CZ308305B6 - Ponorné čerpadlo - Google Patents

Abstract

Ponorné čerpadlo obsahující statorovou část a rotorovou část, kde rotorová část obsahuje podélnou rotační hřídel (1), která je v celé své délce opatřena vývrtem (19) pro průchod chladiva od vstupu vývrtu (19), provedeného na výstupní straně čerpadla, do výstupu vývrtu (19), provedeného na vstupní straně čerpadla. Výstup vývrtu (19) je opatřen regulačním prvkem (14) průtoku chladiva, přičemž hřídel (1) je na vstupní straně čerpadla opatřena oběžným kolem (2) s lopatkami pro nasávání vody do čerpadla. Regulační prvek (14) je v podobě šroubu zašroubovatelného do vývrtu (19) a v oblasti styku výstupu vývrtu (19) a regulačního prvku (14) jsou provedeny kanálky (16), určené pro výtok chladiva z vývrtu (19), kde výstupní průřez těchto kanálků (16) je regulovatelný mírou zašroubování regulačního šroubu (15) do výstupního vývrtu (19).

Description

Ponorné čerpadlo

Oblast techniky

Vynález se týká ponorného čerpadla s elektropohonem.

Dosavadní stav techniky

Pro záchranářské účely je potřebné ponorné elektrické čerpadlo s malou hmotností, velkým čerpacím výkonem a vysokou funkční spolehlivostí. Limit hmotnosti je požadován z důvodu přenositelnosti omezeným počtem osob. Zákony hydrodynamiky a z nich plynoucí sací schopnost a hydraulická funkce čerpadla zase limitují maximální počet otáček rotoru. Vzhledem k uvedeným limitujícím faktorům jsou v požadované oblasti výkonu známa pouze ponorná čerpadla pro stacionární instalace, jejichž hmotnost násobně převyšuje požadované limity.

Spis US 2002076337 AI představuje čerpadlo obsahující rotorovou a statorovou část, kde rotorová část obsahuje podélnou rotační hřídel, která je v celé své délce opatřena vývrtem, na niž je ve vstupní části umístěno oběžné kolo pro nasávání vody do čerpadla a ve středové části je umístěn rotor elektromotoru. Statorová část obsahuje vnější plášť, definující vstupní část a výstupní část, a vnitřní plášť, opatřený statorem, kde vnější plášť a vnitřní plášť jsou spolu s osou hřídele koncentrické a mechanicky spojené lopatkami. Vnitřní plášť a lopatky tvoří jeden nedělitelný díl. Vnitřní plášť je na vstupní části opatřen předním ložiskovým souborem a předním ucpávkovým souborem a na výstupní části je opatřen zadním ložiskovým souborem, zadním ucpávkovým souborem a elektrickým přívodem. Nevýhodou takového řešení je však nízká kvalita dochlazování čerpadla, což může způsobit jeho zničení.

Cílem vynálezu je představit ponorné čerpadlo s elektropohonem, který by výše uvedené nevýhody stavu techniky potlačil.

Podstata vynálezu

Výše zmíněné nedostatky odstraňuje do značné míry ponorné čerpadlo obsahující statorovou část a rotorovou část, kde rotorová část obsahuje podélnou rotační hřídel, která je v celé své délce opatřena vývrtem pro průchod chladivá od vstupu vývrtu, provedeného na výstupní straně čerpadla, do výstupu vývrtu, provedeného na vstupní straně čerpadla, kde výstup vývrtu je opatřen regulačním prvkem průtoku chladivá, přičemž hřídel je na vstupní straně čerpadla opatřena oběžným kolem s lopatkami pro nasávání vody do čerpadla, jehož podstata spočívá v tom, že regulační prvek je v podobě šroubu zašroubovatelného do vývrtu a v oblasti styku výstupu vývrtu a regulačního prvku jsou provedeny kanálky, určené pro výtok chladivá z vývrtu, kde výstupní průřez těchto kanálků je regulovatelný mírou zašroubování regulačního šroubu do výstupního vývrtu.

Ve výhodném provedení odpovídá počet kanálků počtu lopatek na oběžném kole čerpadla.

Objasnění výkresů

Vynález bude dále přiblížen pomocí obrázků, kde obr. 1 představuje podélný řez ponorného čerpadla podle vynálezu, obr. 2 představuje detail regulačního prvku ponorného čerpadla podle obr. 1 a obr. 3 představuje řez regulačním prvkem podle obr. 2 se zobrazením kanálků pro průchod zpětného proudu vody.

- 1 CZ 308305 B6

Příklady uskutečnění vynálezu

Ponorné čerpadlo podle vynálezu je provedeno jako kompaktní čerpací agregát s vestavěným asynchronním elektromotorem extrémně vysokého jednotkového výkonu v rozsahu od 100 do 120 kVA.

Jak je zobrazeno na obr. 1, ponorné čerpadlo podle vynálezu obsahuje rotorovou část, obsahující podélnou rotační hřídel 1, na niž je ve vstupní části, tedy části, kde voda vstupuje do čerpadla, umístěno oběžné kolo 2 nasávající vodu do čerpadla a ve středové části je umístěn rotor 3 elektromotoru. Dále obsahuje statorovou část, obsahující vnější plášť 6, definující vstupní část 9 a výstupní část 10, a vnitřní plášť 13. opatřený statorem 17.

Vnější plášť 6 a vnitřní plášť 13 jsou spolu s osou hřídele 1 koncentrické a mechanicky spojené lopatkami 18 plnícími, kromě hydraulické funkce, také funkci vzájemného mechanického zajištění vnitřního a vnějšího pláště 6, 13. Vnitřní plášť 13 a lopatky 18 tvoří jeden nedělitelný díl.

Vnitřní plášť 13 je na vstupní části opatřen předním ložiskovým souborem 7 a předním ucpávkovým souborem 8 a na výstupní části je opatřen zadním ložiskovým souborem 4, zadním ucpávkovým souborem 5 a elektrickým přívodem 11. Ložiskové soubory 7, 4 jsou určeny k usnadnění rotace hřídele 1 ve statorové části. Ucpávkové soubory 8, 5 jsou určeny k zabránění vstupu vody do vnitřní elektrické části elektromotoru.

Hřídel 1 je v celé své délce opatřena vývrtem 19 a na předním konci, jež leží ve vstupní části čerpadla, opatřena regulačním prvkem 14. v detailu představeným na obr. 2. Regulačním prvkem 14 je v našem případě regulační šroub 15 s kuželovou hlavou, přes závit zašroubovaný do vývrtu 19 hřídele L V oblasti styku vývrtu 19 a regulačního šroubu 15 jsou provedeny kanálky 16, určené pro výtok vratné chladicí vody z vývrtu 19. Počet kanálků 16 odpovídá počtu lopatek na oběžném kole 2 čerpadla. Obr. 3 představuje řez regulačním prvkem 14, zobrazeným na obr. 2 podle osy D-D, s příkladnými čtyřmi kanálky 16. V čelní části kuželové hlavy je provedeno zahloubení, například pro imbusový klíč. Zašroubováním regulačního šroubu 15 lze vymezit výstupní průřez kanálků 16, tím upravit parametry vratné chladicí vody a stabilizovat vstupní proud.

Stator 17 je tak dostatečně chlazen proudem čerpané vody s přispěním materiálů stěn vnitřního pláště 13 na bázi hliníku s vysokými termodynamickými parametry prostupu tepla. Dostatečné chlazení stěn statoru 17 je zajištěno speciální výplní 12, která je elektricky izolační, s vysokou tepelnou vodivostí.

Princip funkce ponorného čerpadla podle vynálezu je následující:

Chladná čerpaná voda vychází z oběžného kola 2 a postupuje přes lopatkový rozvaděč s rozváděcími lopatkami 18 prostorem mezi vnějším pláštěm 6 rozvaděče a vnitřním pláštěm 13 rozvaděče do výtlačné části čerpadla. Část vodního proudu se vrací vývrtem 19 hřídele 1 zpět a předním koncem hřídele 1 vychází regulačním prvkem 14 zpět do oběžného kola 2. Zpětný proud procházející hřídelí 1, tzv. reflux vody, zajišťuje také dostatečné chlazení rotoru 3. Zpětné proudění vody je hnáno tlakovým spádem mezi vstupní sací částí oběžného kola 2 a výstupní částí čerpacího agregátu.

Uvedená konstrukce ponorného čerpadla podle vynálezu zajišťuje extrémní čerpací výkon při nízké hmotnosti čerpadla a bezpečné odvedení ztrátového tepla vestavěného elektromotoru.

Primárně je ponorné čerpadlo podle vynálezu určeno pro záchranáře a jednotky civilní ochrany k likvidaci následků povodní a záplav. Ponorné čerpadlo lze použít také v průmyslu a stavebnictví

-2 CZ 308305 B6 v situacích, kdy je potřebný velký čerpací výkon a snadná aplikace stroje v čerpacím prostoru.

Claims (2)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Ponorné čerpadlo, obsahující statorovou část a rotorovou část, kde rotorová část obsahuje podélnou rotační hřídel (1), která je v celé své délce opatřena vývrtem (19) pro průchod chladivá od vstupu vývrtu (19), provedeného na výstupní straně čerpadla, do výstupu vývrtu (19), provedeného na vstupní straně čerpadla, kde výstup vývrtu (19) je opatřen regulačním prvkem (14) průtoku chladivá, přičemž hřídel (1) je na vstupní straně čerpadla opatřena oběžným kolem (2) s lopatkami pro nasávání vody do čerpadla, vyznačující se tím, že regulační prvek (14) je v podobě šroubu zašroubovatelného do vývrtu (19) a v oblasti styku výstupu vývrtu (19) a regulačního prvku (14) jsou provedeny kanálky (16), určené pro výtok chladivá z vývrtu (19), kde výstupní průřez těchto kanálků (16) je regulovatelný mírou zašroubování regulačního šroubu (15) do výstupního vývrtu (19).
2. 2. Ponorné čerpadlo podle nároku 1, vyznačující se tím, že počet kanálků (16) odpovídá počtu lopatek na oběžném kole (2) čerpadla.