CZ2004654A3 - Hybridní čerpadlo - Google Patents

Description

Hybridní čerpadlo

Oblast techniky

Vynález se týká hybridní čerpadlo se skříní, do které ústí alespoň po jednom sacím kanálu a výtlačném kanálu, a v jejímž v podstatě kruhovitém vnitřním prostoru je excentricky uspořádán rotor, který má po obvodu radiálně uspořádané rotorové lopatky z pružného materiálu.

Dosavadní stav techniky

U konstrukcí čerpadel pro čerpání fluid, zejména kapalin, vzniká problém v tom, že se dá sice pomocí známých rotačních čerpadel dosáhnout vysoké účinnosti a malého provozního hluku čerpadla, tato čerpadla ale nejsou samonasávací, to znamená, že z klidového stavu nemohou sama nasát sloupec kapaliny, jestliže je rotační čerpadlo zavzdušněno. To je nevýhodné obzvláště tehdy, jestliže takováto čerpadla mají jen krátké provozní doby a čerpaný sloupec kapaliny v klidovém stavu na základě výškové diference opět z vnitřku čerpadla vyteče.

Proto mají rotační čerpadla často doplňkové agregáty, kterými může být před vlastním provozem rotačního čerpadla dopraven sloupec kapaliny do vnitřního prostoru skříně, a rotační čerpadlo neběží tedy nasucho, nýbrž vnitřní prostor skříně je od začátku naplněn kapalinou. Jiné konstrukce čerpadel, jako jsou například odstředivá čerpadla známé konstrukce, jsou sice samonasávací, mají však jen malou účinnost, protože musí být například překonáváno vnitřní tření čerpadla. Jinou konstrukci

-2čerpadel představuje lopatkové čerpadlo, u kterého na rotoru uspořádané, radiálně odstávající lopatky, oddělují dílčí obsahy vnitřního prostoru skříně, a v nich se během rotace rotoru čerpá kapalina. Nevýhodou je přitom především to, že lopatky lopatkových čerpadel musejí být velmi přesně přizpůsobeny, protože jsou uspořádány vůči rotoru relativně posuvně, a u lopatkových čerpadel dochází na základě tření mezi lopatkami a vnitřní stěnou skříně k vysokému opotřebovávání čerpadla. Proto jsou lopatková čerpadla samonasávací i v zavzdušněném stavu. Takovéto, dále rozvinuté lopatkové čerpadlo daného druhu, představuje spis DE 19545045, u kterého jsou lopatky lopatkového čerpadla upevněny na rotoru a vytvořeny elasticky, takže proudově příznivě zakřivené lopatky rotoru se během celého rotačního pohybu rotoru pohybují podél vnitřní plochy vnitřního prostoru skříně a.na .ni za proměnného předpětí přiléhají. Tím lopatky rotoru oddělují jednotlivé objemy uvnitř vnitřního prostoru skříně od sebe, přičemž na základě excentricity mezi rotorem a vnitřním prostorem skříně je možné příslušné čerpání fluida a nárůst tlaku způsobem, známým zásadně pro lopatkové čerpadlo. Flexibilita proudově příznivě zakřivených lopatek rotoru má přitom tu výhodu,' že mezi vnitřní stěnou skříně a lopatkami rotoru dochází jen k mírnému opotřebení, protože se lopatky za elastického předpětí přizpůsobují různým vzdálenostem vůči vnitřní stěně skříně a k této vnitřní stěně skříně přiléhají. Avšak z důvodu dané konstrukce není účinnost takovéhoto čerpadla příliš vysoká a také opotřebení je vůči například rotačním čerpadlům podstatně vyšší. Cílem vynálezu je odstranit nedostatky dosavadního stavu techniky a zajistit čerpadlo, které je jednak samonasávací a současně může pracovat š vysokou účinností, a nadto je levně vyrobitelné.

-3Podstata vynálezu

Nedostatky dosavadního stavu techniky podstatnou měrou odstraňuje a cíl vynálezu splňuje hybridní čerpadlo se skříní, do které ústí alespoň po jednom sacím kanálu a výtlačném kanálu, a v jejímž v podstatě kruhovitém vnitřním prostoru je excentricky uspořádán rotor, který má po obvodu radiálně uspořádané rotorové lopatky z pružného materiálu podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že excentricita rotoru vůči vnitřnímu prostoru skříně a pružnost rotorových lopatek jsou zvoleny tak, že v oblasti malých otáček žádná rotorová lopatka svou radiálně odstávající koncovou oblastí v průběhu otáčky rotoru nedolehne vůbec nebo dolehne jen k části vnitřní stěny vnitřního prostoru skříně a v oblasti vyšších otáček všechny rotorové lopatky svými radiálně odstávajícími koncovými oblastmi dolehnou v průběhu celé otáčky rotoru k vnitřní stěně vnitřního prostoru skříně. S výhodou je tvar pružných rotorových lopatek zvolen tak, že od určitých otáček rotoru všechny koncové oblasti rotorových lopatek doléhají k vnitřní stěně vnitřního prostoru skříně a vytváří od sebe oddělené kompresní komůrky. S výhodou má každá rotorová lopatka v průřezu proudově zakřivený tvar pro dolehnutí alespoň k části vnitřní stěny vnitřního prostoru skříně při pomalých otáčkách rotoru. S výhodou je hybridní čerpadlo v oblasti malých otáček proudovou vývěvou. S výhodou jsou v oblasti malých otáček rotorové lopatky deformovány čerpaným mediem. S výhodou je hybridní čerpadlo v oblasti vyšších otáček objemovým čerpadlem. S výhodou mají rotorové lopatky lopatkovité zakřivení a jsou v obvodovém směru otáčení rotoru

-4pružně deformovatelné. S výhodou jsou rotorové lopatky vytvořeny z plastového materiálu, výhodně z termoplastických materiálů nebo polyuretanu nebo EPDM nebo nitrilu nebo neoprenu. S výhodou jsou rotor a rotorové lopatky vytvořeny z jednoho kusu. S výhodou jsou rotorové lopatky z pružně elastického materiálu uloženy ve vybráních rotoru. S výhodou jsou koncové oblasti rotorových lopatek opatřeny válcovitými zesíleními doléhajícími k vnitřní stěně vnitřního prostoru skříně a oddělujícími od sebe jednotlivé kompresní komůrky.

S výhodou je excentricita rotoru v rozsahu do 0 -20 %, přednostně 0 - 2 % průměru rotoru. S výhodou jsou objemy kompresních komůrek od minima v oblasti sacího kanálu přes maximum k minimu v oblasti výtlačného kanálu hybridního čerpadla. S výhodou mají rotor a skříň tvar navzájem vodotěsně spojitelných kotoučů. S výhodou probíhá sací kanál a/nebo výtlačný kanál, ústící do vnitřního prostoru skříně, kolmo k ose otáčení rotoru hybridního čerpadla. S výhodou probíhají sací kanál a výtlačný kanál, ústící do vnitřního prostoru skříně, alespoň svojí částí rovnoběžně s osou otáčení rotoru hybridního čerpadla. S výhodou má hybridní čerpadlo hnací motor. Hybridní čerpadlo umožňuje v první oblasti o malých otáčkách převážně působit jako čistá proudová vývěva, v podstatě adekvátně rotačnímu čerpadlu. Po překročení prahové hodnoty pro otáčky ale hybridní čerpadlo své provozní chování změní, tím že se rotorové lopatky za působení odstředivé síly natolik elasticky deformují, že svými radiálně odstávajícími koncovými oblastmi v podstatě během celé otáčky rotoru přilehnou k vnitřní stěně vnitřního prostoru skříně,, a tím od sebe vodotěsně oddělí dílčí objemy vnitřku skříně. Tím je možné, s takto v podstatě adekvátně konvenčnímu lopatkovému čerpadlu pracujícím hybridním čerpadlem zajistit samonasávání

-5sloupce kapaliny, i když se hybridní čerpadlo předtím nacházelo, například na základě klidového stavu v zavzdušněném stavu. .Jestliže hybridní čerpadlo běží například na základě tohoto klidového stavu naprázdno, tak hnací motor hybridní čerpadlo, pracující bez obsahu kapaliny, velmi rychle urychlí na jeho maximální otáčky, takže se hybridní čerpadlo téměř bezprostředně provozuje ve druhé oblasti vyšších otáček, a v tomto provozním stavu pracuje tak jako lopatkové čerpadlo tak zvaným samonasávacím způsobem a čerpá kapalinu do vnitřního prostoru skříně. Jestliže je potom čerpadlo tímto způsobem naplněno kapalinou, tak se vlivem působících protichůdných kroutících momentů a vlivem kapaliny otáčky hnacího motoru sníží natolik, že provozní stav hybridního čerpadla přejde do první oblasti menších otáček, tím že hybridní čerpadlo pracuje obdobně jako rotační čerpadlo a kapalinu čerpá za vysoké účinnosti. Tento přechod mezi oběma provozními stavy proto jistí provoz hybridního čerpadla i proti poruchám, které se mohou projevit při odtržení sloupce kapaliny například u čistých rotačních čerpadel. V tomto případě přechází hybridní čerpadlo po nastalém zavzdušnění samočinně opět do vyšších otáček, čímž se opět, tak jako u lopatkového čerpadla, nastaví samonasávací provozní stav, ve kterém může být kapalina opět nasávána, a po opětovném naplnění hybridního čerpadla dojde znovu k poklesu· otáček. Hybridní čerpadlo podle vynálezu nabízí proto dvě podstatné funkce čerpadel, totiž samonasávání a provoz s co možná nej vyšší účinností,, a to v jediné konstrukci čerpadla. Tím je hybridní čerpadlo podle vynálezu velkou výhodou zejména pro oblasti použití, u kterých je často jen krátkodobě požadován provoz při plném čerpacím výkonu, současně ale nemůže být_na základě častých klidových stavů zabráněno poklesu sloupce kapaliny v čerpadle. U známých

-6konstrukcí čerpadel musejí být proto ostatně uvažovány nákladné konstrukce se zpětnými ventily nebo obdobnými prvky, aby se sloupec kapaliny v čerpadle udržel, které jsou dražší a málo odolné a nadto také negativně ovlivňují i účinnost čerpadla, protože sací vedení již nemůže být takovýmito přídavnými úpravami vytvořeno tak volně průchozí. Takovýmto opatřením se nelze ostatně vyvarovat například u čerpadel pro plnění nádrží případ od případu, pomocí nichž se například ze zásobní nádrže odtahuje palivo v relativně malých množstvích za účelem tankování motorových vozidel. Samozřejmě je myslitelné velké množství adekvátních použití hybridního čerpadla podle vynálezu. Jedno výhodné provedení předpokládá, že elastická deformovatelnost rotorových lopatek je zvolena tak, že od určitých otáček rotoru vyrovnává deformace rotorových lopatek na základě odstředivé síly excentricitu, takže v podstatě všechny konce rotorových lopatek přiléhají ke stěně vnitřního prostoru skříně a vytvářejí od sebe oddělené kompresní komůrky. Reakce při čerpání, vyplývající z excentricity hybridního čerpadla, může být přitom nastavena v závislosti na elasticitě rotorových lopatek tak, že od mezních otáček nepřiléhají rotorové lopatky jen na části obvodové plochy vnitřního prostoru skříně, nýbrž během celé rotace jsou s ní v dotyku a tím oddělují dílčí objemy vnitřního prostoru skříně od sebe, jak je to v zásadě známo u konvenčních lopatkových čerpadel. Tím tedy během provozu hybridního čerpadla jako čisté proudové.vývěvy, adekvátně rotačnímu čerpadlu, nedochází pod mezními otáčkami na základě téměř chybějícího tření mezi rotorovými lopatkami a vnitřní stěnou skříně k opotřebení, nebo jen velmi málo, jen pro naplnění vnitřního prostoru skříně kapalinou přilehnou vlivem samonasávání v provozu, adekvátně lopatkovému čerpadlu,

- 7rotorové lopatky k vnitřní stěně skříně. Tím je opotřebovávání rotorových lopatek v provozu minimalizováno. Doplňkově může hybridní čerpadlo čerpat i média, znečištěná částicemi, protože deformovatelnost rotorových lopatek připouští příslušné deformace při průchodu i větších částic, kdy by tuhé rotorové lopatky popraskaly. Výhodou je to, jestliže každá rotorová lopatka má proudově příznivě zakřivený tvar průřezu, při kterém se každá rotorová lopatka i při pomalém otáčení rotoru alespoň na jednom místě dotýká za elastického předpětí vnitřní stěny vnitřního prostoru skříně. Tím je vnitřek hybridního čerpadla rozdělen do dvou od sebe oddělených oblastí, současně mohou být tvarem průřezu přizpůsobeny v širokých mezích různým provozním podmínkám jak elasticita rotorových lopatek, tak i jejich přilehnutí k vnitřní stěně skříně za předpětí. Přitom je výhodou, jestliže mají rotorové lopatky lopatkovité zakřivení a v obvodovém směru jsou pružně elasticky deformovatelné. Zlepšeného účinku, co se týká elastické deformace rotorových lopatek, se dá dosáhnout, jestliže při provozu hybridního čerpadla v první oblasti malých otáček působí na každou rotorovou lopatku třecí síly čerpaného fluida, které rotorové lopatky deformují ve směru k ose otáčení rotoru. Tím se navzdory relativně elastickým materiálům rotorových lopatek zabrání tomu, aby tyto rotorové lopatky přilehly k vnitrní stěně skříně již při relativně malých otáčkách, protože třecí síly čerpaného fluida působí na základě rotace rotoru proti elastické deformaci vlivem odstředivých sil. Proto mohou mezní otáčky ležet relativně vysoko, takže v provozním stavu hybridního čerpadla mohou být, adekvátně rotačnímu čerpadlu, realizovány i adekvátní čerpací výkony. Nadto závisí provozní chování hybridního čerpadla vzhledem k deformovatelnosti rotorových lopatek i na čerpaném

-8médiu. U nízko viskózních fluid dojde na základě rozdílné viskozity při stejných otáčkách k jiné deformaci rotorových lopatek než u vysoko viskózních fluid nebo také u plynů, přičemž i efekty spojené s odstředivou silou hrají svou roli. Jedno myslitelné provedení předpokládá, že rotorové lopatky jsou vytvořeny z plastového materiálu, výhodně z termoplastických materiálů nebo polyuretanu nebo EPDM nebo nitrilu nebo něoprenu. Takového materiály poskytují postačující deformovatelnost při současně vysoké tvarové stálosti i při dlouhotrvajícím zatížení. Současně jsou takovéto' materiály levně zpracovatelné způsoben vstřikového lití, a tím jsou rotorové lopatky, popřípadě i celý rotor, levně vyrobitelné. Také provozní chování hybridního čerpadla je velmi tiché. Toho může být u prvního provedení dosaženo tím, že jsou rotor a rotorové lopatky vytvořeny v jednom kuse. Zde mohou být například rotor a rotorové lopatky současně a v jednom kuse tvářeny v jednom zpracovatelském procesu, například pomocí vstřikového lití nebo jiného výrobního způsobu. Tím se počet dílů čerpadla značně zredukuje, čímž současně klesnou montážní náklady a zvýší se provozní bezpečnost. U jiného provedení je také myslitelné, že rotorové lopatky z pružně elastického materiálu jsou vsazeny do přiřazených vybrání rotoru a na něm jsou upevněny. To umožňuje, aby rotor samotný mohl sestávat z jiného materiálu než rotorové lopatky, a to například s ohledem na pevnostní vlastnosti nebo jiné krajní podmínky. Dále je výhodou, jestliže na radiálně od rotoru odstávajících koncích rotorových lopatek jsou uspořádána v podstatě válcovitá zesílení., která těsně přilehnou k vnitřní stěně vnitřního prostoru skříně, a v provozním stavu, adekvátně lopatkovému čerpadlu, od sebe oddělují jednotlivé komůrky hybridního

-9čerpadla. Tato zesílení, která v provozním stavu, adekvátně lopatkovému čerpadlu, podléhají na základě tření na vnitřní stěně skříně příslušnému opotřebení, prodlužují tím na základě své objemné hmotnosti v poměru k rotorovým lopatkám samotným životnost rotoru, současně vytvářejí pro působící odstředivé síly příslušné rozdělení hmotnosti a zvětšenou dosedací plochu rotorových lopatek na vnitřní stěně vnitřního prostoru skříně. Výhodou je též, jestliže excentricita uspořádání rotoru leží v rozsahu do 20 %, výhodně do 2 % vnějšího průměru rotoru včetně rotorových lopatek. Takováto hodnota excentricity se dá překonat deformací rotorových lopatek zcela bez problémů a bez ohrožení pevnostních vlastností rotorových lopatek. Obzvláště jednoduchá konstrukce hybridního čerpadla se může realizovat tehdy, jestliže rotor a skříň sestávají z v podstatě kotoučovítých základních tvarů, které jsou spolu vodotěsně spojitelné. Tím mohou být jednoduše montovány předem zhotovené konstrukční díly, také je utěsnění proti fluidu jednotlivých dílů vůči sobě pomocí velkých dosedacích ploch jednotlivých kotoučovítých základních tvarů jednoduše realizovatelné. Dále je myslitelné, že vstup a/nebo výstup fluida do vnitřního prostoru skříně probíhá kolmo k ose otáčení rotoru hybridního čerpadla. Přitom fluidum proudí v podstatě tangenciálně kolem obvodu rotorových lopatek. U jiného provedení je také myslitelné, že vstup a/nebo výstup fluida do vnitřního prostoru skříně probíhá alespoň jednou složkou rovnoběžně s osou otáčení rotoru hybridního čerpadla. Dále je myslitelné, že jako náhon hybridního čerpadla je použitelný univerzální motor.

-10·> *ϊ

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je v dalším blíže popsán a objasněn na obzvláště výhodném tvaru provedení hybridního čerpadla podle vynálezu na základě připojených výkresů, na kterých znázorňují obr. 1 první řez hybridním čerpadlem podle vynálezu ve schematickém znázornění při malých otáčkách, v provozním stavu odpovídajícímu rotačnímu čerpadlu, obr. 2 řez AB hybridním čerpadlem podle obr. 1, obr. 3 řez hybridním čerpadlem podle vynálezu z obr. 1 při vyšších otáčkách, v provozním stavu odpovídajícímu lopatkovému čerpadlu, obr. 4 variaci hybridního čerpadla podle vynálezu z obr. 1 se šikmo vůči rotační ose rotoru skloněným sacím kanálem, obr. 5 pohled na hybridní čerpadlo podle obr. .4 se dvěma myslitelnými uspořádáními sacího kanálu.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je ve schematickém znázornění ukázán řez hybridním čerpadlem 1_ podle vynálezu, přičemž řez probíhá přibližně v dělicí rovině deskovitě vytvořené skříně 2_ hybridního čerpadla _1. Jsou zde také seznatelné sací kanál 10 a výtlačný kanál 11, jakož i vnitřní prostor 3 skříně, ve kterém je kolem osy 8_ otáčení rotc-ru otočně uložen rotor 5, a to včetně na něm uspořádaných rotorových lopatek 6. Osa 8. otáčení rotoru má přitom vůči ose 9 symetrie vnitřního prostoru 3 skříně excentrické uspořádání, které je na obr. 1 vyznačeno. velikostí excentricity 14 . Uspořádání osy 8 otáčení, popřípadě osy 9 symetrie vnitřního prostoru skříně, jakož i podstatné konstrukční uspořádání takovéhoto hybridního

-11 čerpadla 1, je v zásadě známé, například ze spisu DE 19545045, a proto zde bude vysvětleno jen v takové míře, jak je to pro daný vynález důležité. Odlišné od známých lopatkových čerpadel je však u hybridního čerpadla 1 podle vynálezu to, že rotorové lopatky 6 rotoru 5 v klidovém stavu hybridního čerpadla 1, popřípadě ve stavu pod mezními otáčkami, nepřiléhají k vnitřní stěně £ vnitřního prostoru 3 skříně, nebo jen částečně. Rotorové lopatky 6 jsou přitom vytvořeny z elasticky deformovatelného materiálu, který se z lopatkovité konfigurace podle obr. 1 může za působení odstředivé síly při rotaci rotoru. 5 ve směru 17 otáčení rotoru deformovat tak, že se válcovitá zesílení T_ na koncích rotorových lopatek 6 při zvýšení otáček pohybují stále více a více radiálně směrem ven, a během rotace vždy delší obvodovou délkou přilehnou k vnitřní stěně 4_ vnitřního prostoru 2 skříně. Po překročení mezních otáček jsou potom zesílení ý rotorových lopatek 6 s vnitřní stěnou ý vnitřního prostoru 3 skříně v trvalém kontaktu, jak je to blíže seznatelné na obr. 3. Pod vlivem odstředivé síly se rotorové lopatky 5, obrazně řečeno, rozpínají od osy 8 otáčení rotoru radiálně směrem ven a stále více přitom přiléhají k vnitřní stěně 4. Přitom rotorové lopatky 6 trochu mění i svůj zakřivený tvar průřezu, tím že v oblastech podél obvodového směru vnitřní stěny 4_ skříně, které jsou od osy _8 otáčení rotoru 5 vzdáleny dále, přecházejí rotorové lopatky 6 do napřímené konfigurace. V oblastech podél obvodového směru vnitřní stěny 4_ skříně, které jsou vůči ose 8. otáčení rotoru 5 uspořádány zase blíže, potom tato napřímená konfigurace zase propruží a vrátí se do konfigurace, kterou lze v této oblasti seznat na obr. 1, popřípadě na obr. 3. Materiál rotorových lopatek 6 může například sestávat z termoplastických, materiálů, polyuretanů, EPDM, nitrilu nebo neoprenu, přičemž

-12takového materiály mají jak relativně velkou elastickou deformovatelnost, tak i vysoké pevnosti a malý otěr při zatížení kontaktem, při kterém dochází k velkému tření. Rotor 5 je přitom spolu s na něm uspořádanými rotorovými lopatkami 6, tak jak je to lépe seznatelné na obr. 2, upevněn na hnacím hřídeli 13, na kterém může být přírubou připevněn zde blíže neznázorněný hnací motor. Funkce hybridního čerpadla _1 se dá přitom popisovat ve srovnání s principy rotačního čerpadla a lopatkového čerpadla, kombinovanými v hybridním čerpadle _1, jak se uvádí v následujícím textu. Konvenční rotační čerpadlo není samonasávací, takže před uvedením takovéhoto rotačního čerpadla do provozu musí být do sacího kanálu 10 a vtokem 12 přivedeno do rotačního čerpadla fluidum. Jestliže se potom rotační čerpadlo uvede do provozu, tak se pomocí rotoru 5 a rotorových lopatek 6 skrz sací kanál 10 dočerpá ve vtokovém směru 15 objemový proud fluida, takže rotační čerpadlo již nezůstane suché. Tento objemový proud po průchodu vnitřním, prostorem 3 skříně skrz výtlačný kanál 11 v odtokovém směru 16 zase z rotačního čerpadla vystoupí ven. Pří relativně malých otáčkách pod mezními otáčkami vykazuje hybridní čerpadlo 1 podle vynálezu v podstatě tyto vlastnosti, protože rotorové lopatky 6 tak jako u rotačního čerpadla nemají s vnitřní stěnou £ skříně žádný dotyk, nebo jen někdy. Vlivem excentrického uspořádání rotoru 5 u hybridního čerpadla _1 podle vynálezu se ale při vyšších otáčkách, jak je to lépe seznatelné na obr. 3, vlivem deformace rotorových lopatek 6 vytvářejí kompresní komůrky 18, přičemž nej menší objem v kompresní komůrce 18 je VI, a objemy V2, V3 a V4 kompresních komůrek 18 jsou stále větší, až se kompresní komůrky 18 od objemu V5 až k objemu V8 opět zmenšuj í. Tírr. vznikne vlivem tvarové změny rotorových lopatek 6 na základě působení

-13odstředivé síly uspořádání a provozní stav hybridního čerpadla 1 jako u lopatkového čerpadla, a to když otáčky rotoru 5 překročí mezní otáčky, od kterých všechny rotorové lopatky 6 přilehnou k vnitřní stěně 4_ vnitřního prostoru 3 skříně přes celý obvod otáčky. Tím se hybridní čerpadlo 1 podle vynálezu stane v tomto provozním stavu samonasávacím, to znamená, že se fluidum ve vtokovém směru 15 v jistých mezích samo nasává, takže se vnitřní prostor 3 skříně 2 může sám plnit fluidem. Takovéto chování, u konvenčních lopatkových čerpadel v zásadě známé, se nastaví i u hybridního čerpadla 1 podle vynálezu, ovšem teprve tehdy, jestliže otáčky rotoru 5 překročí mezní hodnotu. Předtím není vlivem relativně velké excentricity 14 a výchozí konfigurace rotorových lopatek 6 v nezatíženém stavu vytváření kompresních komůrek 18 zaručeno, protože zesílení Ί_ na koncích rotorových lopatek 6 nepřiléhají těsně k vnitřní stěně ý vnitřního prostoru 3 skříně, jak je to jasně vidět na. obr. 1. Tím není v tomto provozním stavu, ze kterého znázorňuje obr. 1 jen stav, závislý na otáčkách, čerpání fluida tak jako u obvyklých lopatkových čerpadel zajištěno. V tomto provozním stavu však pracují rotor 5 a rotorové lopatky 6 tak jako u obvyklé proudové vývěvy adekvátně rotačnímu čerpadlu. V tomto stavu se také vlivem třecích sil čerpaného fluida vykonává na rotorové lopatky 6 doplňková síla, která rotorové lopatky 6 tlačí zpět ve směru k ose 8 otáčení rotoru. Až při překročení mezních otáček, při kterých se odstředivé síly na rotorové lopatky 6 zvětší tak, že. zesílení 7_ na koncích rotorových lopatek 6 přilehnou k vnitřní stěně 4_ vnitřního prostoru 3 skříně přes celou otáčku, tak se potom zahájí samonasávací provoz hybridního čerpadla 1 adekvátně lopatkovému čerpadlu.Samonasávací vlastnost hybridního čerpadla podle vynálezu má tu podstatnou výhodu, že

- 14používání hybridního čerpadla _1 nevyžaduje žádné předchozí naplnění vnitřního prostoru čerpadla, které musí být jinak provedeno buď manuálně nebo pomocí doplňkových zařízení. Aniž by to uživatel takovéhoto hybridního čerpadla 1 zjistil, tak se v zavzdušněném stavu hybridního čerpadla _1, adekvátně lopatkovému čerpadlu, fluidum v provozním stavu hybridního čerpadla 1. nasaje, protože hnací motor běží jakoby naprázdno a tím rychle dosáhne vysokých otáček nad mezními otáčkami, a potom hybridní čerpadlo 1_ po provedeném nasátí automaticky přejde do provozu čerpání adekvátnímu rotačnímu čerpadlu, který umožňuje vysokou účinnost při malém opotřebení. To je vždy praktické zejména tehdy, jestliže takováto čerpadla jsou v provozu jen krátkou dobu, a potom se uvedou znovu do provozu teprve po delším klidovém stavu. Obvyklá čerpadla běží v této době často naprázdno, takže se předem musejí učinit příslušná opatření pro naplnění čerpadla. Takovéto oblasti použití vznikají například při stáčení nádrží, například při tankování motorových vozidel z příslušných kanystrů nebo sudů, ale v hojném počtu i v jiných myslitelných oblastech použití. Na obr. 4 je v řezu a v souvisejícím obr. 5 v bočním pohledu znázorněno příslušné hybridní čerpadlo 1_ podle vynálezu, u kterého sací kanál 10 neprobíhá uvnitř roviny kolmé k ose 8 otáčení rotoru 5. Tím je možné provést přitékání fluida sacím kanálem 10 ve vtokovém směru 15 buď tak, jak je na obr. 5 znázorněno plnými čarami, pod úhlem například 45 stupňů, přičemž je samozřejmě také možné realizovat vtokový směr 15 čárkovaně znázorněným sacím kanálem 10', v podstatě rovnoběžně s osou 8_ otáčení rotoru 5. To může být z hlediska techniky proudění zajímavé pro určité oblasti použití.

Claims (15)

1. Hybridní čerpadlo se skříní (2), do které ústí alespoň po jednom sacím kanálu (10) a výtlačném kanálu (11), a v jejímž v podstatě kruhovitém vnitřním prostoru (3) je excentricky uspořádán rotor (5), který má po obvodu radiálně uspořádané rotorové lopatky (6) z pružného materiálu, vyznačující se tím, že excentricita (14) rotoru (5) vůči vnitřnímu prostoru (3) skříně a pružnost rotorových lopatek (6) jsou zvoleny tak, že v oblasti malých otáček žádná rotorová lopatka (6) svou radiálně odstávající koncovou oblastí v průběhu otáčky rotoru (5) nedolehne vůbec nebo dolehne jen k části vnitřní stěny (4) vnitřního prostoru (3) skříně a v oblasti vyšších otáček všechny rotorové' lopatky (6) svými radiálně odstávajícími koncovými oblastmi dolehnou v průběhu celé otáčky rotoru (5) k vnitřní stěně (4) vnitřního prostoru (3) skříně.

2. Hybridní čerpadlo podle nároku 1, vyznačující se tím,že tvar pružných rotorových lopatek (6) je zvolen tak, že od určitých otáček rotoru (5) všechny koncové oblasti rotorových lopatek (6) doléhají k vnitřní stěně (4) vnitřního.prostoru (3) skříně a vytváří od sebe oddělené kompresní komůrky (18).

3. Hybridní čerpadlo podle některého z nároků 1 nebo 2, vyznačující se tím, že každá rotorová lopatka (6) má v průřezu proudově zakřivený tvar pro dolehnutí alespoň k části vnitřní stěny (

4) vnitřního prostoru (3) skříně při pomalých otáčkách rotoru (5).

- 164. Hybridní čerpadlo podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že hybridní čerpadlo jev oblasti malých otáček proudovou vývěvou.

5. Hybridní čerpadlo podle nároku 4, vyznačující se tím, že v oblasti malých otáček jsou rotorové lopatky (6) deformovány čerpaným mediem.

6. Hybridní čerpadlo podle některého z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že hybridní čerpadlo (1) jev oblasti vyšších otáček objemovým čerpadlem.

7. Hybridní čerpadlo podle některého z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že rotorové lopatky (6) mají lopatkovité zakřivení a jsou v obvodovém směru (17) otáčení rotoru pružně deformovatelné.

8. Hybridní čerpadlo podle některého z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že rotorové lopatky (6) jsou vytvořeny z plastového materiálu, výhodně z termoplastických materiálů nebo polyuretanu nebo EPDM nebo nitrilu nebo neoprenu.

9. Hybridní čerpadlo podle některého z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že rotor (5) a rotorové lopatky (6) jsou vytvořeny z jednoho kusu. ...........

- ΠΙΟ. Hybridní čerpadlo podle některého z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že rotorové lopatky (6) z pružně elastického materiálu jsou uloženy ve vybráních rotoru (5).

11. Hybridní čerpadlo podle některého z nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že koncové oblasti rotorových lopatek (6) jsou opatřeny válcovitými zesíleními (7) doléhajícími k vnitřní stěně (4) vnitřního prostoru (3) skříně a oddělujícími od sebe jednotlivé kompresní komůrky (18).

12. Hybridní čerpadlo podle některého z nároků 1 až 11, vyznačující se tím, že excentricita (14) rotoru (5) je v rozsahu do 0 - 20 %, přednostně 0 - 2 % průměru rotoru (5).

13. Hybridní čerpadlo podle některého z nároků 1 až 12, vyznačující se tím, že objemy kompresních komůrek (18) jsou od minima v oblasti sacího kanálu (10) přes maximum k minimu v oblasti výtlačného kanálu (11) hybridního čerpadla (1).

14. Hybridní čerpadlo podle některého z nároků 1 až 13,. vyznačující se tím, že rotor (5) a skříň (2) mají tvar navzájem vodotěsně spojitelných kotoučů.

- 1815. Hybridní čerpadlo podle některého z nároků 1 až 14, vyznačující se tím, že sací kanál (10) a/nebo výtlačný kanál (11), ústící do vnitřního prostoru (3) skříně, probíhá kolmo k ose (8) otáčení rotoru (5) hybridního čerpadla (1).

16. Hybridní čerpadlo podle nároku 15, vyznačující se tím, že sací kanál (10) a výtlačný kanál (11), ústící do vnitřního prostoru (3) skříně, probíhají alespoň svojí částí rovnoběžně s osou (8) otáčení rotoru (5) hybridního čerpadla (1).

17. Hybridní čerpadlo podle některého z nároků 1 až 16, vyznačující se tím, že hybridní čerpadlo (1) má hnací motor.