RU2205985C2 - Portable drainage turbopump - Google Patents

Abstract

FIELD: emergency equipment. SUBSTANCE: invention relates to turbopump sets designed for emergency pumping out liquids from flooded cellars, tunnels, etc., using compressed air as working medium. Proposed portable drainage turbopump has housing, suction and delivery branch pipes, working wheel installed on shaft in housing, pump switch and working wheel drive. Pump is furnished with pneumatic cylinder installed on pump switch axle, float, pneumatic distributor whose supply channel is connected with channel to deliver working medium to pump switch, and outlet channel is connected with pneumatic cylinder and with mechanism providing engagement of float with pneumatic distributor, for instance, with lever. EFFECT: improved reliability of pump in operation. 1 dwg

Description

Изобретение относится к турбонасосным агрегатам, предназначенным для аварийного откачивания воды и других жидкостей из затопленных подвалов, туннелей, колодцев и т.д., использующих в качестве рабочей среды сжатый воздух. The invention relates to turbopump units intended for emergency pumping of water and other liquids from flooded basements, tunnels, wells, etc., using compressed air as a working medium.

Известен турбонасосный агрегат, содержащий разъемный корпус, совмещенный ротор с турбиной и рабочим колесом, неподвижную ось с подшипниками, опорная часть которой выполнена полой и служит для отвода рабочей среды (см. SU 272822 A1, кл F 04 D 13/04). A known turbopump assembly comprising a detachable housing, a combined rotor with a turbine and an impeller, a fixed axis with bearings, the supporting part of which is hollow and serves to divert the working medium (see SU 272822 A1, class F 04 D 13/04).

Турбонасосный агрегат работает следующим образом. Turbopump unit operates as follows.

Рабочая среда через патрубок и соответствующие каналы в корпусе попадает на лопатки турбины ротора, приводя его во вращение. При этом насосные лопатки ротора нагнетают жидкость, обеспечивая ее перекачку. The working medium through the pipe and the corresponding channels in the housing falls on the blades of the turbine of the rotor, bringing it into rotation. In this case, the pump blades of the rotor pump liquid, ensuring its pumping.

Недостатком устройства является необходимость включения его оператором при наличии жидкости, контроля за процессом откачивания и отключения его окончания. В противном случае возможен неконтролируемый разгон турбины и разрушение насосного агрегата. The disadvantage of this device is the need to enable it by the operator in the presence of liquid, control the pumping process and disable its end. Otherwise, uncontrolled acceleration of the turbine and destruction of the pump unit is possible.

Известен также турбонасос, содержащий корпус, рабочее колесо и ротор турбины, укрепленные на общем валу, устройство для регулирования числа оборотов, выполненное в виде подпружиненного относительно ротора диска, соединенного посредством сильфона с ротором. Also known is a turbopump, comprising a housing, an impeller and a turbine rotor mounted on a common shaft, a device for controlling the speed, made in the form of a disk spring-loaded relative to the rotor, connected by means of a bellows to the rotor.

Сильфон снабжен по периферии цилиндрической отбортовкой для изменения расхода рабочей среды путем перекрытия проточных каналов ротора (см. SU 164796 A, кл. F 04 D 13/04). The bellows is equipped on the periphery with a cylindrical flange for changing the flow rate of the working medium by blocking the flow channels of the rotor (see SU 164796 A, class F 04 D 13/04).

Работает устройство следующим образом. Рабочая среда (воздух) подводится к турбине, раскручивая блок турбина-вал-рабочее колесо. The device operates as follows. The working medium (air) is supplied to the turbine, spinning the turbine-shaft-impeller block.

При достижении турбиной оборотов, превышающих расчетные, центробежное давление жидкости, повышаясь на периферии камеры, отжимает диск и выдвигает его в поток воздуха за лопатками турбины. Перекрытием воздушного потока цилиндрической отбортовкой диска уменьшается число оборотов турбины. When the turbine reaches revolutions exceeding the calculated ones, the centrifugal pressure of the liquid, increasing on the periphery of the chamber, squeezes the disk and pushes it into the air stream behind the turbine blades. By blocking the air flow with a cylindrical flanging of the disk, the speed of the turbine is reduced.

Недостатком устройства является сложность конструкции, а наличие дополнительных быстровращающихся с ротором насоса деталей, регулирующих число оборотов, - подпружиненного диска и скользящего внутри вала штока снижает надежность устройства. The disadvantage of this device is the design complexity, and the presence of additional parts that regulate the number of revolutions quickly rotating with the pump rotor - a spring-loaded disk and a rod sliding inside the shaft reduces the reliability of the device.

Кроме того, устройство должно включаться и отключаться оператором. In addition, the device must be turned on and off by the operator.

Наиболее близким решением по технической сущности, т.е. прототипом, является переносной водоотливной погружной турбонасосный агрегат, содержащий корпус, выполненный в виде тела вращения, установленные в нем на общем валу навстречу друг другу тыльными сторонами насосное и турбинное рабочие лопастные колеса, всасывающий патрубок с фильтром, проставок на выходе насоса, гибкий шланг для откачиваемой жидкости, подсоединенный к проставку и расположенный в этом шланге, шланг высокого давления подвода к турбинному колесу рабочей среды, обратный клапан, установленный на канале отвода откачиваемой жидкости, механизм включения (см. RU 2105904 C1, кл. F 04 D 13/04). The closest solution to the technical nature, i.e. the prototype is a portable drainage submersible turbopump assembly, comprising a housing made in the form of a body of revolution, pump and turbine impellers mounted on it on the common shaft with the back sides facing each other, suction pipe with filter, spacers at the pump outlet, flexible hose for pumped out fluid connected to the spacer and located in this hose, high pressure hose to the turbine wheel of the working medium, non-return valve installed on the outlet channel of the pumped out Liquids, switching mechanism (see. RU 2105904 C1, cl. F 04 D 13/04).

Турбонасосный агрегат работает следующим образом. Turbopump unit operates as follows.

Рабочая среда подается к турбинному рабочему лопастному колесу, вращая его. Через общий вал приводится во вращение насосное лопастное колесо, которое по каналу отвода жидкости через обратный клапан и гибкий шланг для откачиваемой жидкости вместе с отработанной рабочей средой выдает откачиваемую жидкость наверх. The working medium is supplied to the turbine working impeller, rotating it. A pump impeller is driven through a common shaft, which discharges the pumped liquid upward along the fluid drainage channel through a non-return valve and a flexible hose for the pumped liquid along with the spent working medium.

Недостатком устройства является необходимость запуска механизма включения турбонасосного агрегата оператором, контроль за наличием откачиваемой жидкости и отключение устройства по окончании ее откачивания. Отсутствие такого контроля приводит к разгону ротора до недопустимых оборотов и выходу из строя агрегата. The disadvantage of this device is the need to start the mechanism for turning on the turbopump unit by the operator, monitoring the presence of pumped liquid and turning off the device after it is pumped out. The absence of such control leads to acceleration of the rotor to unacceptable speeds and failure of the unit.

Задачей изобретения является повышение надежности работы устройства. The objective of the invention is to increase the reliability of the device.

Указанный технический результат достигается тем, что предлагаемый турбонасос снабжен пневмоцилиндром, установленным на оси устройства включения насоса, поплавком, пневмораспределителем, канал питания которого соединен с каналом подвода рабочей среды к устройству включения насоса, а отводной канал - с пневмоцилиндром и механизмом взаимодействия поплавка с пневмораспределителем, например рычагом. The specified technical result is achieved by the fact that the proposed turbopump is equipped with a pneumatic cylinder mounted on the axis of the pump switching device, a float, a pneumatic distributor, the power supply channel of which is connected to the channel for supplying a working medium to the pump switching device, and the outlet channel is connected to a pneumatic cylinder and a mechanism for the float to interact with the pneumatic distributor, like a lever.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что в заявляемом переносном водоотливном турбонасосе благодаря вышеперечисленным признакам исключается возможность работы его на холостом ходу (насос автоматически включается при наличии жидкости и отключается при ее отсутствии). В результате значительно повышается надежность работы предлагаемого насоса. Comparative analysis with the prototype allows us to conclude that in the inventive portable drainage turbopump due to the above signs, the possibility of its idling is excluded (the pump automatically turns on when there is liquid and shuts off when there is no liquid). As a result, the reliability of the proposed pump is significantly increased.

Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует критерию "Новизна". Therefore, the claimed technical solution meets the criterion of "Novelty."

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "Изобретательский уровень". Comparison of the proposed solution not only with the prototype, but also with other technical solutions in this technical field did not allow us to identify in them the features that distinguish the claimed solution from the prototype, which allows us to conclude that the criterion of "Inventive step".

Сущность технического решения подтверждается чертежом, на котором изображено предлагаемое устройство, фронтальный вид. The essence of the technical solution is confirmed by the drawing, which shows the proposed device, front view.

Устройство содержит корпус 1, всасывающий 2 и нагнетающий 3 патрубки, установленное на валу 4 в корпусе 1 рабочее колесо 5, привод рабочего колеса, состоящий из турбины 6, жестко соединенный с валом 4, каналы подвода рабочей среды 7 и отвода 8, установленный на всасывающем патрубке 2 фильтр 9, устройство включения насоса 10, установленное на канале подвода рабочей среды 7, поплавок 11, закрепленный на рычаге 12, пневмоцилиндр 13, установленный на оси устройства включения насоса 10, пневмораспределитель 14, канал питания 15 которого соединен с каналом подвода рабочей среды 7, а отводной канал 16 - с пневмоцилиндром 13. При этом рычаг 12 и закрепленный на нем поплавок 11 установлены на оси пневмораспределителя с возможностью качения в вертикальной плоскости. The device comprises a housing 1, a suction 2 and a discharge 3 nozzles mounted on the shaft 4 in the housing 1, the impeller 5, the impeller drive, consisting of a turbine 6, rigidly connected to the shaft 4, the channels for supplying the working medium 7 and outlet 8 mounted on the suction pipe 2 filter 9, a device for switching on a pump 10 installed on a channel for supplying a working medium 7, a float 11 mounted on a lever 12, a pneumatic cylinder 13 mounted on an axis of a device for switching on a pump 10, a pneumatic distributor 14, a power channel 15 of which is connected to a channel Yes, the working medium 7, and the outlet channel 16 - with the pneumatic cylinder 13. In this case, the lever 12 and the float 11 mounted on it are mounted on the axis of the pneumatic distributor with the possibility of rolling in a vertical plane.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Насос на плоту (на чертеже не показан), опускается на поверхность воды. Опираясь на поверхность воды, поплавок 11, настроенный на определенный уровень воды, всплывая, через рычаг 12 нажимает на золотник пневмораспределителя 14 и соединяет каналы 15 и 16. A raft pump (not shown in the drawing) is lowered to the surface of the water. Based on the surface of the water, the float 11, tuned to a specific water level, floating up through the lever 12, presses the valve of the air distributor 14 and connects the channels 15 and 16.

Рабочая среда, попадая в пневмоцилиндр 13, перемещает золотник устройства включения насоса 10, тем самым обеспечивая подачу рабочей среды из канала 7 на турбину 6. Происходит запуск насоса. Отключение насоса происходит при падении уровня воды. В этом случае поплавок опускается и перестает воздействовать через пневмораспределитель 14 и пневмоцилиндр 13 на золотник устройства включения насоса 10. Доступ воздуха (рабочей среды) к турбине 6 прекращается. The working medium, getting into the pneumatic cylinder 13, moves the spool of the device for turning on the pump 10, thereby ensuring the supply of the working medium from the channel 7 to the turbine 6. The pump starts. The pump shuts off when the water level drops. In this case, the float lowers and ceases to act through the air distributor 14 and the pneumatic cylinder 13 on the spool of the device to turn on the pump 10. Air (working medium) access to the turbine 6 is terminated.

Таким образом, благодаря тому, что устройство снабжено пневмоцилиндром, установленным на оси устройства включения насоса, поплавком, пневмораспределителем, канал которого соединен с каналом подвода рабочей среды к устройству включения насоса, а отводной канал - с пневмоцилиндром и механизмом взаимодействия поплавка с пневмораспределителем, например рычагом, обеспечивается автоматическое включение и отключение насоса в зависимости от наличия воды и значительно повышается надежность его работы. Thus, due to the fact that the device is equipped with a pneumatic cylinder mounted on the axis of the pump switching device, a float, a pneumatic distributor, the channel of which is connected to a channel for supplying a working medium to the pump switching device, and a tap channel with a pneumatic cylinder and a mechanism for the float to interact with a pneumatic distributor, for example, a lever , automatic switching on and off of the pump is provided depending on the availability of water and the reliability of its operation is significantly increased.

Claims (1)

Переносной водоотливной турбонасос, содержащий корпус, всасывающий и нагнетательный патрубки, установленное на валу в корпусе рабочее колесо, устройство включения насоса и привод рабочего колеса, отличающийся тем, что он снабжен пневмоцилиндром, установленным на оси устройства включения насоса, поплавком, пневмораспределителем, канал питания которого соединен с каналом подвода рабочей среды к устройству включения насоса, а отводной канал - с пневмоцилиндром, и механизмом взаимодействия поплавка с пневмораспределителем, например рычагом. A portable drainage turbopump, comprising a housing, a suction and discharge nozzles, an impeller mounted on a shaft in the housing, a pump activation device and an impeller drive, characterized in that it is equipped with a pneumatic cylinder mounted on the axis of the pump activation device, a float, a pneumatic distributor, the power supply channel of which connected to the channel for supplying the working medium to the pump switching device, and the outlet channel to the pneumatic cylinder, and the mechanism of interaction of the float with the pneumatic distributor, for example, growling th.