CS242071B1

CS242071B1 - Impeller of liquid ring machines, especially vacuum pumps

Info

Publication number: CS242071B1
Application number: CS849105A
Authority: CS
Inventors: Milan Babnic; Ondrej Babnic
Original assignee: Milan Babnic; Ondrej Babnic
Priority date: 1984-11-28
Filing date: 1984-11-28
Publication date: 1986-04-17
Also published as: CS910584A1

Abstract

Řešení spadá do oboru čerpací techniIcy a,týká se oběžného kola kapalinokružných strojů, zejména vývěv větších výkonů, tvořeného silnostěnným nábojem, na který navazují tenkostěnné lopatky a jeho podstata spočívá v tom, že oběžné kolo je dělicí rovinou, kolmou na osu rotace, rozděleno na dvě části, které jsou v dělicí rovině navzájem sestředěny, a lopatky první části oběžného kola jsou v dělicí rovině zdcadlovým obrazem lopatek druhé části oběžného kola. Řešení je možno využít i u oběžných kol kapalinokružných kompresorů.The solution falls into the field of pumping technology and concerns the impeller of liquid-ring machines, especially larger-capacity vacuum pumps, consisting of a thick-walled hub, to which thin-walled blades are attached, and its essence lies in the fact that the impeller is divided into two parts by a dividing plane, perpendicular to the axis of rotation, which are centered on each other in the dividing plane, and the blades of the first part of the impeller are a mirror image of the blades of the second part of the impeller in the dividing plane. The solution can also be used for impellers of liquid-ring compressors.

Description

Vynález se týká oběžného kola kapalinokružných strojů, zejména vývěv větších výkonů.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an impeller of liquid-ring machines, in particular to high power vacuum pumps.

V kapalinokružných strojích, zejména vývěvách, se používá oběžné kolo, které má z hydrodynamických důvodů silnostěnný náboj, ke kterému je připojený větší počet pevných tenkostěnných tvarovaných lopatek. Zároveň je nutné, aby v přechodech lopatek do náboje byly dodrženy profily jednotlivých kanálů. Tato konstrukce oběžných kol způsobuje v praxi značné výrobní potíže, vIn liquid-ring machines, especially vacuum pumps, an impeller is used which, for hydrodynamic reasons, has a thick-walled hub to which a plurality of solid thin-walled shaped vanes are attached. At the same time, it is necessary that the profiles of the individual channels are kept in the transitions of the blades to the hub. This design of the impellers causes considerable manufacturing difficulties in practice

zejména nepříznivě ovlivňuje slévárenskou technologii, jelikož vin particular, it adversely affects the foundry technology, since in

znemožňuje výrobu z barevných kovů a slitinových ocelí pro vysokou zmetkovitost. Tato vysoká zmetkovitost je způsobena tím, že odlitek je nutno zaformovat ve svislé poloze, souhlasně s osou rotace. Při této poloze odlitku, vzhledem na střední rozdělovači disk, silný náboj a tenké lopatky, dochází ke špatnému odvodu plynů vzniklých při odlévání', čímž vznikají v přechodových místech silného náboje do tenkých lopatek bubliny, řediny, případně trhliny, vlivem nerovnoměrného chladnutí vysoké pnutí, výsledkem čehož je snížená pevnost a spolehlivost oběžného kola, a tím spolehlivost celého stroje.prevents production from non-ferrous metals and alloy steels for high reject rates. This high scrap rate is due to the fact that the casting must be formed in a vertical position, coincident with the axis of rotation. At this position of the casting, due to the central distribution disk, the strong charge and the thin vanes, the casting gases are poorly discharged, creating high stresses at the transition points of the strong charge to the thin vanes, due to uneven cooling, as a result, the impeller's strength and reliability are reduced, and thus the reliability of the entire machine.

Je známá konstrukce, kde oběžné kolo je svařované. Nevýhodou tohoto řešení je vysoká pracnost a velká spotřeba materiálu. Dále je známá konstrukce, kde lopatky oběžného kola jsou vyrobeny samostatně a jsou v prostoru náboje opatřené alespoň jedním otvov rem nebo výřezem a alespoň část povrchu lopatek určená pro zalití je opatřena dělicí vrstvou lehce tavitelného kovu a soustava plochých lopatek vyrobených lisováním se zaformuje a náboj se s nimi spojí nerozebíratelně metalurgickým litím. Rovněž je známé řešení oběžného kola vývěvy, kde tlouštka stěny náboje vThere is a known construction where the impeller is welded. The disadvantage of this solution is high labor intensity and high material consumption. Further, there is a known construction wherein the impeller blades are manufactured separately and are provided with at least one hole or cutout in the hub space and at least a portion of the surface of the blades to be embedded is provided with an easily melting metal separating layer. with them inseparably metallurgical casting. Also known is a pump impeller where the wall thickness of the hub at

je maximálně dvojnásobkem tlouětky lopatek, přičemž v dutině vis not more than twice the thickness of the blades, while in the cavity at

náboje je upraveno alespoň jedno pouzdro a něho je samostatné pouzdro uložené na každém konci dutiny náboje, jehož délka nepřesahuje čtvrtinu délky náboje. Společnou nevýhodou obou uvedených způsobů řešení oběžných kol pro vývěvy je vysoká pracnost při výrobě a především pak to, že nevyhovují z hlediska pevnosti a spolehlivosti pro větší výkony vývěv.The hub is provided with at least one sleeve and is a separate sleeve mounted at each end of the hub cavity, the length of which does not exceed a quarter of the length of the hub. A common disadvantage of both of these methods of pump impeller design is the high manufacturing effort and, above all, the fact that they do not meet the strength and reliability requirements for higher pump performance.

Uvedené nevýhody v podstatě řeší vynález, kterým je oběžné kolo kapalinokružných strojů, zejména vývěv větších výkonů, tvořené silnostěnným nábojem, na který navazují tenkostěnné lopatky, a jeho podstata spočívá v tom, že je dělící rovinou kolmou na osu rotace rozděleno na dvě části, které jsou v dělící roviněThe above-mentioned disadvantages are essentially solved by the invention, which is an impeller of liquid-circular machines, in particular a vacuum pump of higher power, formed by a thick-walled hub followed by thin-walled blades, which is divided into two parts by a dividing plane perpendicular to the rotation axis. they are in the dividing plane

- 2 242 071 navzájem sestředěnjj a lopatky první části oběžného kola jsou vzhledem k dělící rovině zrcadlovým obrazem lopatek druhé části oběžného kola·- 2 242 071 centered on each other and the blades of the first impeller part with respect to the dividing plane are a mirror image of the blades of the second impeller part ·

Další podstatou vynálezu je, že sestředění obou částí oběžného kola je zajištěno osazením na čelní ploše první části a/nebo druhé Části v dělící rovině a odpovídajícím vybráním v čelní ploše druhé části a/nebo první části oběžného kola v dělící rovině.It is a further object of the invention that the centering of the two impeller parts is provided by a step on the front face of the first part and / or the second part in the separation plane and a corresponding recess in the front face of the second part and / or the first part of the impeller in the separation plane.

Vyšší účinek řešení oběžného kola podle vynálezu spočívá v jednoduchosti celého konstrukčního uspořádání, což umožňuje vyrábět tato oběžná kola tradičním způsobem, to je odléváním.The higher effect of the impeller solution according to the invention lies in the simplicity of the overall construction, which makes it possible to manufacture these impellers in a traditional manner, i.e. by casting.

Tím se značně snižují výrobní náklady, usnadňuje a urychluje se montáž a především pak je možné takto řešená oběžná kola vyrábět z barevných kovů a ze slitinových ocelí, hlavně pro vývěvy větších výkonů s vysokou produktivitou.This greatly reduces production costs, facilitates and speeds up assembly and, above all, impellers can be manufactured from non-ferrous metals and alloy steels, especially for high performance vacuum pumps with high productivity.

Příklad konkrétního provedení je schematicky znázorněný na přiložených výkresech, kde na obr. 1 je znázorněný podélný řez kapalinokružnou vývěvou s oběžným kolem podle vynálezu, na obr. 2 je podélný řez oběžným kolem kapalinokružné vývěvy řešeným podle vynálezu, na obr. 3 znázorňuje levá polovina výkresu:, oddělená svislou osou, bokorys při pohledu směrem A na obšžné kolo z obr. 2 a pravá polovina .výkresu bokorys při pohledu směrem B na oběžné kolo z obr. 2, na obr. 4 je schematicky znázorněn příčný řez A-A kapalinokružnou vývěvou z obr. 1.An example of a specific embodiment is schematically shown in the accompanying drawings, in which Fig. 1 shows a longitudinal section of a liquid-ring pump with an impeller according to the invention; Fig. 2 is a longitudinal section of a liquid-ring pump impeller according to the invention; 2, and the right half of the drawing; FIG. 4 is a schematic cross-sectional view AA of the liquid ring vacuum pump of FIG. 1.

Ve statoru 1 kapalinokružné vývěvy obr. 1 s válcovým pracov ním prostorem 2 kruhového průřezu je umístěné oběžné kolo 2 podle vynálezu, naklínované na hřídeli Hřídel 4 je uložen v ložiskových tělesech 5 z obou stran oběžného kola 2 na valivých ložiskách 6, utěsněný měkkými ucpávkami 7. Oběžné kolo 2 s hřídelem 4 je v pracovním prostoru 2 statoru 1 kapalinokružné vývěvy uloženo excentricky. Tento pracovní prostor 2 je z obou stran uzavřen víky 8 s připevněnými ventilovými deskami 2, přiléhajícími k vnějším čelům 36 oběžného kola 2» ^ve kterých je zhotoven sací kanál 91 a výtlačný kanál 92 obr. 4 tak, že nepřesahuje volný prostor 10 vymezený hladinou 11 kapalinového prstence 12, vytvořeného uvnitř statoru 1_)& nábojem 33 excentric ky uloženého oběžného kola 2· Oběžné kolo 2 podle vynálezu, obr. 2 a 3, tvořené silnostěnným nábojem 22» na který navazují tenkostěnIn the stator 1 of the liquid ring vacuum pump of FIG. 1 with a cylindrical working space 2 of circular cross section there is an impeller 2 according to the invention, wedged on the shaft. The shaft 4 is supported in bearing housings 5. The impeller 2 with the shaft 4 is mounted eccentrically in the working space 2 of the stator 1 of the liquid ring pump. This working space 2 is closed from both sides by covers 8 with attached valve plates 2 adjacent to the outer faces 36 of the impeller 2 ⁱⁿ which the suction channel 91 and the discharge channel 92 of FIG. 4 are made so that it does not exceed the free space 10 defined by the level 11 liquid ring 12 arranged inside the stator _{1) &} eccentric hub 33 alkyl stored impeller 2 · impeller 2 according to the invention, FIGS. 2 and 3 formed by thick-walled hub 22 »which is followed thin walled

242 071242 071

- 3 né lopatky 34. které mohou být radiální, šikmé a/nebo tvarované, je rozdělené v polovině své délky dělící rovinou 22» kolmou na osu rotace 30 oběžného kola 2» ^na dvě Sásti 31« 32.The blades 34, which may be radial, oblique and / or shaped, are divided at half their length by a dividing plane 22 »perpendicular to the axis of rotation 30 of the impeller 2» ^into two parts 31 «32.

Obě tyto části 21» 32 jsou navzájem sestředěny pomocí středícího osazení 311. zhotoveného na čelní ploše 37 první části 31 a/nebo druhé části 32 oběžného kola 2 ^v dělicí rovině 22» zasunutého do odpovídajícího vybrání 321 v čelní ploše 37 druhé části 32 a/nebo první části 21· lopatky 34 první části 31 oběžného kola 2 jsou zrcadlovým obrazem lopatek 34 druhé části 22 oběžného kola 2·The two portions 21, 32 are centered to each other by means of a centering shoulder 311 formed on the end face 37 of the first portion 31 and / or the second portion 32 of the impeller 2 ^{in the} dividing plane 22 ' or the first portions 21 of the impeller 34 of the first impeller portion 31 are a mirror image of the blades 34 of the second impeller portion 22 of the impeller 2;

Při chodu kapalinokružné vývěvy předávají pracovní lopatky 34 oběžného kola 2 kinetickou energii kapalině v pracovním prostoru 2. Rotací excentricky uloženého oběžného kola 2 v pracovním prostoru 2 se kapalina v pracovním prostoru 2 uvede do rotačního pohybu a vytvoří kapalinový prstenec 12, přiléhající ke stěně pracovního prostoru 2 statoru 1. Tím se vytvoří mezi hladinou 11 kapalinového prstence 12 a excentrickým nábojem 33 oběžného kola 2 volný prostor 10, který je lopatkami 34 obou částí 21» oběžného kola 2 rozdělen na nestejné části, jejichž objem se otáčením oběžného kola 2 ^Qa straně sacího kanálu 91 zvětšuje a vyvolává sací účinek, zatímco na straně výtlačného kanálu 92 se jejich objem zmenšuje, čímž se nasátý objem dopravovaného media stlačuje a výtlačným kanálem 92 je odváděn.During operation of the liquid ring vacuum pump, the impeller working blades 34 impart kinetic energy to the liquid in the working space 2. By rotating the eccentrically mounted impeller 2 in the working space 2, the liquid in the working space 2 is rotated and 2 of stator 1. This is formed between the surface 11 of the liquid ring 12 and the eccentric hub 33 of the impeller 2 free space 10, that is the blades 34 of the two parts 21 »impeller is divided into two unequal parts, the volume of rotation of the impeller 2 side of the intake ^Qa However, on the side of the discharge channel 92, their volume decreases, whereby the suction volume of the conveyed medium is compressed and is discharged through the discharge channel 92.

Uvedeného řešení oběžného kola je možno využít i u kapalinokružných kompresorů.Said impeller solution can also be used for liquid ring compressors.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION 242 071

An impeller of a liquid-ring machine, in particular of a vacuum pump of higher power, formed by a thick-walled hub followed by thin-walled blades, characterized in that it is divided into two parts (31, 32) by a dividing plane (35) perpendicular to the axis of rotation (30). the blades (34) of the first impeller part (31) are, with respect to the dividing plane (35), a mirror image of the blades (34) of the second impeller part (32) ) ·

2 · Impeller according to item 2? characterized in that the centering of the two parts (31 * 32) of the impeller (3) is provided by a shoulder (311) on the face (37) of the first part (31) and / or the second part (32) in the separation plane (35) and corresponding recesses (321) in the end face (37) of the second part (32) and / or the first part (31) of the impeller (3) in the separation plane (35).