CZ12232U1 - Hydraulický uzel čerpadla - Google Patents

Description

Hydraulický uzel čerpadla

Oblast techniky

Technické řešení se týká konstrukce hydraulického uzlu čerpadla, zejména ponorného jednostupňového odstředivého čerpadla pro dopravu pitné vody z vrtů o malých průměrech.

Dosavadní stav techniky

Pro čerpání vody ze studní a vrtů malých průměrů v domácích vodárnách se používají většinou ponorná jednostupňová odstředivá čerpadla s lopatkovým oběžným kolem, které je otočně uloženo v tělese aje upevněno na rotoru pohonného elektromotoru. Vnitřní prostor tělesa čerpadla je konstruován u známých řešení tak, že po uložení lopatkového oběžného kola se po jeho obvodu vytvoří kanálek obdélníkového průřezu, přičemž ve dnu tělesa je vytvořena obvodová drážka o šířce odpovídající v podstatě délce lopatek oběžného kola. Obdobná drážka je pak u některých řešení vytvořena rovněž ve výtlačném víku. V hydraulickém uzlu se tak vytvoří průtočný průřez ve tvaru písmene „L“ nebo zdvojeného písmene „L“, který slouží pro udílení tlakové energie čerpané kapaliny během jejího průchodu tělesem od sání k výtlaku. Účinnost hydraulické části čerpadla je pak dána poměrem rozměrů lopatek oběžného kola a průřezu kanálku, když základním omezujícím faktorem pro její zvýšení je stanovený vnější průměr pláště čerpadla a minimálně potřebná tloušťka stěn tělesa daná jeho materiálovým provedením a nutností umístění napájecího přívodního kabelu pohonného elektromotoru. Při relativně nízkých pořizovacích nákladech se všechny známé konstrukce popsaných čerpadel vyznačují poměrně malou účinností čerpacího procesu, když je i při optimální volbě rozměrů kanálku na základě empirických zkoušek dosahováno pouze mezní tlakové energie na hranici efektivní použitelnosti. Další nevýhodou známých řešení je, že vlivem působení abrazivních částic v čerpané kapalině dochází k postupnému zhoršování těsnosti v oblasti mezi sacím otvorem a výtlačným otvorem tělesa, čímž dochází k poklesu tlakové energie čerpané tekutiny a souvisejícímu snížení životnosti čerpadla pro dané účely.

Podstata technického řešení

Uvedené nevýhody odstraňuje do značné míry řešení hydraulického uzlu čerpadla, zejména ponorného jednostupňového odstředivého čerpadla, sestávajícího z tělesa uzavřeného výtlačným víkem, kde těleso je opatřeno sacím a výtlačným otvorem a v jeho vnitřním prostoru je uloženo lopatkové oběžné kolo, jehož podstata spočívá v tom, že v obvodové části dna vnitřního prostoru tělesa a/nebo ve výtlačném víku je na úrovni lopatek oběžného kola vytvořeno žlábkovité zahloubení s plynulým obloukovitým přechodem do obvodové stěny vnitřního prostoru, přičemž do v podstatě shodného obloukovitého tvaru jsou rovněž upraveny vnější hrany lopatek oběžného kola.

Další podstatou řešení je, že tvarování dna a obvodové stěny vnitřního prostoru tělesa tvoří společně s hranami lopatek oběžného kola kanálek o průřezu ve tvaru čtvrtoválu, či popřípadě že tvarování dna a obvodové stěny vnitřního prostoru tělesa a výtlačného víka tvoří společně s hranami lopatek oběžného kola kanálek o průřezu ve tvaru půloválu.

Novým technickým řešením se dosahuje vyššího účinku v tom, že se při snižování hydraulických ztrát, a tím získávání rezerv tlakové energie, zvyšuje účinnost čerpacího procesu až o 30 %.

Přehled obrázků na výkresech

Konkrétní příklady konstrukce hydraulického uzlu čerpadla podle technického řešení jsou schematicky znázorněny na připojených výkresech, kde obr. 1 je vertikální osový řez

- 1 CZ 12232 Ul hydraulickým uzlem se základním tvarováním vnitřního prostoru tělesa pro vytvoření jednostranného obvodového kanálku, obr. 2 je půdorysný pohled na těleso čerpadla a obr. 3 je částečný vertikální řez hydraulickým uzlem čerpadla s alternativním provedením oboustranného kanálku.

Příklady provedení technického řešení

Hydraulický uzel je tvořen válcovým tělesem 1, které je upevněno mezi výtlačným víkem 2 a přírubou 3 neznázorněného zapouzdřeného pohonného elektromotoru aje opatřeno sacím otvorem 101 a výtlačným otvorem 102. Příruba 3 je pak v plášti 4 pohonného elektromotoru zatěsněna proti vnějšímu průsaku čerpané kapaliny dvěma těsnicími kroužky 5. Ve vnitřním io prostoru ϋ tělesa 1 je uloženo lopatkové oběžné kolo 6, které je uchyceno na rotoru 7 pomocí pera 8. Rotor 7 je v přírubě 3 zatěsněn ucpávkou 9, sloužící k zabránění vnitřního průsaku čerpané kapaliny do funkčních částí pohonného elektromotoru. V obvodové části dna vnitřního prostoru 11 tělesa 1 je na úrovni lopatek 61 oběžného kola 6 vytvořeno žlábkovité zahloubení 12 s plynulým obloukovitým přechodem do obvodové stěny 13 vnitřního prostoru 11 tělesa I.

Současně jsou do v podstatě shodného obloukovitého tvaru rovněž upraveny vnější hrany 611 lopatek 61. oběžného kola 6, takže kanálek JO vzniklý mezi stěnou J3. tělesa I a lopatkami 61 oběžného kola 6 má v podstatě konstantní průřez ve tvaru podobném čtvrtoválu.

Popsané provedení hydraulického uzlu není jeho jediným možným konstrukčním řešením, ale jak plyne z obr. 3, může být žlábkovité zahloubení 12 vytvořeno rovněž ve výtlačném víku 2 a hrany

61 1 lopatek 61 mohou být zaobleny oboustranně, takže obvodový kanálek 10 má v podstatě konstantní průřez ve tvaru podobném půloválu.

Při chodu čerpadla je čerpaná kapalina přiváděna sacím otvorem 101 do vnitřního prostoru 11, kde je rotujícím oběžným kolem 61 unášena k výtlačnému otvoru 102. V prostoru ukončení obvodového kanálku 10 se pak rychlostní složka kapaliny získaná od oběžného kola 61 mění na nárůst tlakové energie využitelné v dalším čerpacím procesu.

Průmyslová využitelnost

Konstrukční úpravu hydraulického uzlu podle technického řešení lze s výhodou použít u všech jednostupňových nebo vícestupňových ponorných odstředivých čerpadel s lopatkovým oběžným kolem.

Claims (3)

1. 30 NÁROKY NA OCHRANU

   1. Hydraulický uzel čerpadla, zejména ponorného jednostupňového odstředivého čerpadla, sestávající z tělesa uzavřeného výtlačným víkem, kde těleso je opatřeno sacím a výtlačným otvorem a v jeho vnitřním prostoru je uloženo lopatkové oběžné kolo, vyznačující se tím, že v obvodové části dna vnitřního prostoru (11) tělesa (1) a/nebo ve výtlačném víku (2) je na

   35 úrovni lopatek (61) oběžného kola (6) vytvořeno žlábkovité zahloubení (12) splynulým obloukovitým přechodem do obvodové stěny (13) vnitřního prostoru (11), přičemž do v podstatě shodného obloukovitého tvaru jsou rovněž upraveny vnější hrany (611) lopatek (61) oběžného kola (6).
2. 2. Hydraulický uzel čerpadla podle nároku 1, vyznačující se tím, že tvarování

   40 dna a obvodové stěny (13) vnitřního prostoru (11) tělesa (1) tvoří společně s hranami (611) lopatek (61) oběžného kola (6) kanálek (10) o průřezu ve tvaru čtvrtoválu.

   -2CZ 12232 Ul
3. 3. Hydraulický uzel čerpadla podle nároku 1, vyznačující se tím, že tvarování dna a obvodové stěny (13) vnitřního prostoru (11) tělesa (1) a výtlačného víka (2) tvoří společně s hranami (611) lopatek (61) oběžného kola (6) kanálek (10) o průřezu ve tvaru půloválu.