FI87009C - Skovelhjul foer centrifugalpumpar - Google Patents

Description

1 87009

Siipipyörä keskipakoispumppuja varten

Keksinnön kohteena on siipipyörä keskipakoispumppuja varten, jossa siipipyörässä on ainakin yksi rivi siipi-5 pyörän kehän suunnassa peräkkäin sijaitsevia siipiä, joiden kehän puoleinen pää on vinossa kulmassa a siipipyörän kehän liikesuuntaan nähden.

Keskipakoispumppuja käytetään yleisesti nestemäisten aineiden ja seosten siirtämiseen, jolloin pumppausvai-10 kutus syntyy siipipyörän pyöriessä pumpun kiinteässä pesässä. Samalla siipipyörä siirtää pumpattavaa ainetta mukanaan, jolloin siihen pyörimisliikkeen johdosta syntyy keskipakoisvaikutus ja aineen tullessa poistoaukon kohdalle se keskipakoisvoiman ja siipien vinoudesta johtuvan 15 lisävaikutuksen ansiosta siirtyy poistokanavaan. Tällaisia pumppuja on tunnettu mm DE-hakemusjulkaisusta 2525316 ja FI-patentista 53747.

Tunnetuissa pumpuissa on ongelmana, että niiden poistokanavassa esiintyy pulssimaisia painevaihteluita, 20 mitkä tietyissä käyttöolosuhteissa ovat haitallisia. Erityisesti käytettäessä pumppua paperikoneen tai vastaavan perälaatikkoon liittyvässä kanavistossa kuitumassa syöttö-pumppuna, aiheuttavat painevaihtelut muodostuvassa paperi-tai kartonkirainassa aaltomaista vaihtelua ja siten huo-25 nontavat paperin laatua. Pulssia on pyritty pienentämään mm muotoilemalla pumpun siipipyörän siipien päät sen kehän suunnassa vinoiksi, mikä ei kuitenkaan ole pulssihäiriötä kyennyt poistamaan.

Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan sel-30 lainen siipipyörä, jonka aikaansaamat pulssihäiriöt ovat aikaisempia pienemmät ja jota paremmin voitaisiin käyttää esimerkiksi paperikoneiden perälaatikoiden yhteydessä syöttöpumpuissa. Keksinnön mukaiselle siipipyörälle on ominaista, että siipien pumpun poistokanavassa aiheutta-35 mien painevaihteluiden vaimentamiseksi siipien välinen 2 87009 etäisyys ja kulma on asetettu niin, että siipipyörän kehän liikesuunnassa jäljempänä olevan siiven pään edellä oleva reuna on liikesuunnassa edellä kulkevan siivekkeen pään jäljempänä olevan reunan kohdalla tai sen etupuolella mai-5 nitussa liikesuunnassa.

Keksinnön olennaisena piirteenä on, että siipipyörän siivet asetetaan sellaisin välein ja sillä tavalla kulmaan, että siipipyörän pyöriessä spiraalipesän nokkaa on aina ohittamassa vähintään yksi siiven pää, jolloin 10 siiven pään nokan kohdalla aikaansaama painepulssi pysyy koko ajan olennaisesti vakiona eikä poistokanavassa ilmene merkittäviä painevaihteluita.

Keksintöä selostetaan lähemmin oheisissa piirustuksissa, joissa 15 kuvio 1 esittää kaavamaisesti keksinnön mukaisella siipipyörällä varustettua keskipakoispumppua aukileikattu-na akselin suunnasta katsottuna, kuvio 2 esittää kaavamaisesti kuvion 1 mukaisen pumpun siipipyörän reunaa ja siipien päiden sijaintia, 20 kuvio 3 esittää kaavamaisesti kuvioiden 1 ja 2 mu kaisen pumpun poistokanavan painevaihtelua, kuvio 4 esittää kaavamaisesti akselin suunnasta katsottuna keksinnön mukaisella tavalla toteutettuna kaksipuolista siipipyörää ja 25 kuvio 5 esittää kuvion 4 mukaista siipipyörää sii pien päiden suunnasta katsottuna.

Kuviossa 1 on esitetty keskipakoispumppu, jossa on spiraalimainen pumppupesä 1 ja sen sisällä akselin 2 ympäri pyörivä siipipyörä 3, jossa on siipiä 4a ja 4b. Pumpun 30 pesässä 1 on poistokanava 5, jonka pesän puoleisessa reunassa lähellä siipipyörää on nokka 6. Pumpun pyöriessä pumpattava aine kuten neste tai massaseos tulee sinänsä tunnetulla tavalla pumpun akselin 2 suunnassa siipipyörän keskiöön ja siirtyy sen pyöriessä toisaalta poistokanavas-35 ta poistuvan aineen aikaansaaman imuvaikutuksen ja toi- 3 8 7 00 9 saalta pumpun siipien aikaansaaman työntövaikutuksen vuoksi kohti siipipyörän 3 ulkoreunaa ja edelleen keskipakovoiman vaikutuksesta poistokanavaan 5. Siipipyörässä 3 on siipiä 4a ja 4b, joista siivet 4a ovat tavanomaisen siiven 5 pituisia ja ulottuvat siipipyörän kehältä alkaen lähemmäksi pumpun akselia 2 kuin siivet 4b, jotka ovat pituudeltaan lyhempiä ja toimivat eräänlaisena apusiipenä. Lyhem-pien apusiipien 4b käyttämisen tarkoituksena on, että siipipyörän 3 keskiosa säilyisi avarampana ja massanvirtaus 10 siten tapahtuisi helpommin, mutta toisaalta siipipyörän 3 ulkokehälle saataisiin siipiä ja siipien päitä riittävän tiheästi keksinnön toteuttamiseksi. Keskipakoispumpun rakenne sinänsä sekä sen toiminta ja mitoitus ovat muuten alan ammattimiehelle yleisesti tunnettuja eikä niitä tässä 15 sen vuoksi yksityiskohtaisemmin selosteta.

Kuviossa 2 on esitetty kaavamaisesti osa kuvion 1 mukaisen siipipyörän 3 reunasta ja siipien päistä sekä poistoaukon nokasta 6. Siinä on siipien 4a ja 4b päät asetettu kaltevaan kulmaan a siten, että siiven 4a toinen 20 reuna ja siiven 4b vastakkainen reuna eli kuvassa siiven 4a alempi ja siiven 4b ylempi reuna ovat samalla kohdalla tai osittain päällekkäin eli siipien saman reunan välinen etäisyys A on pienempi kuin saman siiven vastakkaisten reunojen etäisyys B samassa suunnassa. Tällöin siipipyörän 25 3 pyöriessä kuviossa 2 nuolen osoittamaan suuntaan on no kan 6 kohdalla aina yksi tai useampi siipi 4 ja edullisesti siten, että siipien lukumäärä pysyy koko ajan samana. Tällöin nokan kohdalla muodostuva siiven liikkeestä aiheutuva painepulssi pysyy olennaisesti samana, vaikka sen 30 asema jonkin verran vaihteleekin nokan korkeussuunnassa eli siipipyörän akselin suunnassa. Tämä ei kuitenkaan olennaisesti vaikuta poistokanavassa 5a esiintyvään paine-pulssiin tai painekuvioon.

Kuviossa 3 on kaavamaisesti esitetty kuvioiden 1 Ja 35 2 mukaisen keskipakoispumpun poistokanavassa 4 esiintyvä 4 87009 paine. Painekuvio on lievästi aaltomainen, kuten yhtenäinen aaltoviiva P osoittaa. Kuvioon on edelleen merkitty kaksi aaltomaista pulssia Pa ja Pb, mikä osoittaa peräkkäisten siipien aikaansaaman pulssikuvion. Koska siipien 5 sijainti on kuvioiden 1 ja 2 mukainen, summautuvat paine-pulssit kuitenkin siten, että muodostuu käyrän P mukainen painekäyrä, jonka vaihtelut ovat käytännössä olennaisesti merkityksettömät.

Kuviossa 4 on esitetty kuvioiden 1 ja 2 mukainen 10 periaate sovellettuna kaksipuoliseen siipipyörään. Tällöin siivet 4b ja 4c voivat olla täysimittaisia siipiä, jotka sijaitsevat siipi pyörän keskilaipan vastakkaisilJo puolilla tai kuvioiden 1-2 mukaisia välisiipiä, jolloin täysimittaiset siivet voivat olla toistensa kohdalla tai ne 15 voivat vuorotella siten, että toisen siipirivin apusiipi on toisen siipirivin täysimittaisen siiven kohdalla.

Kuviossa 5 on kaavamaisesti esitetty osa kuvion 4 mukaisen siipipyörän reunasta siipien päästä katsoen. Tässä tapauksessa siivet 4a - 4c jne. on asetettu vierekkäi-20 siin siipiriveihin vastakkaisiin suuntiin nähden kaltevaan kulmaan a siten, että siipien 4a ja 4b toistensa puoleiset reunat ja vastaavasti toisistaan poispäin olevat reunat ovat siipipyörän 3 pyörimissuuntaan nähden samassa suunnassa. Kuvioiden 4 ja 5 mukaisessa kaksipuoleista siipi-25 pyörää koskevassa sovellutusmuodossa on kyse pumpusta, jossa pumpattava aine tai massa tulee sisään pumpun molemmilta puolilta akselin suunnasta siipipyörän keskiosaan ja siirtyy siitä eteenpäin yhteiseen poistokanavaan. Kuvion 5 mukaisesti vierekkäisten siipirivien liikesuunnassa edellä 30 kulkevat reunat ovat siipipyörän ulkoreunoilla ja liikesuunnassa jäljessä kulkevat reunat ovat siipipyörän 3 kes-kilaippaa vasten. Siivet 4a ja 4b ja vastaavasti 4b ja 4c jne. on kuviota 2 vastaavalla tavalla asetettu siten, että siipipyörän liikesuunnassa eli nuolen osoittamassa suun-35 nassa siiven 4a taempi reuna ja siiven 4b etummainen reuna 5 87009 ovat olennaisesti toistensa kanssa samalla kohdalla tai että siivet ovat kehän suunnassa osittain lomittain. Vastaavasti siiven 4b taempi reuna ja siiven 4c etummainen reuna ovat samalla tavoin toistensa suhteen. Edullisemmin 5 tässäkin tapauksessa siipien päät ovat olennaisesti samalla kohdalla, jolloin nokan 5 kohdalla on aina sama määrä Kilpiä t.n I siiven osia ja siten painevaihtelu pysyy mahdollisimman pienenä.

Keksintöä on edellä selityksessä ja piirustuksissa 10 selostettu kaavamaisesti ja esimerkinomaisesti eikä sitä ole millään tavalla rajoitettu siihen. Eri mittaisten siipien sijaan voidaan käyttää samanmittaisia siipiä ja siipien lukumäärä sekä tiheys voi olla halutusta paineen tasaisuudesta riippuen sopivasti valittu. Samoin siipien 15 kaarevuus ja kaltevuus siipien pituudella voi vaihdella muuten, kunhan siipien päiden kohdalla on voimassa edellä esitetty periaate.

Claims (4)

6 87009

1. Siipipyörä (3) keskipakoispumppuja varten, jossa siipipyörässä (3) on ainakin yksi rivi siipipyörän (3) 5 kehän suunnassa peräkkäin sijaitsevia siipiä , joiden kehän puoleinen pää on vinossa kulmassa a siipipyörän (3) kehän liikesuuntaan nähden, tunnettu siitä, että siipien (4a, 4b) pumpun poistokanavassa (6) aiheuttamien painevaihteluiden vaimentamiseksi siipien (4a, 4b) välinen 10 etäisyys (A) ja kulma (a) on asetettu niin, että siipipyörän (3) kehän liikesuunnassa jäljempänä olevan siiven (4b) pään edellä oleva reuna on liikesuunnassa edellä kulkevan siivekkeen (4a) pään jäljempänä olevan reunan kohdalla tai sen etupuolella mainitussa liikesuunnassa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen siipipyörä, tunnettu siitä, että jäljempänä tulevan siiven (4b) pään edellä oleva reuna on olennaisesti samalla kohdalla kuin edellä kulkevan siiven (4a) pään jäljempänä oleva reuna.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen siipipyö rä, tunnettu siitä, että samassa siipirivissä on siipipyörän (3) säteen suunnassa erimittaisia siipiä (4a, 4b) siten, että joka toinen siipi on siipipyörän (3) säteen suunnassa tavanomaisen siiven pituinen ja että joka 25 toinen siipi (4b) alkaa siipipyörän (3) kehältä ja on pituudeltaan vain osan normaalisiiven pituudesta.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen siipipyörä, tunnettu siitä, että siinä on siipiä (4a, 4b) sen akselin (2) suunnassa kahdessa vierekkäisessä ri-30 vissä ja että vierekkäisten siipirivien siivet (4a, 4b) on asetettu toistensa suhteen siipipyörän kehän suunnassa siten, että ensimmäisen siipirivin siiven (4b) pään edellä oleva reuna on toisen siipirivin jonkun siiven (4a) jäljempänä olevan reunan kohdalla ja vastaavasti toisen sii-35 pirivin siiven (4b) pään ja jäljempänä oleva reuna on ensimmäisen siipirivin seuraavan siiven (4c) pään edellä olevan reunan kohdalla. 7 87009