1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) A4 (11) 28727
(51) F04D 29/00 (2006.01)
КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ
МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ
(21) 2013/0989.1
(22) 24.07.2013
(45) 15.07.2014, бюл. №7
(72) Поветкин Виталий Васильевич; Коваленко
Иван Васильевич; Керимжанова Маншук
Фазыловна; Татыбаев Мухтарбек Калмурзаевич
(73) Республиканское государственное предприятие
на праве хозяйственного ведения "Казахский
национальный технический университет им.
К.И. Сатпаева" Министерства образования и науки
Республики Казахстан
(56) Патент РК №24120, 2011
(54) ГРУНТОВЫЙ НАСОС
(57) Изобретение относится к
гидромашиностроению, касается конструкции
грунтового насоса и способа защиты от износа
основных рабочих деталей насоса и может найти
применение в грунтовых насосах, предназначенных
для перекачивания абразивных гидросмесей.
Повышение эксплуатационного ресурса
грунтового насоса и снижение износа поверхностей
деталей рабочего колеса осуществляется за счет
того, что в грунтовом насосе рабочее колесо
установлено под некоторым углом к оси вала
привода, например 1-3°С, что обеспечивает на
лопатках рабочего колеса поперечное перемещение
пульпы в осевом направлении от стенок дисков
рабочего колеса в двух противоположных
направлениях за его один оборот, а в зазорах между
дисками рабочего колеса и бронедисками
установлены манжеты, обеспечивающие
герметичность соединения при перемещении стенок
рабочего колеса за счет их упругих свойств, причем,
для предотвращения попадания твердых частиц в
полость между наружными стенками колеса и
бронедисками, подводится чистая вода под
давлением, превышающим выходной напор насоса
не менее, чем на 0,05 МПа.
Техническим результатом является повышение
повышение эксплуатационного срока работы насоса
и снижение износа поверхностей деталей рабочего
колеса.
(19)KZ(13)A4(11)28727

2. 28727
2
Изобретение относится к гидромашиностроению,
касается конструкции грунтового насоса и способа
защиты от износа основных рабочих деталей насоса
и может найти применение в грунтовых насосах,
предназначенных для перекачивания абразивных
гидросмесей.
Известен герметичный центробежный насос
[Патент РФ №2121083 , опубликован 27.10.1998г.,
МПК F04D 7/02], содержащий корпус с задней
крышкой, направляющим аппаратом и со
всасывающим и нагнетательным патрубками и ось,
закрепленную в задней крышке корпуса с помощью
одной или нескольких мембран или сильфонов.
Наружный конец оси установлен в подшипниковом
узле, расположенном эксцентрично на конце вала
привода. Ось привода расположена под углом к оси
качающегося органа, а на конце оси, помещенном
внутри корпуса насоса, неподвижно закреплен
рабочий орган в виде диска. Такое выполнение
насоса повышает его надежность за счет
исключения заклинивания рабочего органа
твердыми механическими частицами,
содержащимися в перекачиваемой среде.
Недостатком изобретения является сложность
конструкции и низкая производительность насоса.
Также известен грунтовый насос [Патент РК
№24120,опубликован 15.06.2011г., МПК F04D
29/00], содержащий корпус, расположенные в нем
рабочее колесо, бронедиск, систему промывки
зазоров чистой водой, отличающийся тем, что
рабочее колесо выполнено составным из ведущего
диска, ведомого диска и лопастей, соединенных с
дисками при помощи винтов или штифтов, на
внутренней рабочей поверхности рабочего колеса
нанесено износостойкое покрытие, в зазоры между
бронедиском и рабочим колесом, корпусом и
рабочим колесом установлены уплотнительные
манжеты.
Недостатком этого изобретения являются низкие
кавитационные свойства деталей рабочего колеса.
Технической задачей изобретения является
повышение износостойкости рабочего колеса насоса
за счет перераспределения потока пульпы от
боковых стенок колеса к центру лопаток путем
организации поперечного перемещения потока,
установкой оси колеса под углом к приводному
валу. За счет организации качения колеса, поток
пульпы, в результате передачи ему колебательного
импульса в поперечном направлении движения
пульпы или вращения рабочего колеса,
перемещается в осевом направлении от стенок
дисков рабочего колеса в двух противоположных
направлениях за один оборот вала. Сосредоточение
потока пульпы в осевом направлении лопаток
рабочего колеса, даст возможность снизить износ
стенок рабочего колеса на переходных
поверхностях. В результате колебательных
импульсов рабочего колеса, на его внутренних
стенках образуется пограничный слой жидкости,
препятствующий ударному контакту твердых
частиц пульпы со стенками рабочего колеса и с
поверхностью лопаток, тем самым снизится износ
последних.
Задачей изобретения является повышение
эксплуатационного ресурса грунтового насоса и
снижения износа поверхностей деталей рабочего
колеса, за счет организации поперечного
колебательного движения пульпы в полости
рабочего колеса насоса.
Указанная техническая задача решается за счет
того, что в грунтовом насосе, рабочее колесо
установлено под некоторым углом к оси вала
привода, например 1-3°С, что обеспечивает на
лопатках рабочего колеса поперечное перемещение
пульпы в осевом направлении от стенок дисков
рабочего колеса в двух противоположных
направлениях за его один оборот, а в зазорах между
дисками рабочего колеса и бронедисками
установлены манжеты, обеспечивающие
герметичность соединения при перемещении стенок
рабочего колеса за счет их упругих свойств, причем,
для предотвращения попадания твердых частиц в
полость между наружными стенками колеса и
бронедисками, подводится чистая вода под
давлением, превышающим выходной напор насоса
не менее, чем на 0,05 МПа.
На чертеже (фиг.1) изображен грунтовый насос,
продольный разрез.
Грунтовый насос, состоящий из корпуса 1, в
котором расположено рабочее колесо 2, насаженное
на вал 3 ротора посредством шпонки 17 и гайки 18
под некоторым углом (1-3°С), совершающего
колебательный процесс в осевом направлении к
валу ротора. Корпус насоса 1 соединен с фланцем 4,
внутри которого расположен бронедиск 5, причем
последний скреплен с корпусом 1 посредством
шпилек 6, а бронедиск 5 имеет сменное
износостойкое кольцо 7, соединенное с
бронедиском 5 посредством резьбового соединения
8. Через фланец 4 и бронедиск 5 проходит
подводящая магистраль чистой воды 9 с резиновым
шлангом 10. В зазоре 12 между рабочим колесом 2 и
кольцом 7 установлена упругая манжета 13,
ограничивающая проникновение твердых частиц в
зазор 12. С передней стороны насоса 1 установлены
бронедиск 14 и упругая манжета 15 в зазоре между
рабочим колесом и бронедиском 16. Упругие
манжеты 13 и 15 обеспечивают герметичность
соединения от попадания твердых частиц в зазоры
между рабочим колесом и бронедисками.
Работа грунтового насоса осуществляется
следующим образом. При вращении вала 3 с
рабочим колесом 2 происходит засасывание пульпы
в полость 11 насоса 1 и, в дальнейшем, продвижение
ее по лопаткам до выхода из улитки. Рабочее колесо
2 установлено под некоторым углом к
горизонтальной оси вала привода, что обеспечивает
в процессе его вращения знакопеременное
перемещение пульпы между внутренними стенками
рабочего колеса, на последних которого за счет
поперечного перемещения пульпы, образуется
пограничный слой жидкости, выделяемой из
пульпы, препятствующий ударному контакту
твердых частиц с внутренними рабочими
поверхностями проточного канала насоса. Тем
самым, за счет сосредоточения потока пульпы в

3. 28727
3
осевом направлении лопаток рабочего колеса,
снижается износ стенок рабочего колеса на
переходных поверхностях.
Для снижения износа торцевых наружных
поверхностей рабочего колеса 2 в зазорах между
колесом 2, передним бронедиском 14 и задним
бронедиском 5, встроена система 9,10 для подачи
чистой воды с целью предупреждения
проникновения в них твердых частиц пульпы,
причем, в верхней части рабочего колеса 2, между
бронедисками 14 и 5 установлены манжеты 13 и 15.
В результате такого выполнения конструкции
грунтового насоса, будет достигнуто повышение
эксплуатационного срока работы насоса и снижение
износа поверхностей деталей рабочего колеса.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1 Грунтовый насос, содержащий корпус,
расположенное в нем рабочее колесо с
цилиндрической входной горловиной, бронедиск,
выполненный составным со сменным диском из
износостойкого материала, систему промывки
зазоров чистой водой, отличающийся тем, что
рабочее колесо установлено под некоторым углом к
оси вала привода, например, 1-3ºС.
2. Грунтовый насос по п.1, отличающийся тем,
что в зазоры между дисками рабочего колеса и
бронедисками установлены упругие манжеты,
обеспечивающие герметичность соединения при
перемещении стенок рабочего колеса.
Верстка Ж. Жомартбек
Корректор Е. Барч