CS220216B1

CS220216B1 - Valve for automatic control of injector pumps

Info

Publication number: CS220216B1
Application number: CS477881A
Authority: CS
Inventors: Miroslav Sustek
Original assignee: Miroslav Sustek
Priority date: 1981-06-24
Filing date: 1981-06-24
Publication date: 1983-03-25

Abstract

Vynález řeší konstrukci ventilu pro automatické ovládání injektorových čerpadel tlakovým vzduchem v závislosti na změně výšky hladiny čerpané kapaliny. Podstatou ventilu podle vynálezu je, že jeho vstupní kanál á výstupní kanál přívodu vzduchu k injektorovému čerpadlu je v tělese propojen obtokovým kanálem, který je uzavřen těsnicí membránou s vypouštěcí tryskou. Do prostoru obtokového kanálu pod těsnicí membránu je napojen vstupní kanál. K tělesu ventilu je upevněna trubka z nemagnetického materiálu, která je uvnitř přepažena ovládací membránou hladiny čerpané vody s táhlem opatřeným permanentními magnety. Proti těmto magnetům je uspořádáno ocelové jádro s uzávěrem vypouštěcí trysky těsnicí membrányThe invention solves the design of a valve for automatic control of injector pumps with compressed air depending on the change in the level of the pumped liquid. The essence of the valve according to the invention is that its input channel and the output channel of the air supply to the injector pump are connected in the body by a bypass channel, which is closed by a sealing membrane with a discharge nozzle. An input channel is connected to the space of the bypass channel under the sealing membrane. A tube made of non-magnetic material is fixed to the valve body, which is partitioned inside by a control membrane of the level of the pumped water with a rod equipped with permanent magnets. A steel core with a closure of the discharge nozzle of the sealing membrane is arranged opposite these magnets

Description

Vynálezem je ventil pro automatické ovládání injektorových čerpadel tlakovým vzduchem v závislosti na změně výšky hladiny čerpané kapaliny.The invention is a valve for the automatic control of injector pumps by compressed air in response to a change in the level of the pumped liquid.

Pro automatické ovládání injektorových čerpadel používaných většinou ve výbušných prostředích hlubinných dolů pro čerpání důlní vody ze sběrných jímek není dosud vyřešeno spolehlivé a jednoduché zařízení. Je známo např. zařízení využívající k měření výšky hladiny změny tlaku vzduchu přiváděného· pod membránu a rovněž pod hladinu čerpané kapaliny. K vyhodnocení je potom použito soustavy pneumatických obvodů, které jsou nepřehledné a poruchové. Dále je známo jednodušší pneumatické zařízení pro samočinné ovládání čerpadel, využívající membránového ústrojí, které je ovládáno změnou hydrostatického tlaku hladiny čerpané kapaliny. Od membránového ústrojí je ovládání čerpadla převedeno odpruženým pákovým mechanismem s fixací poloh ovládače klapky na ústí vypouštěcí trysky spínače čerpadla permanentním magnetem. Toto zařízení je známé rovněž v alternativním elektrickém provedení, které však není vhodné pro· výbušná prostředí. Nevýhodou zařízení založených na této koncepci je jejich neucelenost, což komplikuje údržbu seřizování a neumožňuje realizaci servisu výměnným způsobem. Z těchto důvodů nenašla proto dosavadně známá zařízení širší uplatnění v důlních prpvozech, kde jsou čerpadla pro čerpání důlní vody často trvale v chodu. Tím dochází ke značným ztrátám stlačeného vzduchu, k jejich zvýšenému opotřebení a větší poruchovosti.A reliable and simple device has not yet been solved for the automatic control of injector pumps used mostly in explosive environments of underground mines for pumping mine water from collecting wells. It is known, for example, to employ a device for measuring the level of change in the pressure of the air supplied under the membrane and also below the level of the pumped liquid. The system is then used for pneumatic circuits, which are confusing and failure. Further, a simpler pneumatic pump self-controlling device using a diaphragm device is known which is controlled by changing the hydrostatic pressure of the liquid level. From the diaphragm mechanism, the pump control is transferred by a spring-loaded lever mechanism with the position of the damper actuator fixed to the mouth of the discharge nozzle of the pump switch by a permanent magnet. This device is also known in an alternative electrical design which is not suitable for explosive environments. The disadvantage of the devices based on this concept is their incompleteness, which complicates the maintenance of the adjustment and does not allow the service to be exchanged. For these reasons, hitherto known devices have not found widespread use in mine conveyors, where mine water pumps are often constantly running. This results in considerable losses of compressed air, increased wear and failure rate.

Výše uvedené nevýhody jsou odstraněny ventilem pro automatické ovládání injektorových čerpadel podle vynálezu. Podstatou tohoto· ventilu je, že jeho vstupní kanál a výstupní kanál přívodu vzduchu k injektorovému čerpadlu je v tělese těsnicí membránou s otvorem osazeným vypouštěcí tryskou. Do prostoru obtokového kanálu pod těsnící membránou je napojen přes omezovači trysku vstupní kanál. K tělesu ventilu je upevněna trubka z nemagnetického materiálu, která je uvnitř přepažena ovládací membránou hladiny čerpané vody s táhlem opatřeným permanentními magnety. Proti permanentním magnetům je uspořádáno odpružené ocelóvé jádro s uzavírací tyčinkou vypouštěcí trysky otvoru těsinicí membrány.The above disadvantages are overcome by the valve for automatic control of the injector pumps according to the invention. The essence of this valve is that its inlet channel and outlet channel of the air inlet to the injector pump are in the housing a sealing membrane with an opening fitted with a discharge nozzle. An inlet duct is connected to the bypass duct space below the sealing membrane via a restrictor nozzle. A tube of non-magnetic material is attached to the valve body and is internally sealed by the control membrane of the pumped water level with a rod provided with permanent magnets. A spring-loaded steel core with a sealing rod of the sealing nozzle opening of the sealing membrane is arranged opposite the permanent magnets.

Ventil podle vynálezu vyznačuje kompaktností, jednoduchou konstrukcí a spolehlivostí pro automatické ovládání vzduchových Injektorových čerpadel používaných v hlubinných dolech k nepřetržitému odčerpávání vody z důlních děl. Ventil pracuje automaticky v předem nastaveném rozmezí výšek hladiny čerpané vody. Značnou výhodou ventilu je, že při jeho malých rozměrech a jednoduchostí jím lze dosáhnout velký průtok.The valve according to the invention is characterized by compactness, simple design and reliability for the automatic control of the air injector pumps used in underground mines for the continuous drainage of water from the mine workings. The valve operates automatically within a preset range of pumped water levels. A great advantage of the valve is that with its small size and simplicity it can achieve a large flow.

Na výkresu je znázorněno příkladné provedení ventilu pro automatické ovládání injektorových čerpadel v osovém řezu.The drawing shows an exemplary embodiment of a valve for automatically controlling the injector pumps in axial section.

Ventil je tvořen jednak tělesem 3 a dále trubkou 19 z nemagnetického materiálu připojenou k tělesu 3 jako nástavec. Vstupní kanál 4 a výstupní kanál 9 přívodu vzduchu k injektorovému čerpadlu v tělese 3 je propojen obtokovým kanálem 8, který je opatřen sedlem 18. Obtokový kanál 8 je uzavřen těsnicí membránou 7, přiléhající k sedlu 18 pod tlakem pružiny 14. Těsnicí membrána. 7 má uprostřed Otvor, který je prodloužen od její horní plochy trubkovým nástavcem 21 ukončeným vypouštěcí tryskou 13. Do obtokového kanálu 8 pod těsnicí membránou 7 je napojen přes omezovači trysku 6 vstupní kainál 4. Část trubkového nástavce 21 s vypouštěcí tryskou 13 je zaústěn do vedení 20 s přepouštěcími kanálky 23. Trubka 19, která je při provozu ventilu ponořená do jímky s odčerpávanou vodou, je přepažena ovládací membránou 15 hladiny vody. Tato ovládací membrána 15 je opatřena táhlem 16, které je ukončeno pouzdrem 17 vyrobeným z nemagnetického materiálu s permanentními magnety 1 mezikruhového průřezu. Do středu permanentních magnetů 1 je zavedeno posuvně vodítko 22, které je upevněno v ose otvoru těsnicí membrány v tělese 3. Ve vodítku 22 je uloženo ocelové jádro 2, které je usazeno· na pružině 10 a prodlouženo uzavírací tyčinkou 11, jež je prostrčena, do trubkového nástavce 21 v otvoru těsnicí membrány 7 k vypouštěcí trysce 13.The valve comprises a body 3 and a non-magnetic pipe 19 connected to the body 3 as an extension. The inlet duct 4 and the outlet duct 9 of the air inlet to the injector pump in the body 3 are connected by a bypass duct 8 provided with a seat 18. The bypass duct 8 is closed by a sealing membrane 7 adjacent the seat 18 under spring pressure 14. Sealing membrane. 7 has an opening in the center, which is extended from its upper surface by a pipe extension 21 terminated by a discharge nozzle 13. An inlet channel 4 is connected to the bypass channel 8 below the sealing membrane 7 via a restriction nozzle 6. 20 with overflow ducts 23. The pipe 19, which is immersed in the pumped water well during operation of the valve, is obstructed by the water level control diaphragm 15. This control diaphragm 15 is provided with a rod 16 which terminates in a housing 17 made of a non-magnetic material with permanent magnets 1 of circular cross-section. In the center of the permanent magnets 1 is guided slidingly a guide 22, which is fixed in the axis of the opening of the sealing diaphragm in the body 3. The guide 22 accommodates a steel core 2, which is seated on the spring 10 and extended by a closing rod 11 a pipe extension 21 in the opening of the sealing membrane 7 to the discharge nozzle 13.

Uzavírací tyčinka 11 je na konci osazena těsněním 12 pro uzavření průchodu vypouštěcí trysky 13.The closing rod 11 is fitted with a seal 12 at the end for closing the passage of the discharge nozzle 13.

Zařízení je upevněno tak, že trubka 19 s ovládací membránou 15 je ponořena v jímce s vodou, která má být čerpána. Podle kolísání výšky hladiny vody se mění tlak na ovládací membránu 15. Její pohyb se přenáší táhlem 16 na pouzdro 17, jež unáší permanentní magnety 1, jejichž magnetické pole působí na ocelové jádro 2. Ve stavu, kdy v jímce není dostatečná výška hladiny vody, se tlakový vzduch dostane vstupním kanálem 4 do rozváděcího kanálu 5 a působí •na ploše mezikruží, jehož vnitřní průměr tvoří sedlo 18, tlakem na horní plochu těsnicí membrány 7. Současně se však tlakový vzduch dostane přes omezovači trysku 6 i do obtokového kanálu 8, proti němuž má těsnicí membrána 7 větší plochu. Tlakem těsnicí membrány 7 o sedlo 18 je proto ventilem průtok tlakového vzduchu k injektorovému čerpadlu uzavřen. Při stoupnutí hladiny vody v jímce, tj. při potřebě tuto vyčerpat, se permanentní magnety 1 přiblíží k ocelovému jádru 2. Dalším· přiblížením a působením magnetické síly překoná ocelové jádro 2 tlak pružiny 10 a je přitaženo dolů. Uzavírací tyčinka 11 s těsněním 12 otevře vypouštěcí trysku 13, nastane únik tlakového vzduchu z obtokového kanálu 8 trubkovým nástavcem 21 a vypouštěcí tryskou 13, stlačení těsnicí membrány 7 a propuštění tlakového vzduchu ze vstupního kanálu 4 doThe device is fixed so that the tube 19 with the control membrane 15 is immersed in the sump with the water to be pumped. Depending on the variation in the water level, the pressure on the control diaphragm 15 varies. Its movement is transmitted by a rod 16 to a housing 17 which carries permanent magnets 1 whose magnetic field acts on the steel core 2. the compressed air enters the distribution channel 5 through the inlet duct 5 and exerts a pressure on the upper surface of the sealing diaphragm 7 on the surface of the annulus, the inner diameter of which forms the seat 18, but at the same time wherein the sealing membrane 7 has a larger surface area. The pressure of the sealing diaphragm 7 against the seat 18 therefore shuts off the compressed air flow to the injector pump through the valve. When the water level in the sump rises, i.e. when it is necessary to exhaust it, the permanent magnets 1 approach the steel core 2. By further approaching and applying magnetic force, the steel core 2 overcomes the spring 10 pressure and is pulled down. The sealing rod 11 with the seal 12 opens the discharge nozzle 13, the compressed air escapes from the bypass channel 8 through the pipe extension 21 and the discharge nozzle 13, compresses the sealing membrane 7 and discharges the compressed air from the inlet channel 4 into

s výstupního kanálu 9 k injektorovému čerpadlu. Při čerpání vody je průběh uzavření ventilu opačný. Hladina vody v jímce, a tím i ovládací membrána 15 spolu s permanentními magnety 1, klesá. Je unášeno i ocelové jádro 2 do okamžiku, kdy tlak pružiny 10 překoná sílu permanentních magnetů 1. V tomto okamžiku dojde k utržení ocelového jádra 2 z magnetického pole, k uzavření vypouštěcí trysky 13 a následně k nahuštění obtokového kanálu 8. Tím se ventil uzavře a dojde k přerušéní dodávky tlakového vzduchu do injektorového čerpadla.with an outlet channel 9 to the injector pump. When pumping water, the valve closing process is reversed. The water level in the sump and thus the control diaphragm 15 together with the permanent magnets 1 decreases. The steel core 2 is also carried away until the pressure of the spring 10 exceeds the force of the permanent magnets 1. At this point, the steel core 2 is torn off from the magnetic field, the discharge nozzle 13 is closed and the inflow channel 8 is inflated. the compressed air supply to the injector pump is interrupted.

Claims

Subject

Valve for automatic control of injector pumps, characterized in that it comprises an inlet duct (4) and an outlet duct (9) of the air inlet to the injector pump, which are interconnected in the body (3) by a bypass duct (8J) which is closed by a resilient sealing membrane ( 7) with an orifice fitted with a discharge nozzle (13) below which an inlet channel (4) is connected via a restriction nozzle (6), and a tube (19) of non-magnetic material is fastened to the body (3) and 15) pumped water levels with a rod (16) provided with permanent magnets (1), against which the spring-loaded steel core (2) is provided with a sealing rod (11) of the discharge nozzle (13) of the opening of the sealing membrane (7).