HU217252B - Centrifugál-zagyszivattyú - Google Patents

Abstract

A találmány centrifűgál-zagyszivattyúra vőnatkőzik, amelynek két,egymással lényegében párhűzamős, közös főrgástengely körül főrgathatótagból álló lapátkereke (2) van, a lapátkerék (2) egyik főrgathatótagja a közös főrgástengely vőnalában lévő középvőnalú centrikűsbeömlőnyílást (6) határőz meg, a főrgatható tagők között, afőrgástengelyhez képest lényegében sűgárirányban primer lapátők vannakelrendezve, és a lapátkereket (2) körülvevő ház (3) a lapátkerék (2)egyik főrgatható tagja által meghatárőzőtt beömlőnyílással egyvőnalban lévő bemenőnyílással rendelkezik, tővábbá a lapátkerék (2)centrikűs beömlőnyílása (6) körül gyűrűs felületrész van kiképezve,amely legalább a centrikűs beömlőnyílás (6) környezetében a főközegáram (7) irányában a főrgástengellyel szöget bezáróan lejt acentrikűs beömlőnyílás (6) felé, a lapátkerék (2) centrikűsbeömlőnyílása (6) körüli gyűrűs felületrész a főrgástengellyel 20ř és45ř közötti szöget bezáró lejtéssel van kialakítva a centrikűsbeömlőnyílás (6) felé, és a ház (3) a lapátkerék (2) gyűrűsfelületrészével gyűrű keresztmetszetű rést (10) képezőellenfelületrésszel rendelkezik úgy, hőgy a gyűrű keresztmetszetű rés(10) szélessége a lapátkerék (2) centrikűs beömlőnyílása (6)átmérőjének legalább 0,05 része. ŕ

Description

A találmány tárgya centrifugál-zagyszivattyú, amelynek két, egymással lényegében párhuzamos, közös forgástengely körül forgatható tagból álló lapátkereke van, a lapátkerék egyik forgatható tagja a közös forgástengely vonalában lévő középvonalú centrikus beömlőnyílást határoz meg, a forgatható tagok között, a forgástengelyhez képest lényegében sugárirányban primer lapátok vannak elrendezve, és a lapátkereket körülvevő ház a lapátkerék egyik forgatható tagja által meghatározott beömlőnyílással egy vonalban lévő bemenőnyílással rendelkezik. A zagyszivattyút különösen iszapszerű és koptató hatású közegek szivattyúzására használják.

Iszapok, és más, koptató hatású részecskéket szuszpendált formában tartalmazó közegek szivattyúzásánál problémát jelent a szuszpendált részecskék által a szivattyú különböző felületrészeire kifejtett koptató hatás. A koptató hatás eredménye a szivattyú forgó és álló tagjai közötti hézag megnövekedése, ami a szivattyúzott folyadék gyűrű keresztmetszetű hézagon át történő visszaszivárgásához vezet, és a fej, valamint a hatékonyság jelentős romlását eredményezi, továbbá a kopásnak kitett részek, különösen a lapátkerék és a ház karbantartható élettartamának számottevő csökkenését vonja maga után.

A fent vázolt probléma kiküszöbölését célzó ismert megoldás szerint a lapátkerék és a ház között keskeny hézagot képeznek ki, amely lehetővé teszi a szállított folyadék bizonyos mértékű visszaáramlását a fő közegáramba. A DE 2344576 számú iratból megismerhető megoldást az 1. ábrán szemléltetjük. Az ábrán látható, hogy a 2 lapátkerék és a 3 ház között a 2 lapátkerék forgástengelyéhez képest koncentrikus helyzetű, arra merőleges (sugárirányú), 1 gyűrű keresztmetszetű rés van kiképezve. A szállított közeg 9 visszárama az 1 gyűrű keresztmetszetű résen át nagy sebességgel áramlik vissza a 4 nagy nyomású térrészből az 5 kis nyomású térrészbe, és a 6 centrikus beömlőnyílás környezetében torkollik a 7 fő közegáramba. A 9 visszáram viszonylag nagy sebessége miatt turbulens hatások érvényesülnek, 8 örvényáramok alakulnak ki, amelyek az 1 gyűrű keresztmetszetű rés környezetén kívül a 13 terelőfelületre nézve is fokozott roncsolóhatást fejtenek ki.

Többféle gyűrű keresztmetszetű rés kialakítási változata ismert, amelyek tervezésénél minden esetben a visszáram korlátozása és a koptatóhatások csökkentése volt a cél. Koptató hatású anyagot szuszpendált formában tartalmazó közegek szállítására használt szivattyúknál különösen komoly problémát jelent a gyűrű keresztmetszetű rés környezetében lévő felületek kielégítő élettartamának biztosítása.

Felismertük, hogy az ismert megoldásoknál a probléma arra vezethető vissza, hogy a 9 visszáram nagy „beesési szögben”, esetleg merőlegesen, sok esetben ellentétes iránykomponenssel rendelkezve torkollik a 7 fő közegáramba. Ilyen találkozás esetén a 7 fő közegáram elszakadása a csőfaltól elkerülhetetlen, és feltétlenül nagy sebességű 8 örvényáramok kialakulását teszi lehetővé már a 6 centrikus beömlőnyílás környezetében, közvetlenül az 1 gyűrű keresztmetszetű rés kijáratánál. Ezek a 8 örvényáramok okozzák elsősorban a 13 terelőfelület rongálódását.

A koncentrált roncsolóhatás az ismert megoldások esetében szinte lehetetlenné teszi az elsősorban veszélyeztetett felületrészek kielégítő élettartamának biztosítását.

A találmánnyal célunk a fenti felismerés alapján az eddigieknél hosszabb élettartamú centrifugál-zagyszivattyú kialakítása volt.

Célunkat olyan centrifugál-zagyszivattyú kialakításával értük el, amelynek két, egymással lényegében párhuzamos, közös forgástengely körül forgatható tagból álló lapátkereke van, a lapátkerék egyik forgatható tagja a közös forgástengely vonalában lévő közép vonalú centrikus beömlőnyílást határoz meg, a forgatható tagok között, a forgástengelyhez képest lényegében sugárirányban primer lapátok vannak elrendezve, és a lapátkereket körülvevő ház a lapátkerék egyik forgatható tagja által meghatározott beömlőnyílással egy vonalban lévő bemenőnyílással rendelkezik, és a lapátkerék centrikus beömlőnyílása körül olyan gyűrűs felületrész van kiképezve, amely legalább a centrikus beömlőnyílás környezetében a fő közegáram irányában a forgástengellyel szöget bezáróan lejt a centrikus beömlőnyílás felé úgy, hogy a gyűrűs felületrész forgástengellyel bezárt szöge 20° és 45° közötti, és a ház a lapátkerék gyűrűs felületrészével gyűrű keresztmetszetű rést képező ellenfelületrésszel rendelkezik úgy, hogy a gyűrű keresztmetszetű rés szélessége a lapátkerék centrikus beömlőnyílása átmérőjének legalább 0,05 része.

A centrifugál-zagyszivattyú egyik kiviteli alakjában a gyűrű keresztmetszetű rés egyenes vonalú profillal kialakított határolófelületekkel rendelkezik.

A megoldás szerint a centrifugál-zagyszivattyúban a lapátkerék egyik forgatható tagja a ház felőli oldalon hajtólapátokkal van ellátva.

A centrifugál-zagyszivattyú lehetséges kiviteli alakjában, a gyűrű keresztmetszetű rés ívelt profilú határolófelületekkel rendelkezik.

A találmány szerinti centrifugál-zagyszivattyúban a gyűrű keresztmetszetű rés kivezető szakasza a fő közegáram irányában a lapátkerék forgástengelyével 20-45° szöget bezáróan torkollik a centrikus beömlőnyílásba.

A megoldás szerinti centrifugál-zagyszivattyúban a lapátkerék egyik forgatható tagja a ház felőli oldalon hajtólapátokkal van ellátva.

A találmányt a továbbiakban a rajz alapján ismertetjük részletesen. A rajzon: az

1. ábrán a már említett ismert megoldás részletének vázlata látható, tengelyirányú metszetben; a

2. ábrán a találmány szerinti centrifugál-zagyszivattyú példakénti kiviteli alakjának vázlatát tüntettük fel, tengelyirányú metszetben; a

3. és 4. ábrákon a találmány szerinti centrifugálzagyszivattyú egy-egy további változatának vázlata látható, tengelyirányú metszetben; az

HU 217 252 Β

5. ábra a találmány szerinti centrifugál-zagyszivattyú egy további példakénti kiviteli alakjának lapátkereke, tengelyirányú metszetben.

Az ismert centrifugálzagyszivattyú-konstrukciót az

1. ábrára való hivatkozással a fentiekben már ismertettük, így tekintsük először a találmány szerinti centrifugál-zagyszivattyú 2. ábrán feltüntetett változatát. Amint az ábrából kitűnik, a találmány szerinti centrifugálzagyszivattyúnak az ismert konstrukcióhoz hasonlóan 2 lapátkereke és 3 háza van, amelyek úgy vannak egymáshoz illesztve, hogy közöttük a 2 lapátkerék 6 centrikus beömlőnyílása körül 10 gyűrű keresztmetszetű rés van kiképezve. A 10 gyűrű keresztmetszetű rés egyenes profilú, határolófelületei párhuzamos csonkakúp-felületek, amelyek alkotói a 6 centrikus beömlőnyílásba érkező 7 fő közegáram irányával 60°-nál kisebb hegyesszöget zárnak be. A 10 gyűrű keresztmetszetű rés találmány szerinti kialakításának köszönhetően a 4 nagy nyomású térrészből az 5 kis nyomású térrészbe irányuló 9 visszáramok a 7 fő közegáramba kevésbé meredeken csatlakoznak be, így a 7 fő közegáramot a 6 centrikus beömlőnyílás fala mentén kevésbé befolyásolják, nem okoznak turbulenciát és örvényáramokat, így felületkárosító hatásuk nem jelentős.

Ugyanez vonatkozik a 3-5. ábrák szerint kialakított centriíugál-zagyszivattyúkra is. A 3. ábrán feltüntetett változat 11 gyűrű keresztmetszetű réssel rendelkezik, amelynek határolófelületei ívelt profillal vannak kiképezve. Az ívelt profilú 11 gyűrű keresztmetszetű rés torkolati szakasza a 6 centrikus beömlőnyílás környezetében a 7 fő közegáram irányával 10-60° szöget zár be.

A 4. ábra egy olyan találmány szerinti változatot mutat, ahol a 2 lapátkerék 3 ház felé néző forgatható tagja radiális irányban elrendezett 12 hajtólapátokkal van ellátva. A 2 lapátkerék és a 3 ház közötti 10 gyűrű keresztmetszetű rés egyenes profilú, a 7 fő közegáram irányával a 6 centrikus beömlőnyílás környezetében 10-60° szöget, előnyösen 20-45° szöget zár be.

A 10, illetve 11 gyűrű keresztmetszetű rések maximális hossza nem kritikus méretezési paraméter, de a közegáram visszavezetésére szolgáló rés felületének szélessége nem lehet kisebb, mint a beömlőnyílás átmérőjének 0,05 része, mivel keskenyebb rés kisebb nyomásesést hoz létre a visszalépő közegáram nyomásában, a túl nagy nyomással belépő folyadék pedig turbulenciát okoz a rés torkolata körül, ami viszont elősegíti a felületek kopását. Amint az 5. ábra szemlélteti, a 10 (illetve 11) gyűrű keresztmetszetű rés X hosszának minimális értéke előnyösen nem kevesebb a 6 centrikus beömlőnyílás D átmérőjének 5/100-ad részénél.

Az ábrák alapján ismertetett változatok a találmánynak csupán példakénti kiviteli alakjai, az igényelt oltalmi kört az alábbi igénypontok határozzák meg.

Claims (6)

1. Centrifugál-zagyszivattyú, amelynek két, egymással lényegében párhuzamos, közös forgástengely körül forgatható tagból álló lapátkereke van, a lapátkerék egyik forgatható tagja a közös forgástengely vonalában lévő középvonalú centrikus beömlőnyílást határoz meg, a forgatható tagok között, a forgástengelyhez képest lényegében sugárirányban primer lapátok vannak elrendezve, és a lapátkereket körülvevő ház a lapátkerék egyik forgatható tagja által meghatározott beömlőnyílással egy vonalban lévő bemenőnyílással rendelkezik, továbbá a lapátkerék centrikus beömlőnyílása körül gyűrűs felületrész van kiképezve, amely legalább a centrikus beömlőnyílás (6) környezetében a fő közegáram (7) irányában a forgástengellyel szöget bezáróan lejt a centrikus beömlőnyílás (6) felé, azzal jellemezve, hogy a lapátkerék (2) centrikus beömlőnyílása (6) körüli gyűrűs felületrész a forgástengellyel 20° és 45° közötti szöget bezáró lejtéssel van kialakítva a centrikus beömlőnyílás (6) felé, és a ház (3) a lapátkerék (2) gyűrűs felületrészével gyűrű keresztmetszetű rést (10, 11) képező ellenfelületrésszel rendelkezik úgy, hogy a gyűrű keresztmetszetű rés (10, 11) szélessége (X) a lapátkerék (2) centrikus beömlőnyílása (6) átmérőjének legalább 0,05 része.

2. Az 1. igénypont szerinti centrifugál-zagyszivattyú, azzal jellemezve, hogy a gyűrű keresztmetszetű rés (10) egyenes vonalú profillal kialakított határolófelületekkel rendelkezik.

3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti centrifugál-zagyszivattyú, azzal jellemezve, hogy a lapátkerék (2) egyik forgatható tagja a ház (3) felőli oldalon hajtólapátokkal (12) van ellátva.

4. Az 1. igénypont szerinti centrifugál-zagyszivattyú, azzal jellemezve, hogy a gyűrű keresztmetszetű rés (11) ívelt profilú határolófelületekkel rendelkezik.

5. A 2. igénypont szerinti centrifugál-zagyszivattyú, azzal jellemezve, hogy a gyűrű keresztmetszetű rés (10, 11) kivezető szakasza a fő közegáram irányában a lapátkerék (2) forgástengelyével 20-45° szöget bezáróan torkollik a centrikus beömlőnyílásba (6).

6. Az 5. igénypont szerinti centrifugál-zagyszivattyú, azzal jellemezve, hogy a lapátkerék (2) egyik forgatható tagja a ház (3) felőli oldalon hajtólapátokkal (12) van ellátva.