Насос
PUMP

Во французском патенте № 1511657 описан насос, содержащий рабочее колесо, по меньшей мере, с одной лопаткой. Рабочее колесо окружено улиткой. К улитке крепится дефлектор, выступающий вовнутрь насоса в направлении вращения рабочего колеса вверх по потоку от канавки, выполненной в улитке. Дефлектор имеет одну поверхность напротив лопатки, находящуюся на расстоянии мацерации от нее.
Из документов US 2003/215,331 и US 2010/119,365 и из WO 2017/198 509 известны дефлекторные насосы.
Этот мацераторный насос имеет недостаток, заключающийся в том, что, в частности, дефлектор и лопатки изнашиваются быстро, поскольку они вместе должны обладать режущим эффектом.
Изобретение преодолевает эту проблему за счет использования насоса, который является мацераторным лишь время от времени, и поэтому нет необходимости заблаговременно резать такой материал, как куски влажной туалетной бумаги снаружи насоса.
Насос, соответствующий изобретению, содержит:
- рабочее колесо, вращающееся вокруг вертикальной оси и имеющее, по меньшей мере, одну лопатку;
- неподвижную улитку, имеющую внутренний край выкидной трубы, который далее называется как «губа», и окружающую рабочее колесо;
- дефлектор (также называется как палец), крепящийся к улитке непосредственно далее по потоку от входа поперечной канавки, проделанной во внутренней стенке улитки, выступающий под лопатку в направлении оси и имеющий верхнюю поверхность, по меньшей мере, часть которой, в частности, по меньшей мере, 50 %, находится на расстоянии от 0,05 до 0,5 мм от лопатки, и боковую нагружаемую поверхность.
Насос отличается тем, что угол между воображаемой плоскостью, касательной к губе и проходящей через ось, и воображаемой прямой линией, перпендикулярной оси и проходящей через точку, наиболее удаленную от оси, от пересечения между верхней поверхностью и боковой нагружаемой поверхностью, находится между 110° и 140°.
Чтобы упростить описание изобретения, будем считать, что ось насоса является вертикальной, но насос можно расположить и так, что его ось кажется наклонной или горизонтальной.
В данной заявке формулировки «далее по потоку» и «выше по потоку» имеют смысл лишь относительно некоторого участка пути по улитке, который имеет кратчайшее расстояние между канавкой и губой при повороте в направлении вращения рабочего колеса и не далее при рассмотрении наиболее широкой дуги между губой и канавкой. Выражение «дефлектор непосредственно далее по потоку от входа канавки» также означает, что прежде, чем попасть, в конце концов, на кратчайший участок пути, сначала определяют канавку, а уже потом дефлектор, при этом последний оказывается, в частности, непосредственно у находящегося далее по потоку края входа канавки.
Губа улитки – как указано выше – представляет собой внутренний край выкидной трубы, который является наиболее удаленным далее по потоку в направлении, в котором транспортируется жидкость. Если оно есть, то дно, где происходит всасывание, считается образующим часть улитки. В нем можно крепить дефлектор (палец). Улитка предпочтительно представляет собой спираль. Радиальное расстояние между ее наружной стенкой и ее внутренней стенкой увеличивается от находящейся выше по потоку стороны к находящейся далее по потоку стороне дефлектора губы. Канавка искривляется от находящейся выше по потоку стороны к находящейся далее по потоку стороне от входа к выходу канавки по внутренней стенке улитки. Она простирается на угол примерно от 80° до 100° и поднимается на угол от 15° до 30° от входа к выходу.
Благодаря изобретению, туалетная бумага поэтому покидает пространство между рабочим колесом и улиткой в некоторой точке, как можно более близкой к напорной трубе, и поэтому транспортируется из нее как можно скорее в пространство снаружи насоса, и даже лучше, когда улитка является спиральной, а это значит, что расстояние между рабочим колесом и улиткой увеличивается в направлении вращения рабочего колеса от губы улитки к напорной трубе. Тогда туалетная бумага следует по кратчайшей возможной траектории между входом и канавкой и поэтому имеет меньше шансов свернуться и вызвать закупоривание посредством комкования с другой туалетной бумагой.
Изобретение также относится к насосу с отличительными признаками, которые объединены с вышеописанными, но могут быть и независимыми. Этот насос содержит:
- рабочее колесо, вращающееся вокруг вертикальной оси и имеющее, по меньшей мере, одну лопатку;
- неподвижную улитку, окружающую рабочее колесо;
- дефлектор, крепящийся к улитке и выступающий под лопатку в направлении оси и имеющий верхнюю поверхность, по меньшей мере, часть которой находится на расстоянии от 0,1 до 1 мм от лопатки, и боковую нагружаемую поверхность далее по потоку от боковой ненагружаемой поверхности, при этом насос отличается тем, что угол между касательной к находящемуся далее по потоку краю входа канавки и краем между верхней поверхностью и боковой нагружаемой поверхностью находится между 180° и 150°. Поэтому продольное направление канавки проходит, насколько это возможно, в пределах протяженности верхней поверхности, что предотвращает образование «пробки» туалетной бумаги до попадания в канавку.
Когда имеется наклон лопатки или лопаток относительно оси, верхняя поверхность имеет свою выпуклую сторону обращенной к лопатке. Когда лопатка оказывается в плоскости перпендикулярной оси, верхняя поверхность оказывается плоской.
Изобретение также касается насоса, отличительные признаки которого можно объединить с отличительными признаками, описанными выше, но могут быть и независимыми от них. В этом насосе верхняя поверхность дефлектора является выпуклой, а ее выпуклая сторона обращена к лопатке, и касательная к верхней поверхности в ее точке, наиболее удаленной далее по потоку, образует, в зависимости от положения при вращении лопатки, угол от 50° до 140° с касательной к лопатке в точке, выровненной вертикально с упомянутой точкой, наиболее удаленной далее по потоку. Кроме того, этот угол увеличивается с вращением рабочего колеса, показанным стрелкой F, если смотреть на рабочее колесо со стороны всасывания.
Благодаря этому, туалетная бумага лучше отклоняется дефлектором в канавке и выходит из насоса, не будучи разрезаемой насосом. Вместе с тем, если происходит закупоривание, особая форма дефлектора (подобная ножницам) позволяет резать ткань чисто, тем самым - настолько, насколько это возможно, - избегая образования волокнистой пыли (так называемого линта).
Для улучшенного резания туалетной бумаги в случае закупоривания, будет лучше, если угол между воображаемой плоскостью, касательной к нагружаемой грани, проходящей через линию пересечения нагружаемой грани и верхней грани, и воображаемой плоскостью, касательной к верхней грани, проходящей через линию пересечения нагружаемой грани и верхней грани, находится между 60° и 90°.
Насос, соответствующий изобретению, настолько эффективен, что ему достаточно иметь лишь одну-единственную канавку и один-единственный дефлектор. Поэтому происходит меньшее ухудшение гидравлических характеристик насоса.
В частности, дефлектор выполнен в форме пирамиды с тремя искривленными боковыми гранями.
На прилагаемых чертежах, приводимых лишь в качестве примеров:
фиг.1 - частичное перспективное изображение в разобранном виде насоса, соответствующего изобретению, показанного извлеченным;
фиг.2 - вид со стороны всасывания насоса снизу вверх по отношению к фиг.1;
фиг.3 - поперечное сечение насоса, рассматриваемого сверху;
фиг.4 - перспективное изображение дефлектора снизу;
фиг.5 - перспективное изображение дефлектора сверху;
фиг.6 - вид дефлектора сверху; и
фиг.7 - поперечное сечение по линии A-A, показанной на фиг.6.
Насос, показанный на фиг.1, содержит рабочее колесо 1 на вертикальной оси X, X', имеющее две лопатки 2. Рабочее колесо вращается в направлении стрелки F, приводимое в движение выходной осью электродвигателя (не показан). Лопатки 2 наклонены к оси X, X'. Рабочее колесо 1 окружено улиткой 3. Жидкость, подлежащая транспортировке, попадает в улитку 3 через отверстие для всасывания в дне насоса. К улитке 3 крепится дефлектор (палец) 4. В улитке 3 посредством механической обработки проделана канавка 5, которая проходит из пространства между рабочим колесом 1 и улиткой 3 вовнутрь улитки 3. Выпускная труба покидает улитку 3, отходя от губы 10.
Дефлектор 4 имеет выпуклую верхнюю поверхность 8, основная часть которой отстоит на 0,3 мм от лопаток 2, когда последние проходят перед дефлектором 4. Касательная 11 к верхней поверхности 8 в ее точке, наиболее удаленной далее по потоку, образует с ней - в зависимости от положения при вращении лопаток 2, угол β, составляющий 90°, с касательной 12 к лопатке 2 в точке, вертикально выровненной с упомянутой точкой 7.
Как показано на фиг.3, угол Y между воображаемой плоскостью P, касательной к губе 10 и проходящей через ось X, X', и воображаемой прямой линией D, проходящей через пересечение верхней поверхности 8 с боковой нагружаемой поверхностью 6 дефлектора 4 перпендикулярно оси X, X' и в точке (точке 13), наиболее удаленной от оси X, X', составляет 130°. Следовательно, дефлектор 4 находится «на 8-ми часах», если губу 10 считать соответствующей «полудню».
Угол δ между касательной к находящемуся далее по потоку краю входа канавки 5 и краем между верхней поверхностью 8 и боковой нагружаемой поверхностью 6 составляет 170°.
Дефлектор 4, показанный на фиг.4, выполнен в форме пирамиды, в которой ее верхняя поверхность 8, ее боковая нагружаемая поверхность 6 и боковая ненагружаемая поверхность 14 все являются искривленными.
На фиг.7 показано, что угол ξ1 между боковой ненагружаемой гранью 6 дефлектора 4 и вертикальной осью Y-Y находится между 0 и 15°. Также показано, что угол ξ2 между верхней гранью 8 дефлектора и горизонтальной осью Z-Z находится между 0 и 15°. Суммирование этих двух углов и вычитание из 90° дает угол ξ3, который представляет собой острый угол между 90° и 60°.