HU195871B - Pump - Google Patents

Description

A bejelentés tárgya szivattyú, pontosabban vízgyűrűs vákuum-szivattyú.

A vízgyűrűs vákuum-szivattyúkat főként a tejiparban általánosan alkalmazzák, ahol a fejtőgépek megfelelő szerkezetrészeiben a vákuumot ilyen vákuum-szivattyúkkal állítják elő. A vízgyűrűs vákuum-szivatytyúk alkalmazásának másik nagy területe a nedvesen dolgozó porszívógépeket előállító ipar, mert az ilyen porszívógépeknél folyadék és levegő keverékét kell a szivattyúba beszívni és ezen átáramoltatni. Ezeket a vákuum-szivattyúkat az iparnak olyan területein is használják, amelyeken valamely berendezésből nagymennyiségű levegőt kell elszívni, amire a vízgyűrűs vákuum-szivattyúk igen alkalmasak.

A vízgyűrűs vákuum-szivattyúknak háza és ebbe szerelt olyan lapátkereke van, amelynek tengelye a ház központos helyzetű tengelyétől eltoltan van elhelyezve és működés folyamán állandóan elegendő víz van a házban tartva ahhoz, hogy a ház belső felülete és a lapátkerék között tömítsen. A tömítést képező vízréteg vastagsága rendszerint a kiömlőnyílás helyétől függ. A vízréteg könnyen létrehozható és fenntartható.

A szivattyú hatásos működésének elérése céljából szükséges az is, hogy a lapátkerék végei és a ház szomszédos végei között is jó tömítés legyen. A találmány szerinti típusú, ismert szivattyúknál ezek a végek olyan lezáró lapokból vannak képezve, amelyek merőlegesek a lapátkerék tengelyére és közvetlenül a lapátkerék mellett vannak.

Az ismert vízgyűrűs vákuum-szivattyúknál problémákat okoz a szivattyúknak olyan beállítása, aminek eredményeként a lapátkerék és a szomszédos lezáró lapok közötti térköz pontos. Olyan esetekben, amelyekben koptató anyag áramlik keresztül a szivattyún, illetve a lezáró lapon, a lezáró lap rövid üzemidő után nagymértékben kopik és igen nehéz — ha ugyan nem lehetetlen — a szivattyút a helyszínen újra beszabályozni, az eredeti, a kopás előtti állapotot visszaállítani.

A találmány feladata olyan szivattyú létrehozása, amelynél a lezáró lapok és a lapátkerék egymás felé levő megfelelő, szomszédos oldalai egymáshoz viszonyítva könnyen és pontosan beállíthatók,és a beállítás az üzemelési helyszínen és különleges szerszámok alkalmazása nélkül elvégezhető.

Az ismert vízgyűrűs vákuum-szivattyúk hibája az is, hogy a levegőnek szivattyún való keresztüláramlása nem kielégítő, a kiömlőnyíláshoz való eljutásában gátolva van.

A vákuum létrehozásához, a hatásos működéshez szükséges, hogy a levegő könnyen és gyorsan áramoljon keresztül a szivattyún, ezért a találmány feladata az is, hogy e nehézségeket kiküszöbölje, vagy legalább is csökkentse.

Az ismert vízgyűrűs vákuum-szivattyúk hibái közé tartozik az is, hogy a lapátkerék mindkét oldalánál, a lapátkerék tengelye mellett koptató szemcsés anyag halmozódik fel,és ez az anyag bizonyos üzemidő után megrongálja a tengelyt, a tömítést és/vagy a lezáró lapnak a lapátkerék vége melletti felületét. A találmány feladatai közé tartozik ennek a hibának kiküszöbölése vagy legalább csökkentése is.

Az ismert vízgyűrűs szivattyúknál további nehézségeket okoz a lapátkeréknek és a lapátkerék tengelyének kialakítása, elrendezése is.

A lapátkerék általában a szivattyú teljes hosszán végignyúló tengelyre van szerelve,és e tengelyt gondosan kell megmunkálni, ebben pontos ékhornyokat kell készíteni, így a találmány további feladata a lapátkerék és a lapátkerék tengelyből álló szerelvény javított kivitelű kialakítása is.

A találmány további feladata olyan vízgyűrűs vákuum-szivattyú létrehozása, amely egyszerű szerkezeti kialakítású, könnyen gyártható, hosszú ideig és minimális karbantartással üzemeltethető, és ha egyáltalán szükségessé válik is valamilyen karbantartási munka elvégzése, e munka a helyszínen, idő és alkatrészek szempontjából gazdaságosan végrehajtható.

A találmány a kitűzött feladatot olyan vízgyűrűs típusú szivattyú létrehozása révén oldja meg, amelynek háza, a ház két végén egy-egy véglapja, a házban lapátkereke és a lapátkeréknek a véglapokon részben vagy egészben keresztülnyúló tengelye, a lapátkerék véglapokon keresztülnyúló tengelyét forgathatóan tartó, a véglapokban levő ágyazása, az egyik véglapban beömlő nyílása, a másik véglapban kiömlő nyílása és mindegyik véglapban elhelyezett, a lapátkerék lapátjai mellett levő, maguk és a velük szomszédos véglapok között elosztókamrát képező lezáró lapjai vannak, és amelynek jellemzője, hogy mindegyik lezáró lap a vele szomszédos véglaphoz viszonyítva a véglapon átmenő csavarok vagy hasonlók révén mozgathatóan van kialakítva és elhelyezve, a csavaroknak a lezáró lap külső felületéhez fekvő végei vannak, és hogy a véglapon át a lezáró lapban levő menetes furatokba nyúló, a lapátkerék pontosan beállított helyzetében a lezáró laphoz ütköző csavarok vagy hasonlók ellenében a lezáró lapot rögzítő eszközei, előnyösen csavarjai vannak.

A találmány szerinti szivattyú további jellemzője, hogy mindegyik lezáró lap és a vele szomszédos véglap egymáshoz fekvő felülete között tömítés van.

A lapátkerék tengelye körül a beömlő végnél levő lezáró lapban egy az elosztókamrától elzárt, tömítő térként kialakított kamra van, továbbá a lapátkeréknek legalább egy rajta keresztülnyúló, a szivattyú beömlő végénél levő túlnyomású levegőt a tömítő térként kiképzett kamrába és a lapátkeréken keresztül a szivattyú kiömlő végéhez, illetve az itt levő kiömlő nyíláshoz áramoltató ürege, csatornája van.

Jellemző az is, hogy a lapátkerék mindkét végénél a lapátkerék tengelyének egy részét körülvevő körgyűrű van, amelyen a lapátkerék közepén kialakított üregbe torkolló legalább egy rés van.

A lapátkerék központos ürege és a külső tér között folyadékos összeköttetést képező legalább két rés van.

195 871

A tengely körül a lapátkerék központos üregében áramló víz és levegő terében tömítés van.

A hossza mentén mechanikusan két különálló lapátkerék részre osztott lapátkerék esetében a két lapátkerék rész között levegőt összenyomó szerkezetrész van.

További jellemző, hogy a lapátkeréknek mindkét végétől kifelé nyúló tengelye van, a tengelyek mindegyike csapágy belső futógyűrűjében van elhelyezve, és a lapátkerék mindegyik tengelye a belső futógyűrűben egy hozzá tartozó tengely csonkkal kapcsolódik, ezzel hajtáskapcsolatban van.

Jellemző végül az is, hogy a lapátkeréknek rajta keresztülmenő furata és a lapátkerék furatának mindegyik végéhez erősített egy-egy dobja vagy hasonlója van, továbbá a dobok mindegyikéből egy-egy tengely nyúlik ki.

A találmány szerinti szivattyút részleteiben a rajzokon vázolt példaképpeni kiviteli alakjaival kapcsolatban ismertetjük.

Az 1. ábra a találmány szerinti, vízgyűrűs vákuumszivattyú típusú szivattyú egy példaképpeni kiviteli alakjának vázlatos hosszmetszete, részben nézete.

A 2. ábra az 1. ábrán feltüntetett 2-2 vonal menti, a nyilak irányában látható metszet, részben nézet.

A 3. ábra az 1. ábrán látható szivattyú hosszirányú középvonalát tartalmazó, a rajzlap síkjára merőleges sík menti metszet, részben nézet.

A 4. ábra az 1. ábrán feltüntetett 4—4 vonal menti síkból a nyilak irányában nézve látható nézet.

A találmány szerinti szivattyúnak előnyösen hengeres csőből kialakított 10 háza és ennek két végéhez tömítő módon helyezett 11, illetve 12 véglapja van. A tömítések a rajzokon nincsenek feltüntetve.

A 11, 12 véglapok előnyösen öntvények lehetnek, amelyek például öntöttvasból formálhatók ki. A 11, 12 véglapokon 13 lábak képezhetők ki, amelyek révén a szivattyú valamilyen megfelelő alapra helyezhető. A 11, 12 véglapokban fülrészek vagy hasonlók is kiképezhetők, amelyekben átmenő 14 nyílások vannak. A 14 nyílásokba rudak tolhatok, amelyek révén a 11, 12 véglapok például csavaranyák vagy hasonlók segítségével egymás felé húzhatók.

A 10 háznak előnyösen belső 15 vállai vannak, amelyek a megfelelő 11, 12 véglap befelé nyúló hengeres nyúlványával illeszkednek. A 10 ház 15 válla és all, illetve 12 véglapnak a 15 vállal illeszkedő nyúlványa közé a rajzokon nem látható, O-gyűrűből vagy hasonlóból levő tömítés van helyezve.

Ezek a tömítések nemcsak az alkatrészek közé helyezett tömítések szokásos feladatát látják el, hanem arra is szolgálnak, hogy a rudak révén összehúzva tartott 10 ház és 11, 12 vcglapok szétválasztásakor segítsék ezeknek szétválását, mivel az összehúzó erők megszűntekor a tömítések az összenyomott állapotukból kitágulnak, igyekeznek fölvenni eredeti alakjukat. A találmány szerinti szivattyú vizsgálata során azt találtuk, hogy a szivattyú hosszú összeszerelt állapota utáni szétszerelésekor a 10 ház és a 11, 12 véglapok szétválasztása könnyen elvégezhető volt anélkül, hogy ehhez nagy erőket kellett volna alkalmazni.

A 10 házba 20 lapátkerék van szerelve, amelynek előnyös alakját a következőkben ismertetjük. A 20 lapátkeréknek központos 21 tengelye van, amelynek középvonala körül a 20 lapátkerék forgatható. A 21 tengelyből több 22 lapát nyúlik ki a 22 lapátok belső végén átmenő sugárirányú síkhoz viszonyítva egy meghatározott szögben.

Mindegyik 11, 12 véglapban ezeken átmenő nyílás van, amelynek középvonala párhuzamos a véglap középvonalával és ettől el van tolva. A 11, 12 véglapok e nyílásaiban 24 csapágyak vannak, amelyekben a 20 lapátkerék 21 tengelye van ágyazva, és így a 20 lapátkerék olyan középvonal körül forgatható, hogy a 10 ház középvonalától el van tolva. Ez a 1. ábrán jól látható.

A 11,12 véglapokban egy-egy 30 lezáró lap van elhelyezve, amelyek előnyösen bronz anyagból vannak. A 30 lezáró lapok 31 felületükkel a 20 lapátkerék megfelelő végéhez illeszkednek.

A 30 lezáró lap külső felülete 32 elosztókamra egyik falaként is szolgál. A 32 elosztókamra további falát a 11 vagy 12 véglap képezi. A 30 lezáró laptól kijjebb a 32 elosztókamrába 33 nyílás torkollik, amely 33 nyílás a levegőfonáshoz csatlakozik,vagy a levegő kibocsátására szolgál attól függően, hogy a szivattyúnak melyik végénél van. Mindegyik 33 nyíláshoz 46 csővezeték vagy hasonló csatlakoztatható.

A 30 lezáró lapban lényegében a 33 nyílással egyvonalban egy további nyílás van. A 2. ábrán látható a beömlő 26 nyílás és látható a szivattyú beömlő végénél levő második, 27 nyílás is, amely 27 nyílás lényegében egyvonalban van a másik 30 lezáró lapban levő kiömlő 28 nyílással és a másik, all véglapban levő kiömlő 33 nyílással, amint a 3. ábra mutatja.

A 11, 12 véglapok azonos kialakításúak lehetnek, ami révén az öntőminta-költségek csökkenthetők. Amikor ezeket a 10 ház ellentétes végeihez erősítjük, a kiömlést és a beömlést a 10 ház középsíkjának ellentétes oldalain alakítjuk ki.

A találmány egyik jellemzője az a mód, ahogyan a 30 lezáró lapot a hozzá tartozó 11, illetve 12 véglaphoz, tehát végeredményben a 20 lapátkerék végéhez viszonyítva elhelyezzük.

A 11, 12 véglapok belseje előnyösen úgy van megmunkálva, hogy egy 34 hengeres felület jöjjön létre, amelynek mélysége, illetve szélessége valamivel nagyobb a 30 lezáró lap vastagságánál, amelynek kerülete szintén hengeres alakú. A két felület úgy van megmunkálva és méretezve, hogy tolóillesztéssel kapcsolódnak egymáshoz. A szivattyú munkájának hatásossága növelhető azáltal, hogy a 30 lezáró lap és a 11, 12 véglapok közé 35 tömítést helyezünk. A tömítés előnyösen O-gyűrű vagy hasonló lehet.

Természetesen a találmánynál más tömítések is alkalmazhatók, amelyek a leírásban nincsenek ismertetve, illetve a rajzokon nincsenek szemléltetve. Ezek a tömítések szokásos kiképzésűek lehetnek.

A 11, 12 véglapokban a 24 csapágytól sugárirányban kijjebb a 11, 12 véglapokon keresztülmenő hat furat, éspedig három 36 furat és három 37 furat van.

195 871

A furatcsoportok 36, illetve 37 furatai egymáshoz viszonyítva 120°-os szögben eltoltan vannak kiképezve, és az egyik furatcsoport furatai a másik furatcsoport furatai között helyezkednek el. A 36 furatokban nincs menet, a 37 furatokban azonban anyamenet van. A 30 lezáró lapban három 38 menetes furat van, amelyekbe a 11,12 véglapok menet nélküli 36 furatain keresztülnyúló 39 csavarok végei csavarhatok. A 11, 12 véglapokban levő menetes 37 furatokba 40 csavarok hajthatók be,és e 40 csavarok belső végei a 30 lezáró lap külső felületével ütközhetők.

Látható, hogy ilyen szerkezeti kialakítás esetén a szivattyú összeszerelt állapotában, azaz amikor a 30 lezáró lapok a 11, 12 véglapokban levő 34 hengeres felületeknél vannak, akkor a 20 lapátkerék vége és a szomszédos 30 lezáró lap belső 31 felülete között ismeretlen rés van.

Ha a 11, 12 véglapokban levő menetes 37 furatokba hajtott 40 csavarokat befelé csavarjuk és feltételezzük, hogy a 30 lezáró lapban levő 38 menetes furatban a 39 csavarok lazán vannak behajtva, akkor a 40 csavarok beljebb csavarásának eredményeként a 30 lezáró lap a 10 házban befelé mozog mindaddig, amíg föl nem ütközik a 20 lapátkerék végén.

A három 40 csavar megfelelő állításával a 30 lezáró lap közvetlen érintkezésbe hozható a 20 lapátkerék végével akkor is, ha ez nem pontosan a 10 ház tengelyére merőleges síkban van.

Ennek a helyzetnek elérése után a 40 csavarok egy előre meghatározott távolságra visszahúhatók, és ha most a 30 lezáró lapban levő anyamenettel kapcsolódó 39 csavarokat meghúzzuk, ezek a 30 lezáró lapot visszahúzzák, erősen nekiszorítják a 40 csavarok belső végeinek és ezáltal a 30 lezáró lap helyzetét rögzítik, minek eredményeként a 30 lezáró lap belső 31 felülete a kiszámított nagyásgú térközzel van elválasztva a 20 lapátkerék végétől. Ez a térköz lényegében az a távolság, amellyel a 30 lezáró lapot a rögzítése előtt a szivattyú vége felé mozgattuk. A 30 lezáró lap síkja most már párhuzamos a 20 lapátkerék végrelületének síkjával.

Az előbbiekből kitűnik, hogy a 20 lapátkerék vége és a 30 lezáró lap belső felülete között egyszerű módon lehet a szükséges kisméretű és állandó, egyenletes térközt biztosítani. Az is látható, hogy a beállítás a szivattyú összeszerelése után is könnyen elvégezhető anélkül, hogy ehhez bonyolult fogószerszámokra vagy más segédeszközökre volna szükség.

Ha bizonyos üzemidő után vagy megelőző karbantartás során azt állapítjuk meg, hogy a 20 lapátkerék és a 30 lezáró lap közötti rés, térköz túlságosan nagygyá vált, csak az előzőkben ismertetett beállítási műveletet kell megismételni anélkül, hogy a szivattyút szétszerelnénk. A 30 lezáró lapnak 20 lapátkerékhez viszonyított, kívánt helyzete így könnyen és gyorsan visszaállítható. Ez nagy előny, mert a beállítás a szivattyú üzemelési helyén is könnyen elvégezhető és ilyen újra való beszabályozás többször is végezhető, még mielőtt a szivattyút szét kellene szerelni. Hosszú üzemidő után előfordulhat, hogy a kopás nem lesz egyenletes. Ekkor a 30 lezáró lapot után kell munkálni és visszahelyezni, továbbá esetleg a 20 lapátkereket is után kell munkálni. Az új beállítás ilyen esetekben is könnyen és gyorsan elvégezhető.

Ez a lehetőség az ismert, hasonló típusú szivatytyúkhoz viszonyítva már önmagában is igen nagy előny.

A találmány szerinti szivattyú a beszivott levegő kezelése és kibocsátása szempontjából is eltér az ismert szivattyúktól.

A szivattyú előzőkben ismertetett szerkezeti kialakításánál a szivattyú egyik végénél levő 30 lezáró lapban beömlő 26 nyílás, a másik végénél kiömlő 28 nyílás van. Ezeknek a 26, 28 nyílásoknak kialakítása a szivattyútól megkívánt különböző paraméterektől függően nagymértékben változhat, azonban ezek általában a 30 lezáró lap fölső, illetve alsó részében vannak, úgyhogy nyugalmi helyzetben, illetve állapotban egy meghatározott vízmennyiség marad a szivattyú 10 házában. Amikor a 20 lapátkerék forogni kezd, akkor a vizet a különböző 22 lapátok fölszedik és a 22 lapátok forgási sebességének növekedésekor fölfelé és kifelé mozgatják, minek következtében egy olyan vízgyűrű jön létre, amely a 20 lapátkerék 22 lapátjainak külső széle és a 10 ház belső felülete között tömítést képez.

A 20 lapátkerék - mint már előzőleg említettük a 10 ház tengelyéhez viszonyítva el van tolva,és így a 20 lapátkerék két-két szomszédos 22 lapátja és a vízgyűrű révén határolt térfogat változik akkor, amikor a 22 lapátok a 10 ház kerülete mentén haladnak. A beömlő és kiömlő 26 és 28 nyílások olyan helyeken vannak kialakítva, hogy amikor a két szomszédos 22 lapát közötti tér a beömlő 26 nyílás fölött halad el, akkor a térfogat nő,és ezért a szivattyú beömlő 26 nyílásából levegőt szív. Amikor a 22 lapátok a kiömlő 28 nyílás felé haladnak, akkor a 22 lapátok között levő levegő összenyomódik, ennek tere csökken, és amikor a 28 nyílás a lapátpárok között levő levegő számára nyitott állapotnak megfelelő viszonylagos helyzetben van, akkor a levegő a kiömlő 28 nyíláson át kiáramlik.

Az előzőekből kitűnik, hogy a 26, 28 nyílások elrendezésétől és elhelyezésétől függően vagy egy maximális légáramlás érhető el minimális energiafogyasztással, vagy ha szükséges, maximális vákuum.

Az ismert szivattyúknál komoly problémát okoz a szomszédos lapátok közötti levegőnek az alatt az idő alatt való gyors és teljes kiáramoltatása, amely idő alatt a kiömlő 28 nyílás a két szomszédos lapát közötti tér számára nyitott állapotban van. Ez a nehézség főként olyan szivattyúk esetében tapasztalható, amelyeknek lapátkereke elég hosszú, azaz a szivattyúnak nagymennyiségű levegőt kell mozgatni.

A találmány szerinti szivattyú egyik jellemzője ezt a problémát megoldja, illetve jelentős mértékben csökkenti.

Ennek érdekében a 20 lapátkerék középső része 44 üreggel van kialakítva, amelynek végein befelé nyúló 41 körgyűrűk vannak. A 20 lapátkerék tengelye a 41 körgyűrűkkel egy darabot képez,vagy ezekhez mere-41

195 871 ven van erősítve. Ezt az elrendezést a következőkben részletesen ismertetjük. Az elrendezést úgy nyerjük, hogy a 20 lapátkereket két félből alakítjuk ki úgy, hogy a kívánt szerkezetet kapjuk.

A 41 körgyűrűkben több 42 rés vagy hasonló van, amelyeket az optimális eredmény elérésére a következőkben ismertetett módon alakítunk ki. A 42 réseknek alkalmasaknak kell lenni a levegőnek a 20 lapátkerék 44 üregébe való beáramoltatására és innen való kiáramoltatására, és így ezek a 20 lapátkerék központos 44 üregével együtt a szivattyú beömlő vége és kiömlő vége között csatornát képeznek.

A beömlés oldalán levő 30 lezáró lapban egy második 27 nyílás is van, amely akiömlő 28 nyílással azonos kialakítású, kivéve, hogy ez meg van növelve olyan módon, hogy körülveszi a beömlési oldalon levő 30 lezáró lapnak azt a részét, amelyen a 20 lapátkerék tengelye keresztülnyúlik.

E 27 nyilasnak aktiv része minden szempontból hasonló a szivattyú másik végén levő 28 nyíláshoz,és az elrendezés olyan, hogy amikor a szivattyú kiömlő végén levő kiömlő 28 nyílás a 20 lapátkerék két 22 lapátja közötti tér szempontjából nyitottnak tekinthető, ugyanígy nyitottnak tekinthető a szivattyú beömlő végén levő 27 nyílás is, A beömlő végen levő 27 nyílás összeköttetést tud létrehozni a 20 lapátkerék 22 lapátjai közötti tér és a 20 lapátkerék 21 tengelyének középrésze között, ezért a túlnyomású levegő a 20 lapátkerék vége körül a 21 tengely középrészén levő 44 üregbe tud jutni, a 20 lapátkerék 21 tengelyének hossza mentén a kiömlő végen levő kiömlő 28 nyíláshoz áramlik.

Ez az elrendezés — amint látható — a levegőnek sokkal gyorsabb mozgását teszi lehetővé, mintha csak a kiömlő 28 nyíláshoz tartozó végtől tudna áramlani, és így a levegő sokkal teljesebben áramolhat ki, ami lehetővé teszi a szivattyú hatásosabb működését.

Ennél a szerkezeti kialakításnál a kiömlő végen a 20 lapátkerék 21 tengelye körül előnyösen 42 résekkel kiképzett 41 körgyűrű van, amely 42 rések a 30 lezáró lapban levő kiömlő 28 nyílás felé vezetik a levegőt, a 28 nyílás pedig 32 elosztókamrába torkollik, amely a 30 lezáró lap és a 11 véglap között van kiképezve. A levegő végül a kiömlő 33 nyíláson át áramlik ki a szivattyúból.

A 20 lapátkerék ismertetett üreges kialakításának további előnye, hogy — az előzőkben már ismertetett módon — a 41 körgyűrűkben levő 42 rések a 20 lapátkerék mindkét végén úgy vannak kiképezve, hogy a 20 lapátkerék 44 üregének kerületi falánál beljebb vannak, ettől térközzel vannak elválasztva, úgyhogy amikor víz áramlik a 44 üregbe, ez nem tud azonnal keresztüláramlani a 20 iapátkeréken, hanem kifelé, a 20 lapátkerék középrésze 44 üregének falához jut,és rétegvastagsága mindaddig nő, amíg egyenlő nem lesz a 44 üreg kerületi fala és a 42 rések külső széle közötti távolsággal, amitől kezdve a víz a 20 lapátkerék kiömlő végén kiáramlik.

Ennek a kialakításnak eredményeként, amikor a 20 lapátkerék forog, akkor a 44 üregben levő és forgó vízmennyiség a 20 lapátkereket dinamikusan kiegyensúlyozza. Ha például a 20 lapátkerékben öntési hibák vannak,és ezért a 20 lapátkerék nincs teljesen kiegyensúlyozva, akkor a 20 lapátkerék 44 üregében levő víztömeg kiegyensúlyozólag hat és a 20 lapátkerék pontosan, kiegyensúlyozottan forog.

Ez előnyösen csökkenti a 20 lapátkerék 24 csapágyaira ható sugárirányú terheléseket és növeli a szivattyú átlagos élettartamát, és megnöveli a megelőző karbantartási időpontok közötti időket is.

A járulékos kiáramlást lehetővé tevő szerkezeti kialakítás további olyan előnyt is szolgáltat, ami az ismert szivattyúknál nem érhető el.

Az ismert vákuum-szivattyú típusú szivattyúknál rendszerint egy tér van kialakítva a szivattyú tengelye körül ott, ahol a tengely keresztülnyúlik a lezáró lapokon. E terekben tömítés lehet, amely tömítés víz révén kenhető. Az ilyen terek hasonlók a rajzokon látható 45 tömítő térhez. Ha az ismert szivattyúknál e térbe szilárd anyagrészecskék jutnak, ezek itt felhalmozódhatnak, mert nincs olyan út, amelyen keresztül eltávozhatnának.

Ez a jelenség bizonyos üzemidő után a tengelyt, illetve a tömítést nagymértékben károsíthatja, és ha a szilárd részecskék nagy mennyiségben halmozódnak fel, akkor a lezáró lapot és/vagy a lapátkerék végét erősen károsíthatják akkor, amikor a lezáró lapon vagy mellett keresztülnyomódnak.

A találmány szerinti szerkezeti kialakításnál ez a szilárd szemcsékből álló koptató anyag a 20 lapátkerék középrészének belsejébe jut,és ezen keresztül a vízzel együtt a kiömlő 28 nyíláshoz áramlik. így a koptató anyag a szivattyú egyik végén sem tud meg nem engedhető mértékben fölhalmozódni.

Látható, hogy a beömlési végen levő 27 nyílás és a 20 lapátkerék 21 tengelye körüli 41 körgyűrű következtében csak aránylag kis távolság van a beömlő 26 nyílás és a kiömlő 28 nyílás között, azonban a 30 lezáró lap 20 lapátkerék 22 lapátjaihoz viszonyított jó állítási lehetőségének és annak a ténynek következtében, hogy ez a tér lényegében minden koptató hatástól mentes, e térben jó a tömítés.

Az is látható, hogy a 41 gyűrűhöz áramló víz jó kenést biztosít a 45 tömítő térben levő tömítésnek,és így ennek élettartama meghosszabbodik.

A találmány szerinti szivattyúban használt 20 lapátkerék szerkezete is eltér az ismert vízgyűrűs vákuum-szivattyúkban eddig használt lapátkerekek szerkezetétől.

Eddig vagy egy darabból öntött lapátkerekeket, vagy osztott lapátkerekeket használtak és mindkét esetben olyan lapátkerék tengelyt kellett készíteni, amely végignyúlt a szivattyú teljes hosszán. A tengelyt rozsdamentes acélból vagy más, korróziónak nagymértékben ellenálló anyagból kellett előállítani, pontosan kellett megmunkálni ,és benne ékpályákat, ékhornyokat kellett kialakítani, amely utóbbiak révén voltak a lapátkerék részek egymáshoz erősíthetők.

Ha osztott lapátkerekeket alkalmaztak, ezekhez

195 871 hosszú tengelyeket kellett készíteni, amelyeknek pontos megmunkálása igen nagy feladatot jelentett.

E problémák csökkentése érdekében találmányunknál a hosszú, egy darabból levő tengely helyett egy pár 50 tengely csonkot alkalmazunk. Λ 20 lapátkerék kifelé nyúló végei, 21 tengelyei az 50 tengely csonkkal együtt 24 csapágyak belső futógyűrűiben vannak tartva, ágyazva.

A találmány szerinti kialakításnál a 20 lapátkerék 21 tengelyeinek külső végén 51 váll van kiképezve, amely nekiütközik a 24 csapágy belső 52 futógyűrűje oldalának. Az 50 tengelycsonkon is van egy 53 váll, amely ugyanannak az 52 futógyűrűnek ellentétes oldalához ütközik. A 20 lapátkerék részeknek és a 21 tengelynek teljes hossza olyan, hogy a 20 lapátkerék 21 tengelye és az 50 tengelycsonk a 24 csapágy szélessége mentén, a szélességen belül meghatározott helyen találkoznak egymással. Az 50 tengelycsonk előnyösen egy pár 54 horonnyal van a belső végén kiképezve, amely 54 hornyokba a 21 tengely külső végén kiképzett ékek nyúlnak. Az 54 hornyok kialakíthatók a 21 tengely végén és az ékek az 50 tengelycsonk végén is.

Amikor a 20 lapátkerék bronzból, azaz az 50 tengelycsonk acél anyagánál lágyabb anyagból van, akkor a 20 lapátkerék részeit kellő mennyiségű, illetve vastagságú anyagrészekből kell képezni ahhoz, hogy a deformáló erőknek ellenálljanak. A 20 lapátkerék az 52 futógyűrűben aránylag szoros illesztéssel van tartva, így a deformálódás lehetősége - beleértve a sugárirányban kifelé való deformálódási is — csak korlátozott.

A 20 lapátkerék szemléltetett alakja az olyan lapátkerekek kialakításának csak egy példaképpeni kiviteli alakja, amelyek a találmány elé kitűzött követelményeket kielégítik.

Az ábrázolt 20 lapátkerék két részből van, amelyekbe olyan szabadonfutó, illetve tartó 55 tengely vagy hasonló van helyezve, amelynek mindkét végében középvonal irányú belső menet van.

A két lapátkerék rész a szabadonfutó 55 tengellyel előszerelvényt képez.

Egy más kiviteli alaknál a 20 lapátkerék egy darabból készíthető, amelyben rajta keresztülnyúló, központos furat van. A 20 lapátkerék egy különleges kiviteli alakjánál a furatban tengelyirányú bordák vannak, amelyek ékek, rudak vagy hasonlók befogadására alkalmasak.

A 20 lapátkerék mindkét végéhez egy 11, 12 véglap illeszkedik. A 11, 12 véglapok kerékagy alakúak és középrészükön hüvelyszerű rész van, amely a szemléltetett 20 lapátkerék központos elhelyezésű 21 tengelyét fogadja be.

A 11, 12 véglapok rozsdamentes acélból vagy hasonlóból, öntvényként állíthatók elő.

A 41 körgyűrű rajta átnyúló 42 résekkel lehet kiképezve, amely 42 rcsek a 20 lapátkerék 44 üregébe torkollnak és így lehetővé teszik, hogy rajtuk keresztül levegő és víz juthasson a 20 lapátkerék belsejébe.

Mint niár ismertettük a 20 lapátkerék egy darabként vagy két részből készíthető, azonban olyan alkalmazási esetekben, amelyekben nagy térfogatok szállítására van szükség, a két részből levő 20 lapátkerék helyett három vagy több részből álló 20 lapátkerék is alkalmazható.

A szivattyú összeszerelése során a 24 csapágyakat behelyezzük a 11, 12 véglapban levő 57 furatokba úgy, hogy ezekhez hozzá lehessen férni. A 24 csapágyak előnyösen az aránylag pontosan megmunkált 57 furatokba illeszkednek és helyükön — mindkét végen - 58 rögzítőidomok révén vannak tartva. Az 58 rögzítőidomok hozzáfekszenek a 11,12 véglapok legkülső felületéhez és mindkét végen megközelítően ugyanabban a helyzetben vannak. Ilyen módon a 24 csapágyak hosszirányú középvonal menti elmozgása akadályozva van, a 20 lapátkeréknek 10 házhoz viszonyított helyzete meg van határozva. Ugyanekkor a 20 lapátkerék 21 tengelye a 10 ház középvonalához képest bizonyos mértékben elmozoghat.

Ez a kialakítás lehetővé teszi, hogy a 24 csapágy az 57 furatában igen kis mértékben elmozduljon, amit a megmunkálási tűréseken belüli igen kis méretváltozások tesznek szükségessé. Ugyanekkor a hosszirányú mozgás meg van akadályozva.és így lehetővé válik a 30 lezáró lapoknak pontos beállítása.

A 20 lapátkerék szerkezete rendkívül merev és megmunkálása pontos, ezért a 24 csapágyon megmunkálási pontatlanságok következtében előálló oldalirányú terhelések nem lépnek föl, a 24 csapágyra nem hatnak. Ha mégis szükséges lenne, jó minőségű kétsoros csapágyak is alkalmazhatók, amelyeknél ki van zárva a belső és külső csapágygyűrűk közötti, egymáshoz viszonyított oldalirányú elmozdulás. Ezek a csapágyak rendkívül hosszú élettartamúak akkor, ha nem éri ezeket meg nem engedhető terhelés.

A 24 csapágyaknak helyező 57 furataikban való elhelyezése csak igen kismértékű mozgást tesz lehetővé, olyan kicsit, ami a várható gyártási tűrések nagyságából számítható ki.

Amikor a 11, 12 véglap a helyére van téve és a 20 lapátkerék végét képező 21 tengely a 24 csapágy belső 52 futógyűrűjében van, akkor kívülről az 50 tengelycsonkokat a megfelelő 24 csapágyba toljuk, az 54, 56 hornyokat a bordákkal, illetve ékekkel egyvonalba hozzuk, az 50 tengelycsonk végétől az 59 csavart vagy hasonlót az 50 tengelycsonkon keresztül a 20 lapátkerékhez tartozó 55 tengely menetes végébe csavaijuk és a szerelvényt az 59 csavarok meghúzása révén összehúzzuk úgy, hogy a 20 lapátkerék és az 50 tengely csonkok közrefogják a 24 csapágyak oldalfelületeit, pontosabban az 52 futógyűrűk oldalfelületeit, ami után a szerelvény mereven össze van szerelve, öszsze van építve.

A 20 lapátkerék egy további kiviteli alakjánál egy belső menetes nyílás van a tartó tengely középrészének közepében vagy máshol a tengelyben, amelybe az 59 csavarhoz hasonló csavar csavarható, csatlakoztatható.

A találmány szerinti szivattyú legfontosabb előnyös tulajdonságai a következők:

195 871

Az ismertetett kiviteli alak 50 tengely csonkjának alakja könnyen változtatható attól függően, hogy milyen szivattyúban alkalmazzuk, a szivattyúnak milyen a hajtása, milyen a kiömlése. így ahelyett, hogy valamely külön megrendelésre készítenénk szivattyút, vagy már összeszerelt, különböző kialakítású szivatytyúkat tartanánk raktáron, igen egyszerű módon eltávolítjuk az 59 csavart, az 50 tengelycsonkot kihúzzuk a 24 csapágyból, és helyére a kívánt tengelycsonkot helyezzük, majd az 59 csavart visszacsavarjuk. Ez a módszer olyan alkalmazkodási rugalmasságot tesz lehetővé, amit az ismert szivattyúknál nem lehet elérni.

A találmány szerinti szivattyúnál nagy vákuum érhető el olyan módon, ami sokkal egyszerűbb az eddig ismert szivattyúk megvalósíthatóságánál.

Nagy vákuum eléréséhez használt, ismert szivatytyúk alkalmazása esetén egy első szivattyú kiömlő nyílásához egy második szivattyú beömlő nyílását csatlakoztatják és így a szivattyúzást két lépcsőben végzik.

A találmány szerinti megoldásnál a két lépcsős szerkezet egyetlen 10 házban helyezhető el. E cél elérésére a találmány szerinti, ismertetett szivattyú konstrukció csak minimális változtatásokat igényel. A változtatások közül az első, hogy a 20 lapátkerék a hossza mentén zárt részekből van kialakítva, előnyösen a hossza mentén félúton egymáshoz csatlakozó részekből.

Ha a 20 lapátkerék osztott kivitelű, akkor a két rész közé egy merev lap erősíthető, illetve a 20 lapátkerék úgy alakítható ki, hogy a szükséges helyen mindegyik pár 22 lapát között szegőléc vagy hasonló legyen.

így - e szivattyút a beömlési oldaláról nézve amikor a szivattyú működik és a levegő nem tud a 20 lapátkerék egyik végétől a másik felé áramlani, a levegő másik utat választhat, azaz a beömlési iránnyal ellentétesen hátrafelé haladhat a tengely üreges közepe és a normál kiömlő irány felé.

Ennek a levegőnek kiömlő nyílás felé haladása helyett ezt a levegőt a szivattyú második lépcsőjéhez beömlő levegőként alkalmazzuk és úgy tereljük, hogy a 20 lapátkerék 22 lapátjai közötti térbe ott lépjen be, ahol ez a tér a legnagyobb térfogatú. Ez a levegő ezután az előzőekben ismertetett összenyomási műveletnek van alávetve,és a második vég normál kiömlő nyílásán keresztül áramlik ki a szivattyúból.

Az ilyen kivitelű szivattyú tehát kétlépcsős szivatytyúként működik,és így nagyobb vákuumot tud létrehozni, mint ami egyetlen normál vízgyűrűs vákuum-szivattyúval elérhető.

Az ilyen szivattyúnál az energiaköltségek csak kicsivel nagyobbak az egylépcsős szivattyúk energiaköltségeinél.

Az előbbiekből tehát kitűnik, hogy a találmány szerinti szivattyúnak a szokásos vízgyűrűs vákuunt-szivattyúkhoz viszonyítva sok előnye van, főként a könnyű szerelhetőség, beállítás és az egyszerű karbantartás szempontjából, továbbá a kétlépcsőben való szívás lehetősége révén a működés hatásossága szempontjából is.

Claims (10)

1. Szabadalmi igénypontok

   1. Szivattyú, lényegében vízgyűrűs vákuum-szivattyú, amelynek háza, a ház két végén egy-egy véglapja, a házban lapátkereke és a lapátkeréknek a véglapokon részben vagy egészben keresztülnyúló tengelye, a lapátkerék véglapokon keresztülnyúló tengelyét forgathatóan tartó, a véglapokban levő ágyazása, az egyik véglapban beömlő nyílása, a másik véglapban kiömlő nyílása, valamint mindegyik véglapban elhelyezett, a lapátkerék lapátjai mellett levő, maguk és a velük szomszédos véglapok között elosztókamrát képező lezáró lapjai vannak, azzal jellemezve, hogy mindegyik lezáró lap (30) a vele szomszédos véglaphoz (11, 12) viszonyítva a véglapon (11, 12) átmenő csavarok (40) vagy hasonlók révén mozgathatóan van kialakítva és elhelyezve, a csavaroknak (40) a lezáró lap (30) külső felületéhez fekvő végei vannak, és hogy a véglapon (11, 12) át a lezáró lapban (30) levő menetes furatokba (38) nyúló, a lapátkerék (20) pontosan beállított helyzetében a lezáró laphoz (30) ütköző csavarok (40) vagy hasonlók ellenében a lezáró lapot (30) rögzítő eszközei, előnyösen csavarjai (39) vannak.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti szivattyú, azzal jellemezve, hogy mindegyik lezáró lap (30) és a vele szomszédos véglap (11, 12) egymáshoz fekvő felülete között tömítés (35) van.
3. 3. Az 1. igénypont szerinti szivattyú, azzal jellemezve, hogy a lapátkerék (20) tengelye (21) körül a beömlő végnél levő lezáró lapban (30) egy az elosztókamrától (32) elzárt, tömítő térként (45) kialakított kamra van, és hogy a lapátkeréknek (20) legalább egy rajra keresztülnyúló, a szivattyú beömlő végénél levő túlnyomású levegőt a tömítő térként (45) kiképzett kamrába és a lapátkeréken (20) keresztül a szivattyú kiömlő végéhez, illetve az itt levő kiömlő nyíláshoz (28) áramoltató ürege (44), csatornája van.
4. 4. Az 1. vagy 3. igénypont szerinti szivattyú, azzal jellemezve, hogy a lapátkerék (20) mindkét végénél a lapátkerék (20) tengelyének (21) egy részét körülvevő körgyűrű (41) van, amelyben a lapátkerék (20) közepén kialakított üregbe (44) torkolló legalább egy rés (42) van.
5. 5. Az 1. vagy 3. vagy 4. igénypontok bármelyike szerinti szivattyú, azzal jellemezve, hogy a lapátkerék (20) központos ürege (44) és a külső tér között folyadékos összeköttetést képező legalább két rése (42) van.
6. 6. Az 1. vagy 4. vagy 5. igénypontok bármelyike szerinti szivattyú, azzal jellemezve, hogy a tengely (21) körül a lapátkerék (20) központos üregében (44) áramló víz és levegő terében levő tömítése van.
7. 7. Az 1. vagy 3—6. igénypontok bármelyike szerinti szivattyú, azzal jellemezve, hogy hossza mentén mechanikusan két külön lapátkerék részre osztott lapátkeréknél (20) a két lapátkerék rész között levegőt összenyomó szerkezetrésze van.

   195 871
8. 8. Az 1. igénypont szerinti szivattyú, azzal jellemezve, hogy a lapátkeréknek (20) mindkét végétől kifelé nyúló tengelye (21) van, a tengelyek (21) mindegyike csapágy (24) belső futógyűrűjében (52) van elhelyezve, és hogy a lapátkerék (20) mindegyik tengelye (21) a belső futógyűrűben (52) egy hozzátartozó tengelycsonkkal (50) kapcsolódik, ezzel hajtáskapcsolatban van.
9. 9. Az 1. vagy 8. igénypont szerinti szivattyú, azzal jellemezve, hogy a lapátkerék (20) két részből van összeszerelve és mindegyik lapátkerék részen tengely (21) van.
10. 10. Az 1. vagy 8. igénypont szerinti szivattyú, az5 zal jellemezve, hogy a lapátkeréknek (20) rajta keresztülmenő furata és a lapátkerék (20) furatának mindegyik végéhez erősített egy-egy dobja vagy hasonlója van, és hogy a dobok mindegyikéből kinyúló egy-egy tengelye (21) van.