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Pompe rotative,
La présente invention ze rapporte à des procédés et appareil! pour le traitement de gaz par des liquides* et plus particulièrement à de,% laveurs d'air et des collecteurs de pous- sière laveur. d'air, ainsi qu'à des concentrateurs de particules solides et appareil* semblables;
elle concerne aussi des disposi- tifs déplaçant du liquide, et particulièrement des dispositif élévateurs de liquide pour alimenter de liquide ces appareils, L'invention concerne en particulier des pompes pour alimenter de$ générateurs et dispositifs de projection de pulvérisations de liquide utilises dans les appareils du genre décrit ci-dessus.
Dans des brevets précédents, la demanderesse a décrit la construction et l'utilisation d'un distributeur rotatif et
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d'une cage génératrice de pulvérisations qui transforment un courant de liquide en pulvérisations denses divisées projetées radialement dans un courant de gaz pour épurer ce gaz et en éliminer, en les captant, les Matières contaminantes, et parti- culièrement en éliminer les particules solides, les gouttelettes liquides et les substances chimiques, méme à l'état gazeux.'
Dans le brevet américain n 2.789.866, une cage gé- nératrice de pulvérisations de liquide est montée sur un arbre d'entraînement vertical avec la prise d'entraînement à la partit supérieure de l'arbre,
celui-ci étant librement suspendu des paliers prévus à sa partie supérieure. Une cage tournante géné- ratrice de pulvérisations de liquide est montra à 1' extrémité inférieure de l'arbre, et consiste en un moyeu et une série circulaire de barreaux fixés à des disques d'extrémité, (un anneau pouvant être utilisé au fond de la cage au lieu d'un disque) pour former une cage en forme de virole dont l'extrémité infé- rieure est ouverte. Les barreaux, ou autres élément. de la cage, sont prévus pour agir comme organes de frappe ot diviser les gouttes de liquide en gouttelettes plus fines lorsque la cage tourne à grande vitesse et pour chasser ces gouttelettes vers l'extérieur dans le gaz entourant la cage.
La cage peut être courte ou longue selon l'application envisagée, le diamètre du cercle sur lequel sont disposés les éléments de frappe et la vitesse à laquelle tourne la cage dépendant également de l'appli- cation envisagée.
D'autres genres d'appareils produisant des pulvérisa- tions de liquide et de dispositifs de traitement de l'air ont un arbre, traversant la virole ou la cage, monté dansdes palier. sous la cage; ces paliers peuvent être extérieurs ou, loraque le liquide sous la cage est tel qu'il est souhaitable de protéger les paliers, l'arbre peut être tubulaire et entourer un axe fixe descendant du dessus ou montant du dessous pour supporter est paliers, et le tout peut être rend%4 étanche à l'aide d'un dispo- sitif d'étanchéité connu.
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Différents genres de pompes ont été utilisés pour faire
Monter le liquide du réservoir dans la cage tournante et produira la séparation initiale du liquidé en grosses gouttes qui peuvent être projetées contre les éléments de frappe de la cage. Ces pompes sont souvent contées à l'extrémité inférieure de l'arbre qui porte, comme représenté dans le brevet américain précité, un ventilateur, une poulie d'entraînementet la cage rotative. Le plus souvent ces dispositifs comportent des aubes ou une vis d'Archimède, comme décrit dans les brevets américains n 2.599.202 et 2.889.005.
Des pompes externes ont également été utilisées, mais elles nécessitent des commandes électriques supplémentai- res et des moteurs supplémentaires pour les entraîner, ainsi que des tuyauteries et autres raccords pour conduire la sortie de la pompe vers l'admission de la cage. Un autre appareil de ce genre est décrit dans la demande de brevet américain n 138.472 du 15 septembre 1961, et encore un autre genre de générateur de pul é- risations de liquide dans un appareil laveur d'air semblable est décrit dans la demande de brevet américain n 80.822 du 5 janvier 1961.
Un but de la présente invention est de procurer à ces fins une pompe interne simple et peu encombrante, et dont les parties soient disposées coaxialement, si on la désire, avec ou sans accouplement direct de parties tournantes.
La présente invention procure une pompe interne propre à débiter du liquide dans une cage génératrice de pulvérisations de liquide, du genre à barreaux ou à aubes. Cette pompe débite du liquide au générateur de pulvérisations rotatif sans carter de pompe ou partie inférieure stationnaire, et normalement sans palier sous la pompe. Dans la pompe savant l'invention, le li- quide est débité à la cage génératrice de pulvérisations en fai- sont tourner tout l'ensemble de la pompe qui est totalement ou partiellement immergée dans le liquide pompé.
Cette pompe peut être fixée directement à la partie
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inférieure du rotor générateur de pulvérisations ou autre dispo- sitif rotatif qui modifie l'état du liquide, c'est-à-dire le filtre, le mélange ou le pulvérise, et un tel dispositif gène** rateur de pulvérisations peut être du genre à cage à barreaux, ou à aubes, comme décrit dans la demande de brevet américain n 80.822 du 5 janvier 1961.
Dans une forme simple, la pompe suivant l'invention est fixée directement au fond du générateur de pulvérisations ou autre rotor, et ne demande ni entraîne- ment séparé ni accouplements d'entraînement séparés. Cependant, elle peut être entraînée indépendamment si des vitesses diffé- rentes sont souhaitables pour la pompe -et la cage, respective. ment, ou bien sa vitesse peut être réduite par rapport à celle du rotor du générateur de pulvérisations par un réducteur de vitesse planétaire monté sur un arbre fixe passant l'intérieur de l'arbre d'entraînement, par un accouplement hydraulique avec un convertisseur de couple hydraulique, ou un entraînement à turbine.
Ces pompes internes comportent généralement an corps creux tournant, cylindrique on conique, ou en forme de bol, monté de façon à tourner autour de son axe, et des aubes fixées à la surface interne du corps prennent le liquide dans lequel la pompe est immergée et l'entraînent vers le haut dans le disposi- tif générateur de pulvérisations. On peut choisir les aubes ainsi que leur disposition suivant le volume de liquide qui doit être déplacé, la commande requise et la vitesse de rotation dé- sirée.
Les dessins annexés et la description donnée ci-après se rapportent à une forme de réalisation préférée de l'invention et à certaines variantes de celle-ci. Dans les dessins
Fig. 1 est une coup$ sziele schématique d'un laveur @ d'air suivant la présente invention;
Fig. 2 est une coupe axiale à plus rand. échelle d'une pompe semblable à celle représentée dans le laveur d'air de la Fig.1 ;
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J1I' est une vue semblable à la 111. 2 d'une autre construction de pompe;
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FI g. est une vue d'encore une autre pompe suivant 'la pr4sonte invention et Fi&. 5 est une vue avec un rotor de jompe Cfl1ndri<1.\" - 1,'appareil représenté sur la rig. 1 comprend un ré- servotr 10, au fond d'un carter 12 près de 1$extrémlié supérieure i\ duquel sont prévue uns série d'éliminateurs de pulvérisations 14*.
Un arbre 15 est porté dans un palier 16 qui est maintenu rigide- ment centre par rapport au carter 12 par les éliminateurs depul-
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v6risation. 14# et un deuxième palier 18 à la partie supérieur du carter. Des poulies multiples 20 sont prévues à la partie su-
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périeurs de l'arbre pour l'entraînement à l'aide d'une courroie enz.
\.'t Une soufflante 22 aspire l'air a travers le carter et 10 refoule par la conduite de tertio 24. Uns conduite 26 torme l'en- tri* d'air ou d'un autre g4t laver dans le carter, et elle dé- bouche derrière un écran annulaire 28.
##Un générateur de pulvérisations à cage rotative 30 est prévu au centre de l'espace délimité par l'écran 28 et est calé sur l'arbre 15. Un disque 32 est prvu à la partie supérieure du générateur de pulvérisations et un anneau 33 est prévu à son
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fond, et sous cet anneau est prévue une pompe 34 dont le bo114 t*- parieur du bol vient près de l'ouverture à l'intérieur de l'anneau
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*: 3 cette pompe étant fixée à l'extrémité de l'arbre de façon à fonctionner avec au moin4 son fond immergé dans le liquide con- tenu dans le réservoir 10.
Des aubes 36 sont prévues au moins dans la partie inférieure du bol de cette pompe, et de préférence les
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aube$ sont inclinées vers le bas dans le sens de rotation, à 150 dan! 'rI, l'exemple représenté sur la Fig.1 des dessins.
Le bol de pompe lui-môme est une surface de révolution, plue ou moins hémisphérique, cylindrique on tronconique. La hau-
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'## teur et le diaatatre sont prévus suivant les installations 1nd1..
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viduelles et sont déterminas principalement par le volume à déplacer et le nombre de tours auxquels il est souhaitable que tourne la pompe. Le bol s'évase avantageusement vers l'extérieur et vers le haut de manière à profiter de la force centrifuge qui coopère avec l'action des aubes ou qui la remplace. Cet évasement doit normalement commencer sous le niveau normal du liquide.
Normalement, les dimensions sont de l'ordre de quel- ques centimètres ou de 30 cm ou plus, et la hauteur peut varier de quelques centimètres à un mètre ou plus. La pompe peut être conique ou être formée d'une autre surface de révolution évasée, sur toute se hauteur ou seulement sur une partie de celle-ci, et le bol de pompe est immergé dans le liquide.
Les aubes tout placées avantageusement de manière à se trouver dans le liquide du réservoir et y être immergée*, L'évasement vers l'extérieur du bol de pompe à partir de l'entrée peut être choisi comme on le souhaite, mais il varie normalement de zére (pour une pompe cy- lindrique) jusqu'à former un angle de 60 avec l'axe de rotation et est normalement d'une hauteur de 10 à 100 en
Les aubes ne sont pas nécessaires pour le fonctionne- ment de la pompe, mais augmentent grandement son efficacité.
Si elles sont utilisées, ces aubes s'étendent avantageusement sous le niveau normal de liquide pour que la pompe ne doive pas être amorcée. Les aubes peuvent être radiales et parallèles à l'axe, ou peuvent être inclinées vers l'av&nt, parallèles à l'axe ou incurvées par rapport au sens de rotation. Etant donne la grande variation d'applications de ces pompes et les vitesses respectives auxquelles les arbres sur lesquels elles sont montées doivent tourner, les pompes doivent être conçues de ma- nière à donner le débit voulu.
Comme représenté sur les Figs. 1 à 4, le bol de pompe 34 ou 34b représenté en coupe comparte une bride annulaire 38
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sa parti* supérieure qui eet boulonnée à l'anneau de fond 33 de 1 cas, génératrice de pulvérisations et/ou sert . l'entraf- neaent en rotation du bol de pomps, tua Fie- 2 représente une vúrite'an. laquelle l'arbre 15a est prolongé et le* aubes 36 s'étendent vers l'intérieur et le fond pour forcer un croisillon 37 et un croisillon 35 à la
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partis supérieure, à l'aide duquel le atne est monté sur la partie intérieure de l'arbre 15a.
Dans l'exemple représenté, la con1e1té est de 20 par rapport à l'axe, mais cette conicité n'est pas considérée coame critique, d'autres conicités pouvant être utilisées comie décrit ci-dessus.
Le bord supérieur du cône prend en substance dans l'ouverture centrale de l'anneau 33 au fond de la cage 30.
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La Fiv. 3 représente un bol de pompe 34b de forme approximativement hémisphérique, avec des aubes 36b à ,'.ntcr eur, parallèles à l'axe et rencontrant le fond du bol,
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Les Fles. 4 et 5 représentant d'autres variantes dans lesquelles le bol de pompe à ou d portant les aubes 36 ou d est monté sur le fond de la cage à l'aide d'une bride annulaire 38, et un pilier fixe 40 fixé au fond du réservoir 10 monte au
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centre de la pompe 34c ou d et comporte des aubes 42c ou 42d laissant un léger espace entre elles et les aubes mobiles 36c ou d.
Ces aubes fixes$ normalement placées verticalement, coagis- sont avec des aubes inclinées ou en hélice du cône ou cylindre tournant pour augmenter l'action de pompage. On voit sur ces figures que les coins des aubes 36c ou d sont arrondis et n'im-
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porte quel autre coin peut vidammtli1.t l'atre aussi de maniera à éviter l'entraînement dans le réservoir de matières telles que des morceaux de cordes, de chiffons, etc, qui pourraient em- pêcher l'action de la pompe s'ils s'enroulaient autour de l'arbre ou venaient en travers de l'admission. '
La présente invention offre de nombreux avantages par- mi lesquels sont les suivants :
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1...Suppression d'un palier au fond de l'appareil immergé dans le liquide,
2, -Simplicité et économie de fabrication.
3.- Emprisonnement ou protection en substance complet du générateur de pulvérisations de manière que l'air ou autre gaz ne traverse pas le distributeur, mais suive les chicanes à l'extérieur de la cage empêchant ainsi l'air de court-ciruciter la pulvérisa- tion autour de la cage en passant par son centre.
4.-Possibilité d'utiliser différents genres de généra- teurs de pulvérisations et collecteurs, etc.
5.. Les caractéristiques d'anticolmatage.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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Rotary pump,
The present invention relates to methods and apparatus! for the treatment of gases with liquids * and more particularly to air scrubbers and scrubber dust collectors. air, as well as solid particle concentrators and similar apparatus *;
it also relates to devices moving liquid, and particularly to liquid lifting devices for supplying these devices with liquid. The invention relates in particular to pumps for feeding generators and devices for spraying liquid used in the devices. of the kind described above.
In previous patents, the Applicant has described the construction and use of a rotary distributor and
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a cage generating sprays which transform a stream of liquid into dense divided sprays projected radially into a stream of gas in order to purify this gas and to remove therefrom, by capturing them, the contaminating materials, and in particular to eliminate the solid particles, liquid droplets and chemicals, even in the gaseous state. '
In US Pat. No. 2,789,866, a liquid spray generator cage is mounted on a vertical drive shaft with the drive socket at the top of the shaft,
the latter being freely suspended from the bearings provided in its upper part. A rotating cage for generating liquid spray is shown at the lower end of the shaft, and consists of a hub and a circular series of bars attached to end disks, (a ring can be used at the bottom of the shaft. the cage instead of a disc) to form a cage in the form of a ferrule with the lower end open. Bars, or other element. of the cage, are intended to act as impactors ot to divide the drops of liquid into finer droplets when the cage is rotated at high speed and to drive these droplets out into the gas surrounding the cage.
The cage may be short or long depending on the intended application, the diameter of the circle on which the impactors are placed and the speed at which the cage rotates also depending on the intended application.
Other types of liquid spray producing apparatus and air handling apparatus have a shaft, passing through the ferrule or cage, mounted in bearings. under the cage; these bearings may be exterior or, when the liquid under the cage is such that it is desirable to protect the bearings, the shaft may be tubular and surround a fixed axis descending from above or rising from below to support the bearings, and the everything can be sealed% 4 using a known sealing device.
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Different kinds of pumps have been used to make
Assemble the liquid from the reservoir into the rotating cage and will produce the initial separation of the liquid into large drops which can be projected against the impactors of the cage. These pumps are often referred to at the lower end of the shaft which carries, as shown in the aforementioned US patent, a fan, a drive pulley and the rotating cage. Most often these devices include vanes or an Archimedean screw, as described in US Patents 2,599,202 and 2,889,005.
External pumps have also been used, but they require additional electrical controls and motors to drive them, as well as piping and other fittings to conduct the pump outlet to the cage inlet. Another such apparatus is disclosed in U.S. Patent Application No. 138,472 of September 15, 1961, and yet another type of liquid spray generator in a similar air washer apparatus is disclosed in U.S. Patent Application. U.S. No. 80.822 of January 5, 1961.
An aim of the present invention is to provide for these purposes a simple and compact internal pump, the parts of which are arranged coaxially, if desired, with or without direct coupling of the rotating parts.
The present invention provides an internal pump suitable for delivering liquid into a cage generating liquid sprays, of the bar or vane type. This pump delivers liquid to the rotary spray generator without a pump housing or stationary lower part, and normally without a bearing below the pump. In the pump according to the invention, the liquid is delivered to the spray-generating cage while turning the entire pump, which is totally or partially immersed in the pumped liquid.
This pump can be attached directly to the part
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lower part of the spray-generating rotor or other rotating device which modifies the state of the liquid, that is to say the filter, the mixture or the spray, and such a device which impedes the spraying can be of the type cage with bars, or vanes, as described in U.S. Patent Application No. 80,822 of January 5, 1961.
In a simple form, the pump according to the invention is attached directly to the bottom of the spray generator or other rotor, and does not require separate drive or separate drive couplings. However, it can be driven independently if different speeds are desirable for the respective pump and cage. or its speed can be reduced compared to that of the rotor of the spray generator by a planetary speed reducer mounted on a fixed shaft passing inside the drive shaft, by a hydraulic coupling with a converter of hydraulic torque, or a turbine drive.
These internal pumps generally comprise a rotating hollow body, cylindrical or conical, or bowl-shaped, mounted so as to rotate about its axis, and vanes fixed to the internal surface of the body take the liquid in which the pump is immersed and drive it upwards into the spray generator device. The vanes and their arrangement can be chosen according to the volume of liquid to be moved, the control required and the desired speed of rotation.
The accompanying drawings and the description given below relate to a preferred embodiment of the invention and to certain variants thereof. In the drawings
Fig. 1 is a schematic view of an air washer according to the present invention;
Fig. 2 is an axial section at more rand. scale of a pump similar to that shown in the air washer of Fig.1;
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J1I 'is a view similar to 111. 2 of another pump construction;
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FI g. is a view of yet another pump according to the pr4sonte invention and Fi &. 5 is a view with a jompe rotor Cfl1ndri <1. \ "- 1, the apparatus shown on rig. 1 comprises a tank 10, at the bottom of a casing 12 near the upper end i \ of which are provided for a series of spray eliminators 14 *.
A shaft 15 is carried in a bearing 16 which is held rigidly centered with respect to the housing 12 by the pressure eliminators.
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verification. 14 # and a second bearing 18 at the top of the housing. Multiple pulleys 20 are provided at the upper part.
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perimeters of the shaft for the drive using an enz belt.
A blower 22 draws air through the crankcase and discharges through tertiary duct 24. A duct 26 rounds the inlet of air or other wash into the crankcase, and it opens behind an annular screen 28.
## A rotary cage spray generator 30 is provided in the center of the space delimited by the screen 28 and is wedged on the shaft 15. A disc 32 is provided at the top of the spray generator and a ring 33 is planned at his
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bottom, and under this ring is provided a pump 34 whose bo114 t * - bettor of the bowl comes near the opening inside the ring
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*: 3 this pump being fixed to the end of the shaft so as to operate with at least 4 its bottom immersed in the liquid contained in the tank 10.
Vanes 36 are provided at least in the lower part of the bowl of this pump, and preferably the
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vane $ are tilted downwards in the direction of rotation, at 150 dan! 'rI, the example shown in Fig.1 of the drawings.
The pump bowl itself is a surface of revolution, greater or less hemispherical, cylindrical or frustoconical. The hau-
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'## tor and diameter are provided according to the 1nd1 installations.
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and are mainly determined by the volume to be moved and the number of revolutions at which it is desirable for the pump to turn. The bowl advantageously widens outwards and upwards so as to take advantage of the centrifugal force which cooperates with the action of the blades or which replaces it. This flaring should normally begin below the normal level of the liquid.
Normally, the dimensions are on the order of a few centimeters or 30 cm or more, and the height can vary from a few centimeters to a meter or more. The pump may be conical or be formed from another flared surface of revolution, over its entire height or only over a part thereof, and the pump bowl is immersed in the liquid.
The vanes all advantageously placed in such a way as to be in the liquid of the reservoir and to be submerged there *, The flaring to the outside of the pump bowl from the inlet can be chosen as desired, but it varies normally zere (for a cylindrical pump) until it forms an angle of 60 with the axis of rotation and is normally 10 to 100 in height.
The vanes are not necessary for the operation of the pump, but greatly increase its efficiency.
If used, these vanes advantageously extend below the normal liquid level so that the pump does not have to be primed. The vanes may be radial and parallel to the axis, or may be tilted forward, parallel to the axis, or curved with respect to the direction of rotation. In view of the great variation in applications of these pumps and the respective speeds at which the shafts on which they are mounted must rotate, the pumps must be designed to give the desired flow rate.
As shown in Figs. 1 to 4, the pump bowl 34 or 34b shown in section comparte an annular flange 38
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its upper party * which eet bolted to the bottom ring 33 of 1 case, generating sprays and / or serves. the rotating entrainment of the bowl of pomps, tua Fie- 2 represents a truth'an. where the shaft 15a is extended and the vanes 36 extend inward and downward to force a spider 37 and a spider 35 to the
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upper parts, with the help of which the atne is mounted on the inner part of the shaft 15a.
In the example shown the taper is 20 with respect to the axis, but this taper is not considered critical, other taper may be used as described above.
The upper edge of the cone takes in substance in the central opening of the ring 33 at the bottom of the cage 30.
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IVF. 3 shows a pump bowl 34b of approximately hemispherical shape, with vanes 36b to, '. Ntcr eur, parallel to the axis and meeting the bottom of the bowl,
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Les Fles. 4 and 5 showing other variants in which the pump bowl or d carrying the vanes 36 or d is mounted on the bottom of the cage using an annular flange 38, and a fixed pillar 40 fixed to the bottom from tank 10 goes up to
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center of the pump 34c or d and comprises blades 42c or 42d leaving a slight space between them and the movable blades 36c or d.
These fixed vanes, normally placed vertically, co-act with inclined or helical vanes of the rotating cone or cylinder to increase the pumping action. We see in these figures that the corners of the blades 36c or d are rounded and do not
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carries what other corner can vidammtli1.t the rest also to handle to avoid the entrainment in the tank of matters such as pieces of ropes, rags, etc., which could prevent the action of the pump if they wrapped around the shaft or came across the intake. '
The present invention offers numerous advantages, among which are the following:
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1 ... Removal of a bearing at the bottom of the device immersed in the liquid,
2, -Simplicity and economy of manufacture.
3.- Substantially complete imprisonment or protection of the spray generator so that the air or other gas does not pass through the distributor, but follows the baffles outside the cage thus preventing the air from short-circulating the spray. - tion around the cage passing through its center.
4.- Possibility of using different types of spray generators and collectors, etc.
5 .. The anti-clogging characteristics.
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