МОБИЛЬНЫЙ ШНЕКОВЫЙ НАСОС ДЛЯ ЖИДКОСТЕЙ КОНСТРУКЦИИ ЗЕМЛЯКОВА

МОБИЛЬНЫЙ ШНЕКОВЫЙ НАСОС ДЛЯ ЖИДКОСТЕЙ КОНСТРУКЦИИ ЗЕМЛЯКОВА


RU (11) 2280193 (13) C1

(51) МПК
F04D 3/02 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.12.2007 - действует 

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

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2005104012/06 
(22) Дата подачи заявки: 2005.02.15 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2005.02.15 
(45) Опубликовано: 2006.07.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2241856 С2, 10.12.2004. RU 2194881 C1, 20.12.2002. RU 2177087 C1, 20.12.2001. GB 1270105 A, 12.04.1972. US 4793767 A, 27.12.1988. 
(72) Автор(ы): Земляков Николай Васильевич (RU); Земляков Денис Олегович (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) МОБИЛЬНЫЙ ШНЕКОВЫЙ НАСОС ДЛЯ ЖИДКОСТЕЙ КОНСТРУКЦИИ ЗЕМЛЯКОВА

Изобретение относится к мобильным шнековым насосам с автономным съемным приводом, таким как электродрели либо шуруповерты. Насос содержит корпус с центробежной камерой, имеющей выходной патрубок, шнек (Ш) и расположенный в центробежной камере центробежный диск (ЦД). Выходная часть Ш в корпусе выполнена с одной винтовой лопастью (Л), жестко соединенной с Л входной части Ш с образованием единой Л, снабженной единым бортом, прикрепленным к наружному периметру рабочей поверхности единой Л под углом 90° и имеющим по отношению к рабочей поверхности высоту, равную от 5 до 25% от шага Ш. Торец Л имеет с торцем ЦД кольцевой зазор с шириной, меньшей, чем внутренняя ширина центробежной камеры. Торцевая часть ЦД со стороны ВЛ выполнена с радиальными или фасонными ребрами, контактирующими с валом, установленным в корпусе посредством опор вращения. Концевая часть вала, свободная от опор вращения, соединена с выходным концом трубчатой муфты, входной конец которой снабжен конусом Морзе для сопряжения с хвостовиком электродрели или шуруповерта, часть корпуса которой разъемно вставлена в ту часть корпуса насоса, в которой размещены опоры вращения для вала Ш. Изобретение направлено на создание облегченной конструкции насоса, легко сопрягаемой с электро- или пневмоинструментами для привода насоса. 7 з.п. ф-лы, 3 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к технике шнековых насосов, выполненных в виде легкого ручного инструмента, со съемным, автономным приводом, например, таким как сетевые или аккумуляторные электродрели либо шуруповерты. Шнековый насос может быть использован для перекачки различных жидкостей, таких как вода, например на даче, в гараже или на производстве, а также и для перекачки жидкостей с повышенной вязкостью, например загрязненную илом воду или жидкий мед, сливки и, другие аналогичные, жидкие массы. Управление насосом может выполняться двумя руками одним человеком. Насос может найти использование, как в частном хозяйстве любой семьи, так и в промышленном производстве.

Известны шнековые насосы, выполненные в виде ручного инструмента, снабженные автономным двигателем. Такие насосы выполнены из цилиндрического корпуса, в котором подвижно размещен шнек. При этом шнек имеет входную часть с одной винтовой лопастью и выходную часть с двумя винтовыми лопастями и, соединен с помощью вала через редуктор с автономным приводом. Выходная часть шнека размещена в цилиндрической полости корпуса, а входная часть шнека выступает из корпуса. На выступающей из корпуса лопасти со стороны рабочей поверхности жестко прикреплен борт. Выступающая из корпуса часть шнека охвачена неподвижным решетчатым кожухом, патент России №2177087 «Шнековый насос для зачистки вязкопластичных и песчано-иловых масс», и патент России №2194881 «Шнековый насос для зачистки вязкопластичных и иловопесчаных масс».

Недостатком шнековых насосов (патенты России №2177087 и №2194881) является то, что в этих насосах выходная часть шнека снабжена двумя винтовыми лопастями, а это значительно утяжеляет конструкцию. Для перекачки же жидкости достаточно всего одной винтовой лопасти. Кроме того, для перекачки жидкости нет необходимости в удлинительных пластинах, так как их присутствие не дает возможности создать сплошной закрученный поток жидкости и, обеспечивать ее стабильный напор в шланге. Кроме того, известные насосы предполагают использование в качестве привода специальные двигатели: бензодвигатели, пневмодвигатели или электродвигатели. Для присоединения перечисленных двигателей используется специальная крепежная оснастка.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является патент России №2241856 «Шнековый насос Землякова» (вариант 2), содержащий корпус, торцевая часть которого над выходной частью шнека снабжена центробежной камерой с большим, чем у корпуса диаметром, к боковой поверхности которой тангенциально прикреплен выходной патрубок. Торцы лопастей выходной части шнека через удлинительные пластины плотно соединены с торцем центробежного диска, жестко установленного на валу шнека. Диаметр этого диска меньше внутреннего диаметра центробежной камеры. При этом шнек выполнен из входной однозаходной части и выходной двухзаходной части и, соединен с помощью вала через специальный редуктор с приводом. Входная часть шнека, выступающая из корпуса, и, лопасти которой выполнены с бортами, охвачена неподвижным решетчатым кожухом.

Недостатком шнекового насоса Землякова (вариант 2) [патент России №2241856] является то, что в этом насосе выходная часть шнека также, как и в насосах [патенты России №2177087 и №2194881], снабжена двумя винтовыми лопастями, а это значительно утяжеляет конструкцию, при этом обе винтовые лопасти в корпусе не снабжены бортами, а это ведет к тому, что часть жидкости, прижимаясь центробежной силой к стенке корпуса перетекает через кольцевую щель назад. Для перекачки же жидкости достаточно всего одной винтовой лопасти, но с бортом. Кроме того, для перекачки жидкости нет необходимости в удлинительных пластинах. Так как, при перекачке жидкостей, такие удлинительные пластины постоянно разрывают, созданный ценробежной силой вращающийся поток. В динамических насосах созданный вращающийся поток обеспечивает определенную величину напора и давления в напорном шланге. Кроме того, известные насосы предполагают использование в качестве привода специальные двигатели: бензодвигатели, пневмодвигатели или электродвигатели и также специальные редукторы, что также значительно утяжеляет конструкцию. Кроме того, для присоединения перечисленных двигателей и редукторов используется специальная крепежная оснастка, также утяжеляющая конструкцию.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в создании облегченной конструкции насоса, легко сопрягаемой со стандартными промышленными конструкциями отечественного и зарубежного, мобильного электроинструмента или пневмоинструмента, которые для шнекового насоса будут выполнять роль привода.

Это достигается тем, что мобильный шнековый насос для жидкостей, содержащий полый цилиндрический корпус с центробежной камерой, имеющей больший, чем у корпуса диаметр, и снабженной тангенциальным выходным патрубком, шнек, размещенный подвижно в корпусе, и имеющий входную часть, выступающую из корпуса, с одной винтовой лопастью, снабженной бортом по периферии рабочей поверхности, и выходную часть, размещенную в корпусе, и расположенный в центробежной камере центробежный диск, диаметр которого меньше внутреннего диаметра центробежной камеры и который жестко установленном на валу, при этом входная часть шнека охвачена неподвижным решетчатым кожухом, а выходная часть шнека в корпусе выполнена с одной винтовой лопастью, жестко соединенной с винтовой лопастью входной части шнека с образованием единой лопасти, снабженной единым бортом, прикрепленным к наружному периметру рабочей поверхности единой лопасти под углом 90° и имеющим по отношению к рабочей поверхности высоту, равную от 5 до 25% от шага шнека, кроме того, торец лопасти имеет с торцем центробежного диска кольцевой зазор с шириной, меньше, чем внутренняя ширина центробежной камеры, при этом торцевая часть диска со стороны лопасти выполнена с радиальными или фасонными ребрами, контактирующими с валом, установленным в корпусе посредством опор вращения, при этом концевая часть вала, свободная от опор вращения, соединена с выходным концом трубчатой муфты, входной конец которой снабжен конусом Морзе для сопряжения с хвостовиком электродрели или шуруповерта, часть корпуса которой разъемно вставлена в ту часть корпуса насоса, в которой размещены опоры вращения для вала шнека. Корпус с центробежной камерой и выходным патрубком могут быть выполнены литыми из пластмассы или сварными из металла. Лопасть шнека с бортом снабжена трубчатым валом и может быть выполнена с ним заодно литьем из пластмассы, а вал шнека - из металла. Трубчатый вал с лопастью шнека, отлитые из пластмассы, плотно, но разъемно посажен на металлический вал шнека и, зафиксирован металлическими штифтом и кольцом. Защитный кожух может быть выполнен сварным из металлических деталей или литым из пластмассы. Торцевая часть корпуса насоса, в которой размещены опоры вращения для вала шнека, снабжена продольными щелями, параллельными валу, а по его наружной поверхности снабжена разрезным кольцом со стяжным болтом и рукояткой. Длина продольных щелей равна ширине разрезного кольца.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид насоса с приводом от сетевой электродрели. На фиг.2 изображен выров основной части насоса с осевым сечением, поясняющим техническое устройство и механическое соединение с промышленной электродрелью. На фиг.3 изображено сечение А-А.

Устройство мобильного шнекового насоса выполнено из корпуса 1, центробежной камеры 2, имеющей тангенциальный патрубок 3, шнека 4, размещенного с возможностью свободного вращения в корпусе 1. Шнек 4, как и прототип, имеет входную часть 5, снабженную одной винтовой лопастью 6, имеющей борт 7 на периферии рабочей поверхности и, которая выступает из корпуса 1 и, выходную часть 8, которая находится в объеме корпуса 1. В объеме центробежной камеры 2 размещен центробежный диск 9, установленный на валу 10 шнека 4. Вал 10 жестким механическим соединением соединен с приводом 11. Входная часть 5 шнека 4 охвачена неподвижным решетчатым кожухом 12. Шнек 4 и, на входной части 5 и, на выходной части 8 имеет одну, единую лопасть 13, снабженную также единым бортом 14. В объеме центробежной камеры 2 между торцем 15 лопасти 13 и торцем 16 диска 9 имеется кольцевой зазор 17. При этом торцевая часть 16 диска 9 со стороны лопасти 13 выполнена с радиальными или фасонными ребрами 18, контактирующими с валом 10. Концевая часть 19 вала 10, свободная от опор вращения 20, соединена с выходным концом 21 трубчатой муфты, а входной ее конец 22 снабжен конусом Морзе и, разъемно сопряжен с хвостовиком 23, например бытовой электродрели или шуруповерта 11, частью корпуса которого (универсальной цилиндрической монтажной поверхностью) разъемно вставлена в торцевую часть 24 корпуса 25, в которой размещены опоры вращения 20. Винтовая лопасть 13 шнека 4 может быть выполнена литьем из пластмассы заодно с трубчатым валом 26, который разъемно установлен на металлическом валу 27. Трубчатый пластмассовый вал 26 зафиксирован на валу 27 с помощью штифта 28 и кольца 29. Торцевая часть 24 корпуса 25 снабжена продольными щелями 30, параллельными оси корпуса 25. На наружную поверхность торцевой части 24 корпуса 25 установлено разрезное кольцо 31, стянутое стяжным болтом 32. Кольцо 31 жестко соединено с рукояткой 33. Длина продольной щели 30 равна ширине кольца 31.

Работа мобильного шнекового насоса осуществляется следующим образом.

Мобильный шнековый насос, как отдельный механический узел, может хранится в отдельной коробке. Перед работой насос вынимают из коробки для хранения и, соединяют с электродрелью 11. Для чего, предварительно с хвостовика 23 электродрели 11 снимают зажимной патрон.

Соединение насоса с электродрелью осуществляют с помощью универсальной монтажной цилиндрической поверхности 34 электродрели, которую вставляют в патрубок 24 корпуса 25. При этом одновременно хвостовик 23 вставляется в коническое отверстие входного конца 22 муфты. После этого, на торцевую часть 24 заводят разрезное кольцо 31, которое затем сжимается стяжным болтом 32, обеспечивая жесткое соединение насоса с электродрелью. Насос готов к использованию.

Нажатием на пусковую кнопку 35 включается двигатель электродрели 11, обеспечивая таким образом вращение вала 10 шнека 4.

Заглубив защитный кожух 12 в перекачиваемую жидкость 36, обеспечивается ее перекачка из емкости 37 по напорному шлангу 38.

По окончании перекачки жидкости ослабляют болт 32, сдвигают кольцо 31, через отверстия 39 и 40 вставляют отвертку и выталкивают хвостовик 23 электродрели 11, обеспечивая таким образом демонтаж насоса от электродрели.

Полезность мобильного шнекового насоса заключается в следующем. Во-первых, такому насосу не требуется всасывающий шланг, насос представляет легкую конструкцию и удобен в обращении. Насос может обеспечивать высокую производительность, при низком энергопотреблении. Насос не чувствителен к попаданию в шнек мелкогабаритных комков глины и гравия до диаметра 10 мм. Насос может быть использован и с аккумуляторной электродрелью или шуруповертом для откачки воды из, например поврежденного катера или лодки. Носос может быть использован и как вспомогательный инструмент дачника или владельца частного дома, при осуществлении полива растений, например из емкости для сбора дождевой воды. При этом свободный конец напорного шланга 38 соединяют со специальной форсункой, которая стационарно крепится на опоре в каком-то месте дачного участка, а насосом откачивают (выбирают) воду, например из бочки.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


1. Мобильный шнековый насос для жидкостей, содержащий полый цилиндрический корпус с центробежной камерой, имеющей больший, чем у корпуса диаметр и снабженной тангенциальным выходным патрубком, и шнек, размещенный подвижно в корпусе, причем шнек, имеющий входную часть, выступающую из корпуса, с одной винтовой лопастью, снабженную бортом по периферии рабочей поверхности, и выходную часть в корпусе с двумя винтовыми лопастями, соединенными с помощью удлинительных пластин с центробежным диском, диаметр которого меньше внутреннего диаметра центробежной камеры, жестко установленном на валу, с помощью которого шнек через редуктор соединен с приводом, при этом входная часть шнека охвачена неподвижным решетчатым кожухом, отличающийся тем, что выходная часть шнека в корпусе выполнена с одной винтовой лопастью, жестко соединенной с винтовой лопастью входной части шнека, снабженными единым бортом, прикрепленным к наружному периметру рабочей поверхности единой лопасти под углом 90° и имеющим по отношению к рабочей поверхности высоту, равную от 5 до 25% от шага шнека, кроме того, торец лопасти имеет с торцем центробежного диска кольцевой зазор с шириной меньше, чем внутренняя ширина центробежной камеры, при этом торцевая часть диска со стороны лопасти выполнена с радиальными или фасонными ребрами, контактирующими с валом, кроме того, концевая часть приводного вала шнека, свободная от опор вращения, соединена с выходным концом трубчатой муфты, входной конец которой снабжен конусом Морзе, сопряженным с хвостовиком, например, бытовой электродрели или шуруповерта, часть корпуса которой разъемно вставлена в ту часть корпуса насоса, в которой размещены опоры качения для вала шнека.

2. Мобильный шнековый насос по п.1, отличающийся тем, что корпус с центробежной камерой и выходным патрубком выполнены литыми из пластмассы или сварными из металла.

3. Мобильный шнековый насос по п.1, отличающийся тем, что лопасть шнека с бортом и трубчатым валом выполнены литьем из пластмассы, а вал шнека из металла.

4. Мобильный шнековый насос по п.2, отличающийся тем, что трубчатый вал с лопастью шнека, отлитые из пластмассы, плотно, но разъемно посажен на металлический вал шнека и зафиксирован металлическими штифтом и кольцом.

5. Мобильный шнековый насос по п.1, отличающийся тем, что защитный кожух выполнен сварным из металлических деталей или литым из пластмассы.

6. Мобильный шнековый насос по п.1, отличающийся тем, что торцевая часть корпуса, в которой размещены опоры качения для вала шнека, снабжена продольными щелями, параллельными валу.

7. Мобильный шнековый насос по п.1, отличающийся тем, что торцевая часть корпуса, в которой размещены опоры качения для вала шнека, по наружной поверхности снабжена разрезным кольцом со стяжным болтом и рукояткой.

8. Мобильный шнековый насос по п.6, отличающийся тем, что длина продольных щелей равна ширине разрезного кольца.




РИСУНКИ

, ,