в часть 2 «трубопровода подачи жидкости» в упомянутых частях трубопроводов образуются соответствующие зоны. В результате в зоне части 2 (точнее в ее полости 6) подачи жидкости происходит ее смешивание с воздухом и под действием закона Бернулли и проявления эффекта Магнуса удельный вес жидкости уменьшается, и газожидкостная смесь поднимается по части 2 трубопровода подачи жидкости и далее поступает в трубопровод (условно не показан). При резкой остановке эрлифта смешанная жидкость продолжает подниматься, а во внутреннем канале 4 переходника 3 давление падает, и смесь жидкости, содержащей микрочастицы, устремляется во внутренний канал переходника, стремясь проникнуть в часть 1 «трубопровода подачи воздуха». Однако этому препятствует часть 5 внутреннего канала 4 переходника 3, выполненная в виде усеченного конуса, направленного вершиной в полость 6 части 8 трубопровода подачи жидкости. Причем во время остановки эрлифта имеет место так же еще и вибрация эрлифта. В результате давление еще оставшегося воздуха в части трубопровода подачи воздуха оказывается выше, чем давление смешанной с воздухом жидкости в части «трубопровода подачи жидкости», что и препятствует проникновению смеси жидкости с воздухом в часть «трубопровода подачи воздуха». Таким образом, эрлифт сохраняет свою работоспособность и для дальнейшей эксплуатации.

Использование предложенной полезной модели позволяет повысить надежность эксплуатации эрлифта, а также повысить ресурс безотказной работы установок биологической очистки бытовых канализационных стоков.

Эрлифт, содержащий часть трубопровода подачи сжатого воздуха и часть «трубопровода подачи жидкости», имеющих между собой переходник, внутренний канал которого связывает полости этих частей трубопроводов, образуя в части «трубопровода подачи воздуха» зону его подачи, а в части «трубопровода подачи жидкости» - зону смешивания жидкости с воздухом, отличающийся тем, что по меньшей мере часть внутреннего канала переходника выполнена в виде усеченного конуса, направленного вершиной в полость части «трубопровода подачи жидкости».



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть испьзовано при эксплуатации нефтяных и газовых скважин. Устройство содержит накопительную камеру (НК), выполненную из двух электромагнитных клапанов (ЭМК), из двух механических клапанов (МК), из двух датчиков уровня (ДУ) и из электронного блока управления (ЭБУ).

Группа изобретений относится к области подъема твердого материала со дна глубоководного бассейна, такого как море, озеро или река, выше поверхности воды. В пузырьковой газлифтной системе (10) у верхнего концевого участка подъемного трубопровода (11) размещена находящаяся под давлением камера (21).
Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для добычи магматической лавы из магматических озер, расположенных в кратерах действующих вулканов, или в полостях спящих вулканов, или вблизи от них, как имеющих выход на поверхность земли, так и находящихся на глубине.

Изобретение относится к горному делу и может быть применено при моделировании, проектировании и сооружении установок использования геотермальной энергии. Модель гейзера состоит из нижней камеры - камеры выброса жидкости, вышерасположенной камеры приема выброшенной из нижней камеры жидкости, соединенной с нижней камерой камеры накопления упругой энергии газа, под действием которого происходит выброс жидкости, источника упругой энергии газа, двух трубопроводов, соединяющих верхнюю и нижнюю камеры.

Группа изобретений относится к способу эксплуатации дожимных насосных станций, содержащих центробежные сепараторные фильтры, на нефтяных месторождениях. Центробежный сепараторный фильтр содержит вертикальный корпус, имеющий центральную часть, по существу, цилиндрической формы и верхнюю и нижнюю части, по существу, полусферической формы, тангенциальный впуск текучей среды, содержащей нефть и частицы, подлежащие фильтрации, расположенный в верхней части корпуса, осевую трубу с выпуском отфильтрованной текучей среды, имеющую концентрическое расположение с корпусом и закрепленную в его верхней части, множество конусных пластин, расположенных вокруг осевой трубы друг под другом, причем основание конусных пластин направлено вниз относительно положения корпуса, выпуск удаленных из текучей среды частиц, расположенный в нижней части корпуса.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при разработке нефтяных залежей. Технический результат - повышение эффективности эрлифта и обеспечение возможности контроля давления и температур.

Изобретение относится к насосостроению, а именно к установкам типа эрлифт, в частности к эрлифтам с малыми заглублениями и низконапорными системами подачи газа с подъемом жидкости и пульпы на большую высоту.

Изобретение относится к атомной промышленности в части переработки радиоактивных отходов, а именно к устройствам для более полного освобождения емкостей-хранилищ от радиоактивных осадков, и может найти применение в химической, нефтехимической и других отраслях.

Группа изобретений относится к нефтедобывающей промышленности. Устройство для теплового воздействия на нефтяной пласт состоит из источника питания, помещенных в скважину электрических нагревателей и трех идентичных напорных труб, причем каждая труба состоит из двух частей.

Эрлифт // 2497026
Изобретение может быть использовано в технологических процессах грануляции металлургического шлака с получением мелкого граншлака в виде песка, который необходимо откачать из глубокого грануляционного бассейна для его последующего обезвоживания.

Изобретение относится к области очистки карьерных вод. Воздух, поступающий по трубопроводу 4 от компрессора 5, смешивают с карьерной водой в смесителе 2. Образовавшуюся водовоздушную смесь подают в камеру аэрации 10. Далее вода последовательно проходит камеры 13 и 15, разделенные сеткой 14, и фильтрующую загрузку 16. Образующуюся пену отводят по патрубку 7 из пеноприемника 8. Очищенную воду отводят из камеры 18 посредством устройства отвода 17. Осадок собирают в отстойнике 20 и отводят по патрубку 22. Изобретение позволяет повысить эффективность очистки карьерных вод. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для преобразования энергии электромагнитных волн в полезную энергию (механическую или гидравлическую). В способе преобразования энергии по первому варианту, заключающемся в воздействии на жидкость электромагнитного излучения оптического квантового генератора (ОК-генератора) или сверхвысокочастотного генератора (СВЧ-генератора), вызывающего в жидкости соответственно свето- или радио- гидравлический эффект, при этом жидкость находится во взрывной камере с возможностью ее движения внутри взрывной камеры вследствие воздействия излучения и с возможностью последующего ее воздействия на преобразующий элемент, согласно изобретению осуществляют периодическое воздействие электромагнитным излучением на жидкость, находящуюся во взрывной камере, исключающей выброс жидкости из нее, а каждое последующее воздействие на жидкость электромагнитным излучением осуществляют после возврата жидкости в исходное положение после предыдущего воздействия. Имеется вариант способа преобразования энергии. Изобретение направлено на упрощение способа преобразования энергии, расширение функциональных возможностей способа преобразования энергии, снижение потерь энергии. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к устройствам для газлифтного транспортирования жидкости, в том числе с твердыми включениями, и может быть использовано для глубоководной добычи полезных ископаемых со дна водоемов, из скважин и т.п. Устройство содержит опущенную в жидкость до места забора гидросмеси и выведенную выше поверхности жидкости подъемную трубу. Труба состоит из нижнего трубопровода (2), верхнего трубопроводов (1) и погруженной в жидкость емкости (3) с внутренним размещением нижнего среза трубопровода (1) в ее донной части, а верхнего среза трубопровода (2) в ее верхней части. Устройство включает газоподающую трубу (5) со сжатым газом. Труба (5) подведена к емкости (3) с образованием в верхней части трубопровода (2) газовой полости. Емкость (3) может быть погружена в жидкость в диапазоне изменения глубин: от максимальной величины, при которой высота трубопровода (1) не превышает соизмеримую с высотой погружения подъемной трубы высоту слоя жидкости над нижней границей газовой полости в трубопроводе (2), до минимальной высоты, составляющей от высоты трубопровода (1) долю, определяемую отношением площадей сечений этого трубопровода (1) и емкости (3). Изобретение позволяет снизить глубину ввода сжатого газа более чем в два раза при незначительном увеличении расходной характеристики, что дает возможность использовать низконапорные нагнетательные машины вместо высоконапорных, сократить длину газовых коммуникаций и снизить эксплуатационные затраты на их обслуживание. 5 ил., 2 табл.

Изобретение относится к газлифтным насосам, используемым в плавильных ваннах для удаления поверхностного шлака из расплавленного металла, и касается защиты внутренних частей насосов от воздействия расплавленного металла. Насос содержит корпус (1’) в виде стальной трубы (6), внутренняя сторона которой выполнена из керамического материала (8). Насос содержит линию (3) подачи азота, присоединенную к нижней части указанного корпуса (1’), и выпускную головку (10), прикрепленную к верхней части корпуса (1’). Головка (10) выполнена из литого керамического материала и содержит распределительную камеру (9), внутренняя полость которой имеет эллипсоидную куполообразную форму в целом с плоской нижней частью и эллипсоидной верхней частью и два выпускных патрубка (2a’, 2b’), имеющих прямоугольную форму в поперечном сечении. Корпус (1’) насоса и линия (3) подачи азота покрыты слоем (7) керамической ткани, способной, как и материал головки (10) и материал (8), выдерживать воздействие расплавленного металла. Изобретение направлено на увеличение срока эксплуатации насоса и понижение турбулентности потока расплавленного металла. 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области насосостроения и может быть использовано для перекачивания загрязненной воды. Насос содержит полый корпус, напорный патрубок с клапаном, всасывающий патрубок с клапаном, гофрированный рукав и фильтр, крышку с закрепленным пневмопереключателем, имеющим корпус с камерой. Насос содержит цилиндрический поплавок, обойму, шток, клапан, крышку с седлом и дренажным отверстием, направляющую корзину с днищем для размещения и перемещения поплавка. Также содержит входной патрубок для подвода сжатого воздуха, эжектор с соплом и камерой. Эжектор с корпусом насоса сообщен посредством ниппельного соединения, а с пневмопереключателем - соединительной трубкой. Входной патрубок для подачи сжатого воздуха в эжектор снабжен регулировочным устройством, соединенным с эжектором переходником. Соединительная трубка, соединяющая эжектор с пневмопереключателем, установлена по касательной к камере корпуса пневмопереключателя и выполнена в средней части с соплом Лаваля. В камере корпуса пневмопереключателя установлен стабилизатор потока, выполненный в виде вертикальной пластины закрепленной перед входом соединительной трубки в камеру корпуса пневмопереключателя по ходу движения потока воздуха внутри камеры. Сокращается продолжительность общего цикла заполнения и опорожнения корпуса водой, повышается производительность насоса. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Группа изобретений относится к вариантам системы и способу обработки флюида для гидравлического разрыва пласта. Предложена система, которая включает в себя интегрированную коллекторную систему, содержащую нескольких изобарических обменников давления (IPX), каждый из которых имеет входное отверстие для первого флюида под низким давлением, входное отверстие для второго флюида под высоким давлением, выходное отверстие для первого флюида под высоким давлением и выходное отверстие для второго флюида под низким давлением. Интегрированная коллекторная система включает в себя коллектор для первого флюида под низким давлением, соединенный с каждым из входных отверстий для первого флюида под низким давлением и выполненный с возможностью подачи первого флюида под низким давлением в каждое из входных отверстий для первого флюида под низким давлением; коллектор для второго флюида под высоким давлением, соединенный с каждым из входных отверстий для второго флюида под высоким давлением и выполненный с возможностью подачи второго флюида под высоким давлением в каждое из входных отверстий для второго флюида под высоким давлением; коллектор для первого флюида под высоким давлением, соединенный с каждым из выходных отверстий для первого флюида под высоким давлением и выполненный с возможностью сброса первого флюида под высоким давлением; и коллектор для второго флюида под низким давлением, соединенный с каждым из выходных отверстии для второго флюида под низким давлением и выполненный с возможностью сброса второго флюида под низким давлением. Технический результат заключается в повышении эффективности гидравлического разрыва пласта. 3 н. и 19 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к конструктивным элементам установок биологической очистки бытовых сточных вод с применением водно-иловой смеси. Эрлифт содержит часть «трубопровод подачи сжатого воздуха» и часть «трубопровод подачи жидкости», имеющих между собой переходник, внутренний канал которого связывает полости этих частей трубопроводов, образуя в части трубопровода подачи воздуха зону его подачи, а в части «трубопровода подачи жидкости» - зону смешивания жидкости с воздухом. При этом часть внутреннего канала переходника выполнена в виде усеченного конуса, направленного вершиной в полость части трубопровода подачи жидкости. Технический результат: повышение надежности эксплуатации эрлифта, повышение ресурса безотказной работы установок биологической очистки бытовых канализационных стоков. 1 ил.

Наверх