Способ транспортировки жидкости с первого участка на второй, выше расположенный участок

 

Способ предназначен для транспортировки жидкости с первого участка (бьефа) на второй, выше расположенный участок (бьеф). Способ заключается в создании управляемого потока жидкости, при этом управляемый поток создают в результате взаимодействия двух рядов затопленных струй жидкости тех же физических свойств, что и транспортируемая жидкость, направленных в сторону верхнего канала (бьефа) от пропускного отверстия и обеспечивающих транспортировку жидкости с нижнего к верхнему каналу (бьефу) за счет создания противодавления потоку из верхнего (канала) бьефа. Технический результат - упрощение способа подачи жидкости с большим количеством взвешенных твердых частиц. 1 ил.

Рассматриваемый процесс относится к способам работы струйной техники, преимущественно к способам работы насосно-эжекторных установок для транспортировки жидкости с первого участка (бьефа) на второй, выше расположенный участок (бьеф) и может быть использовано в различных отраслях промышленности, гидротехники и мелиорации, прежде всего там, где необходимо транспортировать большие объемы жидкости.

Известен способ транспортировки жидкости с первого участка на второй, выше расположенный участок, предложенный Стигом Лундбекком (SE) (патент РФ N 2089751, кл. 6 F 04 B 43/02, опублик. 10.09.97. Бюл. N 25 (II ч. )), заключающийся в создании напорного потока жидкой среды при помощи насоса на втором, выше расположенном участке и установленного в герметичную вакуумную камеру. Впускное отверстие насоса открывают внутрь вакуумной камеры, а выпускное наружу. Посредством всасывающей трубы за счет вакуума осуществляют подачу жидкости с первого участка в вакуумную камеру, при этом в вакуумной камере поддерживается отрицательное давление, которое достаточно для транспортировки жидкости через всасывающую трубу внутрь вакуумной камеры. Жидкость из вакуумной камеры откачивают насосом, создающим напорный поток, причем уровень жидкости в вакуумной камере поддерживают на уровне самой высокой части впускного отверстия насоса него.

Недостатками известного способа является то, что он, во-первых, пригоден для транспортировки относительно небольших объемов жидкости, во-вторых, он не обеспечивает возможность транспортировки жидкости с большим количеством взвешенных твердых частиц, в-третьих, он является технически более громоздким и сложным, в-четвертых, он требует дополнительных затрат на создание и поддержания вакуума в вакуумной камере, в-пятых, он не обеспечивает возможность автоматического заданного уровня жидкости в верхнем канале без дополнительных технических устройств, в-шестых, он выдвигает дополнительные требования к размещению насоса, в-седьмых, он требует более высоких эксплутационных затрат.

Технический результат от использования изобретения заключается в обеспечении непрерывной подачи жидкости с первого участка на второй, выше расположенный участок, возможности транспортировки жидкости с большим количеством взвешенных твердых частиц, подачи больших объемов жидкости, технического упрощения способа подачи, возможности автоматического поддержания заданного уровня жидкости в верхнем канале без дополнительных технических устройств, возможности работы насосов при значениях кпд, близких к максимальным, значительного снижения эксплутационных затрат и в соблюдении экологических требований охраны природы.

Это достигается тем, что в способе транспортировки жидкости с первого участка на второй, выше расположенный участок, заключающейся в создании управляемого потока жидкости, зависящего от требуемой высоты подъема жидкости, т. е. от разницы уровней первого (нижнего) и второго (верхнего) каналов (бьефов), управляемый поток создают в результате взаимодействия двух рядов затопленных струй жидкости, тех же физических свойств, что и транспортируемая жидкость, направленных в сторону верхнего канала (бьефа) от пропускного отверстия и обеспечивающих транспортировку жидкости с нижнего к верхнему каналу (бьефу) и автоматическое поддержание без дополнительных технических устройств заданного уровня жидкости в верхнем канале (бьефе) за счет создания противодавления потоку из верхнего бьефа.

На чертеже изображена схема создания способа.

В вертикальной стенке 1, разделяющей верхний канал (бьеф) от нижнего, делают пропускное отверстие 2 прямоугольной формы, по периметру которого устанавливают струеобразующие насадки 3 под углом α к оси отверстия. Транспортировка жидкости с первого участка на второй, выше расположенный участок (бьеф) осуществляется за счет истечения транспортируемой жидкости через эти струеобразующие насадки. В результате образуются два ряда параллельных затопленных струй 4, направленных в сторону верхнего канала (бьефа) от пропускного отверстия 2 и имеющих некоторую начальную скорость V₀. Затопленные струи 4, двигаясь в неподвижной массе жидкости тех же физических свойств, будут всасывать и вовлекать в движение частицы жидкости окружающей их среды. За счет этого происходит транспортировка с первого участка на второй, выше расположенный участок (бьеф) дополнительного объема жидкости. На некотором расстоянии x₁ от пропускного отверстия происходит взаимодействие струй, т. е. происходит образование суммарного потока 5. Сечение суммарного потока представляется фигурой площадью F. При дальнейшем распространении суммарного потока осевая скорость V_x уменьшается за счет пульсационных скоростей (площадь потока F увеличивается) и скорости противотечения, зависящей от разницы уровней жидкости в верхнем и нижнем канале (бьефе), и на некотором расстоянии x₂ осевая скорость распространения суммарного потока V_x стремится к 0 и поток в этом направлении замирает. Происходит образование зоны равных давлений 6. Максимально возможный подъем транспортируемой жидкости (высота H) будет зависеть от разницы давлений в зоне 6: P_потока - давления суммарного потока 5 на расстоянии x₂ от вертикальной стенки 1 и P_{жидкости} - давления, создаваемого столбом жидкости высотой (напором) H со стороны верхнего канала (бьефа). При увеличении H расстояние x₂ будет уменьшаться и при значении x₂ = x₁ величина H будет соответствовать максимально возможной и дальнейшая транспортировка жидкости прекратится, т. е. работа струй жидкости будет направлена только на поддержание данного равновесного состояния. При снижении величины H транспортировка жидкости в верхний канал (бьеф) возобновится до тех пор пока величина H не достигнет максимально возможного. За счет этого и достигается автоматическое поддержание без дополнительных технических устройств заданного уровня жидкости в верхнем канале (бьефе). Изменяя начальные скорости истечения струй, можно регулировать величину максимального подъема транспортируемой жидкости H. Для обеспечения стабильной работы данного способа пропускное отверстие оснащают заградительным козырьком 7, образованным заградительными стенками, установленными по периметру пропускного отверстия параллельно осям распространения струй так, чтобы струеобразующие насадки находились внутри его.

Формула изобретения

Способ транспортировки жидкости с первого участка (бьефа) на второй, выше расположенный участок (бьеф), заключающийся в создании управляемого потока жидкости, отличающийся тем, что управляемый поток создают в результате взаимодействия двух рядов затопленных струй жидкости тех же физических свойств, что и транспортируемая жидкость, направленных в сторону верхнего канала (бьефа) от пропускного отверстия и обеспечивающих транспортировку жидкости с нижнего к верхнему каналу (бьефу) за счет создания противодавления потоку из верхнего (канала) бьефа.

РИСУНКИ

Рисунок 1