САНТЕХНИЧЕСКИЙ ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬ Российский патент 2004 года по МПК F04D7/04 F04D29/22 B02C18/06 B02C18/40 

Изобретение касается сантехнического измельчителя, используемого в установке для подъема сточных вод и твердого мусора, содержащего кессон для воды и электрический двигатель, на одном конце вала которого установлен ротационный лопастной насос, и средства измельчения, расположенные напротив дробильной камеры, расположенной между дном кессона и периферийной стенкой, снабженной впускным отверстием.

Такие сантехнические измельчители, как правило, устанавливают за унитазом. В них могут также поступать сточные воды от других сантехнических узлов. Они могут быть также встроены в техническую перегородку.

Некоторые известные сантехнические измельчители содержат нож для измельчения твердого мусора, установленный на конце вала двигателя рядом со сливом унитаза. Только вода и измельченный в достаточной степени твердый мусор могут проходить через отверстия цилиндрического сетчатого фильтра и поступать в резервуар, где они засасываются насосом, расположенным на дне резервуара и установленным на другом конце двигателя.

Данный тип механизма имеет ряд недостатков: не поддающийся измельчению волокнистый мусор, такой как гигиенические салфетки или прокладки, накапливается внутри сетчатого фильтра, что может привести к блокированию механизма. В этом случае возникает необходимость в демонтаже узла и восстановлении его рабочего состояния.

Известны также дробильные насосы, в которых система измельчения встроена в насос. В первом случае система измельчения состоит из нескольких ножей, установленных на роторе внутри центробежного насоса. Последний содержит осевой впуск относительно небольшого диаметра для обеспечения нормальной работы. Однако иногда некоторый твердый мусор, такой как бумажные салфетки, гигиенические салфетки или тампоны, выбрасываемые в унитаз, скапливаются на входе насоса и цепляются за ротор, что также может привести к блокированию последнего.

В другом случае, описанном в патенте DE 4128281, измельчительное устройство содержит нож и контрнож, установленные на входе насоса, при этом нож приводится во вращение ротором насоса, а контрнож установлен неподвижно на корпусе, и они функционируют подобно ножницам.

Однако недостатком такого устройства является то, что оно производит шум из-за трения ножей, что создает дискомфорт для пользователя, а также может привести к блокировке в случае непредвиденного попадания твердых предметов.

Для решения этой проблемы необходимо создать сантехнический измельчитель, в котором можно избежать забивания насоса, скапливания твердого мусора, блокирования двигателя насоса, а также уменьшить уровень шума во время использования.

Поэтому объектом настоящего изобретения является сантехнический измельчитель, используемый в установке для подъема сточных вод и твердого мусора, содержащий, по меньшей мере, один канал для впуска воды в кессон, электрический двигатель, на конце вала которого установлен ротационный лопастной насос, и средства измельчения, расположенные напротив дробильной камеры, снабженной впускным отверстием, отличающийся тем, что передняя сторона ротора выполнена по существу плоской и содержит множество каналов для воды, расположенных по существу радиально и выходящих на окружность ротора, при этом каждый канал ротора выполнен в корпусе насоса таким образом, что его передняя сторона находится, по меньшей мере, по существу в плоскости отверстия корпуса насоса, причем узлы измельчения выступают наружу в осевом направлении по отношению к передней стороне.

Узлы измельчения содержат кольцевой нож, расположенный в плоскости отверстия корпуса и определяющий вместе с передней стороной ротора впускное отверстие насоса.

Таким образом, твердый мусор увлекается движением воды, всасываемой насосом, и попадает на переднюю сторону ротора, где режется и/или измельчается узлами измельчения и одновременно выталкивается из ротора вихревым потоком, создаваемым от последовательных толчков узлов измельчения, и засасывается общим потоком воды. Этот вихревой поток создается ротором геликоидально-центробежного типа, лопасти геликоидальной формы которого выталкивают воду к периферии ротора под действием центробежной силы и к задней части ротора в силу наклона лопастей по отношению к вертикальной плоскости. Создаваемая ротором центробежная сила направляет мусор к внешнему ножу.

Таким образом, передняя сторона ротора является закрытой, за исключением каналов, выполненных на передней стороне, которые имеют удлиненную и прямолинейную или изогнутую конфигурацию, расположены по существу радиально и выходят наружу по периферии передней стороны ротора. Ширина этих каналов находится в диапазоне от 2 до 15 мм, при этом ширина каналов является постоянной или увеличивается от центра ротора к его внешней поверхности.

Из-за ограниченной ширины каналов они выполняют функцию фильтра, препятствуя попаданию в насос твердого мусора слишком большого размера. Этот мусор, лишь частично проникающий внутрь, перемещается под действием центробежной силы и воды в направлении периферийной поверхности ротора и там подвергается действию кольцевого ножа, который отделяет заблокированную снаружи ротора часть мусора от той части, которая частично проникла внутрь.

Узлы измельчения выступают в осевом направлении на 1–10 мм над передней стороной ротора. Эти узлы измельчения выполнены из твердого износостойкого материала, например из металла, имеют такие размеры и выполнены таким образом, чтобы разрезать и/или измельчать твердый мусор без его задержки. Узлы измельчения могут иметь по существу коническую форму, расположены по прямой линии или наклонены или предпочтительно выполнены плоскими либо зубчатой формы, либо в виде режущих пластинок, при этом рабочая кромка должна быть в достаточной степени наклонена, чтобы не задерживать и не вращать за собой волокнистые вещества.

Узлы измельчения могут быть выполнены на вставке, заодно с которой путем литья выполнен ротор, либо эту вставку, такую как металлическая пластина, закрепляют на передней стороне ротора, при этом металлическую пластину вырезают таким образом, чтобы не перекрывать каналы ротора, когда ее накладывают на переднюю сторону ротора. Эти узлы измельчения могут также быть закреплены в гнездах, выполненных с этой целью на передней стороне ротора.

Как ранее отмечалось, отверстие корпуса насоса снабжено кольцевым ножом с внутренним диаметром, немного превышающим внешний диаметр передней стороны ротора. Таким образом, во время отбрасывания в направлении периферии твердого мусора слишком большого размера, для того, чтобы он проник в каналы на передней стороне ротора, установленный на периферии ротора нож обеспечивает разрезание и измельчение мусора благодаря движению ротора относительно этого ножа.

Для того чтобы увеличить эффект разрезания и/или измельчения, а также эффект самоочистки водяных каналов и всасывания, узлы измельчения можно также устанавливать на дне дробильной камеры напротив центральной части ротора и/или на периферии отверстия корпуса насоса.

Дробильная камера расположена между передней стороной ротора, снабженной узлами измельчения, передней стороной насоса, дном и периферийной стенкой. Эту незакрытую периферийную стенку предпочтительно выполняют по существу круговой, и ее форма обеспечивает затягивание вод и твердых веществ вихревым потоком к центру ротора. В частности, периферийная стенка содержит конец в виде изогнутого мыска, направленного к оси вращения ротора.

Этот мысок расположен смежно с входом вод и мусора в дробильную камеру с возможностью направления вихревого потока по существу параллельно и в том же направлении, что и поток, входящий в дробильную камеру.

Предпочтительно дно дробильной камеры содержит, по меньшей мере, один выступ, расположенный эксцентрично по отношению к оси вращения ротора. Этот выступ или эти выступы обеспечивают перемещение твердых веществ в направлении ротора и узлов измельчения в вихревом потоке, создаваемом в дробильной камере.

Согласно предпочтительному варианту выполнения настоящего изобретения двигатель и насос, а также электрические механизмы измельчителя размещены в водонепроницаемом отсеке кессона, в котором он расположен и который по существу имеет форму параллелепипеда или цилиндра. Предпочтительно этот герметичный отсек выполнен в виде соединенной в паз с кессоном съемной кассеты, при этом эта кассета, в частности, адаптирована к концу кессона, дно которого образует дно дробильной камеры, при этом периферийная стенка также определяет дробильную камеру. Поскольку положение кассеты смещено по отношению к оси отводного колена унитаза, то становится возможным, не прибегая к сложному демонтажу измельчителя, снимать кассету, содержащую двигатель, насос и средства измельчения, для ремонта, технического обслуживания и замены неисправных узлов.

Часть кессона, расположенная непосредственно за унитазом, выполняет роль резервной камеры, позволяющей быстро накапливать сточные воды, выходящие из унитаза.

Канал для впуска сточных вод может быть выполнен в виде изогнутой трубки, проходящей через кессон и подающей воду и твердый мусор из унитаза к впускному отверстию дробильной камеры. Благодаря этому твердые вещества моментально всасываются и попадают в дробильную камеру, тогда как излишек воды, который не может поместиться в дробильной камере, перетекает в резервную камеру, выполненную в кессоне и выполняющую роль буферного резервуара. Таким образом, избегают скапливания твердого мусора в кессоне. Можно также предусмотреть выполнение канала впуска воды через систему перегородок, обеспечивающую удаление воздушных пузырьков, прежде чем они достигнут дробильной камеры, уменьшая тем самым создаваемый ими шум. Кроме того, подающую сточные воду трубку можно устанавливать непосредственно на узле всасывания и измельчения.

Далее следует подробное описание настоящего изобретения с примерами выполнения и со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг.1 – изображение в разрезе измельчителя в соответствии с настоящим изобретением (без крышек).

Фиг.2 - изображение в перспективе кессона измельчителя, показанного на фиг.1.

Фиг.3 – вид сверху кессона измельчителя, показанного на фиг.1.

Фиг.4 – вид спереди в перспективе ротора измельчителя в соответствии с настоящим изобретением, оборудованного узлами измельчения.

Фиг.5 – вид спереди в перспективе ротора, показанного на фиг.4, на корпусе насоса.

Фиг.6 – вид сбоку в перспективе другого ротора в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.7 – вид снизу в перспективе дробильной вставки, предназначенной для установки в роторе.

Как показано на фиг.1, 2 и 3 сантехнический измельчитель, используемый в установке для подъема сточных вод и твердого мусора, согласно неограничительному варианту выполнения настоящего изобретения содержит кессон 1 для приема воды, герметичный отсек 2 с установленным в нем электрическими узлами Е, а также электрический двигатель М, расположенный вертикально по оси Х.

Этот двигатель М вращает установленный на его конце ротор 5 с лопастями 6 подъемного насоса. Ротор 5 cнабжен средствами измельчения, расположенными напротив дробильной камеры 3, расположенной между дном кессона 1 и периферийной стенкой 4, снабженной впускным отверстием 4а.

Как показано на фиг.1, 4, 5 и 6, передняя сторона 5а ротора 5 выполнена по существу плоской и содержит множество каналов 7 для воды, расположенных практически радиально и выходящих на периферию ротора 5. Каждому каналу 7 соответствует геликоидальная лопасть 6 ротора 5.

Ротор 5 установлен в корпусе 8 насоса таким образом, что его передняя сторона находится по существу в плоскости отверстия корпуса насоса 8 (см. фиг.1) или незначительно выступает за пределы этой плоскости (см. фиг.5). Отверстие корпуса насоса 8 имеет внутренний диаметр, незначительно превышающий внешний диаметр передней части 5а ротора 5, и предпочтительно содержит кольцевой нож 11.

Средства измельчения образованы узлами 9 конической формы, наклоненными на фиг.4 и 5, выступающими в осевом направлении по отношению к передней стороне 5а.

На фиг.6 и 7 показан вариант выполнения узлов измельчения 9. Последние выполнены на металлической вставке 10, соединенной с передней стороной 5а ротора 5, или ротор может быть выполнен посредством литья на вставке 10. Вставку выполняют в виде звездочки, лучи 10’ которой заходят между каналами 7 для воды. Конец каждого луча 10’ вырезан в виде острия, и это острие загнуто, образуя узел измельчения 9. При установке вставки 10 на переднюю сторону 5а ротора 5 каждый конец 9 расположен рядом с каналом 7.

Двигатель М и насос, а также электрические узлы Е установлены в герметичном отсеке 2, выполненном в виде кассеты (см. фиг.1), на дно которой установлен корпус насоса 8 с ротором 5. Эта кассета 2 установлена в кессоне 1 таким образом, чтобы ротор 5 находился напротив дна кессона 1 на уровне дробильной камеры 3, определенной периферийной стенкой 4.

Эта периферийная стенка 4 является по существу круговой и ограничивает дробильную камеру 3, заключающую в себе вихревой поток (по стрелке С) со сточными водами и твердым мусором, попадающими в камеру 3 (см. фиг.3).

Периферийная стенка 4 имеет конец в виде изогнутого мыска 4b, по существу направленного к оси вращения х ротора 5. Такая специальная форма конца периферийной стенки обеспечивает попадание мусора в дробильную камеру 3 и одновременно препятствует выходу этого мусора, поскольку изменение этим мыском 4b направления движения воды заставляет мусор перемещаться к центру дробильной камеры 3.

Для обеспечения перемещения мусора в камеру 3 дно кессона 1 может содержать в дробильной камере 3 выступающие части, оказывающие воздействие на движение мусора и повышающие таким образом эффективность процесса измельчения. Можно, например, использовать два выступа 12, 13, например, конической формы, эксцентрично смещенных относительно оси вращения х ротора 5. Один из выступов 12 расположен рядом с осью х ротора, тогда как другой выступ 13 расположен по существу на стыке входящего потока и вихревого потока в дробильной камере 3.

Поскольку кассета 2 предпочтительно расположена на конце кессона 1, то отвод сточных вод и твердого мусора из унитаза, например, не находится напротив дробильной камеры 3. Чтобы избежать скапливания твердых веществ в буферной части кессона, выполняют канал для отвода воды, например изогнутую трубку 14 для прохождения воды и твердого мусора на выходе отвода к отверстию 4а дробильной камеры 3.

Предпочтительно конец стенки 4 тоже имеет мысок 4с, направленный по существу противоположно мыску 4b таким образом, что на выходе трубки 14 этот мысок 4с и мысок 4b направляют твердый мусор к входу в дробильную камеру 3. Этот мысок 4с позволяет также ограничить незавихренную зону для определения высоты воды при помощи прессостата.

Увлекаемый потоком всасываемой насосом воды твердый мусор попадает на переднюю сторону ротора 5, где он разрезается и/или измельчается узлами измельчения 9 и одновременно выталкивается из ротора 5 вихревым потоком вследствие последовательных толчков выступающих узлов измельчения 9 и засасывается общим потоком воды. Этот вихревой поток создается ротором 5 геликоидально-центробежного типа. Геликоидальные лопасти 6 одновременно выталкивают воду к периферии ротора 5 действием центробежной силы и к задней части ротора 5 благодаря наклону лопастей 6 по отношению к осевой плоскости.

Кассета 2 имеет выход 15 из корпуса насоса 8, соединенный через выпускной коллектор 15 с отводным трубопроводом 16. Этот отводной трубопровод 16 предпочтительно снабжен на конце невозвратным клапаном, жестко соединенным с нагнетательным трубопроводом.

Предпочтительно кессон 1 содержит ответвления 20 для дополнительного приема воды и мусора из других установок подъема сточных вод, таких как умывальник, биде, душ и т.д.

Для обеспечения охлаждения двигателя при интенсивном использовании можно предусмотреть кожух, закрывающий снабженную крыльчаткой верхнюю часть двигателя и служащий каналом для воздушного потока.

Изобретение касается сантехнического измельчителя, содержащего, по меньшей мере, один канал для впуска сточных вод в кессон 1, электрический двигатель, на конце вала которого установлен ротационный насос 5 с лопастями 6, и средства измельчения, расположенные напротив дробильной камеры 3, снабженной входным отверстием. Передняя сторона 5а ротора 5 выполнена плоской и содержит множество каналов для воды, расположенных радиально и выходящих на внешнюю окружность ротора 5 Каждый канал ротора 5 продолжен каналом, ограниченным геликоидальными лопастями 6. Ротор 5 установлен в корпусе 8 насоса таким образом, чтобы его передняя сторона 5а находилась, по меньшей мере, в плоскости отверстия корпуса насоса, причем узлы измельчения 9 выступают наружу в осевом направлении относительно указанной передней стороны 5а. Изобретение направлено на исключение забивания насоса, скапливания мусора и блокирования двигателя насоса, а также на уменьшение уровня шума во время пользования. 18 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Сантехнический измельчитель, используемый в установке для подъема сточных вод и твердого мусора, содержащий, по меньшей мере, один канал для впуска воды в кессон (1), электрический двигатель, на конце оси (х) которого установлен ротационный насос (5) с лопастями (6), и средства измельчения, расположенные напротив дробильной камеры (3), снабженной впускным отверстием (4а), отличающийся тем, что передняя сторона (5а) ротора (5) выполнена, по существу, плоской и содержит множество каналов (7) для воды, расположенных, по существу, радиально и выходящих на окружность ротора (5), при этом каждый канал (7) ротора (5) продолжен каналом, ограниченным геликоидальными лопастями (6), ротор (5) установлен в корпусе (8) насоса таким образом, чтобы его передняя сторона (5а) находилась, по меньшей мере, по существу в плоскости отверстия корпуса насоса, причем узлы измельчения (9) выступают наружу в осевом направлении по отношению к передней стороне (5а).2. Измельчитель по п.1, отличающийся тем, что внутренний диаметр отверстия корпуса насоса, по существу, равен внешнему диаметру ротора (5).3. Измельчитель по п.2, отличающийся тем, что отверстие корпуса насоса включает кольцевой нож (11).4. Измельчитель по п.3, отличающийся тем, что ширина каналов (7), выполненных на передней стороне ротора (5), находится в диапазоне 2 - 15 мм, при этом ширина каналов (7) является постоянной или увеличивается от центра ротора (5) к наружной стороне ротора (5).5. Измельчитель по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что узлы измельчения (9) выступают в осевом направлении на 1-10 мм над передней частью (5а) ротора (5).6. Измельчитель по одному из пп.1-5, отличающийся тем, что узлы измельчения (9) выполнены из твердого износоустойчивого материала, при этом узлы измельчения (9) имеют такие размеры и выполнены таким образом, чтобы обеспечивать разрезание и/или измельчение твердого мусора без его задержки.7. Измельчитель по п.6, отличающийся тем, что узлы измельчения (9) выполнены, по существу, в форме прямого или наклонного конуса.8. Измельчитель по п.6, отличающийся тем, что узлы измельчения (9) выполнены плоскими либо зубчатой формы, либо в виде режущих пластинок.9. Измельчитель по одному из пп.6-8, отличающийся тем, что узлы измельчения (9) выполнены на вставке, на которой посредством литья выполнен ротор (5).10. Измельчитель по одному из пп.6-8, отличающийся тем, что узлы измельчения (9) выполнены на вставке (10), закрепленной на передней стороне (5а) ротора (5).11. Измельчитель по п.10, отличающийся тем, что вставка выполнена в виде металлической пластины, которая вырезана таким образом, чтобы она не перекрывала каналы (7) при наложении на переднюю сторону (5а) ротора (5).12. Измельчитель по одному из пп.1-11, отличающийся тем, что периферийная стенка (4), ограничивающая дробильную камеру (3), выполнена, по существу, круговой и имеет такую форму, которая обеспечивает подачу сточных вод и твердого мусора в вихревом потоке к центру ротора.13. Измельчитель по п.12, отличающийся тем, что периферийная стенка (4) включает конец в виде изогнутого мыска (4b), направленный к оси вращения (х) ротора (5).14. Измельчитель по п.13, отличающийся тем, что конец стенки (4) содержит мысок (4с), имеющий направление, по существу, противоположное направлению мыска (4b).15. Измельчитель по одному из пп.1-14, отличающийся тем, что дно дробильной камеры (3) содержит, по меньшей мере, один выступ (12, 13), эксцентричный относительно оси вращения (х) ротора (5).16. Измельчитель по одному из пп.1-15, отличающийся тем, что канал (14) выполнен с возможностью отвода сточных вод и твердого мусора на выходе из унитаза к отверстию (4) дробильной камеры (3).17. Измельчитель по одному из пп.1-16, отличающийся тем, что двигатель (М) и насос, а также электрические узлы (Е) установлены в водонепроницаемом отсеке (2) кессона (1), в котором он установлен.18. Измельчитель по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что водонепроницаемый отсек (2) выполнен в виде кассеты, соединенной в паз с кессоном (1) на конце кессона (1) и выполненной съемной, а ее дно образует дно дробильной камеры, при этом периферийная стенка (4) также определяет дробильную камеру (3).19. Измельчитель по п.18, отличающийся тем, что положение кассеты (2) в кессоне (1) смещено по отношению к оси отводного колена унитаза.