Результат интеллектуальной деятельности: НАСОС

Изобретение относится к насосостроению, в частности к насосам для перекачки вязких и агрессивных жидкостей, расплавленных металлов, преимущественно сред с высоким уровнем радиоактивности.

Известен аналогичный насос для перекачивания неоднородных, абразивных и агрессивных жидкостей, содержащий спиралевидный корпус, рабочее колесо с криволинейными лопастями, входной и выходной патрубки (см. Н.А. Баканов. Насосы в химической промышленности. Химия, Ленинградское отд. 1977, с. 18-45) и поршневой насос для перекачивания неоднородных абразивных агрессивных жидкостей. Химия, Ленинградское отд. 1977, с. 46-52 и Насосы и компрессоры. М. Недра, 1974, с. 93-98).

Известен аналогичный насос для откачки с больших глубин вязких жидкостей при большом выносе песка, содержащий цилиндр, связанный с колонной насосных штанг, полый поршень, снабженный расположенным в его канале нагнетательным клапаном, соединенный с цилиндром посредством эластичного элемента. Канал в поршне перед нагнетательным клапаном выполнен в виде расширяющего в сторону его открытого конца участка воронкообразной формы. Эластичный элемент с установленной снаружи пружиной может быть выполнен в виде сильфона (см. SU авторское свидетельство 1622624, кл. F04B 47/02, 1991).

Недостатком данного насоса является то, что сложно, а для некоторых сред невозможно подобрать материал, из которого изготовляется эластичный элемент (он должен быть эластичным, в то же время противостоять воздействию перекачиваемой среды), поэтому насосы имеют малую работоспособность, особенно в условиях большой агрессивности перекачиваемой среды.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретения по совокупности признаков является насос, содержащий приводной механизм, взаимодействующий с трубопроводом, один конец которого выполнен в виде консоли, а на другом установлена насадка воронкообразной формы и нагнетательный клапан, размещенный в насадке, (см. Патент RU №2067692, МПК F04B 15/00, F04F 7/00, 1996 г.), принято за прототип.

Недостаток прототипа состоит в том, что после окончания перекачки в трубопроводе остается перекачиваемая среда, так как нагнетательный клапан закрыт. Если перекачиваемая среда является радиоактивной с высоким уровнем радиации, то всю радиоактивную воду полагается слить из трубопровода, после чего необходимо произвести его дезактивацию, однако этому препятствует нагнетательный клапан.

Технический результат - обеспечение слива перекачиваемой среды.

Указанный технический результат достигается тем, что предлагаемый насос, содержащий приводной механизм, взаимодействующий с трубопроводом, один конец которого выполнен в виде консоли, а на другом установлена насадка воронкообразной формы, и нагнетательный клапан, размещенный в насадке, особенность заключается в том, что трубопровод снабжен закрепленной на нем резьбовой втулкой и трубой, верхний конец которой выполнен с резьбой, а нижняя часть выполнена механически взаимодействующей с нагнетательным клапаном.

Дополнительно заявляемый насос характеризуется тем, что труба механически связана с дистанционно управляемым реверсивным электроприводом.

Дополнительно заявляемый насос характеризуется тем, что механическая связь с реверсивным электроприводом выполнена фрикционной.

Дополнительно заявляемый насос характеризуется тем, что механическая связь с реверсивным электроприводом выполнена зубчатой.

Дополнительно заявляемый насос характеризуется тем, что механическая связь с дистанционным электроприводом снабжена дистанционным прижимом (например соленоидом с возвратной пружиной).

Дополнительно заявляемый насос характеризуется тем, что нижняя часть трубы снабжена укосинами, равномерно размещенными по окружности, к которым прикреплен проволочный каркас, механически взаимодействующий с нагнетательным клапаном.

Дополнительно заявляемый насос характеризуется тем, что верхняя часть насадки выполнена конусной.

Дополнительно заявляемый насос характеризуется тем, что в нижней части трубы размещена втулка, внутренний диаметр которой больше наружного диаметра трубопровода.

Дополнительно заявляемый насос характеризуется тем, что втулка размещенная внутри трубы прикреплена элекрозаклепками.

Дополнительно заявляемый насос характеризуется тем, что консольная часть трубопровода закреплена шарнирно.

Дополнительно заявляемый насос характеризуется тем, что консольная часть трубопровода изготовлена с минимальной жесткостью в направлении основной деформации.

Дополнительно заявляемый насос характеризуется тем, что консольная часть трубопровода изготовлена в виде спирали.

На фиг. 1 схематично изображен насос с оборудованием.

На фиг. 2 - разрез воронки насоса в увеличенном масштабе.

Насос содержит приводной механизм 1, взаимодействующий с трубопроводом 2, один конец которого выполнен в виде консоли, а на другом установлена насадка 3 воронкообразной формы и нагнетательный клапан 4, размещенный в насадке 3. Приводной механизм 1 располагается на биологической защите 5, выполненной из тяжелого бетона. Ниже располагается емкость 6 для сбора радиоактивной среды. Консольная часть трубопровода 2 может закрепляться как жестко, так и шарнирно. Увеличение длины вылета и шарнирное закрепление консоли способствует большей работоспособности насоса. Консольная часть трубопровода 2 соединена с приводом 1, обеспечивающим воздействие знакопеременного усилия на эту часть трубопровода. При воздействии усилия консольная часть имеет возможности деформироваться, что позволяет нижней части трубопровода 2 вместе с насадкой 3 совершать возвратно-поступательное движение. Если деформации трубопровода находятся в пределах упругих деформаций, то гарантируется надежная работа насоса.

Требуемый ход насадки 3 обеспечивается за счет соответствующей величины хода привода и за счет изменения расстояния L₁, от точки приложения знакопеременного усилия до места закрепления трубопровода. Для исключения возможного разрушения трубопровода его изготавливают с минимальной жесткостью в направлении основной деформации, что достигается подбором материала с наименьшим модулем упругости и формой сечения трубопровода, обеспечивающей минимальный момент инерции. Возможно выполнение консольной части трубы в виде спирали. Детали насоса, соприкасающиеся с агрессивной средой, изготовлены из материалов, стойких к среде. На трубопроводе 2 размещена резьбовая втулка 7 и труба 8, верхний конец которой выполнен с резьбой 9. А нижняя часть трубы 8 выполнена взаимодействующей с нагнетательным клапаном 4. Нижняя часть трубы 8 снабжена укосинами 10 (достаточно трех), равномерно размещенными по окружности, к которым прикреплен проволочный каркас 11 механически взаимодействующий упором 12 с нагнетательным клапаном 4. Верхнюю часть насадки 3, можно выполнить конусной. Данная конусная поверхность помогает закрепить трубу 8 неподвижно, если нижний торец трубы 8 опустить на конусную поверхность насадки 3. В нижней части трубы 8 размещена втулка 13, внутренний диаметр которой больше наружного диаметра трубопровода 2. Для закрепления втулки 13 в трубе 8 сверлят два отверстия. Размещают втулку 13 напротив отверстий и заваривают электросваркой. Такое соединение называется электрозаклепкой. Для исключения вибрации средней части трубы 8, можно установить дополнительную втулку 14. Кроме того, чтобы не крутить трубу 8 руками, предусмотрена механическая связь 15 с дистанционно управляемым реверсивным электроприводом 16.

Механическая связь 15 с реверсивным электроприводом 16 может быть выполнена фрикционной.

Механическая связь 15 с реверсивным электроприводом 16 может быть выполнена зубчатой.

Кроме того, механическая связь 15 с дистанционным электроприводом 16 снабжают дистанционным прижимом например соленоидом с возвратной пружиной (на чертеже не показаны).

Устройство работает следующим образом. Разрывают механическую связь 15 с электроприводом 16. (При снятии напряжения с соленоида его возвратная пружина перемещает механическую связь 15). Насадка 3 и часть трубопровода 2 находятся в перекачиваемой среде. При включении приводного устройства 1 создаваемое им значительное усилие Р воздействует на консольную часть трубопровода 2, в результате чего трубопровод деформируется, при этом насадка 3 вместе с частью трубопровода 2 и нагнетательным клапаном 4, совершает возвратно-поступательное движение. При прямом ходе среда захватывается насадкой 3, ее конусной частью, а далее происходит продавливание последней. По мере перемещения среды в насадке 3 возрастает давление и скорость перемещения и, когда давление под нагнетательным клапаном 4 превысит давление в нагнетательном трубопроводе, открывается нагнетательный клапан 4 и среда поступает в трубопровод 2. При обратном холостом ходе нагнетательный клапан 4 закрывается и насадка 3 вместе с частью трубопровода возвращается в исходное положение. После окончания перекачки радиоактивной среды из емкости 6 приводное устройство 1 выключается. Трубопровод 2 заполнен жидким источником ионизирующих излучений. Для слива среды из трубопровода 2 дистанционно включают прижим (соленоид) механической связи 15. Труба 8 механически соединяется с электроприводом 16. Включаем электропривод 16. Начинает вращаться труба 8, которая начинает подниматься. При этом проволочный каркас 11, своим упором 12, поднимает нагнетательный клапан 4. Нагнетательный клапан 4 открывается. Отключаем электропривод 16. Среда из трубопровода 2 сливается в емкость 6. Включаем электропривод в другую сторону. Напорный клапан закрывается. Выключаем электропривод 16. Далее производят дезактивацию внутренней поверхности трубопровода 2. По окончанию дезактивации открываем напорный клапан 4. Дезактивирующий раствор сливается в емкость 6. Трубопровод 2 промывается. Разрываем (отключаем соленоид) механическую связь 15 трубы 8 с электроприводом 16. Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:

- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в насосной промышленности, а именно для осуществления перекачки вязких, неоднородных и агрессивных жидкостей, расплавленных металлов, преимущественно сред с высокой радиоактивностью

- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Преимущество изобретения состоит в том, что обеспечивается возможность слива остатков перекачиваемой среды с высоким уровнем радиоактивности из трубопровода.

Обеспечивается возможность дезактивации внутренней поверхности трубопровода.