СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОМЫВКИ НАСОСА Российский патент 2014 года по МПК F04B1/00 E03F5/22 F04D7/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу очистки корпуса насоса и, более конкретно, корпуса сливного насоса домашнего модуля порционной очистки воды, соответствующему ограничительной части п.1 формулы.

Согласно предлагаемому способу через корпус насоса пропускают жидкость, чтобы удалить скапливающееся в нем твердое вещество.

Изобретение относится также к прокачивающему устройству, соответствующему ограничительной части п.8 формулы.

Уровень техники

Насосы, используемые в очищающих модулях порционного действия, работают в окружающих средах, состоящих из жидкости и твердого вещества. Указанное вещество легко скапливается, в частности, в корпусе насоса, что может помешать функционированию данного модуля, причем перемещение твердого вещества из насоса по направлению потока обычно нежелательно. Такая ситуация имеет место, когда, например, воду, обработанную в очищающем модуле порционного действия, удаляют из него. При запуске насоса, в котором скопилось твердое вещество, он выкачивает также и указанный осадок. Если объемы жидкости, вытесняемой таким образом, невелики, это вещество, остающееся во внутреннем объеме насоса, существенно увеличивает количество нежелательных примесей.

Чтобы избежать указанных проблем, для таких насосов были разработаны технические решения, использующие сжатый воздух. Они представлены, в частности, в описании к патентному документу ЕР 1566498 и в описании к патенту Германии на полезную модель №20105661. Согласно описанию к ЕР 1566498 твердое вещество, скопившееся в трубопроводе, удаляют из трубы, откачивая его посредством сжатого воздуха обратно в разделительную камеру для сточных вод.

В публикациях JP 2004351400 и JP 20001271782 описаны насосы, с помощью которых можно непрерывно отделять воду от отстоя, содержащего твердое вещество. Однако такие технические решения дороги, сложны, а использование их в очищающих модулях порционного действия затруднительно.

Раскрытие изобретения

Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, состоит в устранении проблем, присущих известным технологиям, и в разработке полностью нового технического решения, касающегося, в первую очередь, удаления твердого вещества из сливного насоса очищающего модуля порционного действия во время рабочих периодов указанного блока.

Принцип, заложенный в основу изобретения, заключается в том, что корпус сливного насоса промывают, пропуская через него водную суспензию, поступающую из промывочного бака, причем указанный бак выполняет функцию буфера.

При этом до промывки промывочный бак заполняют, используя для закачивания водной суспензии в бак сливной насос, чтобы одновременно с закачиванием удалить из корпуса насоса, по меньшей мере, часть твердого вещества, находящегося внутри корпуса. В наиболее пригодном режиме объем водной суспензии, накачиваемой в бак, по меньшей мере, равен объему корпуса сливного насоса, а в предпочтительном варианте превосходит его.

Кроме того, в рамках настоящего изобретения разработано специальное устройство, использующее сливной насос и предназначенное для применения в очищающем модуле порционного действия. Указанное устройство содержит насос с выходной трубой и подсоединено к рабочей емкости модуля. Таким образом, предусмотрена возможность через выходную трубу насоса удалять из очищающего модуля порционного действия водную суспензию, образующуюся в рабочей емкости. Согласно изобретению промывочный бак смещен в вертикальном направлении относительно насоса (т.е. находится над ним) и содержит выпускное и впускное отверстия, причем впускное отверстие подсоединено к выпускному отверстию насоса. По отношению к сливу бак выполняет функцию буфера, а его объем, по меньшей мере, равен объему сливного насоса. При соблюдении этого условия появляется возможность закачать в бак через выпускное отверстие насоса и впускное отверстие бака объем жидкости, эквивалентный полному объему корпуса насоса.

Более конкретно, способ согласно настоящему изобретению, в основном, характеризуется признаками отличительной части п.1 формулы.

В свою очередь прокачивающее устройство согласно настоящему изобретению характеризуется признаками отличительной части п.8 формулы.

Использование изобретения обеспечивает значительные преимущества. Так, предлагаемое техническое решение позволяет промывать насос через требуемые интервалы времени. Удаление твердого вещества, остающегося внутри насоса, можно осуществить достаточно эффективным образом, причем при этом предусмотрена возможность предотвратить миграцию указанного вещества в очищенную воду.

Краткое описание чертежей

Далее изобретение будет рассмотрено более подробно посредством детального описания со ссылками на прилагаемые чертежи.

Фиг.1 на виде сбоку иллюстрирует базовую конструкцию модуля очистки сточных вод, работающего по порционному принципу.

Фиг.2А и 2 В, соответственно в перспективном изображении и на виде сбоку, в частичном разрезе, иллюстрируют конструкцию прокачивающего устройства, оборудованного промывочным баком.

Осуществление изобретения

Как было описано выше, в техническом решении согласно настоящему изобретению корпус сливного насоса очищающего модуля порционного действия чистят посредством регулярной противоточной промывки. Промывка позволяет гарантировать, что вредные количества твердого вещества не скапливаются в насосе и что при включении насоса их можно удалить вместе с жидкостью.

Предусмотрена возможность провести описанную выше процедуру однократно или повторять несколько раз до тех пор, пока насос не окажется фактически очищенным от твердого вещества. После этого из очищающего модуля порционного действия можно удалить воду через промывочный бак, причем без миграции какого-либо твердого вещества из корпуса насоса вместе с удаляемым веществом.

Предусмотрена возможность проводить промывку насоса регулярно во время его работы. В этом случае приемлемые интервалы между промывками выбирают в соответствии с коэффициентом использования. На практике достаточно промывать насос очищающего модуля порционного действия 1-5 раз за 24 часа или реже.

Промывочный бак, который в наиболее удобном варианте помещен над насосом, заполняют в импульсном режиме до тех пор, пока он не окажется почти полным, причем таким образом, чтобы твердое вещество, имеющееся внутри корпуса насоса, тоже переходило в промывочную емкость. После этого смесь жидкость/твердое вещество получает возможность под действием силы тяжести вернуться обратно через насос, тем самым промывая его корпус.

Промывку проводят по мере необходимости. Обычно продолжительность импульсов закачки составляет приблизительно 0,1-20 с, предпочтительно приблизительно 0,5-10 с, а в еще более предпочтительном варианте - 1-3 с. Указанная продолжительность зависит от производительности и объема емкости. Продолжительность периода промывки между импульсами закачки равна, по меньшей мере, 10 с, предпочтительно приблизительно 15 с - 5 мин., а в еще более приемлемом варианте, по меньшей мере, 1 мин. Важно, чтобы продолжительность периода промывки была достаточной для гарантированного удаления твердого вещества из насоса.

Нижняя часть промывочного бака имеет форму конуса, или ее поверхность сужается каким-то другим образом. Указанная часть подсоединена к выпускному отверстию насоса. В более предпочтительном варианте горловина конической нижней части подсоединена к выходному отверстию сливного насоса. Тогда водная суспензия, закачиваемая в промывочный бак, под действием силы тяжести легко перетекает обратно в насос и может промыть его корпус.

Размеры промывочного бака выбирают, например, таким образом, чтобы его объем был в 1-3 раза больше объема насоса. При таком соотношении объемов твердое вещество может эффективно вымываться из внутренней полости насоса. С другой стороны, к преимуществу системы относится тот факт, что объем бака не настолько велик, чтобы его заполнение и противоточная промывка могли взбалтывать отстой в рабочей емкости. В соответствии с этими рекомендациями объем промывочного бака относится к объему насоса приблизительно, как 1-10: 1, особо предпочтительно, как 1-5:1.

Во время работы очищающего модуля порционного действия очищенную воду регулярно удаляют из рабочей емкости через выходную трубу. Возможность реализации промывочной функции, описанной выше, обеспечивается тем, что выходная труба в промывочном баке в предпочтительном варианте расположена на верхней кромке бака ниже уровня, до которого во время импульсов накачки поднимается водная суспензия, закачиваемая для промывки насоса.

Коническую нижнюю часть можно изготовить из того же материала, из которого изготовлены остальные части промывочного бака. Предпочтительно выбрать материал, к поверхности которого твердое вещество не прилипает. К пригодным материалам относятся различные термопластики, а также конструкционные материалы с термопластиковым покрытием. Для улучшения стойкости к адгезии их поверхность можно подвергнуть отдельной дополнительной обработке. Пригодными пластиками являются, например, полиэтилен, полипропилен и другие полиолефины.

Предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения представлен на прилагаемых чертежах. На фиг.1, где показана принципиальная конструкция очищающего модуля порционного действия, использованы следующие цифровые обозначения:

1. накопительная емкость

1а. отсек силовой установки

2. рабочая емкость

3. соединение между емкостями

4. входная труба

5. перекачивающий насос

6. труба перекачивающего насоса

7. центр управления

8. контроллер уровня для перекачивающего насоса

9. пластины аэратора

10. труба аэратора

11. компрессор

12. измерительный прибор

13. блок управления насосом подачи химических препаратов

14. насос подачи химических препаратов

15. гибкий трубопровод

16. выходной откачивающий насос

17. выходная труба

18. насос для перекачивания отстоя

19. труба для перекачивания отстоя

20. бункер для избыточного отстоя

21. основание отсека силовой установки

22. промывочный бак

Очищающий модуль, представленный на чертеже, предназначен для очистки бытовых сточных вод. Он содержит две основные части, а именно накопительную емкость 1, в которую подлежащие очистке сточные воды подают через входную трубу 4, и рабочую емкость 2, в которой с помощью активного ила проводят реальную очистку. Фактически емкости 1 и 2 являются отдельными блоками, сообщающимися друг с другом через соединение 3. Сточные воды нагнетают из накопительной емкости 1 в рабочую емкость 2 посредством перекачивающего насоса 5, управляемого контроллером 8 уровня. Указанный контроллер включает перекачивающий насос, когда уровень сточных вод, поданных в накопительную емкость, превышает предварительно заданное предельное значение. В результате сточные воды прокачиваются через соединение 3 по транспортирующей трубе 6 в рабочую емкость 2.

Центр 7 управления, посредством которого регулируют работу всего устройства, помещен в отсеке 1а силовой установки, встроенном в накопительную емкость. Основание 21 указанного отсека разделяет блок накопительной емкости на две части. За счет размещения центра 7 управления и отсека 1а силовой установки внутри накопительной емкости 1 указанный центр надежно отделен и изолирован от окружающего пространства. В отсеке 1а находится также компрессор 11, производящий сжатый воздух с возможностью нагнетать его в сточные воды, подлежащие обработке в рабочей емкости. Нагнетание производят с помощью трубы 10 и пластин 9 аэратора, расположенных у ее конца ниже уровня поверхности жидкости. Кроме того, в отсеке 1а находится насос 14 подачи химических препаратов, а также гибкий трубопровод 15 подачи указанных препаратов и блок 13 управления данным насосом. Указанный насос 14 применяют для нагнетания химических препаратов в накопительную емкость 1.

Очевидно, что отсек силовой установки можно поместить не внутри накопительной емкости, а в каком-то другом месте, т.е. описанный вариант представляет собой только одно из возможных технических решений.

Кроме трубы и пластин аэратора, рабочая емкость содержит насос 18 для перекачивания отстоя. Посредством указанного насоса можно удалить отстой, скапливающийся в нижней части емкости. Чтобы собрать отстой, в накопительную емкость помещают контейнер (например бункер 20) для избыточного отстоя, подсоединенный к насосу 18 через трубу 19 соответствующего назначения.

Сточные воды, поступившие в рабочую емкость, подвергают аэрации, направляя воздух через пластины аэратора в воду непосредственно или с использованием барботирования. При этом в емкости начинает формироваться отстой (в частности, активный ил), содержащий микроорганизмы. Под воздействием этих микроорганизмов/микробов питательные вещества в сточных водах разлагаются с последующим образованием газа и продуктов разложения, растворяющихся в жидкости. Указанные продукты оседают в отстое, тем самым формируя слой активного ила, тогда как очищенная вода остается поверх такого слоя. Эту воду регулярно удаляют из емкости с помощью выходного откачивающего насоса 16. Работой этого насоса управляют с помощью измерительного прибора 12. Насос подсоединен к промывочному баку 22, связанному с выходной трубой 17 рабочей емкости.

На фиг.2А и 2 В прокачивающее устройство согласно настоящему изобретению, показанное на фиг.1, представлено более детально. Цифровые обозначения 30 и 31 относятся соответственно к сливному насосу и к помещенному над ним промывочному баку. Нижняя часть 32 указанного бака имеет форму конуса, а входная труба с впускным отверстием 33, снабженная фланцем, подсоединена к выпускному отверстию 34 насоса 30. Блок управления насосом и его впускное отверстие, сообщающееся с рабочей емкостью, обозначены соответственно, как 35 и 40. Как показано на чертежах, выходная труба 36 промывочного бака расположена на верхней кромке его верхней цилиндрической части 37 непосредственно под верхней стенкой 38. В верхней крышке бака помещен клапан 39 стравливания воздуха, позволяющий выводить воздух, вытесняемый из бака закачанной водой (как это показано стрелками). Соответственно, посредством указанного клапана можно ввести в бак так называемый компенсационный воздух, когда бак опустошается через свою коническую нижнюю часть.

Как видно из предыдущего текста, согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения промывочный бак 31 находится в непосредственном гидравлическом контакте с насосом 30: между впускным отверстием 33 указанного бака и выпускным отверстием 34 сливного насоса клапана нет. С помощью такого технического решения при выключении насоса промывочный бак опустошается автоматически под воздействием силы тяжести. В ходе этого процесса поток жидкости, вытекающий из бака, промывает корпус насоса.

Изобретение относится к области промывки гидравлического оборудования. Согласно данному способу через корпус насоса прокачивают жидкость, чтобы удалить накопленное в нем твердое вещество. Для этого посредством сливного насоса (30) водную суспензию закачивают в промывочный бак (31), а затем используют эту суспензию для промывки корпуса насоса. Объем такой суспензии, подлежащий закачиванию, по меньшей мере, равен объему корпуса насоса. Очищающий модуль содержит рабочую емкость и прокачивающее устройство, которое подсоединено к рабочей емкости и имеет выпускное отверстие (34), выполненное с возможностью удаления через него из рабочей емкости водной суспензии. Прокачивающее устройство содержит сливной насос (30), связанный с выпускным отверстием (34) и впускным отверстием (40). Над насосом помещен промывочный бак (31), изготовленный из материала, к которому твердое вещество, по существу, не прилипает, и имеющий впускное отверстие (33), подсоединенное к выпускному отверстию (34) насоса; и выходную трубу (36) для водной суспензии. Для обеспечения возможности перекачивания полного объема насоса в бак в процессе одного цикла объем бака (31), по меньшей мере, равен объему корпуса насоса. Предусмотрена возможность проводить промывку насоса через требуемые временные интервалы, что позволяет обеспечить эффективное удаление твердого вещества, накопленного внутри насоса, и предотвратить миграцию такого вещества в очищенную воду. 2 н. и 12 з.п. ф., 3 ил.

1. Способ промывки прокачивающего устройства, подсоединенного к рабочей емкости очищающего модуля порционного действия, включающий пропускание через указанное устройство водной суспензии, отличающийся тем, что
- в качестве прокачивающего устройства используют сливной насос,
- водную суспензию закачивают в промывочный бак (31), находящийся в гидравлическом контакте со сливным насосом (30),
- используют водную суспензию, закачанную в промывочный бак, для промывки корпуса сливного насоса с удалением скопившегося в его корпусе твердого вещества,
при этом объем водной суспензии, закачанной в промывочный бак, по меньшей мере, равен объему корпуса сливного насоса.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что водную суспензию закачивают из сливного насоса (30) в промывочный бак (31), который помещают над насосом, с возможностью возврата водной суспензии из указанного бака в корпус сливного насоса под действием силы тяжести.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что промывочный бак (31) функционирует как буфер, который предотвращает выход твердого вещества из очищающего модуля порционного действия.

4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что водную суспензию закачивают сливным насосом (30) в промывочный бак (31) в импульсном режиме.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что длительность единичного импульса закачки составляет приблизительно 0,1-20 с.

6. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что длительность периода промывки составляет, по меньшей мере, 10 с.

7. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что после периода промывки производят удаление жидкости из очищающего модуля порционного действия через выходную трубу (36) промывочного бака.

8. Очищающий модуль порционного действия, содержащий рабочую емкость и прокачивающее устройство, которое подсоединено к рабочей емкости и имеет выпускное отверстие (34), выполненное с возможностью удаления через него из рабочей емкости водной суспензии, отличающийся тем, что прокачивающее устройство содержит сливной насос (30), связанный с выпускным отверстием (34) и впускным отверстием (40), и помещенный над насосом промывочный бак (31), изготовленный из материала, к которому твердое вещество, по существу, не прилипает, и имеющий впускное отверстие (33), подсоединенное к выпускному отверстию (34) насоса; и выходную трубу (36) для водной суспензии; при этом для обеспечения возможности перекачивания полного объема насоса в бак в процессе одного цикла объем бака (31), по меньшей мере, равен объему корпуса насоса.

9. Очищающий модуль по п.8, отличающийся тем, что объем промывочного бака (31) приблизительно в 1-10 раз больше, чем объем насоса.

10. Очищающий модуль по п.8 или 9, отличающийся тем, что нижняя часть промывочного бака (31) имеет форму конуса и подсоединена к выпускному отверстию (34) насоса.

11. Очищающий модуль по п.8 или 9, отличающийся тем, что промывочный бак (31) изготовлен из пластика, желательно из полиолефина, такого как полиэтилен или полипропилен, или из конструкционного материала, который покрыт пластиком.

12. Очищающий модуль по п.8 или 9, отличающийся тем, что на промывочном баке (31) установлен клапан (39) стравливания воздуха.

13. Очищающий модуль по п.8 или 9, отличающийся тем, что выходная труба (36) промывочного бака помещена на его верхней кромке.

14. Очищающий модуль по п.8 или 9, отличающийся тем, что промывочный бак находится в непосредственном гидравлическом контакте с насосом, с обеспечением возможности автоматического удаления из бака жидкости, которая подается в насос, посредством силы тяжести, когда насос остановлен.