ITVI980028A1 - SELF-PRIMING EJECTOR PUMP WITH FLOW CONTROL DEVICE - Google Patents
SELF-PRIMING EJECTOR PUMP WITH FLOW CONTROL DEVICEInfo
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Abstract
Description
Descrizione del brevetto per invenzione industriale avente titolo:”POMPA AUTOADESCANTE AD EIETTORE CON DISPOSITIVO DI CONTROLLO DEL FLUSSO". Description of the patent for industrial invention entitled: "SELF-PRIMING EJECTOR PUMP WITH FLOW CONTROL DEVICE".
DESCRIZIONE DESCRIPTION
La presente invenzione concerne una pómpa centrifuga monogirante autoadescante ad eiettore incorporato, comunemente detta pompa jet per pozzi poco profondi, del tipo comprendente un diffusore con canale di ritorno a vaile della girante, provvista di un dispositivo per migliorare l’efficienza del funzionamento. The present invention relates to a self-priming single-impeller centrifugal pump with built-in ejector, commonly known as a jet pump for shallow wells, of the type comprising a diffuser with an impeller vane return channel, equipped with a device to improve operating efficiency.
Lo sviluppo delle pompe jet per pozzi poco profondi tende a migliorare la capacità di autoadescamento e le prestazioni a regime riducendo le dimensioni delia pompa ed il rumore di funzionamento. The development of jet pumps for shallow wells tends to improve self-priming capacity and steady-state performance by reducing pump size and operating noise.
Una soluzione oramai sempre più utilizzata per ottenere contemporaneamente dette caratteristiche, altrimenti difficilmente conciliabili, è quella di eliminare la componente tangenziale periferica del flusso (o corrente del fluido) in uscita dall’usuale diffusore attorno alla periferia della girante, tramite un diffusore con canale di ritorno. Detto canale di ritorno, convogliando con pale direttrici il fluido dalla periferia su un’apertura centrale nella camera premente (a regime) o camera di calma per la separazione dell'aria dall’acqua (durante la fase di autoadescamento) riduce la rotazione e la turbolenza del flusso e l’effetto centrifugo che ostacola la separazione dell’aria dal liquido trattenendola nel nucleo del liquido in rotazione A solution now increasingly used to obtain these characteristics at the same time, otherwise difficult to reconcile, is to eliminate the peripheral tangential component of the flow (or current of the fluid) leaving the usual diffuser around the periphery of the impeller, through a diffuser with return. Said return channel, conveying the fluid from the periphery with guiding blades to a central opening in the pressing chamber (at steady state) or stilling chamber for the separation of the air from the water (during the self-priming phase) reduces rotation and turbulence of the flow and the centrifugal effect that hinders the separation of air from the liquid by retaining it in the core of the rotating liquid
Detto diffusore con canale di ritorno in una pompa monogirante jet per pozzi poco profondi, combinazione nota dal brevetto EP 0361328 dello stesso inventore, presenta alcune limitazioni. Said diffuser with return channel in a single-impeller jet pump for shallow wells, a combination known from patent EP 0361328 of the same inventor, has some limitations.
L’apertura d’uscita del canale di ritorno, compresa in una corona circolare attorno alla parte terminale dell’eiettore o condotto di aspirazione della girante, limita lo spazio radiale utilizzabile per la guida del flusso dalla direzione tangenziale periferica verso l’asse. Parte delle linee di corrente nei canali convogliatori giungono all’uscita con angoli diversi dalla direzione radiale con conseguente componente rotatoria residua e residuo effetto centrifugo nella camera premente che rallenta la separazione dell’aria dal liquido durante la fase di autoadescamento. The outlet opening of the return channel, included in a circular crown around the terminal part of the ejector or impeller intake duct, limits the radial space that can be used for guiding the flow from the peripheral tangential direction towards the axis. Part of the current lines in the conveyor channels reach the outlet at different angles from the radial direction with consequent residual rotational component and residual centrifugal effect in the pressing chamber which slows down the separation of air from the liquid during the self-priming phase.
Brusche deviazioni delia direzione del flusso per eliminare la rotazione residua prima dell’uscita dal canale di ritorno causano perdite per attriti e peggiori prestazioni a regime, senza migliorare la capacità di autoadescamento. Abrupt deviations of the flow direction to eliminate residual rotation before exiting the return channel cause friction losses and worse steady-state performance, without improving the self-priming capacity.
E’ stato constatato che la riduzione della rotazione è utile solo se e quanto più si diminuisce contemporaneamente anche la velocità del flusso. Se si riduce la rotazione residua aumentando la velocità del flusso la separazione dell’aria dal liquido rallenta ulteriormente. It has been found that the reduction of rotation is only useful if and as much as the speed of the flow is also decreased at the same time. If the residual rotation is reduced by increasing the flow speed, the separation of the air from the liquid slows down further.
Il flusso concentrato non utilizza tutto il liquido circostante per diminuire la propria velocità e turbolenza e porta al trascinamento deH’aria con il liquido. Ciò rallenta fa dispersione dell’aria in mandata e facilita il suo ricircolo nella pompa attraverso l'ugello, tanto più se detta apertura d’uscita del canale di ritorno si estende in direzione assiale, parallela all’asse, dirigendo il flusso adiacente all'eiettore, L’accorgimento, noto dal suddetto brevetto, di prolungare assialmente le pale direttrici oltre detta apertura d’uscita del canale di ritorno o quello, più usuale, di disporre pareti longitudinali nella camera premente per diminuire la rotazione residua del fluido, non servono a ridurre il trascinamento del'aria con il liquido dovuto alla velocità del flusso. The concentrated flow does not use all the surrounding liquid to decrease its speed and turbulence and leads to the entrainment of the air with the liquid. This slows down the dispersion of the delivery air and facilitates its recirculation in the pump through the nozzle, all the more so if said outlet opening of the return channel extends in an axial direction, parallel to the axis, directing the flow adjacent to the ejector, The expedient, known from the aforementioned patent, of axially extending the guiding blades beyond said outlet opening of the return channel or the more usual one of arranging longitudinal walls in the pressing chamber to reduce the residual rotation of the fluid, do not serve to reduce the entrainment of the air with the liquid due to the flow velocity.
Gli accorgimenti noti per agevolare l'afflusso del liquido motore nell’eiettore come quelli di disporre in prossimità dell'ugello un dispositivo antivortice o pareti deviatrici per ridurre il ricircolo d’aria o un condotto per attingere dal basso la parte più disaerata del liquido, non servono a facilitare la dispersione deM’aria in mandata perchè non riducono la turbolenza del fluido nella camera di separazione disposta a monte di detti dispositivi in prossimità del’ugello. The known devices to facilitate the flow of the motor liquid into the ejector, such as those of arranging an anti-vortex device or deviating walls near the nozzle to reduce the recirculation of air or a duct to draw the most deaerated part of the liquid from below, they do not serve to facilitate the dispersion of the delivery air because they do not reduce the turbulence of the fluid in the separation chamber arranged upstream of said devices near the nozzle.
Per le limitazioni suddette il canale di ritorno può ridurre solo parzialmente la rotazione, la velocità e la turbolenza del flusso e non consente da solo o con i noti abbinamenti di altri elementi di eliminare i residui effetti negativi per la separazione dell'aria dal liquido, per un rapido autoadescamento della pompa con le massime altezze di aspirazione. Per questo occorre una camera premente con una riserva di liquido adeguata per frenare il trascinamento dell'aria, rallentare la velocità e smorzare la turbolenza residua del flusso. Due to the aforementioned limitations, the return channel can only partially reduce the rotation, speed and turbulence of the flow and does not allow alone or with the known combinations of other elements to eliminate the residual negative effects due to the separation of air from the liquid. for rapid self-priming of the pump with maximum suction heights. For this you need a pressure chamber with an adequate reserve of liquid to brake the entrainment of air, slow down the speed and dampen the residual turbulence of the flow.
Detta esecuzione nota presenta anche l’inconveniente di richiedere ingressi nel diffusore con una conformazione adatta a raccogliere all'uscita della girante tanta aria quanta nella camera premente è separabile dal liquido. La possibilità di una rapida separazione dell’aria dal liquido nella camera premente dipende infatti, come si vedrà meglio più avanti, anche dal modo in cui l'aria è raccolta a monte, all’uscita della girante. Said known execution also has the drawback of requiring inlets in the diffuser with a conformation suitable for collecting as much air at the outlet of the impeller as in the pressing chamber can be separated from the liquid. The possibility of rapid separation of the air from the liquid in the pressing chamber depends in fact, as will be better seen later, also on the way in which the air is collected upstream, at the exit of the impeller.
La possibilità di raccogliere più velocemente l’aria all'uscita della girante è condizionata alla possibilità di consentire la separazione dal liquido della maggiore quantità d’aria in arrivo nella camera premente, quando la fase di autoadescamento si prolunga con le massime altezze di aspirazione. The possibility of collecting the air at the exit of the impeller faster is conditioned by the possibility of allowing the separation from the liquid of the greater amount of air arriving in the pressing chamber, when the self-priming phase is prolonged with the maximum suction heights.
Detto canale di ritorno può essere abbinato ad un usuale diffusore radiale attorno alla periferia della girante, producendo lo stesso risultato di ridurre la rotazione e turbolenza del flusso nella camera premente. Le forme di esecuzione che mantengono detto usuale diffusore radiale con la semplice aggiunta di detto canale di ritorno, come quelle indicate ad esempio in EP 0401670 ed US 5100289, evitando il maggiore impegno progettuale e sperimentale per combinare in modo ottimale le funzioni diffusore e convogliatore in un percorso palare continuo, presentano ulteriori inconvenienti. Said return channel can be combined with a usual radial diffuser around the periphery of the impeller, producing the same result of reducing the rotation and turbulence of the flow in the pressing chamber. The embodiments which maintain said usual radial diffuser with the simple addition of said return channel, such as those indicated for example in EP 0401670 and US 5100289, avoiding the greater design and experimental effort to optimally combine the diffuser and conveyor functions in a continuous blade path, have further drawbacks.
Un inconveniente è costituito dal sensibile aumento del rumore della pompa in funzionamento dovuto all’interruzione della continuità della sequenza palare con la combinazione di due porzioni palettate separate, con cambio di direzione nella deviazione dalla direzione radiale centrifuga nel diffusore all’uscita della girante alla direzione radiale centripeta nel canale di ritorno, con interruzione della guida della direzione e della velocità del<' >flusso e con conseguente perdita di rendimento a regime. Detta interruzione della guida della direzione e della velocità del flusso aumenta in misura notevole il rumore generato dal fluido durante il processo di autoadescamento, aumentando progressivamente detto rumore con l’aumento della quantità d’aria in soluzione e separata in bolle trascinate dal liquido nella pompa. Il rumore diventa più sensibile se il corpo pompa è eseguito con sottile lamiera d'acciaio. A drawback is the significant increase in the noise of the pump in operation due to the interruption of the continuity of the blade sequence with the combination of two separate blade portions, with a change of direction in the deviation from the radial centrifugal direction in the diffuser at the impeller outlet to the direction centripetal radial in the return channel, with interruption of the guide of the direction and speed of the flow and with consequent loss of efficiency at steady state. Said interruption of the direction guide and flow velocity significantly increases the noise generated by the fluid during the self-priming process, progressively increasing said noise with the increase in the quantity of air in solution and separated into bubbles entrained by the liquid in the pump. . The noise becomes more sensitive if the pump body is made of thin sheet steel.
Un altro inconveniente è costituito dal fatto che con un diffusore radiale usuale non si utilizza la possibilità di ridurre le dimensioni radiali del corpo pompa con le conformazioni del diffusore possibili nella combinazione con il canale di ritorno, in un diametro limitato con un percorso anulare o tendenzialmente radiale centripeto anziché radiale centrifugo. Il maggiore diametro della pompa, oltre a comportare svantaggi di costo e di utilizzo delia pompa in spazi ristretti, aumenta la pressione specifica sulle pareti del diffusore e del canale di ritorno ed il rischio di deformazioni permanenti nel caso degli aumenti di temperatura e pressione per un temporaneo funzionamento accidentale a bocche chiuse, quando dette pareti sono di materiali plastici. Con detto diffusore radiale usuale non si utilizza detta possibilità di ridurre le dimensioni del corpo pompa consentita dalia possibilità di ottenere l'autoadescamento con una minore riserva di liquido, con la minore turbolenza del flusso ottenuta con il canale di ritorno. Another drawback is constituted by the fact that with a usual radial diffuser the possibility of reducing the radial dimensions of the pump body with the configurations of the diffuser possible in combination with the return channel, in a limited diameter with an annular path or tendentially centripetal radial rather than centrifugal radial. The larger diameter of the pump, in addition to entailing disadvantages in terms of cost and use of the pump in confined spaces, increases the specific pressure on the walls of the diffuser and of the return channel and the risk of permanent deformations in the case of increases in temperature and pressure for a temporary accidental operation with closed mouths, when said walls are made of plastic materials. With said usual radial diffuser, said possibility of reducing the dimensions of the pump body is not used, which is allowed by the possibility of obtaining self-priming with a smaller reserve of liquid, with the lower turbulence of the flow obtained with the return channel.
Un ulteriore inconveniente è costituito dal fatto che un usuale diffusore radiale attorno alla periferia della girante favorisce con la sua conformazione ed angolo d'ingresso l’espulsione di liquido in mandata aH’avviamento della girante. AU’avviamento la pompa eroga transitoriamente la massima portata a regime con altezza di aspirazione zero essendo preriempite di liquido tutte le camere e condotti al suo interno compresi, momentaneamente, quelli sul lato aspirazione della girante. L'energia cinetica e la spinta del liquido in uscita dal diffusore portano ad espellere e dissolvere dalla bocca di mandata anche parte del liquido contenuto nella camera premente, cioè parte del liquido motore che deve rimanere nella pompa per il processo di autoadescamento mentre l'aria viene dispersa in mandata, Detta espulsione di liquido al'avviamento è maggiore con le pompe di maggiore portata con più ampi passaggi nell’eiettore e nella girante che richiedono invece una maggiore riserva di liquido motore. A further drawback is the fact that a usual radial diffuser around the periphery of the impeller favors, with its conformation and inlet angle, the expulsion of liquid in delivery at the start-up of the impeller. Upon start-up, the pump transiently delivers the maximum flow rate at steady state with zero suction height as all the chambers and ducts inside are pre-filled with liquid, including, momentarily, those on the suction side of the impeller. The kinetic energy and the thrust of the liquid leaving the diffuser lead to expel and dissolve part of the liquid contained in the pressing chamber from the delivery port, i.e. part of the motor liquid that must remain in the pump for the self-priming process while the air it is dispersed in delivery. Said expulsion of liquid at start-up is greater with higher flow-rate pumps with larger passages in the ejector and in the impeller which instead require a greater reserve of motor liquid.
Detta espulsione di liquido all’avviamento diminuisce la capacità di autoadescamento della pompa. Said expulsion of liquid at start-up decreases the self-priming capacity of the pump.
La sacca d’aria presente nella camera premente dopo l’avviamento a causa del liquido dissipato ostacola il successivo processo di autoadescamento, tanto più se detta sacca d’aria iniziale, alimentata dall’aria proveniente dal tubo di aspirazione, è messa in rotazione con la riserva di liquido rimasto nella camera premente da un flusso entrante in detta camera con eccessiva componente rotazionale resìdua e velocità trattenendo l’aria con la residua forza centrifuga del liquido e per l’effetto trascinamento della velocità del flusso. The air pocket present in the pressure chamber after starting due to the dissipated liquid hinders the subsequent self-priming process, especially if said initial air pocket, fed by the air coming from the suction pipe, is rotated with the reserve of liquid left in the pressing chamber by a flow entering said chamber with an excessive residual rotational component and speed, retaining the air with the residual centrifugal force of the liquid and due to the entrainment effect of the flow velocity.
Un diffusore radiale usuale attorno alla periferia della girante raccoglie velocemente l'aria in uscita dalla girante facendola uscire più rapidamente ed in maggiore quantità dal canale di ritorno nella camera premente. E’ stato constatato che detta maggiore quantità d'aria in arrivo rallenta la sua separazione dal liquido nella camera premente e la sua dispersione in mandata con le pompe di maggiore portata, con più alta velocità del flusso all'uscita del canale di ritorno o con una. riserva di liquido non adeguata, quando la fase di autoadescamento si prolunga con altezze di aspirazione superiori a quelle medie. Il progressivo aumento della quantità d’aria nella camera di separazione ed in ricircolo nella pompa attraverso l’ugello e l’aumento della temperatura del liquido a causa degli attriti nel ricircolo porta alla saturazione con effetto “ingolfamento” che non consente di proseguire il processo di separazione dell’aria dal liquido fino alle massime altezze di aspirazione. In qualche caso è possibile ottenere l’autoadescamento con accorgimenti preliminari, come prevedere un alto tubo sulla bocca di mandata prima dell'uscita dal tubo stesso per contenere la quantità di liquido altrimenti dissipato in mandata all’avviamento ed evitare o ridurre l’iniziale sacca d’aria nella pompa. In qualche caso può essere utile eseguire la parziale chiusura della saracinesca in mandata prima di ogni avviamento. Quando anche detti accorgimenti non bastano ad ottenere l’autoadescamento non rimane che inserire una valvola di fondo per avviare la pompa come una normale pompa centrifuga non autoadescante, con anche il tubo aspirante preriempito di liquido. A usual radial diffuser around the periphery of the impeller quickly collects the air exiting the impeller, causing it to exit more rapidly and in greater quantities from the return channel into the pressing chamber. It has been found that said greater quantity of incoming air slows down its separation from the liquid in the pressure chamber and its dispersion in delivery with the pumps with higher flow rates, with higher flow velocities at the outlet of the return channel or with a. inadequate liquid reserve, when the self-priming phase is prolonged with suction heights higher than the average ones. The progressive increase in the quantity of air in the separation chamber and in recirculation in the pump through the nozzle and the increase in the temperature of the liquid due to friction in the recirculation leads to saturation with a "flooding" effect that does not allow the process to continue separation of the air from the liquid up to the maximum suction heights. In some cases it is possible to obtain self-priming with preliminary measures, such as providing a high pipe on the delivery port before the outlet from the pipe itself to contain the quantity of liquid otherwise dissipated in the delivery at start-up and avoid or reduce the initial bag. air in the pump. In some cases it may be useful to partially close the delivery gate valve before each start-up. When even these precautions are not enough to achieve self-priming, all that remains is to insert a foot valve to start the pump as a normal non-self-priming centrifugal pump, with the suction tube also pre-filled with liquid.
La presente invenzione intende superare tutte le suddette limitazioni ed i suddetti inconvenienti di un diffusore con canale di ritorno in una pompa monogirante jet per pozzi poco profondi. The present invention intends to overcome all the aforesaid limitations and the aforesaid drawbacks of a diffuser with a return channel in a single-impeller jet pump for shallow wells.
E' uno scopo della presente invenzione di migliorare ulteriormente la capacità di autoadescamento della pompa con le massime altezze di aspirazione consentite dalla pressione atmosferica tramite una ulteriore riduzione della velocità, delia rotazione residua, e della turbolenza del fluido in uscita dal canale di ritorno ed all’Ingresso nella camera premente. It is an object of the present invention to further improve the self-priming capacity of the pump with the maximum suction heights allowed by atmospheric pressure by further reducing the speed, residual rotation, and turbulence of the fluid leaving the return channel and the 'Entry into the pressing chamber.
E’ un altro scopo di ottenere l'autoadescamento con un corpo pompa di minori dimensioni contenente una minore riserva di liquido e/o migliorare la capacità di autoadescamento senza aumentare le dimensioni della pompa e la riserva di liquido necessaria. Another purpose is to obtain self-priming with a smaller pump body containing a smaller liquid reserve and / or improve the self-priming capacity without increasing the size of the pump and the necessary liquid reserve.
E’ un altro scopo di ridurre il rumore di funzionamento durante la fase di autoadescamento ed a regime. Another purpose is to reduce the operating noise during the self-priming phase and at steady state.
E’ un altro scopo di migliorare le prestazioni a regime con le massime altezze di aspirazione. It is another purpose of improving performance at full speed with maximum suction heights.
E' un ulteriore scopo di ridurre il costo della pompa. It is a further purpose of reducing the cost of the pump.
Gli scopi detti ed i vantaggi che risulteranno più evidenti in seguito sono raggiunti con la realizzazione di una pompa centrifuga monogirante autoadescante ad eiettore che in accordo con la rivendicazione principale comprende: The above purposes and the advantages which will become more evident hereinafter are achieved with the realization of a self-priming single-impeller centrifugal pump with an ejector which, in accordance with the main claim, comprises:
- un corpo pompa contenente una camera premente comunicante con una bocca di mandata; - a pump body containing a pressure chamber communicating with a delivery port;
- un condotto di aspirazione stazionario collegato ad una girante calettata sull’albero motore con l'asse di rotazione orizzontale; - a stationary suction duct connected to an impeller keyed on the motor shaft with the axis of horizontal rotation;
- un diffusore provvisto di un canale di ritorno disposto tra due pareti assialmente spaziate con interposta almeno una pala direttrice, una di dette pareti essendo adiacente al lato aspirazione di detta girante con almeno una apertura d’ingresso sulla periferia e l’altra parete essendo provvista di almeno una apertura d’uscita nella parte centrale di detta camera premente; caratterizzata dal fatto di essere provvista di almeno un deflettore, disposto dopo detta apertura d’uscita di detto canale di ritorno, atto a distribuire il fluido verso differenti direzioni all’ingresso di detta camera premente, detto almeno un deflettore presentando mezzi direttori del flusso. - a diffuser provided with a return channel arranged between two axially spaced walls with interposed at least one guiding blade, one of said walls being adjacent to the suction side of said impeller with at least one inlet opening on the periphery and the other wall being provided of at least one outlet opening in the central part of said pressing chamber; characterized in that it is provided with at least one deflector, arranged after said outlet opening of said return channel, capable of distributing the fluid towards different directions at the inlet of said pressing chamber, said at least one deflector presenting flow direction means.
Alcune forme esecutive della pompa dell’invenzione sono rappresentate a titolo indicativo, ma non limitativo, nelle allegate tavole di disegno ove: Some executive forms of the pump of the invention are shown as an indication, but not limitative, in the attached drawing tables where:
- la fig. 1 rappresenta una sezione longitudinale parziale della pompa dell’invenzione; - fig. 1 represents a partial longitudinal section of the pump of the invention;
- la fig. 2 rappresenta una vista frontale della pompa dell’invenzione secondo la sezione A di fig. 1 ; - fig. 2 represents a front view of the pump of the invention according to section A of fig. 1;
- le figure 3, 4, 5 e 6 rappresentano dettagli di varianti esecutive rispetto all’esecuzione di fig. 1 ; - Figures 3, 4, 5 and 6 represent details of executive variants with respect to the execution of fig. 1;
- la fig. 7 rappresenta una sezione longitudinale parziale della pompa dell’invenzione in una variante esecutiva; - fig. 7 represents a partial longitudinal section of the pump of the invention in an executive variant;
- la fig. 8 rappresenta una vista frontale della pompa dell'invenzione secondo la sezione B di fig. 7; - fig. 8 shows a front view of the pump of the invention according to section B of fig. 7;
- le figure 9, 10, 11 , 13, 15 e 20 rappresentano sezioni longitudinali parziali della pompa dell'invenzione secondo ulteriori varianti esecutive; - figures 9, 10, 11, 13, 15 and 20 show partial longitudinal sections of the pump of the invention according to further executive variants;
- la fig. 12 rappresenta una vista frontale della pompa dell’invenzione vista da C nella fig. 1 1 ; - fig. 12 represents a front view of the pump of the invention seen from C in fig. 1 1;
- la fig. 14 rappresenta una vista frontale della pompa dell’invenzione vista da D nella fig. 13; - fig. 14 represents a front view of the pump of the invention seen from D in fig. 13;
- le figure 16 e 17 rappresentano due varianti esecutive della pompa dell’invenzione vista da F in fig. 15; - Figures 16 and 17 represent two executive variants of the pump of the invention seen from F in fig. 15;
- le figure 18 e 19 rappresentano dettagli di viste frontali della pompa dell’invenzione vista da E nella fig. 15, nelle varianti esecutive rappresentate, rispettivamente, nelle figure 16 e 17; - Figures 18 and 19 show details of front views of the pump of the invention seen from E in fig. 15, in the executive variants shown, respectively, in figures 16 and 17;
- le figure 21 , 22 e 23 rappresentano dettagli di viste frontali della pompa dell'Invenzione vista da G nella fig. 20 secondo tre varianti esecutive. - figures 21, 22 and 23 show details of front views of the pump of the invention seen from G in fig. 20 according to three executive variants.
La pompa oggetto dell’invenzione è rappresentata in viste parziali nelle figure ed è indicata complessivamente con 1 , 100, 101 , 102, 103, 104, 105, 106. Secondo una preferita esecuzione funzionale, rappresentata in due forme realizzative nelle figure 1 e 7, detta pompa comprende un corpo pompa 2, 20, nel quale è racchiusa la camera premente 3, 30 comunicante con la bocca di mandata 4, 40 disposta sulla parte superiore di detta camera; un eiettore 5, 50 collegato a monte alla bocca di aspirazione (non visibile nelle figure) della pompa ed a valle ad una girante 6, 60 calettata sull'albero motore con l'asse di rotazione orizzontale 7, 70, detto eiettore 5 terminante nella girante 6, formando direttamente detto eiettore 5 il condotto di aspirazione stazionario della girante 6 oppure collegato a detta girante 60 tramite un condotto o raccordo 80 interposto tra detto eiettore 50 e detta girante 60, detto eiettore 5, 50 comprende il relativo ugello di alimentazione (non visibile nelle figure) alimentato a sua volta dal liquido in detta camera premente 3, 30. The pump object of the invention is shown in partial views in the figures and is indicated as a whole with 1, 100, 101, 102, 103, 104, 105, 106. According to a preferred functional embodiment, shown in two embodiments in figures 1 and 7 , said pump comprises a pump body 2, 20, in which the pressing chamber 3, 30 communicating with the delivery mouth 4, 40 arranged on the upper part of said chamber is enclosed; an ejector 5, 50 connected upstream to the suction mouth (not visible in the figures) of the pump and downstream to an impeller 6, 60 keyed on the motor shaft with the horizontal rotation axis 7, 70, called ejector 5 ending in impeller 6, directly forming said ejector 5 the stationary suction duct of the impeller 6 or connected to said impeller 60 by means of a duct or fitting 80 interposed between said ejector 50 and said impeller 60, said ejector 5, 50 comprises the relative supply nozzle ( not visible in the figures) fed in turn by the liquid in said pressing chamber 3, 30.
La disposizione di detto eiettore nella pompa può essere qualsiasi: coassiale all'asse di rotazione della girante come indicato nelle figure, oppure parallela o trasversale rispetto a detto asse, essendo detto eiettore con qualsiasi diversa disposizione in ogni caso collegato, tramite un condotto o raccordo, alla bocca di aspirazione della girante. The arrangement of said ejector in the pump can be any: coaxial to the axis of rotation of the impeller as indicated in the figures, or parallel or transverse to said axis, said ejector with any different arrangement in any case connected, by means of a duct or fitting. , to the impeller suction mouth.
A valle di detta girante 6, 60 è disposto un diffusore con canale di ritorno 9, 90 con interposta almeno una pala direttrice 14, 140 per convogliare il fluido in uscita da detta girante 6, 60 nella parte centrale di detta camera premente 3, 30. Detto canale di ritorno 9, 90 sostanzialmente radiale centripeto è disposto tra due pareti assialmente spaziate delle quali una parete 10, 107 con almeno una apertura d’ingresso sulla periferia 11 , 110, detta parete 10, 107 disposta adiacente al lato aspirazione di detta girante 6, 60 e congiunta a detto condotto di aspirazione stazionario 5, 50, 80 con l’eventuale interposizione di un mezzo di tenuta 18, 180 e l’altra parete 12, 120, inserita all’interno di una superficie cilindrica periferica 200, 201 di detto corpo pompa 2, 20, con almeno una apertura d’uscita 13, 130, disposta a 360° in una corona circolare attorno a detto condotto di aspirazione stazionario 5, 50, 80 di detta girante 6, 60. Downstream of said impeller 6, 60 there is a diffuser with return channel 9, 90 with interposed at least one guiding blade 14, 140 to convey the fluid leaving said impeller 6, 60 in the central part of said pressure chamber 3, 30 . Said substantially radial centripetal return channel 9, 90 is arranged between two axially spaced walls of which a wall 10, 107 with at least one inlet opening on the periphery 11, 110, said wall 10, 107 arranged adjacent to the suction side of said impeller 6, 60 and joined to said stationary suction duct 5, 50, 80 with the possible interposition of a sealing means 18, 180 and the other wall 12, 120, inserted inside a peripheral cylindrical surface 200, 201 of said pump body 2, 20, with at least one outlet opening 13, 130, arranged at 360 ° in a circular ring around said stationary suction duct 5, 50, 80 of said impeller 6, 60.
Come indicato nelle figure 2 e 8, quando più pale direttrici 14, 140 sono interposte in detto canale di ritorno 9, 90 formano canali convogliatori con aperture d’uscita 13, 130, spaziate da dette pale direttrici 14, 140. As indicated in figures 2 and 8, when several guiding blades 14, 140 are interposed in said return channel 9, 90 they form conveyor channels with outlet openings 13, 130, spaced by said guiding blades 14, 140.
Detto diffusore con canale di ritorno può presentare qualsiasi abbinamento delle due funzioni, diffusore e canale di convogliamento dalla periferia della girante verso l’asse, con un rapporto di compagnia o d’unione, giustapposte e susseguenti in modo da risultare distinguibili o combinate in modo da non risultare distinguibili, in un percorso con guida continua della velocità e della direzione del flusso anche nel cambio di direzione nella deviazione dalla direzione radiale centrifuga o tangenziale periferica alla direzione radiale centripeta nel canale di ritorno. Said diffuser with return channel can have any combination of the two functions, diffuser and conveyor channel from the periphery of the impeller towards the axis, with a relationship of company or union, juxtaposed and subsequent so as to be distinguishable or combined in a way not to be distinguishable, in a path with continuous guidance of the speed and direction of the flow even in the change of direction in the deviation from the radial centrifugal or peripheral tangential direction to the centripetal radial direction in the return channel.
Immediatamente dopo detta apertura d’uscita 13, 130 di detto canale di ritorno 9, 90, dopo avere già ottenuta una prima riduzione della velocità, rotazione e turbolenza del fluido, è disposto almeno un deflettore 15, 150 in modo da dirigere e distribuire verso direzioni diverse, indicate dalle frecce 16-17, 160-170, divergenti e convergenti, all’esterno ed all'interno di detto deflettore 15, 150 il fluido proveniente da detto canale di ritorno 9, 90. Detto almeno un deflettore 15, 150 disposto in modo da evitare un flusso concentrato e da ridurre ulteriormente la velocità, la rotazione e turbolenza residue di detto fluido, proseguendo ia guida del flusso verso l'ingresso di detta camera premente 3, 30 senza perdite addizionali, lasciando la possibilità all'aria contenuta nel fluido di seguire il percorso con la minima resistenza. L’invenzione utilizza in una pompa jet il principio della minima resistenza, considerato nella letteratura tecnica delle pompe centrifughe per il controllo della prerotazione del fluido nell'approccio alla girante. La presente invenzione applica il principio del percorso con la minima resistenza a valle della girante tramite un dispositivo, costituito da almeno un deflettore, per proseguire il controllo della direzione, velocità, rotazione residua e turbolenza del flusso (o corrente del fluido) dopo il diffusore con canale di ritorno allo scopo di anticipare l’inizio della separazione dell'aria dal liquido. Detto dispositivo prevede diverse vie d'uscita dal canale di ritorno e d’ingresso nella camera premente per lasciare la possibilità all’aria di seguire i percorsi con la minima resistenza indipendentemente dai percorsi prevalenti del liquido. Si ottiene così una separazione transitoria o una parziale separazione dell’aria dal liquido che facilita una più rapida separazione definitiva con lo stato di calma del fluido ottenuto in detta camera premente o camera di separazione. Immediately after said outlet opening 13, 130 of said return channel 9, 90, after having already obtained a first reduction in the speed, rotation and turbulence of the fluid, at least one deflector 15, 150 is arranged so as to direct and distribute towards different directions, indicated by arrows 16-17, 160-170, diverging and converging, outside and inside said deflector 15, 150 the fluid coming from said return channel 9, 90. Said at least one deflector 15, 150 arranged in such a way as to avoid a concentrated flow and to further reduce the residual speed, rotation and turbulence of said fluid, continuing to guide the flow towards the inlet of said pressing chamber 3, 30 without additional losses, leaving the possibility to air contained in the fluid to follow the path with the least resistance. The invention uses the principle of minimum resistance in a jet pump, considered in the technical literature of centrifugal pumps for controlling the pre-rotation of the fluid when approaching the impeller. The present invention applies the principle of the path with the least resistance downstream of the impeller by means of a device, consisting of at least one deflector, to continue the control of the direction, speed, residual rotation and turbulence of the flow (or current of the fluid) after the diffuser. with return channel in order to anticipate the start of separation of the air from the liquid. This device provides several exit routes from the return channel and entry into the pressing chamber to allow the air to follow the paths with the least resistance regardless of the prevailing liquid paths. A transient separation or partial separation of the air from the liquid is thus obtained, which facilitates a more rapid final separation with the calm state of the fluid obtained in said pressing chamber or separation chamber.
Come indicato nelle figure 1 , 3, 4, 5 e 6, detto almeno un deflettore 15 di forma sostanzialmente anulare, può avere profili radiali dì forme diverse: tronco-conici oppure a campana, curvi o piani. As indicated in Figures 1, 3, 4, 5 and 6, said at least one deflector 15 having a substantially annular shape, can have radial profiles of different shapes: frusto-conical or bell-shaped, curved or flat.
Detto almeno un deflettore 15, 150 può presentare profili frontali sostanzialmente anulari oppure una conformazione a settori sostanzialmente circolari, equidistanti o diversamente disposti e spaziati angolarmente e radialmente, uguali o di diversa ampiezza e/o di forme diverse, frontalmente contigui come indicato nella figura 8 o separati l'un l'altro e delimitati da alette o pareti sostanzialmente radiali 14, 19, come indicato nella fig. 2, oppure una conformazione a lobi separati da setti connessi a dette alette direttrici. Said at least one deflector 15, 150 can have substantially annular front profiles or a conformation with substantially circular sectors, equidistant or differently arranged and spaced angularly and radially, equal or of different width and / or of different shapes, frontally contiguous as indicated in figure 8 or separated from each other and delimited by substantially radial fins or walls 14, 19, as indicated in fig. 2, or a conformation with lobes separated by partitions connected to said guiding fins.
Detto almeno un deflettore di forma sostanzialmente anulare 15, 150 è posizionato rispetto a detta apertura d’uscita 13, 130 da detto canale di ritorno 9, 90 tramite mezzi direttori del flusso, costituiti da una pluralità di pareti 14, 19 o alette direttrici 190, atti ad eliminare o ridurre la rotazione residua e turbolenza del fluido in uscita da detto canale di ritorno 9, 90 all’ingresso di detta camera premente 3, 30. Said at least one substantially annular shaped deflector 15, 150 is positioned with respect to said outlet opening 13, 130 from said return channel 9, 90 by means of flow directing means, consisting of a plurality of walls 14, 19 or guiding fins 190 , adapted to eliminate or reduce the residual rotation and turbulence of the fluid leaving said return channel 9, 90 at the inlet of said pressing chamber 3, 30.
Oltre a dette pareti o alette direttrici 14, 19, 190 unite a detto deflettore 15, 150, per la riduzione della rotazione residua e turbolenza del flusso all’uscita da detto canale di ritorno 9, 90 ed all’ingresso di detta camera premente 3, 30, a detto deflettore 15, 150 può essere abbinata una pluralità di alette direttrici 197, 198 sostanzialmente radiali disposte su detto condotto di aspirazione stazionario 5, 50, 80, separate da detto deflettore 15, 150. In addition to said guiding walls or fins 14, 19, 190 joined to said deflector 15, 150, for the reduction of the residual rotation and turbulence of the flow at the outlet from said return channel 9, 90 and at the inlet of said pressure chamber 3 , 30, said deflector 15, 150 can be combined with a plurality of guiding fins 197, 198 substantially radial arranged on said stationary intake duct 5, 50, 80, separated by said deflector 15, 150.
Nelle varianti esecutive indicate nelle figure 9, 10, 1 1 e 13, attorno alla parte terminale di detto condotto di aspirazione stazionario 53, 54, 81 , 82, 83, 84 collegato a detta girante 61 , 62, 63, 64 può essere disposto almeno un deflettore di forma sostanzialmente circolare 153, 157, 158, 159 la cui conformazione è atta a dirigere verso direzioni divergenti o tendenzialmente centrifughe il fluido in uscita da detto canale di ritorno 91 , 92, 93, 94 all’ingresso di detta camera premente 31 , 32, 33, 34. In the executive variants indicated in figures 9, 10, 11 and 13, around the terminal part of said stationary suction duct 53, 54, 81, 82, 83, 84 connected to said impeller 61, 62, 63, 64 can be arranged at least one substantially circular deflector 153, 157, 158, 159 whose conformation is capable of directing the fluid exiting from said return channel 91, 92, 93, 94 at the inlet of said pressing chamber towards divergent or tendentially centrifugal directions 31, 32, 33, 34.
Detto deflettore di forma sostanzialmente circolare 157, 158, 159 attorno a detto condotto di aspirazione stazionario 54, 81 , 82 84 può essere abbinato ad almeno un deflettore concentrico sostanzialmente anulare 151 , 152, 154 collegato tramite le alette direttrici 191 , 192, 194. Said substantially circular shaped deflector 157, 158, 159 around said stationary intake duct 54, 81, 82 84 can be combined with at least one substantially annular concentric deflector 151, 152, 154 connected through the guiding fins 191, 192, 194.
Si ottengono così diverse direzioni del fluido, indicate dalle frecce 161 -171 , 162-172, 164-174, all’uscita 131 , 132, 134 di detto canale di ritorno 91 , 92, 94 all'ingresso di detta camera premente 31 , 32, 34. Different directions of the fluid are thus obtained, indicated by arrows 161 -171, 162-172, 164-174, at the outlet 131, 132, 134 of said return channel 91, 92, 94 at the inlet of said pressing chamber 31, 32, 34.
Attorno a detto deflettore sostanzialmente circolare o anulare 153, 157, 158, 159 può essere disposta una pluralità di alette direttrici 191 , 192, 193, 194 con la funzione di mezzi direttori del flusso atti a eliminare o a ridurre la rotazione residua e turbolenza di detto fluido. A plurality of guiding fins 191, 192, 193, 194 can be arranged around said substantially circular or annular deflector 153, 157, 158, 159 with the function of flow direction means suitable for eliminating or reducing the residual rotation and turbulence of said fluid.
Nella variante esecutiva- indicata nelle figure 11 e 12, detto deflettore 153, di forma sostanzialmente circolare disposto di fronte a detta apertura d’uscita 133 di detto canale di ritorno 93 e attorno alla parte terminale di detto condotto di aspirazione stazionario 53, - 83, evita un flusso assiale concentrato ed il conseguente trascinamento dell’aria con il liquido e devia il flusso dalla direzione verso l'ugello quando disposto nella parte centrale della pompa, diminuendo il ricircolo d'aria. L’apertura tra detta uscita 133 di detto canale di ritorno 93 e la parte terminale di detto deflettore 153 aumenta la sezione d'uscita dal canale di ritorno e diminuisce la velocità d'ingresso del flusso in detta camera premente 33. Con le direzioni 163, 173 divergenti o tendenzialmente centrifughe del fluido si utilizza il liquido circostante per frenare la turbolenza del flusso distribuendolo nella camera premente 33. Nel cambio di direzione del fluido dall'uscita 133 da detto canale di ritorno 93 fino alla fine di detto deflettore 153 il liquido tende a scorrere su detto deflettore 153 con le direzioni indicate dalle frecce 173 e l’aria tende ad assumere direzioni più interne, indicate dalle frecce .163, scorrendo sul liquido seguendo il percorso con la minima resistenza con transitoria o parziale separazione dal liquido, facilitando la separazione definitiva con lo stato di calma del fluido ottenuto in detta camera premente 33. In the variant embodiment - indicated in Figures 11 and 12, said deflector 153, of substantially circular shape arranged in front of said outlet opening 133 of said return channel 93 and around the end part of said stationary suction duct 53, - 83 , avoids a concentrated axial flow and the consequent entrainment of the air with the liquid and diverts the flow from the direction towards the nozzle when placed in the central part of the pump, decreasing the recirculation of air. The opening between said outlet 133 of said return channel 93 and the terminal part of said deflector 153 increases the outlet section of the return channel and decreases the inlet velocity of the flow into said pressure chamber 33. With directions 163 , 173 diverging or tendentially centrifugal of the fluid, the surrounding liquid is used to curb the turbulence of the flow by distributing it in the pressing chamber 33. In the change of direction of the fluid from the outlet 133 from said return channel 93 to the end of said deflector 153 the liquid tends to slide on said deflector 153 with the directions indicated by arrows 173 and the air tends to assume more internal directions, indicated by arrows .163, flowing on the liquid following the path with the least resistance with transient or partial separation from the liquid, facilitating the final separation with the calm state of the fluid obtained in said pressing chamber 33.
Nella variante esecutiva indicata nelle figure 15, 16 e 18, detto almeno un deflettore . 155 è formato da pareti con profili sostanzialmente costanti e coincidenti, a prescindere dalle possibili diverse estensioni di detti profili, sui piani paralleli rispetto al piano divisione forma disposto, preferibilmente, su detto asse orizzontale 75 e con profili ortogonali perpendicolari a detto piano 75. In the variant embodiment indicated in figures 15, 16 and 18, said at least one deflector. 155 is formed by walls with substantially constant and coincident profiles, regardless of the possible different extensions of said profiles, on the parallel planes with respect to the shape division plane arranged, preferably, on said horizontal axis 75 and with orthogonal profiles perpendicular to said plane 75.
Detto almeno un deflettore 155, disposto di fronte a detta apertura d’uscita 135 di detto canale di ritorno 95 ed attorno alla parte terminale di detto condotto di aspirazione stazionario 55, 85 collegato a detta girante 65, presenta lati inclinati congiunti all’esterno di detto condotto di aspirazione 55, 85 su setti 199 rivolti verso la provenienza del flusso, detto almeno un deflettore 155 atto a dirigere e distribuire verso direzioni lateralmente opposte 165, 175 il fluido in uscita da detto canale di ritorno 95. Detti setti 199 e le eventuali alette direttrici 195 come mezzi direttori del flusso e detto deflettore 155 sono disposti in modo atto ad eliminare o ridurre la rotazione residua e la turbolenza dei fluido in uscita da detto canale di ritorno 95. Said at least one deflector 155, arranged in front of said outlet opening 135 of said return channel 95 and around the terminal part of said stationary suction duct 55, 85 connected to said impeller 65, has inclined sides joined to the outside of said suction duct 55, 85 on baffles 199 facing towards the source of the flow, said at least one deflector 155 able to direct and distribute in laterally opposite directions 165, 175 the fluid leaving said return duct 95. Said baffles 199 and possible guiding fins 195 as flow directing means and said deflector 155 are arranged in such a way as to eliminate or reduce the residual rotation and turbulence of the fluid leaving said return channel 95.
Oltre a dette direzioni 165, 175 prevalenti, lateralmente opposte, detto almeno un deflettore 155 lascia vie di distribuzione del fluido in altre direzioni, diminuendone la velocità d’ingresso in detta camera premente 35 ed utilizzando il liquido circostante per frenare la turbolenza residua e ridurre il trascinamento dell’aria con il liquido, lasciando la possibilità all’aria di seguire dopo detto canale di ritorno 95 il percorso con la minima resistenza per giungere in detta camera premente 35 con transitoria o parziale separazione dal liquido, facilitando la separazione definitiva con lo stato di calma del fluido ottenuto in detta camera premente 35. In addition to said prevailing, laterally opposite directions 165, 175, said at least one deflector 155 leaves fluid distribution paths in other directions, reducing its entry speed into said pressing chamber 35 and using the surrounding liquid to slow down residual turbulence and reduce the entrainment of the air with the liquid, leaving the possibility for the air to follow after said return channel 95 the path with the minimum resistance to reach said pressing chamber 35 with transient or partial separation from the liquid, facilitating the final separation with the calm state of the fluid obtained in said pressing chamber 35.
Il profilo frontale di detto almeno un deflettore 155 può essere poligonale, circolare o mistilineo. The front profile of said at least one deflector 155 can be polygonal, circular or mixtilinear.
I profili di detto almeno un deflettore 155 sui piani paraileli rispetto ad un piano su detto asse orizzontale 75, preferibilmente costanti per facilitare senza sottosquadri e con spessori uniformi la formatura, possono avere conformazioni diverse. La conformazione generale può essere, ad esempio, quella di pareti inclinate piane o concave congiunte verso la provenienza del flusso su un piano perpendicolare a detto asse orizzontale 75, oppure quella di un deflettore convesso o con profilo asimmetrico, o qualsiasi altra conformazione adatta a dirigere e distribuire il fluido in uscita dal canale di ritorno 95 verso direzioni diverse e adatta ad eliminare o a ridurre la rotazione residua, la velocità e la turbolenza del flusso all’ingresso nella camera premente 35. The profiles of said at least one deflector 155 on planes parallel to a plane on said horizontal axis 75, preferably constant to facilitate forming without undercuts and with uniform thicknesses, can have different shapes. The general conformation can be, for example, that of flat or concave inclined walls joined towards the origin of the flow on a plane perpendicular to said horizontal axis 75, or that of a convex deflector or with an asymmetrical profile, or any other conformation suitable for directing and distributing the fluid exiting the return channel 95 towards different directions and suitable for eliminating or reducing the residual rotation, speed and turbulence of the flow entering the pressing chamber 35.
Come indicato nelle figure 15, 17 e 19, a detto deflettore 155 possono essere abbinati altri deflettori 215 preferibilmente di diversa estensione in larghezza ed altezza, rispettivamente, in senso parallelo e perpendicolare a detto piano divisione forma disposto, preferibilmente, su detto asse orizzontale 75. Detti deflettori 215 disposti lateralmente a detto deflettore 155 con detti setti 199, come una sorta di corolla su uno stelo, sulla parte terminale di detto condotto di aspirazione stazionario 55, 85, parzialmente collegati tra loro tramite le alette direttrici 195, sono disposti in modo atto a dirigere e distribuire verso direzioni diverse 165, 167, 175, 177 il fluido in uscita da detto canale di ritorno 95 diminuendone la velocità e ad eliminare o ridurre la rotazione residua e la turbolenza di detto fluido all'ingresso di detta camera premente 35. As indicated in figures 15, 17 and 19, said deflector 155 can be combined with other deflectors 215 preferably of different extension in width and height, respectively, in a parallel and perpendicular direction to said shape dividing plane arranged, preferably, on said horizontal axis 75 . Said deflectors 215 arranged laterally to said deflector 155 with said baffles 199, as a sort of corolla on a stem, on the terminal part of said stationary intake duct 55, 85, partially connected to each other through the guiding fins 195, are arranged in a way for directing and distributing the fluid leaving said return channel 95 towards different directions 165, 167, 175, 177, reducing its speed and eliminating or reducing the residual rotation and turbulence of said fluid at the inlet of said pressing chamber 35.
Nelle varianti esecutive indicate nelle figure 20, 21 e 22 più deflettori sostanzialmente anulari concentrici 156, 315 collegati tra loro tramite mezzi direttori del flusso, costituiti da una pluralità di alette direttrici 196 sostanzialmente radiali, formano un cosiddetto raddrizzatore del flusso a nido d’ape con diverse vie d’uscita 166, 176, 178 da detto canale di ritorno 96 all’ingresso di detta camera premente 36. In the executive variants indicated in Figures 20, 21 and 22, more substantially annular concentric deflectors 156, 315 connected to each other by means of flow directing means, consisting of a plurality of substantially radial guiding fins 196, form a so-called honeycomb flow rectifier with different outlets 166, 176, 178 from said return channel 96 to the inlet of said pressing chamber 36.
Detti deflettori abbinati 155-215 possono essere almeno parzialmente sovrapposti frontalmente, oppure detti deflettori 151 -157, 152-158, 156-315 possono essere almeno parzialmente sovrapposti radialmente, oppure detti deflettori 154-159 possono essere abbinati senza sovrapposizioni frontali o radiali. Le conformazioni dei deflettori abbinati possono essere diverse secondo le possibilità di formatura preferite. E’ anche possibile lo sviluppo a spirale e/o elicoidale di uno solo o più deflettori con le porzioni iniziali e terminali 156, 315 asimmetriche, di forma, dimensioni o posizioni diverse radialmente, angolarmente o assialmente, come indicato ad esempio con la fig. 23. Said combined deflectors 155-215 can be at least partially overlapped frontally, or said deflectors 151 -157, 152-158, 156-315 can be at least partially overlapped radially, or said deflectors 154-159 can be combined without frontal or radial overlapping. The conformations of the combined deflectors can be different according to the preferred forming possibilities. It is also possible the spiral and / or helical development of one or more deflectors with the initial and end portions 156, 315 asymmetrical, of different shapes, sizes or positions radially, angularly or axially, as indicated for example with fig. 23.
Detti mezzi direttori del flusso, costituiti da dette pareti o alette direttrici sostanzialmente radiali 19, 190, 191 , 196, possono essere collegati alla parete 12, 120, 121 , 126 con detta apertura d’uscita 13, 130, 131 , 136 di detto canale di ritorno 9, 90, 91 , 96 formando così detto almeno un deflettore 15, 150, 151 , 156, 315, detti mezzi direttori del flusso 19, 190, 191 , 196 e detta parete 12, 120, 121 , 126 un unico pezzo. Said flow directing means, consisting of said substantially radial guiding walls or fins 19, 190, 191, 196, can be connected to the wall 12, 120, 121, 126 with said outlet opening 13, 130, 131, 136 of said return channel 9, 90, 91, 96 thus forming at least one deflector 15, 150, 151, 156, 315, said flow directing means 19, 190, 191, 196 and said wall 12, 120, 121, 126 a single piece.
Così, detto almeno un deflettore 15, 150, 151 , 156, 157, 315 con. detti mezzi direttori del flusso 19, 190, 191 , 196 o dette pale 14 può assumere anche la funzione di rinforzare strutturalmente le pareti dì detto diffusore con canale di ritorno 9, 90, 91 , 96 contro le deformazioni per aumenti di temperatura e pressione, Thus, said at least one deflector 15, 150, 151, 156, 157, 315 with. said flow directing means 19, 190, 191, 196 or said blades 14 can also assume the function of structurally reinforcing the walls of said diffuser with return channel 9, 90, 91, 96 against deformations due to increases in temperature and pressure,
Detto deflettore 15 può essere posizionato rispetto a detta apertura d’uscita 13 tramite prolungamenti di dette pale direttrici 14 di detto canale di ritorno 9 oltre detta apertura d’uscita 13 formando cosi detto deflettore 15 e dette pale direttrici 14 un unico pezzo. Said deflector 15 can be positioned with respect to said exit opening 13 through extensions of said guiding blades 14 of said return channel 9 beyond said exit opening 13 thus forming said deflector 15 and said guiding blades 14 a single piece.
Per rinforzare ulteriormente detta parete 121 , 126 con dette alette direttrici 191 , 196 e detti defiettori 151 , 156, 157, 315 può essere previsto un appoggio su uno spallamento 27, 227 attorno a detto condotto di aspirazione stazionario 51 -81 , 56-86. To further reinforce said wall 121, 126 with said guiding fins 191, 196 and said deflectors 151, 156, 157, 315, a support on a shoulder 27, 227 can be provided around said stationary suction duct 51 -81, 56-86 .
Come indicato nella fi g . 10, i canali convogliatori 92 possono essere formati con un andamento a zig-zag di una delle due pareti 109, 122 assialmente spaziate in corrispondenza dei canali 92 e congiunte tra un canale convogliatore e l’altro formando aperture d’uscita 132 spaziate nei 360° attorno a detto condotto di aspirazione stazionario 52, 82 dalle pale direttrici 142 con le giunzioni 147 tra un canale e l’altro. As indicated in fig. 10, the conveyor channels 92 can be formed with a zig-zag pattern of one of the two walls 109, 122 axially spaced at the channels 92 and joined between one conveyor channel and the other forming outlet openings 132 spaced in 360 Around said stationary suction duct 52, 82 from the guiding blades 142 with the junctions 147 between one channel and another.
Come indicato nelle figure 10 e 11 , detto almeno un deflettore 152, 153, 158, dispositivo caratterizzante la pompa dell’invenzione, può essere un pezzo calettato attorno alla parte terminale di detto condotto di aspirazione stazionario 52, 53, 82, 83, compreso tra detta parete 109 adiacente alla girante 62 o tra il fronte del collare 127 o parte centrale di detta parete 210 adiacente alla girante 63 ed uno spallamelo frontale 28, 128 con eventuali riferimenti d’innesto 29, 129 per il posizionamento e per impedire spostamenti angolari. As indicated in Figures 10 and 11, said at least one deflector 152, 153, 158, device characterizing the pump of the invention, can be a piece keyed around the terminal part of said stationary suction duct 52, 53, 82, 83, including between said wall 109 adjacent to the impeller 62 or between the face of the collar 127 or central part of said wall 210 adjacent to the impeller 63 and a front shoulder 28, 128 with possible coupling references 29, 129 for positioning and to prevent angular displacements .
Come indicato nelle figure 13 e 15 detto dispositivo può essere unito a detto condotto di aspirazione stazionario 54, 55, 84, 85 formando così detto deflettore 154, 155, 159, 215 e detto condotto di aspirazione stazionario 54, 55, 84, 85 un unico pezzo. As indicated in figures 13 and 15, said device can be joined to said stationary suction duct 54, 55, 84, 85 thus forming said deflector 154, 155, 159, 215 and said stationary suction duct 54, 55, 84, 85 a one piece.
Le parti formanti il diffusore con canale di ritorno ed il sopra detto dispositivo possono essere dello stesso materiale, formate da pezzi uniti mediante saldature oppure formate da parti congiunte con sistemi smontabili oppure formate da parti di materiali diversi o dissimili, come metallo e materiali plastici o sintetici, congiunte con sistemi noti per unire o formare pezzi di materiali dissimili. Detto dispositivo è realizzabile con forme costruttive e materiali diversi per ottenere funzioni complementari, come migliorare la resistenza contro dette deformazioni per aumenti di temperatura e pressione, contro liquidi corrosivi, contro l’usura da parti abrasive o migliorare il rendimento, mantenendo l'aderenza delle pareti del canale di ritorno alle pale interposte evitando infiltrazioni quando le pale separano zone a diversa pressione tra un canale e l'altro. Il dispositivo sopra descritto abbinato ad un diffusore con canale di ritorno migliora la capacità di autoadescamento di una pompa jet per pozzi poco profondi con le massime altezze di aspirazione consentite dalla pressione atmosferica. The parts forming the diffuser with return channel and the above said device can be of the same material, formed by pieces joined by welding or formed by parts joined with dismountable systems or formed by parts of different or dissimilar materials, such as metal and plastic materials or synthetic, joined with known systems for joining or forming pieces of dissimilar materials. Said device can be made with different construction shapes and materials to obtain complementary functions, such as improving the resistance against said deformations due to increases in temperature and pressure, against corrosive liquids, against wear from abrasive parts or improving performance, maintaining the adherence of the walls of the channel returning to the interposed blades avoiding infiltrations when the blades separate areas at different pressure between one channel and another. The device described above combined with a diffuser with return channel improves the self-priming capacity of a jet pump for shallow wells with the maximum suction heights allowed by atmospheric pressure.
La migliore capacità di autoadescamento è ottenuta con la riduzione della rotazione, velocità e turbolenza residue del fluido in uscita dal canale di ritorno ed all’ingresso della camera premente, evitando il residuo effetto centrifugo che trattiene l’aria nel lìquido, l’effetto trascinamento dell’aria con il liquido dovuto alla velocità di un flusso concentrato e diminuendo il ricircolo dell’aria attraverso l'ugello. The best self-priming capacity is obtained with the reduction of the rotation, speed and residual turbulence of the fluid leaving the return channel and at the inlet of the pressing chamber, avoiding the residual centrifugal effect that holds the air in the liquid, the drag effect of the air with the liquid due to the speed of a concentrated flow and decreasing the recirculation of air through the nozzle.
Le diverse vie d’uscita dal canale di ritorno e d’ingresso nella camera premente o camera di separazione, lasciano la possibilità all’aria contenuta nel fluido in uscita dal canale di ritorno di seguire il percorso con la minima resistenza indipendentemente dai percorsi prevalenti del liquido, consentendo così, nei passaggi dove il fluido perde l’omogeneità del suo stato di miscelazione, una separazione transitoria o una parziale separazione dell’aria dal liquido che facilita una più rapida separazione definitiva nello stato di calma del fluido ottenuto nella camera premente, tendendo l’aria nel liquido a risalire verso l’alto ed il liquido aerato a decantarsi in detto stato di calma. The different ways out of the return channel and inlet into the pressure chamber or separation chamber, leave the possibility for the air contained in the fluid exiting the return channel to follow the path with the least resistance regardless of the prevailing paths of the liquid, thus allowing, in the passages where the fluid loses the homogeneity of its state of mixing, a transitory separation or a partial separation of the air from the liquid which facilitates a more rapid definitive separation in the calm state of the fluid obtained in the pressing chamber, tending the air in the liquid to rise upwards and the aerated liquid to settle in said state of calm.
Detto dispositivo consentendo una più rapida separazione dell’aria dal liquido nella camera premente, facendo uscire più velocemente l’aria dalla pompa ed alimentando l'ugello con un liquido motore disaerato, consente anche conformazioni degli ingressi del diffusore adatte a raccogliere più velocemente l’aria in uscita dalla girante senza che la maggiore quantità d’aria in arrivo nella camera di separazione sia trattenuta e ricircoli con il liquido quando la fase di autoadescamento si prolunga con le massime altezze di aspirazione, oltre che conformazioni del diffusore e dei canale di ritorno adatte a limitare l’espulsione di liquido in mandata all’avviamento, con ridotte dimensioni radiali e con un percorso palare con guida continua della direzione e della velocità del flusso. This device, allowing a more rapid separation of the air from the liquid in the pressing chamber, making the air flow out of the pump more quickly and feeding the nozzle with a deaerated motor liquid, also allows conformations of the diffuser inlets suitable for collecting the liquid more quickly. air coming out of the impeller without the greater quantity of air arriving in the separation chamber being retained and recirculating with the liquid when the self-priming phase is prolonged with the maximum suction heights, as well as conformations of the diffuser and the return channel suitable for limiting the expulsion of liquid in delivery at start-up, with reduced radial dimensions and with a blade path with continuous guidance of the direction and speed of the flow.
Vantaggiosamente, la migliore capacità di autoadescamento consente di utilizzare una fonte da altezze di aspirazione estreme ed assicura la regolarità dell’autoadescamento nelle installazioni fisse con altezze di aspirazione normali, anche in condizioni d’impianto non ottimali. Con la migliore capacità di autoadescamento si aumentano le possibilità d’impiego di una pompa in superficie in sostituzione di una pompa sommersa nei liquido da sollevare eliminando qualsiasi parte in movimento nel pozzo, anche la valvola di fondo con detta pompa in superficie. Per impedire lo svuotamento della pompa per l’effetto sifone ad ogni arresto e consentire il riadescamento automatico ad ogni avviamento basta una valvola di non ritorno sulla bocca di aspirazione della pompa. Advantageously, the best self-priming capacity allows the use of a source with extreme suction heights and ensures the regularity of self-priming in fixed installations with normal suction heights, even in non-optimal system conditions. With the best self-priming capacity, the possibilities of using a surface pump to replace a pump submerged in the liquid to be lifted are increased by eliminating any moving part in the well, including the foot valve with said pump on the surface. To prevent the pump from emptying due to the siphon effect at each stop and to allow automatic re-priming at each start, a non-return valve on the pump suction port is sufficient.
Secondo risultati di prove, con alcune delle forme di esecuzione indicate è ottenibile una riduzione del tempo di durata della fase di autoadescamento con le massime altezze di aspirazione di oltre 1/3 rispetto alia durata di detta fase nello stesso· impianto con la stessa pompa con canale di ritorno ma senza il dispositivo dell’invenzione. According to test results, with some of the indicated embodiments it is possible to obtain a reduction in the duration time of the self-priming phase with the maximum suction heights of more than 1/3 with respect to the duration of said phase in the same system with the same pump with return channel but without the device of the invention.
Vantaggiosamente, il più rapido autoadescamento riduce il tempo d’attesa del flusso continuo di liquido in mandata dopo l’avviamento ed il tempo di permanenza di un cuscino d’aria sulle facce della tenuta meccanica sull’albero e ciò costituisce una maggiore sicurezza contro il perìcolo di un cedimento della tenuta meccanica per mancanza di lubrificazione e raffreddamento. Advantageously, the more rapid self-priming reduces the waiting time for the continuous flow of liquid in delivery after starting and the residence time of an air cushion on the faces of the mechanical seal on the shaft and this constitutes greater safety against the risk of mechanical seal failure due to lack of lubrication and cooling.
Vantaggiosamente è ottenibile l’autoadescamento con un corpo pompa di minori dimensioni e, mantenendo invariate le dimensioni, si migliora la capacità di autoadescamento con una migliore utilizzazione della riserva di liquido nella pompa dopo il preriempimento, con la riduzione della velocità, rotazione, turbolenza e con la distribuzione del flusso nella camera premente, oltre che con la riduzione della dissipazione di liquido in mandata al'avviamento. Advantageously, self-priming can be obtained with a smaller pump body and, keeping the dimensions unchanged, the self-priming capacity is improved with a better use of the liquid reserve in the pump after pre-filling, with a reduction in speed, rotation, turbulence and with the distribution of the flow in the pressing chamber, as well as with the reduction of liquid dissipation in delivery at start-up.
Vantaggiosamente, il dispositivo sopra descritto consente una esecuzione funzionalmente meno rumorosa con la guida continua e progressiva diminuzione della velocità e turbolenza del flusso e utilizzando lo stato di calma del fluido nella camera premente per smorzare il rumore nelle parti all'interno con più alta velocità e turbolenza, anche in un corpo pompa di sottile lamiera d’acciaio. Advantageously, the device described above allows a functionally less noisy execution with the continuous guide and progressive decrease of the speed and turbulence of the flow and using the calm state of the fluid in the pressing chamber to dampen the noise in the parts inside with higher speed and turbulence, even in a thin sheet steel pump housing.
Detto dispositivo consente di proseguire oltre il canale di ritorno la riduzione della velocità e turbolenza del liquido senza perdite addizionali, migliorando le prestazioni a regime con l’alimentazione dell’ugello con un liquido motore laminare, aumentando la portata ottenibile e diminuendo la perdita di prevalenza con le massime altezze di aspirazione, ritardando l’insorgere della cavitazione che limita e riduce la massima portata possibile con l’aumento dell’altezza di aspirazione. This device allows to continue beyond the return channel the reduction of the speed and turbulence of the liquid without additional losses, improving the steady-state performance by feeding the nozzle with a laminar motor liquid, increasing the achievable flow rate and decreasing the head loss. with maximum suction heights, delaying the onset of cavitation which limits and reduces the maximum possible flow rate with increasing suction height.
Vantaggiosamente è ottenibile la riduzione del costo delia pompa utilizzando la possibilità di ottenere l’autoadescamento con una minore riserva di liquido, riducendo le dimensioni ed il peso della pompa. Advantageously, a reduction in the cost of the pump can be obtained by using the possibility of obtaining self-priming with a smaller reserve of liquid, reducing the size and weight of the pump.
In maniera ulteriormente vantaggiosa il suddetto dispositivo può essere utilizzato per rinforzare strutturalmente le pareti di detto diffusore con canale di ritorno contro deformazioni per aumenti di temperatura e pressione. In a further advantageous manner, the aforesaid device can be used to structurally reinforce the walls of said diffuser with return channel against deformations due to increases in temperature and pressure.
Tutte le varianti possibili combinando o separando le funzioni, combinando fra loro le esecuzioni indicate nelle figure, modificando la forma, la posizione o il numero delle partì illustrate e descritte, togliendo elementi indicati o aggiungendone altri o utilizzando gli insegnamenti indicati con mezzi equivalenti producendo sostanzialmente lo stesso risultato degli elementi espressi si devono intendere protette dalle seguenti rivendicazioni. All the possible variants by combining or separating the functions, combining the executions indicated in the figures, modifying the shape, position or number of the parts illustrated and described, removing the elements indicated or adding others or using the teachings indicated with equivalent means, substantially producing the same result of the elements expressed must be understood as protected by the following claims.
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