Установка для нагнетания газожидкостной смеси

(51 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ рофилированноежду собой в го с ия нижнеи не 7 находятся час ство СССР 1 О, 1980. ТАНИЯ ГАЗО новки. 2 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ .СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт методики и техники разведки Всесоюзного промьпдлен -и и ного объединения Союзгеотехника и Ленинградский политехнический институт им. Калинина(54) УСТАНОВКА ДЛЯ НАГНЕ ЖИДКОСТНОЙ 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 соотношении; ) ,: р г +(/2) я 1 п 2 К 2;/Аг/А, где Р, - диаметр -го поперечного сечения профилированного участка ДК 7; ) - диаметр поперечного сечения не профилированного участка ДК 7; А - максимум функции (я 1 п ц +О, 5я 1 п 2 1);- угол поворота кривошипа 4, рад; й =г/1 отношение радиуса кривошипа 4 к длине шатуна 5; К = н /),) - квадратй отношения диаметров 1 к и поршня 3; 2 - расстояние по оси ДК 7 между верхней точкой участка 16 и 1-м поперечным сечением участка 16, м. При цс этом в первой половине всасывающего и во второй половине нагнетательного ходов поршня 3 обеспечивается движе- Св ние свободной поверхности 15 жидкого поршня 14 в ДК 7 с постоянной ско- : ростью, т.е. без ускорения, что позволяет повысить частоту вращения кри- феей вошипа, увеличить число ходов поршня 3 в единицу времени, тем самым повысить величину объемной подачи уста1307085 гных сечений а.-а ъ а 2 а 2 а -а 11а -а находящихся на расстоянии сов фответственно Х, Х 2, ,нот верхней точки профиля камеры 7,5 отмеренном по ее оси, связанные с диаметром ВкК поперечного сечения нижнего непрофилироваццого участка дополнительной камеры 7, при помощи соотношения где Рак,11 нк Л= -1Изобретение относится к цасосо-, - строению, н частности к насосным установкам для нагнетания газожидкостной смеси. Целью изобретения является повышение объемной подачи установки путем нейтрализации влияния инерции столба жидкости в дополнительной камере на такте нагнетания. 0На фиг,1 изображена схема насосной установки для нагнетания газо- жидкостной смеси; на фиг,2 - сечение А-А на фиг.1.Установка для нагнетания газожид костной смеси содержит источник сжатого газа 1, поршневой насос, включающий цилиндр 2 с поршнем 3, приводимым в возвратно-поступательное движение криношипно-шатунным механиз 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 всасынания. В верхней части дополнительной камеры 7 размещены впускные клапаны 1 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, запол няющая 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, соотнетстну ющего этому сечению, занимаемому поверхностью 15 жидкостного поршня 14, что позволяет нейтрализовать влияние инерции столба жидкости н дополнительной камере 7 во второй половине такта нагнетания. Профилированный участок дополнительной камеры 7 имеет диаметры 11 ВК 1 ВК "ВК ПВкн последовательных сверху вниз полереч 1, КЕ Д . 2 КЕП,=Р - (згп - -+- н 1.п- - )8 К;=ик Д Аг 2 Аг диаметр г-го поперечного сечения профилиронанного участка дополнительной камеры 7;диаметр поперечного сечения непрофилированного нижнего участка дополнительной камеры 7; максимум функции (з 1.п у+ +0,5 Л з.и 2);угол поворота криношипа 4, рад; отношение радиуса г кривошипа 4 к длине 1 егошатуна 5; ЭнкК=( в "-) - квадрат отношения диаметПиров непрофилированного нижнего участка дополнительной камеры 7 и поршня 3;Е - расстояние по оси дополнительной камеры 7 между верхней точкой профилированного участка и х-м поперечным сечением профилированного участка, м.Установка работает следующим образом.При вращении кривошипа 4 изменяется 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 поворотакривошипа 4 соответствует вполне определенное положение поршня 3 н цилиндре 2 соответственно свободной поверхности 15 жидксстного поршня 14 в камере 7. При изменении угла ц поворота кривошипа 4 ст 0 до 7 произно-.3 1307085 тательцого ходов поршня 3 движениесвободной поверхности 5 жидкостного поршня 14 в дополнительной камере с постоянной скоростью, т.е. беэускорения, что позволяет повыситьчастоту вращения кривошипа 4, увеличить число ходов поршня 3 в единицувремени и тем самым повысить величину объемной подачи установки. Формула изобретения Установка для нагнетания газожидкостной смеси, содержащая источник сжатого газа и поршневой насос с- кривошипно-шатуцным приводом, размещенного в цилиндре поршня, включающий рабочую и расположенную вертикально над ней дополнительную цилиндрическую камеры, в верхней части последней иэ которых размещены впускные клапаны сжатого газа и цагнетательный 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 ца такте нагнетания, верхняя часть дополнительной камеры с объемом, равным половине рабочего объема цилиндра насоса, выполнена в продольном осевом сечении профилироваццой, сужающейся кверху, причем диаметры последовательных сверху вниз поперечных сечений профилированцого участка дополнительной камеры и диаметр поперечного сечения нижнего непрофилированного участка этой камеры находятся между собой в соотношении 2025 30 40 д ; кк где 1), - диаме 1 сечен45 50 55 ча ы нк диаме ния н попе ечного сече илированного,астка дополнижц о у й к тель меры;уцкции2 ); мак +О,м- угол насос ворота кривошипа рад а кривош длине ег ние рад оса - г цош шатун дится всасывающий ход поршня 3, который движется иэ своего левого крайнего положения (показанного пунктиром на фиг,1) в цилиндре 2 в сторону кривошипа 4, при этом свободнаяповерхность 15 жидкостного поршня 14в дополнительной камере 7 опускается,газ с заданным избыточным давлениемиэ гаэоввода 11 через впускные клапаны 10 поступает в дополнительную ка" 10 меру 7, одновременно в рабочую камеру 6 насоса через обратный клапан 8 вводится дозировочцым насосом 9 заданный объем жицкости. При изменении углаповорота кривошипа 4 от 7 до 2 7 поршень 3 движется в цилиндре 2в сторону уменьшения объема рабочейкамеры 6, совершая ход нагнетания ивытесняя иэ нее жидкость в дополнительную камеру 7, Вытесняемая в дополнительную камеру 7 жидкость в виде жидкостного поршня 14 в периодпервой половины хода поршня 3 поднимается в нижнюю цилиндрическуючасть этой камеры 7, а затем, в период второй половины хода поршня 3,продолжает поцъем уже в зоне профилированного участка 16 дополнительной камеры 7, сжимая газ до рабочего давления, при котором открывается нагнетательцый клапан 12, после чего весь газ и технологически заданный объем жидкости из верхнегослоя жидкостного поршня 14, равныйобъему, введенному в рабочую камеру6 дозировочным насосом 9 на тактевсасывация, вытесняется через нагнетательный клапан 12 в нагнетательный коллектор 13, где происходит смешивание газа с жидкостью с образованиемгазожидкостной смеси. В конце хода агнетания в дополнительной камере 7 находится только жидкость. Далее цик лы повторяются.Таким образом, выполнение участка 16 дополнительной камеры 7 профилированным, как уже отмечалось, позволяет нейтрализовать влияние и инерции столба жидкости в дополнительной камере 7, поскольку пропорциональность отношений площадей поперечных сечений профилированного участка 16 при ра,зных положениях свободной поверхности 15 жидкостного поршня 14, соответствующих значениям мгновенных скоростей поршня 3, обеспечивает в первой половине всасывающего и во второй половине нагие р -го поперечногоя профилировянногоа дополнительной ка1301085 нижнего участка дополнительной камеры и поршня 5 насоса; ФиЬосль Составитель В.ЧашкиТехред В. Кадар Редактор Н.Горв рректор М.Шаро Тираж 5 ПодписноеСССР ака арственного комитет изобретений и открь ва, Ж, Раушская ий д, 4/5 а Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул,Проектная,К=("-) - квадрат отношения диаметрров непрофилиронанного 605/30 БНИИПИ Госу по делам 113035, НосЕ, - расстояние по оси дополнительной камеры между верхней точкой профилированного участка и 1-м поперечным сечением профилированного участка, и,