НАСОС Российский патент 2018 года по МПК F04B7/00 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. F04В 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 всю радиоактивную воду полагается слить из трубопровода, после чего необходимо произвести его дезактивацию, однако этому препятствует нагнетательный клапан.

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 трубопровод в нижней части снабжен краном, закрепленным на ответвлении, сообщающемся с внутренней полостью трубопровода, причем кран механически связан с реверсивным электроприводом.

Дополнительно заявляемый насос характеризуется тем, что механическая связь с реверсивным электроприводом выполнена в виде стержня с упорной втулкой на верхнем конце, установленных в отверстиях направляющих, жестко закрепленных на вертикальном участке трубопровода.

Дополнительно заявляемый насос характеризуется тем, что реверсивный электропривод закреплен на трубопроводе.

Дополнительно заявляемый насос характеризуется тем, что реверсивный электропривод закреплен на стационарной подставке и связан со стержнем гибким валом.

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.

На чертеже изображено.

Фиг. 1 - схематично изображен насос с оборудованием, когда электропривод закреплен на трубопроводе.

Фиг. 2 - схематично изображен насос с оборудованием, когда электропривод закреплен стационарно на подставке.

Фиг. 3 - разрез воронки насоса в увеличенном масштабе.

Фиг. 4 - выноска А, 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. Приводной механизм 1 располагается на биологической защите 5, выполненной из тяжелого бетона. Ниже располагается емкость 6 для сбора жидкой 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 возможности 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. На трубопроводе 2 размещена опорная втулка 7, свободно вращающаяся в отверстиях 8 направляющих. Втулка 7 штифтом 9 соединяется со стержнем 10. Стержень проходит через отверстия направляющих 11, закрепленных на вертикальном трубопроводе 2. Низ стержня 10 механически связан с краном 12, установленным на ответвлении 13, которое сообщается с внутренней полостью трубопровода 2. Опорная втулка 7 предотвращает продольное перемещение стержня 10 при вертикальном колебании трубопровода 2. Реверсивный электропривод 14 может располагаться на трубопроводе 2 (смотри фигуру 1) или стационарно на подставке 15. При этом вал реверсивного электропривода соединен гибким валом 16 со стержнем 10 (смотри фигуру 2).

Устройство работает следующим образом. Насадка 3 и часть трубопровода 2 находятся в перекачиваемой среде. 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 возрастает 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 6 приводное устройство 1 выключается. Трубопровод 2 заполнен жидким источником ионизирующих излучений. Включаем электропривод 14. Начинает вращаться стержень 10. При этом открывается кран 12. Отключаем электропривод 14. Среда из трубопровода 2 сливается в емкость 6. Включаем электропривод в другую сторону. Кран 12 закрывается. Выключаем электропривод 14. Далее производим дезактивацию внутренней поверхности трубопровода 2 путем заполнения трубопровода 2 дезактивирующим раствором, закачиваемым через дополнительный кран (не показан) установленный выше по трубопроводу 2. По окончанию дезактивации открываем кран 12. Дезактивирующий раствор сливается в емкость 6. Трубопровод 2 промывается. Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:

- 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, выполненная расширяющейся в сторону открытого конца, и нагнетательный клапан, размещенный в насадке 3 трубопровода 2. В нижней части трубопровода 2 установлено ответвление 13, сообщающееся с внутренней полостью трубопровода 2. На ответвлении 13 размещен кран 12, механически связанный с реверсивным электроприводом 14. Изобретение направлено на обеспечение слива перекачиваемой среды. 6 з.п. ф-лы, 4 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 трубопровод в нижней части снабжен краном, закрепленным на ответвлении, сообщающемся с внутренней полостью трубопровода, причем кран механически связан с реверсивным электроприводом.

2. Насос по п. 1, отличающийся тем, что механическая связь с реверсивным электроприводом выполнена в виде стержня с упорной втулкой на верхнем конце, установленных в отверстиях направляющих, жестко закрепленных на вертикальном участке трубопровода.

3. Насос по п. 1, отличающийся тем, что реверсивный электропривод закреплен на трубопроводе.

4. Насос по п. 2, отличающийся тем, что реверсивный электропривод закреплен на стационарной подставке и связан со стержнем гибким валом.

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

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

7. Насос по п. 1, отличающийся тем, что консольная часть трубопровода изготовлена в виде спирали.