мобильное гидротаранное устройство

Формула изобретения

Мобильное гидротаранное устройство, содержащее усеченный конус, ударный и нагнетательный клапаны, гидропневматический баллон, питательный трубопровод, посредством нагнетательного клапана сообщенный с гидропневматическим баллоном, и резервуар, отличающееся тем, что устройство снабжено диафрагменным узлом и насосом с поршнем и расположено как минимум на двух баллонах, заполненных избыточным давлением воздуха, при этом на питательном трубопроводе герметично закреплен диафрагменный узел, диафрагма которого кинематически соединена с поршнем насоса для подачи воды в резервуар, пространство над диафрагмой диафрагменного узла соединено через трубопровод с окружающей средой, а пространство под клапаном ударного клапана соединено с трубопроводом, свободный конец которого расположен выше уровня воды в реке, но ниже уровня воды перед раструбом усеченного конуса.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к гидравлическим насосам и может быть использовано для подачи воды из реки в резервуар, находящийся выше уровня воды в реке.

Известно устройство (см. Усаковский В.М. Возобновляющие источники энергии, М.: Россельхозиздат, 1986, с.111, рис.26), содержащее питательный трубопровод, воздушный, ударный и нагнетательный клапана.

Недостаток известного устройства - низкое значение коэффициента полезного действия.

Наиболее близким аналогом является устройство (см. SU 1788344 А1, 15.01.1993, F04F 7/02, F04F 7/02) - усеченный конус, ударный и нагнетательный клапана, гидропневматический баллон, питательный трубопровод, посредством нагнетательного клапана сообщенный с гидропневматическим баллоном, и резервуар.

Недостаток ближайшего аналога - малое значение коэффициента полезного действия.

Задача изобретения - увеличение коэффициента полезного действия мобильного гидротаранного устройства.

Для решения поставленной задачи в мобильном гидротаранном устройстве, содержащем усеченный конус, ударный и нагнетательный клапана, гидропневматический баллон, питательный трубопровод, посредством нагнетательного клапана сообщенный с гидропневматическим баллоном, и резервуар, согласно изобретению устройство снабжено диафрагменным узлом и насосом с поршнем и расположено, как минимум, на двух баллонах, заполненных избыточным давлением воздуха, при этом на питательном трубопроводе герметично закреплен диафрагменный узел, диафрагма которого кинематически соединена с поршнем насоса для подачи воды в резервуар, пространство над диафрагмой диафрагменного узла соединено через трубопровод с окружающей средой, а пространство под клапаном ударного клапана соединено с трубопроводом, свободный конец которого расположен выше уровня воды в реке, но ниже уровня воды перед раструбом усеченного конуса.

Технический результат достигается за счет:

- применения диафрагменного узла, воспринимающего усилие от давления воды, находящейся в питательной трубе,

- наличия кинематической связи между диафрагменным узлом и рабочим органом насоса для подачи воды.

На фиг.1 - схема подключения диафрагменного узла и гидропневматического баллона к питательному трубопроводу, фиг.2 - схема расположения гидротаранного устройства на раме с закрепленными к нему баллонами с избыточным давлением воздуха, фиг.3 - схема расположения усеченного конуса в реке и создание двух уровней поверхности воды (вид сбоку).

Устройство состоит из баллонов 1, заполненных сжатым воздухом, рамы 2 устройства, гибкой нити 3 для соединения баллонов 1 с якорем на дне реки, указателей 5 направления течения воды 6 в реке, нагнетательного клапана 7, воздуха 8, гидропневматического баллона 9 для аккумулирования под давлением воздуха 8 и воды 6, трубопровода 10 для соединения наддиафрагменного пространства 12 с окружающей средой, диафрагмы 11 для сжатия пружины 28, привода штока 20, двухплечего рычага 21, штока 22, поршня 23, ударного клапана 13, уровня 14 воды 6 в реке 4, высоты 15, как разность между уровнем 16 воды 6 перед раструбом 17 и уровнем воды 6 в реке 4, усеченного конуса 18 для концентрации энергии течения воды 6 в реке 4 и создания давления воды 6 в питательном трубопроводе 19, насоса 24 для подачи воды 6 из реки 4 в резервуар 26, трубопровода 25, насоса 24, высоты 27, на которую подымают воду 6, ограничителя 30 сетчатого типа перемещения диафрагмы 11, всасывающего клапана 31, насоса 24, задвижки 32 для прекращения подачи воды 6 в питательный трубопровод 19, диафрагменного узла 33, надклапанного пространства 34, трубопровода 35.

Работа. Располагают устройство так, чтобы его продольная ось совпадала с указателем 5 течения воды 6 в реке 4, а раструб 17 усеченного конуса 18 был расположен навстречу указателю 5. Закрепляют с помощью якоря мобильное устройство в таком положении.

Раструб 17 будет концентрировать энергию течения воды 6 и создавать давление воды 6 на выходе из малого прохода усеченного конуса 18. Увеличивается скорость течения воды 6 в питательном трубопроводе 19. Вместе - давление и скорость течения воды 6 в питательном трубопроводе приводит к:

- деформации диафрагмы 11, вытеснению в окружающую среду воздуха из наддиафрагменного пространства 12 по трубопроводу 10, один конец которого находится выше уровня 14 воды 6 в реке 4, но ниже уровня 16 воды 6 перед раструбом 17, то есть в интервале перепада 15 сжатию пружины 28, перемещению вверх штока 20, а через двухплечий рычаг 21 шток 22 перемещает поршень 23 насоса 24. Перемещаясь вниз, поршень 23 нагнетает воду 6 через открывшийся клапан 25 в резервуар 26, находящийся на высоте 27, которая во много раз превышает уровни 14 и 16.

При достижении диафрагмой 11 верхнего положения прекратится сжатие пружины, а следовательно, прекратится и дальнейшее перемещение поршня 23. Клапан 25 закроется. Дальнейшее увеличение скорости воды 6 в питательном трубопроводе 19 приведет к увеличению усилия, которое превысит массу ударного клапана 13 и он мгновенно закроется, прекратив, таким образом, вытекание воды 6 из питательного трубопровода 19 в реку 4. Давление воды в питательном трубопроводе 19 резко повысится. Мгновенно откроется нагнетательный клапан 7. Вода 6 поступит в пневмогидравлический баллон 9, сжимая при этом воздух 8 и частично подавая воду 6 в трубопровод 29, а затем и в резервуар 26.

С этого момента синхронно:

- давление воды 6 в нагнетательном трубопроводе 19 начнет понижаться. Закроется нагнетательный клапан 7;

- воздух 8 под избыточным давлением начнет вытеснять воду 6 из баллона 9 в резервуар 26;

- ударный клапан 13 откроется и вода 6 вновь начнет вытекать из питательного трубопровода 19 в реку 4;

- диафрагма 11 под воздействием пружины 28 начнет перемещаться в сторону ограничителя 30, а шток 22 перемещать поршень 23. Всасывающий клапан откроется. Вода 6 из реки 4 поступит в надпоршневое пространство насоса 24. Данный процесс продолжается до тех пор, пока:

- пружина 28 полностью не распрямится, диафрагма 11 не соприкоснется с ограничителем, а питательный трубопровод 19 не начнет снова увеличивать скорость потока и давление воды 6.

С этого момента подача воды 6 из реки 4 на высоту 27 начнет повторятся аналогично вышеописанному.

Для прекращения работы мобильного гидротаранного устройства необходимо перекрыть задвижку 32. Подняв со дна якорь, устройство можно переместить на другой объект (т.е. место).