Насос-диспергатор Российский патент 2024 года по МПК F04C2/16 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к насосам-диспергаторам, предназначенным для перекачки, интенсивного перемешивания и диспергирования многофазных сред, прежде всего с водо-минеральными вяжущими, в частности водных смесей с гипсовыми, цементными, магнезиальными выжущими, с известью, и других сред, содержащих, в том числе твердые частицы.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Из уровня техники известен насос для перекачки многофазных сред, раскрытый в SU 1828947 U1, опубл. 23.07.1993, прототип. Насос содержит корпус с рабочей камерой, содержащей камеру нагнетания перекачиваемой среды, камеру всасывания перекачиваемой среды, два вращающихся в одном направлении вала с винтовой нарезкой.

Недостатком раскрытого выше технического решения является наличие большого количества поверхностей рабочей камеры, не очищаемых в процессе работы насоса. И данное техническое решение не ставило задачи увеличения степени перемешивания перекачиваемой среды. Более того, винтовые насосы такого типа преимущественно применяются для перекачивания масс, которые должны минимально подвергаться интенсивному перемешиванию, которое может привести к ухудшению свойств массы. В тоже время, таким устройством повысить степень перемешивания перекачиваемых масс можно только косвенными способами, в частности регулированием ограничения перекачиваемого потока или увеличением скорости вращения валов, что не всегда технологически целесообразно.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей заявленного изобретения является разработка двухшнекового насоса-диспергатора совмещающего в одном устройстве 2 функции:

- Нагнетание/перекачивание рабочей среды.

- Интенсивное перемешивание/диспергирование, при этом для рассматриваемых процессов и материалов это является основной функцией заявляемого устройства.

Для этого внутри насоса создается дополнительная зона, в которой на валах, вращающихся в одну сторону, дополнительно устанавливаются перемешивающие кулачковые элементы.

Техническим результатом изобретения является регулируемое совмещение двух технологических процессов в одном устройстве - перекачивание рабочей среды (функция насоса) и интенсивное перемешиванием (функция диспергирования / дезинтеграции / гомогенизации), при этом в объеме рабочей камеры насоса нет застойных зон, все поверхности внутри рабочей камеры насоса в процессе вращения валов самоочищаются.

Указанный технический результат достигается за счет того, что насос-диспергатор для перекачки жидких сред, в том числе с твердыми частицами, содержит корпус с нагнетающим и всасывающим патрубками, расположенными в разных частях корпуса насоса, при этом внутри корпуса расположена рабочая камера, внутри которой расположены два вращающихся в одном направлении вала, оси которых параллельны, и на которые установлены шнеки. В рабочей камере перед нагнетающим патрубком на валы дополнительно установлены кулачковые элементы, ответственные за функцию интенсивного перемешивания/диспергирования, при этом валы вращаются со скоростью 800-4500 об/минуту. Изменяя длину зон шнековых и кулачковых элементов, конфигурацию шнеков и кулачковых элементов можно регулировать процесс перекачивания и перемешивания в широком диапазоне.

Шнеки и кулачки могут быть выполнены с возможностью самоочищения.

Насос-диспергатор содержит двигатель, предохранительную муфту и коробку мультипликатора, при этом корпус насоса и корпус коробки разнесены с зазором.

Насос-диспергатор предназначен для перекачки, интенсивного перемешивания и диспергирования многофазных сред, прежде всего с минеральными вяжущими, в частности водных смесей с гипсовыми, цементными, магнезиальными выжущими, с известью, и других сред, содержащих, в том числе твердые частицы.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Изобретение будет более понятным из описания, не имеющего ограничительного характера и приводимого со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:

Фиг. 1 - Общий вид насоса в сборе

Фиг. 2 - Общий вид рабочих органов насоса-диспергатора

1 - основание насоса-диспергатора; 2 - двигатель; 3 - предохранительная соединительная муфта; 4 - коробка мультипликатора; 5 - корпус насоса-диспергатора; 6.1 - всасывающий патрубок; 6.2 - нагнетающий патрубок; 7 - валы насоса-диспергатора; 8 - шнеки насоса-диспергатора; 9 - кулачковые элементы насоса-диспергатора.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Насос-диспергатор для перекачки жидких сред с твердыми частицами содержит корпус (5) с нагнетающим (6.2) и всасывающим (6.1) патрубками, расположенными в разных частях корпуса (5) насоса, при этом внутри корпуса (5) имеется рабочая камера, внутри которой расположены два вращающихся в одном направлении вала (7), оси которых параллельны, и на которые установлены шнеки (8). В рабочей камере, перед нагнетающим патрубком, на валы дополнительно установлены кулачковые элементы (9), при этом валы вращаются со скоростью 800-4500 об/минуту.

Всасывающий (6.1) и нагнетающий (6.2) патрубки могут быть врезаны в верхнюю, нижнюю или боковую поверхность корпуса (5) насоса или врезаны в торцевую поверхность корпуса насоса, как на приведенной Фиг 2. Размещение патрубков определяется выбранным направлением движения перекачиваемой и перемешиваемой среды (возможно движение среды как по направлению к двигателю, так и от двигателя) и пространственным размещением насоса-диспергатора в производственной линии.

Шнеки (8) и кулачковые элементы (9) выполнены с возможностью самоочищения. Шнеки (8) и кулачковые элементы (9) могут быть съемными компонентами, устанавливаемыми на валы, также валы могут изготавливаться сразу со шнековыми и кулачковыми элементами.

Насос-диспергатор содержит двигатель и коробку мультипликатора, установленные на основании (1), при этом корпус (5) насоса и корпус коробки мультипликатора (4) разнесены с зазором для удобства контроля состояния сальников.

Насос-диспергатор выполнен с возможностью перекачки, интенсивного перемешивания и диспергирования многофазных сред, прежде всего с минеральными вяжущими, в частности водных смесей с гипсовыми, цементными, магнезиальными выжущими, с известью, и других сред, содержащих, в том числе твердые частицы, в том числе с включением наполнителя.

Насос-диспергатор работает следующим образом. При включении двигателя (2) осуществляется вращение вала двигателя, который через предохранительную соединительную муфту (3) передает вращение приводному валу коробки мультипликатора (4). Приводной вал коробки мультипликатора передает вращение на два вала (7) насоса, которые осуществляют вращение в одну сторону. Корпус коробки мультипликатора (4) соединен с корпусом насоса (5) через соединительные втулки, в результате чего между корпусом коробки мультипликатора (4) и корпусом (5) насоса образован зазор. Перекачиваемая среда, через всасывающий (6.1) патрубок поступает в рабочую камеру насоса-диспергатора, в которой вращаются в одну сторону валы (7) насоса, на которых установлены шнеки (8), которые перемещают указанную жидкую среду к нагнетающему патрубку (6.2). В зоне перед нагнетающим патрубком на валы установлены кулачковые элементы (9), которые осуществляют перемешивание (диспергирование, дезинтеграцию, гомогенизацию) указанной среды. При вращении валов (7) насоса в одном направлении выступающие элементы, расположенные на шнеках (8) и кулачковых элементах (9), осуществляют соскребающее движение по отношению к другим элементам насоса-диспергатора, в результате которого на стенках рабочей камеры насоса и поверхностях шнеков (8) и кулачковых элементов (9) не остаются поверхности, которые бы не очистились от возможно налипшей массы. Далее диспергированная среда из нагнетающего патрубка выводится из насоса-диспергатора и поступает на следующую стадию производства.

Изменение скорости вращения валов напрямую влияет на процесс перекачивания и диспергирования. Увеличение скорости вращения увеличивает объем перекачиваемой среды и степень перемешивания (в допустимом диапазоне, определяемом перекачиваемой средой). Изменяя площадь сечения выходного потока можно дополнительно регулировать параметры процессов перекачивания и перемешивания. Для регулирования объема и степени перемешивания среды можно изменять длину и конфигурацию шнековых и кулачковых элементов. Таким образом, насос-диспергатор по данному техническому решению позволяет в широком диапазоне регулировать характеристики насоса-диспергатора по объему перекачивания и степени диспергирования.

При этом, шнеки и кулачки могут быть изготовлены целиком, или набраны из отдельных шнековых и кулачковых элементов, что позволяет менять длину набранных шнеков и длину зоны интенсивного перемешивания.

Заявленный насос-диспергатор позволяет организовать технологический процесс с перекачиванием жидкой среды, в том числе с твердыми частицами, и ее одновременным интенсивным перемешиванием (диспергированием / дезинтеграцией / гомогенизацией), при этом в объеме рабочей камеры насоса нет застойных зон, т.к. внутреннее пространство рабочей камеры, выполненное пустотелым в виде двух пересеченных цилиндров, полностью заполнено вращающимися элементами, что позволяет очистить все внутренние поверхности рабочей камеры насоса в процессе самоочищения шнеков и кулачковых элементов при вращения валов. Дополнительно для удобства обслуживания, корпус насоса и корпус мультипликатора установлены с зазором друг от друга, что позволяет осуществлять визуальный контроль состояния сальников.

Изобретение было раскрыто выше со ссылкой на конкретный вариант его осуществления. Для специалистов могут быть очевидны и иные варианты осуществления изобретения, не меняющие его сущности, как оно раскрыто в настоящем описании. Соответственно, изобретение следует считать ограниченным по объему только нижеследующей формулой изобретения.

Изобретение относится к насосам-диспергаторам, предназначенным для перекачки, перемешивания и диспергирования многофазных сред, в частности водо-минеральных вяжущих смесей и других жидких сред, содержащих твердые частицы. Техническим результатом изобретения является регулируемое совмещение двух технологических процессов в одном устройстве - перекачивание рабочей среды (функция насоса) и интенсивное перемешивание (функция диспергирования / дезинтеграции / гомогенизации), при этом в объеме рабочей камеры насоса нет застойных зон, все поверхности внутри рабочей камеры насоса в процессе вращения валов самоочищаются. Насос-диспергатор для перекачки жидких сред с твердыми частицами содержит корпус с нагнетающим и всасывающим патрубками, внутри которого расположены два вращающихся в одном направлении вала и на которые установлены шнеки. В конце рабочей камеры, в зоне перед нагнетающим патрубком, на валы дополнительно установлены кулачковые элементы, при этом валы вращаются со скоростью 800-4500 об/мин. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Насос-диспергатор для перекачки и интенсивного перемешивания многофазных жидких смесей, на основе минеральных вяжущих, содержащий корпус с нагнетающим и всасывающим патрубками, расположенными в разных частях корпуса насоса, при этом внутри корпуса расположена рабочая камера, внутри которой расположены два вращающихся в одном направлении вала, оси которых параллельны и на которые установлены шнеки, отличающийся тем, что в конце рабочей камеры, перед нагнетающим патрубком, на валы дополнительно установлены кулачковые элементы, при этом валы вращаются со скоростью 800-4500 об/мин.

2. Насос-диспергатор по п. 1, отличающийся тем, что минеральные вяжущие, выбраны из группы: гипсовые, цементные, магнезиальные и известьсодержащие.

3. Насос-диспергатор по п. 1, отличающийся тем, что многофазные жидкие среды дополнительно содержат наполнители.

4. Насос-диспергатор по п. 1, отличающийся тем, что шнеки и кулачки выполнены с возможностью самоочищения.

5. Насос-диспергатор по п. 1, отличающийся тем, что шнеки и кулачки набраны из отдельных шнековых и кулачковых элементов.