ПУЛЬСАЦИОННЫЙ КЛАПАННЫЙ ПОГРУЖНОЙ НАСОС Российский патент 1999 года по МПК F04F1/02 G21F9/24 

Изобретение относится к области химического машиностроения, в частности к погружным насосным установкам, и может найти применение в химической, нефтехимической, а также в других отраслях промышленности.

Преимущественно изобретение может быть использовано в атомной промышленности для перекачки радиоактивных пульп и растворов из емкостей.

Известен пневматический погружной насос замещения, наиболее близкий к изобретению по технической сущности и достигаемому техническому результату, который содержит корпус, пульсопровод, впускной шаровой клапан с ограничителем подъема шара, а также нагнетательный трубопровод с выпускным шаровым клапаном, размещенным в верхней части нагнетательного трубопровода в зоне обслуживания (авт. св. СССР N 620679 /кл. F 04 F 1/02, опубл. 1978).

Недостатком известного устройства, принятого за прототип, является то, что перед удалением донных осадков потребуется дополнительным устройством провести их размыв до образования пульпы. Кроме того, пульпа неоднородна и содержит твердые частицы величиной до 6 мм, а попадание этих частиц между сферическим седлом и шаром могут вывести из строя впускной шаровой клапан, что снижает надежность работы известного насоса. Указанные недостатки обусловлены тем, что в уже существующих емкостях-хранилищах радиохимических заводов атомной промышленности жидкие радиоактивные отходы находятся в виде маточного раствора, пульпы и осадка, причем наибольшая активность сконцентрирована в пульпе и осадке. Вследствие радиолиза температура пульпы достигает 120^oC, поэтому чтобы избежать вскипания пульпы, а также радиоактивного загрязнения систем сдувки и газоочистки, необходимо сначала удалить пульпу, причем обязательно из-под слоя маточного раствора.

Задачей настоящего изобретения является расширение функциональных возможностей насоса данного типа, а также повышение надежности его эксплуатации в условиях недоступности для обслуживания и ремонта, сокращение времени монтажа, а значит радиоактивного облучения рабочего персонала благодаря более рациональной схеме подключения.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что пульсационный клапанный погружной насос, содержащий корпус, пульсопровод, впускной шаровой клапан с ограничителем подъема шара, а также нагнетательный трубопровод с выпускным шаровым клапаном, размещенным в зоне обслуживания, согласно изобретению, дополнительно снабжен гибким трубопроводом, подключенным к впускному шаровому клапану, шар которого выполнен плавающим в жидкости, а нагнетательный трубопровод установлен в пульсопроводе, последний снабжен днищем, а также имеет отверстия и размещен в корпусе. В предпочтительном варианте выполнения пульсационного клапанного погружного насоса дополнительно предусмотрено, что ограничитель подъема шара впускного клапана снабжен обтекателем.

Гибкий трубопровод на впускном клапане не только обеспечивает удаление пульпы с различных участков дна и всей площади емкости без перестановки насоса, но и способствует размыву донных осадков, хаотично перемещаясь под действием реактивной силы вытекающей из него струи жидкости при ее подаче через пульсопровод с достаточным расходом и давлением.

Установка пульсопровода в корпус, наличие отверстий в верхней части находящегося внутри корпуса участка пульсопровода и днища на его нижнем торце, а также размещение нагнетательного трубопровода в пульсопроводе позволили создать две разделительных полости, то есть внутреннюю полость пульсопровода и полость между пульсопроводом и корпусом, причем из первой жидкость вытесняется в нагнетательный трубопровод, а из второй - обратно в емкость, что способствует размыву находящегося вблизи гибкого трубопровода осадка и препятствует отстаиванию получившейся пульпы в корпусе, а также во впускном шаровом клапане на период остановки насоса. Кроме того, по пульсопроводу производится подача в емкость реагентов, промывочных растворов и воды, а также осуществляется дезактивация насоса и его впускного клапана.

Выполнение шара впускного клапана плавающим в перекачиваемой и промывочной жидкостях, наличие обтекателя на ограничителе подъема позволяют во время работы насоса вытеснять часть жидкости из корпуса обратно в емкость, но препятствует прорыву в нее воздуха, так как шар при установке уровня жидкости ниже клапана опускается в седло и перекрывает входное отверстие.

Сущность изобретения поясняется чертежами:
на фиг. 1 изображен общий вид насоса в разрезе,
на фиг. 2 представлена схема его подключения.

Пульсационный клапанный погружной насос содержит (фиг. 1) корпус 1, в нижней части которого установлен впускной шаровой клапан 2 с плавающим в жидкости шаром 3, выполненным, например, пустотелым, причем подъем шара 3 регулируется ограничителем 4 и обтекателем 5, кроме этого к клапану 2 подключен гибкий трубопровод 6. Пульсопровод 7 с входным патрубком 8 и герметично установленным донышком 9 смонтирован с корпусом 1 так, чтобы отверстия 10, выполненные в 4 пульсопроводе 7, находились внутри корпуса 1. Нагнетательный трубопровод 11 с входным патрубком 12 установлен в пульсопроводе 7, а выпускной шаровой клапан 13 с выходным патрубком 14 размещен в зоне обслуживания насоса.

Согласно изобретению (фиг. 2) насос устанавливается в емкость 16 через проходку 17 в бетонном перекрытии. Пульсопровод 7 через входной патрубок 8 и выпускной клапан 18 соединен с распределительным устройством 19, которое подключено к источникам давления и разряжения. Через входной патрубок 14 нагнетательный трубопровод 11 сообщается с запорным клапаном 20, а промывочный раствор и вода подаются по трубопроводу через входной патрубок 8 при помощи запорного клапана 21.

Предлагаемый пульсационный клапанный погружной насос работает следующим образом.

В емкости 16 под воздействием столба жидкости и (или) вакуума в пульсопроводе 7 происходит заполнение корпуса 1 жидкостью, поступающей из емкости 16 по гибкому трубопроводу 6 через впускной шаровой клапан 2, шар 3, которого всплывает в перекачиваемой жидкости. Через отверстия 10 пульсопровода 7 жидкость заполняет внутреннюю полость пульсопровода 7 выше уровня отверстий 10.

При переключении распределительного устройства 19 на подачу сжатого воздуха, последний вытесняет жидкость из пульсопровода 7, причем одна часть жидкости, находящаяся в пульсопроводе 7 ниже отверстий 10, вытесняется через патрубок 12 в нагнетательный трубопровод 11 и далее передается в магистраль, присоединенную к входному патрубку 14 через выпускной шаровой клапан 13, а другая часть жидкости, находящаяся в пульсопроводе 7 выше уровня отверстий 10 и во внутренней полости между корпусом 1 и пульсопроводом 7 вытесняется обратно в емкость 16 через впускной шаровой клапан 2, так как шар 3 всплывает под обтекатель 14 ограничителя подъема 13, не препятствуя обратному потоку жидкости в емкость 16. Когда вся жидкость из впускного клапана 2 будет вытеснена, шар 3 опустится и, закрыв шаровой клапан 2, не допустит прорыва сжатого воздуха в емкость 16. Кроме того, прорыв сжатого воздуха через нагнетательный трубопровод 11 исключается подбором частоты пульсаций распределительного устройства 19 или величиной давления сжатого воздуха.

Затем, подключая пульсопровод 7 к источнику вакуума через распределительное устройство 19, сжатый воздух из насоса сбрасывается и пульсопровод 7 вновь заполняется жидкостью, повторяя цикл.

Во время работы насоса открыты клапаны 18 и 20, а запорный клапан 21 закрыт.

Промывка насоса, при необходимости, производится следующим образом. Запорные клапаны 18 и 20 перекрываются и через клапан 21, который открывают, производят подачу промывочного раствора. По пульсопроводу 7 и через отверстия 10 раствор поступает в корпус 1. Шар 3, находясь в верхнем положении под обтекателем 5 ограничителя подъема 4, не препятствует свободному прохождению промывочной жидкости через гибкий трубопровод 6 в емкость 16, при этом струя производит размыв осадка с образованием пульпы.

Насос предназначен для использования в химическом машиностроении, в частности в погружных насосных установках, и может найти применение в химической, нефтехимической, а также в других отраслях промышленности, преимущественно в атомной промышленности для перекачки радиоактивных пульп и растворов из емкостей. Насос содержит пульсопровод, впускной и выпускной шаровые клапаны, нагнетательный трубопровод, гибкий трубопровод, подключенный к впускному шаровому клапану, шар которого выполнен плавающим в жидкости. Выпускной клапан размещен в зоне обслуживания и установлен в пульсопроводе, который с выполненными в нем отверстиями и днищем размещен в корпусе. Причем впускной шаровой клапан снабжен ограничителем подъема шара с обтекателем. Изобретение обеспечивает расширение функциональных возможностей, повышение надежности эксплуатации в условиях недоступности для обслуживания и ремонта, сокращение времени монтажа. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Пульсационный клапанный погружной насос, содержащий пульсопровод, впускной шаровой клапан с ограничителем подъема шара и нагнетательный трубопровод с выпускным шаровым клапаном, размещенным в зоне обслуживания, отличающийся тем, что насос снабжен гибким трубопроводом, подключенным к впускному шаровому клапану, шар которого изготовлен плавающим в жидкости, нагнетательный трубопровод установлен в пульсопроводе, а последний снабжен днищем, имеет отверстия и размещен в корпусе. 2. Насос по п. 1, отличающийся тем, что ограничитель подъема шара впускного шарового клапана снабжен обтекателем.