Pierwszenstwo: Opublikowano: 5.XII.1969 58736 KI. 59 b, 5/41 MKP FOOh.JKIEYTELNIA Urzedu Patentów r pirls^»j taaffluyjii-.ei u: Twórca wynalazku: mgr inz. Eugeniusz Bak Wlasciciel patentu: Glówny Instytut Górnictwa, Katowice (Polska) Wielostopniowa pompa do transportu cieczy zwlaszcza zawierajacych ciala stale i Przedmiotem wynalazku jest wielostopniowa pompa o dzielonej budowie kadluba i przeciw¬ bieznym ukladzie do transportu cieczy zwlaszcza zawierajacych ciala stale intensywnie dzialajace scierajaco na czesci skladowe pompy.Dotychczas znane i stosowane wielostopniowe pompy rotodynamiczne, a w szczególnosci odsrod¬ kowe nie znajdowaly zastosowania do transportu cieczy zawierajacych ciala stale o intensywnym dzialaniu erozyjnym. Dla tych celów byly uzy¬ wane najczesciej jednostopniowe pompy odsrod¬ kowe o wzmocnionych kadlubach i zmodyfikowa¬ nych ksztaltach wirników. Znane odsrodkowe pompy wielostopniowe maja rózne rozwiazania konstrukcyjne. Najczesciej sa budowane jako jed- nostrumieniowe, których uklady blizniaczych sto¬ pni mieszcza sie w niedzielonym kadlubie, zaopa¬ trzonym w jednym koncu w króciec ssawny, a w drugim w króciec tloczny.Jednostrumieniowe pompy buduje sie takze o dzielonych kadlubach, które skladaja sie z pier¬ scieni obejmujacych poszczególne stopnie tlocze¬ nia, przy czym pierscienie sa zwierane krancowy¬ mi pokrywami za pomoca srub sciagajacych je w jedna calosc. Znane sa takze odsrodkowe pom¬ py dwustrumieniowe, skladajace sie z dwóch przeciwbieznych ukladów tloczacych, wyposazo¬ nych w jednakowe lub zróznicowane stopnie tlo¬ czace w poszczególnych ukladach. Najczesciej stosowane sa uklady dwustrumieniowe umieszczo- 10 15 25 30 ne w korpusach niedzielonych, w których sa wy¬ konane jednoczesnie przewalowe kanaly lub otocz¬ ki laczace uklady szeregowo.Znane sa równiez dwustrumieniowe uklady sy¬ metryczne w pompach zaopatrzone w dwa krócce ssawne i wspólny króciec tloczny, w których oby¬ dwa uklady pracuja równolegle, przy czym sa one budowane z kadlubami dzielonymi lub nie- dzielonymi. Wszystkie znane kadluby dzielone pomp maja uszczelnienia pomiedzy pierscieniami, które stykaja sie bezposrednio z tloczonym pom¬ pa czynnikiem, a w wypadku mieszanin dziala¬ jacych erozyjnie sa narazone na uszkodzenie.Omówione rozwiazania wielostopniowych pomp odsrodkowych przy zastosowaniu do transportu mieszanin wody i cial stalych, wykazuja wiele istotnych wad i niedomagan. Przede wszystkim w pompach o ukladach dzielonych, erozyjne dzia¬ lanie czynnika powoduje szybkie niszczenie usz¬ czelnien oraz ustawowych powierzchni dolegaja¬ cych w pierscieniach kadluba* co skraca zywot¬ nosc pomp oraz zmusza do czestej wymiany uszczelnien. W pompach o jednolitych kadlubach, silnie scierajace dzialanie mieszaniny powoduje nadmierne zuzywanie sie jego fragmentów, co ma te zasadnicza wade, ze powoduje koniecznosc za¬ stosowania nowego, drogiego i skomplikowanego w wykonaniu kadluba. Nie: eliminuje natomiast tej wady zastosowanie na przyklad materialów trudno scierajacych sie,, poniewaz sa one drogie 5873658736 3 i technologicznie trudne do opanowania, zwlasz¬ cza przy wykonaniu skomplikowanego ksztaltu kadluba pompy.Poza tym w ukladach dwustrumieniowych ka¬ dluby niedzielone stwarzaja dodatkowe trudnosci 5 ze wzgledu na przekroje i zuzycie kanalów _prze- walowych. Natomiast w kadlubach dzielonych dwustrumieniowych sasiadujace komory prze- walowe ostatnich stopni tloczacych sa wykony¬ wane jako wspólny kadlub jednolity, co wymaga 10 stosowania wzmocnionej budowy tego elementu ze wzgledu na skomplikowany charakter obcia¬ zen i podraza jego wykonanie, a mimo to w przypadku pompowania mieszanin cieczy i cial stalych, element ten ulega bardzo szybkiemu zu- 15 zyciu.Celem wynalazku jest usuniecie wad wystepu¬ jacych w pompach wielostopniowych stosowa¬ nych dotychczas, a szczególnie w pompach stoso¬ wanych do transportu cieczy zawierajacych ciala 20 stale.Cel ten osiagnieto przez skonstruowanie pompy wielostopniowej o dzielonej budowie kadluba i dwu symetrycznych, przeciwbieznych ukladach tloczacych polaczonych w szereg. Istota wynalaz- 25 ku jest to, ze sasiadujace ze soba komory konco¬ wych stopni ukladów tloczacych o przeciwnych kierunkach przeplywu sa zaopatrzone w jedna¬ kowe pierscienie kadluba z tlocznymi króccami i sa polaczone ze soba poprzez wspólna przegro- 30 de dzialowa za pomoca wspomagajacych srub umieszczonych na zewnatrz kadluba. Przy tym polaczenia pomiedzy tlocznymi pierscieniami a dzialowa przegroda oraz pomiedzy miedzystopnio- wymi pierscieniami kadluba a przewalowymi prze- 35 grodami sa zaopatrzone w elastyczne wkladki za¬ bezpieczajace, umieszczone od strony dzialajace¬ go od wewnatrz czynnika przed pierscieniami uszczelniajacymi czesci kadluba.Polaczenia uszczelniajace pierscieni kadluba i 40 przegród moga miec rózne ksztalty dolegajacych do siebie powierzchni labiryntowych, a takze mo¬ ga miec osobne pierscienie uszczelniajace dla kaz¬ dego labiryntu, przy czym kazdy z labiryntów uszczelniajacych jest od srodka zaopatrzony w 45 zabezpieczajaca wkladke, która jest wykonana z materialu elastycznego, gabczastego lub plastycz¬ nego. Wewnetrzne czynne powierzchnie pierscieni k&dluba moga byc ponadto zaopatrzone w utwar¬ dzona warstwe zespojona trwale z materialem 50 tych pierscieni..Rozwiazanie konstrukcyjne pompy wedlug wy¬ nalazku charakteryzuje sie przede wszystkim pel¬ na szczelnoscia oraz trwaloscia uszczelnien ka¬ dluba, co udalo sie uzyskac dzieki umieszczeniu E5 przed zasadnicza uszczelka wkladki elastycznej zabezpieczajacej te uszczelke od erozyjnego dzia¬ lania czynnika transportowanego pompa. Poza tym takie rozwiazanie zabezpiecza powierzchnie pasowan w kadlubie przed uszkodzeniami i zni- 60 szczekiem przez dzialanie erozyjne czynnika, przy czyrti powierzchnie dolegajace do ochronnych wkladek nie wymagaja starannej obróbki, co ulatwia i potania produkcje pomp.Jednoczesnie symetryczna budowa ukladów w 65 4 pompie upraszcza znacznie jej technologie wy¬ twarzania przez produkcje czesci powtarzalnych, co ulatwia takze eksploatacje, poniewaz pozwala na wymiane i zamiane elementów szybciej zuzy¬ wajacych sie w poszczególnych ukladach. Nato¬ miast skladana i dzielona budowa kadluba pom¬ py sprzyja mozliwosciom róznicowania materia¬ lów na poszczególne czesci wedlug stopnia zuzy¬ wania sie ich podczas pracy, dlatego elementy narazone na erozje moga byc wykonane z ma¬ terialów trwalszych i drozszych, a czesci nie zu¬ zywajace sie nadmiernie moga byc wykonywane z materialów tanszych.Wreszcie zestawienie obok siebie pierscieni tlo¬ cznych i polaczenie ich przez przegrode osobnymi srubami usztywnia korpus pompy i powoduje zwiekszenie wytrzymalosci calej pompy przez od¬ ciazenie srub sciagajacych pokrywy. Zapewnia to mozliwosc wymiany czesci podlegajacych naj¬ wiekszemu zuzyciu w pompie i jest bardzo ko¬ rzystne ze wzgledu na ekonomike produkcji i eksploatacji. Przy czym symetryczny rozklad zlacz- nych srub umozliwia ustawianie krócców pompy w róznych polozeniach co 90°, co pozwala na korzystny rozklad obciazen pompy cisnieniem w króccach. Ponadto budowa pompy ulatwia prace montazowe przy naprawach oraz przy ustawianiu urzadzenia na miejscu pracy.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przy¬ kladowym wykonaniu na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia pompe w rzucie bocznym wzdluz osi walu z pokazanymi za pomoca wyrwania wnetrzami stopni tloczacych, fig. 2 — pompe w przekroju bocznym wzdluz linii K—K zaznaczonej na fig. 1, fig. 3 — szczegól „S" polaczenia uszczel¬ niajacego zaznaczony na fig. 1, przy czym z pra¬ wej strony jest przedstawiona odmiana pierscie¬ nia kadluba z warstwa utwardzona.Wielostopniowa pompa wedlug wynalazku skla¬ da sie z dwóch symetrycznych ukladów tloczacych, polaczonych szeregowo i przeciwbieznie, z któ¬ rych uklad A jest niskocisnieniowy, a uklad B jest wysokocisnieniowy. Obydwa uklady A i B sa osadzone na wspólnym wale 1 podpartym na koncach lozyskami 2 oraz skladaja sie z identycz¬ nych czesci. Sklad ukladu A lub B\ stanowi kran¬ cowa pokrywa 3 zaopatrzona w ssawny króciec 4, miedzystópniowe pierscienie 5 z interwalowymi przegrodami 6 kadluba, zaopatrzone w kierownice i osadzone na wale 1 wirniki 7 jednakowe dla wszystkich stopni oraz tloczne pierscienie 8 ka¬ dluba zaopatrzone w tloczne krócce 9 i polaczone ze soba przez dzialowa przegrode 10. Przy czym wewnatrz pierscieni 8 sa osadzone na wale 1 wir¬ niki 7 ostatnich stopni tloczenia oraz przewalpwe przegrody 11 oparte o ustawcze kolnierze 12 prze¬ grody 10, która jest uszczelniona na wale dlawi¬ ca 13 i oddziela od siebie uklady A i B.' Poza tym tloczne pierscienie 8 sa wyposazone na zewnatrz w mocujace uszy 14, rozstawione sy¬ metrycznie na obwodzie co 90° i zaopatrzone w otwory 15, w których sa umieszczone wspomaga¬ jace sruby 16 zaopatrzone na koncach w nakretki 17, laczace pierscienie 8 ze soba i z przegroda 10.Jednoczesnie krancowe pokrywy 3 sa zaopatrzo-58736 5 ne w osadcze gniazda 18 z otworami 19 parami ulozone symetrycznie na obwodzie co 90°. W ot¬ worach ID sa umieszczone sciagajace sruby 20 za¬ opatrzone na obydwu koncach w nakretki 21, za pomoca których laczy sie w jedna calosc korpus pompy, sciagajac pokrywami 3 miedzystopniowe pierscienie 5 i tloczne pierscienie 8 ze soba w obydwu ukladach A i B.Interwalowe przestrzenie 22 w pierscieniach 5 oraz przewalowe komory 23 po obu stronach prze¬ grody 10 w pierscieniach 8 sa uszczelnione w korpusie specjalnymi uszczelnieniami. Uszczelnie¬ nia te tworza schodkowe obrzeza 24 pierscieni 5 i 8 oraz przylegajace do nich schodkowe obrzeza 25 w przegrodach 6 i 10, przy czym miedzy kazde z przylegajacych obrzezy 24, i 25 jest wlozona od wewnatrz ochraniajaca wkladka 26 stykajaca sie z wewnetrznymi przestrzeniami 22 i 23 pompy i narazona na dzialanie erozyjne mieszaniny, a da¬ lej miedzy uszczelnianymi obrzezami za wkladka chroniaca znajduje sie wlasciwy uszczelniajacy pierscien 27.Labirynty uszczelniajacych obrzezy 24 i 25 mo¬ ga miec rózne ksztalty przylegajace do siebie, a ochraniajace wkladki 26 moga byc wykonane z materialów elastycznych, gabczastych lub pól- plastycznych. Dwa sasiadujace ze soba uszczel¬ nienia na kazdej z przegród 6 lub 10 moga byc uszczelnione jednym wspólnym uszczelniajacym pierscieniem 27 lub tez kazda para stykajacych sie obrzezy 24 i 25 ma osobny pierscien 27. Oby¬ dwa uklady A i B pompy sa polaczone ze soba szeregowo w tern sposób, ze tloczny króciec 9 ukladu A, jest polaczony ze ssawnym króccem 4 ukladu B za pomoca przewalowego bocznika 28.Zgodnie z wynalazkiem wewnetrzne powierzchnie pierscieni 5 i 8 kadluba moga byc zaopatrzone w utwardzone warstwy 2$, zespojone trwale z ma¬ terialem tych pierscieni.Wielostopniowa pompa wedlug wynalazku dzia¬ la w nastepujacy sposób. Mieszanina wody i cial stalych jest zasysana przez ssawny króciec 4 w pokrywie 3 ukladu A, a nastepnie jest podawana wirnikami 7 kolejnych stopni az do przewalowej komory 23 w pierscieniu 8 ukladu A, skad króc- 6 cem 9 i przewalowym bocznikiem 28 jest poda¬ wana do ssawnego krócca 4 w pokrywie 3 ukla¬ du B. W ukladzie B mieszanina jest podawana w kierunku przeciwnym niz w ukladzie A wir- 5 nikami 7 poszczególnych'stopni do komory 23 w pierscieniu 8, skad króccem 9 wyplywa do przewo¬ du transportujacego.Dzialajaca erozyjnie mieszanina w przestrze¬ niach 22 i komorach 23 korpusu styka sie z we¬ wnetrznymi powierzchniami pierscieni 5 i 8 oraz z ochraniajacymi wkladkami 26 powierzchni uszczelniajacych, a nie styka sie bezposrednio z pierscieniami 27 uszczelniajacymi korpus przed przeciekami wody i dlatego nie niszczy uszczel¬ nien. Poza tym erozyjne i dynamiczne dzialanie niszczace najbardziej atakujace czesci w przewa- lowych komorach 23, jest kompensowane polacze¬ niem pierscieni 8.' korpusu za pomoca osobnych srub 16, co pozwala stosowac oszczedniejsze prze¬ kroje pierscieni 8 oraz przegród 10 i 11, a jedno¬ czesnie daje mozliwosci wymiany zuzytych poje¬ dynczych czesci. PL