PL209370B1 - Pompa o swobodnym przepływie, zwłaszcza do cieczy unoszących gruboziarniste ciała stałe - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest pompa o swobodnym przepływie, zwłaszcza przeznaczona do cieczy unoszących gruboziarniste ciała stałe.

Z zgł oszenia wynalazku do opatentowania nr P-349229 znana jest pompa wirowa, która ma wirnik z łukowato wygiętymi łopatkami, zaś jego kanały międzyłopatkowe są częściowo przesłonięte segmentami tarczy przedniej. Wirnik znanej pompy jest umieszczony w głębi komory zawirowania, tak, że między przednią ścianką z króćcem dopływowym, która ogranicza komorę zawirowania, a wirnikiem znajduje się znaczny odstęp. Komora zawirowania przechodzi w kanał zbiorczy połączony z króć cem tł ocznym.

Znana pompa może stwarzać trudności przy przepompowywaniu cieczy z gruboziarnistymi ciałami stałymi o dużej gęstości ciał stałych i ich wysokim udziale w cieczy, gdyż wirnik nie dość aktywnie wprowadza mieszaninę cieczy z ciałami stałymi w obrębie komory zawirowania w ruch okrężny. Także w przypadku, gdy po zatrzymaniu się pompy w komorze zawirowania pozostanie znaczna ilość ciał stałych, to po jej ponownym uruchomieniu wirnik obracając się w przestrzeni nimi wypełnionej może nie być w stanie usunąć je z pompy, co uniemożliwi jej pracę.

Celem wynalazku jest opracowanie pompy o swobodnym przepływie znacznie mniej wrażliwej na zatykanie, a przy tym osiągającej większe wysokości podnoszenia i wyższe sprawności oraz bardziej odpornej na zużycie erozyjne.

Pompa o swobodnym przepływie według wynalazku jest wyposażona w komorę zawirowania z króć cem dopł ywowym, przechodzą c ą w kanał zbiorczy połączony z króć cem tł ocznym, a takż e posiada wirnik umieszczony w głębi komory zawirowania przy jej tylnej ściance ograniczającej, który składa się z okrągłej tarczy połączonej z piastą oraz co najmniej dwóch łukowato wygiętych łopatek zaopatrzonych w przesłony częściowo przesłaniające kanały międzyłopatkowe, przy czym łopatki są połączone z okrągłą tarczą, przy czym co najmniej na dwóch przesłonach umieszczone są łopatki odrzucająco-wspomagające. Łopatki odrzucająco-wspomagające mogą być korzystnie umieszczone na wszystkich przesłonach. Łopatki odrzucająco-wspomagające są korzystnie łukowato wygięte, zaś najkorzystniej jest gdy płaszczyzna natarcia łopatek odrzucająco-wspomagających stanowi przedłużenie płaszczyzny natarcia łopatek wirnika, zaś grubość łopatek odrzucająco-wspomagających jest większa od grubości łopatek wirnika. W odmianie wykonania łopatki odrzucająco-wspomagające są proste. Wysokość łopatek odrzucająco-wspomagających jest korzystnie stała, zaś jej stosunek do szerokości łopatek wirnika wynosi od 0,05 do 1, a korzystnie od 0,1 do 0,3. Na przesłonach może być umieszczona więcej niż jedna łopatka odrzucająco-wspomagająca.

Łopatki odrzucająco-wspomagające umieszczone na przesłonach wirnika powodują zmianę charakteru przepływu mieszaniny cieczy i ciał stałych wewnątrz komory zawirowania. W trakcie ustalonej pracy pompy odrzucają one znajdujące się w cieczy ciała stałe w głąb komory zawirowania i do kanału zbiorczego, co radykalnie ogranicza ich kontakt z łopatkami wirnika i przesłonami, w wyniku czego zmniejsza się ich zużycie erozyjne w nieoczekiwanie znacznym stopniu. Zarazem łopatki odrzucająco-wspomagające intensyfikują wirowanie mieszaniny w komorze zawirowania, co powoduje odrzucanie ciał stałych do kanału zbiorczego, bez ich kontaktu z wirnikiem. Jednocześnie intensyfikacja wirowania mieszaniny w komorze wirowania powoduje zwiększenie się wysokości podnoszenia i wzrost sprawnoś ci pompy. Natomiast w trakcie rozruchu pompy, w której komorze zawirowania zalega warstwa ciał stałych, oddziaływanie dynamiczne łopatek odrzucająco-wspomagających powoduje porywanie ciał stałych z zalegającej warstwy i wprawienie ich w ruch okrężny, co ułatwia, zaś niekiedy wręcz umożliwia, rozruch pompy. Inną, rodzajowo odmienną, zaletą łopatek odrzucającowspomagających jest możliwość łatwej ich regeneracji względnie wymiany, gdy są one do przesłon mocowane rozłącznie. Wysokość łopatek odrzucająco-wspomagających nie powinna być zbyt mała, gdyż wówczas nie spełnią one swojej roli, ponieważ zbyt szybko ulegną zniekształceniu lub zniszczeniu i nie zintensyfikują wystarczająco wirowania cieczy w komorze zawirowania. Jednakże ich wysokość nie powinna być też zbyt duża, gdyż wówczas nadmiernie zmniejszy się wolny prześwit komory zawirowania. Ze względu na uzyskanie możliwie znacznego wzrostu trwałości wirnika, a zwłaszcza jego łopatek i przesłon, korzystnie jest gdy płaszczyzna natarcia łopatek odrzucająco-wspomagających stanowi przedłużenie płaszczyzny natarcia łopatek wirnika, zaś grubość łopatek odrzucająco-wspomagających jest większa od grubości łopatek wirnika. Wówczas miejsce przejścia łopatki wirnika w przesłonę jest dostatecznie chronione przed erozyjnym oddziaływaniem ciał stałych. Umieszczenie więcej niż jednej łopatki odrzucająco-wspomagającej na przesłonie powoduje wzrost

PL 209 370 B1 oczekiwanych efektów, jednakże zwiększa też zapotrzebowanie mocy na wale pompy. Zastosowanie prostych łopatek odrzucająco-wspomagających jest celowe zwłaszcza wówczas, gdy są one wykonywane oddzielnie i montowane rozłącznie do przesłon.

Pompa o swobodnym przepływie według wynalazku jest przeznaczona do przetłaczania cieczy zawierającej ciała stałe, zwłaszcza ciała stałe gruboziarniste, o dużej gęstości, silnie oddziałujące niszcząco na wirnik pompy, a także obecne w cieczy w znacznej ilości.

Pompa o swobodnym przepływie według wynalazku jest przedstawiona w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia pompę w przekroju przechodzącym przez oś wału, fig. 2 przedstawia wirnik pompy w widoku z przodu, zaś fig. 3 przedstawia przekrój częściowy wirnika.

Pompa o swobodnym przepływie według wynalazku, którą przedstawia fig. 1 ma komorę zawirowania 1 ograniczoną od strony dopływu cieczy przednią ścianką 2 z króćcem dopływowym 3. Komora zawirowania 1 przechodzi w kanał zbiorczy 4 połączony z króćcem tłocznym 5. Przy tylnej ściance 6 ograniczającej komorę zawirowania 1 usytuowany jest wirnik W, który składa się z okrągłej tarczy 7 przechodzącej w piastę oraz sześciu łukowato wygiętych łopatek 8 zaopatrzonych w przesłony 9, które częściowo przesłaniają kanały utworzone między sąsiadującymi łopatkami 8. Na każdej przesłonie umieszczona jest łopatka odrzucająco-wspomagająca 10, która stanowi z przesłoną 9 nierozłączną całość. Stosunek wysokości h łopatki odrzucająco-wspomagającej 10 do szerokości b2 łopatki 8 wirnika wynosi 0,25. Wirnik W mocowany jest do wału elementem stożkowym 11.

Wirnik w widoku z przodu przedstawia fig. 2. Łopatki odrzucająco-wspomagające 10 są łukowato wygięte, zaś ich płaszczyzna natarcia N stanowi zarazem przedłużenie płaszczyzny natarcia N łopatek 8 wirnika, tak że płaszczyzny natarcia łopatek 8 wirnika i łopatek odrzucająco-wspomagających 10 stanowią jedną płaszczyznę.

Odstęp s między przesłoną 9 a sąsiadującą z nią łopatką 8 jest większy od szerokości b2 łopatek wirnika, co ułatwia przemieszczanie się ciał stałych i samooczyszczanie się wirnika.

Wirnik w przekroju częściowym przedstawia fig. 3. Grubość łopatek odrzucająco-wspomagających 10 jest większa od grubości łopatek 8 wirnika, co zwiększa trwałość łopatek odrzucająco-wspomagających.

W odmianie wykonania wirnik pompy wedł ug wynalazku ma dwie ł ukowato wygię te ł opatki zaopatrzone w przesłony, które są wyposażone w łopatki odrzucająco-wspomagające proste.

Claims (6)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Pompa o swobodnym przepływie, zwłaszcza do cieczy unoszących ciała stałe gruboziarniste, wyposażona w komorę zawirowania z króćcem dopływowym, przechodzącą w kanał zbiorczy połączony z króćcem tłocznym, a także posiadająca wirnik umieszczony w głębi komory zawirowania przy tylnej ściance ograniczającej, który składa się z okrągłej tarczy przechodzącej w piastę oraz co najmniej dwóch łukowato wygiętych łopatek zaopatrzonych w przesłony częściowo przesłaniające kanały międzyłopatkowe, przy czym łopatki są połączone z okrągłą tarczą, znamienna tym, że co najmniej na dwóch przesłonach (9) umieszczone są łopatki odrzucająco-wspomagające (10).
2. 2. Pompa według zastrz. 1, znamienna tym, że łopatki odrzucająco-wspomagające (10) są umieszczone na wszystkich przesłonach (9).
3. 3. Pompa według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że łopatki odrzucająco-wspomagające (10) są łukowato wygięte, zaś korzystnie płaszczyzna natarcia (N) łopatek odrzucająco-wspomagających (10) stanowi przedłużenie płaszczyzny natarcia (N) łopatek (8) wirnika, zaś grubość łopatek odrzucająco-wspomagających (10) jest większa od grubości łopatek (8) wirnika (W).
4. 4. Pompa według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że łopatki odrzucająco-wspomagające (10) są proste.
5. 5. Pompa według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, znamienna tym, że wysokość (h) łopatek odrzucająco-wspomagających (10) jest korzystnie stała, zaś jej stosunek do szerokości (b2) łopatek (8) wirnika (W) h/b2 wynosi od 0,05 do 1, a korzystnie od 0,1 do 0,3.
6. 6. Pompa według zastrz. 1 albo 2, albo 4, albo 5, znamienna tym, że na przesłonach (9) jest umieszczona więcej niż jedna łopatka odrzucająco-wspomagająca (10).