PL90393B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie .pompu¬ jace z wirnikiem diagonalnym.Urzadzenie pompujace wedlug wynalazku prze¬ znaczone jest do pracy jako pompa glejbinowa.Znane sa rózne typy pomp glebinowych, jednakze sa to na ogól pompy odsrodkowe, to jest pompy z wirnikiem odsrodkowym. Mimo, ze znane urza¬ dzenia pompowe pracuja bardzo wydajnie i nie¬ zawodnie to ich najwiekszy wymiar poprzeczny lub najwieksza srednica zewnetrzna musi byc z ko¬ niecznosci stosunkowo duza, poniewaz przeplyw promieniowy wirnika stwarza potrzebe zapewnie¬ nia urzadzenia odchylajacego, co znaczy, ze ze¬ wnetrzna srednica pompy musi zostac zwiekszona.W wielu przypadkach obudowa pompy musi byc zaopatrzona w króciec do podlaczenia przewodu gietkiego w ksztalcie zakrzywionej rury, która tak¬ ze zwieksza wymiary poprzeczne pompy.Celem wynalazku jest skonstruowanie urzadze¬ nia pompowego, które eliminuje wady i moderni¬ zuje typ pompy glebinowej, które nie wymaga urzadzenia odchylajacego zwiekszajacego jej sred¬ nice i której przylacze przewodu gietkiego moze miec ksztalt osiowo umieszczonego krócca, umiesz¬ czonego w wylocie dyfuzora. Zasadnicza konstruk¬ cja pompy moze byc równiez taka, ze silnik na¬ pedzajacy pompe moze byc zasilany elektrycznie lub moze byc silnikiem hydraulicznym. Istnieje równiez mozliwosc polaczenia pompy z jednym lub wieksza iloscia urzadzen dla utworzenia wielo¬ stopniowego zespolu pompowego.Cel ten zostal osiagniety poprzez skonstruowa¬ nie urzadzenia pompowego, które ma wirnik z pusta piasta wyposazona w radialne, zakrzywione lopatki, których zewnetrzne krawedzie leza w uro¬ jonej powierzchni kolowego cylindrycznego ukladu lub urojonej powierzchni stozka w kierunku prze¬ plywu pompowanego osrodka. Piasta wirnika jest tak skonstruowana, ze jej pole powierzchni prze¬ kroju poprzecznego wzrasta od strony wlotowej ssacej wirnika w kierunku do jego strony wyloto¬ wej, zewnetrzna srednica piasty przy stronie wlo¬ towej stanowi od 40Vt do *HM maksymalnej sred¬ nicy zewnetrznej wirnika, to jest maksymalnej srednicy zewnetrznej urojonej powierzchni cylin¬ drycznej]. Dyfuzor ima stozkowa obudowe, która jest zbiezna w kierunku przeplywu pompowanego o- irodka i która ma umieszczony w niej pusty czlon srodkowy, zaopatrzony w radialne, zakrzywione lopatki kierujace, za pomoca których czlon srod¬ kowy jest utrzymywany w polozeniu srodkowym w dyfuzorze; kanaly dyfuzora utworzone sa przez kolowa przestrzen, pomiedzy powierzchnia ze¬ wnetrzna czlonu srodkowego a powierzchnia we¬ wnetrzna dyfuzora.Za pomoca tak skonstruowanego urzadzenia pom¬ powego, pompowanemu osrodkowi nadawany jest osiowy glówny kierunek ruchu i przeplyw ma duza energie i maly stopien odchylenia. W ten sposób 90 3933 90393 4 zuzycie pompy, w wyniku zakrzywienia przeplywu czasteczek cieczy, moze byc utrzymane na bardzo aiskim poziomie. Diagonalny wirnik z duza piasta, która jest odchylona od osi wirnika, korzystny jest w zastosowaniu. Calkowicie osiowy wirnik (to jest wirnik typu smiglowego) nie zapewnia wystarcza¬ jaco duzego cisnienia. Jezeli silnik napedowy jest silnikiem hydraulicznym z tlokiem osiowym, umieszczonym ponizej wirnika po jego stronie ssa¬ cej, korzystnie gdy sila osiowa wytwarzana przez silnik hydrauliczny skierowana jest do góry przez có przeciwdziala dzialajacej w dól sile osiowej wir¬ nika na wal silnika.Przy zastosowaniu urzadzen pompujacych bierze sie pod uwage wymagana wielkosc cisnienia, sto-, pien zuzywania sie pomp, spowodowany czastecz¬ kami przenoszonymi przez pompowana ciecz itd., konstrukcja wirnika i w szczególnosci konstrukcja lopatek wirnika. Specjalna konstrukcja wirnika jest zalezna od tego, czy piasta wirnika i lopatki sa wykonane z jednego kawalka materialu czy tez skladaja sie z polaczonych elementów, wykonanych z róznych materialów, czy ustalony projekt kon¬ strukcyjny, na przyklad lopatek jest niezbedny w odniesieniu do sposobu za pomoca którego lopatki te zostaly wykonane. Te i inne czynniki powoduja ze kat pochylenia zarysu lopatek przy krawedzi wlotowej i wylotowej moze róznic sie znacznie.Mozliwe jest, ze w wielu przypadkach stosowany jest wirnik, którego lopatki sa tak zakrzywione w stosunku do wzdluznego ich ^erunku, ze kat kra¬ wedzi wylotowej bedzie znacznie wiekszy od kata krawedzi wlotowej. Wedlug wynalazku kat po¬ miedzy plaszczyzna rozciagajaca sie prostopadle do osi pompy a plaszczyzna rozciagajaca sie stycznie do lopatek wirnika, jest od 1 do 4 razy wiekszy przy krawedzi wylotowej lopatek od kata przy ich krawedzi wlotowej, korzystnie od 2 do 3 razy wiekszej przy krawedzi wylotowej niz przy krawe¬ dzi wlotowej. Pod tym wzgledem kat krawedzi wylotowej moze byc zawarty pomiedzy 15° a 90° korzystnie 45°, a kat krawedzi wlotowej zawarty pomiedzy 10° a 30° korzystnie 15°, %gdy lopatki kie¬ rujace dyfuzora maja kat krawedzi wlotowej za¬ warty pomiedzy 30° a 60° korzystnie 45° i kat krawedzi wylotowej zawarty pomiedzy 75° a 105° korzystnie 85°.W pompie z obracajacym sie wirnikiem, która jest przedmiotem wynalazku mamy do czynienia z oddzialywaniem obciazenia na obszar swobodnej krawedzi zewnetrznej lopatek, a w sajsiedzitwie wnetrza obudowy wirnika z uszczelnieniem i roz¬ kladem cisnienia. Dla zmniejszenia tych proble¬ mów do najmniejszych mozliwych rozmiarów, dazy sie do gromadzenia czasteczek towarzyszacych pom¬ powanemu osrodkowi na srodkowej drodze prze¬ plywu, zmniejszajac w ten sposób obciazenie zewnetrznych czesci lopatek. W f przypadku stosowania jednostronnie zakrzywionych lo¬ patek, jezeli krawedzie prowadzace i sply¬ wu lopatek sa lagodnie zbiezne w kierunku piasty mozliwe jest osiagniecie efektu istot¬ nie odpowiadajacego temu, jaki moze byc uzyskany przez zakrzywienie promieniowe lopatek dla ze- srodkowania drogi przeplywu. Zfazowanie w ten sposób lopatek stwarza pewien geometryczny de¬ fekt krawedzi prowadzacej lopatki, zmuszajac ja do pracy pod srednim katem, lecz docfril wirnik ma ksztalt stozkowy, defekt ten moze byc redu¬ kowany do minimum. Stwierdzono, ze sredni kat nie zmniejsza efektu, jezeli stosuje sie wylacznie cylindryczne wirniki. Wedlug wynalazku krawedz wlotowa i krawedz wylotowa lopatek wirnika lezy w plaszczyznie diametralnej do wirnika/ Krawedz wloitowa lopatek wirnitoa to jest krawedz prowadzaca jest lagodnie odchylona do tylu, krawedz wylotowa lopatek wirnika to jest krawedz splywu, korzylsltnie, gdy lezy w plaszczyznie diametralnej do wirnika. W ten spo¬ sób przeciwdziala sie niepozadanemu przeplywowi przez lopatki. Dogodne jest skonstruowanie lopa¬ tek wirnika tak, ze zakrzywiona, czesc zaczyna sie przy odcinku lopatki, stanowiacym czes£ wlotowa prowadzaca, której kat pochylenia jest taki sam jak kat pochylenia krawedzi wlotowej. Wedlug wynalazku lopatki wirnika moga byc równiez skon¬ struowane tak, ze patrzac w przekroju podluznym, koncentrycznie do urojonej powierzchni cylindrycz¬ nej, przedstawiaja one czesc prostego wlotu, który laczy sie z lukowa czescia wylotowa; dlugosc czesci wlotowej osiaga od 1/4 do 2/3 calkowitej dlugosci czesci wlotowej i wylotowej.Lopatki jednostronnie zakrzywione moga byc wykonane jako oddzielne elementy zamocowywane do piasty wirnika.Lopatki kierujace dyfuzora sa skonstruowane z uwzglednieniem zasadniczo tych samych czynników, które okreslaja konstrukcje lopatek wirnika-. Istnie¬ je mozliwosc stosowania innych optymalnych war¬ tosci, na. przyklad dla kata krawedzi wlotowej i katów krawedzi wylotowej lopatek kierujacych dy¬ fuzora. Kat krawedzi wlotowej lopatek dyfuzora (33 (fig. 1), to jest kat zawarty pomiedzy plaszczyz¬ na prostopadla do osi urzadzenia pompowego a plaszczyzna p.rzy krawedzi wlotowej lopaiflki stycz¬ na do jej powierzchni, powinien wynosic od 30°— —60° korzystnie 46°, podczas gdy kat krawedzi wylotowej p4 (fig, 1), znajdujacy sie przy krawedzi splywu lopatek, powinien wynosic od 75°^-105° korzystnie 8.5°. Ta czesc dlugosci lopatek kieruja¬ cych dyfuzora, która moze byc prosta, to jest ma staly kat nachylenia, moze osiagac najwyzej polo¬ we dlugosci lopatki, ale moze byc znacznie krótsza.Lopatki wirnika sa skonstruowane tak, ze przeciecie pomiedzy powierzchnia lopatki i kazda plaszczyzna diametralna do wirnika, przecinajaca lopatki, two¬ rzy linie prosta.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urzadzenie pompujace w przekroju pio¬ nowym, fig. 2 — wirnik w widoku z góry, fig. 3 — wirnik w przekroju pionowym, fig. 4 — fragment wirnika z lopatkami w rozwinieciu i przekroju stozkowym.Urzadzenie pompowe na fig. 1 obejmuje trzy umieszczone wspólosiowo glówne czesci skladowe; silnik napedowy 1, wirnik 2 i dyfuzor 3. Wynala¬ zek nie ogranicza ani stosowanego typu silnika napedowego ani jego umiejscowienia w stosunku do wirnika i dyfuzora tak, ze silnik napedowy moze 40 45 50 55 605 W3W % \ byc aa przyklad silnikiem hydraulicznym lub elek¬ trycznym." Silnik 1 jest umieszczony po strome ssacej wirnika 2 aczkolwiek moze on byc podlaczo¬ ny z pradem dyfuzora 3; wal silnika w tym ostat¬ nim przykladzie, przechodzi przez dyifuzor 3. W przedstawionym przykladzie silnik jest silnikiem hydraulicznym. Wirnik 2 obejmuje stala, stozkowa obudowe 4 wirnika, w której umieszczony jest stozkowaty diagonalny wirnik wlasciwy 5, który je$t podtrzymywany i napedzany za pomoca walu napedowego S, rozciagajacego sie od silnika 1. Wal 6 zaopatrzony Jest w uszczelnienie 7, umieszczone Wewnatrz otaczajace} go obudowy S. Wirnik wlas¬ ciwy & obejmuje pusta piaste majaca promieniowo zakrzywione lopatki 9, których krawedzie zewnetrz¬ ne 19 leza na stozkowej- urojonej powierzchni cy¬ lindrycznej i których najwieksza srednica zewnetrz¬ na oznaczona jest litera Dt. Srednica zewnetrzna piasty wirnika przy stronie wlotowej oznaczona jest litera Dj. Wedlug wynalazku srednica Dt przy stronie wlotowej stanowi od 40% do 8©*/# maksy¬ malnej srednicy Ds urojonej cylindrycznej po¬ wierzchni, okreslonej przez zewnetrzne krawedzie lopatek 9. Pompowany osrodek zasysany jest przez wirnik przez wlot (nie pokazany) do komory 11 o przekroju kolowym, znajdujacej sie wokól obu¬ dowy 8 i nastepnie przyspieszony przez lopatki wirnika 9 po drodze spiralnej do góry w kierunku strony wlotowej dyfuzora. Czesc energii kinetycz¬ nej pompowanej cieczy jest przetwarzane w dy- fuzorze w sposób konwencjonalny na uzyteczna energie cisnienia.Nieruchomy dyfuzor 3 obejmuje obudowe 12 dy¬ fuzora 3, która jest zbiezna w kierunku przeply¬ wu cieczy i która ma umieszczony w niej pusty czlon srodkowy 13, majacy promieniowe, zakrzy¬ wione kierujace lopatki 14, czlon srodkowy jest centrowany w dyfuzorze 3 za pomoca kierujacych lopatek 14. Obudowa 4 pompy i Obudowa 12 dy¬ fuzora 3 sa wzajemnie polaczone na przyklad za pomoca polaczenia srubowego. Obudowa dyfuzora 3 zaopatrzona jest ^rzy wylocie w kolowa czesc 15 wylotowa, do której podlaczony moze byc prze¬ wód gietki lub rura.Konstrukcja wirnika i dyfuzora powinna byc do¬ bierana indywidualnie w zaleznosci od róznych za¬ stosowanych preparatów pracy urzadzenia pompo¬ wego. Czynniki, które decyduja o konstrukcji wir¬ nika i dyfuzora zostaly omówione w ogólnym opisie i dlatego wymienione zostana tu tylko niektóre z charakterystycznych cech przedstawionego wirnika.• Fig. 2 i 3 przedstawiaja wirnik, którego po¬ wierzchnia ma ksztalt cylindryczny. Czesci wirnika sa identyczne z wirnikiem przedstawionym na fig. 1 oznaczone sa tymi samymi cyframi. Zauwazyc mozna, ze wirnik w wykonaniu przedstawionym na fig. 2 i 3 rózni sie zasadniczo od wirnika (przedsta¬ wionego na fig. 1 tym, ze kontur powierzchni 15 jest cylindryczny, podczas gdy kontur powierzchni wirnika przedstawionego na fig. 1 jest stozkowy (porównaj kontur 10 pokazany linia kreskowana).Lopatki wirnika 9 przedstawione na fig. 2 i 3 sa jednostronnie zakrzywione, to jest maja przekrój promieniowy, który jest równolegly do plaszczyz¬ ny rozciagajacej sie przy prawych katach do osi wirnika. Jezeli lopatki sa podwójnie zakrzywione, przekrój promieniowy mo&e na przyklad przedsta¬ wiac profile przekrój* oznaczone odpowiednio 19" . i 17' (fig. 3). Jak wiAaC 3 fig. 2, krawedzie wloto- we 13 lopatek i ich krawedzie wylotowe 19 leza w plaszczyznie diametralnej do osi wirnika. Nie przeszkadza to w niczym, jakkolwiek jedna lub obydwie krawedzie sa skierowane tak, ze ich wy¬ dluzenie przechodzi do jednej strony srodkowego io punktu oznaczonego cyfra 29. Zadna z krawedzi nie musi byc prosta, lecz moze byc odchylona do tylu, co jest preferowane w niektórych przypad¬ kach. Lopatka, któca ma odchylona do tylu kra* wedz prowadzaca oznaczona jest na fig. 2 linia przerywana 21.Fig. 4 przedstawia przekrój stozkowy lopatek wirnika pokasanego na fig. 2 13 przy rozwinieci** jego na plaszczyznie. Jak uwidoczniono na fig. 4, kat odchylenia Pi lopatek przy krawedzi wloto- wej 19 jagt mniejszy od kata odchylenia Pt przy krawedzi wylotowej 19. Odpowiednie wartosci tych katów zostaly podane powyzej i wymienione sa w PL

Claims (9)

1. zastrzezeniach. Lopatki przedstawione na fig. 4 maja taki ksztalt, ze ich krawedz prowadzaca jest 25 plaska, podczas gdy krawedz jest lukowata o pro¬ mieniu B. Wymiary prostej czesci lopatek podane zostaly uprzednio i wymienione sa w zastrzeze¬ niach. Kierunek obrotu wirnika wskazuje na fig. 4 strzalka oznaczona cyfra 22 a strzalki 23 i 24 po- 30 kazuja odpowiednio przyblizony kierunek przeply¬ wu pompowanego osrodka w stosunku do krawedzi wlotowej 18 i krawedzi wylotowej 19. Przedstawiona konstrukcja róznych czesci skla¬ dowych urzadzenia pompujacego pokazana zostala 35 przykladowo i szczególy konstrukcji kazdej czesci skladowej zaleza od wymaganej wydajnosci pompy, pompowanego osrodka, materialu z którego maja byc wykonane czesci skladowe pompy i sposobu za pomoca którego wykonano odpowiednie czejsci 40 skladowe. Izastrzezenia patentowe 1. Urzadzenie pompujace z wirnikiem diagonal- 45 . nym, a zwlaszcza pompa glebinowa majace nieru¬ choma, cylindryczna lufo stozkowa obudowe, w któ¬ rym umieszczony jest napedzany silnikiem, diago¬ nalny, obracajacy sie wirnik i do tego zamocowa¬ ny nieruchomy dyfuzor, rozciagajacy sie wspólosio- 50 wo do wirnika po stronie cisnienia wylotowego wirnika, znamienne tym, ze wirnik (5) stanowi pusta piasta, która ma promieniowo zakrzywione lopatki (9) a krawedzie zewnetrzne lopatek (9) leza w urojonej kolowej cylindrycznej Jub lagodnie 55 stozkowanej powierzchni w kierunku przeplywu cie¬ czy a piasta ma ksztalt, którego wymiary w prze¬ kroju rosna od strony wlotowej ssacej do strony wylotowej i ma zewnetrzna srednice przy stro¬ nie wlotowej równa od 40f/o do 80^/t maksymalnej oo srednicy zewnetrznej urojonej cylindrycznej po¬ wierzchni wirnika wlasciwego (5) a dyfuzor (3) ma obudowe (12) o stozkowatym ksztalcie, która jest zbiezna w kierunku przeplywu cieczy i wewnatrz obudowy pusty czlon srodkowy (13) zaopatrzony 65 na zewnatrz w promieniowe, zakrzywione kieruja-90 393 7 8 ce lopatki (14) o wymiarach pozwalajacych na u- trzymanie czlonu srodkowego (13) w polozeniu wspólosiowym w obudowie* tak, ze w dyfuzorze (3) przeplyw cieczy stanowi kolowa przestrzen za¬ warta pomiedzy zewnetrzna powierzchnia czlonu srodkowego (13) a powierzchnia wewnetrzna obu¬ dowy (12) dyfuzora (3).
2. 2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze kat pomiedzy plaszczyzna rozciagajaca sie pro¬ stopadle osi pompy a plaszczyzna styczna do lo¬ patek wirnika (5) jest pomiedzy 1 a 4, korzystnie pomiedzy 2 a 3 razy wiekszy przy krawedzi wy¬ lotowej kierujacych lopatek (14) od kata przy kra¬ wedzi wlotowej kierujacych lopatek (14).
3. 3. Urzadzenie wedlug zastrz. 1 lub 2, znamienne tym, ze kat krawedzi wylotowej lopatki (|32) za¬ warty jest miedzy 15° a 90° korzystnie 45°, kie¬ rujace lopatki (14) dyfuzora (3) maja kat krawedzi wlotowej (P3) zawarty pomiedzy 30° a 60° korzyst¬ nie 45°, a kat krawedzi wylotowej (P4) zawarty jest pomiedzy ?5° a 105° korzystnie 85°.
4. 4. Urzadzenie wedlug zastrz. 3, znamienne tym, ze krawedzie wlotowe i wylotowe kierujacych lo¬ patek (14) wirnika leza w plaszczyznie diametral¬ nej do wirnika (5).
5. 5. Urzadzenie wedlug zastrz. 4, znamienne tym, ze krawedzie wlotowe kierujacych lopatek (14) wir¬ nika sa lekko odchylone do tylu, podczas gdy kra¬ wedzie wylotowe kierujacych lopatek (14) wirnika wlasciwego (5) korzystnie leza w plaszczyznie dia¬ metralnej do wirnika.
6. 6. Urzadzenie pompujace wedlug zastrz. 3, zna¬ mienne tym, ze kierujace lopatki (14) wirnika wlasciwego (5) rozmieszczone sa tak, ze przeciecie pomiedzy powierzchnia kierujacej lopatki i plasz¬ czyzna diametralna do wirnika przecina lopatki tworzac linie prosta, która korzystnie jest prosto¬ padla do osi wirnika wlasciwego (5).
7. 7. Urzadzenie pompujace wedlug zastrz. 3, zna¬ mienne tym, ze kierujace lopatki (14) wirnika wlas¬ ciwego (5) rozmieszczone sa koncentrycznie do uro¬ jonej cylindrycznej powierzchni, maja prosta czesc wylotowa, która laczy sie z lukowa czescia wylo¬ towa, a dlugosc czesci wlotowej jest równa od 1/4 do 2/3 calkowitej dlugosci czesci wlotowej i wylotowej.
8. 8. Urzadzenie pompujace wedlug zastrz. 7, zna¬ mienne tym, ze lopatki wirnika wlasciwego (5) sa jednostronnie zakrzywione.
9. 9. Urzadzenie pompujace wedlug zastrz. 7, zna¬ mienne tym, ze lopatki wirnika wlasciwego (5) sa podwójnie zakrzywione.' 10 15 2090 393 --23 Bg^, PL