CS245557B1 - Šroubové čerpadlo - Google Patents

Abstract

Řeší se objemové čerpadlo, u něhož rotující šroub a dělicí kolo oddělují v pracovním válci a komoře sací prostor od výtlačného. U čerpadla je komora (3) rozšířená, takže vedle trojzubého dělicího kola (4) je volný prostor. Šroub (2) je opatřený z obou nebo jenom z jedné strany clonou (7), která překrývá otvor do volného prostoru komory právě v okamžiku, když jeden zub dělicího kola odděluje v dutině mezi závity šroubu sací prostor od výtlačného. Dělicí kolo. má poměrně masívní zuby a je opatřeno masívními čepy, pomocí nichž je uloženo ve dvou radiálních a jednom axiálním ložisku. Uvedené řešení má výhodu hlavně v tom, že jednostranné zatížení dělicího kola hydraulickým přetlakem se vůbec nepřenáší na přiléhající těsnicí plochy šroubu nebo komory, nýbrž jenom na ložiska, v nichž je dělicí kolo uloženo, takže zatížení všech vodicích a těsnicích ploch třecími silami je při jakémkoliv výtlaku jenom nepatrné.

Description

Vynález řeší šroubové čerpadlo, u něhož otáčející se šroub a dělicí kolo oddělují sací prostor od výtlačného prostoru.

Doposud známá tzv. šroubová neboli šneková čerpadla s dělicím kolem mají na jedné straně výhodné vlastnosti, jimiž se všeobecně vyznačují objemová čerpadla oproti např. lopatkovým čerpadlům, ale na druhé straně mají nevýhody, kvůli nimž se čerpadla tohoto druhu používají jenom omezeně, a to jenom v malém a nízkotlakém provedení, jako např. dávkovači čerpadla apod.

Velkou nevýhodou těchto čerpadel je, že dělicí kolo je z výtlačné strany zatíženo hydraulickým tlakem, který působí jednostranně na čelní i boční stranu zubů, čímž vzniká značné tření, a to nejenom na těsnící ploše dělicího kola a na boční stěně komory, ale i na obvodových těsnicích a vodicích ploškách zubů a na bočních stěnách závitů. Mezerami vzniklými vzájemným opotřebováním těsnicích ploch uniká médium z výtlačného prostoru zpět do sacího prostoru, čímž se zhoršuje jak objemová výkonnost, tak i výtlačná schopnost, tedy i celková provozní účinnost čerpadla. U malých a nízkotlakých čerpadel se dá vzájemné opotřebování těsnicích ploch dělicího kola a šroubu do určité míry zpomalit jednak tím, že se volí větší počet zubů dělicího kola, a také tím, že se volí jejich menší tloušEka. Při tomto řešení jsou však i u malých čerpadel potíže s konstrukčním provedením komory pro dělicí kolo, jehož průměr je mnohem větší, než je průměr šroubu, a potíže s konstrukčním provedením dělicího koía majícího poměrně velký průměr a přitom velmi malou tlouštku.

Uvedené nevýhody jsou odstraněny šroubovým čerpadlem, u něhož otáčející se šroub a dělicí kolo oddělují sací prostor od výtlačného prostoru , podle vynálezu, jehož podstatou je, že dělicí, kolo je trojzubé, přičemž šroub je opatřený podél závitu na sací a/nebo výtlačné straně clonou, která je vytvořena rozšířením obvodové těsnicí plochy závitů.

U čerpadla podle vynálezu nepůsobí na boční obvodové plochy zubů žádný jednostranný, hydralicky nevyvážený tlak, který se u dosavadních čerpadel nedá nijak odstranit a který je u nich hlavní příčinou rychlého vzájemného opotřebování obvodových ploch zubů a k nim přiléhajících bočních stěn závitů. Na rozdíl od dosavadních čerpadel, u nichž dělicí kolo má tvar poměrně velké a tenké kruhové desky, která se při zatížení opírá o boční stěnu komory, má zde dělicí kolo vzhledem k šroubu poměrně malý průměr, je masivní a je sestrojeno tak, že se dá dobře uložit v ložiskách, a zabránit tak tomu, aby se zatížení dělicího kola nepřenášelo na těsnicí plochy komory. Tím je dosaženo toho, že u čerpadla podle vynálezu je zatížení všech vodicích a těsnicích ploch třecími silami jenom nepatrné, takže i ztráty energie způsobené třením nebo netěsností jsou jenom velmi malé.

Díky uvedeným výhodám je možno stavět nejenom malá čerpadla, jež mají větší výtlačnou schopnost, lepší provozní účinnost i větší životnost, než mají doposud známá šroubová čerpadla s dělicím kolem, nýbrž je možno stavět i velká čerpadla, která dosahují výkonů srovnatelných s největšími lopatkovými vodními stroji.

Na připojeném výkresu jsou schematicky znázorněny dva příklady provedení hlavních částí čerpadla podle vynálezu, kde obr. 1 značí podstatnou část čerpadla se šroubem opatřeným jednou clonou a obr. 2 podstatnou část čerpadla se šroubem opatřeným dvěma clonami.

Dále pak je na obr. 3 znázorněn řez rovinou A-A, na obr. 4 řez rovinou B-B, na obr. 5 řez rovinou C-C, na obr. 6 řez rovinou D-D a na obr. 7 řez rovinou E-E.

Podstatnou část čerpadla podle vynálezu tvoří pracovní válec 1, v němž je otočně uložen šroub 2^ a dále komora 3;, v niž je otočně uloženo trojzubé dělicí kolo 4_.

šroub má závity vytvořené odvalováním podle profilu zubu dělicího kola (jako u šnekového soukolí) a dalším podebráním bočních stěn tak, aby průtočný průřez v dutině mezi závity byl na obou koncích šroubu přiměřeně rozšířený a aby závity měly pokud možno rovnoměrné stoupáni. Stěny závitů jsou přitom podebrány tak, aby z celkové plochy vytvořené odvalová ním zůstala zachována v potřebném rozsahu těsnicí plocha 5 a vodicí plošky £ a dále, aby na jednom nebo na obou koncích byla vytvořena clona 7_. Clona je vytvořena podél závitu rozšířením vnější obvodové těsnicí plochy 12 tak, aby těsně přiléhala k vnitřní stěně pracovního válce a aby překrývala otvor spojující dutinu pracovního válce s dutinou komory.

U čerpadla podle obr. 1 je clona T_ vytvořena pouze na jednom konci šroubu. Dělicí kolo je v tomto případě opatřeno pouze na jedné straně těsnicí plochou ji, která přiléhá k těsnicí ploše 9 vytvořené též pouze na jedné vnitřní stěně komory, jak je zřejmé z obr. 4 a 6.

U čerpadla podle obr. 2 je šroub opatřen clonou J_ jak na sací, tak i na výtlačné straně. Dělicí kolo je v tomto případě opatřeno po obou stranách těsnicí plochou ji a komora na obou vnitřních stěnách těsnicí plochou 9, jak je zřejmé z obr. 5 a obr. 7.

Na rozdíl od nynějších čerpadel s dělicím kolem, u nichž se odděluje sací prostor od výtlačného prostoru v pracovní dutině komory tím, že dělicí kolo těsně přiléhá ke všem vnitřním stěnám komory, je naopak u čerpadla podle vynálezu pracovní dutina komory rozšířena, takže vedle dělicího kola je vytvořen volný prostor 10, který je spojen s dutinou pracovního válce. Sací prostor od výtlačného prostoru se odděluje tak, že clona překrývá otvor do volného prostoru 10, na sací (výtlačné) straně a současně s tím dělicí kolo přiléhá těsnicí plochou ji k těsnicí ploše 9, která je vytvořená na sací (na výtlačné) straně uvnitř komory právě v okamžiku, když jeden zub dělicího kola utěsňuje v dutině pracovního válce mezeru mezi závity šroubu.

Dělicí kolo je sestrojeno především s ohledem na jednostranné zatížení zubů hydraulickým přetlakem, tedy tak, aby se zuby při zatížení neohýbaly přičemž je uloženo tak, aby se zatížení zubů nepřenášelo na těsnicí plochy S a 9, nýbrž na axiální ložisko 11.

čerpadla podle vynálezu není nutné (z montážních anebo výrobních důvodů) dělit komoru nebo pracovní válec na několik částí, (jejichž vzájemné těsné spojení způsobuje obvykle potíže), nýbrž je naopak možné výhodně konstrukčně spojit komoru s pracovním válcem do jednoho nerozebíratelného celku, který sestává v podstatě ze dvou do sebe vzájemně pronikajících pláštů válcových nádob namáhaných vnitřním přetlakem.

Čerpadlo podle vynálezu je určené především na čerpání čisté, nebo mírně znečištěné vody, dá se však výhodně použít i na čerpáni velmi hustých tekutin bez mechanických nečistot. Pracuje velmi hospodárně zejména tam, kde dochází při čerpání k značnému kolísání průtočné rychlosti nebo výtlačné výšky.

Claims (1)

1. šroubové čerpadlo, u něhož otáčející se šroub a dělicí kolo oddělují sací prostor od výtlačného prostoru, vyznačené tím, že dělicí kolo (4) je trojzubé, přičemž šroub (2) je opatřený podél závitu na sací a/nebo výtlačné straně clonou (7), která je vytvořena rozšířením obvodové těsnicí plochy (12).

   1 výkres