RU188713U1

RU188713U1 - Жидкостно-кольцевой насос

Info

Publication number: RU188713U1
Application number: RU2018145594U
Authority: RU
Inventors: Валерий Иванович Ваганов; Юрий Александрович Зудилин; Александр Вениаминович Лавров; Юрий Васильевич Оробинский
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "КДС"
Priority date: 2018-12-21
Filing date: 2018-12-21
Publication date: 2019-04-22

Abstract

Полезная модель относится к технике жидкостно-кольцевых насосов с встроенным измельчителем. Жидкостно-кольцевой насос содержит корпус (1) с входным (2) и выходным (3) патрубками, связанными с его входной (4) и выходной (5) полостями соответственно. Он содержит также шнек (6), установленный в центральной полости (7) корпуса (1) с обеспечением возможности вращения на соединенным с электродвигателем (8) валу (9). Шнек (6) снабжен на своем входном конце измельчителем, который включает присоединенный к входному концу шнека (6) нож (10) со снабженными режущими кромками криволинейными лопастями и неподвижный фланец (11) со снабженными режущими кромками зубцами. Нож (10) и неподвижный фланец (11) выполнены с обеспечением возможности свободного вращения ножа (10) внутри неподвижного фланца (11). Насос содержит также узел реверсирования электродвигателя (8) и мерную емкость (12), размещенную на корпусе (1) насоса. В верхней части корпуса (1) в его центральной полости (7) выполнено снабженное запорным узлом наливное отверстие с обеспечением возможности связи центральной полости (7) корпуса (1) с мерной емкостью (12). В нижней части корпуса (1) в каждой из его полостей (4), (5), (7) выполнено снабженное запорным узлом сливное отверстие. Такая конструкция насоса обеспечивает его высокую эксплуатационную эффективность за счет предохранения от повреждений при эксплуатации, в том числе при транспортировке и хранении в условиях низких температур. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Полезная модель относится к области вакуумной техники, а более конкретно к технике жидкостно-кольцевых насосов, преимущественно со встроенным измельчителем, и может использоваться в таких насосах для откачивания грязных жидкостей, в том числе бытовых сточных вод.

Жидкостно-кольцевые насосы благодаря своей простой конструкции и высокой производительности широко используются для создания вакуума при откачке жидкостей, например, в системах очистки бытовых стоков. При этом наличие в конструкции насоса измельчителя позволяет эффективно откачивать сильно загрязненные жидкости, содержащие значительное количество твердых фрагментов.

Известен, например, жидкостно-кольцевой насос, содержащий корпус с входным и выходным патрубками и вращающийся винтовой ротор (шнек), установленный внутри корпуса и связанный со снабженным уплотнением валом электродвигателя (WO 2004099619 А1, 2004).

Однако такой насос недостаточно эффективен в эксплуатации из-за возможности его остановок при работе и возникновения поломок в случае наличия в откачиваемой жидкости значительно количества твердых включений, особенно больших размеров. При эксплуатации при низких температурах, в том числе при хранении и перевозке, насос может быть поврежден из-за расширяющего действия замерзающей жидкой фракции, остающейся в полостях корпуса.

Из известных устройств наиболее близким к предложенному является жидкостно-кольцевой насос, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, связанными с его входной и выходной полостями соответственно, и шнек, установленный в центральной полости корпуса с обеспечением возможности вращения на соединенным с электродвигателем валу и снабженный на своем входном конце измельчителем, включающим присоединенный к входному концу шнека нож со снабженными режущими кромками криволинейными лопастями и неподвижный фланец со снабженными режущими кромками зубцами, выполненные с обеспечением возможности свободного вращения ножа внутри неподвижного фланца (WO 2012173488 А1, 2012).

Такой насос менее чувствителен к степени загрязнения откачиваемой жидкости. Однако его эксплуатационная эффективность также недостаточно высока. Наличие в полостях насоса остатков откачиваемой жидкости, имеющей как правило агрессивные физико-химические свойства, при длительных перерывах в работе насоса может приводить к коррозии его элементов и узлов, а их удаление конструкцией насоса не предусмотрено. К остановке процесса откачивания и поломкам элементов измельчителя могут приводить значительные скопления в зоне реза твердых включений, особенно больших размеров, а оперативное удаление их из зоны реза конструкцией насоса также не предусмотрено. Наконец, такой насос не приспособлен для работы в условиях низких температур. В условиях, когда температура откачиваемой жидкости близка к температуре ее замерзания, образующаяся в ней ледяная крошка и куски льда могут забивать зону реза и приводить к остановке работы насоса. Хранение и транспортировка такого насоса при низких температурах окружающей среды (ниже 0°C) недопустима, поскольку расширяющиеся при замерзании остатки жидкости в полостях насоса и в зазорах между его элементами и узлами приведут к полному выходу насоса из строя. Предохранение насоса от возможности повреждений такой природы конструкцией насоса не предусмотрено.

Техническая проблема, решаемая полезной моделью, заключается в создании жидкостно-кольцевого насоса, лишенного недостатков прототипа. Технический результат полезной модели состоит в повышении эксплуатационной эффективности жидкостно-кольцевого насоса за счет снижения возможности его повреждений (предохранения от повреждений) при эксплуатации, в том числе при транспортировке и хранении в условиях низких температур.

Это достигается тем, что жидкостно-кольцевой насос, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, связанными с его входной и выходной полостями соответственно, и шнек, установленный в центральной полости корпуса с обеспечением возможности вращения на соединенным с электродвигателем валу и снабженный на своем входном конце измельчителем, включающим присоединенный к входному концу шнека нож со снабженными режущими кромками криволинейными лопастями и неподвижный фланец со снабженными режущими кромками зубцами, выполненные с обеспечением возможности свободного вращения ножа внутри неподвижного фланца, снабжен узлом реверсирования электродвигателя и размещенной на корпусе мерной емкостью под антифриз, при этом в верхней части корпуса в его центральной полости выполнено снабженное запорным узлом наливное отверстие с обеспечением возможности связи центральной полости корпуса с мерной емкостью, а в нижней части корпуса в каждой из его полостей выполнено снабженное запорным узлом сливное отверстие. Узел реверсирования электродвигателя может быть выполнен в виде трехпозиционного переключателя фаз электродвигателя. Узел реверсирования электродвигателя может быть установлен на кожухе электродвигателя. Каждый из запорных узлов в сливных отверстиях и в наливном отверстии может быть выполнен в виде шарового крана или магнитного клапана. Каждый из запорных узлов в сливных отверстиях может быть выполнен в виде съемной пробки. В съемной пробке, установленной в сливном отверстии, выполненном во входной полости корпуса, может быть выполнено углубление, в котором размещен магнит.

Указанный технический результат обеспечивается в рамках реализации назначения всей представленной в независимом пункте формулы полезной модели совокупностью существенных признаков. Предложенный жидкостно-кольцевой насос представляет собой одно устройство, элементы и узлы которого, характеризуемые соответствующими существенными признаками, находятся в конструктивном единстве и функционально взаимосвязаны, т.е. находятся в конструктивно-функциональном единстве. Их совместное использование привело к созданию нового устройства с указанным техническим результатом. Для возможности эксплуатации устройства все его элементы и узлы соединяются между собой сборочными операциями.

На фиг. 1 схематично в продольном разрезе показана конструкция жидкостно-кольцевого насоса. На фиг. 2 показана электрическая схема, поясняющая включение реверса.

Жидкостно-кольцевой насос содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, связанными с входной 4 и выходной. 5 полостями соответственно. Он содержит также шнек 6, установленный в центральной полости 7 корпуса 1 с обеспечением возможности вращения на соединенным с электродвигателем 8 валу 9. Шнек 6 снабжен на своем входном конце измельчителем, который включает присоединенный к входному концу шнека 6 нож 10 со снабженными режущими кромками криволинейными лопастями и неподвижный фланец 11 со снабженными режущими кромками зубцами. Нож 10 и неподвижный фланец 11 выполнены с обеспечением возможности свободного вращения ножа 10 внутри неподвижного фланца 11. Криволинейные лопасти ножа 10 преимущественно соответствуют лопастям шнека 6 и имеют общее направление с ними, а канавки между зубцами неподвижного фланца имею противоположное направление. Насос снабжен узлом реверсирования электродвигателя 8, который может быть размещен преимущественно на кожухе электродвигателя 8, и может быть выполнен преимущественно в виде трехпозиционного переключателя фаз электродвигателя 8 (фиг. 2), а также в виде электронного коммутатора. На корпусе 1 насоса установлена, например, посредством кронштейна с резьбовыми соединительными элементами, мерная емкость 12 под антифриз. В нижней части корпуса 1 в каждой из его полостей 4, 5, 7 выполнено сливное отверстие с запорным узлом. В верхней части корпуса 1 в его центральной полости 7 выполнено наливное отверстие с запорным узлом. Наливное отверстие с запорным узлом выполнено с обеспечением возможности связи центральной полости 7 корпуса 1 с мерной емкостью 12. Каждый из запорных узлов в сливных отверстиях и в наливном отверстии может быть выполнен, например, в виде шарового крана или магнитного клапана. Каждый из запорных узлов в сливных отверстиях может быть выполнен также в виде съемной пробки, например, резьбовой. В конструкции насоса, показанной на фиг. 1, запорный узел в сливном отверстии во входной полости 4 выполнен в виде установленной в этом сливном отверстии съемной пробки 13. Запорный узел в сливном отверстии в выходной полости 5 выполнен в виде установленной в этом сливном отверстии съемной пробки 14. Запорный узел в сливном отверстии в центральной полости 7 выполнен в виде установленной в этом сливном отверстии съемной пробки 15. В выполненном в съемной пробке 13 углублении размещен магнит 16. Запорный узел в наливном отверстии выполнен в виде размещенного в этом сливном отверстии шарового крана 17. Съемные пробки 13, 14, 15 выполнены преимущественно из бронзы. Магнит 16 выполнен, например, из самарий-кобальтового сплава или сплава на основе неодима.

При транспортировке и хранении насоса в условиях низких температур, а также в случае, когда откачиваемая фракция имеет температуру, близкую к температуре ее замерзания, мерную емкость 12 предварительно заполняют антифризом, который через наливное отверстие с запорным узлом, например, шаровым краном 17, при необходимости может переливаться во входную полость 4 корпуса 1. При подаче электрического напряжения на электродвигатель 8 он приводит во вращение шнек 6 с ножом 10. Для возможности работы насоса полости 4, 5, 7 его корпуса 1 должны быть заполнены жидкостью (жидкой фракцией). Для этого через патрубок 2 заливают воду, после чего к входному патрубку 2 подключается откачиваемая магистраль. Шнек 6 при своем вращении образует водокольцевой вихрь, обеспечивающий создание вакуума в магистрали, соединенной с входным патрубком 2. Таким образом, находящаяся в магистрали откачиваемая жидкость с различными включениями за счет разницы давлений между патрубками 2 и 3 перекачивается через насос. Выброс откачиваемой жидкости производится через выходной патрубок 3. Откачиваемая жидкость проходит измельчитель, содержащий нож 6 и неподвижный фланец 11, который измельчает включения в виде отдельных твердых частиц, комков, кусков ткани, бумаги и др. на мелкие частицы, что снижает вероятность засоров и остановки насоса. Выполнение ножа 6 с криволинейными лопастями и неподвижного фланца 11 с зубцами позволяет с достаточно высокой производительностью измельчать твердые включения. В то же время такое выполнение измельчителя позволяет использовать изменение направления вращения шнека 6 с ножом 10 (реверса) для очистки зоны реза в случае попадания туда твердых включений в большом количестве и/или значительного размера. Контроль засорения зоны реза может осуществляться, например, визуально через выполненную из прозрачного материала переднюю крышку корпуса 1 насоса. Такие включения могут образовываться и в виде ледяной крошки и кусков льда в откачиваемой жидкой фракции при низких температурах, ниже 0°C, что может привести к засору. Попадание твердых включений значительных размеров и в значительном количестве в зону реза может привести не только к остановке электродвигателя 8, но и к повреждению измельчителя. Включение реверса позволяет освободить от таких включений режущие кромки ножа 10 и фланца 11. При необходимости удаления неизмельченных остатков из корпуса 1, оно может осуществляться при выключенном электродвигателе 8 через сливное отверстие во входной полости 4, а осевших в центральной 7 и выходной 8 полостях измельченных остатков - через сливные отверстия в них. Наличие сливных отверстий позволяет опорожнить полости 4, 5, 7 при длительных перерывах в работе насоса, учитывая, что откачиваемая жидкость имеет как правило агрессивные свойства и может приводить к коррозии элементов и узлов насоса. Вероятность попадания с потоком в зону реза частиц с ферромагнитными свойствами значительно снижается за счет использования в качестве запорного узла в сливном отверстии входной полости 4 съемной пробки 13 с магнитом 16. Частичное заполнение антифризом входной полости 4 при температуре откачиваемой фракции, когда начинается ее замерзание, позволяет в сочетании с включением режима реверса электродвигателя 8, эффективно очистить режущую зону от засорения. Если температура окружающей среды при хранении и транспортировке насоса имеет отрицательные значения, после окончания процесса откачки остатки откачиваемой жидкости удаляют из полостей 4, 5, 7 корпуса 1 насоса через соответствующие сливные отверстия. После этого заполнят входную полость 4 антифризом из мерной емкости 12, открыв запорный узел в наливном отверстии (например, шаровой кран 17), а для возможности полного заполнения центральной 7 и выходной 5 полостей антифризом кратковременно включают электродвигатель. Возможно заполнение полостей 4, 5, 7 антифризом и без предварительного удаления из них остатков откачиваемой фракции, включив электродвигатель 8 при открытом запорном узле в наливном отверстии. Заполнение антифризом предотвращает насос от повреждений, которые могли бы возникнуть под действием отрицательных температур из-за неизбежного наличия остатков откачиваемой жидкости в зазорах между металлическими элементами и узлами насоса. В таком состоянии насос полностью готов к дальнейшей работе и не требует предварительной заливки воды.

Пример реализации. Изготовлен и испытан образец жидкостно-кольцевого насоса в соответствии с полезной моделью. Узел реверсирования выполнен в виде ручного трехпозиционного переключателя фаз с центральным положением «стоп». Переключатель установлен на корпусе 8 электродвигателя на его коммутационном коробе. Использована мерная емкость 12 объемом 0,8 дм³, заполненная антифризом на основе пропиленгликоля с температурой кристаллизации -30°C. Запорный узел в наливном отверстии представляет собой шаровой кран 17. Запорные узлы в сливных отверстиях диаметром 1/2^'', выполненных во входной полости 4, в

выходной полости 5 и в центральной полости 7, представляют собой съемные пробки 13, 14 и 15 соответственно, из бронзы с коррозионностойким покрытием. В углублении съемной пробки 13 в сливном отверстии входной полости 4 размещен неодимовый магнит 16 массой 20 г. Электрическая мощность на валу электродвигателя 8 составляет 0,9 кВт, абсолютная глубина разряжение - 0,3 бар, производительность - 220 норм.л/мин. Испытания показали высокую эффективность насоса в эксплуатации, позволяя с высокой производительностью осуществлять откачку сильно загрязненных бытовых стоков, в том числе при отрицательной температуре, и выдержку при низких температурах окружающей среды до -30°C без потери его работоспособности. Повреждений элементов и узлов насоса за время проведения испытаний не зафиксировано

Жидкостно-кольцевой насос, выполненный в соответствии с полезной моделью, обладает более высокой эксплуатационной эффективностью по сравнению с известными аналогичными. Его конструкция обеспечивает эффективную работу при откачке сильно загрязненных жидкостей, в том числе при температурах, близких к температуре замерзания откачиваемой жидкой фракции, а также после транспортировки и хранения в условиях значительных низких температур, позволяя предохранить насос от возможных повреждений находящихся внутри его корпуса элементов и узлов.

Claims

1. Жидкостно-кольцевой насос, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, связанными с его входной и выходной полостями соответственно, и шнек, установленный в центральной полости корпуса с обеспечением возможности вращения на соединенным с электродвигателем валу и снабженный на своем входном конце измельчителем, включающим присоединенный к входному концу шнека нож со снабженными режущими кромками криволинейными лопастями и неподвижный фланец со снабженными режущими кромками зубцами, выполненные с обеспечением возможности свободного вращения ножа внутри неподвижного фланца, отличающийся тем, что он снабжен узлом реверсирования электродвигателя и размещенной на корпусе мерной емкостью под антифриз, при этом в верхней части корпуса в его центральной полости выполнено снабженное запорным узлом наливное отверстие с обеспечением возможности связи центральной полости корпуса с мерной емкостью, а в нижней части корпуса в каждой из его полостей выполнено снабженное запорным узлом сливное отверстие.

2. Насос по п. 1, отличающийся тем, что узел реверсирования электродвигателя выполнен в виде трехпозиционного переключателя фаз электродвигателя.

3. Насос по п. 1, отличающийся тем, что узел реверсирования электродвигателя установлен на кожухе электродвигателя.

4. Насос по п. 1, отличающийся тем, что каждый из запорных узлов в сливных отверстиях и в наливном отверстии выполнен в виде шарового крана.

5. Насос по п. 1, отличающийся тем, что каждый из запорных узлов в сливных отверстиях и в наливном отверстии выполнен в виде магнитного клапана.

6. Насос по п. 1, отличающийся тем, что каждый из запорных узлов в сливных отверстиях выполнен в виде съемной пробки.

7. Насос по п. 6, отличающийся тем, что в съемной пробке, установленной в сливном отверстии, выполненном во входной полости корпуса, выполнено углубление, в котором размещен магнит.