ШНЕКОВО-ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС ЗЕМЛЯКОВА С МОБИЛЬНЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ Российский патент 2008 года по МПК F04D7/00 

Изобретение относится к технике шнековых насосов, выполненных в виде легкого ручного инструмента со съемным автономным приводом, например таким как сетевые или аккумуляторные электродрели либо шуруповерты. Шнековый насос может быть использован для перекачки различных жидкостей, таких как вода, пищевые или не пищевые растворы, например, на даче, в гараже или на производстве, а также для перекачки жидкостей с повышенной вязкостью, например загрязненную илом воду или жидкий мед, сливки и другие аналогичные жидкие массы. Управление насосом может выполняться двумя руками одним человеком. Насос может найти использование как в частном хозяйстве любой семьи, так и в промышленном производстве.

Известны шнековые насосы, выполненные в виде ручного инструмента, снабженные автономным двигателем. Такие насосы выполнены из цилиндрического корпуса, в котором подвижно размещен шнек. При этом шнек имеет входную часть с одной винтовой лопастью и выходную часть с двумя винтовыми лопастями и соединен с помощью вала через редуктор с автономным приводом. Выходная часть шнека размещена в цилиндрической полости корпуса, а входная часть шнека выступает из корпуса. Лопасть выступающей из корпуса части шнека со стороны рабочей поверхности снабжена прикрепленным бортом. Выступающая из корпуса часть шнека охвачена неподвижным решетчатым кожухом, патент России №2194881 «Шнековый насос для зачистки вязкопластичных и илово-песчаных масс» [1] и патент России №2241856 «Шнековый насос Землякова» [2].

Недостатком известных шнековых насосов (патенты России №2194881 и №2241856) является то, что эти насосы снабжены специальными редукторами, общепромышленными электродвигателями или бензодвигателями, либо пневмодвигателями, которые имеют значительную массу и габариты. Для присоединения перечисленных сборочных единиц используется специальная крепежная оснастка. Кроме того, известные шнековые насосы предназначены в основном для перекачки вязкопластичных масс и в связи с этим в них, в объеме корпуса, шнек снабжен двухзаходной винтовой лопастью. В целом, указанные недостатки делают конструкцию достаточно тяжелой, более громоздкой и менее удобной в роли ручного инструмента.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является патент России №2280193 «Мобильный шнековый насос для жидкостей конструкции Землякова» [3], содержащий корпус, торцевая часть которого над выходной частью шнека снабжена центробежной камерой с большим, чем у корпуса, диаметром, к боковой поверхности которой тангенциально прикреплен выходной патрубок, шнек с однозаходной винтовой лопастью, по периферии рабочей части которой установлен борт, а входная часть шнека охвачена неподвижным решетчатым защитным кожухом.

Недостатком такого мобильного шнекового насоса для жидкостей конструкции Землякова (патент России №2280193) является то, что к этому насосу можно присоединять только такие электродрели или шуруповерты, которые для крепления зажимного патрона имеют конус Морзе. Однако в настоящее время в замен конуса Морзе для крепления зажимного патрона во многих моделях электродрелей и шуруповертов применяют точное резьбовое соединение. Кроме того, в конструкции известного насоса используется много металлических деталей, что для ручного инструмента утяжеляет конструкцию.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в расширении ассортимента мобильного привода для насоса, как отечественного, так и зарубежного исполнения, а также выполнении насоса более легким, с более надежным механическим соединением насоса и привода и с улучшенными гидравлическими параметрами.

Это достигается тем, что шнеково-центробежный насос с мобильным электроприводом, содержащий цилиндрический корпус под шнек, осесимметрично совмещенный с центробежной камерой, имеющей больший, чем у корпуса, внутренний диаметр, снабженной тангенциальным выходным патрубком, в которых соответственно размещены с возможностью вращения шнек и центробежный диск с лопатками, установленные на одном валу, который приводным концом установлен в подшипниках, размещенных в цилиндрическом корпусе, который разъемно соединен с переходным трубчатым корпусом, в котором закреплена головная часть шуруповерта или электродрели, а на втором конце приводного вала, имеющего меньший диаметр, съемно установлен трубчатым валом одновинтовой шнек, лопасть которого по периферии всей рабочей поверхности снабжена бортом, при этом трубчатый вал съемного шнека с одного конца снабжен торцевыми шлицами, которыми он соединен с ответными торцевыми шлицами приводного вала, при этом хвостовик приводного вала разъемно соединен с переходным элементом, второй конец которого разъемно закреплен в зажимном патроне шуруповерта, корпус которого охвачен натяжным поясом, соединенным с двумя серьгами, закрепленными на наружной поверхности переходного трубчатого корпуса, по внутреннему диаметру которого со стороны головной части шуруповерта он снабжен компенсирующим кольцом, кроме того, выходная часть корпуса под шнек заглублена в полость центробежной камеры с образованием зазора h между ее торцом и плоскостью диска и имеет коническую образующую наружной поверхности, а боковая и торцевая поверхности входной части корпуса под шнек снабжены сквозными отверстиями, и торцевая поверхность вдоль оси корпуса снабжена центрирующим отверстием под торцевой стержень вала, несущего трубчатый вал съемного шнека, поджатого резьбовой гайкой к торцевым шлицам приводного вала, при этом съемный шнек, корпус под шнек и цилиндрический корпус под подшипники выполнены из пластика. Хвостовик приводного конца вала выполнен с боковыми лысками. Лыски приводного конца вала в сечении выполнены в виде квадрата. Переходной элемент может быть выполнен в виде двухступенчатого цилиндрического стержня, в одном торце которого выполнено глухое отверстие с внутренним четырехгранником в сечении. Приводной вал шнека выполнен из металла. Съемный шнек, корпус под шнек и цилиндрический корпус для размещения подшипников могут быть выполнены из капролона. Компенсирующее кольцо может быть выполнено из эластичного пластика или резины. Натяжной пояс может быть выполнен из эластичной резины или кожаного ремня с пряжкой.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид насоса, соединенного с шуруповертом, имеющим автономное аккумуляторное электропитание. На фиг.2 изображен увеличенно выров непосредственно насоса с местными выровами. На фиг.3 изображен вид по стрелке А на фиг.2. На фиг.4 изображен увеличенно выров переходного трубчатого корпуса с размещенной в нем частью шуруповерта и его патрона с зажатым переходным элементом, установленным на хвостовик вала шнека. На Фиг.5 изображен в изометрии переходной элемент.

Устройство мобильного шнеково-центробежного насоса выполнено из корпуса 1, осесимметрично совмещенного с центробежной камерой 2, снабженной тангенциальным выходным патрубком 3. В корпусе 1 и камере 2 на одном приводном валу 4 установлены шнек 5 и центробежный диск 6 с лопатками 7. Приводной вал 4 установлен в подшипниках 8, размещенных в цилиндрическом корпусе 9, который разъемно соединен с переходным трубчатым корпусом 10, в котором закреплена головная часть 11 шуруповерта 12 или электродрели. На втором конце вала 4, имеющего меньший диаметр, съемно установлен трубчатым валом 13 одновинтовой шнек 5, лопасть которого по периферии всей рабочей поверхности имеет борт 14. Трубчатый вал 13 со стороны диска 6 имеет торцевые шлицы 15, которыми он соединен с ответными торцевыми шлицами 16, выполненными на валу 4, при этом хвостовик 17 приводного вала 4 разъемно соединен с переходным элементом 18, второй конец 19 которого разъемно закреплен в зажимном патроне 20 шуруповерта 12. Корпус шуруповерта 12 охвачен вдоль его оси натяжным поясом 21, соединенным с двумя серьгами 22, закрепленными на наружной поверхности корпуса 10, по внутреннему диаметру которого со стороны головной части 11 шуруповерта 12 он снабжен компенсирующим кольцом 23. Выходная для жидкости часть корпуса 1 заглублена в полость центробежной камеры 2 с образованием зазора h между кольцевым торцом 24 корпуса 1 и плоскостью диска 6, при этом наружная поверхность 25 корпуса 1 в камере 2 имеет коническую образующую. Цилиндрическая боковая поверхность корпуса 1 вдоль образующей имеет несколько рядов отверстий 26, которые имеются также и на торцевой 27, входной для жидкости, части корпуса 1. В центре торцевой 27 части имеется центрирующее отверстие 28 для торцевого стержня 29 вала 4, несущего трубчатый вал 13 съемного шнека, поджатого резьбовой гайкой 30 к торцевым шлицам 16. Хвостовик 17 приводного вала 4 имеет плоские боковые лыски в виде граней, на которые вставляется ответными гранями глухого отверстия 31 переходной элемент 18. Шуруповерт 12 снабжен съемной аккумуляторной батареей 32.

Работа мобильного шнекового насоса осуществляется следующим образом.

Мобильный шнековый насос, как отдельный механический узел, может храниться в отдельной коробке и продаваться в магазине как устройство, совместимое с промышленными отечественными и зарубежными шуруповертами и электродрелями. Перед сборкой насоса с шуруповертом 12 в зажимной патрон 20 шуруповерта 12 зажимают переходной элемент 18 за конец 19. Затем головную часть 11 насоса вставляют в компенсирующее кольцо 23 и зажимают барашковую гайку 33 стяжного хомута 34, охватывающего переходной корпус 10. На хомуте 34 закреплена также рукоятка 35, необходимая для удобства перемещения насоса в жидкости. После чего шуруповерт охватывают натяжным поясом, обеспечивая таким образом механическую надежность соединения шуруповерта и насоса. Насос готов к использованию для перекачивания любых жидкостей.

Нажатием на пусковую кнопку 36 включается двигатель шуруповерта 12, обеспечивая таким образом синхронное вращение зажимного патрона 20, переходного элемента 18 и приводного вала 4 со шнеком 5 и диском 6.

Заглубив корпус 1 на глубину до камеры 2 в перекачиваемую жидкость, обеспечивается ее перекачка по напорному шлангу 37.

По окончании перекачки жидкости снимают натяжной пояс 21, ослабляют гайку 33 хомута 34 и сдвигают его за рукоятку 35 в сторону от головной части 11, обеспечивая таким образом демонтаж насоса от шуруповерта или электродрели.

Наличие конической образующей 25 корпуса 1, заглубленного в камеру 2, с образованием зазора h позволяет увеличить напор насоса, который обеспечивается за счет повышения скорости прохождения жидкости в зазоре h (согласно уравнению Бернули), которая затем плавно падает, переходя по расширяющемуся кольцевому каналу, за счет конической образующей, обеспечивая повышение давления в периферийной области центробежной камеры 2 и повышая тем самым развиваемый насосом напор.

Полезность шнеково-центробежного насоса с мобильным электроприводом заключается в следующем. Во-первых, такой насос, имея малые габариты и вес, может компактно храниться дома, в багажнике автомобиля, на даче, в гараже. Во-вторых, насос быстро совмещается с шуруповертом или электродрелью. В-третьих, таким насосом можно с помощью руки углубляться до дна любых впадинок. Кроме того, не требуется всасывающий шланг, и значит его не надо приобретать и искать место для его хранения. Насос может обеспечивать высокую производительность при низком энергопотреблении. Насос не чувствителен к попаданию в шнек мелкогабаритных комков глины и гравия до диаметра 10 мм. Насос может быть использован с шуруповертом для откачки воды из, например, поврежденного катера или лодки. Носос может быть использован и как вспомогательный инструмент дачника или владельца частного дома, при осуществлении полива растений, например, из емкости для сбора дождевой воды. При этом свободный конец напорного шланга 37 соединяют со специальной форсункой, которая стационарно крепится на опоре в каком-то месте дачного участка, а насосом откачивают (выбирают) воду, например из бочки.

Источники информации

1. Патент России «Шнековый насос для зачистки вязкопластичных и илово-песчаных масс», №2194881 от 20.12.2002 г.

2. Патент России «Шнековый насос Землякова», №2241856 от 10.12.2004 г.

3. Патент России №2280193 «Мобильный шнековый насос для жидкостей конструкции Землякова».

Изобретение относится к насосам со съемным автономным приводом. Трубчатый вал (В) съемного шнека с одного конца снабжен торцевыми шлицами, которыми он соединен с ответными шлицами приводного В. Хвостовик приводного В разъемно соединен с переходным элементом, второй конец которого разъемно закреплен в зажимном патроне шуруповерта (Ш). Корпус Ш охвачен натяжным поясом, соединенным с двумя серьгами, закрепленными на наружной поверхности (П) переходного трубчатого корпуса. По внутреннему диаметру корпуса со стороны головной части Ш корпус снабжен компенсирующим кольцом. Выходная часть корпуса шнека заглублена в полость центробежной камеры с образованием зазора между ее торцом и плоскостью диска и имеет коническую образующую наружной П. Боковая и торцевая П входной части корпуса под шнек снабжены сквозными отверстиями. Торцевая П вдоль оси корпуса снабжена центрирующим отверстием под торцевой стержень В, несущего трубчатый В съемного шнека, поджатого резьбовой гайкой к торцевым шлицам ПВ. Съемный шнек, корпус шнека и цилиндрический корпус под подшипники выполнены из пластика. Изобретение направлено на расширение ассортимента мобильного привода для насоса, выполнение насоса более легким, с более надежным механическим соединением насоса и привода и с улучшенными гидравлическими параметрами. 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Шнеково-центробежный насос с мобильным электроприводом, содержащий цилиндрический корпус под шнек, осесимметрично совмещенный с центробежной камерой, имеющей больший, чем у корпуса, внутренний диаметр, снабженной тангенциальным выходным патрубком, в которых соответственно размещены с возможностью вращения шнек и центробежный диск с лопатками, установленные на одном валу, который приводным концом установлен в подшипниках, размещенных в цилиндрическом корпусе, который разъемно соединен с переходным трубчатым корпусом, в котором закреплена головная часть шуруповерта или электродрели, а на втором конце приводного вала, имеющего меньший диаметр, съемно установлен трубчатым валом одновинтовой шнек, лопасть которого по периферии всей рабочей поверхности снабжена бортом, отличающийся тем, что трубчатый вал съемного шнека с одного конца снабжен торцевыми шлицами, которыми он соединен с ответными торцевыми шлицами приводного вала, при этом хвостовик приводного вала разъемно соединен с переходным элементом, второй конец которого разъемно закреплен в зажимном патроне шуруповерта, корпус которого охвачен натяжным поясом, соединенным с двумя серьгами, закрепленными на наружной поверхности переходного трубчатого корпуса, по внутреннему диаметру которого со стороны головной части шуруповерта он снабжен компенсирующим кольцом, кроме того, выходная часть корпуса под шнек заглублена в полость центробежной камеры с образованием зазора h между ее торцом и плоскостью диска и имеет коническую образующую наружной поверхности, а боковая и торцевая поверхности входной части корпуса под шнек снабжены сквозными отверстиями, и торцевая поверхность вдоль оси корпуса снабжена центрирующим отверстием под торцевой стержень вала, несущего трубчатый вал съемного шнека, поджатого резьбовой гайкой к торцевым шлицам приводного вала, при этом съемный шнек, корпус под шнек и цилиндрический корпус под подшипники выполнены из пластика.2. Насос по п.1, отличающийся тем, что хвостовик приводного конца вала выполнен с боковыми лысками.3. Насос по п.2, отличающийся тем, что лыски приводного конца вала в сечении выполнены в виде квадрата.4. Насос по п.1, отличающийся тем, что переходной элемент выполнен в виде двухступенчатого цилиндрического стержня, в одном торце которого выполнено глухое отверстие с внутренним четырехгранником в сечении.5. Насос по п.1, отличающийся тем, что приводной вал шнека выполнен из металла.6. Насос по п.1, отличающийся тем, что съемный шнек, корпус под шнек и цилиндрический корпус для размещения подшипников выполнены из капролона.7. Насос по п.1, отличающийся тем, что компенсирующее кольцо выполнено из эластичного пластика или резины.8. Насос по п.1, отличающийся тем, что натяжной пояс выполнен из эластичной резины или кожаного ремня с пряжкой.