РЕЖУЩЕЕ КОЛЕСО, РЕЖУЩИЙ ДИСК, А ТАКЖЕ РЕЖУЩИЙ УЗЕЛ, ПОДХОДЯЩИЙ ДЛЯ НАСОСОВ-ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЕЙ Российский патент 2021 года по МПК B02C18/18 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится в общем к области насосов для перекачивания жидкости, содержащей твердое вещество. Дополнительно настоящее изобретение относится конкретно к области насосов-измельчителей для перекачивания сточных вод. Насосы-измельчители содержат режущий узел, состоящий из режущего колеса и режущего диска. Режущее колесо и режущий диск представляют собой взаимосвязанные изделия, имеющие одинаковый изобретательский замысел, и они должны работать вместе для обеспечения достижения результата.

Режущее колесо выполнено с возможностью взаимодействия с режущим диском и содержит участок вала, который имеет первый диаметр, взятый перпендикулярно аксиальной центральной оси режущего колеса, и, иными словами, выполнено с возможностью взаимодействия с центральным отверстием указанного режущего диска, участок ступицы, который соединен с участком вала и который в радиальном направлении шире указанного первого диаметра участка вала, и по меньшей мере два основных режущих лезвия, которые в радиальном направлении продолжаются наружу от указанного участка ступицы и которые выполнены с возможностью взаимодействия с набором режущих отверстий указанного режущего диска.

Режущий диск выполнен с возможностью взаимодействия с режущим колесом и содержит сторону всасывания, центральное отверстие, которое имеет второй диаметр, взятый перпендикулярно аксиальной центральной оси режущего диска, и, иными словами, выполнен с возможностью взаимодействия с участком вала указанного режущего колеса, и набор режущих отверстий, которые входят в сторону всасывания радиально наружу центрального отверстия и, иными словами, выполнен с возможностью взаимодействия с основными режущими лезвиями указанного режущего колеса.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Насосы, которые выполнены с возможностью перекачивания/транспортировки жидкости и суспензии, содержащие твердое вещество, могут быть оснащены средством, расположенным на стороне всасывания насоса для разрезания твердого вещества, которое взвешено в жидкости, на более мелкие фракции, которые по размеру лучше подходят для прохождения через насос. Эти насосы также называют насосами-измельчителями или дробящими насосами, многие из которых сконструированы в виде центробежных насосов, обеспечивающих аксиальный всасываемый поток жидкости, тогда как выпускаемый поток является радиальным, как видно в отношении насосного колеса. Этот тип насосов широко используют в так называемых «канализационных системах под давлением» (PSS), в которых каждое домашнее хозяйство содержит небольшую насосную станцию, а сточные воды с каждой насосной станции перекачивают в магистральный трубопровод и в направлении более крупной насосной станции.

Насосы-измельчители известны из литературы. Например, US 8366384 и CN 202752071 оба раскрывают насос-измельчитель, имеющий режущее колесо, установленное в коаксиальном и вращающемся отношении с крыльчаткой насоса. Основное срезывающее/режущее действие обеспечивают за счет взаимного взаимодействия между радиально продолжающимися основными режущими лезвиями режущего колеса и режущими отверстиями режущего диска. Многие насосы-измельчители страдают от твердых веществ, таких как длинные волокна, волосы, пластмассы и т.д., накапливающихся на границе раздела между центральным отверстием режущего диска и участком вала режущего колеса, и закупоривающих его. Закупоривание приводит к избыточному износу режущего диска, а также к пониженной производительности насоса из-за повышенного трения. Если проблема закупоривания между участком вала режущего колеса и центральным отверстием режущего диска не решена, твердое вещество будет продолжать накапливаться вокруг режущего колеса и, наконец, весь режущий узел блокируется.

Режущий диск согласно CN 202752071 снабжен аксиально продолжающимися выемками для прохождения воды, расположенными на внутренней поверхности центрального отверстия режущего диска, а режущее колесо снабжено аксиально продолжающимися выемками для прохождения воды на огибающей поверхности участка ступицы режущего колеса. Аксиально продолжающиеся выемки для прохождения воды режущего колеса всегда полностью открыты, а аксиально продолжающиеся выемки для прохождения воды режущего диска всегда полностью открыты, за исключением случаев, когда проходят основные режущие лезвия режущего колеса. Идея наличия выемок для прохождения воды на границе раздела между центральным отверстием режущего диска и режущим колесом состоит в том, чтобы предотвращать накапливание на указанной границе раздела/зазоре вымыванием твердого вещества через зазор. Наружный диаметр участка ступицы режущего колеса равен внутреннему диаметру центрального отверстия режущего диска. При этом зазор между участком вала режущего колеса и центральным отверстием режущего диска выполнен очень широким, чтобы дополнительно предотвращать закупоривание зазора.

В патенте США 8366384 зазор между участком вала режущего колеса и центральным отверстием режущего диска должен быть как можно меньшим, чтобы предотвращать поток жидкости, содержащий твердое вещество, через указанный зазор, то есть противоположно CN 202752071.

ЗАДАЧА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение направлено на устранение вышеупомянутых недостатков и отказов ранее известных режущих узлов (режущие колеса и режущие диски) и на обеспечение улучшенного режущего узла (режущее колесо и режущий диск). Первичной задачей настоящего изобретения является обеспечение улучшенного режущего узла (режущее колесо и режущий диск) исходно заданного типа, в котором предотвращено закупоривание твердым веществом зазора, расположенного между участком вала режущего колеса и центральным отверстием режущего диска. Еще одной задачей настоящего изобретения является обеспечение режущего узла (режущее колесо и режущий диск), имеющего более длительный срок эксплуатации.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Согласно изобретению по меньшей мере первичную задачу достигают посредством исходно заданного режущего колеса и режущего диска, имеющих признаки, определенные в независимых пунктах формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения дополнительно определены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Согласно первому аспекту настоящего изобретения обеспечено режущее колесо исходно заданного типа, которое отличается тем, что участок вала режущего колеса содержит аксиально продолжающуюся режущую выемку, и тем, что участок ступицы режущего колеса содержит только одну радиально продолжающуюся режущую выемку. Согласно второму аспекту настоящего изобретения обеспечен режущий диск исходно заданного типа, который отличается тем, что центральное отверстие режущего диска содержит только две аксиально продолжающиеся режущие выемки и тем, что сторона всасывания режущего диска содержит радиально продолжающиеся режущие выемки, продолжающиеся от центрального отверстия, при этом две аксиально продолжающиеся режущие выемки центрального отверстия расположены диаметрально противоположно друг другу. Кроме того, настоящее изобретение относится к режущему узлу, содержащему такое режущее колесо и такой режущий диск.

Таким образом, настоящее изобретение основано на понимании наличия взаимосвязанных вспомогательных режущих средств помимо основных режущих средств, причем указанные вспомогательные режущие средства расположены на режущем колесе и режущем диске, смежном с зазором между участком вала режущего колеса и центральным отверстием режущего диска.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения аксиально продолжающаяся режущая выемка участка вала режущего колеса расположена в круговом секторе режущего колеса, причем угол сектора кругового сектора равен или меньше 30 градусов.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения режущее колесо имеет заданное направление вращения, при этом угол между касательной к огибающей поверхности участка вала режущего колеса, взятый на переднем крае аксиально продолжающейся режущей выемки, и смежной стенкой аксиально продолжающейся режущей выемки, равен или меньше 40 градусов.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения аксиально продолжающаяся режущая выемка центрального отверстия режущего диска расположена в круговом секторе режущего диска, причем угол сектора кругового сектора равен или меньше 35 градусов.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, учитывая направление вращения режущего колеса, угол между касательной к внутренней поверхности центрального отверстия режущего диска, взятый на переднем крае аксиально продолжающейся режущей выемки, и смежной стенкой аксиально продолжающейся режущей выемки, равен или меньше 15 градусов.

Дополнительные преимущества и признаки изобретения будут очевидны из других зависимых пунктов формулы изобретения, а также из следующего подробного описания предпочтительных вариантов осуществления.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Более полное понимание вышеупомянутых и других признаков и преимуществ настоящего изобретения будет очевидно из следующего подробного описания предпочтительных вариантов осуществления в сочетании с прилагаемыми чертежами, на которых:

Фиг. 1 представляет собой схематичный вид в сечении в разобранном виде участка насоса-измельчителя, раскрывающий соответствующие компоненты,

Фиг. 2 представляет собой схематичный вид в сечении, раскрывающий компоненты насоса-измельчителя с Фиг. 1 в собранном состоянии,

Фиг. 3 представляет собой схематичный вид в перспективе сверху режущего колеса согласно предпочтительному варианту осуществления,

Фиг. 4 представляет собой схематичный вид в перспективе снизу режущего диска согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения,

Фиг. 5 представляет собой схематичный вид сбоку сверху режущего колеса согласно Фиг. 3,

Фиг. 6 представляет собой схематичный вид сбоку сверху режущего диска согласно Фиг. 4, и

Фиг. 7 представляет собой увеличенную часть режущего колеса, раскрытого на Фиг. 5.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится в общем к насосам-измельчителям, выполненным с возможностью перекачивать сточные воды, содержащие твердое вещество. Первоначально выполнена ссылка на фигуры 1 и 2.

Насос-измельчитель, также известный как дробящий насос, содержит крыльчатку 1, которая опирается и приводится во вращение в камере 2 насоса, образованной корпусом 3 насоса. Корпус 3 насоса имеет осевой впуск на стороне всасывания/задней по ходу стороне насоса и радиальный выпуск 4 на стороне давления/передней по ходу стороне насоса для переноса жидкости, осуществляемого крыльчаткой 1 при вращении во время работы. Расположенный коаксиально с крыльчаткой 1 и вращающийся вместе с ней, насос содержит режущее колесо, в целом обозначенное позицией 5. При работе режущее колесо 5 вращается на задней по ходу стороне режущего диска, в целом обозначенного позицией 6, который является стационарно устанавливаемым в отношении корпуса 3 насоса. Более точно, режущий диск 6 собран в покрывающем отношении с центральным всасывающим отверстием 7, которое образовано через всасывающую плиту 8, которая является стационарно устанавливаемой на корпусе 3 насоса посредством болтов 9. Режущий диск 6 установлен на всасывающей плите 8 посредством болтов 10.

Следует отметить, что насосы-измельчители содержат режущий узел, состоящий из режущего колеса 5 и режущего диска 6. Режущее колесо 5 и режущий диск 6 представляют собой взаимосвязанные изделия, имеющие одинаковую изобретательскую идею, и они должны работать вместе для того, чтобы обеспечивать достижение результата изобретением, а также насосом-измельчителем.

При работе, когда крыльчатка 1 вращается, жидкость всасывается через всасывающее отверстие 7 и выпускается через радиальный выпуск 4 центробежными силами, создаваемыми по меньшей мере одной лопастью 11, образованной на крыльчатке 1. Работа, которая хорошо известна, является типичной работой центробежного насоса и не нуждается в дополнительном объяснении в данном документе. Кроме того, режущий диск 6 содержит набор перфораций/режущих отверстий 12, продолжающихся в осевом направлении насоса через режущий диск 6 и обеспечивающих проходы, через которые жидкость и твердые вещества среднего размера, взвешенные в жидкости, могут проходить в камеру 2 насоса.

Режущее колесо 5 содержит по меньшей мере два основных режущих лезвия 13, которые выполнены с возможностью взаимодействия с набором режущих отверстий 12 режущего диска 6. Основные режущие лезвия 13 режущего колеса 5 продолжаются, по существу, в радиальных направлениях насоса от центрального участка 14 ступицы режущего колеса 5. Каждое основное режущее лезвие 13 образовано на передней по ходу стороне крыла 15, которая соединена с участком 14 ступицы, то есть обращена к режущему диску 6, и действует совместно в срезывающем взаимодействии с краями режущих отверстий 12, когда режущее колесо 5 приведено во вращение в отношении режущего диска 6. Любое твердое вещество некоторой длины, которое всасывается через режущие отверстия 12, режется режущим колесом 5 при относительном вращении режущего диска 6.

Вращающиеся компоненты, то есть крыльчатка 1 и режущее колесо 5, подвешены на нижнем конце приводного вала 16, который опирается на корпус 3 насоса и приводится во вращение посредством электродвигателя. Таким образом, крыльчатка 1 и режущее колесо 5 вращаются вместе и оба приводятся во вращение общим приводным валом 16. Приводной вал 16 имеет конец 17 вала, который обеспечен наружно шлицами или тому подобным. Крыльчатка 1 имеет центральный канал 18 с внутренними шлицами или тому подобным для приема конца 17 вала в шлицевом соединении, то есть во взаимно не вращающемся соединении. Конец 17 вала полностью вставлен в канал 18, когда торец приводного вала 16 упирается в дно канала 18. Отверстие 19 меньшего диаметра через дно канала 18 допускает введение болта 20, имеющего внешнюю резьбу, для зацепления с внутренней резьбой канала 21, который открывается в конце приводного вала 16. Когда болт 20 полностью вставлен, он закрепляет крыльчатку аксиально на приводном валу 16. Болт 20 образован с головкой 22, имеющей внешнюю резьбу, и дополнительно снабжен посадочным местом 23 для зацепления с инструментом, таким как шестигранный ключ, с помощью которого болт 20 может быть ввинчен в канал 21 приводного вала 16. Во вставленном положении головка 22 болта эффективно образует резьбовое продолжение приводного вала 16, и головка 22 болта расположена в центральном отверстии 24 режущего диска 6. Согласно альтернативному варианту осуществления головка 22 болта является постоянным осевым продолжением приводного вала 16. В таком варианте осуществления крыльчатка аксиально закрепляема на приводном валу посредством, например, гайки в резьбовом зацеплении с резьбой, которая образована снаружи на осевом продолжении приводного вала, на которое также режущее кольцо устанавливаемо на резьбовом зацеплении.

Режущее колесо 5 имеет центральное сквозное отверстие 25, имеющее внутреннюю резьбу, посредством которой режущее колесо может быть навинчено на головку 22 болта с помощью резьбового зацепления. Стопорный винт 26 или регулировочный элемент, который в предпочтительном варианте осуществления снабжен внешней резьбой, вставляется с противоположного конца центрального сквозного отверстия 25 в резьбовое зацепление с режущим колесом 5.

Сборку компонентов насоса в состояние, показанное на фиг. 2, начинают с установки крыльчатки 1 на конец 17 приводного вала 16, включая в себя введение болта 20 в канал 21 приводного вала 16. Затем всасывающую плиту 8 крепят болтами к корпусу 3 насоса, с последующим креплением болтами режущего диска 6 к задней по ходу стороне всасывающей плиты 8. Затем режущее колесо 5 навинчивают на головку 22 болта до контакта основных режущих лезвий 12 режущего колеса 5 с задней по ходу поверхностью режущего диска 6. На последнем этапе стопорный винт 26 ввинчивают в центральное сквозное отверстие 25 до упора в противоположный торец головки 22 болта.

Минимальный и во всех процедурах установки воспроизводимый зазор между режущим колесом 5 и режущим диском 6, наконец, устанавливают приложением крутящего момента к стопорному винту 26 до невращательного застопоривания/блокирования режущего колеса. В результате того, что стопорный винт 26 зацепляет внутреннюю резьбу режущего колеса 5 и упирается в торец приводного вала 16 или в торец продолжения приводного вала относительно головки 22 болта, стопорный винт 26 будет оказывать отделяющую осевую силу, которая удаляет люфт в резьбовом зацеплении между режущим колесом 5 и головкой 22 болта. Таким образом, режущее колесо 5 аксиально выдавливают от режущего диска 6 до минимального и микронного размера зазора, который удовлетворяет соответствующему срезывающему взаимодействию между двумя элементами. Очевидно, установление осевого зазора между режущим колесом 5 и режущим диском 6, как раскрыто, не влияет на осевое установление крыльчатки 1.

Необходимый крутящий момент может быть приложен вручную посредством закручивания измерителя крутящего момента. Размер зазора определен исключительно характеристиками рассматриваемых резьб и может быть повторно установлен в любое время и, следовательно, может быть повторно получен при техническом обслуживании и ремонте, а также не зависит от квалификации оператора. В зависимости от размера насоса и его применения стандартные конструкции резьбы с размерами от М6 до М16 обеспечат рабочие зазоры без необходимости изменения параметров резьбы. В насосе среднего размера для переноса сточных вод предпочтительной может быть резьба размера М12. В других применениях и размерах насосов параметры конструкции резьбы, такие как ход резьбы, профиль резьбы, боковые зазоры и т.д. могут нуждаться в изменении, чтобы обеспечивать осевой люфт в резьбовом зацеплении, который, если исключено, как рекомендовано, приводит к желаемому осевому зазору между режущим колесом и режущим диском. Однако такое изменение резьбонарезных параметров хорошо известно специалисту в области нарезания резьбы.

Теперь делают ссылку на фигуры 3-7, раскрывающие предпочтительный вариант осуществления режущего колеса 5 и режущего диска 6 соответственно, которые выполнены с возможностью взаимодействия друг с другом. На фигурах 3, 5 и 7 режущее колесо 5 раскрыто с передней по ходу/верхней стороны, на фигуре 4 режущий диск 6 раскрыт с задней по ходу/нижней стороны, и на фигуре 6 режущий диск 6 раскрыт с передней по ходу/верхней стороны.

Режущее колесо 5 содержит участок 27 вала, который имеет первый диаметр D1, взятый перпендикулярно аксиальной центральной оси режущего колеса 5, и который выполнен с возможностью взаимодействия с центральным отверстием 24 режущего диска 6, то есть участок 27 вала режущего колеса 5 выполнен с возможностью вставляться в центральное отверстие 24 режущего диска 6. Участок 27 вала предпочтительно цилиндрически сформован на расстоянии, равном по меньшей мере толщине центрального отверстия 24 режущего диска 6. Участок 27 вала соединен с участком 14 ступицы и выступает в осевом направлении насоса в направлении камеры 2 насоса от участка 14 ступицы. Когда насос собран, то торец участка 27 вала режущего колеса 5 должен быть удален от крыльчатки 1, и должен быть удален от любой гайки или шайбы, крепящей крыльчатку 1 на приводном валу 16. Участок 14 ступицы режущего колеса 5 шире в радиальном направлении насоса, чем первый диаметр D1 участка 27 вала, на переходе/границе раздела между участком 14 ступицы и участком 27 вала. Предпочтительно участок 14 ступицы имеет второй диаметр D2 на переходе/границе раздела между участком 14 ступицы и участком 27 вала, причем второй диаметр D2 больше первого диаметра D1. В раскрытом варианте осуществления режущее колесо 5 содержит три крыла 15, продолжающихся в радиальном направлении от участка 14 ступицы.

Необходимо, чтобы участок 27 вала режущего колеса 5 содержал аксиально продолжающуюся режущую выемку, в целом обозначенную позицией 28, и чтобы участок 14 ступицы режущего колеса 5 содержал только одну радиально продолжающуюся режущую выемку, в целом обозначенную позицией 29. В предпочтительном варианте осуществления участок 27 вала содержит только одну аксиально продолжающуюся режущую выемку 28, для того, чтобы сохранять площадь сечения, взятую вдоль радиальной плоскости, зазора между участком 27 вала и центральным отверстием 24 как можно меньшей. Аксиально продолжающаяся режущая выемка 28 участка 27 вала содержит аксиально продолжающееся режущее лезвие 30, образованное на пересечении между огибающей поверхностью участка 27 вала и аксиально продолжающейся режущей выемкой 28. Аксиально продолжающееся режущее лезвие 30 предпочтительно параллельно аксиальной центральной оси режущего колеса 5. Радиально продолжающаяся режущая выемка 29 участка 14 ступицы содержит радиально продолжающееся режущее лезвие 31, образованное на пересечении между аксиально обращенной поверхностью 32 участка 14 ступицы и радиально продолжающейся режущей выемкой 29.

Согласно предпочтительному варианту осуществления, как аксиально продолжающееся режущее лезвие 30 участка 27 вала, так и радиально продолжающееся режущее лезвие 31 участка 14 ступицы расположены в первом круговом секторе режущего колеса 5, причем угол сектора α1 первого кругового сектора равен или меньше 20 градусов, предпочтительно равен или меньше 10 градусов. Также предпочтительно, чтобы аксиально продолжающаяся режущая выемка 28 участка 27 вала была расположена во втором круговом секторе режущего колеса 5, причем угол α2 сектора второго кругового сектора равен или меньше 30 градусов, предпочтительно равен или меньше 20 градусов. Режущее колесо 5 имеет заданное направление вращения R, причем угол β1 между касательной к огибающей поверхности участка 27 вала, взятый на переднем крае 33 аксиально продолжающейся режущей выемки, и смежной стенкой аксиально продолжающейся режущей выемки 28 равен или меньше 40 градусов, предпочтительно равен или меньше 35 градусов. Угол β2 между касательной к огибающей поверхности участка 27 вала, взятый на заднем крае, то есть аксиально продолжающимся режущим лезвием 30 аксиально продолжающейся режущей выемки 28, и смежной стенкой аксиально продолжающейся режущей выемки 28, равен или больше 70 градусов, предпочтительно равен или больше 80 градусов.

Режущий диск 6 содержит упомянутое выше центральное отверстие 24, которое имеет третий диаметр D3, взятый перпендикулярно аксиальной центральной оси режущего диска 6, и которое выполнено с возможностью взаимодействия с участком 27 вала режущего колеса 5. Осевая центральная ось режущего диска 6 и аксиальная центральная ось режущего колеса 5 совпадают. Третий диаметр D3 меньше второго диаметра D2 и больше первого диаметра D1. Набор режущих отверстий 12 режущего диска 6 открывается на задней по ходу стороне или на стороне всасывания режущего диска 6 радиально снаружи центрального отверстия 24.

Необходимо, чтобы центральное отверстие 24 содержало только две аксиально продолжающиеся режущие выемки 34, и чтобы сторона всасывания содержала радиально продолжающуюся режущую выемку 35, продолжающуюся от центрального отверстия 24. Предпочтительно, чтобы аксиально продолжающаяся режущая выемка 34 центрального отверстия 24 и радиально продолжающаяся режущая выемка 35 стороны всасывания перекрывали друг друга, то есть встречались на переходе между центральным отверстием 24 и стороной всасывания. Согласно варианту осуществления изобретения центральное отверстие 24 содержит две аксиально продолжающиеся режущие выемки 34, которые расположены диаметрально противоположно друг другу, и при этом предпочтительно, чтобы сторона всасывания содержала две радиально продолжающиеся режущие выемки 35, которые расположены диаметрально противоположно друг другу. Согласно предпочтительному варианту осуществления аксиально продолжающаяся режущая выемка 34 центрального отверстия 24 содержит аксиально продолжающееся режущее лезвие 36, образованное пересечением между внутренней поверхностью центрального отверстия 24 и аксиально продолжающейся режущей выемкой 34. Аксиально продолжающееся режущее лезвие 36 предпочтительно параллельно аксиальной центральной оси режущего диска 6. Второй диаметр D2 участка 14 ступицы режущего колеса 5 больше суммы третьего диаметра D3 центрального отверстия 24 режущего диска 6 и вдвое больше глубины аксиально продолжающихся режущих выемок 34 центрального отверстия 24 режущего диска 6.

Согласно предпочтительному варианту осуществления аксиально продолжающаяся режущая выемка 34 центрального отверстия 24 расположена в круговом секторе режущего диска 6, причем угол сектора γ1ε кругового сектора равен или меньше 35 градусов, предпочтительно равен или меньше 30 градусов. При этом угол ε сектора кругового сектора равен или больше 15 градусов, предпочтительно равен или больше 20 градусов. Учитывая направление вращения R режущего колеса 5, угол γ2 между касательной к внутренней поверхности центрального отверстия 24, взятый на переднем крае 37 аксиально продолжающейся режущей выемки 34, и смежной стенкой аксиально продолжающейся режущей выемки 34 равен или меньше 15 градусов, предпочтительно равен или меньше 5 градусов. Указанный угол γ2 должен быть как можно меньшим, чтобы твердое вещество могло входить в аксиально продолжающуюся режущую выемку 34 центрального отверстия 24, т.е. если угол мал, жидкость и твердое вещество будут следовать за стенкой аксиально продолжающейся режущей выемки 34 и входят в аксиально продолжающуюся режущую выемку 34. Если угол слишком велик, жидкость и твердое вещество будут проскакивать через аксиально продолжающуюся режущую выемку 34, поскольку в аксиально продолжающейся режущей выемке 34 будет образована подушка жидкости. В наиболее предпочтительном варианте осуществления указанный угол γ2 равен нулю, то есть стенка аксиально продолжающейся режущей выемки 34 следует по касательной от переднего края 37 аксиально продолжающейся режущей выемки 34. Угол γ3 между касательной к внутренней поверхности центрального отверстия 24, взятый на заднем крае, то есть аксиально продолжающемся режущем лезвии 36, аксиально продолжающейся режущей выемки 34, и смежной стенкой аксиально продолжающейся режущей выемки 34, равен или больше 80 градусов, предпочтительно равен или больше 85 градусов.

Видимое в направлении вращения режущего колеса 5 радиально продолжающаяся режущая выемка 35 режущего диска 6 содержит передний край 38, образованный пересечением между стороной всасывания режущего диска 6 и радиально продолжающейся режущей выемкой 35 режущего диска 6, и задний край 39, то есть радиально продолжающееся режущее лезвие, образованное пересечением между стороной всасывания режущего диска 6 и радиально продолжающейся режущей выемкой 35 режущего диска 6.

Передний край 38 радиально продолжающейся режущей выемки 35 предпочтительно является прямым, а радиально продолжающееся режущее лезвие 39 радиально продолжающейся режущей выемки 35 предпочтительно имеет форму дуги. Предпочтительно, чтобы воображаемое продолжение переднего края 38 радиально продолжающихся режущих выемок 35 режущего диска 6 радиально внутрь от перехода между стороной всасывания режущего диска 6 и центральным отверстием 24 режущего диска 6, не пересекалось с аксиальной центральной осью центрального отверстия 24 режущего диска 6. Таким образом, если смотреть в направлении радиально наружу от центрального отверстия 24 режущего диска 6, то передний край 38 радиально продолжающейся режущей выемки 35 наклонен в направлении вращения режущего колеса 5. Таким образом, если смотреть в направлении радиально наружу от центрального отверстия 24 режущего диска 6, то задний край 39 радиально продолжающейся режущей выемки 35 имеет форму дуги в направлении вращения режущего колеса 5.

Возможные модификации изобретения

Изобретение не ограничено только вариантами осуществления, описанными выше и показанными на чертежах, которые в основном имеют иллюстративное и примерное назначение. Эта патентная заявка предназначена для охвата всех корректировок и вариантов предпочтительных вариантов осуществления изобретения, описанных в данном документе, таким образом, настоящее изобретение определено формулировкой прилагаемой формулы изобретения и таким образом, оборудование может быть изменено всеми возможными методами в объеме прилагаемой формулы изобретения.

Например, следует отметить, что хотя изобретение проиллюстрировано в отношении центробежного насоса с радиальным выпуском, заявленное решение очевидно может быть использовано также в насосе, который предназначен для осевого выпуска жидкости.

Также следует отметить, что использование стопорного винта в качестве регулировочного элемента для режущего колеса является предпочтительным, но регулировочный элемент может быть любым другим элементом, способным к прикладыванию отделяющей осевой силы на режущее колесо и на приводной вал для удаления осевого люфта в резьбовом зацеплении между режущим колесом и приводным валом.

Также следует отметить, что вся информация о/в отношении таких терминов, как выше, ниже, верхний, нижний и т.д., должна быть интерпретирована/прочтена с оборудованием, ориентированным согласно чертежам, с чертежами, ориентированным так, что ссылки могут быть правильно прочтены. Таким образом, такие термины только указывают на взаимные отношения в показанных вариантах осуществления, которые могут быть изменены, если изобретательское оборудование снабжено другой структурой/конструкцией. Такие термины, как радиально, радиальный, аксиально, осевой и т.д., должны быть прочтены по отношению к насосу, в котором продолжение приводного вала определяет осевое направление.

Также следует отметить, что даже при этом прямо не указано, что признаки из конкретного варианта осуществления могут быть объединены с признаками из другого варианта осуществления, совокупность должна считаться очевидной, если совокупность возможна.

Группа изобретений относится к режущему диску, режущему колесу с таким режущим диском и режущему узлу с таким режущим колесом, которые, в частности, могут найти применение в насосах для перекачивания жидкости, содержащей твердое вещество, а именно в насосах-измельчителях. Режущее колесо содержит участок вала, который выполнен с возможностью взаимодействия с центральным отверстием указанного режущего диска, участок ступицы, который соединен с участком вала, и по меньшей мере два основных режущих лезвия, которые в радиальном направлении продолжаются наружу от указанного участка ступицы и которые выполнены с возможностью взаимодействия с набором режущих отверстий указанного режущего диска. При этом участок вала содержит аксиально продолжающуюся режущую выемку, а участок ступицы содержит только одну радиально продолжающуюся режущую выемку. Режущий диск содержит сторону всасывания, центральное отверстие, которое выполнено с возможностью взаимодействия с участком вала указанного режущего колеса, и набор режущих отверстий, которые открываются в указанной стороне всасывания радиально наружу центрального отверстия и выполнены с возможностью взаимодействия с основными режущими лезвиями указанного режущего колеса. При этом центральное отверстие содержит две аксиально продолжающиеся режущие выемки. Две аксиально продолжающиеся режущие выемки центрального отверстия расположены диаметрально противоположно друг другу. В заявленном изобретении предотвращается закупоривание твердым веществом зазора, расположенного между участком вала режущего колеса и центральным отверстием режущего диска. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Режущее колесо (5), подходящее для насоса-измельчителя и выполненное с возможностью взаимодействия с режущим диском (6), причем режущее колесо (5) содержит:

- участок (27) вала, который имеет первый диаметр (D1), взятый перпендикулярно аксиальной центральной оси режущего колеса (5), и который выполнен с возможностью взаимодействия с центральным отверстием (24) указанного режущего диска (6),

- участок (14) ступицы, который соединен с участком (27) вала и который в радиальном направлении шире, чем указанный первый диаметр (D1) участка (27) вала, и

- по меньшей мере два основных режущих лезвия (13), которые в радиальном направлении продолжаются наружу от указанного участка (14) ступицы и которые выполнены с возможностью взаимодействия с набором режущих отверстий (12) указанного режущего диска (6),

отличающееся тем, что участок (27) вала содержит аксиально продолжающуюся режущую выемку, а участок (14) ступицы содержит только одну радиально продолжающуюся режущую выемку.

2. Режущее колесо (5) по п. 1, в котором участок (27) вала содержит только одну аксиально продолжающуюся режущую выемку (28).

3. Режущее колесо (5) по п. 1 или 2, в котором аксиально продолжающаяся режущая выемка (28) участка (27) вала содержит аксиально продолжающееся режущее лезвие (30), образованное на пересечении между огибающей поверхностью участка (27) вала и аксиально продолжающейся режущей выемкой (28).

4. Режущее колесо (5) по любому из предыдущих пунктов, в котором радиально продолжающаяся режущая выемка (29) участка (14) ступицы содержит радиально продолжающееся режущее лезвие (31), образованное на пересечении между аксиально обращенной поверхностью участка (14) ступицы и радиально продолжающейся режущей выемкой (29).

5. Режущее колесо (5) по п. 3 или 4, в котором как аксиально продолжающееся режущее лезвие (30) участка (27) вала, так и радиально продолжающееся режущее лезвие (29) участка (14) ступицы расположены в первом круговом секторе режущего колеса (5), причем угол сектора (α1) первого кругового сектора равен или меньше 20 градусов, предпочтительно равен или меньше 10 градусов.

6. Режущее колесо (5) по любому из предыдущих пунктов, в котором аксиально продолжающаяся режущая выемка (28) участка (27) вала расположена во втором круговом секторе режущего колеса (5), причем угол сектора (α2) второго кругового сектора равен или меньше 30 градусов, предпочтительно равен или меньше 20 градусов.

7. Режущее колесо (5) по любому из предыдущих пунктов, которое имеет заданное направление вращения (R), причем угол (β1) между касательной к огибающей поверхности участка (27) вала, взятый у переднего края (33) аксиально продолжающейся режущей выемки (28), и смежной стенкой аксиально продолжающейся режущей выемки (28) равен или меньше 40 градусов, предпочтительно равен или меньше 35 градусов.

8. Режущее колесо (5) по любому из предыдущих пунктов, которое имеет заданное направление вращения (R), причем угол (β2) между касательной к огибающей поверхности участка (27) вала, взятый у заднего края (30) аксиально продолжающейся режущей выемки (28), и смежной стенкой аксиально продолжающейся режущей выемки (28) равен или больше 70 градусов, предпочтительно равен или больше 80 градусов.

9. Режущий диск (6), подходящий для насоса-измельчителя и выполненный с возможностью взаимодействия с режущим колесом (5), причем режущий диск (6) содержит:

- сторону всасывания,

- центральное отверстие (24), которое имеет третий диаметр (D3), взятый перпендикулярно аксиальной центральной оси режущего диска (6), и которое выполнено с возможностью взаимодействия с участком (27) вала указанного режущего колеса (5), и

- набор режущих отверстий (12), которые открываются на указанной стороне всасывания радиально снаружи центрального отверстия (24) и которые выполнены с возможностью взаимодействия с основными режущими лезвиями (13) указанного режущего колеса (5),

отличающийся тем, что центральное отверстие (24) содержит только две аксиально продолжающиеся режущие выемки (34), причем сторона всасывания содержит радиально продолжающуюся режущую выемку (35), продолжающуюся от центрального отверстия (24), при этом две аксиально продолжающиеся режущие выемки (34) центрального отверстия (24) расположены диаметрально противоположно друг другу.

10. Режущий диск (6) по п. 9, в котором аксиально продолжающаяся режущая выемка (34) центрального отверстия (24) и радиально продолжающаяся режущая выемка (35) стороны всасывания перекрывают друг друга.

11. Режущий диск (6) по п. 9 или 10, в котором аксиально продолжающаяся режущая выемка (34) центрального отверстия (24) содержит аксиально продолжающееся режущее лезвие (36), образованное пересечением между внутренней поверхностью центрального отверстия (24) и аксиально продолжающейся режущей выемкой (34).

12. Режущий диск (6) по любому из пп. 9-11, в котором аксиально продолжающаяся режущая выемка (34) центрального отверстия (24) расположена в круговом секторе режущего диска (6), причем угол (γ1) сектора кругового сектора равен или меньше 35 градусов, предпочтительно равен или меньше 30 градусов.

13. Режущий диск (6) по любому из пп. 9-12, в котором аксиально продолжающаяся режущая выемка (34) центрального отверстия (24) расположена в круговом секторе режущего диска (6), причем угол (γ1) сектора кругового сектора равен или больше 15 градусов, предпочтительно равен или больше 20 градусов.

14. Режущий диск (6) по любому из пп. 9-13, в котором задано направление вращения (R) режущего колеса (5), причем угол (γ2) между касательной к внутренней поверхности центрального отверстия (24), взятый у переднего края (37) аксиально продолжающейся режущей выемки (34), и смежной стенкой аксиально продолжающейся режущей выемки (34) равен или меньше 15 градусов, предпочтительно равен или меньше 5 градусов.

15. Режущий диск (6) по любому из пп. 9-14, в котором задано направление вращения (R) режущего колеса (5), причем угол (γ3) между касательной к внутренней поверхности центрального отверстия (24), взятый у заднего края (36) аксиально продолжающейся режущей выемки (34), и смежной стенкой аксиально продолжающейся режущей выемки (34) равен или больше 80 градусов, предпочтительно равен или больше 85 градусов.

16. Режущий диск (6) по любому из пп. 9-15, в котором сторона всасывания содержит две радиально продолжающиеся режущие выемки (35), которые расположены диаметрально противоположно друг другу.

17. Режущий узел, подходящий для насоса-измельчителя, отличающийся тем, что режущий узел содержит режущее колесо (5) по любому из пп. 1-8 и режущий диск (6) по любому из пп. 9-16.