CZ31157U1 - Úprava odstředivého čerpadla - Google Patents

Úprava odstředivého čerpadla Download PDF

Info

Publication number
CZ31157U1
CZ31157U1 CZ2017-33493U CZ201733493U CZ31157U1 CZ 31157 U1 CZ31157 U1 CZ 31157U1 CZ 201733493 U CZ201733493 U CZ 201733493U CZ 31157 U1 CZ31157 U1 CZ 31157U1
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
impeller
blades
clearance
axial
helical
Prior art date
Application number
CZ2017-33493U
Other languages
English (en)
Inventor
Martin Polák
Original Assignee
Česká zemědělská univerzita v Praze
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Česká zemědělská univerzita v Praze filed Critical Česká zemědělská univerzita v Praze
Priority to CZ2017-33493U priority Critical patent/CZ31157U1/cs
Publication of CZ31157U1 publication Critical patent/CZ31157U1/cs

Links

Landscapes

  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

Oblast techniky
Technické řešení se týká úpravy odstředivého čerpadla obsahujícího spirální skříň, v níž je otočně uloženo oběžné kolo s radiálně tvarovanými lopatkami.
Dosavadní stav techniky
Je známo, že k výrobě elektrické energie se využívají mimo jiné nízkopotenciální vodní zdroje, na nichž se zřizují malé vodní elektrárny. Jejich jádrem je vodní turbína. Jedná se o spolehlivé a účinné zařízení, jehož velkou nevýhodou jsou ale vysoké pořizovací náklady. Investiční nároky jsou příčinou, proč mnohé nízkopotenciální vodní zdroje zůstávají nevyužity.
Hledají se proto řešení, která by pro investory byla přijatelnější, než je pořízení vodní turbíny. Jednou z možností je využít hydrodynamických čerpadel, zejména odstředivých, v turbínovém provozu. Toto použití se nabízí proto, že na trhu jsou k dispozici relativně levná a spolehlivá odstředivá čerpadla, k nimž současně existuje široká servisní základna. Uvedené výhody jsou však v mnoha případech zmenšeny sníženou účinností v turbínovém provozu. Jsou sice známy úpravy pro zvýšení účinnosti v turbínovém provozu, ale tyto úpravy jsou často omezeny jen na určitý typ a nemají obecnou platnost.
Existují úpravy, kterými se zvýší účinnost v turbínovém režimu, ale za současného snížení účinnosti v čerpacím režimu. Vyrábět však výrobní řadu odstředivých čerpadel přizpůsobených výhradně turbínovému režimu je pro výrobce neekonomické, protože poptávka v tomto oboru je výrazně nižší než poptávka v oboru klasických čerpadel. Pro výrobce by bylo ideální, kdyby mohl vyrábět odstředivá čerpadla s účinností a výkonem v podstatě shodným pro oba režimy práce. Absence univerzálně použitelných čerpadel je nevýhodou známého stavu techniky. Podstata technického řešení
Uvedené nevýhody jsou podstatně zmenšeny úpravou odstředivého čerpadla podle technického řešení, kteréžto odstředivé čerpadlo obsahuje spirální skříň, v níž je otočně uloženo oběžné kolo s radiálně tvarovanými lopatkami. Lopatky jsou upevněny alespoň k nosnému disku, který je opatřen nábojem. Vnitřní konce lopatek jsou vyvedeny k centrálnímu otvoru oběžného kola. Centrální otvor je zaústěn k axiálnímu přípojnému otvoru spirální skříně. Vnější konce lopatek jsou zaústěny ke spirálovitému kanálu, který je vytvořen ve spirální skříni. Spirálovitý kanál je napojen na radiální přípojný otvor spirální skříně. Podstata technického řešení spočívá v tom, že úprava obsahuje alespoň jednu ze tří dílčích úprav. První dílčí úprava spočívá v tom, že v místě přechodu mezi oběžným kolem a spirálovitým kanálem je šířka spirálovitého kanálu v axiálním směru shodná s výškou lopatek. Druhá dílčí úprava spočívá v tom, že axiální přípojný otvor spirální skříně má shodnou světlost se světlostí centrálního otvoru oběžného kola. Třetí dílčí úprava spočívá v tom, že alespoň jeden prvek ze skupiny obsahující vnější okraje lopatek a vnější hrany nosného a/nebo krycího disku je opatřen konkávním zaoblením.
Každou z dílčích úprav se dosáhne zlepšení parametrů odstředivého čerpadla oproti stavu bez úprav, což bylo prokázáno reprodukovatelnými zkouškami. Aplikací více než jedné úpravy se dosáhne dalšího zlepšování parametrů, a to zejména zvýšení výtlačné výšky v čerpadlovém režimu, zvýšení točivého momentu v turbínovém režimu i větší účinnosti v obou režimech.
V rámci optimalizace hydraulických parametrů je účelné, má-li šířka v axiálním směru spirálovitého kanálu ve směru od oběžného kola alespoň do poloviny radiální hloubky spirálovitého kanálu zvětšující se velikost.
Jestliže potrubí napojené na axiální přípojný otvor má odlišnou světlost, pak za účelem zmenšení hydraulických ztrát má axiální přípojný otvor ve směru od centrálního otvoru oběžného kola plynule se zvětšující nebo zmenšující světlost.
-1 CZ 31157 Ul
Vliv na zlepšování funkčních parametrů má i tvar konkávního zaoblení, které je s výhodou provedeno tak, že je plynule navázáno na každou z protilehlých stěn prvku ze skupiny obsahující vnější okraje lopatek a vnější hrany nosného a/nebo krycího disku.
Měřením bylo zjištěno, že úpravami podle technického řešení se dosáhne zlepšení základních technických parametrů, a to v obou provozních režimech. Větší efekt úpravy vykazuje turbínový režim - zvýšení účinnosti o 4 až 8 %, přičemž v čerpadlovém režimu je účinnost vyšší o 3 až 6 %. Objasnění výkresů
Na připojeném výkrese jsou schematicky znázorněny úpravy odstředivého čerpadla podle technického řešení, přičemž značí obr. 1 bokorysný řez rovinou proloženou osou axiálního čerpadla, obr. 2 nárysný řez při pohledu ve směru šipky B z obr. 1, obr. 3 shodný řez jako na obr. 1, ale s čerpadlem osazeným odlišnou spirální skříní, obr. 4 axonometrický pohled na oběžné kolo, obr. 5 detail A z obr. 1.
Příklad uskutečnění technického řešeni
Odstředivé čerpadlo, které je předmětem úprav podle technického řešení, obsahuje stacionární spirální skříň i a v ní otočně uložené oběžné kolo 2. Ve spirální skříni I je vytvořen spirálovitý kanál 11, který je napojen na radiální přípojný otvor 13 vytvořený v první přírubě 14. Spirální skříň 1 dále obsahuje axiální přípojný otvor 12 vytvořený v druhé přírubě 15. První příruba 14 i druhá příruba 15 jsou uzpůsobeny pro připojení neznázoměného potrubí.
Oběžné kolo 2 obsahuje náboj 29, který je upraven pro nasazení na neznázoměný hřídel a pro pevné spojení s tímto hřídelem např. drážkováním, perem apod. Hřídel je spojen v čerpadlovém režimu s hnacím motorem, zejména s elektromotorem, a v turbínovém režimu nej častěji s generátorem elektrického proudu. S nábojem 29 je pevně spojen nosný disk 2L
S nosným diskem 21 jsou pevně spojeny radiálně tvarované lopatky 23. Ve vzdálenosti rovnající se šířce v lopatek 23 jsou lopatky 23 překryty krycím diskem 22, který spolu s nábojem 29, nosným diskem 21 a lopatkami 23 je s výhodou vyroben jako jeden odlitek. V jiném, neznázoměném provedení, však krycí disk 22 aplikován být nemusí a lopatky 23 jsou pevně spojeny pouze s nosným diskem 21. Vnitřní konce 24 lopatek 23 jsou vyvedeny k centrálnímu otvoru 26 oběžného kola 2 (obr. 4). Vnější konce 25 lopatek 23 jsou zaústěny ke spirálovitému kanálu 11.
Oběžné kolo 2 a spirální skříň 1 jsou podrobeny alespoň jedné ze tří možných dílčích úprav provedených s cílem zlepšení pracovní charakteristiky odstředivého čerpadla.
První dílčí úprava spočívá v tom, že v místě přechodu mezi oběžným kolem 2 a spirálovitým kanálem 11 je šířka s spirálovitého kanálu H v axiálním směru shodná s šířkou v lopatek 23 (obr. 5). Jelikož u běžně vyráběných odstředivých čerpadel tyto rozměry většinou nejsou shodné, přičemž spirálovitý kanál 11 mívá větší šířku s, než je Šířka v lopatek 23, této úpravy lze dosáhnout pořízením odlévací formy spirální skříně 1, z níž vzešlá spirální skříň 1 bude mít spirálovitý kanál H požadovaného tvaru. U stávajících odstředivých čerpadel lze shody v rozměrech dosáhnout tím, že do stávajícího širokého spirálovitého kanálu 11 se vloží první vložka 16, která se zde upevní. Vložka 16 může být vytvořena např. vhodným výplňovým tmelem s dobrou přilnavostí k povrchu spirálovitého kanálu li. Vnější rozměry první vložky 16 se dotýkají stěn spirálovitého kanálu 11, neboli odpovídají původnímu tvaru spirálovitého kanálu H - viz v řezu tvar kruhové úseče na obr. 1 a obr. 5 a obdélníkový tvar na obr. 3. Ať je tvar původního spirálovitého kanálu H jakýkoliv, a nově je určen první vložkou 16, resp. jedná-li se o spirálovitý kanál 11 v nově dimenzovaném odlitku, je výhodné, jestliže šířka s v axiálním směru spirálovitého kanálu ϋ má ve směru od oběžného kola 2 alespoň do poloviny h/2 radiální hloubky h spirálovitého kanálu 11 zvětšující se velikost. Podle obr. 1 a jeho zvětšeného detailu A na obr. 5 se tato šířka s zvětšuje právě do poloviny h/2 radiální hloubky h, načež se zmenšuje, zatímco podle obr. 3 se tato šířka s stále zvětšuje až ke dnu spirálovitého kanálu H·
Druhá dílčí úprava odstředivého čerpadla se týká též spirální skříně i a spočívá v tom, že axiální přípojný otvor 12 spirální skříně i má shodnou světlost k se světlostí u centrálního otvoru 26
-2CZ 31157 Ul oběžného kola 2 (obr. 1,3). Je-li požadovaná světlost k axiálního přípojného otvoru 12 získána již ve výrobě, tato úprava se neaplikuje. Je-li však světlost k axiálního přípojného otvoru 12 odlišná od světlosti u centrálního otvoru 26 oběžného kola 2, shodnosti lze dosáhnout vsazením druhé vložky 17. Tato druhá vložka 17 v příkladu provedení podle obr. 3 se směrem k druhé přírubě 15 rozšiřuje, v důsledku čehož axiální přípojný otvor 12 vykazuje ve směru od centrálního otvoru 26 oběžného kola 2 plynule se zvětšující světlost k. V neznázoměné alternativě naopak může nastat případ, že druhá vložka 17 se směrem k druhé přírubě 15 zužuje, takže axiální přípojný otvor 12 spirální skříně 1 má ve směru od centrálního otvoru 26 oběžného kola 2 plynule se zmenšující světlost k.
V rámci třetí dílčí úpravy odstředivého čerpadla alespoň jeden prvek ze skupiny obsahující vnější okraje 28 lopatek 23 a vnější hrany 27 nosného a/nebo krycího disku 21, 22 je opatřen konkávním zaoblením. Na obr. 4 je patrná úprava, kdy oběžné kolo 2 obsahuje jak nosný disk 21. tak krycí disk 22, přičemž vnější hrany 27 každého z obou disků 21, 22 jsou zaobleny. Rovněž vnější okraj 28 každé lopatky 23 je opatřen obdobným zaoblením. Zaoblení má konkávní podobu. Obzvlášť výhodné je, jestliže zaoblení plynule navazuje na každou z protilehlých stěn každé jednotlivé lopatky 23 i každou z protilehlých stěn jak nosného disku 2A, tak krycího disku 22.
Při činnosti v čerpadlovém režimu, kdy se oběžné kolo 2 otáčí účinkem neznázoměného motoru, je čerpaná kapalina nasávána přes axiální přípojný otvor 12 a centrální otvor 26 mezi lopatky 23. Odstředivou silou je vtlačována do spirálovitého kanálu JT a z něho proudí přes radiální přípojný otvor 13 např. do neznázoměného potrubí. V turbínovém režimu je kapalina přiváděna přes radiální přípojný otvor 13 a spirálovitý kanál JT k lopatkám 23, jímž předá svou energii a uvede je, resp. oběžné kolo 2, do otáčivého pohybu. Otáčivý pohyb se přenese do zařízení na výrobu elektrické, příp. mechanické energie. Ať odstředivé čerpadlo pracuje v čerpadlovém nebo turbínovém režimu, kapalina jím v důsledku úprav protéká plynule, nenaráží na skokové změny protékaného průřezu, takže nedochází ke vzniku místních mši vých turbulencí. To má za následek vyšší výkon i účinnost.
Průmyslová využitelnost
Odstředivé čerpadlo s úpravami podle technického řešení nalezne uplatnění nejen ve svém původním určení, ale i jako turbína nasazená zejména v malých vodních elektrárnách.

Claims (5)

1. Úprava odstředivého čerpadla obsahujícího spirální skříň (1), v níž je otočně uloženo oběžné kolo (2) s radiálně tvarovanými lopatkami (23), které jsou upevněny alespoň k nosnému disku (21) opatřenému nábojem (29), přičemž vnitřní konce (24) lopatek (23) jsou vyvedeny k centrálnímu otvoru (26) oběžného kola (2), který je zaústěn k axiálnímu přípojnému otvoru (12) spirální skříně (1), a vnější konce (25) lopatek (23) jsou zaústěny ke spirálovitému kanálu (11), který je vytvořen ve spirální skříni (1) a napojen na radiální přípojný otvor (13) spirální skříně (1), vyznačující se tím, že obsahuje alespoň jednu ze tri dílčích úprav, z nichž spočívá první dílčí úprava v tom, že v místě přechodu mezi oběžným kolem (2) a spirálovitým kanálem (11) je šířka (s) spirálovitého kanálu (11) v axiálním směru shodná s šířkou (v) lopatek (23), druhá dílčí úprava v tom, že axiální přípojný otvor (12) spirální skříně (1) má shodnou světlost (k) se světlostí (u) centrálního otvoru (26) oběžného kola (2) a třetí dílčí úprava v tom, že alespoň jeden prvek ze skupiny obsahující vnější okraje (28) lopatek (23) a vnější hrany (27) nosného a/nebo krycího disku (21, 22) je opatřen konkávním zaoblením.
2. Úprava podle nároku 1, vyznačující se tím, že šířka (s) v axiálním směru spirálovitého kanálu (11) má ve směru od oběžného kola (2) alespoň do poloviny (h/2) radiální hloubky (h) spirálovitého kanálu (11) zvětšující se velikost.
-3 CZ 31157 Ul
3. Úprava podle nároku 1, vyznačující se tím, že axiální přípojný otvor (12) spirální skříně (1) má ve směru od centrálního otvoru (26) oběžného kola (2) plynule se zvětšující světlost (k).
4. Úprava podle nároku 1, vyznačující se tím, že axiální přípojný otvor (12) spirální skříně (1) má ve směru od centrálního otvoru (26) oběžného kola (2) plynule se zmenšující světlost (k).
5. Úprava podle nároku 1, vyznačující se tím, že konkávní zaoblení je plynule navázáno na každou z protilehlých stěn prvku ze skupiny obsahující vnější okraje (28) lopatek (23) a vnější hrany (27) nosného a/nebo krycího disku (21, 22).
CZ2017-33493U 2017-03-10 2017-03-10 Úprava odstředivého čerpadla CZ31157U1 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2017-33493U CZ31157U1 (cs) 2017-03-10 2017-03-10 Úprava odstředivého čerpadla

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2017-33493U CZ31157U1 (cs) 2017-03-10 2017-03-10 Úprava odstředivého čerpadla

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ31157U1 true CZ31157U1 (cs) 2017-11-07

Family

ID=60265130

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2017-33493U CZ31157U1 (cs) 2017-03-10 2017-03-10 Úprava odstředivého čerpadla

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ31157U1 (cs)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2221488B1 (en) Diffuser
CN106795891B (zh) 离心泵用的叶轮组件
CN107551341B (zh) 转动平稳的离心血泵
JP2003522871A (ja) ポンプ、タービン及びトランスミッションに組み込まれる粘性抵抗型のインペラー要素
TWI256441B (en) Axial flow fan
MY189574A (en) Impeller and axial flow fan
KR101695444B1 (ko) 펌프
JP2016522357A5 (cs)
CN204610367U (zh) 离心泵叶轮及离心泵
JP2020193589A (ja) インペラ及び遠心ポンプ
CN102852561A (zh) 涡轮叶片
CZ31157U1 (cs) Úprava odstředivého čerpadla
EP1490600B1 (en) Centrifugal pump with reverse rotation protection integrated on the impeller blade
JP2018514690A (ja) 遠心ポンプ用羽根車組立体
RU2677308C2 (ru) Конфигурация подводящего канала для корпуса улитки центробежного насоса, фланцевый элемент, корпус улитки для центробежного насоса и центробежный насос
JP2017048703A (ja) 遠心ポンプ
CN210799491U (zh) 一种轴流散热风扇装配结构
CZ307489B6 (cs) Úprava spirální skříně odstředivého čerpadla
CN207145248U (zh) 一种小流量卧式筒袋多级泵
CN210599573U (zh) 一种离心泵压水室结构
CN201396310Y (zh) 一种可有效平衡轴向力的双叶片叶轮
US4531887A (en) Continuous blade multi-stage pump
CN222650198U (zh) 高强度混流泵叶轮
CN218118114U (zh) 一种半开式叶轮离心泵
CN219119506U (zh) 离心风机叶轮、离心风机及通气治疗设备

Legal Events

Date Code Title Description
FG1K Utility model registered

Effective date: 20171107

MK1K Utility model expired

Effective date: 20210310