НАСОС БЫТОВОЙ Российский патент 2000 года по МПК F04B9/14 

Изобретение относится к бытовым насосам, приводимым в действие мускульной силой, для забора и подъема грунтовых вод с водоносных горизонтов, из открытых резервуаров и колодцев, используемых для полива садов, огородов, приусадебных участков и удовлетворения иных хозяйственных нужд.

Из доступных источников информации известны бытовые электронасосы по ГОС 26287-84, предназначенные для бытовых хозяйственных нужд. Основным недостатком этих насосов является то, что для их работы необходим источник электроэнергии.

Наиболее близкими по технической сущности являются поршневые насосы по книге "Дом и усадьба", Москва, ВО Агропромиздат, рис. 1-60, 1-61, стр.63 и насос ручной бытовой НРБ-1, изготовляемый Чебоксарским заводом промышленных тракторов по ТО 1341-0236739-23-90, включающие цилиндр, фланец с обратным клапаном, присоединенный к нижнему торцу цилиндров, водозаборную трубу с фильтром и наконечником, соединенную с фланцем, поршень с обратным клапаном и штоком, установленные в полости цилиндры, рычаг, соединенный посредством осей с верхним концом штока и с кронштейном, и патрубок для слива воды из верхней части полости цилиндра.

Однако, использование описанных насосов свидетельствует о их недостатках, которые состоят в следующем:
1. При возвратно-поступательных перемещениях в полости цилиндра качанием рычага через шток (шатун) поршень одновременно совершает качательные движения относительно горизонтальной плоскости, вследствие чего происходит нарушение контакта уплотнительного устройства (манжеты), установленного в поршне, со стенками цилиндра, т.е. разгерметизация подвижного соединения, что снижает производительность насоса.

2. Для подготовки насоса к работе воздух из полости водозаборной трубы и подпоршневой части цилиндра необходимо вытеснить водой, для чего надпоршневую часть цилиндра заполняют водой и качением рычага с небольшой амплитудой сообщают поршню возвратно-поступательные перемещения до тех пор, пока не прекратится падение уровня воды в надпоршневой части цилиндра и не начнется его подъем за счет забора воды с водоносного горизонта, что явится подтверждением готовности насоса к полезной работе, однако, этот процесс создает неудобства при эксплуатации насоса, так как его необходимо повторять каждый раз перед началом работы.

3. Конструкция описанных поршневых насосов не предусматривает возможность использования в комплекте бытового электронасоса.

4. В конструкциях описанных насосов гидроцилиндр забирает с водоносного горизонта воду и подает ее на слив только при ходе поршня вверх, ход же поршня вниз является холостым, что практически снижает их объемную производительность.

5. Обратные клапаны в насосах описанной конструкции выполнены из эластичного пластинчатого материала, что не обеспечивает стабильную герметизацию водозаборной, подпоршневой части цилиндра и удержание в ней воды при неработающем насосе, что требует каждый раз перед началом работы производить подготовку насоса к работе.

Насосы описанной конструкции не позволяют поднимать воду выше верхнего торца цилиндра, что снижает их технические характеристики.

6. В насосах описанной конструкции водозаборная труба с фильтром выполнены цельным узлом, что осложняет ее установку при подготовке насоса к работе.

Техническим результатом применения предложенного бытового насоса является освобождение от указанных недостатков, присущих насосам описанных конструкций, повышение технических характеристик, достижение надежной и безотказной работы, а также расширение сферы применения и достижения его универсальности.

Это достигается тем, что конструкция предложенного бытового насоса исключает недостатки известных из доступных источников информации, описанных выше насосов и отличается от них тем, что:
1. В предложенной конструкции насоса введен фланец, разделяющий полость на две части, нижнюю - рабочую и верхнюю - резервуар. В нижней полости цилиндра размещен поршень, соединенный с нижним концом штока, который контактирует по центрирующему отверстию с фланцем, а их взаимный контакт, подвижный в осевом направлении, загерметизирован уплотнительным устройством, манжетой.

Подпоршневая и надпоршневая полости рабочего цилиндра соединены автономными трубопроводами, в которых установлены обратные клапаны в верхней части водозаборной штанги с ее полостью и аналогичным образом со сливом и образуют автономные системы водозабора и нагнетания на слив.

Для подготовки насоса к работе предусмотрена автономная дренажная система для заполнения полостей водозаборной штанги и рабочего цилиндра водой из резервуара, которая выполнена посредством трубопровода с установленным в нем запорным устройством, краном или вентилем, которым полость резервуара в нижней ее части соединена с полостью водозаборной штанги в верхней ее части.

Таким образом, предложенная конструкция насоса является двухстороннего действия, так как в силу конструктивных отличий от прототипа при ходе поршня вверх происходит нагнетание воды на слив из надпоршневой полости рабочего цилиндра и водозабор в подпоршневую полость, а при ходе поршня вниз вода нагнетается на слив из подпоршневой полости рабочего цилиндра и происходит водозабор в надпоршневую полость, при этом объемная производительность насоса повышается в два раза.

Система дренажа в предложенной конструкции упрощает его подготовку к работе, так как для заполнения системы водой достаточно открыть кран, чтобы вода из резервуара заполнила систему.

2. В предложенной конструкции насоса шток выполнен из двух частей, из нижней, соединенной с поршнем жестко, и верхней - удлинителя штока, которые соединены между собой шарнирно посредством оси, что обеспечивает сохранение соосного перемещения поршня относительно полости цилиндра, плотный и надежный контакт с ней уплотнительных манжет, а следовательно, надежную и долговечную работу насоса в целом.

3. В предложенной конструкции насоса водозаборная штанга выполнена из отдельных звеньев, которые соединены между собой и с фильтром резьбовыми муфтами, что упрощает ее установку, улучшает транспортабельность изделия и позволяет, следовательно, обеспечить комплектную постановку потребителям.

4. Предложенной конструкцией насоса предусмотрена возможность использования одного из двух вариантов конструкции обратного клапана, которые эквивалентны по техническим характеристикам, а выбор конкретной конструкции клапана зависит от технологических возможностей изготовителя продукции, при этом обратные клапаны включают корпус, живое сечение центрального отверстия в котором перекрыто запорным устройством, шариком или золотником в зависимости от варианта конструкции клапана, корпус соединен с муфтой, в полости которой установлен ограничитель хода запорного устройства вверх, исключающий возможность перекрытия центрального отверстия в муфте для перехода воды в заданном направлении, что обеспечивает надежную и безотказную работу насоса при простоте и технологичности конструкции обратных клапанов.

5. В предложенной конструкции насоса в систему дренажа вварен отводной патрубок с запорным устройством (краном) для подсоединения бытового электронасоса, что расширяет технические возможности в целом и область его применения и делает тем самым насос универсальным.

6. В комплект ЗИП насоса предложенной конструкции введен обратный клапан, что позволяет при замене фильтра обратным клапаном поднимать воду из колодца или забирать ее из открытых резервуаров или водоемов.

На фиг. 1 изображена принципиальная гидравлическая схема предложенного бытового насоса.

На фиг. 2 и 3 изображена принципиальная конструкция обратных клапанов в осевом разрезе, которые использованы в бытовом насосе предложенной конструкции.

В материалах заявки графическое изображение соединения звеньев водозаборной штанги и фильтра, а также момент замены фильтра обратным клапаном опущены. Так как техническая сущность данных признаков ясна и очевидна из описания.

Насос бытовой включает рабочий цилиндр 1 и разделенный с ним фланцем 2 резервуар 3, заполненный водой.

В полости рабочего цилиндра 1 установлен поршень (плунжер) 4, разделяющий полость рабочего цилиндра на подпоршневую 5 и надпоршневую 6 полости.

Поршень 4 соединен жестко с нижним концом штока 7, верхний конец которого соединен посредством оси с нижним концом удлинителя штока 8, верхний же конец удлинителя штока соединен осью с рычагом 9, который в свою очередь соединен осью с кронштейном 10, соединенным с резервуаром 3 в верхней его части.

Подпоршневая 5 и надпоршневая 6 полости рабочего цилиндра 1 соединены соответственно трубопроводами 11 и 12, в которых установлены обратные клапаны 13 и 14 с полостью водозаборной штанги 15, нижний конец которой соединен с фильтром 16, и образуют систему водозабора.

Также подпоршневая 5 и надпоршневая 6 полости рабочего цилиндра соединены автономно со сливом 17 соответственно трубопроводами 18 и 19, в которых установлены обратные клапаны 20 и 21, и образуют систему нагнетания - слива.

Полость резервуара 3 в нижней ее части соединена трубопроводом 22, в котором установлен кран (вентиль) 23 с полостью водозаборной штанги 15, образуют систему дренажа.

К трубопроводу 22 ниже крана 23 приварен отводной патрубок 24 с краном (вентилем 25), к которому присоединяется электробытовой насос 26.

В конструкции предложенного насоса могут быть использованы обратные клапаны (фиг. 2 и 3), которые включают корпус 27 с центральным отверстием 28, запорное устройство 29 (на фиг. 2 - шарик, на фиг. 3 - золотник), муфту 30, в которой установлена ось 31, ограничитель хода запорного устройства 29 вверх.

Насос бытовой предложенной конструкции работает следующим образом.

Для подготовки насоса к работе необходимо произвести дренаж системы водозабора, т.е. полость водозаборной штанги 15, подпоршневую 5 и надпоршневую 6 полости рабочего цилиндра 1 заполнить из резервуара 3 водой, для чего необходимо открыть кран 23, при этом вода из резервуара 3 за счет перепада высот заполнит через трубопроводы 22, 12 и 11 указанные полости, вытеснив из них воздух через систему слива 18, 19 и 17, и после закрытия крана 23 насос готов к работе.

При работе насоса в рабочем режиме поршню 4 сообщают возвратно-поступательные движения в полости рабочего цилиндра 1 качательными движениями рычага 9 через удлинитель штока 8 и шток 7, при этом кран 25 должен быть закрыт, в результате чего при движении поршня 4 вверх происходит водозабор из полости водозаборной штанги 15 через трубопровод 11 и обратный клапан 13 в подпоршневую полость 5, из надпоршневой полости 6 вода через трубопровод 19 и обратный клапан 21 нагнетается на слив 17, так как обратные клапаны 14 и 20 закрыты противодавлением напора воды, при движении же поршня 4 вниз водозабор из полости водозаборной штанги 15 происходит через трубопровод 12 и обратный клапан 14 в надпоршневую полость 6, из подпоршневой полости 5 вода через трубопровод 18 и обратный клапан 20 нагнетается на слив 17, так как обратные клапаны 13 и 21 закрыты противодавлением напора воды.

Для забора воды бытовым электронасосом 26 из полости водозаборной штанги 15 через трубопровод 22 и отводной патрубок 24 при открытом кране 25 включают электронасос, при этом обратные клапаны 13, 14, 20 и 21 закрываются, что исключает подсос воздуха через систему водозабора и систему слива ручного насоса из атмосферы и гарантирует стабильную работу электронасоса.

Использование насоса бытового предложенной конструкции в сравнении с существующими, известными из доступных источников информации, обеспечивает простоту и технологичность изготовления, повышение объемной производительности в два раза, универсальность, расширение области применения, удобство в эксплуатации, надежность и долговечность в работе и конкурентоспособность.

В настоящее время разработана конструкторская документация на насос бытовой предложенной конструкции, изготовлена опытная партия.

Нacoc предназначен для забора и подъема грунтовых вод из открытых резервуаров и колодцев, используемых для полива садов и огородов. Содержит цилиндр с поршнем и штоком. Шток соединен шарнирно с рычагом. Цилиндр разделен фланцем на две части. Нижняя часть - рабочий цилиндр. Подпоршневая и надпоршневая полости рабочего цилиндра посредством трубопроводов соединены автономно с полостью водозаборной штанги и со сливом и образуют соответственно системы водозабора и слива. Система дренажа полостей водозаборной штанги и рабочего цилиндра выполнена посредством трубопровода с запорным устройством. Верхняя часть цилиндра представляет собой резервуар, заполненный водой, соединенный с полостью водозаборной штанги. Упрощается конструкция, повышается производительность. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Насос бытовой для забора и подъема грунтовых вод с водоносных горизонтов и из открытых резервуаров, включающий цилиндр, установленный в нем поршень со штоком, верхний конец которого соединен шарнирно с рычагом, водозаборную штангу с фильтром, слив воды к месту назначения и систему обратных клапанов, отличающийся тем, что цилиндр разделен фланцем на две части, нижнюю - рабочий цилиндр, в котором подвижно в осевом направлении установлен поршень со штоком, образующий надпоршневую и подпоршневую полости, шток проходит через центральное отверстие во фланце, а их подвижное в осевом направлении соединение загерметизировано манжетой, подпоршневая и надпоршневая полости рабочего цилиндра посредством трубопроводов с установленными в них обратными клапанами соединены автономно с полостью водозаборной штанги и со сливом и образуют соответственно системы водозабора и слива - нагнетания, система дренажа полостей водозаборной штанги и рабочего цилиндра выполнена посредством трубопровода с запорным устройством (вентилем или краном), которым верхняя надфланцевая часть цилиндра - резервуар, заполненная водой, соединена с полостью водозаборной штанги. 2. Насос бытовой по п.1, отличающийся тем, что шток выполнен из двух частей, нижней, соединенной жестко нижним концом с поршнем, и верхней - удлинителем штока, которые соединены между собой осью. 3. Насос бытовой по п.1, отличающийся тем, что водозаборная штанга выполнена из отдельных звеньев, которые соединены между собой и с фильтром резьбовыми муфтами. 4. Насос бытовой по п.1, отличающийся тем, что обратный клапан включает корпус, живое сечение центрального отверстия которого перекрыто шариком, соединенную с корпусом муфту, в полости которой над шариком установлена ось, ограничитель хода шарика вверх, в диаметральном направлении относительно поперечного сечения муфты. 5. Насос бытовой по пп.1 и 4, отличающийся тем, что в качестве запорного устройства в корпусе обратного клапана установлен золотник, перекрывающий живое сечение его центрального отверстия. 6. Насос бытовой по п.1, отличающийся тем, что в систему дренажа вварен отводной патрубок с запорным устройством (краном) для подсоединения бытового электронасоса. 7. Насос бытовой по п.1, отличающийся тем, что предусмотрена замена фильтра, соединенного с водозаборной штангой, обратным клапаном из комплекта ЗИП.