PL225695B1

PL225695B1 - Method and the pump shield to increase the efficiency and reduce of the adhesive pump power

Info

Publication number: PL225695B1
Application number: PL403187A
Authority: PL
Inventors: Krzysztof Kosowski; Tadeusz Blekiewicz; Marian Piwowarski; Robert Stępień; Wojciech Włodarski; Jarosław Mikielewicz; Jan Kiciński
Original assignee: Inst Masz Przepływowych Im Roberta Szewalskiego Polskiej Akademii Nauk
Priority date: 2013-03-18
Filing date: 2013-03-18
Publication date: 2017-05-31
Also published as: PL403187A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest pompa adhezyjna.The invention relates to an adhesive pump.

W bezłopatkowej pompie adhezyjnej (tzw. maszynie Tesli) energia do czynnika roboczego dostarczana jest dzięki zjawiskom występującym w warstwie przyściennej wirujących tarcz pompy. W typowej pompie Tesli do pompowania czynnika wykorzystane są jedynie siły lepkościowe oddziałujące na powierzchniach stycznych wirujących tarcz.In a bladeless adhesive pump (the so-called Tesla machine), energy is supplied to the working medium thanks to the phenomena occurring in the boundary layer of the rotating pump discs. In a typical Tesla pump, only the viscous forces acting on the contact surfaces of the rotating discs are used to pump the medium.

Z opisu patentowego US Patent 1 061 206 21-10-1909, znana jest maszyna adhezyjna opatentowana przez Nikolę Teslę pokazana na rysunku, która zawiera wielotarczowy wirnik osadzony na wale ułożyskowanym w obudowie, przy czym w procesie pracy wykorzystane są jedynie siły adhezji i zjawiska lepkościowe działające na powierzchniach stycznych wirujących tarcz.From the patent description US Patent 1 061 206 21-10-1909, there is known an adhesive machine patented by Nikola Tesla, shown in the drawing, which includes a multi-disc rotor mounted on a shaft mounted in a housing, while only the adhesive forces and viscous phenomena are used in the work process. operating on the contact surfaces of rotating discs.

Istotą pompy adhezyjnej posiadającej wewnątrz obudowy wirnik, złożony z tarcz, ustawionych względem siebie równolegle i w niewielkiej odległości, która ma co najmniej jeden kanał wlotowy, usytuowany w płaszczyźnie obrotu tarcz, zaś tarcze mają wokół swej osi otwory przepływowe dla czynn ika, według wynalazku jest to, że co najmniej jedna tarcza ma na powierzchniach bocznych rowki. Zastosowanie rowków na co najmniej jednej tarczy poprzez zwiększenie powierzchni oddziaływania przepływu z taką tarczą pompy powoduje zwiększenie sił adhezyjnych oraz poprzez wyprofilowanie tej powierzchni, powoduje powstanie sił ciśnieniowych działających na powierzchniach bocznych rowków.The essence of the adhesive pump having an impeller inside the housing, composed of disks arranged parallel to each other and at a short distance, which has at least one inlet channel located in the plane of rotation of the disks, and the disks have flow openings around their axis for the medium, according to the invention it is that at least one disc is grooved on the side faces. The use of grooves on at least one disk, by increasing the surface of the flow interaction with such a pump disk, increases the adhesive forces and, by profiling this surface, causes pressure forces acting on the side surfaces of the grooves.

Oprócz rozwiązania głównego definiuje się też korzystne postacie zaproponowanej pompy adhezyjnej, a mianowicie:In addition to the main solution, the preferred forms of the proposed adhesive pump are also defined, namely:

- korzystnie, rowki mają zmienną szerokość albo/i głębokość w kierunku przepływu,preferably, the grooves have a variable width and / or depth in the direction of flow,

- ponadto rowki pomimo, że generalnie nie są ograniczone co do kształtu, ale korzystnie, w przekroju poprzecznym mają kształt spośród następujących kształtów: trójkąta, prostokąta, trapezu, półokręgu i półelipsy,- moreover, the grooves although generally not limited in shape, but preferably have a cross-sectional shape among the following shapes: triangle, rectangle, trapezoid, semicircle and semi-ellipse,

- korzystnie, co najmniej jeden kanał wlotowy stanowi co najmniej jedna dysza lub spirala dolotowa.- preferably, the at least one inlet conduit is at least one inlet nozzle or spiral.

W zaproponowanej pompie następuje znaczny wzrost wypadkowej siły działającej na czynnik w porównaniu z pompą wyposażoną w tarcze wirnikowe bez rowków. Tym samym, rośnie sprawność pompy i maleje moc potrzebna do jej napędu, w porównaniu do klasycznej pompy Tesli, przy tej samej geometrii i parametrach pracy. Szczególnie korzystne jest zastosowanie zaproponowanego rozwiązania w pompach o małych mocach i małych natężeniach przepływu.In the proposed pump, there is a significant increase in the resultant force acting on the medium as compared to the pump equipped with impeller disks without grooves. Thus, the efficiency of the pump increases and the power needed to drive it decreases, compared to the classic Tesla pump, with the same geometry and operating parameters. It is particularly advantageous to use the proposed solution in pumps with low power and low flow rates.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1, fig. 2, fig. 3 przedstawiają przykłady różnie ukształtowanych rowków na powierzchni tarcz pompy, a fig. 4 przedstawia schemat ideowy pompy adhezyjnej z rowkami.The subject matter of the invention is illustrated in the drawing in which Figures 1, 2, 3 show examples of differently shaped grooves on the surface of the pump discs, and Figure 4 shows a schematic diagram of an adhesive pump with grooves.

W pompie adhezyjnej według wynalazku siły adhezyjne i siły ciśnieniowe działające na powierzchnie boczne odpowiednio ukształtowanych rowków 2 na tarczy lub tarczach pompy 1, powodują wzrost sumarycznej siły działającej na przepompowywany czynnik, a w efekcie wzrost sprawności pompy i zmniejszenie mocy potrzebnej do jej napędu. Zasilanie pompy jest realizowane przy pomocy jednej lub wielu dysz 3 lub spirali dolotowej.In the adhesive pump according to the invention, the adhesive forces and pressure forces acting on the side surfaces of the appropriately shaped grooves 2 on the pump disk or disks 1 cause an increase in the total force acting on the pumped medium, and as a result, an increase in the pump efficiency and a reduction in the power required to drive it. The pump is fed by one or more nozzles 3 or a spiral inlet.

Tarcza pompy 1 ma na swej powierzchni odpowiednio ukształtowane rowki 2, przy czym, rowki mogą być różnie ukształtowane, przykładowo w kształcie trójkąta, prostokąta, trapezu, półokręgu, półelipsy, jak pokazano na fig. 3. Ponadto mogą posiadać zmienną szerokość oraz zmienną głębokość w kierunku przepływu. Takie ukształtowanie rowków zwiększa powierzchnię kontaktu tarcz z przepływającym czynnikiem i tym samym zwiększa siły adhezji na powierzchni tarczy pompy 1, a ponadto na bocznych powierzchniach rowków 2 powstają siły ciśnieniowe dodatkowo zwiększające siłę oddziaływania na przepompowywany czynnik, co prowadzi do wzrostu sprawności pompy i zmniejszenia mocy potrzebnej do jej napędu.The pump disc 1 has correspondingly shaped grooves 2 on its surface, and the grooves can be shaped in various ways, for example in the shape of a triangle, rectangle, trapezoidal, semi-circle, half-ellipse, as shown in Fig. 3. Moreover, they can have a variable width and a variable depth in flow direction. Such a shape of the grooves increases the contact surface of the discs with the flowing medium and thus increases the adhesion forces on the surface of the pump disc 1, and moreover, pressure forces arise on the side surfaces of the grooves 2, which additionally increase the force acting on the pumped medium, which leads to an increase in the efficiency of the pump and a reduction of the power required to its drive.

Tarcza wirnika pompy według wynalazku może być szczególnie korzystnie zastosowana w pompach o małych mocach i małych natężeniach przepływu.The pump impeller according to the invention can be used particularly advantageously in pumps with low power and low flow rates.

Claims

1. Adhesive pump with an impeller inside the housing, composed of discs arranged parallel to each other and at a short distance, the pump having at least one inlet channel located in the plane of rotation of the discs, and the discs have openings around their axis

For the medium, characterized in that at least one disc has grooves (2) on its side surfaces.

2. The adhesive pump according to claim 1 3. The apparatus of claim 1, characterized in that the grooves (2) have a variable width and / or depth in the direction of flow.

3. The adhesive pump according to claim 1, A method according to claim 1 or 2, characterized in that, in cross-section, the grooves (2) have the shape of the following shapes: triangle, rectangle, trapezoid, semicircle and semi-ellipse.

4. The adhesive pump according to Claim 3. The method of claim 1, 2 or 3, characterized in that at least one inlet conduit is formed by at least one nozzle (3) or an inlet spiral.