НАСОСНАЯ УСТАНОВКА Российский патент 1996 года по МПК F04F11/00 

Изобретение относится к насосостроению и может найти применение в разных отраслях народного хозяйства.

Известен насос, содержащий рабочий орган в виде спирального канала [1]
Недостаток известного насоса ограниченная производительность и напор.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является насосная установка, содержащая приводное устройство, рабочий орган в виде спирального канала с входом и выходом, герметично соединенным с напорным патрубком, сообщенным со сборником среды, имеющим патрубки для подсоединения трубопроводов жидкости и газа, при этом спиральный канал установлен с возможностью вращения его вокруг продольной оси [2]
Недостаток известной установки сложная конструкция и невысокие технико-экономические показатели.

Техническая задача, решаемая изобретением повышение технико-экономических показателей.

Технический результат достигается тем, что известное устройство, содержащее приводной устройство, рабочий орган в виде спирального канала с входом и выходом, герметично соединенным с напорным патрубком, сообщенным со сборником среды, имеющим патрубки для подсоединения трубопроводов жидкости и газа, при этом спиральный конец установлен с возможностью вращения вокруг продольной оси, снабжено двумя герметичными емкостями, установленными выше продольной оси спирального канала, имеющими общий подающий трубопровод и трубопроводы, соединяющие общую емкость с патрубками жидкости и газа сборника среды, причем общий подающий трубопровод соединен с емкостями посредством клапана ИЛИ, в трубопроводах жидкости установлены обратные клапаны, а в трубопроводах газа установлен по крайней мере один клапан-переключатель, периодически сообщающий емкости со сборником среды и атмосферой, при этом напорный патрубок выполнен осевым и установлен с возможностью вращения совместно со спиральным каналом вокруг продольной оси последнего, а вход спирального канала расположен по периферии рабочего органа.

Кроме того, насосная установка может быть снабжена аэратором, соединенным с емкостями посредством клапана-переключателя.

На фиг.1 схематичеcки изображена насосная установка, продольный разрез; на фиг.2 рабочий орган со спиральным каналом в виде спирали Архимеда, поперечный разрез; на фиг.3 приводное устройство рабочего органа в виде лопастей; на фиг. 4 приводное устройство в виде ветрового колеса; на фиг.5 приводное устройство в виде механической передачи с педалями; на фиг.6 привод рабочего органа ногами человека; на фиг.7 размещение емкостей на склоне; на фиг.8 насосная установка с аэратором; на фиг.9 схема автоматической работы насосной установки; на фиг.10 установка напорного патрубка на днище емкости.

Устройство содержит рабочий орган в виде спирального канала 1 на роторе 2, сборник среды 3, две герметичные емкости 4, переключатель 5 сжатого газа, обратные клапаны 6, клапан ИЛИ 7.

Канал 1 выполнен винтовым с входом 8 и выходом 9, соединенным с осевым каналом 10 в валу 11 ротора 2. Вал 11 установлен посредством подшипниковых узлов 12 и уплотнений 13. Канал 10 напорного патрубка рабочего органа сообщен с емкостью 14 сборника среды, имеющей патрубок 15 для подсоединения трубопровода жидкости и патрубок 16 для подсоединения трубопровода газа. Емкости 4 установлены выше оси рабочего органа, например, на опоре 12 и трубопроводами 18 с обратным клапаном 6 соединены с патрубками 15 сборника среды 3, а трубопроводами 19 с переключателем 5 соединены с патрубками 16. Емкости 4 имеют патрубок 20, частично расположенный в емкости 4 и соединенный посредством клапана ИЛИ 7 с общим трубопроводом 21. Переключатель 5 срабатывает по сигналу датчика уровня жидкости в емкости 4 (на чертеже датчик не показан). Ротор 2 вращают приводным устройством.

Устройство работает следующим образом.

При вращении рабочего органа вход 8 канала 1 зачерпывает порции воды и сообщается с атмосферой, формируя в нижней части витков канала 1 порции воды, разделенные друг от друга промежутками воздуха. Порции воды и воздуха нагнетаются через канал 10 в емкости 14 сборника среды 3, создавая в них давление среды. Вода из сборника среды 3 до патрубка 15, обратный клапан 6 и трубопровод 18 поступает в одну из емкостей 4, которая сообщена переключателем 5 с атмосферой, и заполняет ее полностью. По сигналу датчика уровня воды в емкости 4 переключатель 5 соединяет эту емкость 4 с патрубком 14 сборника среды 3. Обратный клапан 6 отсекает полость 4 от сборника среды 3, а клапан ИЛИ 7 отсекает ее от другой емкости 4. Сжатый воздух вытесняет воду из емкости 4 в трубопровод 21. Одновременно другой переключатель 5 сообщает другую емкость 4 с атмосферой, обеспечивая заполнение ее водой. Далее цикл работы повторяется.

Возможно выполнение канала 1 в виде спирали Архимеда. Возможно, когда приводное устройство рабочего органа выполнено в виде лопастей 22, взаимодействующих с потоком воды, а также когда оно выполнено в виде ветрового колеса 23, соединенного посредством механической передачи 24 и углового редуктора 25 с валом 11, и когда приводное устройство выполнено в виде механической передачи 26 с педалями 27 и звездочками 28. Возможно, когда привод рабочего органа осуществляется ногами человека, стоящего на поверхности 29 и держащегося за поручни 30. Возможно размещение емкостей на склоне 31. И возможно также соединение емкостей 4 с атмосферой посредством аэратора 32, соединенного трубопроводом 33 с обоими переключателями 5.

Работа происходит аналогично описанному за исключением того, что сжатый воздух из емкости 4 не стравливается в атмосферу, а поступает в аэратор 32, насыщая ее кислородом и активизируя жизнедеятельность микроорганизмов, очищающих воду от органических и иных загрязнений.

Возможно, когда переключатель сжатого воздуха выполнен в виде двухпозиционного золотника 34 с пневматическим управлением и двух клапанов 35 с гидравлическим управлением и пружинным возвратом в исходное положение. Золотник 34 соединен трубопроводом 36 с патрубками 16 сборника среды 3, а трубопроводами 37 соединен с емкостями 4. Клапаны 35 соединены с патрубками 16 трубопроводом 36, а трубопроводами 38 соединены с камерами управления 39 и 40 золотника 34. Камера управления 41 клапана 35 трубопроводом 42 соединена с соответствующими емкостями 4. Золотник 34 трубопроводом 43 соединен с аэратором 32, а в трубопровод 33 врезаны клапаны 44 с камерой управления 45 и пружиной возврата в исходное положение, камеры 45 посредством регулируемых дросселей 46 соединены с соответствующим трубопроводом 38.

Устройство в таком исполнении работает аналогично описанному за исключением того, что уровень воды в емкости 4 создает в камере управления 41 такое давление, которое превышает усилие пружины клапана 35. После срабатывания клапана 35 сжатый воздух поступает в камеры 45, 39 или 40. При этом золотник 34 срабатывает мгновенно, а клапаны 44 с выдержкой, соединяя камеру 39 или 40 с атмосферой и подготавливая возможность последующего переключения золотника 34. Золотник 34 подает сжатый воздух из сборника среды 3 в ту или иную емкость 4 для вытеснения воды в общий трубопровод 21.

При выполнении напорного патрубка 20 в днище емкости 4 устройство работает аналогично описанному.

Возможно, когда насосная установка имеет две и более пары емкостей 4, одна из которых установлена выше другой пары емкостей 4. Каждая пара емкостей 4 оснащена аналогично описанному. Это позволяет повысить напор насосной установки пропорционально числу пар емкостей 4. Работа происходит аналогично описанному.

Сущность изобретения: рабочий орган в виде спирального канала с входом выходом герметично соединен с напорным патрубком, сообщенным с сборником среды, имеющим патрубки для подсоединения трубопроводов (ТП) жидкости и газа. Спиральный канал установлен с возможностью вращения его вокруг продольной оси. Две герметичные емкости установлены выше продольной оси канала, имеют общий подающий ТП, соединяющий каждую емкость с патрубками жидкости и газа. Подающий ТП соединен с емкостями клапаном ИЛИ. В ТП жидкости установлены обратные клапаны. В ТП газа установлен по крайней мере один клапан-переключатель, периодически сообщающий емкости со сборником среды и атмосферой. Напорный патрубок выполнен осевым и установлен с возможностью вращения совместно со спиральным каналом вокруг его продольной оси. Вход канала расположен по периферии рабочего органа. Аэратор соединен с емкостями клапаном-переключателем. 1 з. п. ф-лы, 10 ил.

1. НАСОСНАЯ УСТАНОВКА, содержащая приводное устройство, рабочий орган в виде спирального канала с входом и выходом, герметично соединенным с напорным патрубком, сообщенным со сборником среды, имеющим патрубки для подсоединения трубопроводов жидкости и газа, при этом спиральный канал установлен с возможностью вращения его вокруг продольной оси, отличающаяся тем, что насосная установка снабжена двумя герметичными емкостями, установленными выше продольной оси спирального канала, имеющими общий подающий трубопровод и трубопроводы, соединяющие каждую емкость с патрубками жидкости и газа сборника среды, причем общий подающий трубопровод соединен с емкостями посредством клапана ИЛИ, в трубопроводах жидкости установлены обратные клапаны, а в трубопроводах газа - по крайней мере один клапан-переключатель, периодически сообщающий емкости со сборником среды и атмосферой, при этом напорный патрубок выполнен осевым и установлен с возможностью вращения совместно со спиральным каналом вокруг продольной оси последнего, а вход спирального канала расположен по периферии рабочего органа. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена аэратором, соединенным с емкостями посредством клапана-переключателя.