Насосный агрегат
Предложение относится к насосно-компрессорному оборудованию, предназначенному для перекачивания рабочих жидкостей. Насосный агрегат содержит корпус 1, преимущественно обтекаемой формы, в его средней части 2 размещен рабочий механизм в виде статора 3 и ротора 5, на внутренней стенке которого закреплена винтовая спираль 7, при этом ротор установлен на радиально-упорных подшипниках 8 с прижимными кольцами 9 и уплотняющими кольцевыми элементами 12 и 13 с пружинами 14 и уплотнителями 15; для удобства стационарного использования корпус имеет пилон 16 с шаровым шарниром 22 и приводным цилиндром 23; при перекачивании жидкости к торцам 10 и 11 корпуса присоединяют трубы 17 и 19, причем направление движения жидкости задают за счет вращения ротора путем смены полюсов (реверсом) кабеля 20 и смены направления подачи тока на рабочую обмотку статора. В мобильном варианте корпус 1 отсоединяют от пилона 16, что позволяет погружать весь корпус в объем перекачиваемой жидкости в том числе в ограниченном геометрическом пространстве. Ил. - 1. Форм. 3 п.
Предложение относится к насосно-компрессорному оборудованию, предназначенному для перекачивания различных рабочих жидкостей.
В настоящее время известны принципиальные конструкции насосных агрегатов, наиболее представительным из которых можно считать насос, содержащий рабочий корпус с электроприводом и заборно-нагнетающим узлом в виде вала и лопастей центробежного типа /RU №2005211, 1990.; или SU з. №4823756, 1991; или Промышленное оборудование, М. -СПб., сб. №3, 2003, разд. Насосное оборудование, с.101, 107./.
Существенными и очевидными недостатками известных насосных агрегатов являются: значительная металлоемкость и низкие удельные показатели насоса по отношению к потребляемой мощности на приводе и по отношению к массе насосного агрегата, что снижает мобильность и маневренность насоса при использовании на рабочей площадке.
Наиболее близким по конструкции и принципу работы является насосный агрегат, содержащий корпус, механизм для перекачивания рабочей среды, рабочий орган, привод рабочего органа /RU 2005211 F 04 Д 3/00, 1990; или RU 2151243, 1994./.
Обладая определенными преимуществами перед аналогами, этот насосный агрегат имеет и ряд существенных недостатков, которые заключаются в его принципиальной, указанной, конструкции, где рабочий орган выполнен в виде шнека или в виде лопаток, допускающих заклинивание рабочего органа при попадании механических примесей с объемом рабочей перекачиваемой среды, или при встрече более вязких включений (битумы, полимеры и т.п.) в массе перекачиваемой жидкости; заклинивание происходит в зазорах между внутренней стенкой рабочего органа и телом шнека или лопатки, что сопровождается аварийной остановкой насосного агрегата, снижая надежность и
долговечность этого насосного агрегата и сопутствующего оборудования.
Технической задачей и технологическим результатом данного предложения является повышение надежности и увеличение долговечности насосного агрегата за счет создания более прогрессивной конструкции его корпуса, привода и рабочего органа, предупреждающих выход из строя при неоднородных жидкостях, при попадании механических примесей и исключающего непредвиденные остановки насосного агрегата при рабочем стахостическом режиме перекачивания.
Это в предложении заявителя достигается за счет того, что насосный агрегат содержит корпус, механизм для перекачивания рабочей среды (жидкости), рабочий орган и привод рабочего органа, при этом механизм для перекачивания рабочей среды (жидкости) выполнен в виде статора, установленного в центральной части корпуса и в виде ротора, размещенного в его полости (статора) и представляющего собой (механизм) кольцевую втулку, на внутренней стенке которого (ротора) закреплен рабочий орган, выполненный в виде винтовой спирали, по обоим торцам втулки имеются радиально-упорные подшипники и уплотнительные кольца, при этом статор и ротор имеют электрообмотки, причем электрообмотка статора соединена с источником электроэнергии, а ротор имеет постоянные магниты.
Рабочий орган насосного агрегата имеет винтовую спираль переменного шага и переменного профиля по длине рабочего органа.
Корпус насосного агрегата имеет монтажный пилон с шаровым шарниром и приводным цилиндром положения пилона и агрегата.
Описываемый насосный агрегат представлен на прилагаемом чертеже, где показан его общий вид с разрезом в характерном месте.
Насосный агрегат содержит корпус I преимущественно обтекаемой формы, средняя часть 2 корпуса является монтажной для силового привода и рабочего органа; рабочий механизм выполнен в виде статора 3 с электрообмоткой 4 и в виде ротора 5 с электрообмоткой 6.
На внутренней стенке ротора закреплена винтовая спираль 7,
которая с кольцевой втулкой ротора формирует эффективный рабочий орган, при этом винтовая спираль 7 выполнена с переменным шагом и переменным профилем по длине рабочего органа для усиление толкающего эффекта каждым витком спирали при перекачивании рабочей среды.
По обоим концам втулки (ротора 7) имеются радиально-упорные подшипники 8 и уплотнительные кольца 9. Корпус 1 формируется и его торцами 10 и 11 в виде обтекаемой формы и уплотняющих собой кольцами 12 и 13 центральную часть корпуса и его механизм перекачивания рабочей среды; кольца 12 и 13 постоянно пожаты с помощью пружинных элементов 14, а соединение указанных частей корпуса осуществляется с помощью винтовых соединений 15.
Насосный агрегат имеет монтажный пилон 16 для возможности его закрепления в стационарное положение; без пилона этот агрегат может быть использован в мобильном переносном варианте.
Для перекачивания жидкости подсоединяемые трубы 17 и 19 имеют фланцы 18 крепления по торцам 10 и 11 корпуса насосного агрегата.
Электропитание механизма осуществляют по токоподающему кабелю 20 черед контакты 21 на электрообмотку статора, при этом ротор оснащен постоянными магнитами. Направление вращения рабочего органа задают простым переключением фазы и ноля кабеля 20, если такое реверсивное изменение направления вращения необходимо задавать.
При стационарном использовании насосного агрегата его пилон 16 имеет шаровой шарнир 22 и приводной цилиндр 23 для ориентирования положения корпуса относительно направления подсоединяемых труб 17 и 19, транспортирующих перекачиваемую рабочую среду.
Работа насосного агрегата осуществляется следующим образом. К торцам 10 и 11 корпуса 1 подсоединяют трубы 19 и 17, уплотняя фланцы 18; в полость рабочего органа и на тело его спирали 7 подают рабочую среду (жидкость, пасту, эмульсию и т.п.), на рабочую электрообмотку статора 3 подают ток по кабелю 20 от клемм 21
и приводят во вращение ротор 5 с рабочей спиралью 7, создавая условие перекачивания рабочей среды по полости насосного агрегата и по транспортируемой трубе 17 (или 19, - в зависимости от заданного направления подачи перекачиваемой рабочей среды).
Скорость и, соответственно, расход насосного агрегата легко регулируют за счет подаваемой электрической мощности на обмотку статора, что приводит к изменению скорости вращение рабочего ргана и регулирует производительность (расход) насосного агрегата.
Таким образом, конструкция насосного агрегата является оригинальной и прогрессивной, т.к. предупреждает любое заклинивание лопасти и втулки, как выполненные единой неразъемной рабочей деталью, т.к. стенка втулки ротора жеско соединена со спиралью 7 единого рабочего органа, чего нет в конструкциях аналогов, где между лопастями (или шнеком) всегда имеется зазор, уязвимый для механического заклинивания; предлагаемый агрегат исключает любые аварийные остановки при меняющихся плотностях рабочей среды и при попадании механических примесей в составе рабочей среды, что повышает характеристики его надежности (более чем в 3 раза по используемому моторесурсу) и увеличивает долговечность агрегата.
1. Насосный агрегат, содержащий корпус, механизм для перекачивания рабочей среды, рабочий орган, привод рабочего органа, отличающийся тем, что механизм для перекачивания рабочей среды выполнен в виде статора, установленного в центральной части корпуса, и ротора, размещенного в его полости и представляющего собой кольцевую втулку, на внутренней стенке которого закреплен рабочий орган, выполненный в виде винтовой спирали, по обоим торцам втулки имеются радиально-упорные подшипники и уплотнительные кольца, при этом статор и ротор имеют электрообмотки, причем электрообмотка статора соединена с источником электроэнергии, а ротор имеет постоянные магниты.
2. Насосный агрегат по п.1, отличающийся тем, что рабочий орган имеет винтовую спираль переменного шага и переменного профиля по длине рабочего органа.
3. Насосный агрегат по п.1, отличающийся тем, что его корпус имеет монтажный пилон с шаровым шарниром и приводным цилиндром.
