Результат интеллектуальной деятельности: НАСОС

Изобретение относится к насосостроению, в частности к насосам для перекачки вязких и агрессивных жидкостей, а также расплавленных металлов.

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 насос обладает маленькой производительностью. Технический результат - увеличение производительности насоса.

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 насадка снабжена обрезком трубы, диаметр которой равен расширенному диаметру насадки.

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.

При исследовании отличительных признаков описываемого насоса не выявлено, каких либо аналогичных, известных решений, позволяющих увеличить производительность насоса, что показывает наличие причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков, перечисленных выше из формулы изобретения, и вышеизложенным техническим результатом. Тем самым доказывается существенность признаков формулы изобретения.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными (идентичными) всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «новизна».

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию «изобретательский уровень» заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного устройства. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата, в частности, заявленным изобретением не предусматривается следующие преобразования:

- создания средства, состоящего из известных частей, выбор которых и связь между которыми осуществлены на основании известных правил, рекомендаций, и достигаемый при этом технический результат обусловлен только известными свойствами частей этого средства и связей между ними.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует уровню «изобретательский уровень».

На чертеже схематично изображен насос, содержащий приводной механизм 4, взаимодействующий с трубопроводом 3, один конец которого выполнен в виде консоли, а на другом установлена насадка 1 воронкообразной формы и нагнетательный клапан 2, размещенный в насадке 1, которая снабжена обрезком трубы 5, диаметр которой равен расширенному диаметру насадки 1. Консольная часть трубопровода 3 может закрепляться как жестко, так и шарнирно. Увеличение длины вылета и шарнирное закрепление консоли способствует большей работоспособности насоса. Консольная часть трубопровода 3 соединена с приводом 4, обеспечивающим воздействие знакопеременного усилия на эту часть трубопровода. При воздействии усилия консольная часть имеет возможности деформироваться, что позволяет нижней части трубопровода 3 вместе с насадкой 1 совершать возвратно-поступательное движение. Если деформации трубопровода находятся в пределах упругих деформаций, то гарантируется надежная работа насоса.

Требуемый ход насадки 1 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.

Устройство работает следующим образом. Насадка 1 и часть трубопровода 3 помещается в перекачиваемую среду. При включении приводного устройства 4 создаваемое им значительное усилие Р воздействует на консольную часть трубопровода 3, в результате чего трубопровод деформируется, при этом насадка 1 вместе с частью трубопровода 3 и запорным механизмом 2 совершает возвратно-поступательное движение. При прямом ходе среда захватывается насадкой 1, причем среда, находящаяся в трубе 5 действует на среду, находящуюся в конусной части насадки 1 как поршень, а далее происходит продавливание последней. По мере перемещения среды в насадке 1 возрастает давление и скорость перемещения и, когда давление под запорным механизмом превысит давление в нагнетательном трубопроводе, открывается запорный механизм 2 и среда поступает в трубопровод 3. При обратном холостом ходе запорный механизм 2 закрывается и насадка 1 вместе с частью трубопровода возвращается в исходное положение.

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, а также расплавленных металлов.

- для заявленного устройства в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов.

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

Преимущество изобретения состоит в том, что производительность насоса возрастает. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «промышленная применимость»

Для получения доказательства по увеличению производительности насоса были проведены испытания. Была изготовлена примитивная модель (фото 1), состоящая из двух одинаковых воронок, закрепленных изолентой на лентяйке, причем к одной из воронок при помощи скотча прикреплена консервная банка с удаленными крышкой и днищем. Затем примитивная модель помещалась в воду, а лентяйка приводилась в возвратно-поступательное движение. Обе воронки находились в одинаковых условиях. Однако воронка с прикрепленной консервной банкой показала большую производительность (фото 2).