ГРУНТОВОЙ НАСОС Российский патент 2008 года по МПК F04D7/04 F04D29/42 

Изобретение относится к центробежным насосам с односторонним всасыванием для транспортирования по трубопроводам гидросмеси, содержащей воду и твердые включения, а именно такие абразивные породы, как промпродукты и концентраты, золы, шлаки, кварцевые, пиритные, цинковые хвосты руд цветных металлов, хвосты руд черных металлов, глинисто-песчаные породы, крупнозернистые пески, песчано-гравийные породы и гравийно-дробленые породы. Грунтовые насосы используются при очистке водоемов, в строительстве, при производстве горных работ и на обогатительных фабриках.

Известна конструкция грунтового насоса, содержащая снабженный задней и передней крышками наружный корпус с размещенными в нем внутренним корпусом в форме улитки, имеющим защитные бронедиски, вал, на котором закреплено рабочее колесо, всасывающий и нагнетательный патрубки, причем всасывающий патрубок снабжен по концам фланцами, одним из которых состыкован с передней крышкой и фланцем дополнительного патрубка, установленного во внутреннем корпусе и опирающегося на резиновое кольцо, стыкующееся с рабочим колесом (см. а.с. СССР №1270422 «Корпус грунтового насоса», МКИ F04D 7/04, заявл. 12.06.84).

Недостатком известного грунтового насоса является то, что при вращении рабочего колеса резиновое кольцо изнашивается и возникает зазор между патрубками, через который гидросмесь вытекает наружу, повреждая переднюю крышку и всасывающий патрубок. Это приводит к необходимости часто ремонтировать переднюю крышку и всасывающий патрубок или даже полностью заменять последний, что сокращает срок эксплуатации насоса и усложняет эксплуатацию.

Наиболее близким к заявляемому грунтовому насосу по существенным признакам и достигаемому эффекту является устройство по а.с. СССР №1149057 «Грунтовый насос», МКИ-4: F04D 29/16; F04D 7/02, заявл. 31.05.83. Этот насос выбран в качестве прототипа.

Известный грунтовой насос содержит снабженный задней и передней крышками наружный корпус с размещенными в нем внутренним корпусом в форме улитки, имеющим защитные передний и задний бронедиски, вал, на котором закреплено рабочее колесо, всасывающий и нагнетательный патрубки, установочное 6 кольцо, закрепленное на внутреннем корпусе и снабженное покрытием 12, основное 7 эластичное уплотнительное кольцо и дополнительное 9 уплотнительное кольцо, прижимное кольцо 15. Последнее при наличии зазора между ним и кольцом 6 образует посредством покрытия 12 эластичный кольцевой невозвратный (обратный) клапан 16. Этот клапан предназначен для исключения попадания гидросмеси между корпусами. Однако детали, образующие клапан, в процессе эксплуатации изнашиваются и требуют замены. С одной стороны, сокращается эксплуатационный ресурс насоса, с другой стороны производить замену нескольких деталей на месте работы насоса, а не в стационарных условиях, сложно. Но главная причина, уменьшающая сроки эксплуатации известного грунтового насоса, заключается в другом. А именно в месте состыковки заднего бронедиска и внутреннего корпуса происходит завихрение потока гидросмеси, начинается кавитация. Возникающая ударная волна разрушает поверхности внутреннего корпуса, заднего бронедиска, рабочего колеса. Замена таких важных узлов трудоемка и не всегда возможна на месте эксплуатации.

Задачей заявляемого изобретения является повышение срока эксплуатации насоса при удобстве обслуживания.

Технический результат заключается в устранении кавитации во внутреннем корпусе, выполненном в форме улитки, и исключении попадания гидросмеси между корпусами.

Указанная задача достигается тем, что в известном грунтовом насосе, содержащем снабженный задней и передней крышками наружный корпус с размещенными в нем внутренним корпусом в форме улитки, имеющим защитные бронедиски, вал, на котором закреплено рабочее колесо, всасывающий и нагнетательный патрубки, согласно изобретению внутренний корпус выполнен за одно целое с задним защитным бронедиском, а передний защитный бронедиск снабжен фланцем, стыкующимся с фланцем всасывающего патрубка с образованием паза, в который входит выступ рабочего колеса для исключения попадания гидросмеси между наружным и внутренним корпусами.

В грунтовом насосе фланец всасывающего патрубка может быть выполнен с отступом от торцевой плоскости последнего с образованием хвостовика так, что стыковка указанного фланца и выступа рабочего колеса осуществлена по торцевым плоскостям и цилиндрическим поверхностям, стыковка выступа рабочего колеса и фланца переднего защитного бронедиска осуществлена по цилиндрической поверхности, а стыковка фланцев всасывающего патрубка и указанного бронедиска осуществлена по торцевым плоскостям.

В грунтовом насосе корпус внутренний, передний защитный бронедиск, всасывающий и нагнетательный патрубки могут быть выполнены из износостойкого белого чугуна.

В грунтовом насосе корпус внутренний, передний защитный бронедиск, всасывающий и нагнетательный патрубки могут быть выполнены из спецсплава ИЧ260Х26ГН.

В грунтовом насосе передний защитный бронедиск может быть прижат к внутреннему корпусу болтами, проходящими через переднюю крышку, закрепленную на наружном корпусе.

Проведенные исследования по патентным и научно-техническим источникам свидетельствуют, что предлагаемая конструкция грунтового насоса неизвестна и не следует явным образом из изученного уровня техники, а, следовательно, соответствует критериям «новизна» и «изобретательский уровень».

Заявляемый грунтовой насос может быть изготовлен в условиях машиностроительного предприятия, специализирующегося в данной отрасли, с использованием стандартного отечественного или импортного оборудования, известных технологий и материалов. Он может широко использоваться в отраслях промышленности, связанных со строительными работами, с добычей и переработкой полезных ископаемых, где требуется перекачка абразивных жидкостей.

Таким образом, заявляемый грунтовой насос соответствует критерию «промышленная применимость».

Предлагаемая совокупность существенных признаков сообщает заявляемому устройству новые свойства, позволяющие решить поставленную задачу.

Выполнение внутреннего корпуса за одно целое с задним защитным бронедиском имеет тот положительный момент, что не стало мест состыковок, в которых происходит завихрение потока, вызывающее кавитацию.

Выполнение переднего защитного бронедиска с фланцем, стыкующимся с фланцем всасывающего патрубка с образованием паза, в который входит выступ рабочего колеса, исключает попадание гидросмеси между наружным и внутренним корпусами. В результате они служат в течение более длительного срока и не требуют частой замены рабочих узлов.

Использование износостойкого белого чугуна, например спецсплава ИЧ260Х26ГН, для изготовления рабочих узлов, наиболее подвергающихся разрушающему воздействию транспортируемой гидросмеси, увеличивает срок эксплуатации насоса, благодаря уменьшению абразивного износа узлов.

Крепление переднего защитного бронедиска к внутреннему корпусу посредством прижатия болтами, проходящими через переднюю крышку, закрепленную на наружном корпусе, упрощает эксплуатацию, поскольку обычно бронедиски крепятся резьбовым соединением, выполненным в стальных вставках в чугун. При ослаблении резьбового соединения оператору, обслуживающему насос, приходилось прилагать большее усилие, чем теперь при указанной конструкции крепления.

Заявляемый грунтовой насос представлен на чертежах:

фиг.1 - продольный разрез грунтового насоса;

фиг.2 - разрез А-А на фиг.1;

фиг.3 - увеличенный узел А.

Заявляемый насос конструктивно выполнен в двухкорпусном исполнении: с разъемным 1 наружным корпусом и размещенным в нем внутренним 2 корпусом, выполненным в форме улитки за одно целое с защитным задним бронедиском, что не только устраняет кавитацию, но и упрощает сборку насоса. Внутренний корпус 2 снабжен передним защитным бронедиском 3, имеющим фланец 4. Насос содержит вал (не обозначен) с закрепленным на нем рабочим колесом 5, а также всасывающий 6 и нагнетательный 7 патрубки. Всасывающий 6 патрубок выполнен с фланцем 8, расположенным с отступом от торцевой плоскости патрубка. Фланцы 4 и 8 стыкуются с образованием паза, в который входит выступ 9 рабочего колеса 5. Как видно на фиг.1, стыковка фланца 8 и выступа 9 осуществлена по торцевым плоскостям и цилиндрическим поверхностям, стыковка выступа 9 рабочего колеса 5 и фланца 4 переднего защитного бронедиска 3 осуществлена по цилиндрическим поверхностям, а стыковка фланца 8 всасывающего патрубка 6 и фланца 4 бронедиска 3 - по торцевым плоскостям. Благодаря стыковке указанных узлов, создается «замок», не позволяющий гидросмеси проникать между корпусами 1 и 2. Для изготовления внутреннего корпуса 2, переднего защитного бронедиска 3, всасывающего 6 и нагнетательного 7 патрубков используется износостойкий белый чугун, например спецсплав ИЧ260Х26ГН. Крепление переднего защитного бронедиска 3 к внутреннему корпусу 2 производится посредством прижатия болтами 10, проходящими через переднюю крышку 11, закрепленную на наружном корпусе 1, к которому также прикреплена задняя крышка 12.

Заявляемый грунтовой насос для гидротранспортирования абразивных пород работает следующим образом.

При вращении рабочего колеса 5 гидросмесь, поступающая через всасывающий патрубок 6, перемещается по внутреннему корпусу 2, представляющему собой цельную конструкцию, и выходит наружу из нагнетательного патрубка 7. Благодаря отсутствию кавитации и исключению попадания гидросмеси между корпусами 1 и 2 насоса, удлиняется срок его эксплуатации.

Преимущества заявляемого грунтового насоса:

- увеличение эксплуатационного ресурса в 1,5-2 раза;

- упрощение эксплуатации;

- уменьшение трудоемкости при сборке.

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано в строительстве, при добыче и переработке полезных ископаемых, при очистке водоемов. Насос имеет наружный корпус (К)1 и размещенный в нем внутренний К2, выполненный в форме улитки. К2 выполнен за одно целое с защитным задним бронедиском (Б). К2 снабжен передним Б, имеющим фланец (Ф)4. Насос содержит вал с закрепленным на нем рабочим колесом 5, всасывающий патрубок 6 и нагнетательный патрубок. Патрубок 6 выполнен с Ф8, расположенным с отступом от торцевой плоскости патрубка 6. Ф4 и 8 стыкуются с образованием паза, в который входит выступ 9 рабочего колеса 5. Стыковка Ф8 и выступа 9 осуществлена по торцевым плоскостям и цилиндрическим поверхностям. Стыковка выступа 9 рабочего колеса 5 и Ф4 переднего защитного Б осуществлена по цилиндрическим поверхностям, а стыковка Ф8 патрубка 6 и фланца 4Б - по торцевым плоскостям. Благодаря стыковке указанных узлов создается «замок», не позволяющий гидросмеси проникать между К 1 и 2. Изобретение направлено на устранение кавитации во внутреннем корпусе и исключение попадания гидросмеси между корпусами. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Грунтовой насос, содержащий снабженный задней и передней крышками наружный корпус с размещенными в нем внутренним корпусом в форме улитки, имеющим защитные бронедиски, вал, на котором закреплено рабочее колесо, всасывающий и нагнетательный патрубки, отличающийся тем, что внутренний корпус выполнен за одно целое с задним защитным бронедиском, а передний защитный бронедиск снабжен фланцем, стыкующимся с фланцем всасывающего патрубка с образованием паза, в который входит выступ рабочего колеса для исключения попадания гидросмеси между наружным и внутренним корпусами.2. Грунтовой насос по п.1, отличающийся тем, что фланец всасывающего патрубка выполнен с отступом от торцевой плоскости последнего с образованием хвостовика так, что стыковка указанного фланца и выступа рабочего колеса осуществлена по торцевым плоскостям и цилиндрическим поверхностям, стыковка выступа рабочего колеса и фланца переднего защитного бронедиска осуществлена по цилиндрической поверхности, а стыковка фланцев всасывающего патрубка и указанного бронедиска осуществлена по торцевым плоскостям.3. Грунтовой насос по п.1, отличающийся тем, что внутренний корпус, передний защитный бронедиск, всасывающий и нагнетательный патрубки выполнены из износостойкого белого чугуна.4. Грунтовой насос по п.1, отличающийся тем, что внутренний корпус, передний защитный бронедиск, всасывающий и нагнетательный патрубки выполнены из спецсплава ИЧ260Х26ГН.5. Грунтовой насос по п.1, отличающийся тем, что передний защитный бронедиск прижат к внутреннему корпусу болтами, проходящими через переднюю крышку, закрепленную на наружном корпусе.