НАСОС Российский патент 1996 года по МПК F04B15/00 F04F7/00 

Изобретение относится к насосостроению, в частности к насосам для перекачки вязких и агрессивных жидкостей, а также расплавленных металлов.

Известен насос для перекачивания неоднородных, абразивных и агрессивных жидкостей, содержащий спиралевидный корпус, рабочее колесо с криволинейными лопастями, входной и выходной патрубки (см. Н.А. Баканов. Насосы в химической промышленности. Химия, Ленинградское отд. 1977, с.18-45) и поршневой насос для перекачивания неоднородных абразивных агрессивных жидкостей. Химия, Ленинградское отд. 1977, с. 46-52 и Насосы и компрессоры. М. Недра, 1974, с. 93-98).

Известен также насос для откачки с больших глубин вязких жидкостей при большом выносе песка, содержащий цилиндр, связанный с колонной насосных штанг, полый поршень, снабженный расположенным в его канале нагнетательным клапаном, соединенный с цилиндром посредством эластичного элемента. Канал в поршне перед нагнетательным клапаном выполнен в виде расширяющего в сторону его открытого конца участка воронкообразной формы. Эластичный элемент с установленной снаружи пружиной может быть выполнен в виде сильфона (см. SU авторское свидетельство 1622624, кл. F 04 B 47/02, 1991). Описанный насос принят за ближайший аналог.

Недостатком данного насоса является то, что сложно, а для некоторых сред невозможно подобрать материал, из которого изготовляется эластичный элемент (он должен быть эластичным, в то же время противостоять воздействию перекачиваемой среды), поэтому насосы имеют малую работоспособность, особенно в условиях большой агрессивности перекачиваемой среды.

Технической задачей данного изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения возможности перекачки особых рабочих сред, включая самые агрессивные жидкости и расплавленные металлы, упрощение конструкции и технологии изготовления, а также повышение долговечности.

Указанная задача решается тем, что в насосе для перекачки вязких, неоднородных и агрессивных жидкостей и сред, а также расплавленных металлов, содержащем трубопровод, насадку воронкообразной формы, расширяющуюся в сторону открытого конца, связанную с трубопроводом, и нагнетательный клапан, установленный в насадке, а также привод, часть трубопровода, примыкающая к насосу, закреплена консольно, а привод выполнен взаимодействующим с консольной частью трубопровода, причем детали насоса, соприкасающиеся с агрессивной средой, изготовлены из материалов, стойких к среде, причем консольная часть трубопровода может закрепляться как жестко, так и шарнирно и изготовлена с минимальной жесткостью в направлении основной деформации.

На фиг. 1 схематично представлен насос, на фиг. 2 то же, вариант выполнения.

Насос содержит насадку воронкообразной формы 1, расширяющуюся в сторону открытого конца, с расположенным внутри нее запорным механизмом 2 (нагнетательным клапаном), соединенную с консольно закрепленным трубопроводом 3. Консольная часть трубопровода 3 может закрепляться как жестко, так и шарнирно. Увеличение длины вылета и шарнирное закрепление консоли способствует большей работоспособности насоса. Консольная часть трубопровода 3 соединена с приводом 4, обеспечивающим воздействие знакопеременного усилия на эту часть трубопровода. При воздействии усилия консольная часть имеет возможности деформироваться, что позволяет нижней части трубопровода 3 вместе с насадкой 1 совершать возвратно-поступательное движение. В зависимости от конструктивного исполнения насоса деформации могут быть вызваны изгибом (см. фиг. 1) или, например, сочетанием изгиба и кручения (см. фиг. 2). Если деформации трубопровода находятся в пределах упругих деформаций, то гарантируется надежная работа насоса.

Требуемый ход насадки 1 обеспечивается за счет соответствующей величины хода привода и за счет изменения расстояния l₁, от точки приложения знакопеременного усилия до места закрепления трубопровода. Для исключения возможного разрушения трубопровода его изготавливают с минимальной жесткостью в направлении основной деформации, что достигается подбором материала с наименьшим модулем упругости и формой сечения трубопровода, обеспечивающей минимальный момент инерции. Детали насоса, соприкасающиеся с агрессивной средой, изготовлены из материалов, стойких к среде.

Насос работает следующим образом.

Насадка 1 и часть трубопровода 3 помещается в перекачиваемую среду. При включении приводного устройства 4 создаваемое им значительное усилие Р воздействует на консольную часть трубопровода 3, в результате чего трубопровод деформируется, при этом насадка 1 вместе с частью трубопровода 3 и запорным механизмом 2 совершает возвратно-поступательное движение.

При прямом ходе среда захватывается насадкой 1, а далее происходит продавливание последней. По мере перемещения среды в насадке 1 возрастает давление и скорость перемещения и, когда давление под запорным механизмом превысит давление в нагнетательном трубопроводе, открывается запорный механизм 2 и среда поступает в трубопровод 3. При обратном ходе запорный механизм 2 закрывается и насадка 1 вместе с частью трубопровода возвращается в исходное положение.

Использование: для перекачки вязких, неоднородных и агрессивных жидкостей, а также расплавленных металлов. Сущность изобретения: насадка воронкообразной формы выполнена расширяющейся в сторону открытого конца и связана с трубопроводом. Часть трубопровода закреплена консольно. Привод взаимодействует с консольной частью трубопровода. Детали насоса, соприкасающиеся с агрессивной средой, выполнены из материалов, стойких к ней. 3 з.п.ф., 2 ил.

1. Насос для перекачивания вязких, неоднородных и агрессивных жидкостей и сред, а также расплавленных металлов, содержащий трубопровод, связанную с ним насадку воронкообразной формы, расширяющуюся в сторону открытого конца, нагнетательный клапан, установленный в насадке, а также приводной механизм, отличающийся тем, что часть трубопровода, примыкающая к насосу, закреплена консольно, а привод выполнен взаимодействующим с консольной частью трубопровода, причем детали насоса, соприкасающиеся с агрессивной средой, изготовлены из материалов, стойких к среде. 2. Насос по п. 1, отличающийся тем, что консольная часть трубопровода закреплена шарнирно. 3. Насос по п. 1, отличающийся тем, что консольная часть трубопровода закреплена жестко. 4. Насос по п. 1, отличающийся тем, что консольная часть трубопровода изготовлена с минимальной жесткостью в направлении основной деформации.