RU2785617C2

RU2785617C2 - Pump

Info

Publication number: RU2785617C2
Application number: RU2019104420A
Authority: RU
Inventors: Николя ПЕТИ; Стефани ГОНСАЛЕС; Матеуш КАМИНСКИ; Кристоф ЯГЕР
Original assignee: Ксб Сас
Priority date: 2018-02-22
Filing date: 2019-02-18
Publication date: 2022-12-09

Abstract

FIELD: pumping equipment.

SUBSTANCE: pump contains: a working wheel rotated around a vertical axis and having at least one blade; a stationary helix having an inner edge of a flipping pipe and surrounding the working wheel; a deflector attached to the helix directly further along a flow from an input of a transverse groove made in an inner wall of the helix, protruding under the blade in the direction of the axis and having an upper surface, at least part of which is at a distance from 0.05 to 0.5 mm from the blade, and a side loaded surface. An angle between an imaginary plane tangential to the inner edge of the flipping pipe and passing through the axis and an imaginary straight line perpendicular to the axis and passing through a point the most remote from the axis, obtained as a result of intersection between the upper surface of the deflector and the side loaded surface, is between 110° and 140°.

EFFECT: invention is aimed at an increase in a service life of a pump.

20 cl, 7 dwg

Description

Во французском патенте № 1511657 описан насос, содержащий рабочее колесо, по меньшей мере, с одной лопаткой. Рабочее колесо окружено улиткой. К улитке крепится дефлектор, выступающий вовнутрь насоса в направлении вращения рабочего колеса вверх по потоку от канавки, выполненной в улитке. Дефлектор имеет одну поверхность напротив лопатки, находящуюся на расстоянии мацерации от нее.French patent No. 1511657 describes a pump containing an impeller with at least one blade. The impeller is surrounded by a volute. A deflector is attached to the volute, protruding into the pump in the direction of rotation of the impeller upstream from the groove made in the volute. The deflector has one surface opposite the blade, located at a distance of maceration from it.

Из документов US 2003/215,331 и US 2010/119,365 и из WO 2017/198 509 известны дефлекторные насосы.Baffle pumps are known from US 2003/215,331 and US 2010/119,365 and from WO 2017/198 509.

Этот мацераторный насос имеет недостаток, заключающийся в том, что, в частности, дефлектор и лопатки изнашиваются быстро, поскольку они вместе должны обладать режущим эффектом.This macerator pump has the disadvantage that, in particular, the baffle and the vanes wear quickly, since together they must have a cutting effect.

Изобретение преодолевает эту проблему за счет использования насоса, который является мацераторным лишь время от времени, и поэтому нет необходимости заблаговременно резать такой материал, как куски влажной туалетной бумаги снаружи насоса.The invention overcomes this problem by using a pump that is only occasionally macerated, and therefore there is no need to pre-cut material such as pieces of wet toilet paper on the outside of the pump.

Насос, соответствующий изобретению, содержит:The pump according to the invention contains:

- рабочее колесо, вращающееся вокруг вертикальной оси и имеющее, по меньшей мере, одну лопатку;- an impeller rotating around a vertical axis and having at least one blade;

- неподвижную улитку, имеющую внутренний край выкидной трубы, который далее называется как «губа», и окружающую рабочее колесо;- a fixed volute having an inner edge of the discharge pipe, hereinafter referred to as a "lip", and surrounding the impeller;

- дефлектор (также называется как палец), крепящийся к улитке непосредственно далее по потоку от входа поперечной канавки, проделанной во внутренней стенке улитки, выступающий под лопатку в направлении оси и имеющий верхнюю поверхность, по меньшей мере, часть которой, в частности, по меньшей мере, 50 %, находится на расстоянии от 0,05 до 0,5 мм от лопатки, и боковую нагружаемую поверхность.- a deflector (also referred to as a pin) attached to the volute immediately downstream of the inlet of a transverse groove made in the inner wall of the volute, protruding under the vane in the axial direction and having an upper surface at least part of which, in particular at least at least 50%, is located at a distance of 0.05 to 0.5 mm from the blade, and the lateral loading surface.

Насос отличается тем, что угол между воображаемой плоскостью, касательной к губе и проходящей через ось, и воображаемой прямой линией, перпендикулярной оси и проходящей через точку, наиболее удаленную от оси, от пересечения между верхней поверхностью и боковой нагружаемой поверхностью, находится между 110° и 140°.The pump is characterized in that the angle between an imaginary plane tangent to the lip and passing through the axis and an imaginary straight line perpendicular to the axis and passing through the point farthest from the axis from the intersection between the upper surface and the side loading surface is between 110° and 140°.

Чтобы упростить описание изобретения, будем считать, что ось насоса является вертикальной, но насос можно расположить и так, что его ось кажется наклонной или горизонтальной.To simplify the description of the invention, we will assume that the axis of the pump is vertical, but the pump can also be positioned so that its axis appears to be inclined or horizontal.

В данной заявке формулировки «далее по потоку» и «выше по потоку» имеют смысл лишь относительно некоторого участка пути по улитке, который имеет кратчайшее расстояние между канавкой и губой при повороте в направлении вращения рабочего колеса и не далее при рассмотрении наиболее широкой дуги между губой и канавкой. Выражение «дефлектор непосредственно далее по потоку от входа канавки» также означает, что прежде, чем попасть, в конце концов, на кратчайший участок пути, сначала определяют канавку, а уже потом дефлектор, при этом последний оказывается, в частности, непосредственно у находящегося далее по потоку края входа канавки.In this application, the words "downstream" and "upstream" only make sense in relation to some section of the volute path that has the shortest distance between the groove and the lip when turning in the direction of rotation of the impeller and no further when considering the widest arc between the lip and groove. The expression "deflector immediately downstream of the entrance of the groove" also means that, before finally reaching the shortest section of the path, the groove is first determined, and only then the deflector, while the latter is, in particular, directly at the further downstream of the groove entry edge.

Губа улитки – как указано выше – представляет собой внутренний край выкидной трубы, который является наиболее удаленным далее по потоку в направлении, в котором транспортируется жидкость. Если оно есть, то дно, где происходит всасывание, считается образующим часть улитки. В нем можно крепить дефлектор (палец). Улитка предпочтительно представляет собой спираль. Радиальное расстояние между ее наружной стенкой и ее внутренней стенкой увеличивается от находящейся выше по потоку стороны к находящейся далее по потоку стороне дефлектора губы. Канавка искривляется от находящейся выше по потоку стороны к находящейся далее по потоку стороне от входа к выходу канавки по внутренней стенке улитки. Она простирается на угол примерно от 80° до 100° и поднимается на угол от 15° до 30° от входа к выходу.The lip of the snail - as stated above - is the inner edge of the flow pipe that is furthest downstream in the direction in which the liquid is transported. If it is, then the bottom, where suction occurs, is considered to form part of the cochlea. A deflector (finger) can be mounted in it. The snail is preferably a spiral. The radial distance between its outer wall and its inner wall increases from the upstream side to the downstream side of the lip deflector. The groove curves from the upstream side to the downstream side from the inlet to the outlet of the groove along the inner wall of the volute. It extends at an angle of approximately 80° to 100° and rises at an angle of 15° to 30° from the entrance to the exit.

Благодаря изобретению, туалетная бумага поэтому покидает пространство между рабочим колесом и улиткой в некоторой точке, как можно более близкой к напорной трубе, и поэтому транспортируется из нее как можно скорее в пространство снаружи насоса, и даже лучше, когда улитка является спиральной, а это значит, что расстояние между рабочим колесом и улиткой увеличивается в направлении вращения рабочего колеса от губы улитки к напорной трубе. Тогда туалетная бумага следует по кратчайшей возможной траектории между входом и канавкой и поэтому имеет меньше шансов свернуться и вызвать закупоривание посредством комкования с другой туалетной бумагой.Thanks to the invention, the toilet paper therefore leaves the space between the impeller and the volute at some point as close as possible to the pressure pipe and is therefore transported from it as soon as possible to the space outside the pump, and even better when the volute is helical, which means that the distance between the impeller and the volute increases in the direction of rotation of the impeller from the lip of the volute to the discharge pipe. The toilet paper then follows the shortest possible path between the inlet and the groove and is therefore less likely to curl up and cause clogging by clumping with other toilet paper.

Изобретение также относится к насосу с отличительными признаками, которые объединены с вышеописанными, но могут быть и независимыми. Этот насос содержит:The invention also relates to a pump with features that are combined with those described above, but may also be independent. This pump contains:

- неподвижную улитку, окружающую рабочее колесо;- a fixed volute surrounding the impeller;

- дефлектор, крепящийся к улитке и выступающий под лопатку в направлении оси и имеющий верхнюю поверхность, по меньшей мере, часть которой находится на расстоянии от 0,1 до 1 мм от лопатки, и боковую нагружаемую поверхность далее по потоку от боковой ненагружаемой поверхности, при этом насос отличается тем, что угол между касательной к находящемуся далее по потоку краю входа канавки и краем между верхней поверхностью и боковой нагружаемой поверхностью находится между 180° и 150°. Поэтому продольное направление канавки проходит, насколько это возможно, в пределах протяженности верхней поверхности, что предотвращает образование «пробки» туалетной бумаги до попадания в канавку.- a deflector attached to the scroll and protruding under the blade in the direction of the axis and having an upper surface, at least part of which is at a distance of 0.1 to 1 mm from the blade, and a side loadable surface downstream from the side unloaded surface, with In this, the pump is characterized in that the angle between the tangent to the downstream edge of the groove inlet and the edge between the top surface and the side loading surface is between 180° and 150°. Therefore, the longitudinal direction of the groove extends as far as possible within the extent of the top surface, which prevents the toilet paper from "plugging" before entering the groove.

Когда имеется наклон лопатки или лопаток относительно оси, верхняя поверхность имеет свою выпуклую сторону обращенной к лопатке. Когда лопатка оказывается в плоскости перпендикулярной оси, верхняя поверхность оказывается плоской.When there is an inclination of the blade or blades relative to the axis, the upper surface has its convex side facing the blade. When the blade is in a plane perpendicular to the axis, the top surface is flat.

Изобретение также касается насоса, отличительные признаки которого можно объединить с отличительными признаками, описанными выше, но могут быть и независимыми от них. В этом насосе верхняя поверхность дефлектора является выпуклой, а ее выпуклая сторона обращена к лопатке, и касательная к верхней поверхности в ее точке, наиболее удаленной далее по потоку, образует, в зависимости от положения при вращении лопатки, угол от 50° до 140° с касательной к лопатке в точке, выровненной вертикально с упомянутой точкой, наиболее удаленной далее по потоку. Кроме того, этот угол увеличивается с вращением рабочего колеса, показанным стрелкой F, если смотреть на рабочее колесо со стороны всасывания.The invention also relates to a pump, the features of which can be combined with the features described above, but can also be independent of them. In this pump, the upper surface of the deflector is convex, and its convex side faces the blade, and the tangent to the upper surface at its point furthest downstream forms, depending on the rotational position of the blade, an angle from 50° to 140° with tangent to the blade at a point vertically aligned with said point furthest downstream. In addition, this angle increases with the rotation of the impeller, indicated by arrow F when viewed from the suction side of the impeller.

Благодаря этому, туалетная бумага лучше отклоняется дефлектором в канавке и выходит из насоса, не будучи разрезаемой насосом. Вместе с тем, если происходит закупоривание, особая форма дефлектора (подобная ножницам) позволяет резать ткань чисто, тем самым - настолько, насколько это возможно, - избегая образования волокнистой пыли (так называемого линта).Because of this, the toilet paper is better deflected by the deflector in the groove and exits the pump without being cut by the pump. However, if clogging occurs, the special shape of the deflector (similar to scissors) allows the fabric to be cut cleanly, thereby avoiding the formation of fibrous dust (so-called lint) as much as possible.

Для улучшенного резания туалетной бумаги в случае закупоривания, будет лучше, если угол между воображаемой плоскостью, касательной к нагружаемой грани, проходящей через линию пересечения нагружаемой грани и верхней грани, и воображаемой плоскостью, касательной к верхней грани, проходящей через линию пересечения нагружаемой грани и верхней грани, находится между 60° и 90°.For improved cutting of toilet paper in the event of clogging, it would be better if the angle between an imaginary plane tangent to the loading edge passing through the intersection line of the loading edge and the top edge, and an imaginary plane tangent to the top edge passing through the intersection line of the loading edge and the top edge is between 60° and 90°.

Насос, соответствующий изобретению, настолько эффективен, что ему достаточно иметь лишь одну-единственную канавку и один-единственный дефлектор. Поэтому происходит меньшее ухудшение гидравлических характеристик насоса.The pump according to the invention is so efficient that it only needs a single groove and a single baffle. Therefore, there is less deterioration in the hydraulic characteristics of the pump.

В частности, дефлектор выполнен в форме пирамиды с тремя искривленными боковыми гранями.In particular, the deflector is made in the form of a pyramid with three curved side faces.

На прилагаемых чертежах, приводимых лишь в качестве примеров:In the accompanying drawings, given by way of example only:

фиг.1 - частичное перспективное изображение в разобранном виде насоса, соответствующего изобретению, показанного извлеченным;1 is a partial exploded perspective view of a pump according to the invention, shown removed;

фиг.2 - вид со стороны всасывания насоса снизу вверх по отношению к фиг.1;figure 2 is a view from the suction side of the pump from bottom to top with respect to figure 1;

фиг.3 - поперечное сечение насоса, рассматриваемого сверху;figure 3 is a cross section of the pump, viewed from above;

фиг.4 - перспективное изображение дефлектора снизу;figure 4 is a perspective view of the baffle from below;

фиг.5 - перспективное изображение дефлектора сверху;figure 5 is a perspective view of the baffle from above;

фиг.6 - вид дефлектора сверху; иFig.6 - top view of the deflector; and

фиг.7 - поперечное сечение по линии A-A, показанной на фиг.6.Fig. 7 is a cross-section along the line A-A shown in Fig. 6.

Насос, показанный на фиг.1, содержит рабочее колесо 1 на вертикальной оси X, X', имеющее две лопатки 2. Рабочее колесо вращается в направлении стрелки F, приводимое в движение выходной осью электродвигателя (не показан). Лопатки 2 наклонены к оси X, X'. Рабочее колесо 1 окружено улиткой 3. Жидкость, подлежащая транспортировке, попадает в улитку 3 через отверстие для всасывания в дне насоса. К улитке 3 крепится дефлектор (палец) 4. В улитке 3 посредством механической обработки проделана канавка 5, которая проходит из пространства между рабочим колесом 1 и улиткой 3 вовнутрь улитки 3. Выпускная труба покидает улитку 3, отходя от губы 10.The pump shown in figure 1, contains the impeller 1 on the vertical axis X, X', having two blades 2. The impeller rotates in the direction of the arrow F, driven by the output axis of the motor (not shown). The blades 2 are inclined to the axis X, X'. The impeller 1 is surrounded by a volute 3. The liquid to be transported enters the volute 3 through a suction hole in the bottom of the pump. A deflector (finger) 4 is attached to the volute 3. A groove 5 is machined in the volute 3 by machining, which passes from the space between the impeller 1 and the volute 3 into the volute 3. The exhaust pipe leaves the volute 3, moving away from the lip 10.

Дефлектор 4 имеет выпуклую верхнюю поверхность 8, основная часть которой отстоит на 0,3 мм от лопаток 2, когда последние проходят перед дефлектором 4. Касательная 11 к верхней поверхности 8 в ее точке, наиболее удаленной далее по потоку, образует с ней - в зависимости от положения при вращении лопаток 2, угол β, составляющий 90°, с касательной 12 к лопатке 2 в точке, вертикально выровненной с упомянутой точкой 7.The deflector 4 has a convex upper surface 8, the main part of which is spaced 0.3 mm from the blades 2 when the latter pass in front of the deflector 4. The tangent 11 to the upper surface 8 at its point, the furthest downstream, forms with it - depending on from the rotational position of the blades 2, an angle β of 90° with the tangent 12 to the blade 2 at a point vertically aligned with said point 7.

Как показано на фиг.3, угол Y между воображаемой плоскостью P, касательной к губе 10 и проходящей через ось X, X', и воображаемой прямой линией D, проходящей через пересечение верхней поверхности 8 с боковой нагружаемой поверхностью 6 дефлектора 4 перпендикулярно оси X, X' и в точке (точке 13), наиболее удаленной от оси X, X', составляет 130°. Следовательно, дефлектор 4 находится «на 8-ми часах», если губу 10 считать соответствующей «полудню».As shown in figure 3, the angle Y between an imaginary plane P, tangent to the lip 10 and passing through the axis X, X', and an imaginary straight line D, passing through the intersection of the upper surface 8 with the side loading surface 6 of the deflector 4 perpendicular to the axis X, X' and at the point (point 13) furthest from the X-axis, X' is 130°. Consequently, the deflector 4 is "at 8 o'clock", if the lip 10 is considered corresponding to "noon".

Угол δ между касательной к находящемуся далее по потоку краю входа канавки 5 и краем между верхней поверхностью 8 и боковой нагружаемой поверхностью 6 составляет 170°.The angle δ between the tangent to the downstream edge of the inlet of the groove 5 and the edge between the top surface 8 and the side loading surface 6 is 170°.

Дефлектор 4, показанный на фиг.4, выполнен в форме пирамиды, в которой ее верхняя поверхность 8, ее боковая нагружаемая поверхность 6 и боковая ненагружаемая поверхность 14 все являются искривленными.The deflector 4 shown in FIG. 4 is in the form of a pyramid, in which its top surface 8, its lateral loading surface 6 and its lateral unloaded surface 14 are all curved.

На фиг.7 показано, что угол ξ1 между боковой ненагружаемой гранью 6 дефлектора 4 и вертикальной осью Y-Y находится между 0 и 15°. Также показано, что угол ξ2 между верхней гранью 8 дефлектора и горизонтальной осью Z-Z находится между 0 и 15°. Суммирование этих двух углов и вычитание из 90° дает угол ξ3, который представляет собой острый угол между 90° и 60°.Figure 7 shows that the angle ξ1 between the side unloaded face 6 of the deflector 4 and the vertical axis Y-Y is between 0 and 15°. It is also shown that the angle ξ2 between the upper face 8 of the deflector and the horizontal axis Z-Z is between 0 and 15°. Adding these two angles and subtracting from 90° gives the angle ξ3, which is an acute angle between 90° and 60°.

Claims

1. A pump containing:

- an impeller rotating around a vertical axis and having at least one blade;

- a fixed volute having an inner edge of the discharge pipe and surrounding the impeller;

- a deflector attached to the volute immediately downstream of the inlet of a transverse groove made in the inner wall of the volute, protruding under the vane in the direction of the axis and having an upper surface, at least part of which is at a distance of 0.05 to 0.5 mm from the blade, and the side loading surface;

the angle between an imaginary plane tangent to the inner edge of the flow pipe and passing through the axis, and an imaginary straight line perpendicular to the axis and passing through the point furthest from the axis from the intersection between the top surface of the deflector and the side loading surface, is between 110° and 140°.

2. The pump according to claim 1, characterized in that the snail is a spiral.

3. The pump according to claim 1, characterized in that the angle between the tangent to the downstream edge of the groove inlet and the edge between the upper surface and the side loading surface is between 180° and 150°.

4. The pump according to claim 1, characterized in that:

- the upper surface of the deflector is convex, and its convex side faces the blade;

- the tangent to the upper surface at its point furthest downstream forms, depending on the rotational position of the blade, an angle of 50° to 140° with the tangent to the blade at a point vertically aligned with said point furthest downstream .

5. The pump according to claim 1, characterized in that it contains a single groove and a single deflector.

6. The pump according to claim 1, characterized in that the part of the deflector, which is at a distance of 0.05 to 0.5 mm from the blade, represents at least 50% of the upper surface.

7. The pump according to claim 1, characterized in that the deflector has the shape of a pyramid with three curved side faces.

8. The pump according to claim 1, characterized in that the angle between the imaginary plane, tangent to the loaded face, passing through the line of intersection of the loaded face and the top face, and the imaginary plane, tangent to the top face, passing through the line of intersection of the load face and the top face , lies between 60° and 90°.

9. Pump, containing:

- an impeller rotating around a vertical axis and having at least one blade;

- a deflector attached to the volute immediately downstream of the inlet of a transverse groove made in the inner wall of the volute, protruding under the blade in the direction of the axis and having an upper surface, at least part of which is at a distance of 0.1 to 1 mm from the blade , and the lateral loading surface,

characterized in that the angle between the tangent to the downstream edge of the groove inlet and the edge between the top surface and the side loading surface is between 180° and 150°.

10. The pump according to claim 9, characterized in that the snail is a spiral.

11. The pump according to claim 9, characterized in that:

12. The pump according to claim 9, characterized in that there is only one single groove and one single deflector.

13. The pump according to claim 9, characterized in that the part of the deflector, which is at a distance of 0.1 to 1 mm from the blade, represents at least 50% of the upper surface.

14. The pump according to claim 9, characterized in that the angle between the imaginary plane, tangent to the loaded face, passing through the line of intersection of the loaded face and the top face, and the imaginary plane, tangent to the top face, passing through the line of intersection of the load face and the top face , lies between 60° and 90°.

15. A pump containing:

- an impeller rotating around a vertical axis and having at least one blade;

characterized in that the upper surface of the deflector is convex, and its convex side faces the blade, and the tangent to the upper surface at its point, the furthest downstream, forms, depending on the position during rotation of the blade, an angle from 50° to 140° with a tangent to the blade at a point aligned vertically with said point furthest downstream.

16. The pump according to claim 15, characterized in that the snail is a spiral.

17. The pump according to claim 15, characterized in that the angle between the tangent to the downstream edge of the groove inlet and the edge between the upper surface and the side loading surface is between 180° and 150°.

18. The pump according to claim 15, characterized in that there is only one single groove and one single deflector.

19. The pump according to claim 15, characterized in that the part of the deflector, which is at a distance of 0.1 to 1 mm from the blade, represents at least 50% of the upper surface.

20. A pump containing:

- an impeller rotating around a vertical axis and having at least one blade;

- a deflector attached to the volute immediately downstream of the inlet of a transverse groove made in the inner wall of the volute, protruding under the blade in the direction of the axis and having an upper surface, at least part of which is at a distance of 0.05 mm to 1 mm from blades, and side loading surface,

moreover, the angle between the imaginary plane tangent to the loaded face, passing through the line of intersection of the loaded face and the top face, and the imaginary plane, tangent to the top face, passing through the line of intersection of the load face and the top face, is between 60° and 90°.