Ручной погружной объемный насос Советский патент 1977 года по МПК F04B47/00 

между ледяной пробкой и поверхностью жидкости в колодце. На фиг. 1 приведена конструктивная схема предложепного насоса; на фиг. 2 - схема системы воздухообмена; на фиг. 3 - насос в колодце, общий вид; на фиг. 4-10 схемы, поясняющие взаимодействие эелментов насоса на различных стадиях его работы. Шток 1 насоса связан с сильфоном 2, образующим рабочую камеру, в нижней части которой установлен всасывающий патрубок 3 с клапаном 4, а в верхней части - нагнетательный клапан 5, размещенный в выступающей в рабочую камеру части полого штока 1. Клапаны 4 и 5 перекрывают отверстия 6 для прохода жидкости в камеру. На конце полого штока 1, выступающем в рабочую камеру, и на всасывающем патрубке 4 размещены с возможностью относительного иеремещения уплотнительные муфты 7 и 8, соответственно. С муфтой 7 жестко связана перфорированная втулка 9, снабженная по концам байоиетными замками 10 и И, взаимодействующими с конусными фиксаторами 12 и 13, и имеющая концевой переключающий упор 14. Фиксатор 13 жестко связан с муфтой 8, которая снабжена байонетным замком 1Ь, взаимодействующим с закрепленным на всасывающем патрубке 4 коническим фиксатором 16. Шток 1 связан с сильфоиом 2 с возможиостью ограниченного относительного осевого перемещения между фиксатором 12 и ограничителем 17, причем между торцовой стенкой сильфона 2 и фиксатором 12 устаиовлен упругий уилотнительный элемент 18. В иолом штоке 1 и во всасывающем патрубке 3 выполнены дополнительные отверстия 19, 20 и 21 для ирохода жидкости. Муфты 7 и 8, а также щток 1 снабжен возвратными пружинами 22, 23 и 24. Сильфон 2 заключен в водозащитный кожух 25, который герметично связан с кожухом 26, охватывающим шток 1. В кожухе 26 выполнены Г-образные каналы 27, в которых установлены иоилавковые клапаны 28. Насос устанавливается в водоисточнике 29 таким образом, чтобы свободная поверхность жидкости, иа которой образуется ледовая пробка 30, располагалась на участке Г-образных каналов 27. При возвратно-постуиательиом движении щтока 1 происходит сжатие и растягивание сильфона 2, в результате чего иериодически изменяется объем рабочей камеры, и жидкость откачивается из источника 29 через всасывающий 4 и нагнетательный 5 клапаны и полый шток 1 к потребителю. В этот период муфты 7 и 8 перекрывают соответствующие отверстия 19 и 21 для прохода жидкости, предуиреждая ее переток, минуя клапаны 4 и 5. По окончании цикла откачки жидкости последний ход щтока 1 вниз совершают длиннее предыдущих рабочих до уиора, иреодолевая при этом дополнительное усилие сжатия пружин 24. При этом происходит замыкание байонетного замка 11 на фиксаторе 13 и сдвиг муфты 8 в нижнее положение, ири котором открываются отверстия 21, сообщающие рабочую камеру с источником 29 (фиг. 4), а также замыкание байонетного замка 10 на фиксаторе 12 и сдвиг муфты 7 в верхнее положение, ири котором открываются отверстия 19, сообщающие полость штока 1 с рабочей камерой (фиг. 5). Шток 1 выдерживают в крайнем нижнем положении некоторое время, в течение которого жидкость сливается из полости штока 1 через отверстия 19 и 21 и рабочую камеру в источник 29. Уровень жидкости в полости щтока 1 после слива из нее жидкости устанавливается таким же, как и в водоисточнике. После этого шток 1 поднимают, и муфта 8 последовательно перекрывает отверстия 21 и 20, закрывая доступ жидкости из источника в рабочую камеру. При дальиейшем движении штока 1 вверх происходит замыкание байоиетного замка 15 на фиксаторе 16 (фиг. 6) и размыкание замка 15 на фиксаторе 16 (фиг. 6) и размыкание замка 11 (фиг. 7). Дальнейшее движение штока 1 вверх до уиора ириводит к расширению рабочей камеры, в результате чего оставшаяся жидкость из полости штока 1 отсасывается в рабочую камеру, и размыканию замка 10, который взаимодействует при сжатии уплотнительного элемента 18 с верхней стенкой сильфона 2. Под действием иружины 22 муфта 7 возвращается в исходное положение, ири котором она перекрывает отверстия 19 (фиг. 8). В таком иоложеиии насос может оставаться до следующего цикла откачивания, так как в иолости штока 1 жидкость, которая могла бы замерзиуть и образовать ледовую иробку, отсутствует. Кроме того, между рабочей камерой и атмосферой отсутствует циркуляция воздуха, что предупреждает замерзание жидкости, находящейся в ра()очей камере. В начале нового цикла откачки шток 1 опускают несколько больще, чем ири рабочем ходе, но не до уиора. При этом переключающий упор 14 размыкает замок 15 (фиг. 9), а при последующем подъеме щтока иружина 23 возвращает муфту 8 в свое исходное среднее положение, при котором она перекрывает отверстия 21 (фиг. 10). Насос готов к осуществлению откачки жидкости из водоисточника 29. При откачиваиии л идкости из водоисточника с малым дебитом уровень жидкости в нем может понизиться, что приводит к опасности возникновения разрежения в иолости под леовой пробкой 30. В результате понижения авлеиия ухудшаются условия всасывания, что ожет привести и к ухудщению КПД насоса, а также нарушается нормальный режим приока жидкости к источнику, что может приести к интенсивному выносу песка, заиливаию и кольматизации водоприемиой части наоса. В предложенном насосе эти отрицательые эффекты исключаются за счет того, что ри поиижении уровня жидкости в водоисточнике 29 открывается по крайней мере один из поплавковых клапанов 28, расположенных непосредственно под ледовой пробкой 30, и атмосферный воздух поступает через канал 27 в полость между поверхностью жидкости и пробкой 30. При промерзании жидкости на большую глубину одни из Г-образных каналов 27 вмерзают в пробку 30, но их функции начинают выполнять другие клапаны 28 системы воздухообмена и давление над поверхностью жидкости в водоисточнике 29 неизменно остается равным атмосферному. Поплавковые клапаны 28 предупреждают в то же время попадание жидкости из водоисточника 29 в полости кожухов 25 и 26.

Формула изобретения

1. Ручной погружной объемный насос, например, для подъема воды из колодцев, с размещенной в корпусе рабочей камерой, снабженной расположенным в верхней ее части вытеснителем с полым приводным штоком и нагнетательным клапаном, а в нижней части - всасывающим патрубком с клапаном и отверстиями для прохода жидкости в камеру из надклапанной полости, отличающийся тем, что, с целью обесиечения работоспособности насоса при эксплуатации источников, подверженных поверхностному промерзанию, щток снабжен охватывающим его с зазором кожухом, установлен с возможностью ограниченного осевого перемещения относительно вытеснителя и связан с ним герметичным подвижным соединением, в щтоке за нагнетательным клапаном и в упомянутом патрубке перед

всасывающим выполнены дополнительные отверстия, сообщающие рабочую камеру, соответственно с каналом в щтоке и источником, а насос снабжен двумя подпружиненными уплотнительными муфтами, одна из которых установлена с возможностью ограниченного осевого перемещения на штоке для перекрытия выполненных в нем дополнительных отверстий в своем нижнем рабочем положении и открытия их в верхнем нерабочем, а другая - с возможностью ограниченного осевого перемещения на всасывающем патрубке для перекрытия в своем среднем рабочем положении дополнительных отверстий, открытия последних

в нижнем промежуточном положении и перекрытия основных и дополнительных отверстий в верхнем нерабочем положении, причем муфты снабжены байонетными замками для фиксации каждой из них в упомянутых верхних

положениях, соответственно, на щтоке и на патрубке и взаимной фиксации муфт в нижней точке хода приводного щтока.

2. Насос по п. 1, отлнчающийся тем, что упомянутый кожух снабжен системой воздухообмена с окружающей средой, выполненной, например, в виде Г-образных каналов с поплавковым клапаном в вертикальном участке каждого канала для сообщения упомянутого зазора между штоком и кожухом с полостью между ледяной пробкой и поверхностью жидкости в колодце.

Источники информации, принятые во внимание

Патент США 3270687, кл. 417-547, 1966.

31

.гв

т

Л 2S

Риг. If.

DUZ. 5

fui В

Риг.7

.9

fus.B

fuz. 10