Электрогидравлический насос

(й Комитет Российской Федераци по патентам и товарным знака(73) Фурсов Александр Сергеевич(57) Использование: в насосостроении. Сущнизобретения: электрогидравлический насос соджит цилиндрическую рабочую камеру с верхне нижней крышками и всасывающим и нагнетательным клапанами и электроды, установленные в нижней части камеры и подключенные к источнику питания. Насос снабжен электромагнитным клапаном для выпуска газов, установленным в верхней крышке камеры и включенным в цепь электродов посредством реле, при этом положительные электроды имеют в нижней части скосы 1 итт.Изобретение относится к насосостроению, касается электрогидравлических насосов, насосов замещения с низкой скоростьюперекачки электропроводных жидкостей, вкоторых при электролизе выделя ется газы, 5образуя газовый поршень, Насос можетбыть использован в производстве и в лабораторных условиях, например, при перекачке морской воды и других растворов.Известен скважинный диафрагменный "0насос К в котором в корпусе находится трикамеры, В первой камере происходит электролиз раствора с выделением гремучегогаза, который поступает во вторую камерукамеру сгорания. В результате воспламенения гремучего газа давление в камере повышается и передается через жидкость(электролит) в третью камеру - камерунасоса, в которой электролит отделен отперекачиваемой жидкости эластичной диафрагмой,Такое устройство сложно, содержитбольшое количество клапанов, эластичнаядиафрагма со временем стареет и требуетзамены. Все это снижает надежность устройства.Известен насос замещения (2), имеющий более простую конструкцию. В нем водном корпусе происходит электролиз раствора с выделением гремучего газа, который 30по трубопроводу подается во второй корпусс перегородкой, Этот корпус заполнен перекачиваемой жидкостью, Гремучий газ вытесняет перекачиваемую жидкость в выходнойтрубопровод, 35В этом насосе нет воспламенения гремучего газа, гремучий газ вытесняет перекачиваемую жидкость, Однако в этомустройстве гремучий газ не может вытеснить всю перекачиваемую жидкость из второго бака с перегородкой. Как толькогремучий газ вытеснит перекачиваемуюжидкость из первого отделения второго бака, отделенного перегородкой, гремучий газбудет пробулькивать через перекачиваемую 45жидкость, находящуюся во втором отделении второго бака, и выходить по выходномутрубопроводу. Если рядом будет открытыйогонь (папироса), то это может вызвать воспламенение гремучего газа с вытекающими 50отсюда последствиями. Если бы выходнойтрубопровод бел установлен внизу второгоотделения второго бака, то гремучий газ вытеснил бы всю перекачиваемую жидкостьвторого бака, но в этом случае гремучий газ 55заполнил бы всю полость второго бака, чтовзрывоопасно, поскольку выпуск его в атмосферу отсутствует,Известен также электролизный насос(31, в котором в одной полости внутри корпу-са происходит электролиэ жидкости, выделившийся в верхней части гремучий газ периодически воспламеняется, что приводит к повышению давления и вытеснению из замкнутого объема перекачиваемой жидкости,Этот насос отличается сравнительной сложностью, содержит блоки питания, контроля, управления процессом, сенсорнымдатчиком и т.д.Электрогидравлический насос, использующий электрогидравлический эффект Л, А. Юткина (4, содержит рабочую камеру, снабженную электроразрядными электродами, нагнетательным патрубком с обрат-,. ным клапаном, всасывающим патрубком с электромагнитным клапаном, блоком управления и высоковольтной силовой частью (повышающий трансформатор с повышенным рассеянием, напряжением выше 1.кВ). При высоковольтном электрическом разряде в жидкости возникает газовый пузырь и в замкнутом объеме образуется волна давления - гидравлический удар, давление резко поднимается, что выталкивает часть перекачиваемой жидкости из рабочей камеры в нагнетательный патрубок.Недостатками этого насоса являются использование высокого напряжения (выше 1 кВ), наличие силового повышающеготрансформатора на вторичное напряжениевыше 1 кВ, наличие дефицитного высоковольтного кабеля от силового трансформа- торэ, установленного на поверхностиземли, к рабочей камере, установленной вскважине или колодце, тяжелые условия работы изоляции в рабочей камере между корпусом и разрядными электродами, котораяподвергается ударным динамическим нагрузкам и температурному воздействию,все это удорожает устройство и его эксплуатацию и снижает надежность.Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение надежностиУказанная цель достигается тем, что используется газовый поршень, который формируется в рабочем цилиндре путемнепосредственного электролиза перекачиваемой электропроводной жидкости.На чертеже изображен электрогидравлический насос, разрез по продольной оси.Насос состоит из цилиндра 1, закрытого снизу крышкой 2, на которой находятся нагнетательный 3 и всасывающий 4 клапаны и система электродов 5. На верхней крышке цилиндра находится электромагнитный клапан 6.Насос устанавливается под уровнем перекачиваемой злектропроводной жидкости, которая в результате электролиза выделяет газ, 200522010 15 перекачиваемая жидкость из цилиндра 1 20вытесняется газовым поршнем в напорный . 25 Предлагаемый насос работает следующим образом, Внутренняя полость цилиндра 1 заполнена жидкостью, клапаны 3, 4 и 6 закрыты, На систему электродов 5 подается постоянное (или выпрямленное) напряжение и происходит электролитическое разложение части жидкости на газы, которые занимают больший объем, чем разлокившаяся жидкость, Например, объем газов, образующихся в процессе электролиза воды, примерно в 1868 раз больше объема разложившейся воды, что теоретически должно развивать давление около 1868 кг/см, Выделившиеся газы собираются в верхней части цилиндра и увеличивают в нем давление.Как только давление в цилиндре 1 превысит давление столба жидкости в напорном трубопроводе, клапан 3 открывается и трубопровод. Постепенно полость цилиндра заполняется газами и достигает системы электродов 5, при дальнейшем процессе система электродов начинает выходить из электролита, при этом уменьшаются активная площадь электродов, находящихся в электролите, и величина тока через электроды, что приводит через реле тока к включению электромагнитного клапана 6, который открывается и выпускает выделившиеся газы, при этом открывается клапан 4 и происходит заполнение полости цилиндра 1 жидким электролитом, потом электромагнитный клапан 6 закрывается и процесс повторяется. Для более резкого уменьшения величины тока в конце цикла при выходе положительных электродов из электролита они имеют в нижней части скосы, За один цикл насос подает в напорный трубопровод объем жидкости внутри цилиндра, вытесненной газовым поршнем.Электролит в цилиндре способен при разложении воды поднять давление примерно в 1868 раз, что обеспечивает напор 100 и более метров. Расход электроэнергии при подъеме 1,5 м воды примерно равен 56 кВт ч,Возможно несолько режимов автоматизации работы насоса,1. Использование реле тока. Электромагнитный клапан 6 управляется токовым 30 35 40 45 50 реле, включенным последовательно в цепь электродов электролиза. Пока электооды находятся в электролите, ток в цепи практически не изменяется, однако, когда уровень электролита понижается, площадь электродов, находящихся в электролите, начинает уменьшаться и становится минимальной в момент выхода электродов из электролита. Когда ток становится минимальным, срабатывает токовое реле и включает электромагнитный клапан 6, который выпускает гремучий газ. Далее процесс повторяется.2., Использование реле времени. Реле времени управляет работой электромагнйт-: ного клапана 6 и выпускает из цилиндра 1 гремучий газ, как только газовый поршень подошел к электродам. Изменяя длительность промежутка времени между работой электромагнитного клапана 6, можно изменять производительность насоса при неизменностии тока электролиза.3. Автоколебательный режим. Острый конец электрода нагревается в момент его выхода из электролита, при этом искра проскакивает между электролитом и электродом, особенно при использовании для питания бестрансформаторных и выпрямителей по 5) и 6), В этом случае происходит воспламенение гремучего газа, давление в цилиндре 1 резко повышается и электролит, находящийся в цилиндре и трубопроводе, подается толчком по напорному трубопро-. воду, Потом давление в цилиндре 1 падает, клапан 3 закрывается, а клапан 4 открывается и происходит заполнение полости цилиндра электролитом. Далее процесс повторяется. В этом случае электромагнитный клапан 6 не нужен,(56) 1. Авторское свидетельство СССРМ 156942, кл. Е 04 Е 1/16, 1990.2; Авторское свидетельство СССРМ 1634840, кл. Г 04 Е 1/16, 1991,3. Патент США М 3897173, кл. Е 04 Е1/16, опублик, 1975,4. Авторское свидетельство СССРМ 830011, кл. Е 04 Е 1/16, 1980,5, Авторское свидетельство СССРМ 139361, кл. Н 02 М 7/06, 1960.6, Авторское свидетельство СССРМ 440753, кл, Н 02 М 7/06, 1961,2005220 Формула изобретения оставитель С,Фур ехред М,Моргента Корректор М,Тка едактор Н.Цалих аз 342 Тираж НПО "Поиск" Роспатент 035, Москва, Ж, Раушская н/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ НАСОС, содержащий цилиндрическую рабочую камеру с верхней и нижней крышками и всасывающим и нагнетательным клапанами и электроды, установленные в нижней части камеры и подключенные к источнику питания, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, насос снабжен электромагнитным клапаном для выпуска газов. установленным в верхней крышке 5 камеры и включенным в цепь электродовпосредством реле, при этом положительные электроды имеют в нижней части скосы.