BG63472B1

BG63472B1 - Помпено работно колело

Info

Publication number: BG63472B1
Application number: BG102917A
Authority: BG
Inventors: Ulf Arbeus
Original assignee: Itt Manufacturing Enterprises Inc
Priority date: 1997-11-18
Filing date: 1998-11-12
Publication date: 2002-02-28
Also published as: CN1217435A; JPH11182492A; TR199802362A1; ATE249584T1; SK284787B6; EP0916852A1; HRP980598B1; JP4126119B2; DE69817975T2; HUP9802161A2; SE9704223D0; SE520416C2; BR9804383A; KR19990044908A; CA2253067A1; BG102917A; NZ332885A; HK1019916A1; HU223136B1; YU49046B

Abstract

Помпеното колело е от центробежен или полуосов вид и е приложимо в помпи за изпомпване на течности,по-специално на отпадъчни води. То има подобрена конструкция. Състои се от главина (4), снабдена с една или няколко лопатки (5), направляващите ръбове (8) на която (които) са закривени силно назад. Периферията (8) на направляващия ръб (6) е разположена от 125 до 1950 спрямо неговото свързване (7) към главината (4).

Description

Изобретението се отнася до помпено работно колело и по-специално до помпено работно колело за центробежни или полуосови помпи за изпомпване на течности, главно отпадъчни води.

Предшестващо състояние на техниката

В специализираната литература са описани много видове помпи и помпени работни колела, но всички те имат определени недостатъци. Преди всичко те са свързани с проблемите, предизвикани от задръстване и ниска производителност.

Отпадъчната вода съдържа много различни видове замърсители, количеството и вида на които зависи от сезона и от областта на произхода на водата. В градовете са обичайни пластмасовите материали, хигиенни изделия, текстил, и др., докато индустриалните зони могат да произвеждат износващи частици. Найголям проблем са едрозърнестите песъчинки и други подобни, които полепват по челните ръбове на лопатките и се наслояват около главината на работното колело на помпата. Такива случаи предизвикват чести престои за поддръжка и намаляват производителността.

В селското стопанство и флотационната промишленост се използват различни видове специални помпи, които могат да работят със слама, трева, листа и други видове органични материали. За тази цел челните ръбове на лопатките са закривени назад, за да предизвикват нагнетяването на замърсителите по посока назад към периферията, вместо те да полепват по ръбовете. Често се използват различни видове раздробяващи средства за разрязването на материала и по този начин за улесняване на циркулацията. Такива примери са представени в SE-435 952, SE-375 831 и US - 4 347 035.

Посочените специални помпи не отговарят на изискванията при изпомпване на отпадъчни води нито от гледна точна на сигурност, нито от гледна точка на производителност, тъй като замърсителите в отпадъчните води са от други видове, по-трудни за овладяване, и тъй като работните цикли на помпите за отпадъчните води обикновено са по-дълги.

Помпите, предназначени за изпомпване на отпадъчни води, доста често се използват до 12 часа дневно, което означава че консумацията на енергията зависи много от максималната производителност на помпата.

Изпитания доказаха, че е възможно да се подобри до 50% производителността за помпа за отпадъчна вода съгласно изобретението, в сравнение с известните помпи за отпадъчни води. Тъй като разходът за срока на служба до генерален ремонт на една електрически задвижвана помпа изцяло е доминиран от сцената на енергията (приблизително 80%), очевидно е. че такова драстично увеличение на производителността е особено важно.

В литературата са описани обобщено конструкциите на помпени работни колела, особено по отношение на кривината на челния (направляващ) ръб. Ясна, еднозначна дефиниция на посочената кривина не съществува.

Изпитанията показват, че проектирането на разпределението на ъгъла на закривяване на челните ръбове на лопатките е много важно, за да се постигне необходимата способност за самопочистване на помпеното работно колело. Естеството на замърсяванията също обуславя различни ъгли на закривяване, за да се осигури добра функционалност.

В литературата няма информация за това какво е необходимо, за да се осъществи приплъзващо транспортиране на замърсяванията радиално навън по протежение на челните ръбове на лопатките. Споменава се съвсем общо. че ръбовете трябва да бъдат закривени назад под тъп ъгъл и др., Виж SE 435 952.

Когато се изпомпват по-малки замърсявания, като трева и други органични материали, може да са достатъчни сравнително малки ъгли, за да се постигне радиално транспортиране, а също и раздробяване на замърсяванията в канала между помпеното работно колело и обхващащото го тяло на помпата. На практика раздробяването се получава от частиците. които са срязани при контакт с помпеното работно колело и тялото на помпата, когато помпеното колело при въртенето си има периферна скорост от 10 до 25 m/sek. Този процес на срязване се подобрява чрез повърхности, които са снабдени със срязващи устройства, канали или други. Сравни със SE - 435 952. Такива помпи се използват з транспортиране на пулп, тор и др.

Когато се проектира помпено работно колело, което има закривени назад челни ръбове на лопатките, за да се постигне самопочистване, възниква противоречие между разпределението на ъгъла на закривяване производителността и други конструктивни параметри. В общия случай е вярно, че нарастващ ъгъл на закривяване означава по-малка опасност от задръстване, но в същото време производителността намалява.

Техническа същност на изобретението

Изобретението има за задача да се създаде помпено работно колело за помпа от центробежен или полуосов тип за отпадъчни води, при което челният ръб на лопатките е проектиран по оптимален начин с оглед на получаване на различни функции и качества за надеждно и икономично изпомпване на съдържащите се в отпадъчните води замърсители, като едрозърнести песъчинки, влакна и др.

Задачата се решава посредством създаване на помпено работно колело от центробежен или полуосов тип за използване в помпа за изпомпване на отпадъчни води, която има по същество спираловидно оформено тяло с цилиндричен входящ отвор.Помпеното работно колело включва периферия, определяща първи диаметър, главина, определяща втори диаметър и поне една лопатка. Характерно за изобретението е това, че поне едната лопатка има изкривен назад челен ръб с първо свързване към втория диаметър на главината и второ свързване към периферията в нейния първи диаметър. Челният ръб е изкривен на секторен ъгъл ΔΘ, чиято стойност е в диапазон от 125° до 195°. Секторният ъгъл ΔΘ е измерен в координатна система с начало в центъра на главината и е определен между първото свързване и второто свързване на челния ръб.

Съгласно предпочитано изпълнение на изобретението, челният ръб на поне едната лопатка лежи в равнина, перпендикулярна към оста на главината.

Съгласно един вариант на помпеното работно колело съгласно изобретението, първото свързване на челния ръб на главината е разположено близо до края на главината.

За предпочитане е, когато вторият диаметър на главината и първият диаметър на периферията на работното колело определят съотношение на диаметри в диапазон 0,1 - 0,4.

Целесъобразно е вторият диаметър на главината и първият диаметър на периферията на работното колело да определят съотношение на диаметри в диапазон от 0,15 до 0,35.

Също така е целесъобразно секторният ъгъл ΔΘ да има стойност в диапазон от 140° до 180°.

Предимство на помпеното работно колело съгласно изобретението е, че благодарение на това, че челните ръбове на неговите лопатки са закривени силно назад, е осигурено плъзгащо транспортиране на замърсяванията към периферията, вместо те да полепват по ръбовете или се наслояват около главината. Същевременно производителността не е намалена. тъй като челният ръб на лопатката е разположен в цилиндричен входящ отвор на тялото на помпата. ·

Други предимства ще станат ясни от следващото подробно описание на примери за изпълнение на изобретението.

Пояснения на приложените фигури

Изобретението е описано по-подробно с позоваване на приложените фигури, от които: фигура 1 показва триизмерен изглед на помпено работно колело съгласно изобретението.

фигура 2 - радиален разрез през една схематично изобразена помпа съгласно изобретението;

фигура 3 - схематичен аксиален изглед на входящия отвор към помпеното работно колело и фигура 4 - диаграма на разпределението на ъгъла на закривяване на челния ръб на лопатката във функция от стандартизиран радиус.

Примери за изпълнение на изобретението

На фигурите с позиция 1 е обозначено тяло на центробежна помпа с цилиндричен входящ отвор 2. С позиция 3 е обозначено помпено работно колело с цилиндрична главина 4 и поне една лопатка 5. С позиция 6 е обозначен челен (направляващ) ръб на лопатката 5, който има едно свързване 7 към главината 4 и едно свързване 8 към периферията на помпеното работно колело 3. С позиция 9 е обозначен кана лът между лопатката 5 и стената на тялото 1 на помпата, а с позиция 10 е обозначен задният ръб на лопатката 5. С позиция 11 е обозначена посоката на въртене на помпеното работно колело 3, а с позиция 12 - краят на главината 4. Накрая с ΔΘ е обозначен секторният ъгъл между свързването 7 на челния ръб 6 към главината 4 и свързването 8 към периферията на работното колело.

Както е посочено по-горе, като предимство се счита това, че челните ръбове 6 на лопатките 5 са проектирани силно закривени назад, за да се осигури плъзгане на замърсяванията към периферията, вместо те да полепват по ръбовете или да се наслояват около главината 4. В същото време обаче, производителността много често намалява, когато ъгълът на закривяване се увеличава прекомерно.

Съгласно изобретението лопатката 5 е оформена с челен ръб 6, който е закривен силно назад. Това закривяване се определя като ъглова разлика ΔΘ в цилиндрична координатна система между свързването 7 на челния ръб 6 и свързването 8 към периферията. Съгласно изобретението тази ъглова разлика трябва да бъде в диапазон между 125° и 195°, за предпочитане от 140° до 180°. Това се осъществява без да се губи възможността за добра производителност, благодарение на факта, че челният ръб 6 на лопатката 5 е разположен в цилиндричния входящ отвор 2 на тялото на помпата 1.

За да се направи възможно разполагането на челния ръб 6, главината 4 на помпеното работно колело 3 е проектирана по-тясна. Съотношението на диаметрите между свързването 7 на челния ръб 6 към главината 4 и свързването 8 към периферията е само 0,1 - 0,4, за предпочитане от 0,15 до 0,35. Това малко съотношение също така има предимство, че след като пропускателният отвор през помпеното работно колело е станал широк, става възможно преминаването на по-големи замърсяващи частици през него.

Съгласно едно предпочитано примерно изпълнение на изобретението, свързването 7 към главината 4 на челния ръб 6 е разположено близо до края 12 на главината 4, т.е. няма издадена напред част, което намалява възможността замърсяванията да се наслояват около централната част на помпеното работно колело 3.

Съгласно друго примерно изпълнение на изобретението челният ръб 6 е разположен в равнина, перпендикулярна на оста на помпеното работно колело 3, т.е. където ζ е константа. Това означава, че ъгълът на закривяване ще бъде по същество постоянен, независим от циркулацията. Тъй като помпите за отпадъчни води функционират в доста широка област, това означава, че помпеното работно колело може да се проектира с оптимални параметри и да бъде независимо от очакваните условия на работа.

Claims

Патентни претенции

1. Помпено работно колело от центробежен или полуосов тип за използване в помпа за изпомпване на отпадъчни води, която има по същество спираловидно оформено тяло (1) с цилиндричен входящ отвор (2), като помпеното работно колело включва периферия, определяща първи диаметър, главина (4), определяща втори диаметър и поне една лопатка (5), характеризиращо се с това, че поне едната лопатка (5) има изкривен назад челен ръб (6) с първо свързване (7) към втория диаметър на главината (4) и второ свързване (8) към периферията в нейния първи диаметър, като челният ръб (6) е изкривен на секторен ъгъл ΔΘ, чиято стойност е в диапазон от 125° до 195°, като секторният ъгъл ΔΘ е измерен в координатна система с начало в центъра на главината (4) и е определен между първото свързване (7) и второто свързване (8) на челния ръб (6).
2. Помпено работно колело съгласно претенция 1, характеризиращо се с това, че челният ръб (6) на поне едната лопатка (5) лежи в равнина, перпендикулярна към оста на главината (4).
3. Помпено работно колело съгласно претенция 1, характеризиращо се с това, че първото свързване (7) на челния ръб (6) към главината (4) е разположено близо до края (12) на главината (4).
4. Помпено работно колело съгласно претенция 1, характеризиращо се с това, че съотношението на втория диаметър на главината (4) и първия диаметър на периферията на работното колело е в диапазон 0,1 - 0,4.
5. Помпено работно колело съгласно претенция 1, характеризиращо се с това, че вторият диаметър на главината (4) и първият ди а метър на периферията на работното колело са в съотношение, което е в диапазон от 0,15 до 0,35.
6. Помпено работно колело съгласно претенция 1, характеризиращо се с това, че сек- 5