PL B1. ZAKŁAD MECHANIKI PRZEMYSŁOWEJ ZAMEP SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Gliwice, PL BUP 17/12

Transkrypt

1 PL B1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: (51) Int.Cl. F04D 29/041 ( ) F04D 29/051 ( ) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: (54) Wirowa wielostopniowa pompa wysokociśnieniowa (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 17/12 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 09/14 (73) Uprawniony z patentu: ZAKŁAD MECHANIKI PRZEMYSŁOWEJ ZAMEP SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Gliwice, PL (72) Twórca(y) wynalazku: KAZIMIERZ GOLEC, Gliwice, PL STANISŁAW WILK, Gliwice, PL ANDRZEJ WILK, Gliwice, PL (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Karol Nowak

2 2 PL B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest wirowa wielostopniowa pompa wysokociśnieniowa z zespołem odciążenia naporu osiowego za pomocą tarczy odciążającej. Znane są rozwiązania konstrukcyjne wirowych wielostopniowych pomp wysokociśnieniowych w których dla zrównoważenia naporu osiowego działającego na wirniki stosowany jest zespół tarczy odciążającej. Zespół odciążenia naporu osiowego składa się z tarczy oporowej przymocowanej do kadłuba tłocznego oraz z tarczy odciążającej osadzonej na wale, najczęściej z przymocowanym do niej wymiennym pierścieniem ślizgowym. Do przestrzeni pomiędzy tarczę oporową a tarczę odciążającą dopływa ciecz z przestrzeni za ostatnim wirnikiem przez szczelinę promieniową miedzy tuleją osadzoną w kadłubie tłocznym a tuleją osadzoną na wale pompy, a ciecz wypływa przez szczelinę osiową między tarczą oporową i pierścieniem ślizgowym tarczy odciążającej i odprowadzana jest na zewnątrz pompy. Zrównoważenie naporu osiowego działającego na zespół wirujący następuje wskutek działania naporu cieczy na tarczę odciążającą i uzyskuje się go w każdych warunkach, niezależnie od wydajności przy jakiej pracuje pompa, a wał pompy jest ułożyskowany tylko w łożyskach promieniowych. Zespół tarczy odciążającej jest jednym z miejsc występowania straty objętościowej, ponieważ część cieczy która przepłynęła przez wirniki zamiast do króćca tłocznego dopływa do zespołu tarczy odciążającej, zaś strata ta wpływa na obniżenie sprawności objętościowej pompy a tym samym wpływa na obniżenie sprawności całkowitej pompy. Wielkość straty objętościowej w zespole tarczy odciążającej zależy od szerokości i długości szczeliny między tuleją osadzoną w kadłubie tłocznym a tuleją osadzoną na wale oraz od wysokości ciśnienia na wlocie do tej szczeliny. Strata objętościowa jest tym większa im wyższe jest ciśnienie tłoczenia. Aby zmniejszyć stratę objętościową występującą w zespole tarczy odciążającej należy więc dążyć do zmniejszenia szerokości szczeliny, zwiększenia długości szczeliny lub obniżenia wysokości ciśnienia na wlocie do szczeliny doprowadzającej ciecz pod tarczę odciążającą. Nadmierne zmniejszenie szerokości szczeliny może doprowadzić do wzajemnego ocierania się tulei i uszkodzenia pompy, natomiast zwiększenie długości szczeliny powoduje wydłużenie wału i zwiększenie rozstawu łożysk, wpływającego na ugięcie wału oraz zwiększenie długości pompy i jej masy. Szczególnie duże wartości strata ta osiąga, gdy pompa pracuje z napływem, to jest gdy do pompy dopływa ciecz ze zbiornika położonego wyżej niż jest zainstalowana pompa lub gdy pompa pracuje jako druga w szeregu. Szeregowe łącznie pomp znajduje coraz to większe zastosowanie, zwłaszcza w górnictwie, gdzie eksploatuje się coraz to głębiej zalegające pokłady a utrzymanie przepompowni na poziomach pośrednich jest kosztowne. Wirowa wielostopniowa pompa wysokociśnieniowa według wynalazku z zespołem zrównoważenia naporu osiowego za pomocą tarczy odciążającej ma na zewnętrznej powierzchni tylnej tarczy wirnika ostatniego stopnia współosiowe występy i rowki oraz obwodowe współosiowe rowki i występy ma tylna wymienna ścianka tłocznego kadłuba pompy, przy czym występy i rowki tarczy wirnika i tarczy kadłuba wzajemnie osiowo wsunięte kształtują wieloszczelinowy kanał którym ciecz z przestrzeni tłocznej przepływa pod tarcze odciążającą poprzez szczelinę promieniową między dławiącą tuleją osadzoną w kadłubie tłocznym oraz ochronną tuleją osadzona na wale. Wieloszczelinowe ukształtowanie kanału za wirnikiem ostatniego stopnia powoduje zmniejszenie wysokości ciśnienia na wlocie do promieniowej szczeliny między tulejami, a więc wpływa na zmniejszenie straty objętościowej w zespole zrównoważenia naporu osiowego, nie zwiększając długości i masy pompy. Wirowa wielostopniowa pompa wysokociśnieniowa według wynalazku z zespołem odciążenia naporu osiowego za pomocą tarczy odciążającej przedstawiona jest na załączonym rysunku którego fig. 1 przedstawia osiowy przekrój fragmentu pompy z zespołem zrównoważenia naporu osiowego, a fig. 2 odmianę rozwiązania konstrukcyjnego zespołu zrównoważenia naporu. Wirowa wielostopniowa pompa wysokociśnieniowa ma na wale 1 osadzoną odciążającą tarczę 2 z przymocowanym do niej ślizgowym pierścieniem 3, zaś do kadłuba tłocznego 4 przymocowana jest oporowa tarcza 5, która znajduje się w oddzielnym kadłubie 6. W tłocznym kadłubie 4 pompy osadzona jest dławiąca tuleja 7 natomiast na wale 1 osadzona jest ochronna tuleja 8 kształtujące szczelinę 9 przez którą dopływa ciecz z przestrzeni za ostatnim wirnikiem 11 pod odciążającą tarczę 2.

3 PL B1 3 Tylna tarcza 10 ostatniego wirnika 11 pompy od strony zewnętrznej ma współosiowe obwodowe występy 12 i obwodowe rowki 14, a tłoczny kadłub 4 od strony tarczy 10 wirnika 11 zamknięty jest wymienna czołową tarczą 13 z zewnętrznymi obwodowe występami 12 i obwodowymi rowkami 14, przy czym występy 12 i rowki 14 tarczy 10 wirnika 11 i tarczy 13 kadłuba 4 są wzajemnie osiowo wsunięte kształtując wieloszczelinowy kanał 15. W odmianie wynalazku za tylną tarczą 10 wirnika 11 ostatniego stopnia na wale I osadzona jest tarcza 16 z zewnętrznymi obwodowymi występami 12 i obwodowymi rowkami 14 kształtującymi wieloszczelinowy kanał 15. Zastrzeżenia patentowe 1. Wirowa wielostopniowa pompa wysokociśnieniowa z zespołem odciążenia naporu osiowego za pomocą tarczy odciążającej osadzonej na wale, w której to pompie do kadłuba tłocznego przymocowana jest oporowa tarcza pomiędzy które dopływa ciecz z przestrzeni za ostatnim wirnikiem przez promieniową szczelinę miedzy dławiącą tuleją kadłuba tłocznego a ochronną tuleją wału, znamienna tym, że przestrzeń za tylną tarczą (10) ostatniego wirnika (11) i wymienną czołową tarczą (13) tłocznego kadłuba (4) ukształtowana jest w wieloszczelinowy kanał (15). 2. Wirowa pompa według zastrz. 1, znamienna tym, że ostatni wirnik (11) na tylnej tarczy (10) od strony zewnętrznej ma współosiowe obwodowe występy (12) i obwodowe rowki (14) oraz wymienna czołowa tarcza (13) tłocznego kadłuba (4) od strony zewnętrznej ma obwodowe występy (12) i obwodowe rowki (14) zachodzące wzajemnie jedne w drugie kształtując wieloszczelinowy kanał (15). 3. Wirowa pompa według zastrz. 2, znamienna tym, że za ostatnim wirnikiem (11) na wale (1) osadzona jest dodatkowa tarcza (16) przylegająca do tylnej tarczy (10) wirnika (11), która od strony zewnętrznej ma współosiowe obwodowe występy (12) i obwodowe rowki (14).

4 4 PL B1 Rysunki

5 PL B1 5

6 6 PL B1 Departament Wydawnictw UPRP Cena 2,46 zł (w tym 23% VAT)