Вакуум-скважина

 

Использование: осушение грунта при строительстве зданий и сооружений. Сущность изобретения: вакуум-скважина включает фильтр 1, обсадную трубу 2, опорный фланец 5, водооткачивающий центробежный электронасос 6, вакуумный насос, водоподъемный 7 и сбросный 21 трубопроводы. Водооткачивающий насос 6 смонтирован на входе в водоподъемный трубопровод 7. Вакуумный насос выполнен в виде эжекторного насоса с приемной камерой 14 и камерой смешения. Он снабжен цилиндрическим чехлом вдоль его внешней поверхности и помещен под цилиндрический кблпак. Полость между чехлом и колпаком сообщается с выходным патрубком в нижней части колпака . Эжекторный насос смонтирован вертикально на верхней поверхности опорного фланца 5, в котором имеются отверстия., сообщающие полость обсадной трубы 2 с приемной камерой 14 эжекторного насоса. Камера смешения 15 снабжена на выходе обратным клапаном 18. 2 ил. ел С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ социАлистических

РЕСПУБЛИК (51)5 Е 02 0 19/10

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4876905/33 (22) 23.10.90 (46) 28.02.93. Бюл. М 8 (71) Всесоюзный комплексный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии "Водгео" (72) Б.С.Краковский, К.С,Боголюбов, А.С.Кузьмина, Л.А.Титов и А.Д.Бунтман (56) Боголюбов К.С., Гуринович А.Д. Желобовский А.Г; "Водозаборная вакуум-скважина" Водоснабжение и санитарная техника.

M.. 1989, N 9, с,4-6.

Справочник строителя. Т.2, раздел! П, Строительное водопонижение. M. Стройиздат, 1989. с.505-507, рис.111.15. (54) ВАКУУМ-СКВАЖИНА (57) Использование: осушение грунта при строительстве зданий и сооружений, Сущ„„Я „„1798437 А1 ность изобретения. вакуум-скважина включает фильтр 1, обсадную трубу 2, опорный фланец 5, водооткачивающий центробежный злектронасос 6, вакуумный насос, водоподъемный 7 и сбросный 21 трубопроводы.

Водооткачивающий насос 6 смонтирован на входе в водоподьемный трубопровод 7. Вакуумный насос выполнен в виде зжекторного насоса с приемной камерой 14 и камерой смешения. Он снабжен цилиндрическим чехлом вдоль его внешней поверхности и помещен под цилиндрический колпак. Полость между чехлом и колпаком сообщается с выходным патрубком в нижней части колпака, Эжекторный насос смонтирован вертикально на верхней поверхности опорного фланца 5, в котором имеются отверстия, сообщающие полость обсадной трубы 2 с приемной камерой 14 эжекторного насоса.

Камера смешения 15 снабжена на выходе обратным клапаном 18. 2 ил.

1798437

Изобретение относится к осушению грунта при строительстве зданий и сооружений, в частности, к устройствам для снижения уровня подземных вод путем их откачки из скважины с помощью погружных электронасосов, Цель изобретения — сни>кение эксплуа-. тационных затрат. . На фиг.1 представлено продольное сечение заявляемой вакуум-скважины; на

:фиг.2 — продольное сечение эжекторного вакуумного насоса, установленного на опорном фланце скважины.

Вакуум-скважина состоит иэ фильтра 1, обсадной трубы 2, оголовка 3 с вакуумметром 4, опорного фланца 5, опущенного в скважину погружного центробежного элек-. тронасоса 6 с водоподъемным трубопрово. дом 7; смонтированного на водоподъемном трубопроводе датчика уровня воды 8, соединенного кабелем 9 со вторичным прибором

10, уплотнительного узла 1.1, позволяющего герметично провести кабель 9 через опорный фланец 5,:и эжекторного вакуумного насоса, включающего патрубок рабочей воды 12, герметично установленный в центре опорного фланца 5, сопла 13, навернутое на верхний конец патрубка 12, приемную камеру 14, герметично установленную на опорном фланце 5, камеру смешения 15, нижним торцом соединенную с приемной камерой

14, расширитель 16 со .стержневым или решетчатым ограничителем 17, присоединенный к выходной части камеры смешения 15, обратный клапан 18, размещенный в расширителе под ограничителем 17, чехол 19, верхней частью прикрепленный к расширителю

16. колпак 20, герметично установленный на приемной камере 14 и снабженный сбросным патрубком 21 в нижней части и тарельчатым клапаном 22 на крышке.

В опорном фланце в промежутке между патрубком рабочей воды 12 и внутренней стенкой приемной камеры 14 выполнены сквозные отверстия 23, сообщающие внутреннюю полость скважины с приемной камерой 14.

Нижний конец патрубка рабочей воды

12 соединен посредством муфты 24 или фланца с водоподъеМным трубопроводом 7.

Тарельчатый клапан 22 расположен соосно с расширителем 16, а его нижняя поверхность, обраи(енная в сторону расширителя, имеетнаправленную вниз отбортовку. В случае„ если потребителю по каким либо причина л удобнее испольэовать вместо клапана 22 стандартную задвижку, последняя может:быть смонтирована на сбросном патрубке 21, а крышка колпака 20 в этом случае изготавливается герметично.

Вертикальное размещение эжекторно|.o насоса непосредственно над опорным фланцем 5 вакуум-скважины обеспечивает: возможность откачивать из вакуумируе5 мой скважины только воздух (вода остается значительно ниже и не поступает в приемную камеру эжектора).; минимальное при прочих равных условиях противодавление на выходе из расши10 рителя эжектора; удобную компоновку .таких принципи. альных узлов эжекторного вакуумного насоса, как вакуумный и тарельчатый клапаны; высокую жесткость конструкции.

15 Размещение вакуумного клапана на выходе из камеры смешения не позволяет применять в атом месте традиционн ый диффуэор, что ведет к необходимости испольэовать так называемую бездиффуэорную

20 камеру смешейия с увеличенной длиной

1кс =(20 35) о«, где d« — диаметр камеры смешения. (Обычно длина камеры смешения принимается. равной (6 — 10) d«).

Несколько сократить длину камеры смешения (до l c =15 d«) можно, разместив в пределах сопла выполненный в виде витой пластины винт(на чертеже не показан). Такая мера одновременно позволит увеличить на 20-50 g, производительность по воздуху, 30 что экспериментально доказано исследованиями ВНИИ ВОДГЕО;

В ведение в конструкцию вакуумного насоса чехла обусловлено необходимостью поддерживать скорость нисходящего водо35 воздушного потока в зазоре между чехлом и колпаком достаточной для эффективного отвода в сбросной, патрубок воздуха, содержащегося в этом потоке..

Все перечисленные меры повышают эф40 фективность работы эжектарного насоса и облегчает его обслуживание.

Заявляемое устройство работает следующим образом, Закрывают тарельчатый клапан 22 и

45 включают электронасос 6. Закрывают тарельчатый клапан 22 и включают электронасос 6.

Постепенно приоткрывают клапан 22.

Рабочая вода, откачиваемая электрона50 сосом 6 из скважйны, подается в сопло 13 эжекторного насоса, а оттуда вместе с эжектируемым воздухом 26, поступающим из скважийы 2 через отверстия 23, в его камеру смешения 15 и расширитель 16. Обратный

55 клапан 18 при этом отжимается,водовоздушным потоком вверх до упора в ограничитель 17. Поток, обогнув вакуумный клапан

18 и отразившись от тарельчатого клапана

22, направляется вниз, в зазор между чех.лом 19 и внутренней поверхностью колпака ..

1798437

20, э оттуда —. в сбросной патрубок 21 и сбросную линию (на фигурах не показана), отводящую откачанную воду на требуемое

: расстояние.

Величина создаваемого в скважине вакуума должна быть такой, чтобы с учетом динамического уровня воды в ней, на входе в электронасос 6 имело место либо положйтельное давление, либо вакуум, не превышающий 3-4 м.вод. ст.

Этого можно достичь с помощью тарельчатого клапана 22 при одновременном контроле процессе путем наблюдения за показаниями вакуумметра 4 и вторичного прибора 10. В тех случаях, когда вакуум становится черезмерно большим, клапан 22 прикрывают, противодавление на выходе из расширителя 16 увеличивают, произво. дительность эжекторного насоса по воздуху снижают и одновременно с этим — снижают до нужной величины вакуум в скважине.

В случае, если столб воды над электронасосом 6 достигает большой высоты (6-10 м), допустимо работать при практически полностью открытом клапане 22, поддерживая в скважине высокий вакуум (8 — 9 м вод. ст.), Работая таким образом, удастся повысить водоприток в скважину и, одновременно, избежать кавитационных явлений на входе в электронасос 6;

В случае преднамеренной остановки электронасоса 6 или аварийного обесточивания силовой линии, обратный клапан 18 плотно садится на конусное седло расширителя 16, чем удерживает вакуум в скважине до следующего включения электронасоса 6, Использование заявляемой вакуумскважины позволяет сократить капитальные и эксплуатационные затраты за счет отказа от использования; высокопроизводительных и мощных наземных секционных центробежных насосов при использовании для водопонижения эжекторных скважинных водоподьемников;

5 самостоятельных вакуумных стайций, оснащенных водокольцевыми вакуумными насосами типа ВВН или эжекторными насосными установками типа УВВ.

Таким образом, совокупность призна10 ков обеспечивает достижение поставленной цели за счет размещения эжекторного вакуумного насоса непосредственно на опорном фланце скважины и сообщения сопла с водоподьемным трубопроводом по15 гружного электронасоса.

Формула изобретения

Вакуум-скважина, включающая фильтр, 20 обсадную трубу, опорный фланец, водооткачивающий центробежный электронасос, вакуумный насос, водоподьемный и сбросный трубопроводы, отличающаяся тем, что, с целью снижения эксплуатационных

25 затрат, водооткачивающий насос смонтирован .нэ входе в водоподьемный трубопровод, а вакуумный насос выполнен в виде эжекторного насоса с приемной камерой и камерой смешения, снабженного цилинд30 рическим чехлом вдоль его внешней поверхности и помещенного под цилиндрический колпак, причем полость между чехлом и колпаком сообщается с выходным патрубком в нижней части колпака, при этом эжектор35 ный насос вертикально смонтирован на верхней поверхности опорного фланца. в котором имеются отверстия, сообщающие полость обсадной трубы с приемной камерой эжекторного насоса, а его камера сме40 шения снабжена на выходе обратным клапаном, 1798437

Составитель Б. Краковский

Техред M. Моргентал Корректор Е. Папп

Редактор Л. Павлова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 755 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., 4/5