Результат интеллектуальной деятельности: ЭРЛИФТНАЯ УСТАНОВКА

Изобретение относится к насосостроению, а именно к устройствам гидравлического подъема жидкости с помощью установок типа эрлифт, в частности к эрлифтам с малыми заглублениями и низконапорными системами подачи газа для работы эрлифтов с подъемом жидкости на большую высоту.

Известно нагнетательное устройство для гидравлического подъема жидкости на большую высоту из глубоких колодцев за счет приложения вакуума к напорным трубопроводам, к которым присоединен, к их верхней части, через воздушный резервуар, вакуумный насос, способный поднять жидкость на любую высоту. При этом для гораздо большей высоты подъема жидкости устройство имеет три напорных трубопровода, которые соединены с вакуумным воздушным резервуаром, в верхней их части, а сами трубопроводы последовательно, внутри общей камеры, связаны через коллекторы, где осуществляется переток жидкости из одного трубопровода в смежный трубопровод. Для разделения гидравлических частей трубопроводов от воздушных их частей, связанных с воздушным резервуаром и вакуумным насосос, в нижнюю часть трубопроводов периодически впускают газ, который, поднимаясь вверх, и заполняет воздушный резервуар и верхнюю головку устройства, обеспечивая слив жидкости из нее (патент US №286317, опубл. 16.12.1958).

Недостаток данного аналога состоит в том, что необходимо создавать, для большой высоты подъема жидкости, большой вакуум, при этом требуется выдерживать и необходимо отслеживать периодичность впуска газа в трубопроводы, а само устройство имеет сложную конструкцию из оригинальных элементов, что усложняет его изготовление и монтаж.

Известны эрлифты для гидравлического подъема пульпы, у которых во всасывающих и нагнетательных частях подъемной трубы эксцентрично расположен воздуховод с перфорированной нижней его частью, где подъемная труба в нижней части снабжена перегородкой, разделяющей подъемную трубу на два сегмента (Авторское свидетельство СССР №1288374, МПК F04F 1/18, опубл. 07.02.1987, бюл. №5).

Недостаток данного аналога состоит в том, что необходимо создать для большой высоты подъема пульпы и большой напор воздуха от компрессорных установок.

Частично, недостаток описанного устройства отсутствует в известной эрлифтной установке, содержащей подъемные трубы с подводящими газ патрубками, которые расположены в несколько ярусов по высоте эрлифта. При этом в патрубках имеются кольцевые полости с перфорированными стенками, через которые подводится газ, поступающий в подъемную трубу, а диаметры подводящих патрубков и диаметры отверстий перфорации в них уменьшаются по высоте подъемной трубы (Авторское свидетельство СССР №1451356, МПК F04F 1/18, опубл. 15.01.1989, бюл. №2).

Недостаток известного устройства состоит в том, что оно не обеспечивает необходимую надежность и эффективность в работе эрлифта, т.к. для подъема на большую высоту требуется мощный источник газа с большим давлением. К тому же при деаэрации гидросмеси на выходе подъемной трубы имеется большой каплеунос, который отрицательно влияет на окружающую среду.

Из известных технических решений наиболее близким к заявляемому на настоящий момент является эрлифтная установка, содержащая подъемные трубы, в которых эксцентрично расположены подводящие газ патрубки. Отверстия перфорации в газовых патрубках расположены рядами с диаметрами отверстий, уменьшающихся к нижнему ряду, причем их шаг расположения по периметру патрубка увеличивается в направлении его стенки, обращенной к ближайшей стенке подъемной трубы. При этом подъемные трубы установлены в секциях, которые располагаются ярусами, по высоте става. Коллекторы переливных участков в секциях, снабжены отводными каналами, соединенными с атмосферой (Авторское свидетельство СССР №94003479 МПК F04F 1/18, опубл. 20.09.1995).

Недостатком прототипа является сложность конструкции, что затрудняет монтаж и снижает технологичность в изготовлении конструкции, а также снижает эффективность эксплуатации, и вызывает высокий каплеунос, который отрицательно влияет на окружающую среду.

Техническим результатом предлагаемого решения является повышение эффективности изготовления и эксплуатации эрлифтной установки.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемой эрлифтной установке, включающей подъемные трубы и подводящие газ патрубки, которые помещены в секциях, располагающиеся ярусами, по высоте става в виде переливных коллекторов, снабженных отводными каналами, соединяющими их с атмосферой, отличающейся тем, что к нижней перфорированной входной секции, диаметрально закреплены два барботера и перпендикулярно к ее дну газоотводная труба, где на ее верхней части монтируется став, включающий входную секцию, а над ней кольцевые коллекторы и верхний приемный коллектор, расположенные ярусами по высоте става. При этом кольцевые коллекторы имеют одинаковую форму и размер, а при монтаже нечетные коллекоры размещают в ярусах с поворотом на 90 градусов, относительно оси четных коллекторов, где при этом каждый кольцевой коллектор имеет внутреннюю втулку, которая нанизана на газоотводную трубу, обеспечивая надежное крепление всех кольцевых коллекторов и верхнего приемного коллектора с нижней перфорированной входной секции в ставе на всех ярусах эрлифтной установки. К тому же в каждом кольцевом коллекторе образуется кольцевая полость, где в дне коллектора закреплены две диаметрально расположенные подъемные трубы, а над дном коллектора, с поворотом на 90 градусов относительно его оси, установлены барботеры подающие газ в подъемные трубы, при этом барботеры с внешней стороны эрлифтной установки присоединены к сети источника газа под давлением, а газоотводная труба, на каждом ярусе, где размещен кольцевой коллектор, имеет, в верхней его части, перфорации для отвода газа после деаэрации газожидкостой суспензии.

Сущность заявленного технического решения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид эрлифтной установки, на фиг. 2 - вид. А, на фиг. 3 - сечение Б-Б, на фиг. 4 - сечение С-С.

Эрлифтная установка включает: перфорированную входную секцию 1, перпендикулярно ко дну, которой закреплена газоотводная труба 2, на верхнюю часть которой нанизываются ярусами в став, кольцевые коллекторы 3, а на вершине става - приемный коллектор 4 со сливным патрубком 5. Кольцевые коллекторы 3 имеют одинаковую форму и размер, а при монтаже нечетные коллекторы размещают в ярусах с поворотом на 90 градусов, относительно четных коллекторов. Каждый кольцевой коллектор 3 образует кольцевую полость, ограниченную внешней поверхность ее трубной обечайки и внешней поверхностью втулки 6, которая внутренней поверхностью взаимодействует, как с направляющая, с газоотводной трубой 2, обеспечивая надежное крепление всех кольцевых коллекторов 3 и приемного коллектора 4 в ставе на всех ярусах эрлифтной установки. В каждом кольцевом коллекторе 3 на дне закреплены две диаметрально расположенные подъемные трубы 7, и, с поворотом, относительно оси коллектора, на 90 градусов два диаметрально расположенные барботеры 8 для подачи газа в подъемные трубы 7, при этом с внешней стороны эрлифтной установки барботеры 8 присоединены к сети источника газа под давлением. Газоотводная труба 2 на каждом ярусе, где размещен кольцевой коллектор 3, имеет в верхней ее части перфорации 9, через которые, после дегазации газожидкостной смеси в коллекторе 3, газ удаляется в атмосферу, а конденсирующаяся жидкость от каплеуноса стекает вниз к перфорированной входной секции 1.

Работает эрлифтная установка следующим образом.

Эрлифтную установку перед началом работы по подъему жидкости в месте эксплуатации размещают с заглублением ее перфорированной входной секции 1 в бассейн с жидкостью. В барботеры 8 подают газ от сети источника газа под давлением, в нижней части двух подъемных труб 7 в жидкость вдувается газ и в подъемных трубах 7 получится смесь жидкости и пузырьков газа. Удельный вес этой смеси будет меньше удельного веса жидкости, вследствие чего газожидкостная смесь в подъемных трубах 7 поднимется выше уровня в бассейне и в коллекторах при их заполнении жидкостью. Так газожидкостная смесь начнет двигаться вверх и изливаться через верхние края подъемных труб 7, поднимаясь в верхний ярус и заполняя каждый коллектор 3, после дегазации жидкости в верхней части коллектора. Подъем жидкости протекает последовательно снизу вверх, через все кольцевые коллекторы 3 верхних ярусов вплоть до верхнего приемного коллектора 4 со сливным патрубком 5, из которого жидкость сливается к потребителю. Газ, высвобожденный после дегазации в каждом кольцевом коллекторе 3, выходит через перфорации 9 в газоотводную трубу 2 на каждом ярусе и удаляется в атмосферу. При этом газ, проходящий по газоотводной трубе 2, теряет часть воды от каплеуноса на стенках газоотводной трубы 2, по которой влага постепенно стекает вниз в зону перфорированной входной секции 1, за счет чего снижаются выбросы влаги в атмосферу.

Применение предлагаемого устройства - повышение эффективности изготовления и эксплуатации эрлифтной установки. Это достигается возможностью упростить конструкцию эрлифтной установки, которая включает, по сути, несколько одинаковых коллекторов, приемный коллектор со сливным патрубком и перфорированную входную секцию с газоотводной трубой. К тому же предлагаемое устройство позволяет применить источник газа с небольшим давлением вдуваемого газа, с малыми заглублениями подъемных труб, а на выходе газа снизить каплеунос, который отрицательно влияет на окружающую среду. Также значительно повышается технологичность изготовления и монтажа, расширяется область применения эрлифтной установки в область использования для ее работы с газом малого уровня давления и обеспечивается уменьшение каплеуноса, что снизит эксплуатационные расходы при использовании эрлифтной установки и повысит надежность ее работы.