PL189275B1 - Wirnik pompy - Google Patents

Abstract

1. Wirnik pompy zawierajacy piaste i co najmniej jedna lopatke, przy czym wirnik jest zamocowany obrotowo w spirali sta- nowiacej obudowe pompy, która zawiera walcowaty otwór wlotowy, znamienny tym, ze lopatka (5) ma krawedzie wlotu (6) odchylone w kierunku do tylu, przy czym wycinek kata ? ? zawarty pomiedzy prosta przechodzaca przez srodek obrotu piasty (4) i punkt przeciecia (8) jednego konca kra- wedzi wlotu (6) z obrzezem oraz prosta przechodzaca przez srodek obrotu piasty (4) i punkt przeciecia (7) drugiego konca krawedzi wlotu (6) z piasta (4), jest zawarty w przedziale 125°-195°, korzystnie 140°-180°. Fig 1 PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest wirnik pompy.

Wirnik jest stosowany zwłaszcza dla odśrodkowych lub pół osiowych pomp przepompowujących płyny, a zwłaszcza zanieczyszczoną wodę.

Z literatury znanych jest wiele różnego rodzaju pomp zawierających wirniki. Te znane pompy często ulegają zapchaniu oraz charakteryzują się niską wydajnością.

Zanieczyszczona woda zawiera wiele różnych typów substancji zanieczyszczających, których ilość i budowa zależą od okresu oraz typu obszaru, z których wypływa woda. W miastach powszechnie spotykany jest sztuczny materiał, artykuły higieniczne, tekstylia itp., podczas gdy obszary uprzemysłowione przewaznie wytwarzają cząstki ulegające bidegradacji. Doświadczenia wykazują, że najgorszy problem stanowią szmaty i tym podobne, które przylepiają się do krawędzi wlotu łopatek i owijają się wokół piasty wirnika. Zmusza to do częstych napraw i obniża wydajność pracy pompy.

W rolnictwie i przemyśle celulozowym używane są specjalne pompy różnego typu, które pracują niezależnie od takich zanieczyszczeń jak słoma, trawa, liście i innego rodzaju materiał organiczny. Mają one wirniki, których krawędzie wlotu łopatek są odchylone do tyłu. Ma to zapewnić odprowadzenie substancji zanieczyszczającej na zewnątrz, na obrzeże, w celu zapobieżenia przyklejaniu zanieczyszczeń do krawędzi łopatki.

Z opisów patentowych nr SE-435 952, SE-375 831 i US-4 347 035 znane są dodatkowe urządzenia rozdrabniające do cięcia materiału zanieczyszczającego. Jednak urządzenia te nie działają w sposób zadawalający, ze względu na szybkie zuzycie pomp oraz małą ich wydajność, gdyz pompy często działają az do 12 godzin dziennie, co oznacza, że zużycie energii zalezy w dużej części od całkowitej wydajności pompy.

Testy dowiodły, ze w porównaniu ze znanymi pompami ściekowymi możliwym jest polepszenie wydajności dla pompy ściekowej odnoszącej się do wynalazku az do 50%. Ponieważ koszt żywotności dla pompy sterowanej elektrycznie jest zazwyczaj całkowicie zdominowany przez koszt energii (około 80%), jest oczywistym, że taki wzrost będzie niezmiernie istotny.

189 275

W znanej literaturze konstrukcje wirników pomp są opisane bardzo ogólnie, zwłaszcza jeśli chodzi o odchylenie krawędzi wlotu. Nie istnieje jednoznaczna definicja wspomnianego odchylenia.

Testy dowiodły, ze konstrukcja kąta skosu płata rozprowadzania wody, na krawędziach wlotu, jest bardzo ważna w celu otrzymania dużej wydajności samo czyszczenia wirnika pompy. Rodzaje zanieczyszczających materiałów zmuszają do stosowania różnych kątów skosu płata w celu zapewnienia dobrego działania.

Z opisu patentowego nr SE-435 952 znane jest zastosowanie rozwartokątnych krawędzi, odchylonych do tyłu.

Podczas pompowania mniejszych środków zanieczyszczających takich jak trawa czy inny materiał organiczny, wystarczające są odpowiednio małe kąty, w celu zapewnienia promieniowego przemieszczenia, a także rozdrobnienie środków zanieczyszczających w szczelinie, usytuowanej pomiędzy wirnikiem pompy i otaczającą obudową. W praktyce rozdrobnienie jest zapewnione na skutek rozcinania cząstek w momencie styku z wirnikiem i obudowa, kiedy wręg się obraca, a prędkość na obrzeżu wynosi 10 do 25 m/s.

Ten proces rozcinania jest ulepszony poprzez zastosowanie dodatkowych powierzchni tnących, szczelin i tym podobnych. Tego typu rozwiązania są znane z opisu patentowego SE435 952 i są stosowane do przenoszenia miazgi, nawozu, itp.

Wirnik pompy, według wynalazku, zawierający piastę i co najmniej jedną łopatkę, przy czym wirnik jest zamocowany obrotowo w spirali stanowiącej obudowę pompy, która zawiera walcowaty otwór wlotowy, charakteryzuje się tym, że łopatka ma krawędzie wlotu odchylone w kierunku do tyłu, przy czym wycinek kąta ΔΘ zawarty pomiędzy prostą przechodzącą przez środek obrotu piasty i punkt przecięcia jednego końca krawędzi wlotu z obrzeżem oraz prostą przechodzącą przez środek obrotu piasty i punkt przecięcia drugiego końca krawędzi wlotu z piasty jest zawarty w przedziale 125°-l95°, korzystnie 140°-180°.

Korzystne jest gdy krawędź wlotu łopatki leży na płaszczyźnie prostopadłej do wału wirnika i wewnątrz obszaru walca, stanowiącego otwór wylotowy pompy, przy czym bezwzględna prędkość pompowanego środka jest osiowa.

Korzystne jest gdy połączenie drugiego końca krawędzi wlotu z piastą jest położone przylegle do końca piasty.

Korzystne jest gdy stosunek średnicy zawartej pomiędzy punktami przecięcia krawędzi wlotu łopatek obwodem piasty do średnicy zawartej pomiędzy punktami przecięcia końców krawędzi wlotu łopatek z jej obrzeżem zewnętrznym jest zawarty w przedziale od 0,1 do 0,4, korzystnie od 0,15 do 0,35.

Proponowana konstrukcja krawędzi wlotu łopatki zapewnia różne funkcje łopatki oraz niezawodność działania pompy i ekonomiczne pompowanie zanieczyszczonej wody zawierającej środki zanieczyszczające w postaci szmat, włókien i itp.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia wirnik w widoku perspektywicznym, fig. 2 - przekrój przez pompę, fig. 3 pokazuje wlot wirnika w widoku z góry, a fig. 4 - wykres przedstawiający kąt rozprowadzenia krawędzi wlotu łopatki w postaci funkcji znormalizowanego promienia.

Pompa przedstawiona na fig. 1 i fig. 3 ma obudowę z walcowym otworem wlotowym 2. Wirnik 3 pompy zawiera walcową piastę 4 mającą koniec 12 i łopatkę 5, której krawędź wlotu 6 jest połączona w punkcie 7 z piastą 4, zaś z obrzezem w punkcie 8. Pomiędzy łopatką 5 i ścianą obudowy pompy jest usytuowana szczelina 9, przy czym łopatka 5 ma krawędź 10 po której spływają zanieczyszczenia. Wirnik 3 obraca się w kierunku 11. Na fig. 3 zaznaczono wycinek kąta ΔΘ pomiędzy punktem 7 i punktem 8.

Krawędź wlotu 6 łopatek 5 jest odchylona w kierunku do tyłu w celu zapewnienia ześlizgiwania się zanieczyszczeń w kierunku obrzeza. Zanieczyszczenia nie przylepiają się do krawędzi i nie owijają wokół piasty 4. Jakkolwiek w tym samym czasie, kiedy wzrasta kąt skosu płata, wydajność zazwyczaj maleje.

Łopatka 5 ma krawędź wlotu mocno odchyloną w kierunku do tyłu, przy czym to odchylenie jest określone jako ΔΘ w walcowatym układzie współrzędnych, pomiędzy punktem 8 obrzeza stanowiącym punkt przecięcia prostej, przechodzącej poprzez środek obrotu piasty 4, z jednym końcem krawędzi wlotu łopatki 5, a prostą przechodzącą poprzez środek obrotu

189 275 piasty 4 i punkt 7 przecięcia piasty z drugim końcem krawędzi wlotu łopatki 5. Według wynalazku ΔΘ zawarta jest w zakresie pomiędzy 125° i 195°, korzystnie 140° do 180°. Taka zależność jest możliwa ze względu na to, że krawędź wlotu 6 jest położona wewnątrz walcowej części 2 obudowy pompy. .

W celu umożliwienia takiego położenia krawędzi wlotu 6, piasta 4 wirnika jest wąska. Stosunek średnicy zawartej pomiędzy punktami 7 przecięcia końców krawędzi wlotu 6 z krawędzią obwodową piasty 4 do średnicy zawartej pomiędzy punktami 8 przecięcia końca łopatek 6 z obrzezem krawędzi łopatki 6 wynosi tylko 0,1 do 0,4, korzystnie 0,15 do 0,35. Ten mały stosunek średnic zapewnia swobodny przelot przez wirnik zanieczyszczeń.

W odniesieniu do korzystnego przykładu wykonania wynalazku, punkt styku 7 z piastą 4 krawędzi wlotu 6 jest przyległy do końca 12 piasty, to jest nie istnieje żaden wystający koniec, co zmniejsza ryzyko owinięcia się zanieczyszczeń wokół środkowej części wirnika napędzanego.

W innym przykładzie wykonania wynalazku, krawędź wlotu 6 jest położona na płaszczyźnie prostopadłej do wału wirnika, to jest tam, gdzie z jest stałe. To oznacza, że kąt skosu płata jest stały, niezależny od przepływu.

189 275

189 275

Z

Fig 2

Δθ

Fig 3

189 275

Fig. 4

189 275

Fig. 1

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 50 egz

Cena 2,00 zł.

Claims (4)

Zastrzeżenia patentowe

1. Wirnik pompy zawierający piastę i co najmniej jedną łopatkę, przy czym wirnik jest zamocowany obrotowo w spirali stanowiącej obudowę pompy, która zawiera walcowaty otwór wlotowy, znamienny tym, że łopatka (5) ma krawędzie wlotu (6) odchylone w kierunku do tyłu, przy czym wycinek kąta ΔΘ zawarty pomiędzy prostą przechodzącą przez środek obrotu piasty (4) i punkt przecięcia (8) jednego końca krawędzi wlotu (6) z obrzezem oraz prostą przechodzącą przez środek obrotu piasty (4) i punkt przecięcia (7) drugiego końca krawędzi wlotu (6) z piastą (4), jest zawarty w przedziale 125°-195°, korzystnie 140°-180°.

2. Wirnik według zastrz. 1, znamienny tym, ze krawędź wlotu (6) łopatki (5) leży na płaszczyźnie prostopadłej do wału wirnika i wewnątrz obszaru walca, stanowiącego otwór wylotowy pompy (2), przy czym bezwzględna prędkość pompowanego środka jest osiowa.

3. Wirnik według zastrz. 1, znamienny tym, że połączenie (7) drugiego końca krawędzi wlotu (6) z piastą (4) jest położone przylegle do końca (12) piasty (4).

4. Wirnik według zastrz. 1, znamienny tym, że stosunek średnicy zawartej pomiędzy punktami (7) przecięcia krawędzi wlotu (6) łopatek (5) z obwodem piasty (4) do średnicy zawartej pomiędzy punktami (8) przecięcia końców krawędzi wlotu (6) łopatek (5) z ich obrzezem zewnętrznym jest zawarty w przedziale od 0,1 do 0,4, korzystnie od 0,15 do 0,35.