ПЛАСТМАССОВАЯ ЕМКОСТЬ С НАПРАВЛЯЮЩИМ ПОТОК КОМПОНЕНТОМ
PLASTIC CONTAINER WITH FLOW GUIDE COMPONENT

Изобретение касается установки с пластмассовой емкостью и направляющим поток компонентом, имеющим корпус.
Такой установкой может быть, например, станция перекачки сточных вод. Насосные установки отводят воду, которая оказывается ниже уровня обратного подпора, таким образом, что предотвращается обратный подпор. Они используются для перекачки свободных от фекалий и содержащих фекалии сточных вод, которые попадают в подвалы жилых зданий. Сточная вода собирается в пластмассовую емкость. Уровень заполнения определяется с помощью датчика уровня. Если достигается определенное предельное значение, то включается направляющий поток компонент, который транспортирует сточную воду из этой пластмассовой емкости наружу.
Под таким направляющим поток компонентом может иметься в виду, например, центробежный насос.
В обычных станциях перекачки сточных вод пластмассовая емкость имеет отверстие, в которое вводится насосный агрегат, причем корпус погружается всасывающим штуцером в сточную воду, а мотор выступает из этой емкости.
Герметизация емкости является дорогостоящей и осуществляется, например, большей частью с помощью специальных фланцевых колец или пластин. Эти фланцевые кольца, соответственно, пластины несут на себе указанный насосный агрегат. Между фланцевыми кольцами, соответственно, пластинами и пластмассовой емкостью необходимы дорогостоящие уплотнительные системы, которые увеличивают трудоемкость монтажа.
В DE 102007008692 А1 раскрыта установка с пластмассовой емкостью, в которую собирается сточная вода. На верхней стороне пластмассовой емкости предусмотрено отверстие, в которое входит направляющий поток компонент. Направляющий поток компонент выполнен как центробежный насосный агрегат и содержит корпус, в котором установлено рабочее колесо. Корпус с рабочим колесом выступает в сточную воду. Сточная вода всасывается через всасывающий штуцер и перекачивается центробежным насосом из пластмассовой емкости наружу. Мотор насосного агрегата соединен с рабочим колесом посредством вала.
Центробежный насосный агрегат, состоящий из корпуса насоса с рабочим колесом и мотора, подсоединенного посредством вала, образует единый узел. Моторная часть центробежного насосного агрегата выступает из емкости наружу. Центробежный насосный агрегат закреплен на фланцевых кольцах, соответственно, пластинах, которые расположены между той частью, которая выступает в емкость, и частью над емкостью. Между фланцевыми кольцами, соответственно, пластинами и пластмассовой емкостью расположены уплотнительные устройства, так что наружу из емкости не проникают ни сточная вода, ни неприятные запахи.
В DE 19913530 А1 описывается установка для перекачки сточных вод со сборным резервуаром из пластмассы, который принимает жидкость, втекающую в эту пластмассовую емкость с нерегулярными промежутками и в разном количестве. С помощью направляющего поток компонента, выполненного в виде насоса, эта жидкость перекачивается из сборного резервуара в канализационную сеть. Корпус насоса всасывающим штуцером входит в емкость. Приводная часть насоса выступает из этой емкости наружу. При такой конструкции тоже необходима дорогостоящая герметизация между центробежным насосным агрегатом и пластмассовой емкостью.
Установка описанного вначале рода раскрыта в заявке US 6106248 А. Кроме того, в заявках US 2002/0043533 А1 и die ЕР 2053171 А1. раскрыты установки, состоящие из пластиковой емкости и направляющего поток компонента. В заявке ЕР 1359094 А2 раскрыта пластиковая емкость для автомобилей.
Задача данного изобретения заключается в том, чтобы создать установку, в которой обеспечивается эффективное взаимодействие направляющего поток компонента и пластмассовой емкости и при этом гарантируется надежная герметизация между обоими узлами. Эта установка должна отличаться простым монтажом и эксплуатационной надежностью. Кроме того, эта установка должна отличаться максимальной экономичностью в изготовлении и большим сроком службы.
Эта задача, согласно изобретению, решается в установке с признаками независимого пункта 1 или независимого пункта 10 формулы, а также в способе изготовления такой установки с признаками независимого пункт 11 формулы изобретения. Предпочтительные варианты охарактеризованы в зависимых пунктах формулы изобретения.
Согласно изобретению, корпус направляющего поток компонента посредством ротационного формования соединен с указанной емкостью с геометрическим замыканием. Благодаря этому корпус направляющего поток компонента выполнен из металлического материала и интегрируется в указанную емкость таким образом, что обеспечивается надежная герметизация даже и без дорогостоящих уплотнительных устройств. Это дает большое преимущество, в частности, в области сточных вод. Эта предлагаемая изобретением установка надежно предотвращает выступание среды и неприятных запахов.
За счет указанного соединения с геометрическим замыканием корпуса с пластмассовой емкостью создается компактный узел, который существенно облегчает окончательную сборку. К такому интегрированному в емкость корпусу направляющего поток компонента мотор может быть подключен простым образом. В противоположность обычным установкам не требуется никаких дополнительных несущих частей, например, пластин или фланцевых колец, которые в обычных конструкциях необходимы между нижней частью, входящей в емкость, и верхней частью, выступающей из этой емкости. Не требуется и дорогостоящая герметизация.
Согласно изобретению, соединение с геометрическим замыканием корпуса с емкостью осуществляется посредством ротационного формования, которое называют также центробежным формованием (Rotationsschmelzen). Для изготовления предлагаемой изобретением установки корпус направляющего поток компонента размещается в форме. Эта форма может быть выполнена, например, из стали или алюминия. Форма устанавливается на формодержатель. Крепление корпуса на форме может осуществляться с использованием различных соединительных средств, например, посредством винтовых или зажимных соединений.
На следующем этапе осуществляют предварительный нагрев ротационной формы и корпуса с помощью подходящего нагревательного устройства, предпочтительно тепловентилятора. В форму помещают частицы пластмассы. При этом речь может идти, например, о полимерном грануляте и/или полимерном порошке. Целесообразно использовать термопластический полимерный материал. Особенно предпочтительными для производства предлагаемой изобретением установки оказались при этом полиолефины, в частности, полиэтилен, например, PE-LLD.
Прижатие частиц пластмассы к форме и к корпусу происходит за счет центробежного вращения. Во время вращательного процесса поддерживается температура, которая приводит к плавлению частиц пластмассы. Эти частицы пластмассы под действием сил центробежного вращения прижимается к форме и к корпусу, где он плавятся и затвердевают.
Благодаря этому создается единая структура из пластмассовой емкости и по меньшей мере частично интегрированного в него корпуса направляющего поток компонента. Образуются стенки, которые выполнены как единое целое с емкостью и охватывают корпус с геометрическим замыканием.
Предлагаемое изобретением использование способа ротационного формования создает между корпусом и пластмассовой емкостью соединение с геометрическим замыканием, которое имеет высокую стабильность и надежную герметизацию.
После произведенной фазы вращения из установки извлекаются формы. Под такой установкой может пониматься единый модуль с пластмассовой емкостью, в которую посредством центробежного вращения интегрирован корпус направляющего поток компонента.
Корпус направляющего поток компонента выполнен из металлического материала. Например, при этом речь может идти о литом материале. Металлический корпус при этом так заделан в пластмассовые стенки емкости методом ротационного формования, что дополнительные уплотнительные элементы между наружной стенкой металлического корпуса и стенками емкости не требуются. Согласно изобретению, стенки емкости с уплотнением прилегают к корпусу, так что наружу не могут выйти никакие среды, соответственно, никакие запахи.
В одном особенно предпочтительном варианте выполнения изобретения под металлическим корпусом понимается спиральный корпус центробежного насоса.
Благодаря такой заделке корпуса в стенку емкости посредством центробежного формования указанная стенка емкости герметично прилегает к корпусу. Предпочтительно стенка емкости при этом прилегает к корпусу без зазора. Тем самым создается конструкция без уплотнений.
Предпочтительно в корпусе установлены подвижные компоненты. Например, при этом речь может идти о рабочем колесе центробежного насоса, которое установлено в металлическом спиральном корпусе.
В порядке альтернативы возможно также, что под направляющим поток компонентом подразумевается (гидро)арматура, причем в корпусе арматуры установлен запорный элемент. Например, при этом речь может идти о корпусе вентиля, который согласно изобретению за счет ротационного формования с геометрическим замыканием соединен с пластмассовой емкостью, причем запорный элемент с помощью исполнительного устройства освобождает проток.
Особенно целесообразным оказалось выполнение примыкающих к интегрированному центробежным вращением корпусу частей тоже методом ротационного формования, речь идет, например, о всасывающих или напорных штуцерах.
В одном варианте стенка емкости образует штуцер. Через этот штуцер среда, собравшаяся в емкости, может втекать в корпус направляющего поток компонента. За счет предлагаемого изобретением использования способа ротационного формования этот всасывающий штуцер выполняется из полимерного материала. Этот штуцер выполнен с емкостью в одно целое. Необходимые для этого контуры ротационной формы подходящим для этого образом подводятся к корпусу и/или проводятся через этот корпус. Если во время процесса ротационного формования отверстия емкости закрываются, то позднее они должны быть снова открыты путем последующей механической обработки.
В одном особенно благоприятном варианте выполнения изобретения на корпусе установлен направляющий элемент для подвода и/или отвода среды. Этот направляющий элемент согласно изобретению окружен пластмассой посредством ротационного формования. За счет такого окружения пластмассой для этого направляющего элемента и/или корпуса обеспечивается антикоррозионная защита.
В качестве направляющего элемента на корпус направляющего поток компонента может быть установлен, например, участок металлического трубопровода в виде колена.
Другие признаки и преимущества данного изобретения раскрыты в описании примера выполнения с привлечением чертежей, а также на самих чертежах.
На чертежах показано следующее.
Фиг. 1 - изображение в перспективе установки,
Фиг. 2 - вид сверху этой установки,
Фиг. 3 - вид в разрезе по линии А-А,
Фиг. 4 - вид в разрезе по линии В-В.
На Фиг. 1 представлено изображение в перспективе установки с пластмассовой емкостью 1. В этом примере выполнения в качестве пластмассовой емкости 1 рассматривается сборный резервуар, который рассчитан на безнапорную эксплуатацию. Попадающая в него сточная вода накапливается в течение некоторого времени, а затем перекачивается в канализационную сеть. Особенно целесообразным оказался номинальный объем емкости 1, составляющий менее 500 л, предпочтительно менее 300 л, в частности менее 100 л. В этом примере выполнения номинальный объем емкости 1 составляет 40 л.
Емкость 1 имеет одну выполненную конструктивно более высокой область с двумя подводами 2 и одну выполненную конструктивно более низкой область, в которой установлен направляющий поток компонент в виде насосного агрегата.
Подсоединительные штуцеры для подвода 2 выполнены с емкостью 1 как единое целое. Кроме того, емкость имеет сливной патрубок 3, подсоединительный штуцер которого тоже выполнен как единое целое с емкостью 1.
Емкость 1 на своей верхней стороне снабжена люком для ручной очистки, который закрыт крышкой 4. В емкости 1 установлен датчик уровня для определения уровня заполнения. На Фиг. 1 видна выступающая из емкости часть сенсорного модуля 5, который в этом примере осуществления выполнен в виде уровнемера. Например, при этом может применяться поплавковое реле. Кроме того, указанная емкость 1 имеет воздуховыпускное отверстие 6. Через расположенный на емкости 1 слив 7 выводится наружу собранная в емкости 1 сточная вода.
В указанную более низкую по своей высоте часть емкости 1 согласно изобретению интегрирован корпус 8 направляющего поток компонента. Корпус 8 в этом примере выполнения представляет собой спиральный корпус центробежного насоса из литого материала. Корпус 8 имеет крепежные выступы 9, которые расположены на корпусе 8 по типу накладок. Крепежные выступы 9 в этом примере выполнения смещены относительно друг друга на 90°. В одном альтернативном варианте, который здесь не представлен, предусмотрено только три крепежных выступа 9, которые смещены относительно друг друга на 120°. Эти крепежные выступы 9 приформованы к корпусу 8 и, тем самым, выполнены как единое целое с корпусом 8.
На Фиг. 2 показан вид сверху этой установки.
Вид в разрезе по линии А-А на Фиг. 2 представлен на Фиг. 3.
При этом можно видеть, что корпус 8 направляющего поток компонента окружен стенками 10 емкости 1 с геометрическим замыканием. Стенки 10, окружающие корпус 8, выполнены как единое целое с остальной емкостью 1. Корпус 8, таким образом, заделан в емкость 1. Согласно изобретению, это обеспечивается посредством ротационного формования. При этом методе осуществляют следующие операции:
- закрепление корпуса 8 в ротационной форме,
- предварительный нагрев ротационной формы и корпуса 8 с помощью подходящего тепловентилятора,
- заполнение частицами пластмассы и замыкание этой формы,
- осуществление вращательного процесса при поддержании температуры,
- легкое охлаждение и быстрое извлечение из формы указанной металлопластиковой детали,
- крепление корпуса 8 с помощью подходящего устройства,
- завершающее охлаждение установки,
- последующая механическая обработка.
Для интегрирования корпуса 8 центробежным вращением его сначала с помощью подходящего соединения закрепляют на ротационной форме.
Корпус 8 и форма предварительно нагреваются и во время процесса совместного вращения контролируемо темперируются с помощью нагревательного устройства. Температура при этом подбирается соответственно используемому пластику.
В этом примере выполнения в качестве полимерного гранулята используется термопласт. При этом речь идет предпочтительно о полиэтилене (PE-LLD). Благодаря центробежному вращательному процессу и расплавлению, а также отверждению получается указанная емкость 1 и желаемая стенка 10. За счет предлагаемого изобретением применения ротационного формования стенка 10 емкости 1 охватывает корпус 8 таким образом, что не требуется никакой дополнительной герметизации.
Во время вращательного процесса все места соединения между формой и корпусом 8 герметизируются, соответственно, уплотняются, например, как плоские поверхности, так что не образуется никаких зазоров, в которые мог бы проникать жидкий полимерный материал, так как это привело бы к образованию нежелательных форм.
После фазы вращения деталь извлекается из формы. Металлический корпус 8 охлаждается медленнее, чем пластмасса. Поэтому он удерживается с помощью подходящего устройства, чтобы при охлаждении он мог быть ориентирован в желаемом положении.
В зависимости от конструкции одновременно могут помещаться несколько деталей, равно как возможна реализация и более сложного формообразования.
Благодаря расплавлению, прилеганию к стенкам и отверждению частиц пластмассы с помощью центробежного движения получается узел из корпуса 8 и емкости 1, в котором корпус 8 по меньшей мере частично охвачен стенкой 10 емкости 11, причем создается соединение с геометрическим замыканием, так что корпус 8 оказывается интегрированным в емкость 1, и образуется один конструктивный узел.
В этом примере выполнения на корпусе 8 расположен направляющий элемент 11. Под таким направляющим элементом 11 в этом примере выполнения понимается участок металлического трубопровода в виде колена, который образует напорный штуцер под углом 90°. Направляющий элемент 11 окружен пластмассовой стенкой 12 емкости 1. Пластмассовая стенка 12 выполнена как единое целое с остальной емкостью 1 и согласно изобретению, изготовлена методом ротационного формования. В корпусе 8 установлено рабочее колесо 20 направляющего поток компонента, выполненного как центробежный насос. Корпус 8 снабжен отверстием, к которому подключен мотор, с помощью вала приводящий во вращение указанное рабочее колесо.
Под направляющим поток компонентом в этом примере выполнения понимается центробежный насосный агрегат, включающий в себя следующие части: корпус, рабочее колесо, вал, мотор. Согласно изобретению, корпус 8 центробежного насосного агрегата соединен с пластмассовой емкостью 1 с геометрическим замыканием посредством ротационного формования.
На Фиг. 4 показан вид в разрезе по линии В-В на Фиг. 2. На Фиг. 4 можно увидеть, что одна стенка 13 емкости 1 образует всасывающий штуцер, через который среда втекает в корпус 8. Эта стенка 13 выполнена как единое целое с остальной емкостью 1.
При работе указанной установки через подвод 2 жидкость течет в пластмассовую емкость 1. При верхнем предельном значении уровня жидкости в емкости 1 управляющее устройство получает, например, от поплавкового реле коммутационный сигнал, запускающий команду «включить режим откачки». Направляющий поток компонент, выполненный как центробежный насос, включается этим управляющим устройством. Вследствие этого уровень жидкости в пластмассовой емкости 1 снижается. Как только будет достигнуто нижнее предельное значение уровня заполнения, центробежный насос отключится.
Данная установка расположена ниже уровня обратного подпора. Сточная вода перекачивается центробежным насосом через слив 7, через не представленный здесь обратный клапан в канализационную сеть.
Предлагаемая изобретением установка обеспечивает экономичную в изготовлении и имеющую небольшие размеры конструкцию. За счет помещения металлических частей корпуса в форму для ротационного формования получается узел из пластмассовой емкости 1 и металлического корпуса 8 направляющего поток компонента. Корпус 8 при изготовлении узла этим методом получается окруженным пластмассой и, тем самым, интегрированным в емкость с геометрическим замыканием и в данном случае с силовым замыканием, так что не требуется никаких дополнительных крепежных средств, как и герметизации установки.
В предлагаемой изобретением установке стенки 10 пластмассовой емкости сформированы с выемками для заделки в них корпуса 8 направляющего поток компонента, при которой посредством ротационного формования возникает соединение с геометрическим замыканием между емкостью 1 и корпусом 8. Пластмассовые стенки 10 емкости, охватывающие корпус 8 с геометрическим замыканием, выполнены как единое целое с емкостью 1.