Эрлифт

)5 Р 04 Р 1/ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Донецкий политехнический институт(56) Авторское свидетельство СССР М.823655, кл. Р 04 Е 1/20, 1979.(57) Изобретение относится к насосостроению, в частности к эрлифтным установкам,и может быть использовано в энергетике,металлургической, горнодобывающей и других областях промышленности для откачкижидкостей, содержащих агрессивные илитвердые вещества в больших концентраци 2ях. Цель изобретения - повышение КПД и надежности эрлифта. Поставленная цель достигается тем, что в качестве обратного клапана применяется камера 5 с нормальными соплами б, 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 б 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,Изобретение относится к насосострое- Известен эрлифт, содержащии подъемнию, в частности к эрлифтным устаф м установкам нуютрубус расположенным внутри нее воз 1и может быть использовано в энергетике духопроводом, снабженным на выходегорной, металлургической и других отх отраслях подпружиненным элементом, при этом сампромышленности для откачки смкачки смесей, со- воздухопровод выполнен упругим в осевоме жащих твердые или агр ессивные веще направлении и снабжен рассекателем над рвнешней поверхности, смеситель - в видества в больших концентрациях,Известен эрлифт по авт,св,,с,й 652354 открытого снизу стакана с крышкой, а форсодержащий подъемную тру у, возд хб оздухопро- сунка - в виде расположенных на крышке повод внутри подъемнои тру ы иб запорный концентрическим окружностям каналов сэлемент, выполненный в виде подпружи попарно- пересекающимися осями.и воздухо- Данное устройство является наиболеененного стакана на оконечности воздух -провода с окнами для выхода воздухвоздуха на близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату,боковой поверхности,П жиненный стакан обеспечивает В этои констру ц р фт к ии э лифта достигаетодпружинповышение КПД и надежности эрлифта за 15 ся повышение экономичности р б работы эсчет запирания полости подъемной т уой трубы лифта за счет рассекателя, размещенногопри повыше днии авления в смесителесителе выше на внешней поверхности воздухопровода, иой конфиг ации смесителя идавления сжатого воздуха в воздухопрово- за счет особои к ф ури аботе эрлифта в подпружиненного элемента на выходе сжаде, что имеет место при ра оте арлиъемн ют б, Крометого,наи олее экономичнб ономичном колебательном ре того воздуха в подъемную тру у,саближиме, В этом режиме жидкость в ижи кость в подъем- происходит автоматическое приспо бную трубу засасывается птся порциями, расход вание фазы открывания подпружиненноговоздуха через воздухопровод вз хопровод в определен- элемента к колебательному процессу в эрные моменты резко увелио увеличивается, в ре- лифте за счет упругости воздухопровода.ние в нем становится 25 Недостаток этого устройства тот ке -зультате чего давление в нем становитменьше давления в смесителителе и жидкость из большое сопротивление подпружиненногосмесителя поступает в воздухопровт в воз хопровод, По- элемента, снижающее экономичность эрсле этого жидкость из воздухоздухопровода вы- лифта. Надежность данного устройства нитесняется, на что затр чрачивается же, чем у предыдущего, из-за олееэне гия, и икл повторяет сложного устройства и наличия рассекателянап авлении возд хося. Назначение подпружиненного клапана и гибкого в осевом направлении в усостоит в предотвращении попадания жид- провода.кости в воздухопровод при о ратныхб ных бро- Цельюизобретенияявляется повышениесках давления в смесителе. ти э ли та,КПД и надежности эрлифта,тедостаток этого спасо а состоит ведостато б стоит в 35 Поставленная цель достигается тем, ч онизкой экономичности при работе с малыми предлагаемый эрлифт, содержащий подьт б воз хоп овод, смеситель идавл ениями сжатого воздуха, которые ха- емную тру у, в ду рф ов б н ополнительрактерны для эрлифтов,ф ов применяющихся в воздухоотделитель, снабже дэнергетике, металлургии и отча тиасти в горной но камерой, установленной на воздухопропромышленности. ути. Обусловленоэтотем, что 40 воде, внутри которой имеется по крайнейпо и жиненный стакан создает значи- мере одно сопла, причем внутренний диательное сопротивление движению сжатого метр сопла равен О, -, д рн О 6-1,3 иамет а воздуховоздуха - как за счет усилия пружины /тре- провода.буется дополнительное усилие для его пре- Камера д рм а со е жит но мальные сопла,родоления), так и за счет большого 45 которыеиграютрольпереключателя, пропукоэффициента ифф а сопротивления, Потери со- скающего поток воздуха в прямом направп и егопротивления для эрлиффтасмалымзначени- лении и задерживающего поток прием давления воздуха превышаютают экономию движении в обратном. Такой клапан не соя КПД. держит механических движущихся частей иот увеличения Д.Другим недостатком указанного уст поэтому не оказывает воздейсй твия на поток,ройства является его низкая механическая движущийся в прямом направлении, что иснадежность, обусловленная наличная наличием по- ключает возможность поломки или заклинидвижных механических частей - .стакана и вания подвижных сочленений ипружины, которые подверж ныержены действию способствует повышению надежности эртвердого, содержащегося в откачиваемой 55 лифта,смеси. Попадание твердых чх частиц в зазор Внутренний диаметр сопла не долженмежду стаканом и поверхностью воздухопро- быть меньше 0,6 диаметра воздухопровода,вода может привести к заклизаклиниванию час- так как при меньшем диаметре вносятся потей и отказу в работе устройства. тери на преодоление местного сужения,особенно на участке перехода от меньшегодиаметра сопла к большему диаметру воздухопровода, что приводит к снижению КПДустановки. Внутренний диаметр сопел недолжен быть также больше 1,3 диаметра 5воздухопровода, так как при этом уменьшается этсекающая способность - через соплобольшего диаметра воздух будет вытесняться быстрее и заполнение воздухопроводапри обратном броске увеличится, что приведет к потерям энергии.На чертеже изображена схема эрлифта.Эрлифт содержит подъемную трубу 1, вверхней части которой имеется воздухоотделитель 2, а в нижней - смеситель 3, к 1которому подсоединен воздухопровод 4, Навоздухопроводе установлена камера 5,внутри которой имеются нормальные соплаб. Сжатый воздух в воздухопровод поступает из источника 7. 2Эрлифт работает следующим образом.При работе эрлифта на оптимальном режиме процесс в подъемной трубе 1 имеетрезко выраженный характер колебательный. Поэтому и воздух в смеситель 3 поступает периодически, когда давление в немменьше давления в воздухопроводе 4. После прорыва воздуха в смеситель 3 расходего резко увеличивается, а давление падает.В этот момент жидкость из смесителя 3поступает в воздухопровод 4, вытесняя изнего воздух. Однако коэффициент сопротивления нормального сопла 6 при прямомнаправлении потока воздуха равен 0,010,03, а при обратном - 0,03 - 0,05, т.е, в 1730 раз меньше, Соответственно скоростьобратного потока будет значительно меньше. За время обратного броска заполнениевоздухопровода жидкостью будет незначительным, и потери энергии на ее вытеснение при прямом токе воздуха будутснижены.В момент обратного броска камерассоплами условно закрыта, т.е, расход воздуха через нее незначителен по сравнению срасходом прямого тока, а источник 7 продолжает нагнетать сжатый воздух в воздухопровод 4. Поэтому давление в немнарастает, а давление в смесителе 3 уменьшается, так как воздух уходит вверх по подьемной трубе 1 и дальше черезвоздухоотделитель 2 в атмосферу. В определенный момент давление в воздухопроводе 4 становится больше, чем в смесителе 3,наступает прорыв воздуха в смеситель, ицикл повторяется,Преимущество предлагаемого способасостоит в том, что более высокий КПД, так как при распространении потока в прямомнаправлении влияние сопла на поток намного меньше, чем влияние эквивалентногопо своим свойствам обратного клапана. Коэффициент сопротивления нормального сопла равен 0,01-0,05, а обратного клапанасамой 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 отношениюусилия начального сжатия пружины к площади сечения воздухопровода,5 В конкретном выполнении предлагаемого эрлифта используется трубопровод диаметром 1 СО мм, камера имеет диаметр.500мм, В ней установлено два нормальных сопла диаметром 100 мм, Можно установить и0 одно сопло, но тогда эффективность от применения эрлифта будет несколько меньше,так как вход из большего диаметра в меньший имеет большое сопротивление. Можноустановить и больше чем 2 количество со 5 пел, но третье сопло даст незначительныйвыигрыш в производительности, а четвертое еще меньше, т.е. применение сопел вколичестве более трех экономически нецелесообразно. Расстояние от камеры до сме 30 сителя должно быть наименьшим, тогдаэффект от применения клапана будет наибольшим, так как колебательный процесс ввоздухопроводе распространяется на ограниченное расстояние из-за емкости и собст 35 венного сопротивления воздухопровода.Величина этого расстояния ограничена конструктивными и технологическими требованиями, Выигрыш в производительности принеизменном расходе воздуха по сравнению40 с установкой без камеры составляет 15-20в зависимости от положения рабочей точкиэрлифта на его характеристике. Наибольший эффект достигается при работе эрлифта на расчетном участке его характеристики;45 при работе на производительности болеерасчетной эффект повышения КПД выраженменьше, но и там он увеличивается приблизительно на 10 ,Формула изобретения50 Эрлифт, содержащий подъемную трубусо смесителем в нижней части и воздухоотделителем в верхней части и воздухопроводс камерой, внутри которой выполнено покрайней мере одно сопла, о т л и ч а ю щ и й 55 с я тем, что, с целью повышения КПД и надежности путем регулирования поступлениявоздуха, диаметр сопла равен 0,6-1,3 диаметра воздухопровода.