CZ9099U1 - Rotační čerpadlo na kapaliny - Google Patents

Description

Technické řešení se týká čerpadla na kapaliny, zejména na vodu.

Dosavadní stav techniky

Současné typy rotačních hydročerpadel představují zejména tzv. křídlová čerpadla, která se vyznačují excentricky uloženým rotorem ve statoru, takže rotor se v jednom bodě dotýká statoru, opatřeného vtokem a výtokem. Vtok a výtok lze u těchto čerpadel zaměňovat změnou otáček rotoru, tzn. že tato čerpadla jsou směrově reverzibilní.

Z patentové přihlášky PV 2524-97 je znám univerzální rotační hydromotor, pracující také jako čerpadlo, který sestává ze statoru s kruhovým pracovním prostorem, v němž je souose uložen kruhový rotor. Vtok i výtok jsou uspořádány na tělese statoru vedle sebe a jsou odděleny přepážkou s těsnicí lištou. Rotor má obvodové osazení, které přiléhá k těsnicí liště, středovou část a hřídel ležící ve středové ose statoru. Rotor je opatřen dvěma radiálními lopatkami s posuvným uložením, které jsou spojeny s vodícími táhly opatřenými vodícími kladkami, které zabírají s vačkovým segmentem spojeným se statorem. Vačkový segment řídí radiální chod lopatek mezi vtokem a výtokem při otáčení rotoru. Výhoda tohoto řešení spočívá v jeho dvojím možném využití, a to jak jako rotační hydromotor, tak jako čerpadlo. Nevýhoda spočívá v tom, že řešení je určeno pro větší výkony, je konstrukčně složitější, atomu odpovídají také vyšší výrobní náklady.

Podstata technického řešení

Uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje rotační čerpadlo na kapaliny, sestávající ze statoru s kruhovým pracovním prostorem, v němž je uložen rotor opatřený dvěma radiálními lopatkami, sestávajícími z hlavy a z dříku, s posuvným uložením na jednom konci, které jsou spojeny s vodícími kladkami zabírajícími s vačkovým segmentem statoru a procházejí druhým koncem do pracovního prostoru statoru, podle tohoto technického řešení. Jeho podstata spočívá v tom, že dříky radiálních lopatek jsou jedním koncem posuvně uloženy v kruhovém osazení rotoru, kde dosedají na tlačné pružiny, ajsou opatřeny vybráním, uspořádaným proti otvorům v osazení rotoru. Do vybrání zapadají západky vodicích táhel, která jsou jedním koncem spojena s vodícími kladkami a druhým koncem jsou otočně spojena s držáky. Držáky, vodicí táhla i vodicí kladky jsou uspořádány na vnější straně boku statoru, který je opatřen kruhovou vodicí dráhou s vačkovým segmentem uspořádaným mezi vtokem a výtokem. Ve výhodném provedení jsou válcová vedení dříků radiálních lopatek opatřena otvory pro únik vzduchu. V dalším výhodném provedení jsou vodicí táhla vytvořena ve tvaru trojúhelníku, jehož jeden vrchol je otočně spojen pomocí prvého čepu s vodicí kladkou, druhý vrchol je otočně spojen pomocí druhého čepu s držákem a ve třetím vrcholu je vytvořena západka. V jiném výhodném provedení je kruhový pracovní prostor statoru v oblasti vtoku a výtoku opatřen obvodovým vybráním.

Změna oproti dosavadnímu stavu techniky spočívá v umístění řídícího a ovládacího systému radiálních lopatek nikoli uvnitř rotoru, ale na boku statoru. Tím je dosaženo zvětšení výšky zdvihu radiálních lopatek, a tedy zvětšení objemu pracovního prostoru, a to při stejném průměru statoru, tzn. při stejných rozměrech čerpadla. Další výhodou je možnost zvýšení pracovních otáček čerpadla vzhledem k lepší konstrukci řídicího systému a možnost výroby jednoduché konstrukce celého čerpadla z plastů. Čerpadlo je samonasávací, není závislé na otáčkách, a pro jeho pohon může být použita např. i klika s ručním pohonem, např. u studní.

-1 CZ 9099 U1

Přehled obrázků na výkresech

Technické řešení bude blíže osvětleno pomocí výkresů, na nichž znázorňují obr. 1 řez tělesem statoru v rovině radiálních lopatek, obr. 2 řez bokem statoru v rovině kruhové vodicí dráhy s vačkovým segmentem, obr. 3 osový řez rotorem, obr. 4 osový řez bokem statoru, obr. 5 osový řez víkem statoru.

Příklady provedení technického řešení

Rotační čerpadlo na kapaliny, zejména na vodu, sestává ze statoru 23, s kruhovým pracovním prostorem, v němž je uložen rotor 4, přičemž stator 23 i rotor 4 jsou vyrobeny z plastu. Rotor 4 je opatřen dvěma radiálními lopatkami 1,2, jejichž dříky 7, 8 jsou jedním koncem posuvně uloženy ve válcových vedeních 28 v kruhovém osazení 3 rotoru 4. Dříky 7, 8 dosedají na tlačné pružiny 5, 6 a jsou opatřeny vybráním 9, 10, uspořádaným proti otvorům 11, 12 v osazení 3 rotoru 4. Vedení 28 dříků 7, 8 radiálních lopatek 1, 2 jsou opatřena otvory 29 pro únik vzduchu. Bok statoru 23 je opatřen kruhovou vodicí dráhou 24 s vačkovým segmentem uspořádaným mezi vtokem 26 a výtokem 27. Na vnější straně boku statoru 23 jsou na kruhové vodicí dráze 24 uspořádány vodicí kladky 17, 18, spojené s vodicími táhly 15, 16, která jsou spojena s držáky 21, 22. Vodicí táhla 15, 16 jsou vytvořena ve tvaru trojúhelníku, jehož jeden vrchol je otočně spojen pomocí prvého ěepu 19, 19' s vodicí kladkou 17, 18, druhý vrchol je otočné spojen pomocí druhého čepu 20, 20' s držákem 21, 22, a ve třetím vrcholu je vytvořena západka 13. 14, zapadající do vybrání 9,10 dříků 7, 8 radiálních lopatek 1,2.

Kruhový pracovní prostor statoru 23, do něhož prochází hlavy 31» 32 radiálních lopatek 1, 2, je opatřen obvodovým vybráním 30.

Rotační čerpadlo podle technického řešení pracuje tak, že při najetí vodicích kladek 17, 18 na vačkový segment 25 dojde prostřednictvím vodicích táhel 15, 16 k zasunutí radiální lopatky 1, 2. Obvodové vybrání 30 ve statoru 23 slouží k tomu, že před zasunutím radiální lopatky 1, 2 dojde k vyrovnání tlaků před i za radiální lopatkou 1, 2. V okamžiku, kdy se radiální lopatka 1, 2 dostane do místa obvodového vybrání 30 ve statoru 23, je vlastně zatlačena pracovním tlakem kapaliny do rotoru 4 a zároveň je tlačena i vodicím táhlem 15, 16. Tím je do značné míry odlehčeno řídícímu mechanickému systému, který musí překonávat i značné odstředivé síly.

Průmyslová využitelnost

Technické řešení je možno využít jako samonasávací čerpadlo na kapaliny, zejména na vodu, a to pro čerpání vody ze studní, jako součást hasičské techniky apod.

Claims (4)

1. Rotační čerpadlo na kapaliny, sestávající ze statoru s kruhovým pracovním prostorem, v němž je uložen rotor, opatřený dvěma radiálními lopatkami, sestávajícími z hlavy a z dříku, s posuvným uložením na jednom konci, které jsou spojeny s vodícími kladkami, zabírajícími s vačkovým segmentem statoru, a procházejí druhým koncem do pracovního prostoru statoru, vyznačující se tím, že dříky (7, 8) radiálních lopatek (1,2) jsou jedním koncem posuvně uloženy v kruhovém osazení (3) rotoru (4), kde dosedají na tlačné pružiny (5, 6), a jsou opatřeny vybráním (9, 10), uspořádaným proti otvorům (11, 12) v osazení (3) rotoru (4), do něhož zapadají západky (13, 14) vodicích táhel (15, 16), která jsou jedním koncem spojena s vodicími kladkami (17, 18), a druhým koncem jsou otočně spojena s držáky (21, 22), přičemž držáky (21, 22), vodicí táhla (15, 16) i vodicí kladky (17, 18) jsou uspořádány na vnější straně

-2CZ 9099 U1 boku statoru (23), který je opatřen kruhovou vodicí dráhou (24) s vačkovým segmentem (25), uspořádaným mezi vtokem (26) a výtokem (27).

2. Rotační čerpadlo podle nároku 1, vyznačující se tím, že válcová vedení (28) dříků (7, 8) radiálních lopatek (1, 2) jsou opatřena otvory (29) pro únik vzduchu.

5

3. Rotační čerpadlo podle nároku 1, vyznačující se tím, že vodicí táhla (15, 16) jsou vytvořena ve tvaru trojúhelníku, jehož jeden vrchol je otočně spojen pomocí prvého čepu (19, 19') s vodicí kladkou (17, 18), druhý vrchol je otočně spojen pomocí druhého čepu (20, 20') s držákem (21,22), a ve třetím vrcholu je vytvořena západka (13,14).

4. Rotační čerpadlo podle nároku 1, vyznačující se tím, že kruhový pracovní

10 prostor statoru (23) je v oblasti vtoku (26) a výtoku (27) opatřen obvodovým vybráním (30).