184300. lajstromszámú szabadalom • Berendezés víznek mély kútból való kiemelésére
1 184 300 2 A találmány tárgya berendezés víznek mély kútból való kiemelésére vízkiemelő szerkezettel, ezt hajtó gépegységgel és ehhez csatlakozó, energiaszolgáltató gépegységgel, ahol a vízkiemelő szerkezet dugattyús mélykútszivattyúként van kialakítva, a hajtógépegység pedig a mélykútszivattyú dugattyújának rúdjához van csatlakoztatva. A víznek a földből való kiemelése régóta jelentkező műszaki feladat. Ezek közül és mintegy találmányunk előzményeként a következő megoldásokat említjük meg. A 128 094 sz. magyar szabadalmi leírás súlyterheléses víznyomó-berendezést ismertet, amely kútaknába van süllyesztve és nyomó vagy esetleg szívó csővel ellátott azbesztcement hengertartánnyal és kézi felvonóval összekötött dugattyúval van ellátva, a dugattyú vonórúdjára pedig súlyok vannak fűzve. A víznyomó-berendezés működtetéséről itt tehát kézzel gondoskodnak. Ugyanez a helyzet a 119 780 sz. magyar szabadalmi leírással kapcsolatban, ahol a kutakhoz szánt vízemelő szerkezetnek kútaknába süllyesztett, szívószervvel és nyomóvezetékkel ellátott hengeres víztartánya van és a felvonószerv itt is súlyterhelés alatt áll, dugattyúval van összekötve. Szabaddá téve a tartányból a vizet önsúlyánál fogva felfelé nyomja. A 87 936 sz. magyar szabadalmi leírás szivattyút mutat be, amely egy hengerben mozgó két dugattyúval van ellátva, ezek egymáshoz képest 180°-nyira elfordított forgattyúrúdhoz kapcsolt dugattyúrúddal vannak összekötve és egyik végállásukban a henger két végén, másik végállásukban a henger közepén fekszenek. A 2 530 504 sz. német szabadalmi leírás mélykútszivattyút ismertet, amelynek hengere, fenékszelepe, dugattyúja, a dugattyúban elrendezett szelepe és dugatytyúrúdja van, és ahol a fenékszelepet tartalmazó fenéktest átmérője akkora, mint a dugattyú átmérője, és a henger falazatához van erősítve. Azokban az esetekben, amikor a vizet nagy mélységből kell kiemelni, például sivatagokban, vízkiemelő szerkezetként mélykútszivattyúkat alkalmaznak. Ehhez valamilyen hajtó gépegység, valamint a hajtó gépegységet energiával ellátó gépegység csatlakozik. Az energiaellátó gépegység az ismert megoldások esetében valamiféle belső égésű motor vagy villanymotor. Ezeknek működtetésével kapcsolatban az a legnagyobb nehézség, hogy a mély kutak telepítése környékén többnyire nem áll rendelkezésre a hajtásukhoz szükséges energia. A lakott területektől általában igen messze lévő kutakhoz villamos áramot vagy valamiféle fosszilis tüzelőanyagot nehézkes és körülményes eljuttatni, sokszor az időjárási akadályok vagy járható utak hiányában lehetetlen is. Ez az egyszerű tény már önmagában is erősen korlátozza a mélykútszivattyúból való vízkinyerés terjedését. A fentiekben ismertetett energiaszolgáltató gépegységhez olyan hajtó gépegység csatlakozik, amely a belső égésű vagy villanymotor gyors forgómozgását a dugatytyús mélykútszivattyú viszonylag lassú alternáló mozgásává alakítja. Ez többnyire valamiféle nagyáttételű hajtómű és mozgásátalakító összekapcsolásával van kialakítva. Miután nagy áttételekről és viszonylag nagy erő átviteléről van szó, az ismert hajtó gépegységek bonyolult felépítésűek, terjedelmesek és meghibásodásra hajlamosak, ráadásul veszteségeik miatt csökkentik az egész berendezés hatásosságát is. A víznek a mély kútból való kiemelésére szolgáló ismert berendezések tehát mélykútszivattyú, mozgásátalakító, hajtómű és belső égésű vagy villanymotor összekapcsolásával vannak kialakítva. Belső égésű motor esetében ráadásul kétszeres mozgásátalakításról van szó: a belső égésű motor dugattyúinak alternáló mozgását forgómozgássá alakítják, majd ezt a mélykútszivatytyú működtetése érdekében ismét alternáló mozgássá alakítják vissza. Ezeknek az átalakításoknak a viszonylag alacsony hatásfoka szintén csökkenti az ismert berendezések eredő teljesítményét. További hátrányt jelent az, hogy a dugattyús mélykútszrattyú viszonylag hosszú dugattyúrúdja folytonosan kényszerkapcsolatban van a hajtó gépegységgel. A nagy áttétel miatt azonban a hajtás nagy erőt gyakorol a dugattyúrúdra. Ez a dugattyúrúd lefelé irányuló mozgása esetén fokozza a dugattyúrúd kihajlásának veszélyét, ami üzemzavarokat, esetleg törést is okozhat. Előfordulhat ráadásul, hogy a mélykútszivattyú dugatytyúja megszorul, berágódik, megakad. Ennek könnyen beláthatóan mind a mélykútszivattyú, mind pedig a hajtó berendezés szempontjából katasztrofális következményei lehetnek. De ha csak a bonyolult hajtóműben törik el valami, ez is a teljes berendezés tönkremenetelét okozza, hiszen a hajtómotort nem lehet azonnal leállítani. Ez nemcsak a javítás miatt okoz kellemetlenséget, hanem amiatt is, hogy a kút hosszú ideig üzemszünetre kényszerül. Mindehhez járul még az a további hátrány, hogy az ismert berendezések működtetéséhez azok fokozott bonyolultsága, összetettsége miatt szakképzett munkaerőre van szükség, akiket a berendezés kezelésére be kell tanítani. Találmányunkkal megoldandó feladat tehát olyan berendezés víznek mély kútból való kiemelésére, amely - lyel a fent említett nehézségek maradék nélkül kiküszöbölhetők, és amit szélsőséges körülmények között is üzemeltetni lehet, továbbá aminek hajtásához a szükséges energia a helyi adottságok révén rendelkezésre áll. Találmányunk alapja az a felismerés, hogy a vízkiemelő szerkezetként dugattyús mélykútszivattyút hajtó gépegységet és ezt ellátó energiaszolgáltató gépegységet, tehát az egész vízkiemelő rendszert összhangba kell hozni azzal a környezettel, amelyben magát a rendszert, a berendezést üzemeltetni akarjuk. A találmány szerinti továbbfejlesztés értelmében a mélykútszivattyú hajtó gépegysége egyszeres működésű, szabadlöketű gőzgépként, az energiaszolgáltató gépegység pedig szilárd és/vagy hulladék tüzelőanyagú gőzkazánként van kialakítva, a gőzgép és a gőzkazán vízviszszanyerő készülék útján van összekötve olyan módon, hogy a vízvisszanyerő készülék felületi kondenzátorának gőztere a gőzgép fáradtgőz kimenetével, víztere pedig a mélykútszivattyú vízkimenetével, valamint a vízvisszanyerő készülék atmoszférikus táptartályával van összekötve, a gőzgép meghosszabbító dugattyúrúd útján van a mélykútszivattyú dugattyúrúdjával összekötve, a dugattyúrúd egy része pedig a kazán tápszivatytyújaként van kialakítva. Ennek a megoldásnak a legfőbb jelentősége abban van, hogy zárt rendszert alkot, még a más célból alkalmazott gőzgépes megoldások esetében is szokatlan módon zárt vízkörrel rendelkezik, ami rendkívül egyszerű felépítést és teljesen automatikus működést tesz lehetővé. Ehhez járul, hogy a gőzkazán fűtéséhez szükséges szilárd tüzelőanyag, illetve hulla5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
