НАСОС Российский патент 2018 года по МПК F04F7/00 F04B15/00 

Изобретение относится к насосостроению, в частности к насосам для перекачки вязких и агрессивных жидкостей, расплавленных металлов, преимущественно сред с высоким уровнем радиоактивности.

Известен аналогичный насос для перекачивания неоднородных, абразивных и агрессивных жидкостей, содержащий спиралевидный корпус, рабочее колесо с криволинейными лопастями, входной и выходной патрубки (см. Н.А. Баканов. Насосы в химической промышленности. Химия, Ленинградское отд., 1977, с. 18-45) и поршневой насос для перекачивания неоднородных абразивных агрессивных жидкостей. Химия, Ленинградское отд., 1977, с. 46-52; и Насосы и компрессоры. М., Недра, 1974, с. 93-98).

Известен аналогичный насос для откачки с больших глубин вязких жидкостей при большом выносе песка, содержащий цилиндр, связанный с колонной насосных штанг, полый поршень, снабженный расположенным в его канале нагнетательным клапаном, соединенный с цилиндром посредством эластичного элемента. Канал в поршне перед нагнетательным клапаном выполнен в виде расширяющего в сторону его открытого конца участка воронкообразной формы. Эластичный элемент с установленной снаружи пружиной может быть выполнен в виде сильфона (см. SU авторское свидетельство 1622624, кл. F04B 47/02, 1991).

Недостатком данного насоса является то, что сложно, а для некоторых сред невозможно подобрать материал, из которого изготовляется эластичный элемент (он должен быть эластичным, в то же время противостоять воздействию перекачиваемой среды), поэтому насосы имеют малую работоспособность, особенно в условиях большой агрессивности перекачиваемой среды.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретения по совокупности признаков является насос, содержащий приводной механизм, взаимодействующий с трубопроводом, один конец которого выполнен в виде консоли, а на другом установлена насадка воронкообразной формы, и нагнетательный клапан, размещенный в насадке. (см. Патент RU №2067692, МПК F04B 15/00, F04F 7/00, 1996 г.), принято за прототип.

Недостаток прототипа состоит в том, что после окончания перекачки в трубопроводе остается перекачиваемая среда, так как нагнетательный клапан закрыт. Если перекачиваемая среда является радиоактивной с высоким уровнем радиации, то весь трубопровод становится ИИИ (источником ионизирующих излучений). В результате помещение с трубопроводом становится радиационно-опасным. Для снижения уровня радиации в помещении всю радиоактивную воду полагается слить из трубопровода, после чего необходимо произвести его дезактивацию, однако этому препятствует нагнетательный клапан, так как он закрыт и нет возможности его открыть.

Технический результат - обеспечение слива перекачиваемой среды.

Указанный технический результат достигается тем, что предлагаемый насос, содержащий приводной механизм, взаимодействующий с трубопроводом, один конец которого выполнен в виде консоли, а на другом установлена насадка воронкообразной формы и нагнетательный клапан, размещенный в насадке, особенность заключается в том, что нагнетательный клапан выполнен из магнитного материала, а параллельно вертикальному участку трубопровода установлена труба, нижний конец которой выполнен герметичным, а верхний заканчивается воронкой, над которой расположен постоянный магнит, установленный с возможностью прохождения по трубе и взаимодействующий с нагнетательным клапаном для его открытия, причем магнит подвешен на тросе, который намотан на катушку, реверсивно вращаемую электроприводом.

Дополнительно заявляемый насос характеризуется тем, что нагнетательный клапан выполнен из никеля.

Дополнительно заявляемый насос характеризуется тем, что нагнетательный клапан выполнен из магнитного материала, заключенного в оболочку, стойкую к агрессивной среде.

Дополнительно заявляемый насос характеризуется тем, что консольная часть трубопровода закреплена шарнирно.

Дополнительно заявляемый насос характеризуется тем, что консольная часть трубопровода изготовлена с минимальной жесткостью в направлении основной деформации.

Дополнительно заявляемый насос характеризуется тем, что консольная часть трубопровода изготовлена в виде спирали.

Изобретение иллюстрируется чертежами.

Фиг. 1 - схематично изображен насос с оборудованием.

Фиг. 2 - разрез воронки насоса в увеличенном масштабе.

На чертеже схематично изображен насос, содержащий приводной механизм 1, взаимодействующий с трубопроводом 2, один конец которого выполнен в виде консоли, а на другом установлена насадка 3 воронкообразной формы, и нагнетательный клапан 4, размещенный в насадке 3. Параллельно вертикальному участку трубопровода 2 размещена труба 5, нижний конец которой выполнен герметичным, а верхний конец снабжен воронкой 6, предназначенной для облегчения попадания в трубу 5 магнита 7. Магнит подвешен на тросе, который намотан на приемную катушку 8, которая в свою очередь может реверсивно вращаться электроприводом 9. Приводной механизм 1 располагается на биологической защите 10, выполненной из тяжелого бетона. Ниже располагается емкость 11 для сбора радиоактивной среды. Консольная часть трубопровода 2 может закрепляться как жестко, так и шарнирно. Увеличение длины вылета и шарнирное закрепление консоли способствует большей работоспособности насоса. Консольная часть трубопровода 2 соединена с приводом 1, обеспечивающим воздействие знакопеременного усилия на эту часть трубопровода. При воздействии усилия консольная часть имеет возможность деформироваться, что позволяет нижней части трубопровода 2 вместе с насадкой 3 совершать возвратно-поступательное движение. Если деформации трубопровода находятся в пределах упругих деформаций, то гарантируется надежная работа насоса.

Требуемый ход насадки 3 обеспечивается за счет соответствующей величины хода привода и за счет изменения расстояния L₁, от точки приложения знакопеременного усилия до места закрепления трубопровода. Для исключения возможного разрушения трубопровода его изготавливают с минимальной жесткостью в направлении основной деформации, что достигается подбором материала с наименьшим модулем упругости и формой сечения трубопровода, обеспечивающей минимальный момент инерции. Возможно выполнение консольной части трубы в виде спирали. Детали насоса, соприкасающиеся с агрессивной средой, изготовлены из материалов, стойких к среде.

Устройство работает следующим образом. Насадка 3 и часть трубопровода 2 помещается в перекачиваемую среду. При включении приводного устройства 1 создаваемое им значительное усилие Р воздействует на консольную часть трубопровода 2, в результате чего трубопровод деформируется, при этом насадка 3 вместе с частью трубопровода 2 и нагнетательным клапаном 4 совершает возвратно-поступательное движение. При прямом ходе среда захватывается насадкой 3, ее конусной частью, а далее происходит продавливание последней. По мере перемещения среды в насадке 3 возрастают давление и скорость перемещения, и, когда давление под нагнетательным клапаном 4 превысит давление в нагнетательном трубопроводе, открывается нагнетательный клапан 4, и среда поступает в трубопровод 2. При обратном холостом ходе нагнетательный клапан 4 закрывается, и насадка 3 вместе с частью трубопровода возвращается в исходное положение. После окончания перекачки радиоактивной среды из емкости 11 приводное устройство 1 выключается. Трубопровод 2 заполнен жидким источником ионизирующих излучений. Для слива среды из трубопровода 2 дистанционно включают привод 9. Трос с катушки 8 начинает сматываться. Прикрепленный к тросу магнит 7 попадает в воронку 6 и далее в трубу 5. Опустившись до нижнего конца трубы 5, магнит взаимодействует с нагнетательным клапаном 4. Теперь производим небольшой подъем магнита 7. Нагнетательный клапан 4 открывается. Среда из трубопровода 2 сливается в емкость 11. Поднимаем магнит 7 до разрыва связи с напорным клапаном. Напорный клапан закрывается. Далее производят дезактивацию внутренней поверхности трубопровода 2. По окончании дезактивации поднимается магнит 7, и напорный клапан 4 снова открывается. Дезактивирующий раствор сливается. Трубопровод 2 промывается. Дистанционно включается электропривод 9 в обратную сторону. Трос наматывается на приемную катушку 8. Магнит 7 извлекается из трубы 5. Попытка расположить электромагнит рядом с насадкой 3 без извлечения последнего из зоны с повышенным уровнем радиации оказалась неудачной, так как электроизоляция электромагнита разрушается радиацией.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:

- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в насосной промышленности, а именно для осуществления перекачки вязких, неоднородных и агрессивных жидкостей, расплавленных металлов, преимущественно сред с высокой радиоактивностью;

- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Преимущество изобретения состоит в том, что обеспечивается возможность слива остатков перекачиваемой среды с высоким уровнем радиоактивности из трубопровода.

Обеспечивается возможность дезактивации внутренней поверхности трубопровода.

Изобретение относится к области насосостроения, в частности к насосам для перекачки вязких и агрессивных жидкостей, расплавленных металлов, преимущественно сред с высоким уровнем радиоактивности. Насос содержит приводной механизм 1, взаимодействующий с трубопроводом 2, один конец которого выполнен в виде консоли, а на другом установлена насадка 3 воронкообразной формы, и нагнетательный клапан, размещенный в насадке 3. Нагнетательный клапан выполнен из магнитного материала. Параллельно вертикальному участку трубопровода 2 установлена труба 5. Нижний конец трубы выполнен герметичным, а верхний заканчивается воронкой 6. Над воронкой 6 расположен постоянный магнит 7. Магнит 7 установлен с возможностью прохождения по трубе 5 и взаимодействия с нагнетательным клапаном для его открытия. Магнит 7 подвешен на тросе, который намотан на катушку 8, реверсивно вращаемую электроприводом 9. Изобретение направлено на обеспечение слива перекачиваемой среды. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Насос, содержащий приводной механизм, взаимодействующий с трубопроводом, один конец которого выполнен в виде консоли, а на другом установлена насадка воронкообразной формы, и нагнетательный клапан, размещенный в насадке, отличающийся тем, что нагнетательный клапан выполнен из магнитного материала, а параллельно вертикальному участку трубопровода установлена труба, нижний конец которой выполнен герметичным, а верхний заканчивается воронкой, над которой расположен постоянный магнит, установленный с возможностью прохождения по трубе и взаимодействующий с нагнетательным клапаном для его открытия, причем магнит подвешен на тросе, который намотан на катушку, реверсивно вращаемую электроприводом.

2. Насос по п. 1, отличающийся тем, что нагнетательный клапан выполнен из никеля.

3. Насос по п. 1, отличающийся тем, что нагнетательный клапан выполнен из магнитного материала, заключенного в оболочку, стойкую к агрессивной среде.

4. Насос по п. 1, отличающийся тем, что консольная часть трубопровода закреплена шарнирно.

5. Насос по п. 1, отличающийся тем, что консольная часть трубопровода изготовлена с минимальной жесткостью в направлении основной деформации.

6. Насос по п. 5, отличающийся тем, что консольная часть трубопровода изготовлена в виде спирали.