RU2179265C2 - Method of transportation of liquid from first section to second higher section - Google Patents

Abstract

FIELD: transportation of liquid from first section (tail race) to second higher section (head race). SUBSTANCE: method consists in forming controllable flow of liquid due to interaction of two rows of flooded jets of liquid of the same physical properties as liquid being transported directed towards head race from flow-through hole, thus ensuring transportation of liquid from tail race to head race due to forming back pressure. EFFECT: simplified procedure of delivery of liquid containing considerable amount of suspended solid particles. 1 dwg

Description

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. The process under consideration relates to the methods of operation of inkjet technology, mainly to the methods of operation of pumping and ejector installations for transporting liquid from the first section (downstream) to the second, higher located section (downstream) and can be used in various industries, hydraulic engineering and land reclamation where it is necessary to transport large volumes of liquid.

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. A known method of transporting liquid from the first section to the second, higher located section, proposed by Stig Lundbeck (SE) (RF patent N 2089751, CL 6 F 04 B 43/02, published. 09/10/97. Bull. N 25 (II hours )), which consists in creating a pressure flow of a liquid medium using a pump in a second, higher located area and installed in a sealed vacuum chamber. The pump inlet is opened inside the vacuum chamber, and the outlet outward. By means of the suction pipe, due to the vacuum, liquid is supplied from the first section to the vacuum chamber, while a negative pressure is maintained in the vacuum chamber, which is sufficient to transport the liquid through the suction pipe into the vacuum chamber. The liquid from the vacuum chamber is pumped out by a pump creating a pressure stream, and the liquid level in the vacuum chamber is maintained at the level of the highest part of the pump inlet.

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. The disadvantages of this method is that, firstly, it is suitable for transporting relatively small volumes of liquid, secondly, it does not provide the ability to transport liquids with a large number of suspended solids, thirdly, it is technically more cumbersome and complex, fourthly, it requires additional costs for creating and maintaining a vacuum in the vacuum chamber, fifthly, it does not provide the ability to automatically set the liquid level in the upper channel without additional technical x devices sixthly, it puts additional requirements for the placement of the pump in Seventhly, it requires higher operating costs.

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. The technical result from the use of the invention is to provide a continuous supply of fluid from the first portion to the second, higher located portion, the possibility of transporting fluid with a large amount of suspended solids, the supply of large volumes of fluid, the technical simplification of the supply method, the ability to automatically maintain a given level of fluid in the upper channel without additional technical devices, the ability of pumps to operate at efficiency values close to maximum, significantly reducing Nia operating costs and to comply with environmental requirements of environmental protection.

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. This is achieved by the fact that in the method of transporting liquid from the first section to the second, higher located section, which consists in creating a controlled fluid flow, depending on the required height of the liquid, i.e., on the difference in the levels of the first (lower) and second (upper) channels (downstream), a controlled flow is created as a result of the interaction of two rows of flooded liquid jets, of the same physical properties as the transported liquid, directed towards the upper channel (downstream) from the through hole and providing liquid transportation from the lower to the upper channel (downstream) and automatic maintenance without additional technical devices of a given level of liquid in the upper channel (downstream) due to the creation of counter-pressure to the flow from the upper downstream.

На чертеже изображена схема создания способа. The drawing shows a diagram of the creation of the method.

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.In a vertical wall 1 separating the upper channel (downstream) from the lower one, a rectangular through-hole 2 is made, along the perimeter of which jet-forming nozzles 3 are installed at an angle α to the axis of the hole. Liquid is transported from the first section to the second, higher located section (downstream) due to the outflow of the transported liquid through these jet-forming nozzles. As a result, two rows of parallel flooded jets 4 are formed, directed towards the upper channel (downstream) from the through hole 2 and having a certain initial speed V ₀ . Flooded jets 4, moving in a motionless mass of liquid of the same physical properties, will suck in and involve the particles of the liquid in the environment surrounding them. Due to this, there is a transportation from the first section to the second, higher located section (downstream) of an additional volume of liquid. At a certain distance x ₁ from the passage opening, the jets interact, i.e. total flow 5 is formed. The total flow cross-section is represented by a figure of area F. With further spread of the total flow, the axial velocity V _x decreases due to pulsating velocities (flow area F increases) and counterflow velocity, depending on the difference in liquid levels in the upper and lower channels (downstream ), and at a certain distance x _{2, the} axial velocity of propagation of the total flow V _x tends to 0 and the flow freezes in this direction. An equal pressure zone is formed 6. The maximum possible rise of the transported liquid (height H) will depend on the pressure difference in zone 6: P _flow - pressure of the total flow 5 at a distance x ₂ from the vertical wall 1 and P _fluid - pressure created by a liquid column of height (pressure) H from the side of the upper channel (downstream). With an increase in H, the distance x ₂ will decrease and with a value of x ₂ = x _{1, the} value of H will correspond to the maximum possible value and further transportation of the liquid will stop, i.e. the work of jets of liquid will be aimed only at maintaining this equilibrium state. With a decrease in the value of H, the transport of fluid to the upper channel (downstream) will resume until the value of H reaches the maximum possible. Due to this, automatic maintenance is achieved without additional technical devices of a given liquid level in the upper channel (downstream). By changing the initial velocity of the outflow of the jets, it is possible to adjust the maximum lift of the transported liquid H. To ensure stable operation of this method, the through-hole is equipped with a barrier visor 7 formed by the barrier walls installed along the perimeter of the through-hole parallel to the axis of distribution of the jets so that the jet-forming nozzles are inside it.

Claims (1)

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. The method of transporting fluid from the first section (downstream) to the second, higher located section (downstream), which consists in creating a controlled fluid flow, characterized in that the controlled flow is created as a result of the interaction of two rows of flooded liquid jets of the same physical properties as the transported liquid directed towards the upper channel (downstream) from the passage opening and providing transportation of liquid from the lower to the upper channel (downstream) by creating counter-pressure to the flow from the upper (channel) a) biofeedback.