ШНЕКОВЫЙ НАСОС ЗЕМЛЯКОВА ДЛЯ ПЕРЕКАЧКИ ВЯЗКИХ МАСС

ШНЕКОВЫЙ НАСОС ЗЕМЛЯКОВА ДЛЯ ПЕРЕКАЧКИ ВЯЗКИХ МАСС


RU (11) 2276289 (13) C1

(51) МПК
F04D 3/02 (2006.01)
F04D 7/00 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 26.12.2007 - может прекратить свое действие 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2004138949/06 
(22) Дата подачи заявки: 2004.12.30 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2004.12.30 
(45) Опубликовано: 2006.05.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2241856 С1, 10.12.2004.

RU 2177087 C1, 20.12.2001.

RU 2194881 C1, 20.12.2002.

GB 1270105 A, 12.04.1972.

US 4793767 A, 27.12.1988. 
(72) Автор(ы): Земляков Николай Васильевич (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ) (RU) 
Адрес для переписки: 302020, г.Орел, Наугорское ш., 29, ОрелГТУ 

(54) ШНЕКОВЫЙ НАСОС ЗЕМЛЯКОВА ДЛЯ ПЕРЕКАЧКИ ВЯЗКИХ МАСС

Изобретение относится к шнековым насосам для перекачки вязких масс, выполненным в виде ручного инструмента либо установленного на тележке. Шнек (Ш) выполнен из входной однозаходной части и выходной двухзаходной части и соединен с помощью основного вала через редуктор с приводом. Выходная часть Ш со стороны диска снабжена шнековой насадкой, диаметр вала которой больше диаметра основного вала. Лопасти (Л) насадки выполнены с двух и более числом заходов и так, чтобы средний угол подъема Л был в интервале от 9° до 3°. Осевая длина насадки не менее чем в 1,5 раза превышает внутренний диаметр выходного патрубка. Входная часть Ш снабжена лопастной насадкой - питателем (П), прикрепленной с входного торца основного вала Ш через диск П так, что входная часть Ш охвачена двумя или более Л. Л одним торцем прикреплены к периферии диска П, а их вторые торцы жестко скреплены с центрирующим кольцом, внутренний диаметр которого равен наружному диаметру Ш. Угол раскрытия каждой Л между касательной к диаметру Ш и ее плоскостью составляет от 5 до 90°. Средний угол подъема рабочей поверхности Л входной части Ш составляет от 15° до 10°. Изобретение направлено на повышение давления, снижение обратного тока в выходном патрубке и на увеличение объемов зачищаемой и подаваемой массы. 5 з. п. ф-лы, 6 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к шнековым насосам, выполненным в виде легкого ручного инструмента с автономным приводом, либо тяжелого устройства, установленного на колесной тележке, и может быть использовано для перекачки как вязких и пластичных масс, так и вязкопластичных масс. Управление насосом может выполняться одним производственным рабочим либо манипулятором робота. Такой насос может также использоваться и спасателем МЧС при ликвидации последствий стихийных бедствий, при зачистке нефтяных выбросов на береговую линию.

Известны шнековые насосы для зачистки и перекачки вязкопластичных масс, имеющие цилиндрический корпус, в котором с возможностью легкого вращения установлен шнек, входная часть которого, имеющая винтовую лопасть с бортом, выступает из корпуса, а выходная часть шнека, выполненная двухзаходной, размещена в корпусе, к которому тангенциально прикреплен патрубок для выдавливания в напорный шланг нагнетаемой массы (RU 2177087 C1, кл. F 04 D 3/02, 7/00, 20.12.2001; RU 2194881 C1, кл. F 04 D 7/00 3/02, 20.12.2002).

Недостатком известных насосов является то, что для достижения возможности зачистки больших объемов массы в RU 2177087 C1 используется специальный лопастной питатель, соединенный с приводным двигателем через специальный редуктор, обеспечивающий лопастному питателю относительно направления вращения шнека противоположное направление, пониженную частоту вращения. А для обеспечения увеличения нагнетаемого давления в объеме корпуса выходная часть шнека выполнена двухзаходной, но при этом вся выходная часть шнека по всей длине имеет постоянную величину шага и одно и тоже значение диаметра вала. В RU 2194881 C1 (по второму варианту) для облегчения и упрощения конструкции насоса исключен лопастной питатель, но выходная часть шнека, так же как и в RU 2177087 C1 имеет те же недостатки.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является шнековый насос , содержащий корпус, снабженный тангенциальным выходным патрубком и шнеком, размещенным в корпусе с возможностью свободного вращения, при этом шнек выполнен из входной однозаходной части и выходной двухзаходной части и соединен с помощью вала через редуктор с приводом, кроме того, выходная часть шнека, торец которой снабжен диском, размещена в цилиндрической полости корпуса, а входная часть шнека, выступающая из корпуса, лопасти которой выполнены с бортами, охвачена неподвижным решетчатым кожухом (RU 2241856 C1, кл. F 04 D 7/00 3/02, 10.12.2004).

Недостатком известного насоса является невозможность подавать в межлопастной канал входной части шнека большие объемы зачищаемой массы из-за отсутствия лопастного питателя. Кроме того, двухзаходная выходная часть шнека с одинаковой по всей длине величиной шага и одинаковым значением диаметра вала не позволяет обеспечивать прирост давления к выходному патрубку и снижению обратного тока течения массы.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в повышении значений давления в корпусе насоса и снижении обратного тока течения массы в объеме выходного патрубка, а также в увеличении объемов зачищаемой и подаваемой в межлопастной канал входной части шнека массы.

Это достигается тем, что шнековый насос для перекачки вязких масс, содержащий корпус, снабженный тангенциальным выходным патрубком, и шнеком, размещенным в корпусе с возможностью свободного вращения, при этом шнек выполнен из входной однозаходной части и выходной двухзаходной части и соединен с помощью основного вала через редуктор с приводом, кроме того, выходная часть шнека, торец которой снабжен диском, размещена в цилиндрической полости корпуса, а входная часть шнека, выступающая из корпуса, лопасти которой выполнены с бортами, охвачена неподвижным решетчатым кожухом, при этом выходная часть шнека со стороны диска снабжена шнековой насадкой, диаметр вала которой больше диаметра основного вала, а лопасти которой выполнены с четным или нечетным числом заходов, двух и более, и так, чтобы средний угол подъема лопастей был в интервале от 9° до 3° и, имеющей осевую длину не менее 1,5 от величины внутреннего диаметра выходного патрубка, а входная часть шнека снабжена легкосъемной лопастной насадкой - питателем, прикрепленной с входного торца основного вала шнека через диск питателя, так что входная часть шнека охвачена двумя или более профильными или плоскими лопастями, которые одним торцем прикреплены к периферии диска питателя, а их вторые торцы жестко скреплены с центрирующим кольцом, внутренний диаметр которого равен наружному диаметру шнека, при этом угол раскрытия каждой лопасти между касательной к диаметру шнека и ее плоскостью составляет от 5 до 90°, кроме того, средний угол подъема рабочей поверхности лопасти входной части шнека составляет от 15° до 10°. При этом торец трубчатого вала шнековой насадки со стороны входной части шнека может быть выполнен с фаской, а со стороны выходного патрубка жестко соединен с диском. Торцевая часть основного вала входной части шнека может быть выполнена с четырехгранными боковыми лысками. Передние и задние кромки лопастей лопастной насадки-питателя могут быть выполнены параллельными оси шнека. Вал шнековой насадки может быть выполнен трубчатым и жестко установленным поверх основного вала.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид насоса с автономным бензодвигателем. На фиг.2 изображена выходная часть шнека в корпусе с местными вырывами. На фиг.3 изображено осевое сечение входной части шнека в защитном кожухе. На фиг.4 изображено осевое сечение лопастной насадки-питателя. На фиг.5 изображен вид А на фиг.4. На фиг.6 изображен вид Б на фиг.4.

Шнековый насос выполнен из корпуса 1, к которому тангенциально жестко прикреплен выходной патрубок 2. Во внутренней полости корпуса 1 с возможностью свободного вращения установлен шнек, который имеет входную однозаходную часть 3 и выходную двухзаходную часть 4. Внутренний диаметр корпуса равен величине D. С помощью основного вала 5 шнек соединен через редуктор 6 с приводом 7. Торцевая часть выходной части 4 шнека снабжена диском 8. Лопасть шнека входной части 3 снабжена бортом 9, находится вне корпуса 1 и охвачена неподвижным решетчатым кожухом 10. Выходная часть 4 шнека со стороны диска 8 снабжена шнековой насадкой 11, имеющей диаметр вала D1, который больше, чем диаметр d основного вала 5. Насадка 11 имеет лопасти 12, у которых угол подъема рабочей поверхности =9о - 3о, а шаг лопастей составляет величину h1, который меньше величины h - шага лопастей выходной части 4. Осевая длина насадки 11 равна величине L. Входная часть 3 шнека снабжена насадкой-питателем 13, которая съемно установлена на валу 5. Питатель 13 выполнен из диска 14 и лопастей 15, которые торцем 16 прикреплены к диску 14, а вторым торцем соединены с кольцом 17. Относительно касательной к кольцу 17 каждая из лопастей 15 раскрыта на угол = 5о - 90о. Угол подъема рабочей поверхности лопасти входной части 3 равен 15о - 10о. Торец вала шнековой насадки 11 со стороны входной части 3 выполнен с фаской 19. Со стороны патрубка 2 диск 8 жестко соединен с торцем 20 насадки 11. Торцевая часть 21 вала 5 имеет боковые лыски 22. Лопасти 15 имеют передние кромки 23 и задние кромки 24. Осевая длина L шнековой насадки 11 больше внутреннего диаметра d1 выходного патрубка 2 как минимум в 1,5 раза. Насос снабжен рукоятками 25.

Насос работает следующим образом.

Оператор берет насос за рукоятки 25 и заглубляет его решетчатым кожухом 10, например, в речной ил после наводнения. Включается бензодвигатель 7 и с помощью рукояток 25 насос перемещается в массе ила, обеспечивая наиболее полное наполнение шнека и наибольшую производительность по перекачке ила. Для высокопроизводительной работы с пластичными и вязкопластичными массами насос необходимо постоянно перемещать так, чтобы входная часть 3 шнека постоянно наполнялась перекачиваемой массой.

Выполнение выходной части 4 шнека с шнековой насадкой 11 с малым углом подъема рабочей поверхности всех лопастей 12, с увеличенным диаметром вала и малым шагом h1 лопастей 12 позволит резко поднять давление в выходном патрубке 2 насоса.

Шнековый насос такой конструкции наиболее целесообразно использовать в работе при зачистке и перекачки таких пластичных или вязкопластичных масс, как, например: загустевшая нефть, мазут, отстой растительного масла, солидол, литол, пенобетон, речной ил и других неньютоновских жидкостей со слабой самостоятельной текучестью.





ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


1. Шнековый насос для перекачки вязких масс, содержащий корпус, снабженный тангенциальным выходным патрубком и шнеком, размещенным в корпусе с возможностью свободного вращения, при этом шнек выполнен из входной однозаходной части и выходной двухзаходной части и соединен с помощью основного вала через редуктор с приводом, кроме того, выходная часть шнека, торец которой снабжен диском, размещена в цилиндрической полости корпуса, а входная часть шнека, выступающая из корпуса, лопасти которой выполнены с бортами, охвачена неподвижным решетчатым кожухом, отличающийся тем, что выходная часть шнека со стороны диска снабжена шнековой насадкой, диаметр вала которой больше диаметра основного вала, а лопасти которой выполнены с четным или нечетным числом заходов, двумя и более, и так, чтобы средний угол подъема лопастей был в интервале от 9 до 3°, и имеющей осевую длину не менее 1,5 величины внутреннего диаметра выходного патрубка, а входная часть шнека снабжена легкосъемной лопастной насадкой-питателем, прикрепленной с входного торца основного вала шнека через диск питателя, так что входная часть шнека охвачена двумя или более профильными или плоскими лопастями, которые одним торцом прикреплены к периферии диска питателя, а их вторые торцы жестко скреплены с центрирующим кольцом, внутренний диаметр которого равен наружному диаметру шнека, при этом угол раскрытия каждой лопасти между касательной к диаметру шнека и ее плоскостью составляет от 5 до 90°, кроме того, средний угол подъема рабочей поверхности лопасти входной части шнека составляет от 15 до 10°.

2. Насос по п.1, отличающийся тем, что торец трубчатого вала шнековой насадки со стороны входной части шнека выполнен с фаской.

3. Насос по п.1, отличающийся тем, что торец трубчатого вала шнековой насадки со стороны выходного патрубка жестко соединен с диском.

4. Насос по п.1, отличающийся тем, что торцевая часть основного вала входной части шнека выполнена с четырехгранными боковыми лысками.

5. Насос по п.1, отличающийся тем, что передние и задние кромки лопастей лопастной насадки выполнены параллельными оси шнека.

6. Насос по п.1, отличающийся тем, что вал шнековой насадки выполнен трубчатым и жестко установленным поверх основного вала.