Oblast techniky

Tento vynález se obecně týká čerpadel a obzvláště, avšak nikoli výhradně se zaměřuje na vysokoiychlostní čerpadla pro konkrétní účely.

Dosavadní stav techniky

Tento vynález je obzvláště využitelný v případě vysokoiychlostních čerpadel pro konkrétní účely, mezi které typicky patří postupy odsiřování kouřových plynů v elektrárnách.

Taková čerpadla se využívají v postupu mokrého čištění plynu s použitím vápence tak, že zajišťují cirkulaci suspenze, která odstraňuje síru z kouřových plynů před tím, než by mohla vstoupit do atmosféry. Odkaz na toto konkrétní použití by však neměl být chápán jako omezení rozsahu přihlašovaného vynálezu. Zkušeným odborníkům v této oblasti techniky se budou snadno vybavovat zřejmé možnosti dalších využití.

Čerpadla, která se vyžadují pro postupy odsiřování kouřových plynů, musí zajišťovat dosahování vysokých průtokových poměrů při zpomalování k dolní úrovni dopravní výšky čerpadla. V zájmu dosahování takových průtokových poměrů mohou taková čerpadla být například namontována na společném hřídeli, což umožňuje zvyšování rychlosti, při které pracují nad případně umístěným čerpadlem majícím převodovou skříň s pomalejšími převody.

Na rozdíl od obvyklých, pomaleji pracujících čerpadel pro čerpání suspenze radiálním způsobem lze tato vysokorychlostní čerpadla určená pro postupy odsiřování kouřových plynů rovněž označovat jako čerpadla se směšovaným prouděním. Proudění v radiálním čerpadle je převážně odstředivé, zatímco v případě čerpadla se směšovaným prouděním je proudění jak odstředivé tak i podélné ve směru vedení osy hřídele čerpadla.

Konkrétní požadavky kladené na čerpadla pro odsiřování kouřových plynů jsou za normálních okolností velmi striktní a uživatelé vyžadují vysokou účinnost. V těch provozech, kde se provádí odsiřování kouřových plynů správným a účinným způsobem, musí čerpadla pro odsiřování kouřových plynů čerpat přesně nastavený objem vápencové suspenze v rámci celého systému odsiřování kouřových plynů. S ohledem na nutnost přesného nastavení průtokového • · '99 9 9 ·· 9 9 9 9 9 • 9 9 9 · · · »· φ «9 · 9 9 9 9 ·''·«·

9 9 9 9 9 9 999 9 9 9 9 *

-2poměru musí být přesně nastavena dopravní výška (nebo tlak), kterou čerpadlo vytváří. Za normálních okolností technické parametry čerpadla nepovolují žádné záporné tolerance a jako příklad lze uvést to, že, je-K předepsaná dopravní výška čeipadla 25 m, pak pří zkoušce musí čerpadlo vytvářet dopravní výšku 25 m nebo více. Údaj o takové kladné toleranci se rovněž uvádí ve „Normách vyhovujících výsledků zkoušek čerpadel“, která jsou smluvně dána. Toto může představovat přibližné +5% nad dopravní výšku čerpadla.

Konstrukční řešení čerpadla pro odsiřování kouřových plynů musí brát v úvahu technické provozní požadavky, a to zejména s ohledem na dopravní výšku, protože právě dopravní výška bezpodmínečně určuje objem proudění suspenze v systému pro odsiřování kouřových plynů. V případě přímo poháněného čerpadla se směšovaným prouděním lze průměr oběžného kola měnit pouze omezeně, aby byly splněny technické provozní požadavky. Proto se někdy mohou objevit případy, kdy čerpadlo vytváří větší dopravní výšku, než uvádí technická specifikace a někdy může být tato dopravní výška dokonce větší než, než uvádí technický údaj o povoleném horním limitu ve smlouvě. Pokud dopravní výška překračuje povolenou toleranci, pak se musí snížit natolik, aby konečný výsledek testování dopravní výšky byl v pásmu tolerance a tak splňoval povolené normy.

V souvislosti se snížením dopravní výšky do pásma povolené tolerance (řekněme -0% až +5%) se oběžné kolo čerpadla může upravovat způsobem „oříznutí“, což jinými slovy znamená provedení malého zmenšení průměru oběžného kola. Oříznutí, které snižuje dopravní výšku, rovněž mění energetické nároky, které čerpadlo vstřebává, a tato skutečnost se promítá do účinnosti čerpadla.

Na základě studia technických výkresů a příslušných textů lze konstatovat, že známým technickým postupem, který se v současnosti uplatňuje, je vedení řezu v určitém úhlu na hnací straně nebo zadní bočnicové straně oběžného kola. Toto je předvedeno na obr. 1. V závislosti na rozsahu oříznutí (zmenšení průměru) se ovlivňuje dopravní výška a výkon v rozdílných poměrech tak, jak je to předvedeno na obr. 2. Předběžné určování nutného oříznutí je tudíž složité, neboť hlavní problém souvisí se skutečností, že snížení dopravní výšky a výkonu nesleduje stejný model. Proto výsledkem oříznutí prováděného tímto známým způsobem je snížení dopravní výšky, menší snížení výkonu a následné snížení účinnosti. Pak může dojít k tomu, že dopravní výška a proudění vytvářené čerpadlem jsou správné, ale spotřebovaná energie je vyšší, než povoluje norma. V takovém případě by čerpadlo bylo nepřijatelné.

4999 ·· 9 99 94

9 9 9 9 9 4' 4 4 4

9 9 9 9 9 9 9 4 ¹ 9 9

9 994 9 9999 9 9 99 »

994 4 44 4 4494

44 44 4 44 44

-3Podstata vynálezu

V souladu s jedním znakem přihlašovaného vynálezu je cílem vyvinutí způsobu tvarové úpravy oběžného kola čerpadla, aby byly překonány výše zmiňované problémy.

V souladu s dalším znakem přihlašovaného vynálezu je cílem poskytnutí zdokonaleného oběžného kola čerpadla.

Podle jednoho znaku přihlašovaného vynálezu je vyvinut způsob tvarové úpravy oběžného kola zajišťující podmínky pro dosahování předepsaných provozních parametrů na základě toho, že oběžné kolo má přední bočnici a zadní bočnici, tyto bočnice se nacházejí v určité vzdálenosti od sebe, čímž mezi sebou vytvářejí určitý počet průchodů, které jsou odděleny určitým počtem lopatek oběžného kola, z nichž každá má vnější břit veden mezi přední bočnici a zadní bočnici, toto oběžné kolo má vnější průměr JD, přičemž řečený způsob obsahuje kroky takového ořezávání vnějšího břitu lopatek oběžného kola, aby vnější průměr Di přední bočnice byl menší než vnější průměr D₂ zadní bočnice.

Vnější obvodové ostří se výhodně ořezává tak, aby se šikmo svažovalo směrem dovnitř od vnějšího průměru D₂ zadní bočnice k vnějšímu průměru Dj přední bočnice.

Podle dalšího znaku přihlašovaného vynálezu je vyvinuto oběžné kolo čerpadla, kdy toto oběžné kolo obsahuje přední bočnici mající vnější průměr D₃ a zadní bočnici mající vnější průměr D₂, tyto bočnice se nacházejí v určité vzdáleností od sebe, čímž mezi sebou vytvářejí určitý počet průchodů, které jsou odděleny určitým počtem lopatek oběžného kola, z nichž každá má vnější břit veden mezi přední bočnici a zadní bočnici, vyznačující se tím, že vnější průměr Di přední bočnice je menší než vnější průměr D₂ zadní bočnice.

Je výhodné, je-Κ poměr Di/D₂ v rozsahu od 1,0 do a včetně 0,85.

Překvapivě bylo zjištěno, že sníženi dopravní výšky a výkonu sleduje model, kteiý má větší výpovědní hodnotu, a, co je důležitější, snížení dopravní výšky a výkonu v případě každého oříznutí je rovnoměrnější. Výhodně je to, že ve srovnání se známým způsobem je účinnost čerpadla daleko méně ovlivněna provedením oříznutí. Na základě toho se jako podstatně výhodnější jeví používání nového způsobu oříznutí oběžného kola, který umožňuje dosahování dopravní výšky a průtoku v rozsahu stanovených norem a který je současně přijatelný z hlediska účinnosti.

»* 99*9 99 · 99 ·«

9 · 999 9 9 9 9

9 9 9 9 9 9 9 999 • * 9 9 9 9 9999 9 9 9 9 9

99 · 9 9 9 9 9 9 9

9· ·· 99 · 99 99

-4Nyní bude proveden popis upřednostňovaných provedení tohoto vynálezu s odkazem na připojená vyobrazením na nichž :

obr. 1 je schematický pohled na část oběžného kola, které bylo oříznuto s použitím známého způsobu ořezávání;

obr. 2 je graf, který obecně znázorňuje provozní charakteristiky oběžného kola čerpadla předvedeného na obr. 1;

obr. 3 je schematický pohled na část oběžného kola, které bylo oříznuto podle tohoto vynálezu;

obr. 4 je graf, který obecně znázorňuje provozní charakteristiky oběžného kola čerpadla předvedeného na obr. 3, kdy procento oříznutí se určuje podle vzorce

100- — x 100

V EV

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 a 3 jsou znázorněna dvě oběžná kola čerpadla, která jsou obecně označena odkazovou značkou 10, a každé z těchto dvou oběžných kol obsahuje přední bočnici 12 a zadní bočnici 14 s řadou lopatek 15 vedených mezi řečenými bočnicemi 12, 14, jež oddělují vnitřek oběžného kola od řady průchodů. Oběžné kolo čerpadla dále obsahuje vstup 17 do oběžného kola a řadu výstupů mezi lopatkami na obvodovém okraji 19 oběžného kola. Průměr přední bočnice je označen odkazovou značkou Di a průměr zadní bočnice je označen odkazovou značkou P₇. V konstrukčním uspořádání podle dosavadního stavu v této oblasti techniky, které je předvedeno na obr. 1, se oříznutí dosahuje takovým odstraňováním části vnějšího obvodového okraje, aby průměr vstupové bočnice Dj byl větší než průměr výstupové bočnice EU V předcházejícím textu již bylo uvedeno, že v závislosti na množství oříznutí (zmenšení průměru) dochází k ovlivnění dopravní výšky a výkonu, což se projevuje rozdílnými poměry tak, jak je to předvedeno na obr. 2.

Podle přihlašovaného vynálezu se oříznutí oběžného kola provádí odstraňováním materiálu takovým způsobem, aby průměr přední bočnice byl menší než průměr zadní bočnice. Účinek tohoto oříznutí je předveden na obr. 4.

»» ··· ·· ·· · • · · » · · • · · · · · · • · · · · · ···· • -♦ · · * · 9

99 99 9 ·· 99

-5Takto je účinnost čerpadla v důsledku provedeného oříznutí daleko méně ovlivněna ve srovnání se způsobem podle dosavadního stavu techniky. Za těchto okolností existuje větší pravděpodobnost, že v souladu se způsobem podle přihlašovaného vynálezu je možné dosahovat dopravní výšku a objem průtoku v rozsahu předepsané tolerance při současném udržování účinnosti v přijatelných limitech.

Na závěr lze dodat, že pochopitelně existuje možnost včleňování různých změn, úprav a/nebo dodatečných zásahů do různých konstrukčních řešení a uspořádání součástí, aniž by docházelo k překračování ducha nebo rámce tohoto vynálezu.

• v ····

9 9 • 99

9 9 • · · · »· 99 pVJ&C® ·· · ·· 99

9 9 ·

9999