Шнековый насос землякова для вязких масс с приводом от бытовой электродрели

Изобретение относится к шнековым насосам, выполненным в виде ручного инструмента с автономным приводом для перекачки вязких и пластичных масс. Шнековый насос содержит размещенный в корпусе (К) шнек (Ш). Выходная двухзаходная часть Ш размещена в цилиндрической полости К, а входная однозаходная выступает из К, охвачена решетчатым кожухом и имеет лопасти (Л) с бортами. Полость К по всей длине снабжена сменными трубчатыми вставками. Вставка имеет отверстие, совмещенное с отверстием выходного патрубка, и может быть выполнена со сквозными пазами, параллельными оси, или без пазов. Торец вставки снабжен кольцевым бортиком. На краю второго торца вставки выполнены резьбовые отверстия. Входная часть Ш снабжена легкосъемным лопастным питателем, прикрепленным через диск питателя. Входная часть шнека охвачена профильными Л, прикрепленными к периферии диска питателя и центрирующему кольцу с заданными диаметрами. Угол раскрытия каждой Л составляет от 5 до 65°. Передние кромки Л не параллельны задним кромкам. На наружную поверхность К установлен трубчатый переходной К, второй конец которого снабжен многолепестковой трубчатой цангой. На поверхности лепестков цанги выполнены два бортика, между которыми съемно установлен винтовой хомут. В шлице винта хомута жестко закреплена барашковая ручка. Приводной конец вала Ш размещен внутри переходного К и снабжен боковыми лысками, на которых установлен переходник - насадка с накидной шестигранной головкой. Второй конец зажат в патроне электродрели. Установочное кольцо К дрели охвачено лепестками цанги, которые стянуты хомутом. Поверх К подшипников установлена одна опорная рукоятка с возможностью ее разворота на 180°. К дрели охвачен стяжным поясом, концы которого съемно закреплены на переходном К. Изобретение направлено на обеспечение возможности разъемного подключения к насосу в качестве привода мощной бытовой электродрели, а также на повышение универсальности насоса и повышения его производительности при перекачке вязких масс, пластичных масс и жидкостей. 13 з.п. ф-лы, 12 ил.

 

Изобретение относится к шнековым насосам, выполненным в виде ручного инструмента с автономным приводом, либо тяжелого устройства, установленного на колесной тележке, и может быть использовано для зачистки и перекачки как вязких и пластичных масс, так и вязкопластичных масс, например: меда, патоки, отстоя растительного масла, сливочного масла, теста, технической крови, а также легко-текучей нефти, загустевшей нефти, технических жиров, солидола, мазута, речного ила и др. Управление насосом может выполняться руками одного рабочего либо манипулятором специализированного робота. Насос может также использоваться и спасателями МЧС при ликвидации последствий стихийных бедствий, например при зачистке нефтяных выбросов на береговую линию либо откачки воды из затопленных помещений, подвалов, лодок и т.п.

Известны шнековые насосы для зачистки и перекачки вязкопластичных масс: «Шнековый насос для зачистки вязкопластичных и иловопесчаных масс» (варианты) [RU 2177087 С1, (ОРЕЛГТУ), 20.12.2001] и «Шнековый насос Землякова» (варианты) [RU 2194881 С1 (ОРЕЛГТУ), 20.12.2002], 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, размещенная в корпусе, выполнена двухзаходной. К выходной части корпуса тангенциально прикреплен патрубок для выдавливания в напорный шланг нагнетаемой массы. Приводной вал шнека соединен с планетарным редуктором, входной вал которого соединен со специальным электродвигателем либо с бензодвигателем, либо с пневмодвигателем.

Недостатком известных аналогов является то, что, являясь, в основном, ручным инструментом, они имеют значительный вес из-за веса отдельного редуктора и, например, специального электродвигателя. Габариты конструкции насоса также значительные. Для транспортирования в цилиндрической полости таких высоковязких масс, как, например, мазут, с помощью вращающегося шнека необходимо создать условие, чтобы сопротивление массы по внутренней поверхности корпуса было бы больше, чем сопротивление этой же массы о поверхности лопастей и вала шнека. Но гладкая цилиндрическая поверхность корпусов аналогов этого технического условия не обеспечивает.

Наиболее близким к изобретению является шнековый насос для вязких масс с приводом от бытовой электродрели [RU 2241856 С2 (ОРЕЛГТУ), 10.12.2004, «Шнековый насос Землякова» (вариант 1)], 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 выходная часть шнека размещена в цилиндрической полости корпуса, а входная часть шнека, выступающая из корпуса, лопасти которой выполнены с бортами, охвачена неподвижным решетчатым кожухом, при этом приводной конец вала шнека соединен с выходным валом редуктора, а его входной вал соединен с валом специального электродвигателя или бензодвигателя, или пневмодвигателя. Кроме того, к выходной части корпуса тангенциально прикреплен патрубок для выдавливания в напорный шланг нагнетаемой массы. Внутренняя поверхность корпуса имеет гладкую цилиндрическую поверхность.

Недостаток известного насоса заключается в том, что он, также как и насосы - аналоги, являясь, в основном, ручным инструментом, имеет значительный вес из-за веса отдельного редуктора и, например, специального электродвигателя. Габариты конструкции насоса также значительные. Кроме того, для транспортирования в цилиндрической полости таких высоковязких масс, как мазут, с помощью вращающегося шнека необходимо создать условие, чтобы сопротивление массы по внутренней поверхности корпуса было бы больше, чем сопротивление о поверхности лопастей и вала шнека. Но гладкая цилиндрическая поверхность корпуса известного насоса этого технического условия не обеспечивает.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в возможности разъемного подключения к насосу в качестве привода мощной бытовой электродрели, а также на повышение универсальности насоса и повышения его производительности при перекачке вязких масс, пластичных масс и жидкостей.

Это достигается тем, что в шнековом насосе для вязких масс с приводом от бытовой электродрели, содержащем 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 выходная часть шнека размещена в цилиндрической полости корпуса, а входная часть шнека, выступающая из корпуса, лопасти которой выполнены с бортами, охвачена неподвижным решетчатым кожухом, при этом приводной конец вала шнека соединен с выходным валом редуктора, а его входной вал соединен с валом специального электродвигателя или бензодвигателя, или пневмодвигателя, согласно изобретению внутренняя полость корпуса по всей длине снабжена сменными трубчатыми цилиндрическими вставками, вставкой, имеющей на боковой поверхности отверстие, совмещенное с отверстием выходного патрубка, и сквозные пазы, параллельные между собой и осью, с прямоугольным или фасонным профилем в поперечном сечении, и торец вставки со стороны отверстия под выходной патрубок снабжен кольцевым бортиком, а на равном удалении от края второго торца вставки выполнены резьбовые отверстия, либо такой же вставкой, но без пазов, кроме того, входная часть шнека снабжена легкосъемным лопастным питателем, прикрепленным со стороны входного торца вала шнека через диск питателя так, что входная часть шнека охвачена двумя или более профильными 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, а наружный его диаметр меньше диаметра диска питателя, при этом угол α раскрытия каждой лопасти между касательной к диаметру шнека и ее плоскостью составляет от 5 до 65°, и передние кромки лопастей не параллельны их задним кромкам, а на наружную поверхность части корпуса, в которой размещены подшипники вала шнека, установлен одним концом трубчатый переходной корпус, второй конец которого снабжен многолепестковой трубчатой цангой, на наружной поверхности лепестков которой выполнены два бортика, между которыми съемно установлен винтовой хомут, в шлице винта которого жестко закреплена барашковая ручка, при этом приводной конец вала шнека, размещенный внутри переходного корпуса, снабжен боковыми лысками, на которых установлен стандартный переходник - насадка с накидной шестигранной головкой, второй конец которого зажат в патроне электродрели, установочное кольцо корпуса которой охвачено лепестками цанги, которые стянуты хомутом, и в боковой поверхности переходного корпуса на уровне лысок конца вала выполнено смотровое окно, кроме того, поверх корпуса подшипников установлена одна опорная рукоятка с возможностью ее разворота на 180° для левши, при этом корпус электродрели охвачен стяжным поясом, концы которого съемно закреплены на переходном корпусе. Сменные трубчатые, цилиндрические вставки могут быть выполнены из полиамида либо из дюралюминия. Ширина паза вставки может иметь величину от 2 до 40% от ее внутреннего диаметра. Количество сквозных пазов во вставке может составлять от 3 до 50. Торцевая часть вала входной части шнека может быть выполнена с четырехгранными боковыми лысками. Переходной корпус может быть выполнен из дюралюминиевой трубы. Многолепестковая цанга может быть соединена с переходным корпусом заклепками или резьбовыми элементами. Цанга может иметь, например, шесть лепестков. Накидной переходник - насадка использован как готовый промышленный товар с головкой, имеющей внутренний шестигранник под размер между противолежащими гранями 10 мм, а приводной конец вала шнека снабжен шестью лысками (шестигранный). Опорная рукоятка может быть выполнена из пластика и снабжена стяжным барашковым винтом с гайкой. Стяжной пояс может быть выполнен из резины или кожи с пряжкой. Стяжной винтовой хомут использован как готовый промышленный товар, а его шлиц снабжен припаянной барашковой ручкой. В качестве привода насоса применена двухскоростная бытовая электродрель марки ДУ-1000 ЭР, мощностью один киловатт.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид насоса с приводом от бытовой электродрели. На фиг.2 изображено сечение А-А насоса. На фиг.3 изображено сечение Б-Б насоса. На фиг.4 изображена трубчатая цилиндрическая вставка со сквозными продольными пазами. На фиг.5 изображена трубчатая цилиндрическая вставка без пазов. На фиг.6 изображен вид лопастного питателя сбоку, а на фиг.7 - его вид по стрелке А. На фиг.8 изображен переходной корпус с многолепестковой цангой. На фиг.9 изображено сечение В-В цанги. На фиг.10 изображен переходной корпус, установленный одним концом на части корпуса для размещения подшипников, а вторым концом прикреплен с помощью цанги к корпусу электродрели. На фиг.11 изображена торцевая входная часть вала шнека, а на фиг.12. изображен вид по стрелке Б на фиг.11.

Насос выполнен из корпуса 1, к которому тангенциально прикреплен выходной патрубок 2. В полости корпуса 1 размещен с возможностью вращения шнек 3. Шнек 3 выполнен из входной однозаходной части 4 и выходной двухзаходной части 5. Входная часть 4 шнека 3 выступает из корпуса 1, а лопасть части 4 имеет борт 6. Входная часть 4 охвачена решетчатым кожухом 7, который разъемно соединен с корпусом 1. В полости корпуса 1 по всей его длине установлена сменная трубчатая цилиндрическая вставка 8, имеющая на боковой поверхности отверстие 9, совмещенное с отверстием патрубка 2, а также параллельные между собой и осью шнека 3 сквозные продольные пазы 10. Со стороны отверстия 9 вставка 8 снабжена кольцевым бортиком 12. Вблизи второго торца вставки 8 выполнены резьбовые отверстия 13. Кроме этого в полость корпуса 1 может быть вставлена такая же по размерам вставка 14, на внутренней поверхности которой нет сквозных пазов. Входная часть 4 шнека 3 снабжена легкосъемным лопастным питателем 15, прикрепленным к торцу входного вала шнека 3 с помощью диска 16 к которому прикреплены лопасти 17, вторые концы которых прикреплены к центрирующему кольцу 18, при этом их передние кромки не параллельны задним кромкам. Угол α раскрытия каждой лопасти может выполняться от 5 до 65°. На наружной поверхности корпуса 19, в котором размещены подшипники вала шнека, установлен одним концом трубчатый переходной корпус 20, ко второму концу 21 которого прикреплена многолепестковая трубчатая цанга 22, на наружной поверхности лепестков которой выполнены два бортика 23, между которыми размещен промышленный винтовой хомут 24. В отверточный шлиц винта хомута 24 впаяна барашковая ручка 25. Приводной конец 26 вала шнека 3 размещен осесимметрично внутри переходного корпуса 20 и снабжен боковыми лысками 27, на которых установлена головка с внутренним шестигранником стандартного переходника - насадки 28, второй конец которого зажат в патроне 29 электродрели 30, установочное кольцо 31 корпуса которой охвачено лепестками цанги 22, которые стянуты хомутом 24. В боковой поверхности переходного корпуса 20 на уровне лысок 27 конца 26 вала шнека выполнено смотровое окно 32. Поверх корпуса 19 также установлена опорная рукоятка 33 с возможностью ее разворота на 180° для левшей. Кроме того, для надежного соединения насоса и электродрели ее корпус охвачен стяжным поясом 34, концы которого съемно закреплены серьгами 35 на переходном корпусе 20. Кроме того, часть вала входной части 4 шнека 3 выполнена, например, с четырехгранными боковыми лысками 36, совместимыми с отверстием 37 в диске 16 лопастного питателя 15. Цанга 22 имеет пружинистые лепестки 38. Опорная рукоятка 33 снабжена стяжным барашковым винтом 39.

Насос работает следующим образом.

Насос берется оператором одной рукой (левой) за опорную рукоятку 33, а правой рукой - за рукоятку 40 электродрели 30 и заглубляется решетчатым кожухом 7, например, в мазут и включается нажатием на рычаг 41. Насос начинает работать и выдавливать массу в патрубок 2 и далее в подключенный к нему напорный шланг. Для высокопроизводительной работы с пластичными и вязкопластичными массами насос необходимо постоянно перемещать так, чтобы входная часть шнека постоянно наполнялась массой.

Если насосом предстоит также выполнить большой объем работ по перекачке жидкостей или полувязких масс, например, таких как загрязненная вода после ливневых дождей или весеннего половодья, или свежеоткаченный мед, или, например, нефть, то целесообразнее в корпусе насоса заменить вставку с пазами на вставку без пазов, такая замена позволит сэкономить электроэнергию для привода.

Снабжение цилиндрической полости насоса вставкой 8 с продольными сквозными пазами 10 на боковой поверхности позволяет обеспечить достаточное сцепление вязкой массы с корпусом насоса и, таким образом, обеспечить возможность перемещения вязкой массы вдоль оси шнека к выходному отверстию 9 и далее в патрубок 2. Напротив, при отсутствии пазов в стенке корпуса 1 вязкая масса будет испытывать большее гидравлическое сопротивление при перемещении в межвитковых каналах шнека, чем сопротивление о гладкую стенку корпуса 1, и тогда масса залипает к поверхностям шнека и вращается вместе с ним относительно стенки корпуса 1, не обеспечивая ее продвижения к выходному отверстию.

Ширина паза менее 2% от величины внутреннего диаметра вставки 8 для таких вязких масс, как, например, мазут марки 100, не обеспечит достаточного сопротивления. А ширина паза более 40% от величины внутреннего диаметра вставки снизит механическую прочность самой вставки.

Количество сквозных пазов менее трех не обеспечит достаточного сопротивления при перекачке высоковязких масс. Количество сквозных пазов во вставке 8 более чем 50 штук снизит жесткость конструкции вставки.

Устройство такого шнекового насоса наиболее целесообразно использовать в работе при зачистке и перекачки таких пластичных или вязкопластичных масс, как, например: нефть, разогретый мазут, пенобетон, отстой растительного масла, техническая кровь на мясокомбинатах, солидол, литол, речной ил и других неньютоновских жидкостей со слабой самостоятельной текучестью.

Использование сменной цанги 22 относительно корпуса 20 позволяет присоединять к шнековому насосу и другие модели мощных электродрелей, имеющих больший диаметр установочной поверхности 31, чем у дрели марки ДУ-1000 ЭР, работающей от сети переменного тока, напряжением 220 вольт, поступающим по кабелю 42.

Возможность использования в насосе легкосменных вставок для корпуса, одна с пазами для перекачки высоковязких масс, а вторая без пазов для перекачки жидкостей, делает насос универсальным и энергосберегающим.

Использование для шнекового насоса в качестве привода мощной, двухскоростной отечественной электродрели марки ДУ-1000 ЭР, легко устанавливаемой и снимаемой, делает насос коммерчески привлекательным и доступным, снижает его вес, габариты и стоимость.

1. Шнековый насос для вязких масс с приводом от бытовой электродрели, 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 выходная часть шнека размещена в цилиндрической полости корпуса, а входная часть шнека, выступающая из корпуса, лопасти которой выполнены с бортами, охвачена неподвижным решетчатым кожухом, при этом приводной конец вала шнека соединен с выходным валом редуктора, а его входной вал соединен с валом специального электродвигателя или бензодвигателя, или пневмодвигателя, отличающийся тем, что внутренняя полость корпуса по всей длине снабжена сменными трубчатыми цилиндрическими вставками, вставкой имеющей на боковой поверхности отверстие, совмещенное с отверстием выходного патрубка, и сквозные пазы, параллельные между собой и осью, с прямоугольным или фасонным профилем в поперечном сечении, и торец вставки со стороны отверстия под выходной патрубок снабжен кольцевым бортиком, а на равном удалении от края второго торца вставки выполнены резьбовые отверстия, либо такой же вставкой, но без пазов, кроме того, входная часть шнека снабжена легкосъемным лопастным питателем, прикрепленным со стороны входного торца вала шнека через диск питателя так, что входная часть шнека охвачена двумя или более профильными 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, а наружный его диаметр меньше диаметра диска питателя, при этом угол α раскрытия каждой лопасти между касательной к диаметру шнека и ее плоскостью составляет от 5 до 65°, и передние кромки лопастей не параллельны их задним кромкам, а на наружную поверхность части корпуса, в которой размещены подшипники вала шнека, установлен одним концом трубчатый переходной корпус, второй конец которого снабжен многолепестковой трубчатой цангой, на наружной поверхности лепестков которой выполнены два бортика, между которыми съемно установлен винтовой хомут, в шлице винта которого жестко закреплена барашковая ручка, при этом приводной конец вала шнека, размещенный внутри переходного корпуса снабжен боковыми лысками, на которых установлен стандартный переходник-насадка с накидной шестигранной головкой, второй конец которого зажат в патроне электродрели, установочное кольцо корпуса которой охвачено лепестками цанги, которые стянуты хомутом, и в боковой поверхности переходного корпуса на уровне лысок конца вала выполнено смотровое окно, кроме того, поверх корпуса подшипников установлена одна опорная рукоятка с возможностью ее разворота на 180° для левши, при этом корпус электродрели охвачен стяжным поясом, концы которого съемно закреплены на переходном корпусе.

2. Насос по п.1, отличающийся тем, что сменные трубчатые, цилиндрические вставки выполнены из полиамида либо из дюралюминия.

3. Насос по п.2, отличающийся тем, что ширина паза вставки имеет величину от 2 до 40% от ее внутреннего диаметра.

4. Насос по п.3, отличающийся тем, что количество сквозных пазов во вставке составляет от 3 до 50.

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

6. Насос по п.1, отличающийся тем, что переходной корпус выполнен из дюралюминия.

7. Насос по п.1, отличающийся тем, что многолепестковая цанга соединена с переходным корпусом заклепками или резьбовыми элементами.

8. Насос по п.7, отличающийся тем, что цанга имеет шесть лепестков.

9. Насос по п.1, отличающийся тем, что накидной переходник - насадка имеет головку под размер между противолежащими гранями 10 мм.

10. Насос по п.1, отличающийся тем, что приводной конец вала шнека снабжен шестью лысками (шестигранный).

11. Насос по п.1, отличающийся тем, что опорная рукоятка выполнена из пластика и снабжена стяжным барашковым винтом с гайкой.

12. Насос по п.1, отличающийся тем, что стяжной пояс выполнен из резины или кожи с пряжкой.

13. Насос по п.1, отличающийся тем, что шлиц винтового стяжного хомута снабжен припаянной барашковой ручкой.

14. Насос по п.1, отличающийся тем, что в качестве привода насоса применена двухскоростная бытовая электродрель марки ДУ-1000 ЭР, мощностью один киловатт.