НАСОС БЫТОВОЙ

Предлагаемый насос относится к устройствам для забора и подъема грунтовых вод с водоносных горизонтов и может быть использован при заборе воды из артезианских скважин, колодцев и открытых водоемов, в частности, для полива садов и огородов, а также других хозяйственных и бытовых нужд дачников, садоводов и жителей отдельных усадьб.
Известен насос бытовой для забора и подъема грунтовых вод с водоносных горизонтов и из открытых резервуаров, защищенный патентом РФ №2153100 МПК7 F04B 9/14. Насос включает цилиндр, установленный в нем поршень со штоком, верхний конец которого соединен шарнирно с рычагом, водозаборную штангу с фильтром, слив воды к месту назначения и систему обратных клапанов. Цилиндр разделен фланцем на две части, нижнюю - рабочий цилиндр, в котором подвижно в осевом направлении установлен поршень со штоком, образующий надпоршневую и подпоршневую полости, шток проходит через центральное отверстие во фланце, а их подвижное в осевом направлении соединение загерметизировано манжетой, подпоршневая и надпоршневая полости рабочего цилиндра посредством трубопроводов с установленными в них обратными клапанами соединены автономно с полостью водозаборной штанги и со сливом и образуют соответственно системы водозабора и слива - нагнетание; система дренажа полостей водозаборной штанги и рабочего цилиндра выполнена посредством трубопровода с запорным устройством (вентилем или краном), которым верхняя надфланцевая часть цилиндра - резервуар, заполненная водой, соединена с полостью водозаборной штанги.
Недостатками насоса являются:
- сложность конструкции из-за наличия множества кранов и клапанов сложной конструкции;
- повышенная трудоемкость забора воды из-за наличия рычага;
- низкая долговечность из-за коррозии, которая возникает при соприкосновении воды с металлом.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является насос бытовой, защищенный патентом РФ №2328622 МПК8 F04B 9/14. Насос содержит цилиндрический корпус с расположенным в его верхней части сливным патрубком, поршень, концентрично расположенный в корпусе с возможностью возвратно - поступательного перемещения вдоль продольной оси, водозаборную трубу с фильтром, поршневой клапан, расположенный в нижней части поршня и обратный клапан. Поршень выполнен в виде трубы, при этом участок поршня над поршневым клапаном выполнен с плавно изменяющимся диаметром трубы, сначала увеличивающимся до размера внутреннего диаметра корпуса, а затем уменьшающимся до первоначального размера, а выше участка с изменяющимся диаметром в поршне выполнен сливной желоб в виде удлиненного выреза в стенке трубы, при этом обратный клапан выполнен двойным в виде разнесенных по высоте двух шаровых клапанов с сальниками и установлен в нижней части корпуса, ниже которого расположен узел крепления корпуса поршня к водозаборной трубе.
Недостатками прототипа являются:
- малая производительность и неудобство эксплуатации из-за приложения большого усилия вниз для забора воды в малую рабочую полость;
- сложность конструкции насоса, связанная с большим количеством деталей;
- сложность сборки насоса из-за наличия большого количества нестандартных деталей.
Задачей изобретения является повышение производительности и удобства эксплуатации насоса.
Поставленная задача решается тем, что в насосе бытовом, содержащем цилиндрический корпус с расположенными в его верхней части сливным патрубком, поршень, концентрично расположенный в корпусе с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль продольной оси, водозаборную трубу с фильтром, поршневой клапан, обратный клапан, согласно предлагаемой полезной модели, к верхней части поршня жестко прикреплен шток, поршень и шток выполнены в виде полых цилиндров разного сечения, причем длины и диаметры штока и поршня связаны между собой следующими соотношениями:
п
ш
п
1,1ℓ≥ℓ≥0,9ℓ
п
п
п
3d≤ℓ≤5d
п
ш
п
0,4d≤d≤0,8d, где
п
ℓ - длина поршня;
ш
ℓ - длина штока;
п
d - диаметр поршня;
d - диаметр штока;
поршневой клапан расположен в верхней части корпуса насоса перед сливным патрубком и состоит из пластины с отверстиями по окружности, в которые вставлены пробки, подвижно соединенные с пластиной, обратный клапан расположен в водозаборной трубе, прикрепленной к входному патрубку, расположенному с наружной стороны корпуса в его средней части; внутрь штока в его нижнюю часть введен заливной клапан; корпус имеет две уплотнительные манжеты, одна из которых расположена в средней части корпуса, ниже входного патрубка, а другая - в верхней части корпуса выше сливного патрубка.
При использовании электронасоса он может быть подсоединен к свободному концу входного патрубка через шаровой кран.
Обратный клапан может быть выполнен из пластины с отверстием, в которое вставлена пробка, подвижно соединенная с пластиной.
Такое выполнение насоса позволяет нагнетать воду при подъеме воды из водозаборной трубы не в подпоршневую полость, а в надпоршневую, что значительно увеличивает объем воды за один качок, затрачивая при этом меньше усилия при движении вниз, что ведет к повышению производительности и удобству эксплуатации.
На чертеже представлен общий вид насоса с водозаборной трубой.
Насос бытовой состоит из цилиндрического корпуса 1 с расположенным в его верхней части сливным патрубком 2, поршня 3, концентрично расположенного в корпусе с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль продольной оси, жестко прикрепленного к верхней части поршня штока 4 с ручкой 5, водозаборной трубы 6, с фильтром 7 поршневого клапана, обратного клапана и заливного клапана. Поршень и шток выполнены в виде полых цилиндров разного сечения, причем длины и диаметры штока и поршня связаны между собой следующими соотношениями:
п
ш
п
1,1ℓ≥ℓ≥0,9ℓ
п
п
п
3d≤ℓ≤5d
п
ш
п
0,4d≤d≤0,8d, где
п
ℓ - длина поршня;
ш
ℓ - длина штока;
п
d - диаметр поршня;
ш
d - диаметр штока;
Поршневой клапан расположен в верхней части корпуса насоса перед сливным патрубком 2 и представляет собой пластину 8 с отверстиями по окружности, в которые вставлены полиэтиленовые пробки 9, подвижно соединенные с пластиной. Обратный клапан состоит из пластины 10 с отверстием, в которое вставлена пробка 11, подвижно соединенная с пластиной. Обратный клапан расположен в водозаборной трубе 6, жестко прикрепленной к входному патрубку 12, расположенному с наружной стороны корпуса насоса в его средней части. В нижней части штока расположен заливной клапан, который может быть выполнен в виде двух пластин 13 с отверстиями, между которыми расположен пропиленовый шарик 14. В стенке штока под заливным клапаном выполнены отверстия для пропускания воды. Корпус 1 имеет две уплотнительные манжеты 15 и 16, одна из которых расположена в средней части корпуса, ниже входного патрубка, а другая расположена в верхней части корпуса выше сливного патрубка. В нижней части водозаборной трубы 6 расположен фильтр 7, жестко соединенный с водозаборной трубой посредством муфты. Фильтр выполнен в виде трубы с отверстиями с вставленной в нее капроновой сеткой. При использовании электронасоса 17 он может быть подсоединен к свободному концу входного патрубка через шаровой кран 18. Корпус и все конструктивные элементы могут быть выполнены из полиэтилена, а водозаборная труба и фильтр - из пластмассы ПВХ.
ш
п
При ℓ>1,1ℓ - человеку неудобно качать воду вверх-вниз (совершать возвратно-поступательные движения штока).
ш
п
При ℓ<0,9ℓ - придется делать частые движения (качки), что уменьшает производительность насоса.
п
п
При ℓ>5d - увеличивается расход материала и размеры конструкции.
п
п
При ℓ<3d - насос не будет работать, т.к. нарушится расположение элементов конструкции, влияющих на работу.
ш
п
При d>0,8d - уменьшается объем поднимаемой жидкости за 1 качок.
ш
п
При d<0,4d - уменьшается жесткость штока, что уменьшает надежность, значительно увеличивается количество жидкости за 1 качок, что затрудняет работу. Насос работает следующим образом:
Предварительно водозаборную трубу 6 с фильтром 7 стационарно устанавливают в ранее подготовленную скважину (или водоем). Для подъема воды с определенного водонесущего слоя устанавливают несколько водозаборных труб определенной длины.
Затем в полость штока 4, убрав предварительно пробку заливают 0,5 л воды, причем шток должен находится в среднем положении, и равномерными движениями с помощью ручки 5 поднимают воду из скважины до появления ее в сливном патрубке 2. При опускании штока 4 с помощью ручки 5 в рабочем объеме над поршнем создается разряжение, которое открывает пробку 11 обратного клапана и приводит к подъему воды по водозаборной трубе 6 и заполнению водой рабочего объема насоса над поршнем 3. При последующем обратном перемещении штока 4 вверх, находящаяся в рабочем объеме вода вытесняется через отверстия пластины 8 поршневого клапана и сливной патрубок 2 в приготовленную емкость, например, в ведро. Для использования электронасоса необходимо плотно соединить вход электронасоса 16 с патрубком 12 и также предварительно залить 0,5 литра воды в полость штока 4, убрав пробку и также сначала произвести вручную подкачку до тех пор, пока не пойдет вода из сливного патрубка 2. После этого необходимо открыть шаровой кран 17 и включить электронасос. По окончании работы, а также в зимнее время насос можно снимать, а вход в скважину закрыть защитным кожухом. При использовании насоса в зимнее время после набора требуемого количества воды, насос необходимо снять, во избежание замерзания в нем воды.
Преимуществами предлагаемой конструкции насоса по сравнению с известными являются:
- повышение производительности и удобства эксплуатации насоса из-за приложения меньшего усилия при заборе воды в большую рабочую полость над поршнем;
- упрощение конструкции насоса, связанное с упрощением конструкции поршня;
упрощение сборки насоса из-за использования унифицированных деталей.