НАСОСНЫЙ БЛОК АВТОЦИСТЕРНЫ

Использование: насосный блок устанавливается на автоцистернах и насосных станциях для перекачки больших объемов разнородных продуктов под действием вакуума и избыточного давления.
Насосный блок включает металлический остов, на котором размещены два насоса, расположенных валами навстречу друг другу, Блок направления поток, один регулируемый ременный привод на два насоса, ведомый шкив с муфтами для соединения и отсоединения насосов между собой и с главным приводом через ременную передачу, ведущий шкив которой установлен на валу отдельной подшипниковой опоры и собран в подвижный блок с механизмом натяжения ременной передачи, блок направления потоков. Полезная модель направлена на повышение технологичности производства автоцистерн, на снижение эксплуатационных затрат за счет замены приводов каждого из двух насосов на один общий ременный привод.
Ременный привод насосного блока регулируемый, служит для натяжения ременной передачи и изменения частоты вращения насосов в ручном или автоматическом режиме, установлен совместно с насосами на жестком остове.
Сохранение работоспособности и прочности насосного блока при движении автоцистерны по бездорожью, его устойчивости к вибрациям при работе достигнуто за счет крепления всех его устройств на одном остове.
Область техники, к которой относится полезная модель - машиностроение.
Полезная модель относится к транспорту и может быть использована при оборудовании автоцистерны насосными блоками для использования в топливно-энергетическом комплексе, строительстве и коммунальном хозяйстве, в агропромышленном комплексе, пищевой и химической промышленности.
Насосный блок автоцистерны предназначен для создания вакуума, с помощью которого продукты из емкостей закачиваются в автоцистерну, и избыточного давления для ускоренного скачивания содержимого автоцистерны, перекачивания и раздачи продуктов из автоцистерны потребителям под давлением и с разряжением.
Уровень техники применения современных автоцистерн, достигнутый в различных отраслях хозяйства, позволяет совмещать закачивание продуктов в автоцистерну, скачивание и выдачу продуктов из автоцистерны разными насосами в одном технологическом процессе.
Применение двух и более насосов в блоке на автоцистерне не имеет технических проблем по отбору мощности от транспортного средства.
Насосы, применяемые на автоцистернах, совмещены по частоте вращения с главным приводом автомобильного транспорта, являются универсальными для применения в насосных агрегатах различных машин с автоцистернами.
Известны различные конструкции автоцистерн, использующих два и более насосов при решении технологических задач.
В машине комбинированной для очистных работ (Патент на изобретение 2160194, В60Р 3/24, E03F 7/10, 10.02.1999) на автомобильное шасси смонтировано каналопромывочное и илососное оборудование. При работе каналопромывочного оборудования насос высокого давления забирает воду из бака и создает рабочее давление воды в размывочной головке. Размытый осадок забирается в цистерну вакуумным насосом илососного оборудования и цикл последовательного производства повторяется.
В нагнетательной системе машины, использующей насос высокого давления для очистки дренажных колодцев (Авторское свидетельство № RU 49042 U1 E03F 7/10, 11.03.2005), дополнительно установлен насос низкого давления для ускорения подачи воды в скважину. Два насоса включаются в работу последовательно один за другим и работают на один рабочий поток с одной рабочей средой - водой.
Недостатками технических решений с двумя насосами на комбинированных машинах являются: а) усложнение конструкции автоцистерн из-за установки двух видов однонасосного оборудования, для привода которых используются два устройства отбора мощности транспорта, б) ограничение производительности автоцистерны при последовательном выполнении технологических операций насосным оборудованием; в) отсутствие унификации технических решений по приводам в производстве.
В каналоочистительной машине (Авторское свидетельство Ru 172844 U1 E03F 7/10, В60Р 3/24, 26.05.2016), автоцистерна заполняется вакуумным и водяным насосами, работающими параллельно от индивидуальных приводов, после чего машина едет к месту работы. Два одновременно работающих насоса сокращают продолжительность наполнения автоцистерны. При каналоочистительных операциях совместная работа двух насосов не используется.
Вспомогательный насосный блок вакуумной машины (Авторское свидетельство Ru 172784 U1, E03F 7/00, 09.01.2017) является попыткой модернизации коммунальной машины за счет подключения дополнительного насоса, соосно установленного с основным насосом. Два параллельно работающих насоса призваны обеспечить двукратное повышение производительности автоцистерны при наполнении и сливе.
Недостатками технических решений по подключению дополнительных насосов в насосные блоки автоцистерн заводского исполнения являются ограниченное использование дополнительного насоса в каналоочистительной машине, конструктивные ошибки в приводе вспомогательного насосного блока.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемой модели является насосный блок в машине для очистки дренажных колодцев (Патент на изобретение №2066360, 10.09.1996), включающей: цистерну с двумя отсеками на полуприцепе; синхронно работающие водяной и вакуумный насосы, каждый насос на свой отсек; один механический привод на два насоса от карданного вала через цилиндрический редуктор и клиноременную передачу. Недостатком этого устройства является сложность привода из двух механизмов, его компоновка с насосами и обслуживание насосного блока на транспортном средстве.
Сущность полезной модели заключается в расширении арсенала технических средств для конструирования автоцистерн путем создания простой по конструкции насосной установки из двух насосов, расположенных на одном остове с регулируемым приводом этих насосов. Технический результат достигается тем, что насосный блок выполнен на жестком остове, может быть установлен в виде модуля на транспортном средстве, присоединен к механизму главного привода через регулируемую ременную передачу, оборудован блоком кранов для разъединения и соединения потоков рабочих веществ. Насосный блок исполнен в виде модульной конструкции, прочной и устойчивой к различным нагрузкам, с доступными для обслуживания устройствами в полевых условиях.
На фиг. 1 представлена схема установки насосного блока автоцистерны для перевозки различных веществ.
Позиции на фиг. 1 обозначают: 1 - металлический остов; 2 - главный привод насосного блока; 3 - ведущий шкив на подшипниковой опоре; 4 - механизм регулирования ременной передачи; 5 - ременная передача; 6 - ведомый шкив ременной передачи; 7 - муфта первого насоса; 8 - первый насос; 9, 10, 13, 14 - напорно-всасывающие трубопроводы; 11 - блок направления потоков; 12 - емкость автоцистерны; 15 - второй насос; 16 - муфта второго насоса.
Ведущий шкив 3 приводится во вращение через карданный вал от устройства отбора мощности 2 на транспорте. Блок направления потоков 11 на выходе из насосов выполняется суммирующим для направления потоков от двух насосов в одну емкость автоцистерны; раздельным для направления потоков каждого насоса в отдельную емкость или секцию автоцистерны.
Осуществление полезной модели производится путем установки остова 1 с насосным блоком в сборе на шасси транспортного средства и включения насосов 8, 15 с блоком направления потоков рабочих веществ 11 в нагнетательную систему автоцистерны 12. Согласно схеме на фиг. 1 в статическом состоянии насосы 7, 10 соединены между собой муфтами 8, 9 и через ведомый шкив 6 с ременной передачей 5. Каждый насос подключен к своей емкости по раздельной схеме. В блоке направления потоков 11 краны установлены в позиции «заперто». Натяжение ремней в ременной передаче 5 установлено согласно руководству по эксплуатации автоцистерны, напорно-всасывающие рукава блока 11 уложены в пеналы.
При использовании автоцистерны для перевозки различных веществ автоцистерна доставляется к месту загрузки и устанавливается на горизонтальной площадке. К блоку направления потоков 11 присоединяются напорно-всасывающие рукава 10, 13, а на объектах с взрывоопасными веществами подключается заземление. Вторые концы напорно-всасывающих рукавов 9, 14 подсоединяется к емкостям, из которых будет производиться закачивание, например, нефтяного масла и керосина как на фиг. 1.
В блоке направления потоков 11 открываются краны «Наполнение» в отдельные секции автоцистерны. Включается устройство отбора мощности транспортного средства, заработают насосы, создавая разряжение на всасывании подпор на заполнении, и емкости автоцистерн заполняются рабочим веществом. При полном заполнении автоцистерны устройство отбора мощности выключается, напорно-всасывающие рукава отсоединяются и возвращаются в пеналы. При разгрузке содержимого к автоцистерне присоединяются напорно-всасывающие рукава, в блоке направления потоков открываются краны «На слив», включается устройство отбора мощности, заработают насосы, создавая избыточное давление, и производится слив содержимого из цистерны.
Для осуществления полезной модели при перевозке однотипных веществ, собирается суммирующая схема работы двух насосов на одну емкость цистерны.
На фиг. 2 представлена установка насосного блока нефтепродуктовой цистерны, выполненная по суммирующей схеме. Позиции на фиг. 2 обозначают: 1 - кардан главного привода; 2 - насосный блок; 3, 8 - всасывающие трубопроводы; 4 - блок направления потока; 5 - емкость цистерны; 6 - кран «В цистерну»; 7 - краны «Наполнение».
Определяется режим работы насосного блока с одним или двумя насосами.
При использовании автоцистерны по назначению в блоке направления потоков 4 открываются краны 7 «Наполнение» и кран 6 «В цистерну».
Включается устройство отбора мощности транспортного средства, заработают насосы, создавая разряжение на всасывании и подпор на заполнении, емкость автоцистерны 5 заполняются рабочим веществом. При полном заполнении автоцистерны устройство отбора мощности выключается, напорно-всасывающие рукава отсоединяются, возвращаются в пеналы. Разгрузка содержимого автоцистерны производится аналогично описанному выше на фиг. 1.
Для осуществления полезной модели в каналоочистительных процессах собирается схема вакуумно-нагнетательной системы автоцистерны, изображенная на фиг. 3 с насосным блоком из соосно расположенных валами навстречу друг другу водяного и вакуумного насосов.
Позиции на фиг. 3 обозначают: 1 - остов блока насоса; 2 - главный привод; 3 - ведомый шкив; 4 - ведущий шкив в блоке с механизмом натяжения; 5 - ременная передача; 6 - муфты; 7 - водяной насос высокого давления; 8 - напорный трубопровод; 9 - блок направления потоков; 10, емкость для чистой воды; 11 - емкость отстойника всасываемых отложений; 12 - дисковый затвор; 13 - трубопровод всасывания размытых отложений; 14 - вакуумный насос.
На стоянке вакуумный насос 14 подключен к приводу ременной передачи 5, насос высокого давления 7 отключается. Емкость цистерны 10 с помощью вакуумного насоса 14 заполнена чистой водой. При возникновении аварийной ситуации автоцистерна доставляется на объект, связывается с объектом напорным трубопроводом 8 для подачи воды под высоким давлением и трубопроводом 13 для засасывания размытых отложений.
Дисковый затвор 12 устанавливаются в положение «Закрыто», краны в напорном трубопроводе высокого давления устанавливаются в положение «Открыто». Водяной насос высокого давления подключается к ременному приводу. Включается устройство отбора мощности, водяной и вакуумный насосы заработают. Насос высокого давления 8 забирает воду из автоцистерны и подает ее на размыв отложений струей высокого давления. Вакуум-насос 14 в течение 1-1,5 минут создает технологическое разряжение в емкости 11, после чего дисковый затвор 12 устанавливается в положение «Открыто» и под действием разряжения начинается всасывание размытых водой отложений.
Далее размыв и забор отложений производятся одновременно до заполнения емкостей автоцистерны или завершения работ по очистке объекта. По завершении работы устройство отбора мощности выключается, дисковый затвор 12 закрывается, напорно-всасывающие рукава отсоединяются и возвращаются в пеналы. Автоцистерна доставляется к месту разгрузки. Насос высокого давления отключается. Выгрузка содержимого автоцистерны производится свободным сливом или принудительно вакуумным насосом. После слива вакуумный насос отключается, подключается насос высокого давления и твердые отложения смываются со стенок емкостей струей воды высокого давления.
Для осуществления полезной модели при очистке территорий в коммунальном хозяйстве и на других производствах собирается схема вакуумной автоцистерны, изображенная на фиг. 4 с насосным блоком из соосно расположенных валами навстречу друг другу двух однотипных насосов правого и левого вращения.
Позиции на фиг. 4 обозначают: 1 - насосный блок; 2 - блок направления потоков; 3 - вакуумная автоцистерна; 4, 7, 9 - устройства вакуумной системы; 5 - дисковый затвор; 6 - всасывающий рукав; 8 - краны отбора воздуха насосами.
При ликвидации разливов вредных жидкостей автоцистерна доставляется на объект. Всасывающий рукав опускается в емкость для сбора разлитой жидкости на местности. Дисковый затвор 12 устанавливаются в положение «Закрыто», краны в блоке направления потоков 2 вакуумной системы устанавливаются в положение «Открыто». Включается устройство отбора мощности, вакуумные насосы блока 1 синхронно заработают. Через 1-1,5 минуты создается технологическое разряжение в емкости цистерны 3, после чего дисковый затвор 5 устанавливается в положение «Открыто», под действием разряжения начинается сбор разлитой жидкости. Слив содержимого автоцистерны осуществляется по описанным выше схемам. При осуществлении полезной модели на автоцистернах, предназначенных для работы в технологических процессах с дозированным перемещением рабочих веществ, например, в агропромышленном комплексе или на мелиоративных работах, конструктивное исполнение и работа насосных установок происходят аналогично описанному на фиг. 3 и фиг. 4 с тем отличием, что в ременном приводе устанавливается составной шкив клиноременного вариатора, позволяющий бесступенчато регулировать частоту вращения насосного блока при постоянной частоте вращения двигателя главного привода.
Главный привод насосного блока при осуществлении полезной модели может быть применен от механической коробки отбора мощности двигателя, от гидромотора насосной станции на шасси транспорта, а также от электрического двигателя на стационарных постах.
Опытный образец полезной модели насосного блока, показанного на фиг. 5, был опробован предприятием-заявителем в конструкции вакуумного агрегата АКН-18 КАМАЗ-6520 (сдвоенный насос).
Позиции на фиг. 5 обозначают: 1, 7 - насосы; 2 - ведущий шкив с механизмом натяжения; 3 - муфта; 4 - ременная передача; 5 - ведомый шкив; 6 - трубопровод суммирующий вакуумный; 8 - остов насосного блока.
Машина с насосной установкой модульной конструкции, показанная на фиг. 5, технологична в производстве, проста в монтаже, высоко производительна, не требует сложного технического обслуживания в производственных условиях.
Насосный блок автоцистерны в качестве полезной модели может быть установлен на любой из автоцистерн, производимых в настоящее время, с минимальными техническими и денежными затратами.