PL225150B1 - Wirnik pompy wirowej - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest wirnik pompy wirowej, zwłaszcza do pomp o odśrodkowym przepływie cieczy, przeznaczonej do transportu ścieków zanieczyszczonych ciałami stałymi i włóknistymi.

Pompy tłoczące ścieki surowe, w celu zabezpieczenia przed zatykaniem i blokowaniem częściami stałymi i włóknistymi wnętrza kanałów przepływowych, muszą być wyposażane w wirniki o relatywnie szerokich kanałach międzyłopatkowych lub w wirniki otwarte o swobodnym przepływie, w których większość części stałych nie wpływa bezpośrednio do przestrzeni międzyłopatkowych, ale transportowana jest w obszarze znajdującym się między wirnikiem a ścianami korpusu tłocznego.

W polskim opisie patentowym PL 208338 ujawniono wirnik pompy o swobodnym przepływie, zwłaszcza do cieczy zawierających zanieczyszczenia grube. Wirnik według wynalazku ma tarczę połączoną z dwoma łukowato wygiętymi łopatkami zaopatrzonymi w przesłony częściowo przysłaniające kanały międzyłopatkowe po wklęsłej stronie łopatek, zaś powierzchnia tarczy wirnika jest ograniczona dwoma odcinkami linii prostych, równoległymi do siebie i położonymi symetrycznie względem osi wirnika oraz dwoma łukami położonymi symetrycznie względem osi wirnika. Powierzchnia łopatek wirnika po stronie wypukłej jest poprowadzona na części długości łopatek wzdłuż obwodu tarczy wirnika.

Z brytyjskiego opisu patentowego GB 21715963 znany jest wirnik vortex do pompy odśrodkowej. Wirnik składa się z prostych lub zakrzywionych łopatek, rozchodzących się promieniście od śro dka wirnika do krawędzi tarczy. Rozwiązanie charakteryzuje się tym, że na krawędziach łopatek znajdują się kołnierze umocowane prostopadle do tych łopatek.

Wadą wirników o szerokich kanałach oraz wirników o swobodnym przepływie jest uzyskiwanie maksymalnej sprawności pompy przy relatywnie dużej wydajności transportowanego medium, co powoduje, że dla małej wydajności wirniki te są bardzo energochłonne. Dodatkowo sprawność pompy obniżona jest na skutek przekazywania energii do cieczy, która krąży w przestrzeni pomiędzy przednią ścianą wirnika i ścianami korpusu tłocznego. Wadą wirnika z kołnierzami na łopatkach jest możliwość utknięcia części stałych lub długowłóknistych w utworzonym przez przesłony kanale, co powoduje utratę parametrów pracy pompy, niekorzystnie wpływa na pracę łożysk ze względu na utratę wyważenia wirnika i powoduje konieczność rozebrania i wyczyszczenia pompy.

Celem wynalazku jest uzyskanie wirnika, który będzie zapewniał optymalną sprawność pompy i jednocześnie będzie mniej narażony na zablokowanie przez ciała stałe lub włókniste, znajdujące się w tłoczonych ściekach, niż rozwiązania znane dotychczas.

Istotą rozwiązania według wynalazku jest wirnik pompy wirowej zawierający co najmniej jedną, zamocowaną do okrągłej tarczy zakrzywioną spiralnie łopatkę, biegnącą promieniście od piasty wirnika do krawędzi tarczy, przy czym na całej długości krawędzi łopatki znajduje się kołnierz. Rozwiązanie charakteryzuje się tym, że na co najmniej jednej krawędzi kołnierza znajduje się co najmniej jeden uskok.

Korzystnie kołnierz składa się z kołnierza górnego, który rozciąga się od krawędzi łopatki w kierunku jej strony czynnej, oraz kołnierza dolnego, który rozciąga się od krawędzi łopatki w kierunku jej strony biernej. Kołnierz może składać się tylko z kołnierza górnego, który rozciąga się od krawędzi łopatki w kierunku jej strony czynnej. Kołnierz może także składać się tylko z kołnierza dolnego, który rozciąga się od krawędzi łopatki w kierunku jej strony biernej. Na krawędzi kołnierza górnego znajdują się trzy uskoki. Na krawędzi kołnierza dolnego znajdują się trzy uskoki. Korzystnie na krawędzi kołnierza górnego, oraz na krawędzi kołnierza dolnego znajdują się po trzy uskoki. Korzystnie do tarczy zamocowane są trzy łopatki, z których każda posiada kołnierz. Kołnierz korzystnie rozszerza się w kierunku krawędzi tarczy, tworząc dyfuzor. Tarcza, łopatka oraz kołnierz stanowią jeden odlew. Wirnik korzystnie wykonany jest z żeliwa. Wirnik może być też wykonany ze staliwa.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest zmniejszenie drogi, jaką musi pokonać ciało stałe lub włókniste, które zablokuje się w przestrzeni pomiędzy kołnierzami lub kołnierzem i łopatką. W znanych rozwiązaniach element musiał pokonać całą drogę od miejsca, w którym wpadł do przestrzeni międzyłopatkowej aż do wylotu z wirnika. W wirniku według wynalazku uwięziony element ma możliwość wypadnięcia z przestrzeni między kołnierzami lub kołnierzem i łopatką poprzez nagłe uskoki w kołnierzach, przy czym wszystkie utworzone kanały zachowują kształt dyfuzorowy z zadanym kątem rozwarcia. Takie ukształtowanie kołnierzy powoduje, że wirnik jest mniej narażony na trwałe zablokowanie się ciał stałych i włóknistych w przestrzeniach wirnika, co skutkuje wydłużeniem czasu bezawaryjnej pracy pompy.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania został przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 ilustruje wirnik w widoku aksonometrycznym, fig. 2 przedstawia widok łopatek wirnika zawierających kołnierz górny i dolny z uskokami na każdej krawędzi, fig. 3 przedstawia widok łopatek wirnika zawiePL 225 150 B1 rających kołnierz górny i dolny z uskokami na krawędzi znajdującej się po stronie czynnej, fig. 4 ilustruje widok łopatek wirnika tylko z kołnierzem górnym, fig. 5 pokazuje widok łopatek wirnika zawierających kołnierz górny i dolny z uskokami na krawędzi znajdującej się po stronie biernej, zaś fig. 6 il ustruje widok łopatek wirnika tylko z kołnierzem dolnym.

I. Wirnik pompy wirowej składa się z tarczy 1 w kształcie koła, wyposażonej w umieszczoną centralnie piastę 2, służącą do zamontowania wirnika do wału napędowego (niepokazany na rysunku). Do tarczy 1 zamocowane są trzy, rozmieszczone w równych odstępach łopatki 3. Biegną one promieniście od piasty 2 do krawędzi tarczy 1 zakrzywionym, spiralnym torem, tworząc kanał. Utworzone kanały międzyłopatkowe rozszerzają się równomiernie w kierunku krawędzi tarczy 1, tworząc dyfuzor rozwarty. Na całej długości krawędzi łopatek 3 znajdują się kołnierze 4. W przykładzie wykonania każdy z kołnierzy 4 składa się z kołnierza górnego 5, który rozciąga się od krawędzi łopatki 3 w kierunku jej strony czynnej, oraz z kołnierza dolnego 6, który rozciąga się od krawędzi łopatki 3 w kierunku jej strony biernej. Na każdej z krawędzi kołnierzy górnych 5 oraz kołnierzy dolnych 6 znajdują się trzy uskoki 7. Dzięki zastosowaniu uskoków 7 następuje skokowe poszerzenie przestrzeni między kołnierzami ^sąsiadujących łopatek 3, którą mogą wypaść uwięzione w przestrzeni międzyłopatkowej ciała stałe lub włókniste. Tym samym nie muszą one pokonywać całej drogi w kanale między łopatkami 3 aż do rozszerzenia na krawędzi zewnętrznej tarczy 1. Tarcza 1, łopatki 3 oraz kołnierze 4 stanowią jeden odlew wykonany z żeliwa.

II. W drugim przykładzie wykonania uskoki 7 znajdują się tylko na kołnierzach górnych 5 łopatek 3. W pozostałym zakresie wirnik jest taki sam, jak rozwiązanie opisane w przykładzie powyżej.

III. W trzecim przykładzie wykonania każdy z trzech kołnierzy 4 składa się tylko z kołnierza górnego 5 na którym znajdują się trzy uskoki 7. W pozostałym zakresie wirnik jest taki sam, jak rozwiązanie opisane w pierwszym przykładzie.

IV. W czwartym przykładzie wykonania uskoki 7 znajdują się tylko na kołnierzach dolnych 6 łopatek 3. W pozostałym zakresie wirnik jest taki sam, jak rozwiązanie opisane w przykładzie powyżej.

V. W piątym przykładzie wykonania każdy z trzech kołnierzy 4 składa tylko z kołnierza dolnego 6, na którym znajdują się trzy uskoki 7. W pozostałym zakresie wirnik jest taki sam, jak rozwiązanie opisane w pierwszym przykładzie.

Claims (12)

1. Wirnik pompy wirowej zawierający co najmniej jedną, zamocowaną do okrągłej tarczy zakrzywioną spiralnie łopatkę, biegnącą promieniście od piasty wirnika do krawędzi tarczy, przy czym na całej długości krawędzi łopatki znajduje się kołnierz, znamienny tym, że na co najmniej jednej krawędzi kołnierza (4) znajduje się co najmniej jeden uskok (7).

2. Wirnik według zastrz. 1, znamienny tym, że kołnierz (4) składa się z kołnierza górnego (5), który rozciąga się od krawędzi łopatki (3) w kierunku jej strony czynnej oraz, kołnierza dolnego (6), który rozciąga się od krawędzi łopatki (3) w kierunku jej strony bierniej.

3. Wirnik według zastrz. 1, znamienny tym, że kołnierz (4) składa się tylko z kołnierza górnego (5) , który rozciąga się od krawędzi łopatki (3) w kierunku jej strony czynnej.

4. Wirnik według zastrz. 1, znamienny tym, że kołnierz (4) składa się tylko z kołnierza dolnego (6) , który rozciąga się od krawędzi łopatki (3) w kierunku jej strony bierniej.

5. Wirnik według zastrz. 1, albo 3, znamienny tym, że na krawędzi kołnierza górnego (5) znajdują się trzy uskoki (7).

6. Wirnik według zastrz. 1 albo 4, znamienny tym, że na krawędzi kołnierza dolnego (6) znajdują się trzy uskoki (7).

7. Wirnik według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że na krawędzi kołnierza górnego (5), oraz na krawędzi kołnierza dolnego (6) znajdują się po trzy uskoki (7).

8. Wirnik według zastrz. 1, znamienny tym, że do tarczy (1) zamocowane są trzy łopatki (3), z których każda posiada kołnierz (4).

9. Wirnik według zastrz. 1, znamienny tym, że kołnierz (4) rozszerza się w kierunku krawędzi tarczy (1) tworząc dyfuzor.

PL 225 150 B1

10. Wirnik według zastrz. 1, znamienny tym, że tarcza (1), łopatka (3) oraz kołnierz (4) stanowią jeden odlew.

11. Wirnik według zastrz. 1, znamienny tym, że wykonany jest z żeliwa.

12. Wirnik według zastrz. 1, znamienny tym, że wykonany jest ze staliwa.