АНТИВИХРЕВАЯ ГИДРОСИСТЕМА ДЛЯ АКВАВЕНДИНГА Российский патент 2025 года по МПК G07F13/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к аквавендинговым аппаратам, конкретно к автоматам продажи воды путем автоматически управляемой безвихревой подачи воды из акварезервуара в камеру налива воды через его (акварезервуара) выходной (донный) патрубок посредством центробежного насоса с «мокрым» ротором, расположенным в гидрозатворе соответствующего трубопровода подачи.

Уровень техники

Известна гидросистема для аквавендинга (прототип), содержащая аква-резервуар с выходным патрубком, установленным в днище акварезервуара, камеру налива воды с патрубком налива воды в тару покупателя воды, гидравлически связанным с выходным патрубком акварезервуара посредством трубопровода подачи воды в камеру налива воды, а также центробежный насос с «мокрым» ротором, снабженный электроприводом постоянного тока и гидравлически включенный в разрез указанного трубопровода, выполненного при этом с возможностью образования в нем гидрозатвора, в зоне которого расположен указанный насос (прототип представлен в описании изобретения по патенту RU №2742909 С1, МПК G07F 13/00, опубл. 11.02.2021 Бюл. №5, автор и патентообладатель Вяткин В.В.).

Признаки прототипа, общие с признаками заявленного для патентования технического решения, есть перечисленные выше признаки прототипа.

Причина, препятствующая получению в прототипе заявленного технического результата, заключается в образовании водяного вихря при истечении воды через выходной патрубок, нарушающего работу центробежного насоса с «мокрым» ротором из-за попадания в него воздуха из воздушной воронки, образованной указанным вихрем. Этот воздух, проникший в донный патрубок через эту воронку, уменьшает вследствие этого его (патрубка) условный гидравлический диаметр, что может затруднить нормальную работу конкретного насоса; а еще хуже - он (воздух) нередко доходит также и до насоса и тем самым окончательно срывает его работу.

Техническая проблема, на решение которой направлено заявленное для патентования техническое решение, заключается в необходимости повышения надежности работы центробежного насоса с «мокрым» ротором за счет исключения возможности попадания воздуха как в донный патрубок, так и в собственно насос.

Раскрытие сущности изобретения

Технический результат заключается в придании системе антивихревого свойства за счет глушения водяного вихря на входе в выходной патрубок акварезервуара в процессе работы центробежного насоса, вследствие чего исключается возможность прохождения воздуха в выходной патрубок акварезервуара и тем более в указанный насос в процессе его работы, связанной с выдачей воды в тару покупателя воды в процессе аквавендинга.

Достигается технический результат тем, что антивихревая гидросистема для аквавендинга содержит акварезервуар 1 с выходным патрубком 2, установленным в днище 3 акварезервуара 1, камеру 4 налива воды с патрубком 5 налива воды в тару покупателя воды, гидравлически связанным с выходным патрубком 2 акварезервуара 1 посредством трубопровода 6 подачи воды в камеру 4 налива воды, а также центробежный насос 7 с «мокрым» ротором, снабженный электроприводом постоянного тока и гидравлически включенный в разрез указанного трубопровода 6, выполненного при этом с возможностью образования в нем гидрозатвора, в зоне которого расположен указанный насос 7, а искомое антивихревое свойство гидросистемы обеспечивается тем, что она дополнительно содержит лопастной глушитель 8 водяного вихря, который установлен внутри акварезервуара 1 на его выходном патрубке 2 со стороны входа в этот патрубок 2, и который содержит горизонтальный диск 9 и четыре Г-образные лопасти 10-13, неразъемно установленные на нижней стороне этого диска 9, при этом эти лопасти 10-13 соединены между собой с образованием симметричной относительно оси этого диска 9 Г-образной крестовины глушителя 8, так что каждая лопасть этой крестовины представляет собой Г-образную пластину, включающую горизонтальный и вертикальный элементы лопасти, при этом горизонтальные элементы 14, 16, 18, 20 этих четырех Г-образных лопастей 10-13 вместе образуют четырехло-пастную горизонтальную полку глушителя 8, на которой расположен указанный диск 9, и которая непосредственно опирается на днище 3 акварезервуара 1 в области входа в его выходной патрубок 2, а вертикальные элементы 15, 17, 19, 21 этих четырех Г-образных лопастей 10-13 вместе образуют четы-рехлопастную вертикальную ножку глушителя 8, расположенную в этом выходном патрубке 2.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 приведена общая функциональная схема антивихревой гидросистемы для аквавендинга, характеризующаяся заполнением акварезервуара 1 любой питьевой водой: либо привозной, подготовленной в другом месте, либо взятой из водопроводной сети, подготавливаемой на месте расположения данной гидросистемы; на фиг.2 отдельно показан акварезервуар 1 с глушителем 8 водяного вихря (фронтальный вид); на фиг.3 отдельно и схематично показан этот глушитель 8, а именно вид спереди, идентичный фронтальному виду на фиг.2; на фиг.4 - вид А на фиг.3; на фиг.3-вид Б на фиг.3; на фиг.6 - вид снизу на фиг.3; на фиг.7 приведена фотография опытного образца лопастного глушителя водяного вихря, диаметр диска которого составляет 45 мм, - вид снизу и сбоку.

Осуществление изобретения

Антивихревая гидросистема для аквавендинга в ее общем виде (фиг.1) содержит акварезервуар 1 с входным патрубком 22 для заполнения акварезервуара водой, выходным патрубком 2 для выдачи воды в тару покупателя воды и воронкообразным (конусным) днищем 3 акварезервуара. Входной патрубок 22 установлен в верхней части акварезервуара 1. Выходной патрубок 2 установлен в днище 3 акварезервуара 1, выполненным воронкообразным (конусным, так что патрубок 3 установлен в вершине этого конуса). При этом данная форма днища 3 является наилучшей для исключения остатков воды в акварезервуаре 1 после полного удаления из него воды с целью проведения профилактического обслуживания акварезервуара 1. Однако конусообразная форма днища 3 является более сложной в изготовлении относительно плоской формы днища 3. При этом надо иметь ввиду, что заявленный технический результат достигается при любой форме выполнения днища 3 (как конусообразной, так и плоской).

Акварезервуар 1 также содержит защитную трубу 23 для размещения в ней бактерицидной лампы ультрафиолетового излучения (лампа не показана). При этом защитная труба 23 установлена внутри акварезервуара 1 в его нижней части (вблизи днища 3), выполнена из материала, пропускающего свет ультрафиолетового диапазона, и предназначена для размещения в ней бактерицидной лампы ультрафиолетового излучения. При этом данная защитная труба 23 установлена с таким расчетом, чтобы вход в патрубок 2 находился в зоне эффективного его облучения ультрафиолетом от лампы, расположенной в защитной трубе 23. Это необходимо для обеспечения необходимой стерильности воды, истекающей из акварезервуара 1 через патрубок 2, даже в том случае, когда вода в акварезервуаре 1 некоторое время остается без движения. Кроме того, защитная труба 23 установлена горизонтально, причем так, что как минимум один ее конец выходит наружу относительно акварезервуара 1 через боковую стенку акварезервуара 1, что необходимо для возможности замены бактерицидной лампы без вхождения во внутреннюю полость акварезервуара 1.

Кроме того, данная гидросистема содержит камеру 4 налива воды с патрубком 5 налива воды в тару покупателя воды (тара не показана), гидравлически связанным с выходным патрубком 2 акварезервуара 1 посредством трубопровода 6 подачи воды в камеру 4 налива воды. При этом трубопровод 6 выполнен U-образным и вследствие этого содержит два вертикальных участка (нисходящий и восходящий) и горизонтальный участок, обусловливающий возможность образования в нем гидрозатвора. Вертикальный нисходящий участок трубопровода 6 своим входом гидравлически соединен с выходом патрубка 2, при этом в разрез этого участка включен запорный элемент 24, необходимый для создания условий для проведения ремонтных работ или текущего обслуживания. Вертикальный восходящий участок трубопровода 6 своим выходом гидравлически соединен с патрубком 5 камеры 4 налива воды, расположенной при этом на одном уровне с акварезервуаром 1 или выше него. Что касается горизонтального участка трубопровода 6, то он в процессе истечения воды из акварезервуара 1 через выходной патрубок 2 обусловливает образование в трубопроводе 6 (т.е. в этом его горизонтальном участке) гидрозатвора, в зоне которого в разрез трубопровода 6 включен центробежный насос 7 с «мокрым» ротором и электроприводом постоянного тока (погружной насос).

Данная система также содержит лопастной глушитель 8 водяного вихря, который установлен на патрубке 2 (и в патрубке 2) и одновременно на днище 3 с опорой на это днище (фиг.2) и имеет форму гриба (грибообразную форму) с соответствующей горизонтальной шляпкой, опирающейся на днище 3 в области выходного патрубка 2, и вертикальной ножкой, расположенной в этом патрубке 2.

При этом глушитель 8 содержит диск 9 с четырьмя Г-образными лопастями 10-13 на нижней стороне диска 9, так что эти лопасти неразъемно соединены между собой с образованием симметричной относительно оси диска 9 Г-образной крестовины глушителя. Лопасти 10-13 выполнены одинаковыми, и каждая из них представляет собой Г-образную пластину, включающую горизонтальный и вертикальный элементы лопасти.

Горизонтальные элементы 14, 16, 18 и 20 этих четырех Г-образных лопастей 10-13 вместе образуют четырехлопастную горизонтальную полку, на которой расположен диск 9, и которая неразъемно скреплена с диском 9, так что вместе они (полка и диск) образуют упомянутую выше шляпку «гриба».

В свою очередь вертикальные элементы 15, 17, 19 и 21 этих четырех Г-образных лопастей 10-13 вместе образуют четырехлопастную вертикальную ножку, расположенную в выходном патрубке 2 с минимально допустимым радиальным зазором (не более 1 мм). Это значит, что радиус этой ножки должен быть, с одной стороны, меньше радиуса канала патрубка 2, так чтобы ножка входила в него, а с другой стороны, радиус ножки должен быть меньше радиуса канала патрубка 2 на такую минимальную величину, при которой исключается возможность спонтанных горизонтальных перемещений глушителя 8 относительно патрубка 2. Указанное условие наличия радиального зазора «не более 1 мм» обеспечивает данный компромисс.

Что касается радиуса упомянутой четырехлопастной горизонтальной полки (элементы 14, 16, 18, 20), то он должен превышать радиус патрубка 2 для обеспечения опирания глушителя 8 на днище 3 акварезервуара 1 при помощи этой полки, так чтобы между днищем 3 акварезервуара 1 и диском 9 глушителя 8 имел место гидравлический зазор, образующий вместе с указанными Г-образными лопастями 10-13 четыре Г-образных гидротуннеля для движения по ним воды из акварезервуара 1 при работающем насосе 7 гидросистемы. При этом радиус указанной полки (элементы 14, 16, 18, 20), как она (полка) представлена на фиг.6, равен радиусу диска 9, что обусловлено технологическими причинами изготовления глушителя 8. Однако для достижения заявленного технического результата это условие не является обязательным.

Указанные диск 9 и четыре Г-образные лопасти 10-13 выполнены либо из металла (нержавеющая сталь), либо из пластика, допускаемого санитарными нормами для его контакта с питьевой водой. При этом неразъемное соединение указанных элементов в варианте металла осуществляется при помощи точечной электросварки. Что касается выполнения указанных элементов из пластика, то их соединение между собой может быть осуществлено, например, при помощи струи горячего воздуха с температурой, обеспечивающей плавление пластика.

Функционирование гидросистемы заключается в следующем.

Заполнение акварезервуара 1 осуществляется через верхний входной патрубок 22 водой, а поддержание необходимого объема воды в акварезервуаре 1 обеспечивается соответствующей автоматикой (не показана). При этом запорный элемент 24 нормально открыт, вследствие чего вода из акварезервуара 1 затекает в U-образный трубопровод 6 в его нижнюю часть, создавая тем самым в этом трубопроводе гидрозатвор, создающий эффект виртуального погружения насоса 7 в воду акварезервуара 1 без физического нахождения этого насоса внутри этого акварезервуара.

Покупатель воды устанавливает тару для воды в камеру 4 налива воды. После этого, нажимая на соответствующие кнопки пользовательского интерфейса и делая соответствующую оплату (интерфейс не показан), он запускает процесс отпуска воды из акварезервуара 1 в тару покупателя воды при помощи насоса 7.

При включении насоса 7, обеспечивающего подачу воды из акварезервуара 1 в камеру 4 налива воды, в акварезервуаре 1 образуется водяной вихрь, который упирается в верхнюю плоскость диска 9 и тем самым теряет образующую вихрь энергию, что приводит по крайней мере к частичному глушению водяного вихря. И тогда вода устремляется в обход диска 9 и входит в четыре Г-образные гидротуннеля, стенки которых образованы нижней плоскостью диска 9, указанными Г-образными лопастями 10-13, днищем 3 и каналом патрубка 2, и по этим гидротуннелям вода далее идет через указанный насос 7 в камеру 4 налива воды. При этом такая Г-образная радиальная канализация истекающей из акварезервуара 1 воды, обеспечиваемая глушителем 8, окончательно глушит водяной вихрь, чем исключает попадание воздуха в патрубок 2 и в насос 7.

Глушитель, показанный на приведенной фотографии (фиг.7) в качестве примера, в порядке эксперимента был изготовлен из листа нержавеющей стали толщиной 0,8 мм. При этом из этого листа вырезан диск в виде круга диаметром 45 мм и две Т-образные пластины. Длина горизонтального элемента каждой Т-образной пластины равна 45 мм, ширина этого горизонтального элемента равна 7 мм, а ширина вертикального элемента каждой Т-образной пластины равна 14,7 мм. В вертикальных элементах этих Т-образных пластин выполнены такие вертикальные частичные прорези, посредством которых обе Т-образные пластины соединены друг с другом крестом и прихвачены точечной сваркой, так что в итоге образуется искомая Г-образная крестовина, включающая четырехлопастную горизонтальную полку глушителя диаметром 45 мм и четырехлопастную вертикальную ножку глушителя диаметром 14,7 мм. Далее при помощи точечной сварки данная крестовина соединена с диском 9 с образованием искомого глушителя (фиг.6), у которого диаметр ножки составляет 14,7 мм. После этого данный глушитель 8 его ножкой установлен на патрубок 2 акварезервуара 1 с внутренним диаметром патрубка 14,8 мм (т.е. эта ножка введена в патрубок до упора горизонтальной полкой глушителя в днище 3 акварезервуара 1, как показано на фиг.1) и были проведены соответствующие гидравлические испытания глушителя 8, показавшие его высокую эффективность (водяной вихрь был заглушен полностью).

Изобретение относится к аквавендинговым аппаратам, конкретно к автоматам продажи воды путём автоматически управляемой безвихревой подачи воды из акварезервуара в камеру налива воды через его выходной патрубок посредством центробежного насоса с «мокрым» ротором, расположенным в гидрозатворе соответствующего трубопровода подачи. Антивихревая гидросистема для аквавендинга содержит акварезервуар 1 с выходным патрубком 2, установленным в днище 3 акварезервуара 1, камеру 4 налива воды с патрубком 5 налива воды в тару покупателя воды, гидравлически связанным с выходным патрубком 2 посредством трубопровода 6, а также центробежный насос 7 с «мокрым» ротором, снабжённый электроприводом постоянного тока и гидравлически включенный в разрез трубопровода 6. Трубопровод 6 выполнен с возможностью образования в нём гидрозатвора, в зоне которого расположен насос 7. Гидросистема содержит лопастной глушитель 8 водяного вихря, который установлен внутри акварезервуара 1 на его выходном патрубке 2 со стороны входа в этот патрубок 2. Глушитель 8 содержит горизонтальный диск 9 и четыре Г-образные лопасти 10-13, неразъёмно установленные на нижней стороне диска 9. Лопасти 10-13 соединены между собой с образованием симметричной относительно оси диска 9 Г-образной крестовины, так что каждая лопасть этой крестовины представляет собой Г-образную пластину, включающую горизонтальный и вертикальный элементы лопасти. Горизонтальные элементы 14, 16, 18, 20 четырёх Г-образных лопастей 10-13 вместе образуют четырёхлопастную горизонтальную полку глушителя 8, на которой расположен указанный диск 9 и которая непосредственно опирается на днище 3 акварезервуара 1 в области входа в его выходной патрубок 2. Вертикальные элементы 15, 17, 19, 21 четырёх Г-образных лопастей 10-13 вместе образуют четырёхлопастную вертикальную ножку глушителя 8, расположенную в выходном патрубке 2. Технический результат - придание системе антивихревого свойства за счёт глушения водяного вихря на входе в выходной патрубок акварезервуара в процессе работы центробежного насоса. 7 ил.

Антивихревая гидросистема для аквавендинга, содержащая акварезервуар (1) с выходным патрубком (2), установленным в днище (3) акварезервуара (1), камеру (4) налива воды с патрубком (5) налива воды в тару покупателя воды, гидравлически связанным с выходным патрубком (2) акварезервуара (1) посредством трубопровода (6) подачи воды в камеру (4) налива воды, а также центробежный насос (7) с «мокрым» ротором, снабжённый электроприводом постоянного тока и гидравлически включенный в разрез указанного трубопровода (6), выполненного при этом с возможностью образования в нём гидрозатвора, в зоне которого расположен указанный насос (7), отличающаяся тем, что она содержит лопастной глушитель (8) водяного вихря, который установлен внутри акварезервуара (1) на его выходном патрубке (2) со стороны входа в этот патрубок (2) и который содержит горизонтальный диск (9) и четыре Г-образные лопасти (10-13), неразъёмно установленные на нижней стороне этого диска (9), при этом эти лопасти (10-13) соединены между собой с образованием симметричной относительно оси этого диска (9) Г-образной крестовины глушителя (8), так что каждая лопасть этой крестовины представляет собой Г-образную пластину, включающую горизонтальный и вертикальный элементы лопасти, при этом горизонтальные элементы (14, 16, 18, 20) этих четырёх Г-образных лопастей (10-13) вместе образуют четырёхлопастную горизонтальную полку глушителя (8), на которой расположен указанный диск (9) и которая непосредственно опирается на днище (3) акварезервуара (1) в области входа в его выходной патрубок (2), а вертикальные элементы (15, 17, 19, 21) этих четырёх Г-образных лопастей (10-13) вместе образуют четырёхлопастную вертикальную ножку глушителя (8), расположенную в этом выходном патрубке (2).