ТРАНСПОРТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2015 года по МПК F04D29/42 F04D29/70 

Изобретение касается транспортирующего устройства согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения.

Уровень техники

В публикации CH 580 229 описывается транспортирующее устройство для регулирования транспортируемого объема центробежных насосов. Это очень хорошо зарекомендовавшее себя, надежное и недорогое транспортирующее устройство имеет тот недостаток, что оно трудоемко в техническом обслуживании и что оно ограничено в отношении возможностей расположения.

Сущность изобретения

Задачей изобретения является предложить более предпочтительное транспортирующее устройство.

Эта задача решается с помощью транспортирующего устройства, имеющего признаки пункта 1 формулы изобретения. Зависимые пункты 2-15 касаются других предпочтительных вариантов осуществления.

Задача решается, в частности, с помощью транспортирующего устройства с автоматическим регулированием транспортируемого объема, включающего в себя насосное устройство, всасывающую емкость, а также всасывающий приямок, при этом всасывающая емкость имеет всасывающую камеру, которая через перепускную кромку, а также через тангенциально впадающий во всасывающую емкость подводящий канал соединена со всасывающим приямком, при этом насосное устройство включает в себя всасывающую трубу, а также соединенный со всасывающей трубой проводящим текучую среду соединением центробежный насос, при этом всасывающая труба сверху входит во всасывающую емкость, при этом подводящий канал, ориентированный соответственно направлению вращения центробежного насоса, входит во всасывающую емкость, при этом всасывающая труба через соединительную трубу соединена с центробежным насосом, при этом соединительная труба имеет отдельный участок, который проходит относительно всасывающей трубы под углом α от 45° до 135°.

Транспортирующее устройство включает в себя всасывающую камеру, которая выполнена в виде емкости, в частности в виде цилиндрической или призматической емкости, при этом верхняя кромка емкости в направлении всасывающего приямка образует перепускную кромку. Кроме того, эта емкость через тангенциальный подводящий трубопровод проводящим текучую среду соединением соединена со всасывающим приямком, при этом подводящий трубопровод предпочтительно проходит от дна емкости до перепускной кромки, а подводящий трубопровод при этом образует открытый сверху канал между всасывающим приямком и емкостью. Пока уровень жидкости находится выше перепускной кромки, емкость полностью наполнена жидкостью и обеспечивается производительность насоса, так как во время этого состояния во всасывающей трубе и центробежном насосе находится едва обнаруживаемое количество воздуха или вообще нет воздуха. Когда уровень жидкости опускается ниже перепускной кромки, то происходит подача жидкости исключительно через подводящий канал, причем благодаря тангенциальному устью с образованием закрутки, причем эта закрутка создается в зависимости от высоты жидкости во всасывающем приямке. Подводящий канал расположен таким образом, что создаваемая в емкости закрутка имеет то же направление вращения, что и центробежный насос. Это способствует тому, что жидкость во всасывающей трубе тоже имеет закрутку, вследствие чего жидкость во всасывающей трубе может надежно транспортироваться даже тогда, когда во всасывающей трубе находится некоторая доля воздуха или, соответственно, газа, или, соответственно, когда транспортируемое во всасывающей трубе количество жидкости меньше. Поэтому транспортирующее устройство обладает автоматическим регулированием, при котором насос предпочтительно может эксплуатироваться с постоянной частотой вращения, при этом транспортируемое количество жидкости приводится в соответствие автоматически и в зависимости от уровня жидкости во всасывающем приямке. Неожиданным образом оказалось, что надежное транспортирование жидкости между всасывающей трубой и центробежным насосом, в частности, при небольших транспортируемых объемах, еще возможно даже тогда, когда между всасывающей трубой и центробежным насосом расположена соединительная труба. Закрутка, создаваемая на входе во всасывающую трубу, и закрутка, создаваемая центробежным насосом, приводят к тому, что в соединительной трубе закрутка жидкости может поддерживаться даже при меньших транспортируемых объемах. Соединительная труба может также иметь участок, который проходит относительно всасывающей трубы под углом α от 45° до 135°, в частности под углом α, равным 90° или по существу 90°. Особенно предпочтительно, если соединительная труба имеет отдельный участок, который проходит горизонтально или по существу горизонтально. В одном из особенно предпочтительных вариантов осуществления всасывающая емкость и центробежный насос расположены в двух разделенных стеной пространствах, при этом соединительная труба проходит через стену. Это расположение обладает тем преимуществом, что пространство, в котором находятся всасывающий приямок и всасывающая емкость, отделено стеной от пространства, в котором находится центробежный насос. Благодаря этому центробежный насос может устанавливаться в отдельном и предпочтительно сухом пространстве (помещении), так чтобы центробежный насос был легко доступен для работ по техническому обслуживанию. Стена позволяет получить дополнительные преимущества. Так, пространство, в котором находится центробежный насос, может быть защищено от шумовой эмиссии или вредных веществ. К тому же существует возможность расположить пол пространства, в котором находится центробежный насос, ниже, чем наиболее высокий возможный уровень во всасывающем приямке.

Благодаря установке в сухом пространстве возможно также вместо насоса с погружным двигателем применение насоса иного исполнения, такого как, например, насос с опорной стойкой.

Предлагаемое изобретением транспортирующее устройство обладает, таким образом, в частности, тем преимуществом, что центробежный насос в одном из предпочтительных вариантов осуществления может устанавливаться в сухом и отделенном от всасывающего приямка пространстве, так чтобы центробежный насос был лучше доступен, мог контролироваться и подвергаться техническому обслуживанию. К тому же центробежный насос может проще монтироваться и при необходимости также демонтироваться. Кроме того, центробежный насос лучше защищен от влаги, а также от агрессивных веществ. Это, в частности, обеспечивает возможность надежной эксплуатации и более простого технического обслуживания центробежного насоса или, соответственно, всего транспортирующего устройства. Предлагаемое изобретением транспортирующее устройство обладает, к тому же, тем преимуществом, что центробежный насос может располагаться на определенном расстоянии относительно всасывающей трубы, так чтобы было возможно большее количество степеней свободы в отношении расположения центробежного насоса и всасывающей трубы, благодаря чему возможны более оптимальные варианты расположения центробежного насоса и всасывающей трубы. Предлагаемое изобретением транспортирующее устройство обладает, к тому же, тем преимуществом, что всасывающий приямок, а также всасывающая емкость могут располагаться в доступном, но закрытом пространстве, и что центробежный насос может располагаться в отдельном, сухом пространстве. Закрытое пространство, в котором находятся всасывающий приямок, а также всасывающая емкость, препятствует, в частности, шумовой эмиссии наружу, при этом центробежный насос, напротив, легко доступен, и при этом отдельное, сухое пространство, в котором находится центробежный насос, предпочтительно не имеет запаха. Предлагаемое изобретением транспортирующее устройство в одном из предпочтительных вариантов осуществления обладает, таким образом, низкой эмиссией запахов наружу и предпочтительно имеет отдельное пространство для центробежного насоса, которое предпочтительно является сухим и предпочтительно не имеет запаха.

Предлагаемое изобретением транспортирующее устройство обладает также тем преимуществом, что управление центробежным насосом может осуществляться посредством устройства включения-выключения. Это означает, что достаточно включать и выключать центробежный насос, чтобы эксплуатировать все транспортирующее устройство, или, иначе выражаясь, не требуется никакое устройство для регулирования частоты вращения центробежного насоса, чтобы эксплуатировать транспортирующее устройство. Это дает то преимущество, что устройство управления может выполняться очень недорогим и очень надежным. Обычно для управления центробежным насосом применяется устройство управления или регулирования, в котором задан по меньшей мере один номинальный параметр, при этом измеряется по меньшей мере один фактический параметр или, соответственно, технологический параметр транспортирующего устройства, например высота уровня жидкости во всасывающей емкости или количество транспортируемой жидкости. Устройство управления или регулирования в одном из предпочтительных вариантов осуществления управляет центробежным насосом таким образом, что он только включается и выключается.

Краткое описание чертежей

На чертежах, служащих для пояснения примеров осуществления, показано:

фиг.1 - вид сбоку, частично в сечении, транспортирующего устройства, снабженного центробежным насосом;

фиг.2 - вид сверху изображенного на фиг.1 транспортирующего устройства;

фиг.3 - вид сбоку другого транспортирующего устройства, снабженного центробежным насосом;

фиг.4a, 4b, 4c - схематичные виды сбоку насосных устройств;

фиг.5a, 5b, 5c - схематичные виды сбоку других насосных устройств.

Обычно на чертежах одинаковые части снабжены одинаковыми ссылочными обозначениями.

Варианты осуществления изобретения

На фиг.1 показан частично в сечении вид сбоку, а на фиг.2 - вид сверху транспортирующего устройства 1, включающего в себя насосное устройство 2, всасывающую емкость 3, а также всасывающий приямок 4. Всасывающая емкость 3 имеет боковые стенки 3e, 3f, которые образуют цилиндрическую боковую стенку 3a и таким образом сбоку ограничивают всасывающую камеру 3h. Всасывающая емкость 3 включает в себя, кроме того, донную часть 3c. Всасывающая емкость 3 включает в себя, кроме того, подводящий канал 3b, который расположен сбоку и, начиная от всасывающего приямка 4, тангенциально впадает во всасывающую камеру 3h, так что втекающая через подводящий канал 3b жидкость создает во всасывающей камере 3h закрутку S1. Всасывающая емкость 3 имеет, кроме того, перепускную кромку 3d, которая соединяет всасывающую камеру 3h со всасывающим приямком 4. Насосное устройство 2 включает в себя всасывающую трубу 2c, которая через соединительную трубу 2e проводящим текучую среду соединением соединена с центробежным насосом 2a. Всасывающая труба 2c вдается сверху во всасывающую камеру 3h всасывающей емкости 3, при этом всасывающая труба 2c у своего устья имеет всасывающую воронку 2d. Соединительная труба 2e имеет колено 2h на 90°, так что соединительная труба 2e на отдельном участке 2n с длиной L2 проходит перпендикулярно направлению прохождения всасывающей трубы 2c или, соответственно, горизонтально. Соединительная труба 2e впадает в выполненный в виде винтового центрифугального насоса центробежный насос 2a со стороной 2f всасывания, направлением S2 вращения, приводным двигателем 2b и выпуском насоса 2g. Между центробежным насосом 2a и всасывающей емкостью 3 в изображенном примере осуществления расположена перегородка 6, через которую проходит соединительная труба 2e. Соединительная труба 2e предпочтительно непроницаемо для текучих сред соединена с перегородкой 6, так что из всасывающей емкости 3, кроме как через соединительную трубу 2e, никакая текучая среда не может попадать в пространство за перегородкой 6, в котором находится центробежный насос 2a. При другом возможном расположении можно было бы также обойтись без перегородки 6. Перегородка 6 могла бы также быть выполнена из множества расположенных рядом друг с другом отдельных стен, причем эти отдельные стены также могли бы находиться на расстоянии друг от друга, причем промежуток мог бы быть выполнен в виде полости или мог бы быть наполнен некоторым средством, таким как изоляционное средство. Предпочтительно отдельный участок 2n соединительной трубы 2e проходит через всю перегородку 6.

Соединительная труба 2e имеет внутренний диаметр D. Внутренний диаметр D находится предпочтительно в диапазоне от 50 мм до 900 мм. Отдельный участок 2n, на котором линейно проходит соединительная труба 2e на длину L2, имеет длину, которая соответствует от 1 до 50-кратному внутреннему диаметру D. Отдельный участок 2n имеет предпочтительно длину от 0,5 метра до 6 метров. Всасывающая труба 2c имеет предпочтительно высоту всасывания, которая соответствует от 1 до 20-кратному внутреннему диаметру D, причем эта высота всасывания имеет максимальное значение, равное 8 метрам. Всасывающая труба 2c имеет, в частности, высоту L3 всасывания от 0,5 метра до 8 метров.

На фиг.1 показан также возможный уровень текучей среды. Текучая среда может иметь во всасывающем приямке 4 максимальный уровень 5c, при этом текучая среда обычно имеет более низкий уровень, например уровень 5a, так что текучая среда через подводящий канал 3b течет во всасывающую камеру 3h, так что во всасывающей камере 3h, например, образуются поверхности 5b, 5d 5e жидкости.

На фиг.3 показан другой пример осуществления транспортирующего устройства 1. В отличие от примера осуществления, показанного на фиг.1, в примере осуществления, показанном на фиг.3, соединительная труба 2e включает в себя второе колено 2i с примыкающим в определенных случаях к нему вертикальным участком 2k, так что центробежный насос 2a, как изображено, расположен, проходя вертикально. Радиус R2 кривизны второго колена 2i может иметь те же самые размеры, что и радиус R1 кривизны первого колена 2h. Центробежный насос 2a и его приводной двигатель 2b предпочтительно расположены в сухом помещении 7. Так как центробежный насос 2a расположен относительно всасывающей емкости 3 за стеной 6, пол 7a сухого пространства 7 также может располагаться ниже, чем максимально возможный уровень 5i, 5c во всасывающем приямке 4. Находящаяся между всасывающим приямком 4 и всасывающей емкостью 3 перепускная кромка 3g может, как изображено штриховой линией, также располагаться на такой высоте, чтобы проход соединительной трубы 2e через стену 6 находился ниже перепускной кромки 3g. Предлагаемое изобретением транспортирующее устройство 1 обладает, таким образом, в частности, тем преимуществом, что центробежный насос 2a относительно всасывающей трубы 2c может устанавливаться во множестве возможных мест, так что все транспортирующее устройство 1, в зависимости от конструктивных краевых условий, может выполняться во множестве возможных вариантов. Благодаря тому, что центробежный насос 2a и всасывающая труба 2c могут располагаться в различных местах, обеспечиваются особенно предпочтительные возможности расположения. Особенно предпочтительно, кроме того, располагать центробежный насос 2a и приводной двигатель 2b в отдельном пространстве 7.

Пока все внутреннее пространство всасывающей трубы 2c, а также соединительной трубы 2e наполнено жидкостью, может обеспечиваться надежное транспортирование жидкости насосом 2a. Как только через всасывающую трубу 2c, а также соединительную трубу 2e потечет меньшее количество жидкости, то есть во всасывающей трубе 2c, а также в соединительной трубе 2e будет также находиться воздух, закрутка жидкости во всасывающей трубе 2c, а также в соединительной трубе 2e будет иметь решающее значение для обеспечения надежного транспортирования жидкости насосом 2a. Закрутка поддерживается благодаря тому, что, с одной стороны, во входной области всасывающей трубы 2c, то есть во всасывающей камере 2h, создается закрутка S1, и что с другой стороны, центробежным насосом 2a создается закрутка S2, которая действует со стороны центробежного насоса 2a на находящуюся в соединительной трубе 2e жидкость. Таким образом, закрутка жидкости в соединительной трубе 2e в двух ее концевых областях возбуждается закруткой S1 или, соответственно, S2, что приводит к тому, что находящаяся в соединительной трубе 2e жидкость даже при меньших транспортируемых объемах имеет такую закрутку, что столб жидкости не обрывается и, таким образом, возможно непрерывное транспортирование жидкости с помощью центробежного насоса 2.

На фиг.3 соединительная труба 2e выполнена цельно и имеет на двух концах по одному фланцу 2l, 2m, которые соединены со всасывающей трубой 2c или, соответственно, центробежным насосом 2a. Соединительная труба 2e может также, конечно, состоять из нескольких частей, при этом, например, колена 2h, 2i выполнены в виде отдельных частей, которые могут жестко соединяться с отдельным участком 2n, чтобы в собранном состоянии образовывать соединительную трубу 2e.

На фиг.4a-4c и 5a-5c схематично показаны возможности расположения всасывающей трубы 2c, соединительной трубы 2e или, соответственно, отдельного участка 2n и центробежного насоса 2a. На фиг.4a угол α между всасывающей трубой 2c и отдельным участком 2n соединительной трубы 2e составляет 90°, так что всасывающая труба 2c проходит предпочтительно вертикально, а отдельный участок 2n соединительной трубы 2e предпочтительно горизонтально. Угол α может, однако, как изображено на фиг.4b и 4c, быть выбран больше или меньше, так чтобы отдельный участок 2n соединительной трубы 2e проходил относительно всасывающей трубы 2c под углом α, равным от 45° до 135°. Отдельный участок 2n соединительной трубы 2e может, как изображено на фиг.5a-5c, также у вертикально расположенного центробежного насоса 2a иметь угол α, находящийся в диапазоне от 45°до 135° между прохождением всасывающей трубы 2c и отдельным участком 2n соединительной трубы 2e, так чтобы центробежный насос 2a мог располагаться относительно всасывающей трубы 2c во множестве возможных вариантов.

Транспортирующее устройство (1) с автоматическим регулированием транспортируемого объема включает в себя насосное устройство (2), всасывающую емкость (3), а также всасывающий приямок (4), при этом всасывающая емкость (3) имеет всасывающую камеру (3h), которая через перепускную кромку (3g), а также через тангенциально входящий во всасывающую емкость (3) подводящий канал (3b) соединена со всасывающим приямком (4), при этом насосное устройство (2) включает в себя всасывающую трубу (2c), а также соединенный со всасывающей трубой (2c) проводящим текучую среду соединением центробежный насос (2a), при этом всасывающая труба (2c) сверху вдается во всасывающую емкость (3), при этом подводящий канал (3b), ориентированный соответственно направлению (S2) вращения центробежного насоса (2a), входит во всасывающую емкость (3), при этом всасывающая труба (2c) через соединительную трубу (2e) соединена с центробежным насосом (2a), при этом соединительная труба (2e) имеет отдельный участок (2n), который проходит относительно всасывающей трубы (2c) под углом α от 45° до 135°. 14 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Транспортирующее устройство (1) с автоматическим регулированием транспортируемого объема, включающее в себя насосное устройство (2), всасывающую емкость (3), а также всасывающий приямок (4), при этом всасывающая емкость (3) имеет всасывающую камеру (3h), которая через перепускную кромку (3g), а также через тангенциально входящий во всасывающую емкость (3) подводящий канал (3b) соединена со всасывающим приямком (4), при этом насосное устройство (2) включает в себя всасывающую трубу (2c), а также соединенный со всасывающей трубой (2c) проводящим текучую среду соединением центробежный насос (2a), при этом всасывающая труба (2c) сверху вдается во всасывающую емкость (3), при этом подводящий канал (3b), ориентированный соответственно направлению (S2) вращения центробежного насоса (2a), входит во всасывающую емкость (3), отличающееся тем, что всасывающая труба (2c) через соединительную трубу (2e) соединена с центробежным насосом (2a), при этом соединительная труба (2e) имеет отдельный участок (2n), который проходит относительно всасывающей трубы (2c) под углом α от 45° до 135°.

2. Транспортирующее устройство по п.1, отличающееся тем, что отдельный участок (2n) проходит под углом α, равным 90° или по существу 90°.

3. Транспортирующее устройство по п.1, отличающееся тем, что отдельный участок (2n) проходит горизонтально.

4. Транспортирующее устройство по п.1, отличающееся тем, что соединительная труба (2e) имеет внутренний диаметр (D) от 50 мм до 900 мм.

5. Транспортирующее устройство по п.4, отличающееся тем, что отдельный участок (2n) имеет длину (L2), которая соответствует от 1 до 50-кратному внутреннему диаметру (D).

6. Транспортирующее устройство по п.4, отличающееся тем, что отдельный участок (2n) имеет длину (L2) от 0,5 метра до 6 метров.

7. Транспортирующее устройство по п.4, отличающееся тем, что всасывающая труба (2c) имеет высоту (L3) всасывания, которая соответствует от 1 до 20-кратному внутреннему диаметру (D).

8. Транспортирующее устройство по п.4, отличающееся тем, что всасывающая труба (2c) имеет высоту (L3) всасывания от 0,5 метра до 8 метров.

9. Транспортирующее устройство по п.4, отличающееся тем, что соединительная труба (2e) в направлении всасывающей трубы (2c) имеет колено (2h), причем колено (2h) имеет радиус (R), который соответствует от 1 до 10-кратному внутреннему диаметру (D).

10. Транспортирующее устройство по одному из пп.1-9, отличающееся тем, что центробежный насос (2a), проходя горизонтально, соединен с соединительной трубой (2e).

11. Транспортирующее устройство по одному из пп.1-9, отличающееся тем, что соединительная труба (2e) в направлении центробежного насоса (2a) имеет колено (2h), причем центробежный насос (2a), проходя вертикально или по существу вертикально, соединен с соединительной трубой (2e).

12. Транспортирующее устройство по одному из пп.1-9, отличающееся тем, что всасывающая емкость (3) и центробежный насос (2a) расположены в двух разделенных стеной (6) пространствах, причем соединительная труба (2e) проходит через стену (6).

13. Транспортирующее устройство по п.12, отличающееся тем, что центробежный насос (2a) установлен в пространстве (7), пол (7a) которого находится ниже, чем наиболее высокий возможный уровень (5i) во всасывающей емкости (3).

14. Транспортирующее устройство по одному из пп.1-9, отличающееся тем, что управление центробежным насосом (2a) осуществляется посредством устройства (8) включения-выключения.

15. Транспортирующее устройство по одному из пп.1-9, отличающееся тем, что центробежный насос (2a) выполнен в виде винтового центрифугального насоса.