FI110275B - Pumpun juoksupyörä - Google Patents

Description

PUMPUN JUOKSUPYÖRÄ WWi s Tämän keksinnön kohteena on nestemäisten aineiden, kuten jäteveden, pumppaamiseen käytettävän pumpun juoksupyörä, jossa on ainakin yksi avaruudes-5 sa kaareutuva virtauskanava.

Tunnetuissa nesteiden pumppaamiseen tarkoitettujen keskipakopumppujen juoksupyörissä on kilpi ja napa, jotka ovat pyörähdyssymmetrisiä, sekä niiden välissä yksi tai useampi, esimerkiksi spiraalinmuotoinen siipi, jonka avulla juok-10 supyörään muodostetaan yksi tai useampi avaruudessa kaareutuva virtaus-! kanava.

Jätevedet sisältävät jätenesteiden lisäksi myös kiinteitä jätteitä, kuten kangas-kappaleita ja muita kiinteitä kappaleita. Jäteveden pumppaamisessa erityisesti 15 nämä kiinteät kappaleet aiheuttavat käyttökatkoksia ja tehohäviöitä jätepum-puissa, koska ne voivat esimerkiksi jäädä kiinni pumpun juoksupyörän siipiin tai kasaantua möykyiksi juoksupyörän sisälle. Tästä syystä jätevesipumppujen juoksupyörien virtauskanavat pyritään usein tekemään poikkipinta-alaltaan suuriksi, jotta erityisesti suuret kiinteät kappaleet voivat tukkimatta pumppua kulkea 20 sen läpi. Juoksupyörän siipi voidaan myös virtauksen tehostamiseksi ja tukkeutumisriskin pienentämiseksi muotoilla siten, että se on keskeltä paksumpi kuin päistä. Tällainen juoksupyörä on esitetty esimerkiksi SE-julkaisussa , . 426976. On myös mahdollista teroittaa juoksupyörän etureuna, jolloin se leik- ; ’; ’ kaa jätevedessä esiintyviä kiinteitä jätekappaleita pienemmiksi, kuten on esitetty '; ’; ’ 25 esimerkiksi US-patentissa 4,347,035.

: Tunnetaan myös jätevesien pumppaamiseen tarkoitetun keskipakopumpun juoksupyörä, jossa juoksupyörän siipien etureunoja on viistetty voimakkaasti, jolloin pumppu ei niin helposti tukkeudu. Tällainen juoksupyörä on esitetty esi-30 merkiksi CA-patenttihakemuksissa 2,254,187 ja 2,253,067.

Tunnetuissa juoksupyörissä käytettävät siivet aiheuttavat sen, että juoksupyö- • · · rään tuleva neste kohtaa juoksupyörään tullessaan siiven reunan ja jakautuu ' ·; · ‘ siiven molemmille puolille kahdeksi erilliseksi nestevirtaukseksi. Tämä aiheuttaa 35 ylimääräistä työtä ja samalla ylimääräistä tehonkulutusta. Lisäksi kiinteät jäte-•; · · · kappaleet voivat takertua siiven reunaan.

2 110275 Näin tunnetun tekniikan mukaisissa juoksupyörissä on suhteellisen huono hyötysuhde, ja lisäksi kiinteät jätekappaleet voivat aiheuttaa käyttökatkoksia ja tehohäviöitä.

5 Julkaisussa DE 3211230 on esitetty pumpun juoksupyörä, jossa on avaruudessa kaareutuva spiraalimainen, jatkuvasti kaareutuva kanavarakenne.

Tämän keksinnön tarkoituksena on poistaa tunnetun tekniikan epäkohdat ja saada aikaan aivan uudenlainen, esimerkiksi jäteveden pumppaamiseen käy-10 tettävän pumpun juoksupyörä, jolla aikaansaadaan yksinkertainen rakenne ja olennaisesti parempi hyötysuhde kuin tunnetuissa juoksupyörissä.

Keksinnön mukainen pumpun juoksupyörän rakenne perustuu siihen, että keksinnön mukaista juoksupyörää suunniteltaessa ei määritetä siiven muotoa kil-15 ven ja navan välissä niin kuin tunnettuja juoksupyöriä suunniteltaessa, vaan määritetään virtauskanavan muoto. Tämä voidaan tehdä antamalla avaruudessa kaareutuva käyrä, jota pitkin kuljetetaan muuttuvaa poikkileikkausta.

Keksinnön mukaiselle juoksupyörälle on ominaista, että sen rakenne on tasai-20 sesti jatkuva eli siinä ei ole varsinaisesti siipirakennetta. Lisäksi virtauskanava on tasaisesti kaareutuva, eli siinä ei ole siivistä tms. aiheutuvia jyrkkiä mutkia, ja sen poikkileikkaus säilyy vakiona tai muuttuu tasaisesti ilman jyrkkiä muodon ja/tai poikkipinta-alan muutoksia. Yksityiskohtaisesti keksinnön mukaiselle juoksupyörälle tunnusomaiset piirteet on esitetty oheisissa patenttivaatimuksissa 25 ···' Keksinnön avulla on mahdollista aikaansaada lähes tukkeutumattomia jäteve- sijuoksupyöriä, joilla on hyvin korkea hyötysuhde myös kiinteitä kappaleita tai kuituja sisältävissä pumpattavissa nesteissä. Pyörässä ei ole siipeä eikä siten myöskään siiven etureunan kaltaista rakennetta voida löytää virtauksen tuloalu-:\i 30 eelta, jolloin sinne ei myöskään muodostu patopistettä kuten siiven etureunaan tunnetuissa pumpuissa tyypillisesti muodostuu, eikä myöskään imuaukon alueelle muodostu alhaisia paineita. Täten näin suunnitelulla pyörällä on myös * » t ’;;;' hyvät imuominaisuudet, eikä se kavitoi helposti.

35 Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisemmin esimerkin avulla viit-•: >; taamalla oheiseen piirustuksiin, joissa 3 110275 kuvio 1 esittää keksinnön mukaista juoksupyörää sivulta, kuvio 2 esittää keksinnön mukaista juoksupyörää vinosti ylhäältä, ja 5 kuvio 3 esittää keksinnön mukaista juoksupyörää kuvion 1 poikittaisena poikkileikkauksena SOLAO - SOLAO, ja kuvion 4 esittää keksinnön mukaista juoksupyörää pystysuuntaisena poikkileikkauksena sen keskeltä.

10

Kuvioissa 1 - 4 on esitetty keksinnön mukainen, erityisesti jäteveden pumppaamiseen tarkoitetun keskipakopumpun juoksupyörä. Siinä on valumetallirunko 1, jossa on avaruudessa kaareutuva virtauskanava 2. Rungon 1 yläpäässä on tulevan jätevesiputken halkaisijan suuruinen pyöreä imuaukko 3, johon jätevesi 15 johdetaan jätevesiputkesta. Sen lisäksi juoksupyörän läpi kulkee reikä 4 käyttö-akselia varten.

Keksinnön mukaisen juoksupyörän suunnittelussa määritetään virtauskanavan 2 muoto. Tämä tehdään antamalla virtaussuunnassa avaruudessa kaareutuva 20 käyrä 5 (pistekatkoviiva), jota pitkin kuljetetaan vakiona pysyvää tai hitaasti muuttuvaa poikkileikkausta A. Poikkileikkaus A voi olla pyöreä kuvion 4 mukaisesti. Poikkileikkauksen reuna määrittää käyrää 5 pitkin kulkiessaan virtaus-’ .·. kanavan 2 ja myös sen kuvioissa esitetyn ajatellun jatkeen reunat 6 (katkoviiva).

:,; ’ 25 Käyrä 5 voi olla spiraalimainen siten, että siinä on aluksi pystysuora, juoksupyö- '·*·’ rän keskiakselin suuntainen osa imuaukon 3 keskellä, minkä jälkeen se alkaa ' ‘ kaareutua avaruudessa spiraalimaisesti. Kanavan loppuosassa käyrä muodos- taa tasospiraalin. Käyrä 5 kaareutuu avaruudessa poiketen tässä mielessä tasokäyristä. Lisäksi se on koko ajan loivasti kaareutuva, so. sen kaarevuussäde 30 on koko ajan ainakin suunnilleen sama, jolloin kanavassa ei ole jyrkkiä mutkia. Kanavan poikkileikkauksen A muoto ja poikkipinta-ala voivat muuttua tasaisesti ja jatkuvasti poiketen myös tässä mielessä tunnetusta tekniikasta. Tällöin jäte-;;; vesi virtaa koko ajan kanavan suuntaisesti. Koska virtauskanava kohtaa lopus- *·;·* sa itsensä, tai toisen kanavan, mikäli kanavia on useita, syntyy tähän kohtaan L*’: 35 siiven jättöreunaa muistuttava rakenne. Kuvion 3 mukaisesti kanavan 2 osien •: · i välinen seinämä 7 on suhteellisen paksu keskellä juoksupyörä.

4 110275

Lisäsi runko 1 on tasaisesti jatkuva ilman erillisiä rakenteita, kuten kilpi-, napa-ja siipirakennetta.

Alan ammattimiehelle on selvää, että keksinnön eri sovellutusmuodot eivät ra-5 joitu yksinomaan edellä esitettyyn esimerkkiin, vaan ne voivat vaihdella jäljempänä esitettävien patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (6)

5 110275

1. Nestemäisten aineiden, kuten jäteveden, pumppaamiseen käytettävän pumpun juoksupyörä, jossa on ainakin yksi avaruudessa kaareutuva virtauskanava 5 (2), jossa virtauskanava on tasaisesti kaareutuva, ja jossa virtauskanavan poik kileikkaus (A) on vakio tai muuttuu tasaisesti, tunnettu siitä, että virtauskanava (2, 12) kohtaa kanavan loppuosassa itsensä, tai toisen kanavan, mikäli kanavia on enemmän kuin yksi. 10

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen pumpun juoksupyörä, tunnettu siitä, että virtauskanavan kaarevuussäde säilyy olennaisesti vakiona tai muuttuu tasaisesti.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen pumpun juoksupyörä, tunnettu siitä, että virtauskanavan (2) muoto määräytyy avaruudessa kaareutuva käyrän (5) perusteella, ja että poikkileikkauksen reuna määrittää käyrää pitkin kulkiessaan virtauskanavan (2) reunat (6).

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen pumpun juoksupyörä, tunnettu siitä, että käyrä (5) on ainakin olennaisesti spiraalimainen. • ·

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen pumpun juoksupyörä, tunnettu siitä, että ^ sen rakenne on tasaisesti jatkuva ilman erillisiä rakenteita, kuten kilpi-, napa-25 ja/tai siipirakennetta.

‘ ' 6. Nestemäisten aineiden, kuten jäteveden, pumppaamiseen tarkoitetun pum- pun juoksupyörä, jossa on runko (1) ja ainakin yksi avaruudessa kaareutuva virtauskanava (2), jossa runko (1) on tasaisesti jatkuva ilman erillisiä rakenteita, » · :. * * * 30 kuten kilpi-, napa-ja/tai siipirakennetta, jossa virtauskanava on tasaisesti kaa- ·]’]: reutuva, ja jossa virtauskanavan poikkileikkaus on (A) vakio tai muuttuu tasai- , sesti, • I » tunnettu siitä, • · :* että virtauskanava (2, 12) kohtaa kanavan loppuosassa itsensä, tai toisen ka- :,,.: 35 navan, mikäli kanavia on enemmän kuin yksi. 6 110275