Шнековый насос для зачистки вязкопластичных и песчано- иловых масс

 

Изобретение относится к технике зачистки и транспортирования различных вязкопластичных и песчано-иловых масс и может быть использовано для зачистки и откачки студнеобразных масс в пищевой, химической, нефтехимической промышленности, в сельском хозяйстве и муниципальной службе. Насос содержит многозаходный шнек, установленный в корпусе с выходным патрубком. Однозаходная часть шнека охвачена лопастным питателем с частью подвижного корпуса. Последний имеет с шнеком разные скорости и направления вращения. Шнек и корпус имеют коаксиальные валы. Выходной патрубок снабжен трубкой для ввода струи жидкости в сторону движения массы. Гребни лопастей шнека на части последнего шага изогнуты вдоль оси вала или в сторону его вращения на величину, близкую к внутреннему диаметру выходного патрубка. Угол наклона патрубка к оси шнека не превышает угла подъема лопастей шнека. Лопастной питатель снабжен неподвижным решетчатым защитным кожухом. Такая конструкция шнекового насоса позволяет получить высокопроизводительную зачистку и перекачку как песчано-иловых масс, так и различных вязкопластичных и пластичных масс. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к технике зачистки и транспортирования различных вязкопластичных и песчано-иловых масс и может быть использовано для зачистки аэротенков водоочистных сооружений; для откачки студнеобразных масс в пищевой, химической, нефтехимической промышленности и в сельском хозяйстве, например для зачистки и перекачки отстоя растительного масла из накопительных емкостей, а также для перекачки мазута из цистерн или с поверхности почвы; для зачистки навозных скоплений на животноводческих и птицефермах, а также как ручной инструмент водолаза или спасателя службы МЧС при расчистке иловых и селевых заносов.

Известны шнековые насосы для вязкопластичных сред, имеющие неподвижный корпус и подвижный корпус с лопастным питателем, внутри которых размещен шнек, скорость вращения и направление вращения которого отличается от скорости вращения и направления вращения лопастного питателя [1], [2], [3].

Недостатком этих насосов является то, что они транспортируют вязкопластичную массу по напорному шлангу только за счет давления, создаваемого шнеком в неподвижном корпусе.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа [3], является шнековый насос для вязкопластичных масс, имеющий неподвижный и подвижный корпус с лопастным питателем, в цилиндрических полостях которых размещен шнек, имеющий многозаходную и однозаходную части и имеющий относительно лопастного питателя противоположное направление и большую скорость вращения.

Недостатком этого устройства является невозможность получения высокой производительности при перекачке песчано-иловых масс, так как в процессе продавливания песчано-иловой массы по шлангу из нее отжимается вода и, следовательно, резко снижается текучесть песка и возрастает гидравлическое сопротивление перемещению сырой массы песка по шлангу. Кроме того, поскольку шнековая лопасть последнего шага контактирует с торцевой частью шайбы или корпуса под острым углом, то в этот угол под воздействием высокого давления всегда набивается и уплотняется перекачиваемая масса. А при зачистке пластичной массы, например солидола или мазута, из накопительных ям в корпус могут попадать различные посторонние включения, такие как камни, бумажные пакеты, ветошь и т.п., которые могут забивать межлопастные каналы шнека и питателя и привести к выходу из строя двигателя насоса или его деталей.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в достижении высокопроизводительной перекачки песчано-иловых масс и повышении надежности работы насоса.

Это достигается тем, что насос, выполненный из цилиндрического корпуса с выходным патрубком, многозаходного шнека, установленного в его цилиндрической полости, однозаходная часть которого охвачена лопастным питателем, при этом выходной патрубок снабжен трубкой для ввода струи жидкости в сторону движения массы, причем трубка размещена в непосредственной близости к шнеку, а гребни лопастей шнека на части последнего шага изогнуты вдоль оси вала или в сторону его вращения на величину, близкую к внутреннему диаметру выходного патрубка, угол наклона которого к оси шнека не превышает угла подъема лопастей шнека на последнем шаге, при этом лопастной питатель снабжен неподвижным решетчатым защитным кожухом, шаг решетки которого желательно иметь равным или меньшим ширины проходного канала между лопастями шнека, валом и корпусом, а трубка для ввода струи жидкости в патрубок может быть соединена с боковым отверстием по резьбе и укреплена контргайкой. Боковое отверстие патрубка при перекачке вязкопластичных масс может быть снабжено резьбовой заглушкой, а защитный кожух выполнен съемным.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид насоса, выполненного в виде ручного инструмента с приводом от бензодвигателя, на фиг. 2 - сечение А-А выходного патрубка с трубкой для ввода жидкости, на фиг. 3 - сечение части неподвижного корпуса с размещенным в нем двухзаходным участком шнека, на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 1, на фиг. 5 - вид лопастного питателя по стрелке А, на фиг. 6 - сечение А-А выходного патрубка с резьбовой заглушкой отверстия для трубки, на фиг. 7 - вырыв участка вала шнека с последним шагом лопастей.

Устройство шнекового насоса состоит из цилиндрического корпуса 1 с выходным патрубком 2, в котором размещена многозаходная часть 5 шнека, а однозаходная часть 3 шнека охвачена питателем 4 с частью подвижного корпуса 6. Выходной патрубок 2 снабжен боковым отверстием 7 и трубкой 8 для ввода струи жидкости в сторону движения массы. Трубка 8 имеет резьбу 9 и контргайку 10. При этом трубка 8 размещена в непосредственной близости к шнеку. Отверстие 7 может быть снабжено заглушкой 11. Гребни 12 лопастей шнека последнего шага многозаходной части 5 изогнуты вдоль оси вала 15 шнека либо в сторону вращения вала 15 на величину, близкую к внутреннему диаметру d_п выходного патрубка с образованием каналов шириной b; угол наклона патрубка 2 к оси шнека не превышает угла альфа подъема лопастей шнека на последнем шаге. Лопастной питатель 4 снабжен съемным решетчатым защитным кожухом 14, имеющим шаг решетки, равный или меньший ширины проходного канала между лопастями шнека, валом и корпусом; привод коаксиальный вала 15 шнека и вала 16 лопастного питателя осуществляется от бензодвигателя 17, совмещенного с редуктором 18. Бензодвигатель 17 укомплектован бензобачком 19. Для удерживания и управления насосом к его корпусу прикреплены рукоятки 20.

Устройство работает следующим образом.

Насос после включения привода шнека с лопастным питателем заглубляется решетчатым кожухом 14 в зачищаемую массу. Если такой массой является песчано-иловый осадок или масса селевого заноса, то в трубку 8 по гибкому шлангу подводится вода под давлением, например, от сетевого водопровода или от отдельного центробежного или вихревого насоса. При этом песчано-иловая масса поступает к лопастному питателю 4 через решетчатый кожух 14 самотеком и под воздействием перемещения насоса. Лопастной питатель 4 загружает массу на однозаходную часть 3 шнека, который перемещает ее через подвижный корпус 6 в неподвижный корпус 1, где масса переходит в многозаходную часть 5 шнека и под воздействием сжатия начинает выталкиваться в патрубок 2, обтекая заглубленную часть трубки 8, из которой в это же время истекает с большой скоростью струя воды, которая подхватывает песчано-иловую массу, разжижает ее и с минимальным гидравлическим сопротивлением транспортирует по напорному шлангу к выходному концу.

Если требуется зачистка и перекачка, например, пищевой вязкопластичной массы, как яблочная пульпа в кондитерском производстве пастилы и зефира, либо пластичной массы, как сливочное масло в молокоперерабатывающей промышленности, то есть без разжижения перекачиваемой массы каким-то растворителем, то в этом случае вместо трубки 8 в отверстие 7 ввинчивается резьбовая заглушка 11.

Такая конструкция устройства шнекового насоса позволяет получить высокопроизводительную зачистку и перекачку как песчано- иловых масс, так и различных вязкопластичных и пластичных масс, например даже таких как солидол. При этом исключена возможность забивания последнего шага лопастей шнека массой, а также повышена надежность работы насоса от заклинивания вращающихся органов путем защиты его лопастного питателя решетчатым кожухом от попадания комковых включений из массы и возможности работы насоса в холостую при установке его на торец кожуха, не выключая двигатель.

Источники информации 1. Авторское свидетельство СССР N513169, М.кл. F 04 D 3/02 от 1976 г.

2. Патент России N 1132061, М.кл. F 04 D 3/02 от 1993 г.

3. Патент России N 2143591, М.кл. F 04 D 3/02, 7/00 от 1999 г.

Формула изобретения

1. Шнековый насос для зачистки вязкопластичных и песчано-иловых масс, состоящий из корпуса с выходным патрубком, многозаходного шнека, установленного в его цилиндрической полости, однозаходная часть которого охвачена лопастным питателем с частью подвижного корпуса, имеющим со шнеком разные скорости и направления вращения и коаксиально размещенные валы, отличающийся тем, что выходной патрубок снабжен боковым отверстием и трубкой для ввода струи жидкости в сторону движения массы, причем трубка размещена в непосредственной близости к шнеку, а гребни лопастей шнека на части последнего шага изогнуты вдоль оси вала или в сторону его вращения на величину, близкую к внутреннему диаметру выходного патрубка, угол наклона которого к оси шнека не превышает угла подъема лопастей шнека на последнем шаге, при этом лопастной питатель снабжен неподвижным решетчатым защитным кожухом.

2. Шнековый насос по п.1, отличающийся тем, что трубка для ввода струи жидкости в патрубок соединена с боковым отверстием по резьбе и укреплена контргайкой.

3. Шнековый насос по п.1, отличающийся тем, что боковое отверстие патрубка при перекачке вязкопластичных масс снабжено резьбовой заглушкой.

4. Шнековый насос по п.1, отличающийся тем, что защитный кожух имеет шаг решетки, равный или меньший ширины проходного канала между лопастями шнека, валом и корпусом.

5. Шнековый насос по п.1, отличающийся тем, что защитный кожух выполнен съемным.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7