CZ279333B6 - Kalové čerpadlo - Google Patents

Abstract

Zařízení je tvořeno ponorným elektromotorem (10), ke kterému je připojeno jednovřetenové čerpadlo (20) s předřazeným desintegrátorem (30) pro rozrušení pevných částic, které se nacházejí v čerpaných kalech a které by znemožnily provoz samostatného jednovřetenového čerpadla (20). Pro tento účel je použito jednak jednovřetenové čerpadlo (20) s pevným statorem (201), jednak ponorný elektromotor (10), který má vyveden hřídel na obou stranách. K hornímu konci je potom připojeno uvedené jednovřetenové čerpadlo (20), k dolnímu konci potom desintegrátor (30), jehož výstup je opatřen mezikusem (32), hydraulicky propojeným se sacím kusem (21) jednovřetenového čerpadla (20). Hydraulické propojení je tvořeno alespoň jedním trubkovým obtokem (40), nebo je tvořeno prstencovým prostorem (410), který je vytvořen souose s osou (100) ponorného elektromotoru (10).ŕ

Description

Vynález se týká kalového čerpadla, které je tvořeno ponorným elektromotorem, na jehož ofee je jednak uloženo jednovřetenové čerpadlo a jednak uložen desintegrátor, který je upraven před jednovřetenovým čerpadlem pro rozbiti pevných složek čerpaných kalů.

Dosavadní stav techniky

Pro čerpání hustých látek, které navíc obvykle obsahují menší pevné částice, se používá čerpacích agregátů, které jsou tvořeny ponorným, obvykle vodotěsně uzavřeným elektromotorem, ke kterému je připojeno jednovřetenové čerpadlo. Přesto, že jde o typ objemového čerpadla, které je schopno čerpat i látky s obsahem malých pevných příměsí, je nutno zajistit aby se z vyčerpaného prostoru odstranily i relativně větší částice, nebo pevné shluky, obsažené kupříkladu v odpadních vodách. Pro tento účel je na společné hřídeli bezprostředně před vstupem do jednovřetenového čerpadla uložen desintegrátor, což je mechanické rotační zařízení, které je opatřeno soustavou pevných a rotujících nožů, které zajistí rozdrcení, popřípadě rozsekání těchto částic dříve. Po tomto kroku je vzniklá kašovitá směs přivedena bezprostředně k sání jednovřetenového čerpadla, než jsou nasáty čerpadlem.

Protože je pro jednovřetenové čerpadla typické, že osa rotace jejich rotoru je s ohledem na osu jejich statoru excentrická, avšak existuje současně pochopitelný požadavek, aby byl při uvedené aplikaci jejich rotor uložen na stejné hřídeli elektromotoru, na které je současně uložena rotující část předřazeného desintegrátoru, jsou pro konstrukci uvedeného typu kalových čerpadel použita taková jednovřetenové čerpadla, jejichž rotor může být přímo uložen na společné hřídeli elektromotoru, na které je také uložena rotující část desintegrátoru. Uvedený požadavek splňují tzv. jednovřetenové čerpadla s kmitajícím statqrem. U těchto konstrukcí je rotor sice uložen excentricky s ohledem na osu rotace elektromotoru, avšak může s ní být pevně spojen. Stator je potom proveden z pružného materiálu, jehož vnitřní dutina má potřebný profil a tvar, ale je v tělese čerpadla Uložen svým jedním koncem pružně, takže vynuceně realizuje potřebný, vzájemně excentrický pohyb rotoru.

Uvedená, dosud užívaná konstrukční varianta kalového čerpadla, sice splňuje nutné funkční požadavky, avšak má některé provozní nevýhody. Tak například při čerpání kapalin s obsahem pevných částic jako je písek a s případným obsahem dalších, desintegrátorem rozsekaných částic, dochází při provozu k usazování těchto částic ve funkčních dutinách, kmitajícího statoru. Již po krátké době činnosti dochází k ucpání těchto dutina následně k úplnému vyřazení jednovřetenového čerpadla z činnosti. V případě, že je na výtlačné straně čerpadla použita jinak provozně žádoucí mechanická ucpávka, je její životnost uvedenými abrazivními částicemi podstatně zkrácena. Použití konstrukčně jednoduššího a provozně výhodnějšího jednovřetenového čerpadla s pevným , . -1CZ 279333 B6 statorem není při stávajícím konstrukčním uspořádání možné, protože takové čerpadlo vyžaduje pro pohon svého rotoru speciální propojení s hřídelí použitého elektromotoru, které umožní jeho nutný výstředný pohyb. Na kmitající rotor potom nelze navázat přenos rotačního pohybu na odpovídající člen desintegrátoru.

Podstata vynálezu

Žádoucí použití jednovřetenového čerpadla s pevným statorem pro konstrukci kalového čerpadla popisovaného typu umožňuje předmět předloženého vynálezu, kterým je kalové čerpadlo, tvořené ponorným elektromotorem, na jehož ose je uloženo jednak jednovřetenové čerpadlo, jednak desintegrátor, který je upraven před jednovřetenovým čerpadlem pro rozbití pevných složek čerpaných kalů.

Podstatou vynálezu je, že ponorný elektromotor je proveden s oboustranně vyvedeným hřídelem, a že jednovřetenové čerpadlo je tvořeno jednak čerpadlem s pevným statorem, které je uloženo na jedné straně ponorného elektromotoru a je s ním spojeno prostřednictvím sacího kusu, jednak desintegrátorem, který je uložen na protilehlé straně ponorného elektromotoru a jehož výstup je opatřen mezikusem, který je hydraulicky propojen se sacím kusem jednovřetenového čerpadla.

Ve výhodném provedení je v sacím kusu jednovřetenového čerpadla upraveno sací hrdlo a v mezikuse desintegrátoru výtlačné hrdlo, které je propojeno obtokem se sacím hrdlem jednovřetenového čerpadla.

Kalové čerpadlo může být podle vynálezu dále provedeno tak, že sací kus jednovřetenového čerpadla a mezikus desintegrátoru jsou tvořeny válcovými tělesy, která jsou opatřena soustavou výřezů a která svým jedním koncem přiléhají k přírubám ponorného elektromotoru, přičemž jejich druhé konce jsou opatřeny čely, jejichž průměr je větší, než vnější průměr ponorného elektromotoru a která jsou vzájemně vodotěsně propojena válcovým pláštěm.

Aplikací předmětu vynálezu se umožní použití výrobně jednoduššího a tedy i spolehlivějšího druhu jednovřetenového čerpadla a aplikace jednodušších typů ucpávek nebo těsnění konců hřídele na obou stranách ponorného elektromotoru. To ve svém celku potom znamená realizaci provozně výhodnější konstrukce kalových čerpadel .

Přehled obrázků na výkresech

Příkladná provedení kalového čerpadla podle vynálezu jsou schematicky znázorněna na připojených výkresech, kde je na obr. 1 znázorněn osový řez kalovým čerpadlem s obtokem, na obr. 2 detail desintegrátoru podle obr. 1 v osovém řezu, na obr. 3 částečný řez A-A podle obr. 2 a na obr. 4 částečný osový řez kalovým čerpadlem s obtokovým pláštěm.

Příkladná provedení vynálezu

Kalové čerpadlo podle obr. 1 jě tvořeno ponorným elektromotorem 10 s rotorem 11 a osou 100, který je na jedné straně uzavřen horní přírubou 121, ke které je připojen sací kus 21 se

-2CZ 279333 B6 sacím hrdlem 210 a jeho prostřednictvím potom jednovřetenové čerpadlo 20. Na opačné straně je ponorný elektromotor 10 uzavřen dolní přírubou 122, ke které je připojen mezikus 32 s výtlačným hrdlem 320 a jeho prostřednictvím desintegrátor 30. Hřídel ponorného elektromotoru 10 je provedena tak, že z něj vychází na obou jeho stranách. Na straně přivrácené jednovřetenovému čerpadlu 20 je horní konec 110 hřídele vyveden těsněním 14, které je realizováno běžným způsobem pomocí dvojice gufer 140. Na druhé straně je dolní konec 12 hřídele vyveden opět známým způsobem přes mechanickou ucpávku 130 k desintegrátoru 30.

Jednovřetenové čerpadlo 20 obvyklé konstrukce s osou 200, shodnou s osou 100 ponorného elektromotoru 10., je tvořeno statorem 201 a rotorem 202, jehož osa 220 je vzhledem k ose 100 ponorného elektromotoru 10 uložena výstředně s excentricitou 221. Zakončeno je výtlačným kusem 22, který navazuje na stator 202 souose s jeho osou 200 a je připojen k nezná zorněnému výtlačnému potrubí. Jak je z principu činnosti jednovřetenových čerpadel s pevným statorem známo, musí být pohon výstředně uloženého rotoru realizován pomocí kmitavé hřídele 203, která je svými konci propojena prostřednictvím známého typu spojek 204 jednak s horním koncem 110 hřídele, jednak s rotorem 202.

Desintegrátor 30 je podle obr. 1 až 3 tvořen válcovým tělesem 31, ve kterém je uložen pevný nůž 33, tvořený soustavou pevných břitů 330, které jsou upraveny kruhově ve tvaru ozubení. Na dolním konci 12 hřídele ponorného elektromotoru 10 je uložen rotační nůž 34 , tvořený čtyřmi rameny 341, která jsou upravena radiálně na společném náboji 340, jejich koncové části zasahují do oblasti pevných břitů 330 a jsou na plochách, přivrácených k nim, opatřena břity 342. Náboj 340 je uložen na osazení 120 dolního konce 12 hřídele, je k němu připojen šroubem 37 a je s ním dále spojen perem 36 pro přenos kroutícího momentu. Mezi čelem náboje 340 a dolním koncem 12 hřídele je vloženo několik distančních podložek 35 tak, že mezi břity 34 2 rotačního nože 34 a jim přilehlou plochou pevných břitů 330 pevného nože 33 je vytvořena úzká mezera 350.

Sací hrdlo 210 sacího kusu 21 a výtlačné hrdlo 320 mezikusu 3 2 jsou potom propojeny obtokem 40 s osou 400, takže výstup desintegrátoru 30 je spojen se sáním jednovřetenového čerpadla 20Další příkladné provedení předmětu vynálezu je znázorněno na obr. 4. Jde o konstrukční variantu, při které je k horní přírubě 121 ponorného elektromotoru 10 připojený sací kus 60 tvořen válcovým tělesem, ve kterém je provedena řada výřezů 62., nad kterými je umístěno ploché čelo 61. Návazné uložení jednovřetenového čerpadla 20 a utěsnění horního konce 110 hřídele je provedeno obvyklým způsobem a není na obr. 4 znázorněno. Podobně je k dolní přírubě 122 ponorného elektromotoru 10 připojený mezikus 50 tvořen válcovým tělesem, ve kterém je provedena řada výřezů 52., pod kterými je umístěno ploché čelo 51. To je potom spojeno s plochým čelem 61 sacího kusu 60 válcovým pláštěm 41 tak, že mezi jeho vnitřním povrchem a vnějším povrchem ponorného elektromotoru 10. je vytvořen uzavřený prstencový prostor 410, který spojuje výřezy 52 mezikusu 50 s výřezy 62 sacího kusu 60 a vytváří tak podle vynálezu potřebný obtok.

Činnost kalového čerpadla podle příkladného provedení na obr. 1 až 3 je následující. Kalové čerpadlo je uloženo v čerpané kapalině alespoň tak dlouho, že se jednovřetenové čerpadlo 20 nachází pod její hladinou 7. Tím je soustava desintegrátoru 30. a podstatná část hydraulicky účinného prostoru ponorného čerpadla, včetně obtoku 40 a k němu připojeného sacího kusu 21 a výtlačného kusu 3.2 zavodněna. Po spuštění ponorného elektromotoru 10 kalového čerpadla podle obr. 1 až 3 je čerpaná kapalina nasávána směrem šipky R podle obr. 1 přes desintegrátor 30 obtokem 40 směrem šipky S do jednovřetenového čerpadla 20 a jím potom vytlačována výtlačným kusem 22 směrem šipky T do neznázorněného výtlačného potrubí. Při vstupu desintegrátoru 30 prochází čerpaná kapalina přes soustavu pevných břitů 330 k rotačnímu noži 34, jehož ramena 341 rotují kupříkladu směrem šipky U podle obr. 3. Břity 342 rotačního nože 34 ve spolupráci s pevnými břity 330 způsobí rozsekání případných pevných částic, jako větévek a podobně. Čerpaná směs kapaliny a rozsekaných pevných částic prochází následně prostorem ramen 341 rotačního nože 34., kde dojde k ještě jemnějšímu rozdrcení nežádoucích pevných látek, popřípadě shluků zahuštěnin v čerpané kapalině. Takto vzniklá jemná směs je potom obtokem 40 nasávána jednovřetenovým čerpadlem 20♦

Jak je zřejmé, je díky použití obtoku 40 umožněno uplatnění jednovřetenového čerpadla 20 s pevným statorem a je současně zachována žádaná posloupnost propojení desintegrátoru 30 a jednovřetenového čerpadla 20 bez nutnosti použití pro tento účel konstrukčně nevhodného vřetenového čerpadla s kmitajícím statorem, které bylo dosud u kalových čerpadel popisované konstrukce aplikováno. Tím se také umožni použít u propojení ponorného elektromotoru 10 s jednovřetenovým čerpadlem 20 jednoduché konstrukce ucpávek s guferem, což značně zjednoduší výrobu i údržbu kalového čerpadla podle vynálezu.

Činnost kalového čerpadla podle obr. 4 je^v podstatě shodná. Rozdíl je pouze v konstrukci obtoku, který je v tomto případě tvořen prstencovým prostorem 410, který je vytvořen mezi povrchem ponorného elektromotoru 10 a pláštěm 41. čerpaná kapalina po rozbití v nenaznačeném, desintegrátoru prochází přes výřezy 52 mezikusu 50 prstencovým prostorem 410 a konečně přes výřezy 62 sacího kusu 60 k nenaznačenému jednovřetenovému čerpadlu, jak je znázorněno šipkami V, Y a Z. Při této konstrukční variantě je ponorný elektromotor 10 výhodně chlazen kolem něj proudící čerpanou kapalinou.

Znázorněná příkladná konstrukční provedení mohou být obměňována bez vlivu na podstatu předmětu vynálezu. Tak je kupříkladu možno realizovat obtok 40 soustavou několika samostatných trubkových obtoků, což je výhodné v případě, kdy lze s ohledem na čerpanou kapalinu očekávat ucpání jedné z větví obtoku. Také pro realizaci ucpávek na obou stranách ponorného elektromotoru 10 lze použít v podstatě jakéhokoli typu těsnění nebo ucpávky, zvoleného s ohledem na konzistenci a charakter čerpané kapaliny po jejím rozbití na vstupu kalového čerpadla.

Průmyslová využitelnost

Kalové čerpadlo podle vynálezu lze výhodně využít v sériové produkci výrobně i provozně příznivých kalových čerpadel.

Claims (3)

1. Kalové čerpadlo, tvořené ponorným elektromotorem, na jehož ose je uloženo jednak jednovřetenové čerpadlo, jednak desintegrátor, který je upraven před jednovřetenovým čerpadlem pro rozbití pevných složek čerpaných kalů, vyznačuj ící se tím, že ponorný elektromotor (10) je proveden s oboustranně vyvedeným hřídelem, a že jednovřetenové čerpadlo (20) je tvořeno jednak čerpadlem s pevným statorem (201), které je uloženo na jedné straně ponorného elektromotoru (10) a je s ním spojeno prostřednictvím sacího kusu (21), jednak desintegrátorem (30), který je uložen na protilehlé straně ponorného elektromotoru (10) a jeho výstup je opatřen mezikusem (32), který je hydraulicky propojen se sacím kusem (21) jednovřetenového čerpadla (20).

2. Kalové čerpadlo podle nároku 1, vyznačující se tím, že v sacím kusu (21) jednovřetenového čerpadla (20) je upraveno sací hrdlo (210) a v mezikuse (32) desintegrátoru (30) výtlačné hrdlo (320), které je propojeno obtokem (40) se sacím hrdlem (210) jednovřetenového čerpadla (20).

3. Kalové čerpadlo podle nároku 1, vyznačující se t í m, že sací kus (60) jednovřetenového čerpadla (20) a mezikus (50) desintegrátoru (30) jsou tvořeny válcovými tělesy, která jsou opatřena soustavou výřezů (52, 62) a která svým jedním koncem přiléhají k přírubám (121, 122) ponorného elektromotoru (10), přičemž jejich druhé konce jsou opatřeny čely (51, 61), jejichž průměr je větší, než vnější průměr ponorného elektromotoru (10) a která jsou vzájemně vodotěsně propojena válcovým pláštěm (41).