ПРОТОЧНЫЙ ШНЕКОВЫЙ НАСОС ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ В ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к устройствам насосных установок, и может быть использована в системах орошения, мойки, мелиорации, где необходимо создать давление жидкости в сельскохозяйственных и коммунально-бытовых объектах.
Проблема транспортировки жидкости из глубоких почвенных слоев под давлением является одной из значимых проблем. Сложности возникают из-за габаритов перекачиваемых станций, качества и цены. Одними из самых надежных, легких в эксплуатации и экономически целесообразных являются шнековые насосы.
Известен шнековый насос для перекачивания жидких масс, описанное в патенте на изобретение «Шнековый насос Землякова для перекачки вязких масс» (патент 2276289 от 10.05.2006 г.).
По указанному патенту полезная модель относится к шнековым насосам для перекачки вязких масс, выполненным в виде ручного инструмента, либо установленного на тележке. Шнек (Ш) выполнен из входной однозаходной части и выходной двухзаходной части и соединен с помощью основного вала через редуктор с приводом. Выходная часть Ш со стороны диска снабжена шнековой насадкой, диаметр вала которой больше диаметра основного вала. Лопасти (Л) насадки выполнены с двух и более числом заходов и так, чтобы средний угол подъема Л был в интервале от 9° до 3°. Осевая длина насадки не менее чем в 1,5 раза превышает внутренний диаметр выходного патрубка. Входная часть Ш снабжена лопастной насадкой - питателем (П), прикрепленной с входного торца основного вала Ш через диск П так, что входная часть Ш охвачена двумя или более Л. Л одним торцем прикреплены к периферии диска П, а их вторые торцы жестко скреплены с центрирующим кольцом, внутренний диаметр которого равен наружному диаметру Ш. Угол раскрытия каждой Л между касательной к диаметру Ш и ее плоскостью составляет от 5 до 90°. Средний угол подъема рабочей поверхности Л входной части Ш составляет от 15° до 10°. Изобретение направлено на повышение давления, снижение обратного тока в выходном патрубке и на увеличение объемов зачищаемой и подаваемой массы.
Недостатками известного устройства являются:
сложность в изготовлении, а также большая материалоемкость, а следовательно, и дороговизна;
высокое сопротивление при вращении шнека.
В качестве ближайшего аналога (прототипа), устраняющего недостатки вышеописанных известных устройств, приято также известное устройство винтовой насос, описанное в патенте на полезную модель «Винтовой насос» (патент 101109 от 10.01.2011 г.).
Эта изобретение позволяет существенно расширить функциональные возможности винтового насоса за счет обеспечения возможности немедленной транспортировки любого очень вязкого материала даже при низких температурах окружающей среды без предварительного разогрева материала.
Также существенно повысить надежность и обеспечить длительную безотказную работу винтового насоса при любых режимах его работы за счет обеспечения естественного температурного режима в рабочей зоне, а также путем обеспечения перемещения и/или нагнетания материалов в широком диапазоне значений вязкости, создающего непрерывный поток транспортируемого материала, и не требующего применения эластомеров для изготовления рабочих органов насоса.
Указанный технический результат достигается тем, что данный винтовой насос содержит: цилиндрический корпус с впускным и выпускным отверстиями, шнек, выполненный в виде размещенной внутри полости корпуса соосно с ним цилиндрической винтовой спирали со сплошной винтовой лопастью вдоль продольной оси, и привод вращения шнека относительно корпуса. Внутри шнека соосно с ним и корпусом установлен вал, причем шнек установлен с возможностью вращения относительно вала.
В развитие основной схемы насоса для разных случаев использования в одном случае вал неподвижно закреплен относительно корпуса, а в другом случае вал установлен с возможностью вращения в сторону, противоположную направлению вращения шнека и снабжен приводом вращения вала, кинематически связанным с двигателем и со шнеком. Для третьего случая использования насоса вал выполнен полым в виде трубы для обеспечения подачи по нему транспортируемого или технологического вспомогательного материала. Для повышения надежности работы насоса его шнек дополнительно снабжен оригинальным ограничителем угловых перемещений, который дополнительно может выполнять функцию привода вращения шнека.
Однако известное устройство имеет существенные конструкционные недостатки: большая трудоемкость изготовления из-за сложности сборки и большого количества зубчатых колес, а также большая материалоемкость - как следствие повышенная стоимость; низкий КПД который можно повысить путем совершенствования конструкции, низкий уровень давления, создаваемый в корпусе насоса.
Таким образом основными техническими проблемами, которые требуют решения являются повышение создаваемого давления; повышение КПД; уменьшение стоимости агрегата.
Решение указанных проблем возможно за счет применения предлагаемых технических разработок. Устройство позволяет:
повысить создаваемое давление за счет увеличения диаметра вала при неизменном диаметре корпуса насоса;
повысить КПД за счет уступов на шнеке;
уменьшить стоимость агрегата путем уменьшения витков на шнеке.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемых технических результатов.
Настоящее устройство поясняется конкретным примером, который наглядно демонстрирует возможность достижения приведенной совокупностью признаков требуемого технического результата.
На фиг. 1 - эскиз шнекового насоса.
Шнековый насос, содержащий шнек 1, размещенный на валу 2 конусообразной формы с увеличением диаметра в направлении от задней 3 к передней крышке 4 в цилиндрическом корпусе 5 с входным 6 и выходным 7 патрубками, сальник 8, установленный в задней крышке, электродвигатель 9, соединенный посредством зажимов 10 с насосом и через редуктор 11 с валом шнека; уступы 12 установленные на шнеке.
На фиг. 2 - представлен разрез шнекового насоса по плоскости А-А.
Шнековый насос работает следующим образом.
Электродвигатель 9 подключен к сети и приводит в движение конусообразный вал 2 совместно со шнеком 1, при вращении которого в цилиндрическом корпусе 5 создается разряжение, что принуждает жидкость путем всасывания через входной патрубок 6 двигаться к передней крышке 4, где создается напряжение и жидкость выходит через выходной патрубок 7. Крепление зажимами 10 электродвигателя 9 обеспечивает устойчивое состояние шнека в основании от создаваемого напряжения. Для герметичности перед задней крышкой 3 установлен сальник 8. Уступы 12 предназначены для повышения КПД насоса. Редуктор 11 позволяет менять количество оборотов шнека, что позволяет изменить объем подаваемой жидкости.
Устройство позволяет:
повысить создаваемое давление за счет увеличения диаметра вала при неизменном диаметре корпуса насоса;
повысить КПД за счет уступов на шнеке;
уменьшить стоимость агрегата путем уменьшения витков на шнеке.