CS235094B2 - Pumping equipment for liquid conveying control - Google Patents

Description

Vynález se týká nového konstrukčního vytvoření šachtové trouby čerpacího zařízení s ponorným čerpadlem, které umožňuje regulovatelnou dopravu kapaliny.

Ponorná čerpadla jsou využívána zejména pro dopravu neupravené vody, nacházejí uplatnění v zemědělském zavlažování, odvodňování, odčerpávání vody ze zatopených prostorů, dále při zásobování technologickou a chladicí vodou, přičemž množství čerpané kapaliny se mění v širokých mezích. Výhodou ponorných čerpadel je jejich jednoduché osazování a odstraňování. Tato výhoda vyplývá z kompaktnosti čerpací jednotky, osazené do šachtové trouby. Ponorné čerpadlo je spuštěno do. šachtové trouby, opatřené podpěrnou obrubou, o kterou je čerpací jednotka podepřena. Ponorné čerpadlo, popřípadě čerpací stanice tohoto typu, je společně se šachtovou troubou popsáno například v literatuře .švédské firmy, zveřejněné v roce 1981 ve Švýcarsku, zejména na str. 32 a 33 publikace FLYGT TAUCHPUMPEN IN DER GANZEN WELT '1981/82. Pro regulaci množství dopravované kapaliny, které kolísá v širokých mezích, je známo několik řešení, například výměna motoru, nastavení lopatek oběžného kola, doplnění Čerpací jednotky soustavou nastavitelných rozvodových lopatek, regulace otáček elektromotoru, odčerpávání atd.

Soustava, sestávající z odstředivého čerpadla o vysokém počtu otáček a ze sacího a výtlačného, potrubí napojeného na čerpadlo, je popsána v maďarském patentovém spisu č. 168 031 a je opatřena regulací odstředivého působení s odčerpáváním. Nevýhoda těchto řešení spočívá v tom, že se jen málo mohou přizpůsobovat změněným požadavkům na množství dopravované kapaliny. Výměnou čerpacího zařízení není možno dosáhnout plynulé regulace a navíc je tato metoda spojena s vysokými investičními náklady.

Opatření čerpadla nastavitelnými oběžnými lopatkami nebo vestavění nastavitelných rozváděčích lopatek značně komplikuje konstrukci čerpadla a současně se použitím součástí s větší náchylností k poruchám snižuje spolehlivost zařízení.

Regulace otáček motoru je pro řešení tohoto úkolu z hydraulického hlediska nepříznivá, protože výrazným snížením čerpací výšky se jen nepatrně sníží množství dopravované kapaliny, přičemž toto snížení není úměrné požadavkům. Nevýhodné je také to, že regulace otáček vyžaduje poměrně nákladné elektrické vybavení.

Regulace pomocí částečného odčerpávání nebo . odvádění kapaliny má tu nevýhodu, že při čerpání dochází ke ztrátám energie, které jsou úměrné množství kapaliny dopravované zpět. Regulace odstředivé síly čerpadla s odčerpáváním je sice výhodná jak z hlediska šetření energií, tak také z hlediska investičních nákladů a spolehlivosti provozu, avšak při hodnocení předností tohoto známého řešení podle maďarského. patentového spisu č. 168 031 je třeba vzít v úvahu také významné výhody ponorných čerpadel a čerpacích zařízení, které vyplývají z jednoduchosti osazování a montáže, z kompaktnosti konstrukce, nízkého počtu přípojů, protože ponorné čerpací zařízení nepotřebuje většinou sací a výtlačné potrubí.

Další známé řešení je popsáno v československém patentovém spisu č. 124 833, které využívá ovlivňování rotace kapaliny před oběžným kolem čerpadla, a to orientovaným zpětným přívodem čerpaného média těsně před vstup čerpadla. Toto zařízení vykazuje rovněž některé nedostatky, které vyplývají z jeho prostorového konstrukčního uspořádání. Je to zejména možnost omezené regulace.

Cílem vynálezu je odstranění uvedených nedostatků známých řešení a vytvoření takové šachtové trouby a konstrukce ponorného čerpacího zařízení, které by umožnily popsaný postup regulace realizovat jednoduše.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje čerpací zařízení s ponorným čerpadlem uloženým v šachtové troubě pro regulování množství čerpané kapaliny, které je opatřeno vratnou komorou, která propojuje horní prostor šachtové trouby, který obsahuje čerpanou kapalinu, s jejím prostorem před čerpadlem, jež je vytvořen pro udělení krouživého pohybu kapalině ve tvaru spirálové skříně, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že vratná komora je opatřena škrticím ústrojím.

Výhodou zařízení podle vynálezu je velká přizpůsobivost různým pracovním režimům, například změnám v požadovaném dopravovaném . množství, možnost plynulé regulace při současné úspoře energie, nízké investiční náklady, jednoduchá konstrukce celého zařízení, jeho snadné osazení a montáž, možnost použití běžných ponorných čerpadel a vysoká provozní spolehlivost.

Regulace množství kapaliny dopravované ponorným čerpadlem pomocí předem vytvořeného krouživého pohybu kapaliny se uskutečňuje velmi jednoduše tak, že kapalina se přivádí . zpět spirálově tvarovanou částí šachtové trouby před čerpadlo.

Vynález bude dále popsán za pomoci přiložených výkresů, na kterých představuje:

obr. 1 svislý řez šachtovou troubou s ponorným čerpadlem a s principiálním řešením zpětného vedení kapaliny, obr. 2 vodorovný řez šachtovou troubou vedený rovinou A — A z obr. 1, přičemž šipkou je naznačen směr proudění kapaliny vedené zpět, obr. 3 svislý řez jiným příkladem provedení Šachtové trouby s vratnou komorou umístěnou ve vnitřním prostoru šachtové trouby a se škrticím ústrojím, přičemž ponorné čerpadlo je uloženo excentricky, obr. 4 vodorovný řez druhým příkladem provedení šachtové trouby, vedený rovinou A — A z obr. 3, přičemž směr proudění vracející se kapaliny je vyznačen šipkou, obr. 5 svislý řez detailem B z obr. 3, znázorňující jiné příkladné provedení škrticího ústrojí, obr. 6 svislý řez dalším příkladným provedením šachtové trouby se středově uloženým ponorným čerpadlem, s dvouchodou spirálovou skříní umístěnou na spodním konci šachtové trouby a se zpětným vedením regulovaným kruhovým šoupátkem a obr. 7 vodorovný řez dvouchodou spirálovou skříní, vedený rovinou A — A z obr. 6, přičemž šipkou je vyznačen směr proudění kapaliny.

Jak je patrno z obr. 1, 3 a 6, je šachtová trouba 1 pomocí příslušných upevňovacích dílů svisle upevněna v čerpací šachtě 7. Na šachtovou troubu 1 je dole upevněna jednochodá nebo dvouchodá spirálová skříň 2 pro uvádění kapaliny do krouživého pohybu. V šachtové troubě 1 je na spodní obrubě 6 podepřeno soustředně nebo excentricky ponorné čerpadlo. 5 vytvořené pro tento účel, které čerpá kapalinu z čerpací šachty 7, přičemž část této čerpané kapaliny, jejíž množství je určováno nastavením škrticího ústrojí 3, je přiváděna vratnou komorou 4 zpět, aby se v okolí ponorného čerpadla 5 udělil kapalině krouživý pohyb. Kapalina se může při čerpání odvádět buď přímo ze šachtové trouby 1 ve směru její osy, nebo může být odváděna výtlačným potrubím, jestliže šachtová trouba 1 přechází na konci do obloukového dílu.

Podle příkladu provedení znázorněného na obr. 1 a 2 proudí část kapaliny dopravované ponorným čerpadlem 5 ze šachtové trouby 1 vratnou komorou 4, před níž je zařazeno škrticí ústrojí 3, do spirálové komory ve formě spirálové skříně 2, vytváří před ponorným čerpadlem 5 krouživý pohyb kapaliny.

Ze . spirálové skříně 2 proudí kapalina v tečném směru a mísí se s kapalinou nasávanou ponorným čerpadlem 5 ze šachtové trouby 1 a z čerpací šachty 7. Tím se vytváří ještě před oběžným kolem ponorného čerpadla 5 krouživý pohyb kapaliny, snižující dopravní výšku, a tím i příkon ponorného čer padla 5, zatímco množství čerpané kapaliny se snižuje o část, která se vrací zpět. Množství vracené kapaliny se řídí škrticím ústrojím 3, kterým může být šoupátko, ventil, kruhové šoupátko apod.

Podle obr. 3 a 4 je spodní obruba 6 pro ponorné čerpadlo 5 vytvořena excentricky, takže vzniká dostatečný prostor pro umístění vratné komory 4 a škrticího ústrojí 3 uvnitř šachtové trouby 1.

V detailu B obr. 3 je znázorněna svisle pohyblivá klapka 3a a na obr. 5 je znázorněno vodorovně pohyblivé ventilové škrticí těleso 3b.

V příkladech provedení zobrazených na obr. 6 a 7 škrticí ústrojí 3 vytvořeno ve formě kruhového šoupátka. Pohybuje-li se kruhové šoupátko nahoru, proudí kapalina mezerou mezi horní obrubou skříně čerpadla a spodní obrubou kruhového šoupátka do vratné komory 4, která je v tomto případě vymezena vnějším pláštěm skříně čerpadla a šachtovou troubou 1. Jedním nebo dvěma otvory ve spodní části šachtové trouby 1 proudí kapalina do spirálové skříně 2 pro vytváření krouživého pohybu, přičemž spirálová skříň 2 je v tomto příkladu dvouchodá.

Jak je patrno z těchto příkladů provedení, může být vynález ' realizován . v celé řadě alternativních provedení. Samotné ponorné čerpadlo 5 může být umístěno v ose šachtové trouby 1 nebo excentricky, přičemž v prvním případě je vratná komora 4 umístěna mimo šachtovou troubu 1, zatímco v druhém případě může být stejně dobře umístěna uvnitř šachtové trouby 1. Škrticí ústrojí 3 pro regulování množství vracející se kapaliny může mít různé provedení a může být také umístěno uvnitř šachtové trouby 1 nebo mimo ni, přičemž uvnitř šachtové trouby 1 může být umístěno i v případě, že vratná komora 4 je mimo šachtovou troubu 1.

Vytvořením šachtové trouby podle · vynálezu je vyřešeno jednoduché a účinné regulování čerpání kapaliny pomocí zařízení, vybaveného ponorným čerpadlem 5. Je-li zařízení opatřeno několika ponornými čerpadly 5, může být jedna šachtová trouba 1 nebo několik šachtových trub 1, popřípadě mohou být všechny šachtové trouby vytvořeny podle vynálezu.

Claims (4)

1. PŘEDMĚT

   1. Čerpací zařízení s ponorným čerpadlem uloženým v šachtové troubě pro regulování množství čerpané kapaliny a vratnou komorou, která propojuje horní prostor šachtové trouby, který obsahuje čerpanou kapalinu, s jejím spdním koncem před čerpadlem, který je pro udělení krouživého pohybu kapalině vytvořen ve . tvaru spirálové skříně, vyznačující se tím, že vratná komora (4) je opatřena škrticím ústrojím (3j.
2. 2. Čerpací zařízení podle bodu 1, vyznaY N A L E Z U čující se tím, že vratná komora (4) je společně se škrticím ústrojím (3) umístěna uvnitř šachtové trouby (1), ve které je ponorné čerpadlo (5 ] uloženo excentricky.
3. 3. Čerpací zařízení podle bodu 1, vyznačující se tím, že škrticí ústrojí (3J je tvořeno kruhovým šoupátkem pohyblivým uvnitř šachtové trouby [1], přičemž vratná komora (4j je tvořena prostorem mezi ponorným čerpadlem (5) a šachtovou troubou (1), pro pojeným se spirálovou skříní (2) jedním nebo dvěma otvory.
4. 4. Čerpací zařízení podle bodu 1, vyzna čující se tím, že pouze škrticí ústrojí (3) nebo vratná komora (4) jsou uspořádány uvnitř nebo vně šachtové trouby (1).