HUT62374A - Pump having canal branch - Google Patents

Description

A találmány tárgya oldalcsatornás szivattyú, két házfélből összeilleszthető házzal, amelyben elrendezett tárcsaalakú lapátkerék legalább két lapátkoszorúval rendelkezik, melyek a lapátkerék két oldalán síkfelületen vannak elrendezve, továbbá hozzátartozó hajtótengellyel, két áramlási csatornával, melyek egy közös szívónyílástól a házban futnak és legalább egy a házban kiképzett oldalcsatornafokozaton, ehhez hozzárendelt és egy lapátkoszorún elrendezett lapátrekeszeken keresztül a házban egy közös nyomónyíláshoz vezetnek. A két áramlási csatorna a lapátkerék kerületéig terjedő tárcsájával szét van választva. Az ilyen szivattyúknál az egyes lapátkoszorúk lapátrekeszei radiális irányban váltakozva hosszabbra és rövidebbre vannak kiképezve. Az oldalcsatornák a lapátkerék tengelyéhez viszonyítva koncentrikus külső kontúrral és spirálalakú belső kontúrral rendelkeznek. A spirálalakú belső kontúr rádiuszvektora a szívónyílásnál egy hosszú lapátrekesz padozata és a tengely közötti távolságnak, a nyomónyílásnál pedig egy rövid lapátrekesz padozata és a tengely közötti távolságnak felel meg. Egy többfokozatú oldalcsatornás szivattyú esetében a ház mindkét oldalfalán legalább egy átvezetőcsatorna van kiképezve, amely egy oldalcsatorna végét egy ezen oldalcsatornát radiálisán követő oldalcsatorna kezdetével köti össze.

Egy ilymódon kiképzett oldalcsatornás szivattyú a 30 14 425 számú német szabadalmi iratból ismert. Ez a megoldás bár megfelelő stacioner teljesítménykarakterisztikával rendelkezik, gyors nyomásváltozások esetén a ház és a lapát-3rl kerék közötti túl kis rés miatt fennáll annak veszélye, hogy a lapátkerék és csatlakozó házrészek között súrlódás keletkezik, melynek következtében a lapátok többnyire megsérülnek, és a kerék akár be is szorulhat. Ha ennek elkerülésére növeljük a rést, akkor csökken a szivattyú teljesítménye és a nyomás.

Vannak szivattyúk, ahol a hatásfok javítására csúszógyűrűk kerülnek alkalmazásra. A 14 48 578 angol szabadalom például egy olyan oldalcsatornás szivattyút ismertet, melynél egy gyűrűalakú tömítés a lapátkerék és a ház közötti rést csökkenti. Ennél a szivattyúnál azonban a lapátkerék nem osztja meg a házfelekben elrendezett jobb és baloldali oldalcsatornákat, melyek a lapátok felett kapcsolatban vannak. A lapátkerék lapátjai így egy médiumáramlatban működnek és a kerék axiális irányban nincsen rögzítve.

Ugyanez vonatkozik a 22 20 076 számú német közzétételi iratban ismertetett szivattyúra. E szivattyúnál többfokozatúság csak axiális irányú egymásutánkapcsolás útján érhető el. Ezért a szívó- és nyomócsonkokat a lapátkerék különböző oldalain kell elhelyezni. A nyomáskülönbség egy bizonyos tengelynyomást idéz elő; utalunk itt a 24 05 112 számú német közzétételi iratra. Azonkívül a 247 725 számú NDK szabadalom ismertet egy periferális szivattyút, amelynél axiálisan és radiálisán osztott tömítőgyűrűk kerülnek alkalmazásra.

A találmány feladata tehát egy olyan oldalcsatornás szivattyú létrehozása, amely megbízhatóan üzemeltethető, nagy nyomások létrehozására alkalmas, gyors nyomásváltozásokat is • · « · · ·· « ······ «··« · · · ·

-4fel tud venni és hatásfoka az ismert megoldásokénál kedvezőbb.

Ezt a feladatot a találmány egy olyan oldalcsatornás szivattyúval oldja meg, mely azzal jellemezhető, hogy a lapátkeréken és/vagy a házfeleken az oldalsó zárófelületeknél csúszógyűrűk vannak elrendezve, és a szívócsatorna és többfokozatú kivitel esetén az átvezetőcsatornák a házfelek választósíkjához hegyesszögben és az oldalcsatornákhoz az oldalcsatornák képzelejétbeli középvonalához tangenciálisan csatlakoznak, aholis a szívócsatorna torkolata a házfél külső oldala felé tölcsérszerűen kiszélesedik és az átvezetőcsatorna torkolata folyamatosan megy át az oldalcsatornába.

A csúszógyűrűk előnyösen széngafit bázisú vagy politetrafluoretilen bázisú anyagokból kerülnek előállításra.

Csúszógyűrű anyagként előnyösen műgyantával impregnált széngrafit, antimonnal impregnált széngrafit vagy élelmiszeripari célokra engedélyezett impregnálóanyaggal kezelt széngrafit, illetve üvegszállal vagy szénnel erősített politetrafluoretilen kerül alkalmazásra.

Mint további csúszógyűrűányag különleges, krómöntvény, különleges króm-molibdénöntvény, sztellitált CrNiMo acél, Hastelloy B-2 (2.4617), Hastelloy C (2.4619 illetve 2.4819), kobalthoz kötött wolframkarbid, nikkelhez kötött wolframkarbid, Si-SiC (reakciókötésű szilíciumkarbid), Sic (nyomás nélkül szinterizált szilíciumkarbid), C-SiC (felületén szilíciumozott szén), C-SiC-Si (sáilíciumimpregnált szén), 97,5%-os alumíniumoxid, 99,5%-os alumíniumoxid kerülhet al • ·

-5kalmazásra.

A csúszógyűrűk a lapátkerék zárófelületén kialakított hornyokba vannak beragasztva és besajtolva úgy, hogy kismértékben ezen zárófelületek fölé emelkednek.

A találmány szerinti oldalcsatornás szivattyú lapátkereke olymódon forog a házfelek között, hogy azokat nem érinti. A lapátkerék és a ház közötti résszélesség függ a lapátkerék anyagától a szállítandó mennyiségtől és a szállító-nyomástól és szokásosan a 0,1-0,2 mm-es tartományban fekszik résenként.

Nagy és gyors nyomásváltozások esetén az oldalcsatornás szivattyúban nagy axiális erők léphetnek fel, amely a külső szakaszokon a lapátkerék és a ház érintkezéséhez vezethet, amely sérüléseket, akár a beszorulást is eredményezheti. Ez elkerülendő a lapátkerék oldalsó zárófelületeibe és/vagy a házfelébe csúszógyűrűk kerülnek beágyazásra, melyek a lapátkerék és a házfelek közvetlen érintkezését megakadályozzák. Ezzel az intézkedéssel a szokásos résszélesség 0,01-0,05 mm értékűre csökkenthető, miáltal a szivattyú hatásfoka is javul .

A hatásfok további javulása meglepő módon a szívó- és átvezetőcsatornáknak, valamint azoknak a hozzájuk tartozó oldalcsatornákban való torkolati kiképzése útján érhető el, melynek kiviteli módja már ismertetésre került.

Az oldalcsatornák belső kontúrja előnyösen egy archimedesi spirálisnak megfelelően van kialakítva, ami azt jelenti, hogy az elején, tehát a szívónyílásnál, a kontúrvonal • · · · · ·· · ····«· ····· · ·· ·

-6közelebb fekszik a lapátkerék tengelyéhez, mint a végén. Az oldalcsatorna tehát kezdetétől a vége irányába szűkül áteresztő volumene kisebb lesz. A szívónyílás, vagyis a kívülről jövő szívócsatorna előnyösen tengelyközeiben van a megfelelő házfélbe bevezetve.

Az átvezetőcsatornák, melyek egy többfokozatú oldalcsatornás szivattyú esetén az oldalcsatorna végét egy az azt radiálisán követő másik oldalcsatorna kezdetével kötik öszsze, előnyösen a házfél külső oldalán vannak vezetve. Ebben az esetben tehát egy oldalcsatorna végénél található egy a házfalon keresztül kivezető járat, melynek közelében helyezkedik el a következő oldalcsatorna kezdetéhez csatlakozó bevezető nyílás. Az oldalcsatornák egy többlépcsős kiviteli alak esetében koncentrikusan vannak elrendezve. Az első oldalcsatornát követő második oldalcsatorna bevezető nyílása ezért az első oldalcsatorna kivezető nyílásához képest radiálisán el van tolva és áramlásirányban is kismértékben továbbhelyezve azért, hogy az említett kivezető nyílás a bevezetőnyíláshoz képest egy lehetőség szerint rövid, áramlástanilag kedvező átvezetőcsatorna kialakítását tegye lehetővé. Előnyös, ha ez az átvezetőcsatorna zárt áteresztőkamra formájában van kialakítva, amely a házfél külső oldalán elhelyezkedve magábafoglalja az egyik oldalcsatorna kivezetését, és a következő oldalcsatorna bevezetését. Előnyös, ha ezt a kamrát egy levehető tetővel zárjuk le annak érdekében, hogy az oldalcsatornák be- és kijáratához könnyen hozzá lehessen férni.

-ΊΑ szívó- és átvezetőcsatornák illetve azok átvezetése az érintett házfél falán és azok torkolati környezete az oldalcsatornákban úgy van kialakítva, hogy a folyamatos áramlás a legkisebb ellenállással biztosítható legyen. Ezért minden egyes torkolati nyílás kifelé az oldalcsatornában tölcsérszerűen kibővülve van kialakítva. A tölcséralakú kiszélesedés középvonala a házfelek (képzeletbeli) választósíkjával hegyesszöget zár be és a megfelelő oldalcsatorna (képzeletbeli) középvonalához képest tangenciálisan van elrendezve. Egy oldalcsatorna átvezetőcsatornába, vagy áteresztőkamrába kivezető torkolata oly méretűre bővíthető ki a házfél falán való áthaladáskor, amilyen mértékben a következő oldalcsatornába bevezető csatorna kifelé kiszélesedik.

Egy ilyen ki- és/vagy bevezető torkolati kiszélesedés akkor előnyös, ha az átvezetőcsatornában, vagy az áteresztőkamrában az áramlás egy megfelelő lassítására és egyenletessé tételére törekszünk. Ezáltal az átvezetésből, illetve irányváltoztatásból eredő áramlási zavarok tovább csökkenthetők. Egy ilyen kiviteli alak különösen akkor előnyös, ha a médiumot egy átérésztőkamrába vezetjük át. Egy szivattyúház egy áteresztőkamrával általában egyszerűbben és olcsóbban állítható elő, mint egy zárt átvezetőcsatornával kialakított ház. Egy áteresztőkamra esetében az előzőekben vázolt be- és kilépő torkolati kiképzés áramlástechnikai okokból elengedhetetlen.

Amennyiben az átvezetést egy zárt csatornában eszközöljük, úgy ez az egyik oldalcsatorna végétől a rákövetkező ol ·· · · · · * *

->-*««« 4 «4

-8dalcsatorna elejéhez a ház külső oldalán egy enyhe ívben olymódon történik, hogy az átvezetőcsatorna középvonala a kezdetnél és a végnél hegyesszöget zár be a tárcsaalakú házfelek osztósíkjával.

Amennyiben a szivattyúval nagy nyomást kell előállítanunk, úgy előnyös, ha radiálisán többfokozatúra alakítjuk ki és a koncentrikus oldalcsatornák keresztmetszete fokról-fokra csökken. Az oldalcsatornák közötti átvezetőcsatornák keresztmetszetét pedig ezen keresztmetszet változásoknak megfelelő illesztéssel kell fokozattól-fokozatig meghatároznunk. Ennek megfelelően az átvezetőcsatorna keresztmetszete az áramlási irányban úy csökken, hogy a bevezető torkolatnál az egyik olcsalcsatorna végkeresztmetszetének a kivezető torkolatnál pedig a rákövetkező oldalcsatorna kezdőkeresztmetszetének felel meg.

Az előzőekben említett hegyesszög, mellyel a szívó- és átvezetőcsatornák a megfelelő oldalcsatornákba torkollnak, előnyösen a 10°-35°-os tartományban fekszik; leggyakrabban 20°-ra van kiképezve. Ilyen szögben történik a kiáramlás is egy oldalcsatornából egy átvezetőcsatornába, vagy áteresztőkamrába .

A találmány szerinti szivattyú esetében a lapátkerék tárcsaalakúra van kialakítva, mely kétoldalúan lapátrekeszekkel van ellátva, a lapátrekeszek pedig koncentrikus gyűrűkön, a lapátkoszorún vannak elrendezve. Minden lapátrekesz-koszorúhoz egy oldalcsatorna tartozik a házban. A lapátkerék és mindkét házfél előnyösen tükör-szimmetrikusan • ·

-9van a lapátkerék képzeletbeli középsíkjára vonatkoztatva kialakítva. Ebben az esetben a két házfél osztósíkja előnyösen a lapátkerék említett középsíkjával egybeesik. Az ilyen tükör-szimmetrikus kiviteli alak előnye, hogy a lapátkerékre ható erők egymást a legmesszebbmenőkig kiegyenlítik. Ezen kívül a házfelek szívó- és nyomónyílásai könnyen egy közös szívócsonkba és egy közös nyomócsonkba fogható össze. A találmány szerinti szivattyúban alkalmazott lapátkerekek megfelelnek a 30 14 425 (megfelelője az US 4,408,952) német szabadalomban leírtaknak.

A lapátkerék helyzete a szivattyúban mindkét házfél vonatkozásában rögzítve van, úgy hogy a ház és a lapátkerék zárófelületei nem érintkeznek és legfeljebb csak a csúszógyűrűk vannak csekély érintkezési kapcsolatban. Néhány üzemóra után (ha a szivattyút már bejárattuk) a lapátkeréknek érintésmentesen kell a két házfél között forogni, aholis a csúszógyűrűk közötti rés rendkívül kicsi. Meglepő módon a találmány szerinti szivattyú egy axiálisan rögzített helyzetben lévő lapátkerékkel jobb és állandóbb hatásfokkal rendelkezik, mint az ismert szivattyúk, melyeknek lapátkereke a házfelek között nincs rögzítetten pozícionálva, hanem axiálisan eltolhatok.

A találmányt egy kiviteli példa kapcsán, rajzok alapján ismertetjük közelebbről. A mellékelt rajzokon az

1. ábra a 30 14 425 számú német szabadalom szerinti is- mert oldalcsatornás szivattyú hosszmetszete, a

2. ábra egy háromlépcsős szivattyú háza egyik felének

-10belső oldala behelyezett csúszógyűrűvel, nézetben ábrázolva, a ábra a 2. ábra szerinti nézet metszeti képe a III-III síkok mentén, a ábra egy háromlépcsős lapátkerék behelyezett csúszógyűrűvel nézetben, az ábra a 4. ábra szerinti lapátkerék metszete, a ábra egy kétlépcsős szivattyú háza egyik felének külső oldala nézetben, a ábra a 6. ábra szerinti nézet metszeti képe A-B síkok mentén, a ábra a 6. ábra szerinti nézet metszeti képe a C-D sík mentén, a ábra a 6. ábrán bemutatott kétlépcsős szivattyú-házfél belső oldalának nézete, a ábra a 6. ábra szerinti nézet metszeti képe az E-F síkok mentén, a ábra a 6. ábra szerinti nézet metszeti képe a L-M síkok mentén, a ábra a 6. ábra szerinti nézet metszeti képe a G-M síkok mentén, a ábra egy kétlépcsős szivattyú-házfél perspektivikus rajza, ahol a házfélből mintegy 1/4 rész ki van vágva.

1. ábra egy egylépcsősen kialakított ismert oldalcsaszivattyút szemléltet, amely egy 10 házzal és egy 11 lapatkerékkel rendelkezik. A 10 ház egy 13 szívónyílással és • * « ······ • · · · · · ··

-1114 nyomónyílással ellátott 9 palástgyűrűből, egy 7 házfedélből és egy azzal párhuzamos másik 8 házfedélből, valamint két 5 és 6 tárcsából áll, melyek a 7 és 8 házfedelek között a 9 palástgyűrűben rögzítve vannak. A tárcsaalakúra kiképzett 11 lapátkerék mindkét oldalán 16 lapátrekeszekből kialakított koszorú van elrendezve.

A találmány szerinti megoldás két kiviteli alakját szemléltetik a 2-13. ábrák. A 2-5. ábrák egy háromlépcsős, a

6-13. ábrák egy kétlépcsős szivattyút mutatnak be.

A 2. ábra egy 10' házfél belső oldalát szemlélteti. A 15a, b, c három oldalcsatorna koncentrikusan egymás fölött van elrendezve, nyitott oldalukkal a rajzra tekintő felé. Két ilyen 10' házfél a 4. és 5. ábrán bemutatott lapátkerékkel együtt képez egy komplett szivattyút. A 15a, b és c oldalcsatornák 270°-os körívhosszon vannak kialakítva. Az oldalcsatornák egy köríves 18 külső kontúrral és egy 17 belső kontúrral vannak kiképezve, mely az áramlási irányba, tehát az oldalcsatorna vége irányába kismértékben a külső kontúrhoz közelít, úgy, hogy annak vonalvezetése egy archimedesi spirálnak felel meg. A 15a, b és c oldalcsatornák körbefutó 19 zárófelületekkel vannak egymástól elválasztva. Ezekben a zárófelületekben 20, 20' csúszógyűrűk vannak rögzítve. A rögzítésre előnyösen a csúszógyűrűknek hornyokba való behelyezésével és beragasztásával kerül sor, amint ezt a 3. ábra jól szemlélteti. Az említett csúszógyűrűk csak egészen kis mértékben emelkednek a 19 zárófelületek fölé.

A szivattyúzott anyag a 15a első oldalcsatorna szívócsa-12tornájának 26 torkolatánál áramlik be. A 15a oldalcsatorna van a legkisebb rádiusszal kiképezve. A 4. és 5. ábrán szemléltetett 11 lapátkerék első 23 lapátkoszorúja a médiumot az oldalcsatorna mintegy 270°-os ívében annak végéhez szállítja, ahol a médium egy 30 nyíláson keresztül elhagyja a 15a első oldalcsatornát és egy nem ábrázolt átvezetőcsatornán, illetve átvezetőkamrán keresztül a 10' ház külső oldalán a 15b második oldalcsatornába áramlik. A médium az átvezetőcsatorna 29 torkolatánál lép be a 15b második oldalcsatornába. A 4. és 5. ábrán szemléltetett 11 lapátkerék második 23' lapátkoszorúja a médiumot ugyancsak mintegy 270°-os ívhosszon ezen oldalcsatorna végéhez szállítja, ahol a médium a 30' nyíláson keresztül elhagyja a 15b második oldalcsatornát és a 10' ház külső felén kiképzett átvezetőcsatornán keresztül annak 29' torkolatához áramolva belép a 15c harmadik oldalcsatornába. A 4. és 5. ábrán látható 11 lapátkerék 23 harmadik lapátkoszorúja a médiumot végezetül a 27 nyomócsatornához szállítja. Mindkét oldalcsatorna végén lehetnek kis 24 levegőelvezető nyílások kiképezve, a lapátkerék lapátjaiban esetleg visszamaradott levegő elvezetésére.

A 2. ábrán feltüntetett III-III metszősík mentén ábrázolt metszet a 3. ábra jól szemlélteti a hornyokba behelyezett 20, 20' csúszógyCfrűket, valamint a 15a, b és c oldalcsatornák elrendezését. Két ilyen házfelet 31 kerületi pereme illetve 33 osztósíkja mentén összeillesztve nyerjük a szivattyúházat. A 4. és 5. ábrán bemutatott lapátkereket így a két 10' házfél fogja közre.

-13Α 4. ábra egy 11 lapátkerék nézeti képét mutatja. Egy ilyen lapátkerék egy a 2. ábrán szemléltetett 10' házfélbe volna illeszthető. A három koncentrikusan elrendezett 23, 23' és 23 lapátkoszorú az egyszerűség kedvéért csak részlegesen van ábrázolva. Minden lapátkoszorú rendelkezik 16a hosszú lapátrekeszekkel és 16b rövid lapátrekeszekkel, melyek váltakozva követik egymást. A 16a hosszú lapátrekeszek mélysége megfelel a hozzátartozó oldalcsatorna kezdeti szélességének a 16b rövid lapátrekeszek pedig a hozzátartozó oldalcsatorna szélességének annak végénél. így az oldalcsatorna kezdeti szakaszán a hosszú lapátrekeszek teljes mértékben, a rövid lapátrekeszek hosszúságuknak megfelelően fejtenek ki hatást, míg az oldalcsatorna végén valamennyi lapátrekesz a rövid lapátrekesz hosszának megfelelően hatékony. A különböző lapátkoszorúk lapátrekeszeinek volumenje, előnyösen belülről kifelé fokozatosan csökken, azonos mértékben, mint az egyes lapátkoszorúkhoz tartozó oldalcsatornák volumenje illetve keresztmetszete. A 11 lapátkerék lapátkoszorúi közötti oldalsó 19' zárófelületeibe vannak bemunkálva. Amint a 10' házfelekben elrendezett csúszógyűrűk, a 11 lapátkerékhez rögzített csúszógyűrűk is csak kismértékben emelkednek a 11 lapátkerék oldalsó 19' zárófelületei fölé. A 11 lapátkeréken elrendezett 21, 21' csúszógyűrűk helyzete radiális irányban megfelel a 10' házfeleken elrendezett 20, 20' csúszógyűrűk helyzetének, úgyhogy a csúszógyűrűk csúszógyűrűkön fekszenek.

A házban és a lapátkeréken elhelyezett csúszógyűrűk elő

-14nyösen a leírásban már említett anyagokból készülnek. Alkalmasan beragasztással és besajtolással kerülnek a megfelelő hornyokban rögzítésre. Ragasztóanyagként előnyösen fémek és porcellánanyagok ragasztására alkalmas úgynevezett reakciós ragasztót használunk. Előnyös, ha e célra egy olyan keveréket alkalmazunk, mely fele-fele arányban szénporból és reakciós ragasztóból áll. A ragasztóanyag lehet epoxidgyanta, savanhidrid és epoxidgyanta keveréke, cianoakrilátragasztó, methakrilátragasztó, polizocianát- és/vagy szilikongyanta-ragasztó. Az összekötendő részeket bekenjük ragasztóval, vagy ragasztóanyag-keverékkel, az így bekent gyűrűket besajtoljuk az ugyancsak ragasztóval kezelt hornyokba és az alkatrészek nagyságától függően 10-20 óráig száradni hagyjuk. Végezetül a kikeményítő eljárást 150-180 °C-on 4-10 órán át folytatjuk. Az említett ragasztóanyagok alkalmazása az élelmiszeripari gépek esetében is engedélyezett. A ragasztásoknak 160 °C-ig biztosítani kell a szükséges kötést.

A csúszógyűrűk anyagának nagy a kopási szilárdsága, egyidejűleg azonban kedvező súrlódási tényezővel rendelkezik és ellenáll agresszív médiumoknak.

A besajtolást és a beragasztást követően a csúszógyűrűket véglegesen forgácsoló eljárással munkáljuk meg. Az említésre került széntartalmú anyagok különösen kedvezőek az ilyen megmunkálások szempontjából.

A csúszógyűrűk alkalmazása a 11 lapátkerék és 10' házfél közötti rés csökkentését teszi lehetővé. E rés mérete körülbelül 0,02-0,05 mm. Ez körülbelül egy nagyságrenddel kisebb,

-15inint a szokásos oldalcsatornás szivattyúk esetében. A csúszógyűrűk előnyösen 0,05-0,2 mm-rel emelkednek az oldalsó 19, 19' zárófelületek fölé, melyekbe be vannak ültetve.

Az 5. ábra egy 4. ábra szerinti lapátkereket szemléltet metszetben. A 21 és 21' csúszógyűrűk beágyazása a 23, 23' lapátkoszorúk oldalsó 19' zárófelületébe ezen az ábrán jól megfigyelhető. Az itt szemléltetett kiviteli alaknál egy 16b rövid lapátrekesszel szemben egy 16a hosszú lapátrekesz van elrendezve. Mint már említésre került a hosszú és rövid lapátrekeszek a lapátkoszorún egymást követően felváltva vannak elrendezve. Ezért ugyanazon fokozatban az egymással szembenfekvően elrendezett lapátkoszorúk azonosan vannak kialakítva.

Az 5. ábrán bemutatott lapátkerék két a 2. és 3. ábrán szemléltetett 10' házféllel szerelve egy háromlépcsős oldalcsatornás szivattyút eredményez két független folyadékárammal, melyek csak a 27 nyomócsatornában (2. és 3. ábra) egyesülnek. A folyadékáramok egyesülése megtörténhet már az utolsó 15c oldalcsatornában, ha a 11 lapátkerék 39 külső kerületi pereme nem nyúlik ki a harmadik és egyben utolsó 15c oldalcsatorna 18 külső kontúrjáig.

Az 5. ábra szerinti, tükörképében szimmetrikus lapátkeréknél, amely mindkét forgásirányban üzemeltethető, az axiális terhelések üzem közben kiegyenlítődnek. A lapátkeréknek egy úgynevezett úszó, axiálisan kiegyenlített csapágyazása jön létre, és a két 10' házfél vonatkozásában érintésmentes futás állítódik be. A lapátkerék két oldalán átmenetileg

-16fellépő nyomáskülönbségek kiegyenlítésére kis, axiális irányú 38 furatok vannak a 23, 23' és 23 lapátkoszorúkon kiképezve, melyek lehetővé teszik a folyadékáramok közlekedését a 11 lapátkerék két oldala között.

Amint az előzőekben már említésre került, a 6-13. ábrák egy találmány szerinti kétfokozatú oldalcsatornás szivattyú 10' házfeleit szemléltetik. A házban elrendezett 11 lapátkerék nincs ábrázolva. A lapátkerék kialakítása megfelel a 4. és 5. ábrán szemléltetettnek, azzal a különbséggel, hogy ez csak két 23, 23' vagy 23', 23 lapátkoszorúval rendelkezik.

A 6-13. ábrák útján kerül az oldalcsatornák ki- és belépőnyílása, az átvezetőcsatorna illetve átvezetőkamra - melyek az oldalcsatornák közötti kapcsolatot biztosítják leírásra.

A 6. ábra egy találmány szerinti 10' házfél külső felének nézeti képét szemlélteti. E 10' házfél belső oldalát a

9. ábra mutatja be. A 7. és 8. valamint a 10-12. ábrák ennek a házfélnek különböző síkok menti metszeteit ábrázolják.

A 6. ábrán a szívócsatorna, melyen keresztül a szivatytyúzandó médium a szivattyú első oldalcsatornájába érkezik, 25 hivatkozási számmal van jelölve. A szívócsatorna belépő nyílását az ábrán egy vonalkázott felület szemlélteti. A 25 szívócsatorna külső falának meghosszabbítása a papír síkjára merőlegesen a vonalkázott felülethez csatlakozó rövidített körívvel van jelölve. Az ezen a 6. ábrán nem szemléltethető első oldalcsatorn kilépő nyílását a 30 hivatkozási számmal jelölt vonalkázott felület ábrázolja. Ezen a kilépő nyíláson

-17keresztül érkezik a médium a 6. ábrán a 10' házfélnek a szemlélő felé eső oldalán a 33 áteresztő kamrába. Ezt a kamrát a radiálisán kialakított 35, 35' oldalfalak, a tengelynyíláshoz illeszkedő 36 köríves fal és a 10' házfél 34 külső peremfala fogja körül. Ennek a kamrának fenekét a 10' házfél 22 külső oldalfala képezi. A 6. ábrán a 33 kamra nyitott állapotban látható, vagyis tető nélkül van ábrázolva. A médium tehát a 30 nyíláson keresztül a 33 áteresztőkamrába áramlik és elhagyja ezt a kamrát az átvezető csatorna 29 torkolatán, a második oldalcsatorna beömlő nyílásán keresztül. Az átvezető csatorna torkolata, illetve a második oldalcsatorna beömlőnyílása itt is vonalkázva van ábrázolva.

A médium átáramlása a 30 nyílásból a második oldalcsatornában lévő 29 torkolathoz történhet egy zárt 28 átvezetőcsatornán keresztül. Ez a 28 átvezetőcsatorna a 6. ábrán szaggatott vonalakkal van jelölve.

A 7. ábrán szemléltetett metszeti képen a 15a és b első és második oldalcsatornák, valamint a 30 nyílás, mely az első oldalcsatorna végén elrendezett 33 átvezetőkamrába vezet jól megfigyelhetők. Ugyancsak ezen az ábrán van szemléltetve a ház oldalsó 19 zárófelületébe befoglalt 20 csúszógyűrű.

A 8. ábrán szemléltetett, a 6. ábra C-D metszősíkjai mentén kialakított metszet áthalad a 15b második oldalcsatorna 27 nyomócsatornáján, mely a 6. ábrán nem ábrázolható. Látható viszont a 9. ábrán a 90°-os jelölésnél a házfél kerületén. A 9. ábra fokbeosztása megegyezik a 6. ábráéval, a CD metszet tehát a 90°-270° síkjában van.

-18Α 9. ábrán mindkét 15a és b oldalcsatorna szívó- és nyomónyílásai jól láthatók. Az oldalcsatornák azon nyitott oldala, mely az itt nem ábrázolt lapátkerék felé esik, az ábrán a szemlélő irányában van feltüntetve. A 26 hivatkozási jel a 25 szívócsatorna torkolatát jelzi az oldalcsatornában. Ennek a 26 torkolatnak a kifelé mutató tölcsérszerű kiszélesedését a vékonyan vonalkázott felület szemlélteti. A médium a 26 torkolaton keresztül történő beáramlását követően a 15a első oldalcsatornában egy mintegy 270°-os köríven megtett út után elhagyja ezt az oldalcsatornát a végén kialakított 30 nyíláson keresztül. A 6. ábrán ábrázolt 33 átvezetőkamrán illetve 28 átvezetőcsatornán keresztül a médium a 29 torkolaton át a 15b második oldalcsatornába áramlik. E helyütt az ugyancsak tölcsérszerűen kibővülő 29 torkolat vékony vonalkázással van jelölve.

A 15b második oldalcsatornát a médium a 27 nyomócsatornán keresztül hagyja el. A 37 hivatkozási jellel a 15b oldalcsatorna 17 belső kontúrja végszakaszának kiszélesítése van jelölve. Ez egy a különböző lehetőségek közül a standard nyomás variálására egy bizonyos szivattyúkonstrukció esetén, a lapátkerék egy bizonyos fordulatszámánál. Az oldalcsatorna 37 kiszélesítése eredményeként az oldalcsatorna végszakaszán a nyomás már nem növekszik. Attól függően, hogy milyen hoszszúra választjuk meg a kiszélesített szakaszt, lehetséges nagyobb vagy kisebb nyomást beállítani. Ugyancsak a 9. ábrán látható, hogy a 15a első oldalcsatorna összevéve szélesebb, mint a 15b második oldalcsatorna és mindkettő a vége felé • · • · · ·

-19szűkül. Az összeszűkülés fokával, valamint az oldalcsatorna keresztmetszete és a lapátkoszorú mélységének viszonyával a szállított volumen és a szállítónyomás a lapátkerék egy adott fordulatszámánál széles határok között variálható.

A 6. ábra EF síkjai mentén vett, a 10. ábrán szemléltetett metszet (tehát mintegy a 295°/112° 30' síkok mentén) ismételten mutatja a 15a és b oldalcsatornák egymáshoz viszonyított elrendezését és a 25 szívócsatorna kibővült 26 torkolatát. Ez a kibővült 26 torkolat az ábrán vékonyan vonalkázott felülettel van jelölve. Ez a felület egy perspektivikus egyedi elem, mely a 10. ábrába van integrálva.

Hasonlóképpen személtet a 12. ábra. A vékonyan vonalkázott felület itt is az átvezetőcsatorna kiszélesedett 29 torkolatát ábrázolja a 15b második oldalcsatornában.

A 11. ábra a 6. és 9. ábrán szemléltetett 10' házfél egy darabjának metszetét mutatja, az átvezetőcsatorna 29 torkolatával a 15b második oldalcsatornába. Az L-M metszősík a 6. ábrán van jelölve.

A 13. ábra a 6. és 9. ábrán bemutatott 10' házfelet perspektivikusan ábrázolva szemlélteti. A 25 szívócsatorna és a 28 átvezetőcsatorna illetve 33 áteresztőkamra 26 torkolatának szakaszán egy mintegy 90°-os szelvény van kivágva a

kolatának erős kimélyedés és kiszélesedése a 15a első oldalcsatornába való csatlakozásnál. A 30 hivatkozási jellel ábrázolt hz első oldalcsatorna lezárul és innen nyílik a 28 * · · ··· · ····· · ··

-20— átvezetőcsatorna illetve a 33 áteresztőkamra. Innen áramlik a médium a 15b második oldalcsatornában lévő kiszélesedett és elmélyült 29 torkolathoz. A 27 nyomócsatornán keresztül távozik a médium ebből a második oldalcsatornából és a szivattyúból. Két házfél nyitott oldalukkal egymáshoz illeszthető és összecsavarozható, miáltal egy zárt szivattyúház keletkezik, amelyben természetesen egy megfelelő lapátkerék van elrendezve. Az összecsavarozáshoz a házperem 40 menetes furattal lehet ellátva. A találmány szerinti szivattyú nagy teljesítőképességű és könnyen variálható, úgy hogy a mindenkori igényekhez gyorsan illeszthető.

Claims (10)

1. Oldalcsatornás szivattyú, két házfélből összeilleszthető házzal, amelyben elrendezett tárcsaalakú lapátkerék legalább két lapátkoszorúval rendelkezik, melyek a lapátkerék két oldalán síkfelületen vannak elrendezve, továbbá hozzátartozó hajtótengellyel, két áramlási csatornával, melyek egy közös szívónyílástól a házban futnak és legalább egy a házban kiképzett oldalcsatornafokozaton, ehhez hozzárendelt és egy lapátkoszorún elrendezett lapátrekeszeken keresztül a házban egy közös nyomónyíláshoz vezetnek, aholis a két áramlási csatorna a lapátkerék kerületéig terjedő tárcsájával szét van választva és ahol az egyes lapátkoszorúk lapátrekeszei radiális irányban váltakozva hosszabbra és rövidebbre vannak kiképezve, minden oldalcsatorna a lapátkerék tengelyéhez viszonyítva koncentrikus külső kontúrral és spirálalakú belsőkontúrral rendelkezik, aholis a spirálalakú belső kontúr rádiuszvektora a szívónyílásnál egy hosszú lapátrekesz padozata és a tengely közötti távolságnak, a nyomónyílásnál pedig egy rövid lapátrekesz padozata és a tengely közötti távolságnak felel meg, és ahol egy többfokozatú oldalcsatornás szivattyú esetében a ház mindkét oldalfalán legalább egy átvezetőcsatorna van kiképezve, amely egy oldalcsatorna végét egy ezen oldalcsatornát radiálisán követő oldalcsatorna kezdetével összeköti, azzal jellemezve, hogy • · • · a · • ······ • · ♦ · a lapátkeréken (11) és/vagy a házfeleken (10') az oldalsó zárófelületeknél (19, 19') csúszógyűrűk (20, 21') vannak elrendezve, és a szívócsatorna (25) és többfokozatú kivitel esetén az átvezetőcsatornák (28) a házfelek (10') választósíkjához hegyesszögben és az oldalcsatornákhoz (15a, b, c) , az oldalcsatornák képzeletbeli középvonalához tangenciálisan csatlakoznak, aholis a szívócsatorna (25) torkolata a házfél (10') külső oldala felé tölcsérszerűen kiszélesedik és az átvezetőcsatorna (28) torkolata (29) folyamatosan megy át az oldalcsatornába.

2. Az 1. igénypont szerinti oldalcsatornás szivattyú, azzal jellemezve, hogy az oldalcsatorna belső kontúrja (17) egy archimedesi spirálnak megfelelően van kialakítva.

3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti oldalcsatornás szivattyú, azzal jellemezve, hogy a szívócsatorna (25) a tengely közelében kívülről a házfél (10') oldalfalán (22) keresztül van vezetve.

4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti oldalcsatornás szivattyú, azzal jellemezve, hogy minden átvezetőcsatorna (28) a házfél (10') külső oldalán (22) elrendezett külön áteresztőkamrához (33) vezet.

5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti oldalcsatornás szivattyú, azzal jellemezve, hogy a szívócsatorna (25) és a nyomócsatorna (27), az átvezetőcsatornák (28) és azok bevezető nyílásai (30) és torkolatai (26, 29) áramlásirányban minimális ellenállás mellett folyamatos áramlást biztosítóan vannak kiképezve.

* ·

6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti oldalcsatornás szivattyú, azzal jellemezve, hogy a csúszógyűrűk (20, 21) széngrafit bázisú, vagy politetrafluoretilén bázisú anyagból vannak kiképezve.

7. A 6. igénypont szerinti oldalcsatornás szivattyú, azzal jellemezve, hogy csúszógyűrűanyagként műgyantával impregnált széngrafit, antimonnal impregnált széngrafit vagy élelmiszeripari célokra engedélyezett impregnálóanyaggal kezelt széngrafit, illetve üvegszállal vagy szénnel erősített politetrafluoretilén kerül alkalmazásra.

8. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti oldalcsatornás szivattyú, azzal jellemezve, hogy csúszógyűrűanyagként, különleges krómöntvény, különleges króm-molibdénöntvény, sztellitált CrNiMo acél, Hastelloy B-2 (2.4617), Hastelloy C (2.4619 illetve 2.4819), kobalthoz kötött wolframkarbid, nikkelhez kötött wolframkarbid, Si-SiC (reakciókötésű szilíciumkarbid), Sic (nyomás nélkül szinterizált szilíciumkarbid), C-SiC (felületén szilíciumozott szén), CSiC-Si (szilíciumimpregnált szén), 97,5%-os alumíniumoxid, 99,5%-os alumíniumoxid kerül alkalmazásra.

9. Az 1-8. igénypontok bármelyike szerinti oldalcsatornás szivattyú, azzal jellemezve, hogy a csúszógyűrűk (20, 21) a zárófelületeken (19, 19') kialakított hornyokba vannak beragasztva és besajtolva.

• ·· · · • · < · · • · * ··· ··· ···♦ · · · ·

10. A 9. igénypont szerinti oldalcsatornás szivattyú, azzal jellemezve, hogy a csúszógyúrfík (20, 21) kismértékben azon felületek (19, 19') fölé emelkednek, melyekbe be vannak ágyazva.