Результат интеллектуальной деятельности: Агрегат для слива нефтепродуктов

Изобретение относится к насосам для слива высоковязких нефтепродуктов и, в частности, моторных масел из бочек и может найти применение для перекачки любых высоковязких жидкостей.

Известен винтовой насос-смеситель, содержащий корпус с основными и дополнительными патрубками подвода материалов и приемной камерой, к которой подключен патрубок отвода. В корпусе установлен шнек, связанный с приводным валом и имеющий винтовую полость и полую ступицу с отверстиями, и уплотнения. Насос снабжен имеющими запорные элементы байпасными линиями, сообщающими приемную камеру с входной зоной шнека, и трубопроводами промывки, имеющими запорные органы и подключенными к байпасным линиям. Полость ступицы шнека открыта со стороны приемной камеры, а посредством отверстий, выполненных в виде разгрузочных окон и расположенных одно относительного другого под углом 120°, со смещением вдоль оси, полость ступицы сообщена с межвитковыми полостями шнека. Ступица шнека установлена в подшипниковых узлах, расположенных со стороны вала двигателя и приемной камеры и защищенных уплотнителями (патент RU №2232298 C1, кл. F04D 3/02, 7/00, 10.07.2004 г.).

К недостаткам указанного насоса относятся невозможность его установки в внутрь бочки через горловину из-за наличия байпасных линий, используемых для выравнивания давления, и снижение производительности из-за наличия разгрузочных окон, расположенных на ступице шнека, через которые непрерывно идет переток жидкости из приемной камеры в межвинтовые полости шнека входной зоны.

Известно устройство для перекачки высоковязких жидкостей, включающее рабочий орган в виде пружины, установленный внутри корпуса, выполненного в виде кожуха, имеющего заборную и сливную части с окнами, привод рабочего органа, соединенный с ними с возможностью вращательного движения гибкий вал и рыхлительное устройство. Устройство снабжено дополнительным гибким валом. Пружина имеет шаг винтовой линии, равный диаметру пружины. В середине рабочего органа установлены гибкие валы, закрепленные на втулке опорно-подшипникового устройства, расположенного снаружи кожуха. Заборная и сливная части кожуха выполнены гибкими. Рыхлительное устройство установлено в заборной части кожуха и выполнено в виде пальцев со щетками. В сливной части кожуха установлено лопастное колесо. В опорно-подшипниковом устройстве установлена втулка, имеющая в концевой части отверстие, соответствующее конфигурации радиуса кривизны винтовой линии и стопорный болт, прижимающий пружину к втулке, имеющий в концевой части вогнутую поверхность, а между стопорным болтом и наружной поверхностью витка пружины установлена прокладка из мягкого металла (патент RU №2176033 С2, кл. F04D 3/00, 7/04, 20.11.2001 г.).

Указанное устройство имеет сложную и громоздкую конструкцию.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является шнековый насос для слива высоковязких нефтепродуктов из бочек с гостированным диаметром сливно-наливной горловины.

Шнековый насос для слива нефтепродуктов из бочек с гостированным диаметром сливно-наливной горловины содержит цилиндрический корпус с выполненными в нижней части корпуса радиальными всасывающими каналами, закрытыми фильтрующей насадкой и выходным патрубком, выполненным в напорной полости корпуса агрегата, в котором установлен шнек с валом, проходящий по оси корпуса, и размещенный в нижней части корпуса нагревательным элементом, узел крепления агрегата с возможностью продольного перемещения и фиксации на заданной высоте цилиндрического корпуса (патент RU №121532 U1, кл. F04D 3/00, 27.04.2012 г. - прототип).

Недостатками данного шнекового насоса является ненадежность в эксплуатации всвязи с тем, что шнек имеет постоянное вращение, возможно возникновение при работе кавитационных процессов, которые также могут возникнуть из-за недостаточно развитых входных радиальных всасывающих каналов, при этом возникает закручивание насоса от реактивного момента приводного электродвигателя. Кроме того, предохранительный клапан, установленный в пустотелом вале шнека, не обеспечивает полного сброса давления в напорной полости. Дополнительно при каждом сливе нефтепродуктов из очередной бочки необходимо дополнительное время заполнения нижней части насоса.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности и эффективности эксплуатации агрегата.

Указанный технический результат достигается тем, что агрегат для слива нефтепродуктов из бочек с гостированным диаметром сливно-наливной горловины, содержащий цилиндрический корпус с выполненными в нижней части корпуса радиальными всасывающими каналами, закрытыми фильтрующей насадкой и выходным патрубком, выполненным в напорной полости корпуса агрегата, в котором установлен шнек с валом, проходящим по оси корпуса, и размещенный в нижней части корпуса нагревательным элементом, узел крепления агрегата с возможностью продольного перемещения и фиксации на заданной глубине бочки, согласно изобретению дополнительно содержит установленный в верхней части корпуса выше нагнетательного патрубка гидромотор, соединенный с валом шнека, установленную внутри цилиндрического корпуса агрегата цилиндрическую вставку, образующую кольцевую полость изолированную от напорной полости агрегата и сообщающуюся в верхней части через дополнительно введенную байпасную линию с предохранительным клапаном с напорной полостью агрегата, при этом в цилиндрическом корпусе агрегата выполнены дополнительные сквозные радиальные каналы, соединенные с кольцевой полостью, а в открытом нижнем торце корпуса агрегата установлен обратный клапан, а также тем, что дополнительные сквозные радиальные каналы в корпусе, соединяющие нижнюю часть кольцевой полости цилиндрической вставки, имеют суммарную площадь относительно внутренней площади корпуса в пределах от 0,2 до 1, а также тем, что суммарная площадь входных радиальных всасывающих каналов, расположенных в нижней части корпуса, составляет не менее 0,95 внутренней площади корпуса.

На фиг. 1 изображен агрегат для слива нефтепродуктов (общий вид);

фиг. 2 - сечение Α-A фиг. 1.

Агрегат для слива нефтепродуктов (фиг. 1) состоит из корпуса 1, в нижней части которого установлен шнек 2, который с помощью вала 3 соединен с гидромотором 4, расположенным в верхней части корпуса агрегата. При низких температурах для снижения вязкости перекачиваемого масла перед шнеком 2 в нижней части корпуса 1 агрегата установлен электрический нагревательный элемент 5, под которым установлен обратный клапан 6 с фильтром 7 для отделения механических примесей. В корпусе 1 в нижней части выполнены радиальные всасывающие каналы 8. Суммарная площадь этих радиальных всасывающих каналов 8 должна быть не менее 0,95 внутренней площади корпуса 1. Гидромотор 4, как вариант, установлен на фланце корпуса 1 и через вал 3 передает крутящий момент на шнек 2. Внутри цилиндрического корпуса 1 установлена цилиндрическая вставка 9, состоящая из цилиндра с торцевыми заглушками и образующая кольцевую полость 10, изолированную от напорной полости 11 агрегата. Кольцевая полость 10 сообщается через байпасную линию 12, в которую установлен предохранительный клапан 13, с напорной полостью 11 агрегата. В цилиндрическом корпусе 1 выполнены дополнительные сквозные радиальные каналы 14 (фиг. 2), соединяющие с кольцевую полость 10, с полостью бочек (не представлено). Суммарная площадь радиальных каналов 14 составляет от 0,2 до 1 внутренней площади корпуса 1.

Для ограничения перемещения корпуса 1 на заданную глубину и для ограничения воздействия реактивного момента на корпус 1 от крутящего момента гидромотора 4 на внешней стороне корпуса 1 установлен узел фиксации 15 агрегата. С целью максимального опорожнения нефтепродуктов из бочек в зависимости от конкретного типа бочки (емкости), узел фиксации 15 имеет возможность перемещаться по корпусу 1 вдоль оси и оптимально закреплять агрегат на бочке. При этом консоль с подвижным регулируемым упором 16 узла 15 фиксации предотвращает воздействие реактивного момента от гидромотора 4 на корпус 1 (фиг. 1). Корпус 1 имеет выходной патрубок 17. При этом узлы 4, 9, 12, 13, 15, 16, 17 находятся вне бочки.

Агрегат для слива нефтепродуктов работает следующим образом.

Для слива моторного масла из бочки к сливному патрубку 17 присоединяют маслобензостойкий шланг (не указан) с раздаточным пистолетом, имеющим счетчик жидкости (не указан).

Зная высоту бочки, агрегат для слива нефтепродуктов опускают в горловину бочки с нефтепродуктом до касания дна, закрепляют на бочке и включают, при необходимости, электрический нагревательный элемент 5. Масло вокруг нижней части цилиндрического корпуса 1 нагревается и поступает через всасывающие каналы 8, обратный клапан 6 к шнеку 2. Далее включают гидромотор 4 привода агрегата. Гидромотор 4 имеет возможность во время запуска плавно передать крутящий момент на шнек 2 и имеет возможность в процессе работы регулировать частоту вращения шнека 2 в зависимости от вязкости масла. Подогретое, при необходимости, масло подается шнеком 2 через напорную полость 11 в сливной патрубок 17 и далее через шланг к раздаточному пистолету, имеющему узел учета расхода масла. При открытом раздаточном пистолете масло сливают в другую более мелкую тару или заправляют моторным маслом двигатели агрегатов.

При кратковременном закрытии раздаточного пистолета и работающем гидромоторе 4 давление в напорной полости 11 агрегата возрастает, срабатывает предохранительный клапан 13 байпасной линии 12, и масло поступает в кольцевую полость 10 и далее через сквозные радиальные каналы 14 перепускают масло в бочку (не представлено), что снижает давление в напорной полости 11 агрегата и исключает потери масла. Таким образом, наличие предохранительного клапана 13 обеспечивает защиту элементов конструкции агрегата и привода от перегрузок и поломок. Наличие возможности плавного запуска гидромотора 4 и возможность в процессе работы, в зависимости от вязкости масла, регулировать частоту вращения шнека 2, системы перепуска (12, 13) масла в агрегате и возможность надежного крепления агрегата в горловине бочки обеспечивают повышение надежности и эффективности эксплуатации агрегата для слива вязких нефтепродуктов.

Применение изобретения повышает надежность (возможность регулирования частотой вращения шнека, отсутствие кавитации во всасывающих каналах, сброс давления в напорной полости при превышении его во внутрь бочки, компенсация реактивного момента от вращения гидромотора) при перекачке вязких продуктов с большим диапазоном вязкости.