НАСОС ДВУХВИНТОВОЙ ДЛЯ ПЕРЕКАЧИВАНИЯ ВЫСОКОВЯЗКИХ МНОГОФАЗНЫХ СРЕД

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к винтовым насосам, и может быть использована в пищевой и косметической промышленности для перекачивания высоковязких многофазных сред, например таких, как мясной фарш или костная кашица.
Известна конструкция многофазного винтового насоса для перекачивания газожидкостных сред, содержащий корпус с патрубками входа и выхода, помещенными в расточки корпуса на подшипниковых опорах ведущим и ведомым роторами, на валах которых установлены синхронизирующие шестерни помещенные в раздельную с корпусом камеру со смазывающей жидкостью (патент RU 2346186, МПК F04C 2/16, 29/02; 2006 год).
Известная конструкция может использоваться для перекачивания газожидкостных сред, и не применима для сред более вязких, насос интенсивно перемешивает (вспенивает) и измельчает перекачиваемую среду, что недопустимо при перекачивании ряда продуктов и веществ, как в пищевой, так и в косметической промышленности.
Наиболее близким по технической сущности и результату является винтовой насос по изобретению RU 2095630, МПК F04C 2/16, з. 07.03.1995, оп. 10.11.1997 - прототип. Насос по прототипу представляет собой корпус с установленной в него обоймой с двумя цилиндрическими расточками, в которые установлены однозаходные винтовые ведущий и ведомый роторы плотно совмещенные между собой. На винтовых роторах в пределах обоймы выполнены гребни и впадины, а в полости всасывания расположены шнеки. Привод ведущего ротора осуществляется дистанционно через трансмиссионный вал, а ведомого через блок синхронизирующих шестерен.
Насос предназначен для перекачивания высоковязких жидкостей. При работе насос должен быть погружен в перекачиваемую жидкость, при этом вся полость всасывания заполняется жидкостью. Через дистанционный привод приводится во вращение ведущий ротор, который через шестерни приводит в синхронное вращение ведомый ротор. Вращающиеся шнеки роторов своими гребнями захватывают жидкость и подают ее к нижнему срезу обоймы, где жидкость заполняет впадины роторов. При смыкании гребней роторов отсекается некоторый объем жидкости и подается вдоль ротора в полость нагнетания.
Известный насос в нагнетательной части имеет конструкцию роторов с острыми кромками гребней, которые способны измельчать неоднородную по структуре среду, что является не допустимым для перекачивания некоторых многофазных сред. Не во всех случаях приемлемо погружение насоса в транспортируемую среду, в частности при транспортировке пищевых полуфабрикатов.
Задача, положенная в основу полезной модели, заключается в создании компактного, надежного и многофункционального насоса для перекачивания высоковязких многофазных сред без их перемешивания и измельчения, предназначенного для эксплуатации в пищевой и косметической промышленности.
Поставленная задача решена в предлагаемой конструкции двухвинтового насоса блочной конструкции.
Сущность полезной модели поясняется чертежами:
- Фиг.1. - Общий вид.;
- Фиг.2. - Фронтальный вид с назначением разрезов.;
- Фиг.3. - Разрез А-А. Основные элементы насоса.;
- Фиг.4. - Разрез Б-Б. Циклоидное зацепление винтов в нагнетательной камере.;
- Фиг.5. - Разрез В-В. Специальное зацепление винтов во всасывающей камере.
Насос состоит из блоков: нагнетающей камеры 1 (Фиг.1); всасывающей камеры 2; сальникового узла 3; подшипникового узла 4; узла синхронного привода 5; мотора-редуктора 6; основания 7.
Плита крепления мотора-редуктора 29 (Фиг.3), корпус узла синхронного привода 30, корпус подшипникового узла 31, корпус сальникового узла 32, корпус всасывающей камеры 33, корпус нагнетательной камеры 34 и крышка нагнетательной камеры 35 зафиксированные от поперечных смещений штифтами 36 и стянутые шпильками 38 образуют цельную конструкцию, в которой размещаются рабочие элементы насоса. Проточная часть насоса представляет собой два совмещенных цилиндра и образована внутренними поверхностями крышки нагнетательной камеры 35, корпуса нагнетательной камеры 34, корпуса всасывающей камеры 33 и торцовой поверхностью корпуса сальникового узла 32. Герметичность проточной части обеспечивается применением уплотнительных прокладок 37. Всасывающая камера имеет всасывающий патрубок прямоугольного сечения с резьбовыми отверстиями для фланцевого крепления, крышка нагнетательной камеры имеет нагнетательный патрубок с трубной резьбой. Основными рабочими элементами насоса являются два плотно прилегающих друг к другу винта: винт левый 21 и винт правый 22. Винтовая часть их размещается в проточной части насоса, а хвостовики в сальниковом узле.
Винты во всасывающей камере имеют форму двухзаходных шнеков и образуют специальное зацепление. На стыке всасывающей камеры с нагнетательной камерой винты из шнеков плавно переходят в форму, при которой они образуют циклоидное зацепление (Фиг.4).
Сальниковый узел 3 (Фиг.1) предназначен для предотвращения проникновения продуктов перекачки в механизм привода. Герметизирующими элементами сальникового узла являются кольца уплотнительные 23 и 24 для левого и правого винта соответственно (Фиг.3). Плотность прилегания уплотнительных колец к хвостовикам винтов обеспечивается гайками 25 и 26. Фиксируются гайки 25 и 26 от раскручивания контргайками 27 и 28. Подшипниковый узел 4 состоит из корпуса 31, в расточках которого на подшипниках 17, 18 установлен вал ведущий 11 и на подшипниках 19, 20 установлен вал ведомый 16. В корпусе узла синхронного привода 30 установлены на концах ведущего вала 11 и ведомого вала 16 синхронизирующие шестерни 13 и 14, установлена упругая муфта 9 передающая крутящий момент с выходного вала мотора-редуктора 6 ведущему валу 11. Мотор-редуктор болтами крепится к плите 29. Сборная конструкция из блоков 1, 2, 3, 4, 5, 6 крепится болтами к основанию 7.
Двухвинтовой насос работает следующим образом.
Перекачиваемая среда подводится к патрубку всасывающей камеры 2. Крутящий момент с выходного вала мотора-редуктора передается через шпонки 8, 10 (Фиг.3) и упругую муфту 9 ведущему валу 11. Крутящий момент ведомому валу 16 передается через шпонки 12, 15 и синхронизирующие шестерни 13 и 14. Ведущий вал 11 и ведомый вал 16 вращаются синхронно и встречно. Ведущий вал 11 и ведомый вал 16 на выходных концах имеют пазы характерные для вилочного зацепления, в которых зафиксированы концы винтов левого 21 и правого 22 соответственно. Крутящие моменты, передаваемые от ведущего вала 11 винту левому 21 и от ведомого вала 16 винту правому 22, создают встречное вращение винтов. Транспортируемая среда, заполняющая впадины двухзаходных шнеков винтов, при их вращении из всасывающей камеры поступает в нагнетательную камеру и заполняет впадины циклоидного зацепления винтов. При смыкании гребней циклоидного профиля винтов часть транспортируемой среды отсекается. Так как подача шнековой частью винтов транспортируемой среды больше производительности насоса, то на плавном переходе винтов в циклоидное зацепление независимо от вязкости транспортируемой среды создается определенный и постоянный подпор, что обеспечивает хорошее заполнение впадин винтов вращающихся в циклоидном зацеплении в нагнетательной камере. Сечения винтов в циклоидном зацеплении, представляют собой площадь, ограничиваемую заданными контурами взаимно сопрягаемых дуг. Между винтами при таких их сечениях и синхронном встречном вращении независимо от углов поворота всегда существует плотный контакт. Именно такое построение конструкции препятствует проникновению транспортируемой среды между винтами перпендикулярно осям их вращения, что и позволяет исключить перемешивание и измельчение среды при ее перекачивании насосом.