ШНЕКОВЫЙ НАСОС ЗЕМЛЯКОВА ДЛЯ ВЯЗКИХ МАСС Российский патент 2008 года по МПК F04D7/00 F04D3/02 

Изобретение относится к объемным шнековым насосам, выполненным в виде ручного инструмента с автономным приводом либо тяжелого устройства, установленного на колесной тележке, и может быть использовано для зачистки и перекачки как вязких и пластичных масс, так и вязкопластичных масс, например меда, патоки, отстоя растительного масла, сливочного масла, теста, технической крови, а также легкотекучей нефти, загустевшей нефти, технических жиров, солидола, мазута, строительных растворов, пенобетона, речного ила и др. Управление насосом может выполняться руками одного рабочего либо манипулятором специализированного робота. Насос может также использоваться и спасателями МЧС при ликвидации последствий стихийных бедствий, например при зачистке нефтяных выбросов на береговую линию.

Известны шнековые насосы для зачистки и перекачки вязкопластичных масс: «Шнековый насос для зачистки вязкопластичных и илово-песчаных масс» (RU 2177087 С1, 20.12.2001) и «Шнековый насос Землякова» (RU 2194881 C1, 20.12.2002), имеющие цилиндрический корпус, в котором с возможностью легкого вращения установлен шнек, входная часть которого, имеющая винтовую лопасть с бортом, выступает из корпуса, а выходная часть шнека, размещенная в корпусе, выполнена двузаходной. К выходной части корпуса тангенциально прикреплен патрубок для выдавливания в напорный шланг нагнетаемой массы. Внутренняя поверхность корпуса имеет гладкую цилиндрическую поверхность.

Недостатком известных насосов является то, что для транспортирования в цилиндрической полости таких высоковязких масс, как, например, мазут, с помощью вращающегося шнека необходимо создать условие, чтобы сопротивление массы по внутренней поверхности корпуса было бы больше, чем сопротивление о поверхности лопастей и вала шнека. Но гладкая цилиндрическая поверхность корпуса этого технического условия не обеспечивает.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве ближайшего аналога, является «Шнековый насос Землякова» (RU 2241856 С2, 10.12.2004), содержащий корпус, снабженный тангенциальным выходным патрубком и шнеком, размещенным в корпусе с возможностью свободного вращения, при этом шнек выполнен из входной однозаходной части и выходной двузаходной части и при этом входная часть шнека, выступающая из корпуса, лопасти которой выполнены с бортами, охвачена неподвижным решетчатым кожухом.

Недостатком известного насоса является то, что гладкая, цилиндрическая внутренняя поверхность корпуса не обеспечивает достаточного сцепления с перекачиваемой массой и тем самым не дает возможности продвижения ее вдоль оси шнека по его поверхности. Кроме того, входная однозаходная часть шнека, выступающая из корпуса, не обеспечивает возможности зачищать большие объемы массы и подавать ее к рабочей поверхности лопасти шнека даже при условии заглубленной и перемещаемой входной части шнека в массе. Это происходит из-за отсутствия лопастного питателя у входной части шнека.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в повышении универсальности насоса и повышении его производительности для перекачки высоковязких масс, пластичных масс и жидкостей, с получением энергосберегающих возможностей.

Это достигается тем, что шнековый насос для вязких масс, содержащий корпус, снабженный тангенциальным выходным патрубком и шнеком, размещенным в корпусе с возможностью свободного вращения, при этом шнек выполнен из входной однозаходной части и выходной двузаходной части, и выходная часть шнека размещена в цилиндрической полости корпуса, а входная часть шнека, выступающая из корпуса, лопасти которой выполнены с бортами, охвачена неподвижным решетчатым кожухом, при этом корпус по всей длине снабжен сменными трубчатыми цилиндрическими вставками, вставкой имеющей на боковой поверхности отверстие, совмещенное с отверстием выходного патрубка, и параллельные между собой и осью сквозные пазы с прямоугольным или фасонным профилем в поперечном сечении, торец вставки со стороны отверстия под выходной патрубок снабжен кольцевым бортиком, а на равном удалении от края второго торца вставки выполнены резьбовые отверстия, либо такой же вставкой, но без пазов, кроме того, входная часть шнека снабжена легкосъемным лопастным питателем, прикрепленным со стороны входного торца вала шнека через диск питателя, так что входная часть шнека охвачена двумя или более профильными лопастями, которые одним торцом прикреплены к периферии диска питателя, а их вторые торцы жестко скреплены с центрирующим кольцом, внутренний диаметр которого равен наружному диаметру шнека, а наружный его диаметр меньше диаметра диска питателя, при этом угол раскрытия каждой лопасти между касательной к диаметру шнека и ее плоскостью составляет от 5 до 45°, и передние кромки лопастей не параллельны их задним кромкам. Сменные трубчатые, цилиндрические вставки могут быть выполнены из полиамида либо из алюминия литьем. Ширина паза вставки может иметь величину от 2 до 40% от ее внутреннего диаметра. Количество сквозных пазов во вставке может составлять от 3 до 50. Торцевая часть вала входной части шнека может быть выполнена с четырехгранными боковыми лысками.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид насоса без привода. На фиг.2 изображено сечение А-А корпуса насоса. На фиг.3 изображена трубчатая цилиндрическая вставка со сквозными продольными пазами. На фиг.4 изображена трубчатая цилиндрическая вставка без пазов. На фиг.5 изображено осевое сечение лопастного питателя. На фиг.6 изображено сечение Б-Б питателя. На фиг.7 изображена развертка лопасти питателя.

Насос выполнен из корпуса 1 к которому тангенциально прикреплен выходной патрубок 2. В полости корпуса 1 размешен с возможностью вращения шнек 3. Шнек 3 выполнен из входной 4 однозаходной части и выходной 5 двузаходной части. Входная часть 4 шнека выступает из корпуса 1, а лопасть 6 шнека части 4 имеет борт 7. Входная часть 4 охвачена решетчатым кожухом 8, который соединен с корпусом 1. В полости корпуса 1 по всей его длине установлена сменная трубчатая, цилиндрическая вставка 9, имеющая на боковой поверхности отверстие 10, совместимое с отверстием патрубка 2, а также параллельные между собой и осью шнека 3 сквозные продольные пазы 11. Со стороны отверстия 10 вставка 9 снабжена плоским кольцом 12. Вблизи второго торца вставки 9 выполнены резьбовые отверстия 13. Кроме этого в полость корпуса 1 может быть вставлена такая же по размерам вставка 14, на внутренней поверхности которой нет сквозных пазов. Входная часть 4 шнека 3 снабжена легкосъемным лопастным питателем 15, прикрепленным к торцу 16 входного вала шнека 3 с помощью диска 17. Лопасти 18 охватывают входную часть 4 шнека 3, при этом лопасти 18 одними торцами прикреплены к диску 17, а вторыми - к центрирующему кольцу 19, кроме того, задние кромки 20 лопастей 18 параллельны оси шнека, а передние кромки 21 не параллельны задним кромкам 20. Угол α раскрытия каждой лопасти может выполняться от 5 до 65°.

Насос работает следующим образом.

Насос берется оператором за рукоятки 22 и заглубляется решетчатым кожухом 8, например, в мазут, включается привод насоса, например электродвигатель, и с помощью рукояток 22 насос начинают перемещать в массе мазута, обеспечивая при этом наиболее полное наполнение шнека с помощью питателя 15 и наибольшую производительность перекачки мазута. Для высокопроизводительной работы с пластичными и вязкопластичными массами насос необходимо постоянно перемещать так, чтобы входная часть шнека постоянно наполнялась массой.

Если приобретенным насосом предстоит также выполнить большой объем работ по перекачке жидкостей или полувязких масс, например таких, как загрязненная вода после ливневых дождей или весеннего половодья, или свежеоткаченный мед или сметана, или, например, нефть, то целесообразнее в корпусе насоса заменить вставку с пазами на вставку без пазов, такая замена позволит сэкономить электроэнергию для привода.

Снабжение цилиндрической полости насоса вставкой с продольными сквозными пазами на боковой поверхности позволяет обеспечить достаточное сцепление вязкой массы с корпусом насоса и, таким образом, обеспечить возможность перемещения вязкой массы вдоль оси шнека к выходному отверстию. При отсутствии пазов в стенке корпуса вязкая масса будет испытывать большее сопротивление при перемещении в межвитковых каналах шнека, чем сопротивление о стенку корпуса, и тогда масса залипает к поверхности шнека и вращается вместе с ним относительно стенки корпуса, не обеспечивая ее продвижения к выходному отверстию.

Ширина паза менее 2% от величины внутреннего диаметра вставки для таких вязких масс, как, например, мазут марки 100, не обеспечит достаточного сопротивления. А ширина паза более 40% от величины внутреннего диаметра вставки снизит механическую прочность самой вставки.

Количество сквозных пазов менее трех не обеспечит достаточного сопротивления при перекачке высоковязких масс. Количество сквозных пазов более 50 снизит жесткость конструкции вставки.

В близи диска лопастного питателя ширина лопасти выполнена больше, чем у центрирующего кольца, это позволит сохранить лопасти от поломки, так как чем дальше от диска, тем будет больше механический момент силы, который может деформировать лопасти.

Устройство такого шнекового насоса наиболее целесообразно использовать в работе при зачистке и перекачке таких пластичных или вязкопластичных масс, как, например, загустевшая нефть, мазут, пенобетон, отстой растительного масла, техническая кровь на мясокомбинатах, солидол, литол, речной ил и, других неньютоновских жидкостей со слабой самостоятельной текучестью.

Возможность использования в насосе легкосменных вставок для корпуса, одну с пазами для перекачки высоковязких масс, а вторую без пазов для перекачки жидкостей, делает насос универсальным и энергосберегающим.

Изобретение относится к шнековым насосам для зачистки и перекачки вязких, пластичных и вязкопластичных масс, выполненным в виде ручного инструмента с автономным приводом или установленного на колесной тележке. Корпус насоса по всей длине снабжен сменными трубчатыми цилиндрическими вставками (В) и В, имеющей на боковой поверхности отверстие (О), совмещенное с О выходного патрубка, и параллельные между собой и осью сквозные пазы с прямоугольным или фасонным профилем в поперечном сечении. Торец В со стороны О под выходной патрубок снабжен кольцевым бортиком, а на равном удалении от края второго торца В выполнены резьбовые О, либо такой же В, но без пазов. Входная часть шнека снабжена легкосъемным лопастным питателем, прикрепленным со стороны входного торца вала шнека через диск питателя, так что входная часть шнека охвачена двумя или более профильными лопастями (Л). Л одним торцом прикреплены к периферии диска питателя, а их вторые торцы жестко скреплены с центрирующим кольцом, внутренний диаметр которого равен наружному диаметру шнека, а наружный его диаметр меньше диаметра диска питателя. Угол раскрытия каждой Л между касательной к диаметру шнека и ее плоскостью составляет от 5 до 65°. Передние кромки Л не параллельны их задним кромкам. Изобретение направлено на повышение универсальности насоса и повышение его производительности. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Шнековый насос для вязких масс, содержащий корпус, снабженный тангенциальным выходным патрубком и шнеком, размещенным в корпусе с возможностью свободного вращения, при этом шнек выполнен из входной однозаходной части и выходной двузаходной части и выходная часть шнека размещена в цилиндрической полости корпуса, а входная часть шнека, выступающая из корпуса, лопасти которой выполнены с бортами, охвачена неподвижным решетчатым кожухом, отличающийся тем, что корпус по всей длине снабжен сменными трубчатыми цилиндрическими вставками, вставкой, имеющей на боковой поверхности отверстие совмещенное с отверстием выходного патрубка, и параллельные между собой и осью сквозные пазы с прямоугольным или фасонным профилем в поперечном сечении, торец вставки со стороны отверстия под выходной патрубок снабжен кольцевым бортиком, а на равном удалении от края второго торца вставки выполнены резьбовые отверстия, либо такой же вставкой, но без пазов, кроме того, входная часть шнека снабжена легкосъемным лопастным питателем, прикрепленным со стороны входного торца вала шнека через диск питателя так, что входная часть шнека охвачена двумя или более профильными лопастями, которые одним торцем прикреплены к периферии диска питателя, а их вторые торцы жестко скреплены с центрирующим кольцом, внутренний диаметр которого равен наружному диаметру шнека, а наружный его диаметр меньше диаметра диска питателя, при этом угол раскрытия каждой лопасти между касательной к диаметру шнека и ее плоскостью составляет от 5 до 65°, и передние кромки лопастей не параллельны их задним кромкам.2. Насос по п.1, отличающийся тем, что сменные трубчатые, цилиндрические вставки выполнены из полиамида либо из алюминия литьем.3. Насос по п.2, отличающийся тем, что ширина паза вставки имеет величину от 2 до 40% от ее внутреннего диаметра.4. Насос по п.3, отличающийся тем, что количество сквозных пазов во вставке составляет от 3 до 50.5. Насос по п.1, отличающийся тем, что торцевая часть вала входной части шнека выполнена с четырехгранными боковыми лысками.