SK286322B6 - Pump impeller and method - Google Patents

Description

Oblasť techniky

Tento vynález sa všeobecne týka čerpadiel a zvlášť, ale nie výhradne sa zameriava na vysokorýchlostné čerpadlá na konkrétne účely.

Doterajší stav techniky

Tento vynález je zvlášť využiteľný v prípade vysokorýchlostných čerpadiel na konkrétne účely, medzi ktoré typicky patria postupy odsírovania dymových plynov v elektrárňach. Takéto čerpadlá sa využívajú v postupe mokrého čistenia plynu s použitím vápenca tak, že zaisťujú cirkuláciu suspenzie, ktorá odstraňuje síru z dymových plynov pred tým, ako by mohli vstúpiť do atmosféry. Odkaz na toto konkrétne použitie by však nemal byť chápaný ako obmedzenie rozsahu prihlasovaného vynálezu. Skúseným odborníkom v tejto oblasti sa budú ľahko vybavovať zrejmé možnosti ďalších využití.

Čerpadlá, ktoré sa vyžadujú pre postupy odsírovania dymových plynov, musia zaisťovať dosahovanie vysokých prietokových pomerov pri spomaľovaní k dolnej úrovni dopravnej výšky čerpadla. V záujme dosahovania takých prietokových pomerov môžu také čerpadlá byť napríklad namontované na spoločnom hriadeli, čo umožňuje zvyšovanie rýchlosti, pri ktorej pracujú nad prípadne umiestneným čerpadlom, ktoré má prevodovú skriňu s pomalšími prevodmi. Na rozdiel od obvyklých, pomalšie pracujúcich čerpadiel na čerpanie suspenzie radiálnym spôsobom je možné tieto vysokorýchlostné čerpadlá, určené na postupy odsírovania dymových plynov tiež označovať ako čerpadlá so zmiešavaným prúdením. Prúdenie v radiálnom čerpadle je prevažne odstredivé, zatiaľ čo v prípade čerpadla so zmiešavaným prúdením je prúdenie nielen odstredivé, ale aj pozdĺžne v smere vedenia osi hriadeľa čerpadla.

Konkrétne požiadavky kladené na čerpadlá na odvírovanie dymových plynov sú za normálnych okolností veľmi striktné a užívatelia vyžadujú vysokú účinnosť. V tých prevádzkach, kde sa vykonáva odvírovanie dymových plynov správnym a účinným spôsobom, musia čerpadlá na odvírovanie dymových plynov čerpať presne nastavený objem vápencovej suspenzie v rámci celého systému odsírovania dymových plynov. S ohľadom na nutnosť presného nastavenia prietokového pomeru musí byť presne nastavená dopravná výška (alebo tlak), ktorú čerpadlo vytvára. Za normálnych okolností technické parametre čerpadla nepovoľujú žiadne záporné tolerancie a ako príklad je možné uviesť to, že ak je predpísaná dopravná výška čerpadla 25 m, potom pri skúške musí čerpadlo vytvárať dopravnú výšku 25 m alebo viac. Údaj o takej kladnej tolerancii sa tiež uvádza v „Normách vyhovujúcich výsledkom skúšok čerpadiel, ktoré sú zmluvne dané. Toto môže predstavovať približne +5 % nad dopravnú výšku čerpadla.

Konštrukčné riešenie čerpadla na odvírovanie dymových plynov musí brať do úvahy technické prevádzkové požiadavky, a to hlavne s ohľadom na dopravnú výšku, pretože práve dopravná výška bezpodmienečne určuje objem prúdenia suspenzie v systéme na odvírovanie dymových plynov. V prípade priamo poháňaného čerpadla so zmiešavaným prúdením je možné priemer obežného kolesa meniť iba obmedzene, aby boli splnené technické prevádzkové požiadavky. Preto sa niekedy môžu objaviť prípady, kedy čerpadlo vytvára väčšiu dopravnú výšku, ako uvádza technická špecifikácia a niekedy môže byť táto dopravná výška dokonca väčšia ako uvádza technický údaj o povolenom hornom limite v zmluve. Ak dopravná výška prekračuje povolenú toleranciu, potom sa musí znížiť natoľko, aby konečný výsledok testovania dopravnej výšky bol v pásme tolerancie a tak spĺňal povolené normy.

V súvislosti so znížením dopravnej výšky do pásma povolenej tolerancie (povedzme 0 % až 5 %) sa obežné koleso čerpadla môže upravovať spôsobom „orezania“, čo inými slovami znamená uskutočnenie malého zmenšenia priemeru obežného kolesa. Orezanie, ktoré znižuje dopravnú výšku, tiež mení energetické nároky, ktoré čerpadlo vstrebáva, a táto skutočnosť sa premieta do účinnosti čerpadla.

Na základe štúdií technických výkresov a príslušných textov je možné konštatovať, že známym technickým postupom, ktorý sa v súčasnosti uplatňuje, je vedenie rezu v určitom uhle na hnacej strane alebo zadnej očnicovej strane obežného kolesa. Toto je uvedené na obr. 1. V závislosti od rozsahu orezania (zmenšenia priemeru) sa ovplyvňuje dopravná výška a výkon v rozdielnych pomeroch tak, ako je uvedené na obr. 2. Predbežné určovanie nutného orezania je teda zložité, pretože hlavný problém súvisí so skutočnosťou, že zníženie dopravnej výšky a výkonu nesleduje rovnaký model. Preto výsledkom orezania vykonávaného týmto známym spôsobom je zníženie dopravnej výšky, menšie zníženie výkonu a následné zníženie účinnosti. Potom môže dôjsť k tomu, že dopravná výška a prúdenie vytvárané čerpadlom sú správne, ale spotrebovaná energia je vyššia, ako povoľuje norma. V takom prípade by čerpadlo bolo neprijateľné.

Podstata vynálezu

V súlade s jedným znakom prihlasovaného vynálezu je cieľom vyvinúť spôsob tvarovej úpravy obežného čerpadla, aby boli prekonané uvedené problémy.

V súlade s ďalším znakom prihlasovaného vynálezu je cieľom poskytnutie zdokonaleného obežného kolesa čerpadla.

Podľa jedného znaku prihlasovaného vynálezu je vyvinúť spôsob tvarovej úpravy obežného kolesa, zaisťujúceho podmienky na dosahovanie predpísaných prevádzkových parametrov na základe toho, že obežné koleso má prednú bočnicu a zadnú bočnicu, tieto bočnice sa nachádzajú v určitej vzdialenosti od seba, čim medzi sebou vytvárajú určitý počet priechodov, ktoré sú oddelené určitým počtom lopatiek obežného kolesa, z ktorých každá má vonkajšie ostrie vedené medzi prednou bočnicou a zadnou bočnicou, toto obežné koleso má vonkajší priemer Dj, pričom uvedený spôsob obsahuje kroky takého orezávania vonkajšieho ostria lopatiek obežného kolesa, aby vonkajší priemer Di prednej bočnice bol menší ako vonkajší priemer D₂ zadnej bočnice.

Vonkajšie obvodové ostrie sa výhodne orezáva tak, aby sa šikmo zvažovalo smerom dovnútra od vonkajšieho priemeru D₂ zadnej bočnice k vonkajšiemu priemeru Di prednej bočnice.

Podľa ďalšieho znaku prihlasovaného vynálezu je vyvinuté obežné koleso čerpadla, kde toto obežné koleso obsahuje prednú bočnicu, ktorá má vonkajší priemer D₁ a zadnú bočnicu, ktorá má vonkajší priemer D₂. Tieto bočnice sa nachádzajú v určitej vzdialenosti od seba, čím medzi sebou vytvárajú určitý počet priechodov, ktoré sú oddelené určitým počtom lopatiek obežného kolesa, z ktorých každá má vonkajší brit vedený medzi prednou bočnicou a zadnou bočnicou, pričom vonkajší priemer D] prednej bočnice je menší ako vonkajší priemer D₂ zadnej bočnice.

Je výhodné, ak je pomer D]/D₂ v rozsahu od 1 do 0,85.

Prekvapivo bolo zistené, že zníženie dopravnej výšky a výkonu sleduje model, ktorý má väčšiu výpovednú hodnotu, a čo je dôležitejšie, zníženie dopravnej výšky a výkonu v prípade každého orezania je rovnomernejšie. Výhodné je to, že v porovnaní so známym spôsobom je účinnosť čerpadla ďaleko menej ovplyvnená uskutočnením orezania. Na základe toho sa ako podstatne výhodnejšie javí používanie nového spôsobu orezania obežného kolesa, ktoré umožňuje dosahovanie dopravnej výšky a prietoku v rozsahu stanovených noriem a ktorý je súčasne prijateľný z hľadiska účinnosti.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Teraz bude uvedený opis výhodných uskutočnení tohto vynálezu s odkazom na pripojené vyobrazenia, na ktorých:

obr. 1 je schematický pohľad na časť obežného kolesa, ktoré bolo orezané s použitím známeho spôsobu orezávania;

obr. 2 je graf, ktorý všeobecne znázorňuje prevádzkové charakteristiky obežného kolesa čerpadla, uvedeného na obr. 1;

obr. 3 je schematický pohľad na časť obežného kolesa, ktoré bolo orezané podľa tohto vynálezu;

obr. 4 je graf, ktorý všeobecne znázorňuje prevádzkové charakteristiky obežného kolesa čerpadla, uvedeného na obr. 3, kde percento orezania sa určuje podľa vzorca

100 - (D,/D₂) x 100.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Na obr. 1 a 3 sú znázornené dve obežné kolesá čerpadla, ktoré sú všeobecne označené vzťahovou značkou 10, a každé z týchto dvoch obežných kolies obsahuje prednú bočnicu 12 a zadnú bočnicu 14 s radom lopatiek 15, vedených medzi bočnicami 12, 14, ktoré oddeľujú vnútrajšok obežného kolesa od radu priechodov. Obežné koleso čerpadla ďalej obsahuje vstup 17 do obežného kolesa a rad výstupov medzi lopatkami na obvodovom okraji 19 obežného kolesa. Priemer prednej bočnice je označený vzťahovou značkou Dj a priemer zadnej bočnice je označený vzťahovou značkou D₂. V konštrukčnom usporiadaní podľa doterajšieho stavu v tejto oblasti techniky, ktoré je uvedené na obr. 1, sa orezanie dosahuje takým odstraňovaním časti vonkajšieho obvodového okraja, aby priemer vstupovej bočnice D! bol väčší ako priemer výstupovej D₂. V predchádzajúcom texte už bolo uvedené, že v závislosti od množstva orezania (zmenšenie priemeru) dochádza k ovplyvneniu dopravnej výšky a výkonu, čo sa prejavuje rozdielnymi pomermi tak, ako je to uvedené na obr.

2.

Podľa prihlasovaného vynálezu sa orezanie obežného kolesa vykonáva odstraňovaním materiálu takým spôsobom, aby priemer prednej bočnice bol menší ako priemer zadnej bočnice. Účinok tohto orezania je uvedený na obr. 4.

Takto je účinnosť čerpadla v dôsledku uvedeného orezania ďaleko menej ovplyvnená v porovnaní so spôsobom podľa doterajšieho stavu techniky. Za týchto okolností existuje väčšia pravdepodobnosť, že v súlade so spôsobom podľa prihlasovaného vynálezu je možné dosahovať dopravnú výšku a objem prietoku v rozsahu predpísanej tolerancie pri súčasnom udržiavaní účinnosti v prijateľných limitoch.

Na záver možno dodať, že pochopiteľne existuje možnosť začleňovania rôznych zmien, úprav a/alebo dodatočných zásahov do rôznych konštrukčných riešení a usporiadania súčastí bez toho, aby dochádzalo k prekračovaniu ducha alebo rámca tohto vynálezu.

Claims (8)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Spôsob tvarovej úpravy obežného kolesa (10) diagonálneho čerpadla na dosiahnutie volených prevádzkových parametrov, kedy obežné koleso (10) obsahuje prednú bočnicu (12) a zadnú bočnicu (14), tieto bočnice sa nachádzajú vo vzdialenosti od seba, čím vytvárajú medzi sebou priechody, ktoré sú oddelené lopatkami (15) obežného kolesa, pričom každá má vonkajšiu hranu (19) vedenú medzi prednou a zadnou bočnicou (12, 14) a obežné koleso má vonkajší priemer D, vyznačujúci sa tým, že sa oreže vonkajšia hrana (19) lopatiek (15) obežného kolesa na menšiu veľkosť vonkajšieho priemeru D, prednej bočnice (12), ako je vonkajší priemer D₂ zadnej bočnice (14).
2. 2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že sa obvodová vonkajšia hrana (19) oreže zvažujúc sa smerom dovnútra od vonkajšieho priemeru D₂ zadnej bočnice (14) k vonkajšiemu priemeru D, prednej bočnice (12).
3. 3. Spôsob podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že pomer D|/D₂ je v rozsahu od 1,0 do 0,85.
4. 4. Spôsob podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že obežné koleso (10) sa používa v čerpadle na odvírovanie dymových plynov.
5. 5. Obežné koleso (10) čerpadla obsahujúce prednú bočnicu (12) s vonkajším priemerom D j a zadnú bočnicu (14) s vonkajším priemerom D₂, bočnice sa nachádzajú vo vzdialenosti od seba, čím vytvárajú medzi sebou priechody, ktoré sú oddelené lopatkami (15) obežného kolesa, pričom každá má vonkajšiu hranu (19) vedenú medzi prednou a zadnou bočnicou (12, 14), vyznačujúce sa tým, že vonkajší priemer D! prednej bočnice (12) je menší ako vonkajší priemer D₂ zadnej bočnice (14).
6. 6. Obežné koleso podľa nároku 5, vyznačujúce sa tým, že pomer D,/D₂ je v rozsahu od 1,0 do 0,85.
7. 7. Obežné koleso podľa nároku 5 alebo 6, vyznačujúce sa tým, že obsahuje orezanú obvodovú vonkajšiu hranu (19) zvažujúc sa smerom dovnútra od vonkajšieho priemeru D₂ zadnej bočnice (14) k vonkajšiemu priemeru D_t prednej bočnice (12).
8. 8. Obežné koleso podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov 5 až 7, vyznačujúce sa tým, že obežné koleso (10) sa používa v čerpadle na odvírovanie dymových plynov.