RU24250U1 - Водокольцевой вакуумный насос для доильных агрегатов животноводческих ферм - Google Patents

Abstract

Водокольцевой вакуумный насос для доильных агрегатов животноводческих ферм, включающий цилиндрический корпус, фланцевый привод, эксцентрично размещенное в корпусе рабочее колесо с лопатками и ступицей, закрывающей одну сторону лопаток, смонтированное на валу, элементы герметизации вала, отличающийся тем, что между корпусом насоса и фланцевым приводом установлена дисковая шайба с центральным отверстием с внутренней и наружной проточками, соединенными с атмосферой, а на валу фланцевого привода в центральном отверстии дисковой шайбы смонтирована разбрызгивающая тарелка, разбрызгивающая кромка которой направлена в сторону внутренней проточки дисковой шайбы, а обратная сторона разбрызгивающей тарелки снабжена крыльчаткой подачи воздуха к разбрызгивающей кромке из наружной проточки дисковой шайбы.

Description

2001134383

IJIII

КЛР 04 с 7/00 19/00

ВОДОКОЛЬЦЕВОЙ ВАКУУМНЫЙ НАСОС ДЛЯ ДОИЛЬНЫХ АГРЕГАТОВ ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ ФЕРМ

Нредполагаемая полезная модель относится к гидравлическим машинам с жидкостным кольцом, а именно к водокольцевым вак)умным насосам и нредназначено для оснащения доильных агрегатов животноводческих ферм.

Известен жидкостно кольцевой насос (см. например натенг России № 2031251 F 04с 7/00 19/00) содержащий цилиндрический корнус, размещенный в нем с эксцентриситетом лопастное рабочее колесо, а торцевые крышки со всасывающими и нагнетательными окнами и цилиндрическими проточками, расположенными на внутренней стороне крышек, в которых размещены торцы крышек, причем цилиндрические проточки крышек смещены относительно их по оси на величину эксцентриситета , а рабочее колесо расположено соосно с торцевыми крышками.

Недостатком известного технического решения являются падение жидкости в подшипнике, которые в условиях эксплуатации ферм коррозируются и теряют работоспособность.

Наиболее близким по технической супщости является жидкоснокольцевой вакуумный компрессор (см. например № 1665082 F 04С 7/00 19/00) содержапщй корпус с торцевой крышкой, имеющий центральное ступенчатое отверстие, эксцентрично установлены в корпусе рабочее колесо с лопатками закрепленное на приводном валу двигателя размещенного со стороны крышками, в ступенчатом отверстии которой установлено сборное уплотнение, включающее опорное, уплотнительное и нажимное кольца и взаимодействующие с последним силовой элемент, причем на торце нажимного кольца равномерно по окружности выполнены лзтаки, а в торцевой крышке имеются тангенциальные каналы ось каждого из которых пересекается с осью соответствующей лунки, при этом силовой элемент выполнен в виде размещенных в лунке шариков и установленных тангенциальных каналах и подпружиненных в осевом направлении стержней со скошенными под углом торцом, имеющих на плоскости скоса продольную канавку для взаимодействия с шариком. Кроме того в торцевой крышке со стороны движения могут быть выполнены отверстия оси которых параллельны оси вала, и пересекают по образующей соответствующие тангенциальные каналы, каждый силовой элемент снабжен втулкой размещенной в тангенциальном канале коаксиальное стержню и имеющий на наружной поверхности равномерно расположенные вдоль оси -полукруглые тангенциальные пазы и стопором, размещенном в соответствующие отверстии торцевой крышки с возможностью взаимодействия с поверхностью тангенциального паза. И еще тем, что угол наклона скоса стержня к его оси может находиться в пределах 10-30°.

Недостатком известного технического решения является сложность констр5 кции, кроме того, ограниченная работоспособность в условиях работы в качестве источника энергоносителя доильных агрегатов. Всего несколько часов в течении суток работает насос, а затем бездействует, это неблагоприятно сказывается на малых сложных деталях (прижим, лунки, шарики), когда на них систематически попадает даже весьма малое количество воды они быстро ржавеют и практически выходят из строя.

Задачей предлагаемого решения является повышенная работоспособность в условиях эксплуатации на доильных агрегатах и упрощение конструкции.

Поставленная задача решается следующим образом. Водокольцевой вакуумный насос для животноводческих ферм включаюпщй цилиндрический корпус, фланцевый привод, эксцентрично размещенное в корпусе рабочее колесо с лопатками и ступицей за1фывающей одну сторону лопаток, смонтированное на валу, элементы герметизации выхода вала из корпуса, а для решения поставленной задачи между корпусом насоса и фланцевым приводом установлена дисковая шайба с центральным отверстием с внутренней и наружной проточками соединешплми с атмосферой, а на валу фланцевого привода в отверстии дисковой шайбы смонтирована разбрызгивающая тарелка, разбрызгивающая кромка которой направлена в сторону внутренней проточки, а оборотная сторона разбрызгивающей тарелки снабжена крыльчаткой подачи воздуха к разбрызгивающей кромке из наружной проточки дисковой шайбы.

Существенными отличиями предлагаемого технического решения является:

-Между корпусом насоса и фланцевым приводом установлена дисковая шайба с центральным отверстием с внутренней и наружной проточками соединенными с атмосферой.

Данное техническое решение позволяет надежно отделить корпус насоса от фланцевого двигателя двумя полостями заполненных воздухом из атмосферы разделенных между собой металлической перегородкой. Внутренняя полость образованная внутренней проточкой на дисковой шайбе и корпусом насоса вентилируется и все, что попадает внутрь (полость) выбрасывается в атмосферу. Наружная полость образована наружной проточкой на дисковой шайбе и фланцем двигателя, так же соединена с атмосферой и через нее просасывается воздух из атмосферы для подачи во внутреннюю полость. Нотоки воздуха из атмосферы во внутреннюю полость препятствуют падению воды, порыв воды на фланец двигателя.

Данное техннческое решение нозволяет воду, просачивающуюся по валу через лабиринтные уплотнения в корпусе насоса принудительно посредством центробежных сил разбрызгивающей кромкой тарелки отбрасывать во внутреннюю полость, соединенную с атмосферой.

- Оборотная сторона разбрызгивающей тарелки снабжена крыльчаткой подачи воздуха к разбрызгивающей кромке из наружной проточки дисковой щайбы.

Данное техническое решение позволяет интенсифицировать процесс удаления воды с разбрызгивающей кромки потоком воздуха. Обеспечить вентиляцию внутренней полости и удаление из нее воды и влажного воздуха в атмосферу. Образовать поток воздуха из атмосферы в наружной полости препятствующей попадания воды и паров воды на фланец привода из внутренней полости от корпуса насоса.

Сзшщость предлагаемого технического решения

При использовании жидкостно-кольцевого вакуумного насоса на доильных агрегатах для крупного рогатого скота накладывает специфика эксплуатации. Насос эксплуатируется в установке с ко.11ичеством воды, которая не регулируется, а в некоторых установках вода прошедшая вакуумнасос и подогретая при этом, используется для нужд животноводческой фермы.

В полости вакуум-насоса давление воды около 0,1 Па (одна атмосфера), вал проходящий через корпус насоса вращается со скоростью 10001500 об/мин. При этих оборотах и давлении должен надежно работать герметизирующие элементы контактирующие с корпусом и вращающимся валом привода.

Основное требование вакуум насоса в доильных агрегатах надежность работы в нериод гарантийного срока эксплуатации и простота обслуживания. Это специфика и положена с основу предлагаемого технического решения. В жидкостно-кольцевых вакуумных насосах с фланцевым приводом основным узлом, требующим особого досмотра и внимания является подшипниковый узел.

Для обеспечения надежности работы насоса в предлагаемом техническом рещении герметизации корпуса с вращающимися валом выполнен воротниковым самоушютняющими торцевыми пластинчатыми манжетами, например из резины. Причем конструктивные размеры подобраны таким образом, чтобы осуществлялась смазка просачивающейся водой между валом и манжетой для обеспечения малого трения, следовательно, малого расхода энергии. Количество просачиваемой воды должно быть минимальной, в начальный период эксплуатации насоса. А по мере износа манжеты количество просачиваемой воды увеличивается. Манжета подлежит замене, когда количество просачиваемой воды будет больше допустимого при эксплуатации. При малых давлениях (около одной атмосферы)

вода, на больших оборотах (до 1500 об/мин) гарантированной смазке водой, износ резиновых манжет будет весьма мал и срок эксплуатации до его замены большой до одного года, и более.

Просачивающаяся вода по валу при своем перемещении встречается с разбрызгивающей тарелкой. Разбрызгивающая тарелка центробежными силами отбрасывает воду в полость из которой она сливается и направляется для повторного использования. Принудительное удаление воды из полости производится потоком воздуха подаваемого крыльчаткой размещенной на обратной стороне разбрызгивающей тарелки. Крыльчатка создает потоком воздуха, который препятствует попаданию воды и ее паров на фланец двигателя. Таким образом просачивающаяся вода через манжету увеличивает срок службы манжет, уменьшает вредное сопротивление вращению вала, а затем вода отбрасывается от вала центробежными силами и собирается в полости из которой направляется для повторного использования, а для полнейшей гарантии защиты подшипникового узла фланцевого насоса, фланец обдувается воздухом поступаюпщм из атмосферы, что гарантирует надежную работу вакуум-насоса в условиях животноводческих ферм.

Пример выполнения водокольцевого вакуумного насоса для доильных агрегатов животноводческих ферм показаны на фигЛ, 2 и 3.

Где на фиг.1 - показан водокольцевой вакуумный насос - вертикальный разрез;

На фиг. 2 - принципиальная схема водокольцевого вакуумного насоса;

Фиг.З - узел соединения фланцевого привода с вакуум насосом.

Водокольцевой вакуумный насос состоит из корпуса 1 (фиг.1, 2), в котором эксцентрично смонтировано рабочее колесо 2 с лопатками 3, ступицей 4, валом 5. С одной стороны лопатки 3 закрыты фланцем 6 герметично примыкающей к ступице 4, а со второй стороны контактирует с возможностью сто.11кновения с передней крышкой 7 корпуса 1. Между лопатками 3, фланцем 6, с передней крышкой 7, ступицей 4 образованы полости 8 открытые по периферии. Корпус 1 состоит из передней крышки 7, обечайки 9 и задней крышки 10.

Обечайка 9 смонтирована эксцентрично относительно рабочего колеса 2. Полость корпуса 1 заполняется водой с возможностью при работе части вакуумной серповидной полости 12. На передней крышке 7 выполнено всасывающее оно 13 и окно для выхлопа воздуха 14 и имеется отверстие 15 для пополнения водой полости корпуса 1. В задней крышке 10 (фиг 1, 3) выполнено гнездо 16 для подшипника скольжения, например выполненного текстолитом с водяной смазкой. При малой мопщости вакуум насоса и ограниченных размерах рабочего колеса подшипник скольжения может не устанавливаться, а вся нагрузка воспринимается подшипниковым узлом привода. В гнезде 16 установлено самоуплотняющая торцевая эластичная манжета 17, (например из резины). Причем констрз ктивные размеры подобраны таким образом, чтобы во время работы осуществлялась смазка просачивающейся водой между вращающимся валом 5. Вал 5 вьшолнен с гнездом 18 для жесткого закрепления вала 19 фланцевого привода 20.

Между задней крышкой 10 и фланцевым приводом 20 установлена дисковая шайба 21 с центральным отверстием 22. С внутренней стороны (со стороны задней крышки 10) выполнена внутренняя проточка 23, через канал 24 соединена с атмосферой и может быть снабжена патрубком для отвода воды самотеком.

С наружной стороны (со стороны фланцевого привода) выполнена наружная проточка 25 через канал 26 соединенная с атмосферой.

На валу 19 фланцевого привода 20 в отверстии 22 дисковая шайба 21 жестко закреплена разбрызгивающая тарелка 27, разбрызгивающая кромка 28, которой направлена в сторону внутренней проточки 23. Обратная сторона разбрызгивающей тарелки 27 снабжена крыльчаткой 29 подачи воздуха к разбрызгивающей кромке 28 из наружной проточки 25.

Водоколъцевой вакуумный насос для доильных агрегатов животноводческих ферм работает следующим образом.

При вращении рабочего колеса 2 лопастями 3 создается ко.(1ьцевой поток воды II центробежными силами прижатый к обечайке 9. За счет эксцентриситета рабочего колеса 2 относительно обечайки 9 в центробежной части образуется серповидное разряженное пространство 12, которое посредством лопастей 3 делится на ряд изолированных друг от друга полостей 8. Начало образования разряженного пространства 12 посредством окна 13 соединена с системой доильных агрегатов. По мере вращения рабочего колеса 2 увеличивается размер секций 8 и из системы доильных агрегатов засасывается воздух. При дальнейшем вращении рабочего колеса 2 объем полостей 8 начинает убывать, к этому времени полость 8 пройдет под окном 13 и засасываемый воздух начинает сдавливаться ко;п цевым потоком воды 11. К моменту подхода полости 8 к выхлопному окну 14 давление воздуха будет приближаться к атмосферному. При прохождении полости 8 под выхлопным окном 14 кольцевым потоком воды 11 воздух выталкивается в атмосферу. Так при вращении рабочего колеса кольцевым потоком жидкости между полостями образуются, растут в объеме, а затем уменьшаются до нуля полости, в которые засасывается воздух из системы доильных агрегатов, а затем выталкивается в атмосферу. При этом с воздухом выталкивается и часть воды. Пополнение воды ведется через калиброванное отверстие 15 (фиг.2).

Водокольцевой вакуумный насос на доильных агрегатов должен обладать регламентированной надежностью работы. Как показала практика эксплуатации наиболее уязвимым узлом являются подшипники фланцевого привода. В предлагаемом техническом решении предусматривается специальная конструкция узла обеспечивающая надежную работу подшипников фланцевого привода в условиях работы вакуум насоса животноводческих

ферм. Узел герметизации вращающего вала 5 выполнен эластичной самоуплотняющейся торцевой манжетой 17, из резины. Конструктивно предусматривается смазка просачивающей водой трущейся поверхности резиновой манжеты 17 с валом 5. При смазке водой коэффициент трения вала и резины весьма малые, а если резина подвергнута радиационной обработке то коэффициент трения ниже, чем закаленная сталь по закаленной стали. Малый коэффициент трения обеспечивает малый расход энергии в узле герметизации вращающего вала 5 и задней крышкой 10 корпуса вакуумнасоса. Малый коэффициент трения кроме, того уменьшает износ резиновой манжеты 17 повышая регламентированный междуремонтный срок эксплуатации.

Просачивающаяся вода через резиновую манжету 17 (фиг.З) попадает на вращающийся вал 19 фланцевого привода 20. Вода, перемещаясь по валу 19 встречает преграду жестко насаженную разбрызгивающую тарелку 27. Поступающая вода центробежными силами посредством разбрызгивающей кромки 28 разбрызгивается во внутреннюю полость образованную внутренней проточкой 23. Вода оседая на неподвижных сменных полостях (задней крышки 10 и дискового фланца 21) стекает вниз и через канал 24 выдается на слив в атмосферу или направляется для повторного использования в насос или технических нужд животноводческих ферм.

Разбрызгивание воды с разбрызгивающей кромки способствует поток воздуха поступаемым с крыльчатки 29. Крыльчатка 29 засасывает воздух из внешней полости образованной проточками 25 через центральное отверстие 22. Поток воздуха, проходящий по внешней полости 23 исключает попадание воды или паров воды на фланец фланцевого привода 20.

Выше указанное обеспечивает надежную защиту подпшпникового узла фланцевого привода.

По мере эксплуатации хотя и незначительно, но изнашивается резиновая манжета 17. Увеличивается количество просачиваемой воды из корпуса. Так, как пополнение воды в корпусе ведется автоматически и не зависит, куда израсходовалась вода из корпуса (выброшена вместе с отсасываемым воздухом, или прошла около вращающего вала) не встает вопрос о строгой герметизации вращающего вала в корпусе. Просачивающая вода будет способствовать уменьшению трения. Замена резиновой манжеты 17 будет производиться в регламентированное время (не аварийно, как настоящее время, по выходу из строя подшипников привода), т.е. тогда когда количество просачивающей воды из корпуса будет вносить какие-либо осложнения с ее реализацией.

Claims (1)

1. Водокольцевой вакуумный насос для доильных агрегатов животноводческих ферм, включающий цилиндрический корпус, фланцевый привод, эксцентрично размещенное в корпусе рабочее колесо с лопатками и ступицей, закрывающей одну сторону лопаток, смонтированное на валу, элементы герметизации вала, отличающийся тем, что между корпусом насоса и фланцевым приводом установлена дисковая шайба с центральным отверстием с внутренней и наружной проточками, соединенными с атмосферой, а на валу фланцевого привода в центральном отверстии дисковой шайбы смонтирована разбрызгивающая тарелка, разбрызгивающая кромка которой направлена в сторону внутренней проточки дисковой шайбы, а обратная сторона разбрызгивающей тарелки снабжена крыльчаткой подачи воздуха к разбрызгивающей кромке из наружной проточки дисковой шайбы.