PL105842B1 - Lopatka wirnikow do pomp wirowych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest lopatka wirników do pomp wirowych o przeplywie ukosnym i promienio¬ wym. Z wielu wzgledów w ostatnich latach podnosi sie predkosc obrotowa pomp wirowych wyzej wymienionego rodzaju. Na skutek wzrostu predkosci na wlocie wirnika wzrasta równiez obciazenie kawitacyjne lopatek. W ciagu krótkiego okresu czasu powoduje ono powstanie znacznych ubytków materialu na skutek implodowania pecherzy kawitacyjnych. W skrajnym przypadku moze dojsc do awarii urzadzenia. Zgodnie ze stanem techniki, w celu wyeliminowania tych niedogodnosci polepsza sie warunki doplywu, np. przez zastosowanie wiekszych pomp wstepnych, wiekszej wysokosci doplywu, wykladzin, wtrysków, zimnej wody itp. Istotna niedogodnoscia stosowania tych srodków technicznych jest to, ze wymagaja one wysokich nakladów z uwagi na ich konstrukcje i technologie. Celem wynalazku, w przypadku pomp wyzej wymienionego rodzaju, jest znalezienie mniej kosztownego srodka technicznego do ochrony wirnika przed korozja kawitacyjna, wystepujaca po wlotwej jego stronie. Cel ten zostal osiagniety przez to, ze czesc poczatkowa lopatki wirnika, znajdujaca sie po stronie ssawnej stanowi prosta lub linia nieznacznie zakrzywiona, usytuowana pod katem 5° wzgledem kierunku obwodowego, przy czym dlugosc tej prostej lub linii nieznacznie zakrzywionej miesci sie pomiedzy wartoscia minimalna^ówna trzem milimetrom a wartoscia maksymalna, równa podzialce wirnika. W dalszym przykladzie wykonania wynalazku stosunek promienia zaokraglenia na poczatkowej czesci lopatki do grubosci lopatki na poczatkowej czesci odpowiedniej lopatki o innym uksztaltowaniu przed zmiana profilu wynosi pomiedzy 0,04 a 0,50 i/lub stosunek promienia zaokraglenia na poczatkowej czesci lopatki do podzialki wirnika wynosi pomiedzy 0,0035 do 0,04. W zakresie obciazenia normalnego i czesciowego, podczas omywania strumieniem poczatkowym czesci lopatek po stronie ssawnej wystepuje podcisnienie w porównaniu z cisnieniem wlotowym. Kiedy osiagnie ono rzad wielkosci cisnienia pary tloczonej cieczy, powstaja pecherze pary, których implozja na powierzchni lopatek jest przyczyna znanej korozji kawitacyjnej. Zastosowanie wynalazku umozliwia znaczne zmniejszenie spadku2 105 842 cisnienia wystepujacego na powierzchni lopatek po ich stronie ssawnej wzgledem cisnienia wlotowego, w porównaniu z lopatkami o znanym zarysie. Spadek cisnienia utrzymuje sie tak dlugo, ze pierwsze pecherze parowe powstaja dopiero przy okolo jednej trzeciej cisnienia jakie wystepowalo zwykle na wlocie. Ma to o tyle korzystne znaczenie, ze w zaleznosci od zakresu zastosowania i warunków roboczych, np. pompa dolotowa moze byc o wiele mniejsza lub tez moze stac sie zupelnie zbedna, albo srodki techniczne zastosowane po stronie wlotowej moga byc wykonane nakladem znacznie mniejszych kosztów. Do znanych srodków technicznych, stosowanych w celu poprawienia zarysu lopatek nalezy zaostrzenie lopatek po stronie ssawnej, tlocznej lub obustronnie, i polepszanie wartosci NPSH dla pompy, co sie tyczy zwyklych kryteriów spadku wysokosci podnoszenia pompy. Jednak wartosci NSPHi, to znaczy wartosci poczatkowej kawitacji, istotne dla wynalazku, zmieniaja sie pod wplywem tych trzech srodków zaradczych tylko na minus lub nieistotnie. W wyniku zaostrzenia lopatek po stronie tlocznej kat wlotowy lopatki i powierzchnia wlotowa kanalu lopatkowego zostaja powiekszone na skutek czego poprawia sie przelotnosc wirnika dla pary, zwlaszcza podczas przeciazen. Zaostrzenie lopatek po stronie ssawnej poprawia, na skutek zmniejszenia kata wlotowego, wyzej opisane zachowanie sie pompy zwlaszcza w zakresie obciazen czesciowych, powoduje jednak niestety pewne pogorszenie w zakresie przeciazen. Obustronne i symetryczne zaostrzenie krawedzi lopatek polepsza wartosci NPSH w calym zakresie obciazen. W odróznieniu od profilowania lopatek wedlug wynalazku, zaostrzenia lopatek znanych mozna dokonac i pózniej, co nie wymaga zadnego komentarza. Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykladzie wykonania na rysunku. Podczas konstruowania ukladu hydraulicznego pompy wirnik i lopatki dopasowuje sie odpowiednio do zadanych warunków. Kiedy znany jest ksztalt lopatek 1 ustalony dla punktu znamionowego nastepuje profilowanie wedlug wynalazku. Przedstawiona postac 2 ukazuje ksztalt lopatki po stronie ssawnej po profilowaniu. W porównaniu z przedstawionym tu przykladowo ksztaltem lopatki 1 material w obszarze A zostal odjety a w obszarze B dodany. Przejscie prostej 2 lub linii nieznacznie zakrzywionej w pierwotny zarys lopatki cechuje ciaglosc. W zaleznosci od ksztaltu lopatek poddanych profilowaniu moga powstawac postacie wykonania, w których ma miejsce tylko naniesienie lub tylko usuniecie materialu. Mozliwe jest równiez uwzglednienie ksztaltu lopatek wedlug wynalazku juz przy odlewaniu wirnika. Pozostale oznaczniki cyfrowe, uzyte w tym przykladzie wykonania wynalazku, oznaczaja s — grubosc lopatki 1 w poczatkowej czesci lopatki zaprojektowanej odpowiednio do znanego punktu znamionowego r — promien zaokraglenia miedzy poczatkiem lopatki a prosta 2, nachylona pod katem 0S= 0°-5° lub linia nieznacznie zakrzywiona. Dlugosc 1 rozciaga sie pomiedzy koncem zaokraglenia na poczatku lopatki a poczatkiem ciaglego przejscia 3. PL