PL45511B1 - - Google Patents

Description

RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 45511 VEB Zentrale EntiDicklung und Konstruktion (ZEK) Pumpen und Verdichter*) Halle/Saale, Niemiecka Republika Demokratyczna Samozasysajqca pompa wirowa Patent trwa od dnia 17 czerwca 1961 r.

Wynalazek niniejszy dotyczy samozasysajacej pcmpy wirowej z pomocnicza ciecza obiegowa, zaopatrzonej w urzadzenia do odgradzania na wirniku przekrojów wlotowych, które sa po¬ laczone z króccem ssawnym i z przewodami powrotnymi dla cieczy pomocniczej, a takze w spiralny kadlub i w umieszczone przed króc¬ cem tlocznym urzadzenie odprezajace.

Znane jest zaopatrywanie pomp wirowych w urzadzenia, które zapewniaja samozasysal- nosc tych pomp. Za pomoca mozliwie malych nakladów urzadzenia te powinny umozliwiac uzyskanie najkrótszych czasów zasysania, a przy ich ksztaltowaniu zalezy na tym, aby nie oddzia¬ lywaly w znacznym stopniu na przebieg prze¬ plywu w pracujacej pompie i aby mozna bylo uzyskiwac optymalne sprawnosci przy pompowa¬ niu. Do zasysania jest konieczna pewna ilosc ?Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze twórca wynalazku jest Siegfried Ffeffer. cieczy pomocniczej, która pompa jest po raz pierwszy napelniona i po unieruchomieniu pom¬ py zostaje w niej przechowywana Zv ;m i -ipa obiegu cieczy pomocniczej, wywolywanego we¬ wnatrz uruchomionej pompy wiiowej, spowodo¬ wane zostaje zasysanie powietrza. Ten obieg cieczy pomocniczej zostaje równiez wylaczony, gdy pompa zaczyna pompowac.

Na somozasysajacych pompach wirowych z spiralnym kadlubem, znany jest uklad wydra¬ zonych lopatek na.wirniku oraz polaczenie poczat¬ ku spirali kadluba z uchodzacym do krócca tlo¬ cznego koncem spirali kadluba za posrednictwem otworu przelotowego. Za pomoca wydrazonych lopatek, otwartych promieniowo na zewnatrz i otworów w pokrywie wirnika, polaczonych z wnetrzem kadluba, powietrze z przewodu ssaw¬ nego jest wysysane poprzez przewód okrezny, przylaczony do najwyzszego miejsca przewo¬ du ssawnego, a przez zawirowanie z obiegajacym pierscieniem kolowym cieczy pomocniczej tloczo-ne jest do krócca tlocznego. Pb unieruchomieniu pompy wirowej ilosc cieczy pomocniczej ustala sie na jednakowym poziomie przez nadanie odpo¬ wiedniego ksztaltu kadlubowi i przez przylacze¬ nie przewodu ssawnego do kadluba wedlug od¬ powiedniego zwierciadla cieczy. Niezawodnosc dzialania tego wykonania budzi watpliwosci wskutek dodania waskich wydrazen i za po¬ moca takiej zasady zasysania nie osiaga sie duzych Wydajnosci zasysania, a uksztaltowanie wirnika z wydrazonymi lopatkami pogarsza sprawnosc i utrudnia wykonanie Jako somozasysajace urzadzenie na pompach wirowych ze spiralnym kadlubem znana jest równiez siegajaca do ssawnego wlotu wirnika zasuwa, która z mozliwoscia osiowego przesuwu prowadzona jest w kadlubie; Zasuwa jest wy¬ drazona i ma przewody dla polaczenia przewodu ssawnego z wirnikiem oraz dla wylotu powiet¬ rza wyciskanego przez wlot ssawny wirnika za pomoca obiegajacego pierscienia cieczy pomocni¬ czej. Wylot powietrza z kadluba moze byc za¬ mykany badz za pomoca zaworu zwrotnego, badz tez za pomoca powierzchni sterujacej przesuwanej zasuwy. Przy przewodzie ssaw¬ nym ukosnie uchodzacym do wlotu ssawnego wirnika, mozna zasuwe tak daleko przesuwac, ze podczas pompowania przeplyw ssacy nie jest przez zasuwe zaklócany. To na zasadzie wodnej oparte urzadzenie samozasysajace wymaga spe¬ cjalnego (uszczelnienia pomiedzy zasuwa i jej prowadzeniem w kadlubie, jezeli maja byc osiagniete krótkie czasy zasysania. Naklady na wykonanie przesuwanej zasuwy sa stosunkowo duze. Poniewaz z pompy wychodzi gaz lub po¬ wietrze, wiec przy trujacych gazach wymagane jest specjalne zapobieganie.

W wielostopniowych pompach znane jest takie wykonanie urzadzenia samozasysajacego, ze w skierowanym ku górze króccu ssawnym umie¬ szczone zebra dziela osiowy wlot wirnika na dwa kanaly, z których jeden dla cieczy pomo¬ cniczej, a drugi — do zasysania powietrza, wskutek czego komory miedzylopatkowe wir¬ nika zasilane sa kolejno na przemian ciecza pomocnicza i powietrzem. Mieszanka powie¬ trze — ciecz, poprzez spiralnie do wewnatrz przebiegajacy kanal, doprowadzana jest do dru¬ giego miejsca zasilania, a zebrane wraz z nia powietrze wydziela sie w przestrzeni odpre¬ zajacej, umieszczonej po stronie tloczenia. Obieg cieczy pomocniczej moze byc wylaczany za po¬ moca zaworów, które lacza kródec tloczny z króccem ssawnym. Za pomoca tego urzadze¬ nia nie mozna uzyskac optymalnej wydajnosci zasysania, gdyz podczas zasysania przeplyw niekorzystnie przebiega wewnatrz urzadzenia pompujacego. W czasie pracy powstaja duze straty, które niekorzystnie wplywaja na spraw¬ nosc.

Nastepne z kolei znane wykonanie, w którym powietrze i ciecz pomocnicza doprowadzane sa do wirnika w zmieniajacej sie kolejnosci, w cza¬ stkowych ilosciach w podobny sposób, jak w ostatnio opisanej konstrukcji stosuje sie tlok umieszczony dokola wlotu ssawnego i przesuwa¬ ny w kierunku osiowym za pomoca kola zebate¬ go, który to tlok zawiera pomocnicza przestrzen ssawna z jednym otworem doplywowym dla cie¬ czy pomocniczej oraz z dwoma otworami wyloto¬ wymi zasilajacymi wirnik, która wlaczona jest do obiegu cieczy pomocniczej. Pelny wlot do wirnika zostaje odslaniany przez przesuwanie tloka w kierunku „od wirnika", a jednoczesnie w rym polozeniu tlok przerywa obieg cieczy pomocniczej, gdy otwór doplywowy w pomoc¬ niczej przestrzeni ssawnej zostaje przykryty przez sciane .kadluba. W tym wykonaniu nieko¬ rzystnie wypada to, ze wskutek siegajacego do wewnatrz wdotu ssawnego wirnika tloka, nie mozna woale nadac wirnikowi optymalnego stosunku Ds : Dw, wskutek czego sprawnosc hy¬ drauliczna zostaje pogorszona, a zdolnosc za¬ sysajaca wirnika zmniejszona. W wykonaniu tym niekorzystne jest to, ze przez wiekszy lub mniejszy doplyw do wewnatrz dwóch stru¬ mieni cieczy pomocniczej i dwóch strumieni po¬ wietrza do kierownic, powstaje niekorzystne oddzialywanie ha zdolnosc zasysania powie¬ trza, a równiez na wydzielanie sie powietrza na przejsciu do przewodu tlocznego, tak ze nie mozna uzyskac optymalnych czasów zasysania.

"-Wedlug innego jeszcze, znanego urzadzenlia samozasysajacego o takiej samej zasadzie zasy¬ sania, jak w ostatnio opisanym wykonaniu, prze¬ suwny tlok zostal zastapiony przez dwie wcho¬ dzace do wlotu wirnika scianki dzialowe, które równoczesnie odgradzajac, zawezaja przewód ssawny, poczynajac ód otworu krócca ssawnego az do wlotu ssawnego wirnika. Z drugiej stro¬ ny te scianki dzialowe tworza z kadlubem ka¬ naly, które poprzez otwory w scianie kadluba pomiedzy przestrzenia ssawna i tloczna, polaczo¬ ne sa z przestrzenia odprezania, polozona przed lub obok krócca tlocznego. Przez te wlasnie ka¬ naly obieg czieczy pomocniczej zostaje podzie¬ lony na dwa strumienie czastkowe, których od¬ dzielne zasilanie wlotu/wirnika powoduje takie - 3 -dostarczanie zassanego do odgrodzonego prze¬ wodu ssawnego powietrza do tych czastkowych strumieni, ciagle pobieranych przez kanaly miedzylopatkowe wirnika, ze z^obydwóch two¬ rzacych sie w wirniku spirali cieczy pomocni¬ czej, dwie spirale powietrza w sposób podobny do dzialania pompy tlokowej tloczone sa przez kanaly miedzylopatkowe wirnika do kadluba spiralnego, a wreszcie powietrze to osiaga kró- ciec tloczny, znajdujacy sie za jezykiem spi¬ ralnego kadluba. Te nieruchome scianki dzialo¬ we powoduja obnizenie sie sprawnosci, gdyz podczas pracy pompy wlot do wirnika nie moze byc calkowicie zasilany pompowana ciecza i obieg cieczy pomocniczej nie moze byc od¬ laczany. Ponadto i tu istnieje wada ujemnego oddzialywania na czas zasysania przez podzial na dwa strumienie cieczy pomocniczej i dwa strumienie powietrza. Celem wynalazku jest stworzenie pompy wirowej z urzadzeniem samo- zasysajacym o optymalnej sprawnosci podczas pracy i najkrótszym czasie zasysania, przy czym element konieczny dla celów zasysania wymaga malych nakladów finansowych i nie szkodzi optymalnym charakterystykom urza¬ dzenia pompujacego.

Wedlug wynalazku zostaje to w ten sposób osiagniete, ze w celu odgrodzenia polaczonego z króccem ssawnym przekroju wlotowego na wirniku, oraz polaczonego z przewodem po¬ wrotnym dla cieczy pomocniczej przekroju wlotowego na wirniku, przed jego wlotem ssa¬ wnym umieszczona jest scianka dzialowa, na stale polaczona z kadlubem pompy, albo prze¬ suwana w kadlubie pompy scianka dzialowa, przy czym utworzona w wirniku spirala cieczy trafia swym zewnetrznym brzegiem na znany wierzcholek jezyka znanej kierownicy i wraz z spirala powietrzna wplywa wprost do znanego przewodu tlocznego, a nieruchoma scianka dzia¬ lowa ma prowadzone we wlocie ssawnym wir¬ nika powierzchnie kierujace oraz otwór, który moze byc zamykany i otwierany za pomoca grzybka zaworowego w taki sposób umieszczo¬ nego zaworu zamykajacego, ze przy otwarciu otworu przez grzybek zaworowy, otwór laczacy przewód powrotny z przekrojem wlotowym za¬ mykany jest, w celu znanego w istocie zamy¬ kania obiegu cieczy pomocniczej, albo ze obieg cieczy pomocniczej zamykany jest na otworze laczacym, przez przesuwana scianke dzialowa.

Inne rozwiazanie wedlug wynalazku polega na tym, ze do odgradzania polaczonego z króc¬ cem ssawnym przekroju wlotowego na wirniku i polaczonego z przewodem powrotnym dla cie¬ czy pomocniczej przekroju wlotowego na wirni¬ ku, przed i wewnatrz jego wlotu ssawnego w kadlubie pompy, istnieje w czasie procesu za¬ sysania zwierciadlo cieczy, przy czym utworzo¬ na w wirniku i kierownicy spirala cieczy wraz z spirala powietrzna wplywa bezposrednio do przewodu ssawnego, a do znanego w istocie zamykania obiegu cieczy pomocniczej, zamykany jest otwór laczacy przewód powrotny z przekro¬ jem wlotowym, za pomoca umieszczonego w otworze laczacym, przez strumien cieczy po¬ mocniczej zabieranego, albo recznie przedstawia¬ nego elementu zamykajacego.

Dalsze korzystne uksztaltowanie wynalazku zostalo osiagniete przez to, ze umieszczony w kadlubie pompy, bezposrednio z przewodem powrotnym polaczony przewód tloczny, przer¬ wany jest w obszarze krócca tlocznego, a przed i za króccem tlocznym na zewnetrznej czesci swego przekroju jest mniej wiecej jednakowy, a wewnetrzna czesc przewodu przed króccem tlocznym, w kierunku szerokosci rozszerzona, dostosowana jest do przeswitu krócca tlocznego.

Wedlug wynalazku uzyskuje sie korzystne wykonanie przez to, ze przesuwna scianka dzia¬ lowa prowadzona jest az do wlotu ssawnego wirnika W dalszym ciagu wynalazek zostanie opisa¬ ny na podstawie kilku przykladów wykonania, przy czym na rysunku fig. 1 i 2 pokazuja samo- zasysajaca pompe wirowa z obszarem odpreza¬ nia oraz ze scianka dzialowa, wyposazona w po¬ wierzchnie kierujace, w przekroju wzdluznym i poprzecznym, fig. 3 i 4 — samozasysajaca pompe wirowa z ograniczeniem ciecza i elemen¬ tem zamykajacym, w przekroju wzdluznym i po¬ przecznym, fig. 5 i 6 — samozasysajaca pompe wirowa z przesuwnie uksztaltowana scianka dzialowa w przekroju wzdluznym i poprze¬ cznym.

Podczas procesu zasysania ciecz pomocnicza w przestrzeni ssawnej 1 pompy zostaje odgro¬ dzona nieruchoma scianka dzialowa 2 (fig. 1,2) lub przesuwana scianka dzialowa 3 (fig. 5,6) albo tez lustrem 4 cieczy (fig. 4), od przekroju wloto¬ wego 20, i w ten sposób wchodzi ona tylko do pewnej liczby kanalów miedzylopatkowych 5 wirnika 6. Z wirujacego wirnika 6* ciecz po¬ mocnicza w kanalach miedzylopatkowych 5 wirnika 6, zostaje spiralnie przeprowadzana *ia zewnatrz do kierownicy 7, przy czym zew¬ netrzne ograniczenie spirali cieczy trafia na wierzcholek 24 kierownicy 7. Jednoczesnie z tworzeniem sie spirali 8 cieczy, w przekroju -3wJntowjsn. & "wirtrifca 1$, polaczonym z króccem ssawnym 18, powstaje w kanalach miedzylo- patkowych 5 w wirniku 6 spirala powietrzna 10, która po wewnetrznej stronie spirali 8 cieczy, przebiegajac w tym samym kierunku, z wirni¬ ka f tloczona jest do przewodu tlocznego 19 poprzez kierownice 7. Prowadzaca powietrze czesc 12 przewodu, przed wlotem do krócca tlo¬ cznego 13 jest rozszerzona, co umozliwia krzy¬ zowanie sie spisali powietrznej 10 z spirala B cieczy, przy wlocie do krócca tlocznego 13, przy czym powietrze uchodzi przez króciec tloczny 13. Wskutek swej energii przeplywu, spirala cieczy przechodzi przez przeswit krócca tlocznego 13 i przez kanal powrotny 11 jest doprowadzana do przestrzeni ssawnej 1. Spirala ciecz — powietrze moze byc równiez doprowa¬ dzana do umieszczonej w kadlubie 14 pompy komory odprezenia |5 (fig. 1), która sluzy do odprezania przeplywajacej cieczy 1 jednoczesnie umozliwia latwe uchodzenie powietrza do króc¬ ca tlocznego 13. Po ukonczeniu procesu zasy¬ sania i zasilania kanalów miedzylopatkowych 5 wirnika 6, przeznaczona do pompowania ciecza, przerwany zostaje obieg cieczy pomocniczej za pomoca elementu zamykajacego, umieszczonego w sciance dzialowe] 2 lub w kadlubie 14 pompy.

Element zamykajacy sklada sie badz z grzybka zaworowego 16 (fig. 1), który zamyka lub otwie¬ ra otwór 22 w nieruchomej sciance dzialowej .?, zaopatrzonej w powierzchnie prowadzace 21 oraz otwór laczacy 23 pomiedzy przekrojem wlotowym w wirniku i przewodem powrotnym U, badz z porywanego przez strumien cieczy pomocniczej obrotowego organu zamykajacego 17 ifig- 3), badz taz z przesuwanej scianki dzialo¬ wej 3 (fig. 5), która w swym wysunietym z wir¬ nika 6 polozeniu krancowym zamyka przewód powrotny 11. Uruchamianie przesuwnej scianki dzialowej 3 lub grzybka zaworowego 10 moze odbywac sie recznie lub samoczynnie. Element zamykajacy 17 zamyka otwór laczacy 23, po pelnym zasileniu pompy przeznaczona do pom¬ powania ciecza, i przerywa w ten sposób obieg cieczy pomocniczej.

Za pomoca semozasysajacego urzadzenia we¬ dlug wynalazku, pracujacego na zasadzie spirali ciecz — powietrze, zostalo uzyskane znaczne skrócenie czasu zasilania oraz zostala uzyskane sprawnosc mniej wlecej taka sama) jak w nor¬ malnych niesamozasysajacych promieniowych pompach wirowych. Dalsza zaleta tego urzadze¬ nia jest prosta postac konstrukcyjna i rozszerze¬ nie mozliwosci jego stosowania do pompowania zanieczyszczonych cieczy. fZ-ats-t-rz-ezenla 1. Samozasysajaca pompa wirowa z pomocnicza ciecza obiegowa, zaopatrzona w urzadzenia do odgradzania «na wirniku przekrojów wloto¬ wych, które sa polaczone z króccem ssawnym oraz do odgradzania na wirniku przekrojów wlotowych, które sa polaczone z przewodami powrotnymi dla cieczy pomocniczei w ka¬ dlub spiralny oraz w umieszczona pod króc¬ cem tlocznym przestrzen odprezajaca, zna¬ mienna tym, ze do odgrodzenia polaczonego króccem ssawnym (18) przekroju wlotowego (9) na wirniku (6) oraz polaczonego kanalem powrotnym (11) -dla checzy pamoLUjezej prze¬ krojem wlotowym (20) na wirniku (6), przed jego wlotem ssawnym umieszczona jest po¬ laczona na stale z kadlubem (14) pompy scianka dzialowa (2) lub przesuwana scian¬ ka dzialowa (3), przy czym utworzona w wirniku (6) spirala (8) cieczy trafia swym zewnetrznym brzegiem na znany wierzcholek (24) jezyka znanej kierownicy (7) i wraz ze spirala powietrzna (10) wplywa wprost dozna¬ nego przewodu tlocznego (19), a nieruchoma scianka dzialowa (2) zaopatrzona jest w pro¬ wadzone we wlocie ssawnym wirnika (6) powierzchnie kierujace (21) oraz w otwór (22), ktsry moze byc zamykany i otwierany za pomoca grzybka zaworowego (16), w taki sposób umieszczonego zaworu zamykajacego, ze przy otwarciu otworu (22) przez grzybek taworowy (*5), otwór laczacy (23) przewód powrotny (lfy z przekrojem wlotowym1 420) zostaje zamykany, dla uzyskania «nanego w istocie zamykania obiegu cleezy pomocni¬ czej, Albo ze obieg cieczy pomocniczej zosta¬ je zamykany na otworze laczacym (23) przez przesuwana scianke dzialowa (3). 2. Samozasysajaca pompa wirowa z póm*<»ni- cza ciecza obiegowa, zaopatrzona w urzadze¬ nia do odgradzania na wirniku przekrojów wlotowych, które sa polaczone z króccem ssawnym, oraz do odgradzania na wirniku przekrojów wlotowych, które polaczone sa z przewodami powrotnymi dla cieczy pomoc¬ niczej, w spiralny kadlub oraz w umieszczo¬ na przed króccem tlocznym przestrzen od¬ prezajaca i poziomy wal pompy, znamienna tym, ze do odgradzania polaczonego z króc¬ cem ssawnym (18) przekroju wlotowego (9) na wirniku (6), i polaczonego z przewodem powrotnym (11) dla cieczy pomocniczej prze¬ kroju wlotowego (20) na wirniku (6), przed i w jego wlocie ssawnym, w kadlubie {14) pompy istnieje podczas procesu ssania lustro — 4 —cieczy (4)t przy czym utworzona w wirniku (6) spirala (8) cieczy swym zewnetrznym brzegiem trafia na znany wierzcholek (24) jezyka znanej kierownicy (7) i wraz ze spi¬ rala powietrzna (10) wplywa wprost do zna¬ nego przewodu tlocznego (19), a do znanego w istocie zamkniecia obiegu cieczy pomocni¬ czej sluzy otwór (23), laczacy przewód po¬ wrotny (11) z przekrojem wlotowym (20), za¬ mykany za pomoca umieszczonego w otworze laczacym (23), porywanego przez strumien cieczy pomocniczej albo tez recznie przes¬ tawianego elementu zamykajacego (7). 3. Samozasysajaca pompa wirowa wedlug zastrz. 1 lub 2, znamienna tym, ze umieszczo¬ ny w kadlubie (14) pompy, bezposrednio z przewodem powrotnym (W polaczony prze¬ wód tloczny (19), jest przerwany w obrebie krócca tlocznego (13), a przed i za króccem tlocznym (13), w zewnetrznej czesci swego przekroju jest mniej wiecej jednakowy, a we¬ wnetrzna czesc (12) przewodu, rozszerzona przed króccem tlocznym, dostosowana jest do przeswitu krócca tlocznego (13). 4. Samozasysajaca pompa wirowa, wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze przesuwana scianka dzialowa (3) prowadzona jest az do wlotu ssawnego wirnika (6).

VEB Zentrale Entwicklung und Konstrukction (ZEK) Purapen und Verdichter Zastepca: mgr Józef Kaminski rzecznik patentowy ftg.1 Pic. 1Do opisu patentowego nr 45511 Ptzekrij A Fic. 2 Fig i PriekrA & Ftg.S Fig. 6 P.W.H. wzór j«4noraz. zam, .. PWKe, Czst. zam. 3550 li.XII.6l 100 egz. Al pism. ki. Ul