Устройство для подъема воды

Авторы патента:


 

Устройство для подъема воды относится к экологически чистым механизмам подъема воды из скважин, колодцев и поверхностных источников и предназначено для водоснабжения небольших потребителей. Цель полезной модели - исключение необходимости потока и повышение надежности устройства. Устройство для подъема воды содержит замкнутый трубопровод с установленным внутри него крыльчаткой с валом. Новым в водогрейном котле является то, что замкнутый трубопровод включает горизонтальную часть, расположенную в грунте, соединенную с ней первую вертикальную часть, проходящую через солнечный коллектор, наклонную часть, установленную под углом по отношению к поверхности Земли и соединяющую верхнюю точку первой вертикальной части с верхней точкой второй вертикальной части, нижняя точка которой соединена с горизонтальной частью, при этом замкнутый трубопровод заполнен низкозамерзающей жидкостью с высокой зависимостью плотности от температуры в диапазоне -40°+40°C, а крыльчатка посредством вала соединена с насосом, установленным в трубопроводе для подъема воды. Устройство для подъема воды может быть использовано для полива растений, поения животных, а также для наполнения водой водонапорных баков и прочих накопительных емкостей. Илл. 1, библ. 1

Устройство для подъема воды относится к экологически чистым механизмам подъема воды из скважин, колодцев и поверхностных источников и может быть использовано для водоснабжения небольших потребителей.

Известно устройство для подъема воды и получения крутящего момента, содержащее замкнутый трубопровод с установленной внутри него крыльчаткой с валом (см. патент на изобретение РФ 2198265, опубл. 10.02.2003).

Недостатком такого устройства является обязательное наличие потока, кинетическая энергия которого используется для подъема воды. Кроме того, известное устройство содержит подвижные механические элементы, совершающих возвратно-механические движения и снижающие его надежность.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является исключение необходимости потока и повышение надежности устройства. Такой технический результат достигается тем, что в устройстве для подъема воды, содержащем замкнутый трубопровод с установленной внутри него крыльчаткой с валом, замкнутый трубопровод включает горизонтальную часть, расположенную в грунте, соединенную с ней первую вертикальную часть, проходящую через солнечный коллектор, наклонную часть, установленную под углом по отношению к поверхности Земли и соединяющую верхнюю точку первой вертикальной части с верхней точкой второй вертикальной части, нижняя точка которой соединена с горизонтальной частью, при этом замкнутый трубопровод заполнен низкозамерзающей жидкостью с высокой зависимостью плотности от температуры в диапазоне -40°+40°C, а крыльчатка посредством вала соединена с насосом, установленным в трубопроводе для подъема воды.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для подъема воды.

Устройство для подъема воды содержит замкнутый трубопровод 1 с установленной внутри него крыльчаткой 2 с жестко связанным с ней валом 3. При этом центр крыльчатки 2 смещен относительно продольной оси трубопровода 1 для обеспечения свободного вращения крыльчатки 2 под действием поступательно перемещающейся материальной среды внутри замкнутого трубопровода 1. Замкнутый трубопровод 1 включает горизонтальную часть 4, расположенную в грунте, первую вертикальную часть 5, наклонную часть 6 и вторую вертикальную часть 7. Для климатических условий средней полосы России глубина прокладки горизонтальной части 4 составляет 38 м.

Горизонтальная часть 4 соединена с нижней точкой вертикальной части 5, а верхняя точка первой вертикальной части 5 через наклонную часть 6 - с верхней точкой второй вертикальной части 7. Наклонная часть 6 установлена под углом 5°12° по отношению к поверхности Земли. Нижняя точка второй вертикальной части 7 соединена с горизонтальной частью 4.

В первой вертикальной части 5 установлен солнечный коллектор 8.

Замкнутый трубопровод 1 заполнен низкозамерзающей жидкостью, характеризующейся высокой зависимостью плотности от температуры в диапазоне -40°+40°C. В качестве такой жидкости можно использовать, например, «ГОСОЛ» ОЖ-40 или ОЖ-65.

Вал 3 соединен с насосом 9, установленным в трубопроводе 10 для подъема воды. Насос 9 может иметь объемную конструкцию с вращательным движением рабочего органа (шестеренный или винтовой), или работать по другому принципу, обеспечивающему подъем воды при низкой частоте вращения.

Устройство для подъема воды работает следующим образом.

В зимнее время года температура грунта на глубине расположения горизонтальной части 4 замкнутого трубопровода 1 составляет несколько градусов выше нуля (по шкале Цельсия). В это же время температура воздуха окружающей среды может быть отрицательной. Низкозамерзающая жидкость внутри замкнутого трубопровода 1 приобретет разную температуру. В горизонтальной части 4 температура низкозамерзающей жидкости окажется ниже температуры этой жидкости в первой вертикальной части 5, в наклонной части 6 и во второй вертикальной части 7. Поскольку плотность теплой низкозамерзающей жидкости меньше плотности холодной, внутри замкнутого трубопровода 1 произойдет перемещение незамерзающей жидкости. Теплая, а потому менее плотная незамерзающая жидкость поднимется вверх по первой вертикальной части и вытеснит ранее находящуюся там холодную незамерзающую жидкость в наклонную часть 6. Одновременно движению незамерзающей жидкости по наклонной части 6 будет способствовать ее наклон по отношению к поверхности Земли.

В теплое время года направление движения низкозамерзающей жидкости, показанное стрелками на фиг. 1, сохраняется. Однако в этом случае температура низкозамерзающей жидкости, находящейся в первой вертикальной части 5, повышается за счет преобразования солнечной энергии в солнечном коллекторе 8. Теперь температура низкозамерзающей жидкости в горизонтальной части 4 окажется ниже ее температуры в первой вертикальной части 5 Однако аналогично зимнему периоду теплая (наименее плотная) низкозамерзающая жидкость будет подниматься вверх по первой вертикальной части 5 и стекать внутри наклонной части 6 и второй вертикальной части 7 в горизонтальную часть 4.

Перемещаясь внутри первой вертикальной части 5, низкозамерзающая жидкость вращает крыльчатку 2. Вращающий момент посредством вала 3 передается насосу 9, который осуществляет подъем воды из скважины и подачу ее потребителю по трубопроводу 10. Поскольку насос 9 имеет объемную конструкцию с вращательным движением рабочего органа, подъем воды будет осуществляться практически при любых частотах вращения вала 3.

Интенсивность работы насоса 9 зависит от частоты вращения вала 3, которая, в свою очередь, зависит от частоты вращения крыльчатки 2. Частота вращения крыльчатки 2 определяется разностью температур низкозамерзающей жидкости в горизонтальной части 4 и в первой вертикальной части 5 замкнутого трубопровода 1.

Устройство для подъема воды может быть использовано для полива растений, поения животных, а также для наполнения водой водонапорных баков и прочих накопительных емкостей.

Устройство для подъема воды, содержащее замкнутый трубопровод с установленной внутри него крыльчаткой с валом, отличающееся тем, что замкнутый трубопровод включает горизонтальную часть, расположенную в грунте, соединенную с ней первую вертикальную часть, проходящую через солнечный коллектор, наклонную часть, установленную под углом по отношению к поверхности Земли и соединяющую верхнюю точку первой вертикальной части с верхней точкой второй вертикальной части, нижняя точка которой соединена с горизонтальной частью, при этом замкнутый трубопровод заполнен низкозамерзающей жидкостью с высокой зависимостью плотности от температуры в диапазоне -40°С...40°С, а крыльчатка посредством вала соединена с насосом, установленным в трубопроводе для подъема воды.



 

Похожие патенты:
Наверх