ПЕРЕНОСНОЙ ВОДООТЛИВНОЙ ТУРБОНАСОС Российский патент 2003 года по МПК F04D13/04 F04D15/02 

Изобретение относится к турбонасосным агрегатам, предназначенным для аварийного откачивания воды и других жидкостей из затопленных подвалов, туннелей, колодцев и т.д., использующих в качестве рабочей среды сжатый воздух.

Известен турбонасосный агрегат, содержащий разъемный корпус, совмещенный ротор с турбиной и рабочим колесом, неподвижную ось с подшипниками, опорная часть которой выполнена полой и служит для отвода рабочей среды (см. SU 272822 A1, кл F 04 D 13/04).

Турбонасосный агрегат работает следующим образом.

Рабочая среда через патрубок и соответствующие каналы в корпусе попадает на лопатки турбины ротора, приводя его во вращение. При этом насосные лопатки ротора нагнетают жидкость, обеспечивая ее перекачку.

Недостатком устройства является необходимость включения его оператором при наличии жидкости, контроля за процессом откачивания и отключения его окончания. В противном случае возможен неконтролируемый разгон турбины и разрушение насосного агрегата.

Известен также турбонасос, содержащий корпус, рабочее колесо и ротор турбины, укрепленные на общем валу, устройство для регулирования числа оборотов, выполненное в виде подпружиненного относительно ротора диска, соединенного посредством сильфона с ротором.

Сильфон снабжен по периферии цилиндрической отбортовкой для изменения расхода рабочей среды путем перекрытия проточных каналов ротора (см. SU 164796 A, кл. F 04 D 13/04).

Работает устройство следующим образом. Рабочая среда (воздух) подводится к турбине, раскручивая блок турбина-вал-рабочее колесо.

При достижении турбиной оборотов, превышающих расчетные, центробежное давление жидкости, повышаясь на периферии камеры, отжимает диск и выдвигает его в поток воздуха за лопатками турбины. Перекрытием воздушного потока цилиндрической отбортовкой диска уменьшается число оборотов турбины.

Недостатком устройства является сложность конструкции, а наличие дополнительных быстровращающихся с ротором насоса деталей, регулирующих число оборотов, - подпружиненного диска и скользящего внутри вала штока снижает надежность устройства.

Кроме того, устройство должно включаться и отключаться оператором.

Наиболее близким решением по технической сущности, т.е. прототипом, является переносной водоотливной погружной турбонасосный агрегат, содержащий корпус, выполненный в виде тела вращения, установленные в нем на общем валу навстречу друг другу тыльными сторонами насосное и турбинное рабочие лопастные колеса, всасывающий патрубок с фильтром, проставок на выходе насоса, гибкий шланг для откачиваемой жидкости, подсоединенный к проставку и расположенный в этом шланге, шланг высокого давления подвода к турбинному колесу рабочей среды, обратный клапан, установленный на канале отвода откачиваемой жидкости, механизм включения (см. RU 2105904 C1, кл. F 04 D 13/04).

Турбонасосный агрегат работает следующим образом.

Рабочая среда подается к турбинному рабочему лопастному колесу, вращая его. Через общий вал приводится во вращение насосное лопастное колесо, которое по каналу отвода жидкости через обратный клапан и гибкий шланг для откачиваемой жидкости вместе с отработанной рабочей средой выдает откачиваемую жидкость наверх.

Недостатком устройства является необходимость запуска механизма включения турбонасосного агрегата оператором, контроль за наличием откачиваемой жидкости и отключение устройства по окончании ее откачивания. Отсутствие такого контроля приводит к разгону ротора до недопустимых оборотов и выходу из строя агрегата.

Задачей изобретения является повышение надежности работы устройства.

Указанный технический результат достигается тем, что предлагаемый турбонасос снабжен пневмоцилиндром, установленным на оси устройства включения насоса, поплавком, пневмораспределителем, канал питания которого соединен с каналом подвода рабочей среды к устройству включения насоса, а отводной канал - с пневмоцилиндром и механизмом взаимодействия поплавка с пневмораспределителем, например рычагом.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что в заявляемом переносном водоотливном турбонасосе благодаря вышеперечисленным признакам исключается возможность работы его на холостом ходу (насос автоматически включается при наличии жидкости и отключается при ее отсутствии). В результате значительно повышается надежность работы предлагаемого насоса.

Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует критерию "Новизна".

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "Изобретательский уровень".

Сущность технического решения подтверждается чертежом, на котором изображено предлагаемое устройство, фронтальный вид.

Устройство содержит корпус 1, всасывающий 2 и нагнетающий 3 патрубки, установленное на валу 4 в корпусе 1 рабочее колесо 5, привод рабочего колеса, состоящий из турбины 6, жестко соединенный с валом 4, каналы подвода рабочей среды 7 и отвода 8, установленный на всасывающем патрубке 2 фильтр 9, устройство включения насоса 10, установленное на канале подвода рабочей среды 7, поплавок 11, закрепленный на рычаге 12, пневмоцилиндр 13, установленный на оси устройства включения насоса 10, пневмораспределитель 14, канал питания 15 которого соединен с каналом подвода рабочей среды 7, а отводной канал 16 - с пневмоцилиндром 13. При этом рычаг 12 и закрепленный на нем поплавок 11 установлены на оси пневмораспределителя с возможностью качения в вертикальной плоскости.

Устройство работает следующим образом.

Насос на плоту (на чертеже не показан), опускается на поверхность воды. Опираясь на поверхность воды, поплавок 11, настроенный на определенный уровень воды, всплывая, через рычаг 12 нажимает на золотник пневмораспределителя 14 и соединяет каналы 15 и 16.

Рабочая среда, попадая в пневмоцилиндр 13, перемещает золотник устройства включения насоса 10, тем самым обеспечивая подачу рабочей среды из канала 7 на турбину 6. Происходит запуск насоса. Отключение насоса происходит при падении уровня воды. В этом случае поплавок опускается и перестает воздействовать через пневмораспределитель 14 и пневмоцилиндр 13 на золотник устройства включения насоса 10. Доступ воздуха (рабочей среды) к турбине 6 прекращается.

Таким образом, благодаря тому, что устройство снабжено пневмоцилиндром, установленным на оси устройства включения насоса, поплавком, пневмораспределителем, канал которого соединен с каналом подвода рабочей среды к устройству включения насоса, а отводной канал - с пневмоцилиндром и механизмом взаимодействия поплавка с пневмораспределителем, например рычагом, обеспечивается автоматическое включение и отключение насоса в зависимости от наличия воды и значительно повышается надежность его работы.

Изобретение относится к турбонасосным агрегатам для аварийного откачивания жидкостей из затопленных подвалов, туннелей и т.п. и использующих в качестве рабочей среды сжатый воздух. Переносной водоотливной турбонасос содержит корпус, всасывающий и нагнетательный патрубки, установленное на валу в корпусе рабочее колесо, устройство включения насоса и привод рабочего колеса. Насос снабжен пневмоцилиндром, установленным на оси устройства включения насоса, поплавком, пневмораспределителем, канал питания которого соединен с каналом подвода рабочей среды к устройству включения насоса, а отводной канал - с пневмоцилиндром и механизмом взаимодействия поплавка с пневмораспределителем, например рычагом. Изобретение направлено на повышение надежности работы насоса. 1 ил.

Переносной водоотливной турбонасос, содержащий корпус, всасывающий и нагнетательный патрубки, установленное на валу в корпусе рабочее колесо, устройство включения насоса и привод рабочего колеса, отличающийся тем, что он снабжен пневмоцилиндром, установленным на оси устройства включения насоса, поплавком, пневмораспределителем, канал питания которого соединен с каналом подвода рабочей среды к устройству включения насоса, а отводной канал - с пневмоцилиндром, и механизмом взаимодействия поплавка с пневмораспределителем, например рычагом.