HU204117B

HU204117B - Liquid-ring vacuum pump non-sensible for contaminated fluids

Info

Publication number: HU204117B
Application number: HU905778A
Authority: HU
Inventors: Martin Staehle
Original assignee: Martin Staehle
Priority date: 1989-10-17
Filing date: 1990-09-04
Publication date: 1991-11-28
Also published as: DE4032036A1; DK212890D0; IT1242222B; HU905778D0; GB2237603A; DK212890A; JPH03145593A; IT9012513A0; GB9020646D0; IT9012513A1; HUT55094A

Abstract

On the outer surface of the rotor (1a) an annular channel is provided, which is interrupted by a transverse barrier (17). At the front of the barrier (17), in the rotational direction, a passage (18) connects to the pressure chamber (14), whilst at the roar of the barrier, a passage (19) connects to the suction chamber (13) so that air is alternately sucked (via passage 13) into the sickle shaped hollow space (9) which exists and forced out therefrom (via passage 14) as the rotor rotates. The pump is particularly suitable for liquids which are contaminated with particulate matter, as there are no narrow gaps. <IMAGE>

Description

A találmány tárgya folyadékgyűriís vákuumszivattyú köralakú belső térrel rendelkező házban excentrikusán ágyazott forgórésszel, amely a folyadékot a házon bélül forgásba hozó és belőle egy forgó gyűrűt képező elemekkel van ellátva, amely forgó folyadékgyűrű a forgórész excentrikus helyzete következtében azzal adott pontosan komprimáló zónát képező módon kerül érintkezésbe, míg a másik oldalon a forgórész felülete és a folyadékgyűrű belső átmérője között egy keresztmetszetét tekintve sarlóalakú üreg keletkezik, ahol a forgórészre felszerelt elemek által ezen üreg cellákra van felosztva, amelyek a befogott gázt magukkal viszik és a szivattyú szívóoldaláról annak nyomóoldalára szállítják. Az ilyen ismert felépítésű folyadék gyűrűs vákuumszivattyúkkét csoportba sorolhatók:BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a fluid ring vacuum pump with an eccentricly mounted rotor in a housing having a circumferentially enclosed housing having elements for rotating the fluid in the casing and forming a rotary ring therefrom. on the other side, a cross-sectional cavity is formed between the surface of the rotor and the inside diameter of the liquid ring, whereby the elements mounted on the rotor are divided into these cavities which carry the captured gas and transport it from the suction side of the pump. Liquid ring vacuum pumps of such known design can be classified into two groups:

1. Az a rendszer, amelynek a szívó- és a nyomóoldali házfal között minimális játékmellett aforgórésszel és annak lapátjaival szemben komprimáló réseket kell képeznie, csak tiszta folyadékok számára használható. Ez a típus például a 28 893 lsz. vagy az 56 529lsz. német szabadalmi leírásból ismerhető meg.1. The system, which shall have compressive gaps between the suction and discharge side walls, with minimal play, against the rotor and its blades, shall be used only for clean liquids. For example, this type is described in U.S. Pat. No. 28,893. or U.S. Pat. German patent specification.

2. Az a rendszer, amelynél a lapátok a forgórészen csigaalakbanvannakelrendezve, mincsráutalva aszúk oldalsó komprimáló résekre, hanem a gáztovábbításhozszükségesüregekettengelyiránybanmozgatja a csigafalakközött, ígylehetővé teszí szennyezett folyadékok alkalmazását is. Erre példaként említhetjük a 883 563 lsz. német, a 2 280100 lsz. USAbelivagyaz 1425 997lsz. brit szabadalmileírást.2. The system in which the blades are arranged in the rotor in the form of screws, passing through the asymmetric side compression slots, but also in the axial direction of the cavities required for the conveying of the gas, enables the use of contaminated liquids. An example of this is disclosed in U.S. Patent No. 883,563. German Patent No. 2 280100; US or 1425 997l. British Patent Specification.

Ez utóbbi rendszer hátránya az elsőhöz képest abban van, hogy a csigamozgatás által létrehozott tengelyirányú mozgás következtében turbulencia lép fel a folyadékgyűrűben, ami energiaveszteséggel jár és instabil viszonyokat hoz létre a folyadékgyűrű belső átmérőjében. Történtek ugyan próbálkozások ezen tengelyirányú áramlás hatásának semlegesítésére, amint azt például a 0 111653 A2 sz. európai szabadalmi leírásismerteti, azonban ezekrévén anemkívánatos hatást csak gyengíteni lehetett, kiküszöbölni azonban nem.The disadvantage of the latter system compared to the former is that due to the axial movement created by the auger movement, turbulence occurs in the fluid ring, which results in energy loss and creates unstable conditions in the inner diameter of the fluid ring. However, attempts have been made to counteract the effect of this axial flow, as described, for example, in U.S. Pat. however, they could only weaken the undesirable effect, but not eliminate it.

A találmány által megoldható feladat tehát olyan folyadékgyűrűs vákuumszivattyú kifejlesztése, amely nem hoz létre mechanikus úton tengelyirányú áramlást a folyadékgyűrűben, ugyanakkor mégis lehetővé tesz szennyezett folyadékok alkalmazását is, mivel nem tartalmazszűkréseket.It is therefore an object of the present invention to provide a liquid-ring vacuum pump that does not mechanically create an axial flow in the liquid ring, but also allows the use of contaminated liquids, since it does not contain filtering.

Akitűzött feladatmegoldására alkalmas találmány szerinti folyadékgyűrűs vákuumszivattyúnak egy a szivattyuházban excentrikusán ágyazott, hengeralakú forgórésze van, amelyre az jellemző, hogy külső kerületén legalább egy végtelen horonycsatomával van ellátva. Ebbe a horonycsatomába egy keresztirányban húzódó gát van beépítve, amely elzárja a vértelen horonycsatoraa-járatot. A horonycsatomát egy a forgásirányt tekintve a gát előtt a csatorna-oldalfalban kialakított-áttőrés (harántnyílás) köti össze a nyomóoldali háztérrel, míg egy- a gát után kiképzett-áttörés (harántnyílás) a szívóoldali háztérrel. A szivattyúház belső terének szívó- és nyomóoldala Össze van kötve a szivattyú belépő- illetve küépócsonkjával. A horonycsatornán belül a belső horonycsatorna felületekre célszerűen harántirányú felületek, például számylapátocskák vannak felszerelve oly módon, hogy a horonycsatomán belül elégséges keresztmetszetet bizto5 sítsunkagázáramlásszámára.ugyanakkorkellőnagyságú felület álljon rendelkezésre az együttforgó folyadékgyűrűre történő erőátvitelhez, hogy létrejöjjön a folyadékgyűrű sarlóalakú űrege a forgórész horonycsatornáján belül.A fluid-ring vacuum pump of the present invention suitable for solving its object has an eccentricly embedded cylindrical rotor, characterized in that it is provided with at least one endless groove in its periphery. There is a transverse barrier embedded in this groove passage which obstructs the bloodless groove passage. The groove channel is connected in a direction of rotation with a penetration (transverse) formed in the channel side wall in front of the dam, with a perforation (transverse) formed after the dam, with the suction side. Suction and discharge side of pump housing interior Interconnected with pump inlet and outlet. Within the groove channel, the inner groove channel surfaces are preferably provided with transverse surfaces, such as billet blades, so as to provide a sufficient cross-section within the groove channel to allow gas to flow.

A gát áthalad ezen a sarlóalakú üregen keresztül és maga előtt tolja az ezen térben levő gázt a nyomótérbe vezető harántnyílásig, ahol a gáz egy- a forgásközpont közelében levő nyíláson keresztül a szivattyú kilépőcsonkjába jut, egyidejűleg pedig a hátsó harántnyüá15 sonkeresztülgázszívódikbeaszívótérbőlazüregbe. _e The dam passes through this sickle cavity and pushes the gas in this space up to the transverse opening into the pressure space, where the gas enters the pump outlet via an opening near the center of rotation and simultaneously transverse to the transverse arcuate of the pump. _e

A működés ciklikus, a horonycsatorna gátja mindenfordulatnál egyszer a sarlóalakú téren, majd pedig a komprimáló zónán halad keresztül, ahol a folyadék- * gyűrű érintkezésbe kerül a forgórész horonycsatomá20 jának alapjával. Ez a folyamat pulzáló gázszállításhoz vezet.Operation is cyclical, with the groove channel barrier passing through the cavity once at each turn and then through the compression zone where the fluid ring contacts the base of the rotor groove channel. This process leads to pulsating gas transport.

Kiegyenlítettebb szállítást lehet elérni, ha a szivattyú többjáratűkéntvan kialakítva, ahol ennekmegfelelően a forgórész palástfelületén több egymás mel25 lett párhuzamosan húzódó horonycsatoma az oldalfalakat áttörő, nem egytengelyű furatokon keresztül vezeti a gázt, egyik a másik után, a szívőtér tői a nyomótérig.More balanced transport can be achieved by having the pump designed as a multi-pass, whereby a plurality of parallel grooves on the peripheral surface of the rotor guide the gas through non-uniaxial bores through the side walls, one after the other to the suction space.

A nagyobb vákuum elérése érdekében a szivattyú 30 kialakítható többfokozatúra, szintén egymáshoz képest eltolt helyzetű gátakkal felszerelt forgőrész-horonycsatomákrévén.In order to achieve a higher vacuum, the pump 30 can be made in multi-stage rotor groove channels also provided with offset dams.

Végül pedig a két fenti elv kombinálható is és ily módon egy többjáratú, ugyanakkor többfokozatú víz35 gyűrűs vákuumszivattyú is létrehozható.Finally, the two above principles can be combined to create a multi-pass, but also multistage, water 35 ring vacuum pump.

A találmányt részletesebben kiviteli példák kapcsán, a csatolt rajz alapján ismertetem.The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

Arajzon az 1. ábra egy találmány szerinti egyjáratú, egyfo40 kozatú folyadékgyűrűs válmumszivattyú tengelymetszete, a 2. ábra az 1. ábra szerinti vákuumszivattyú forgórészének és folyadékgyűrüjének nézete a szívóoldal felől, a 3. ábra egykétjáratú és kétfokozatú folyadékgyűrűs vákuumszivattyúnak az 1. ábrához hasonló tengelymetszete, míg , a4-8. ábrákaforgórésznekés aforgórészfolyadékgyűrűs horonycsatoma-fokozatainak keresztmetsze50 teit mutatják a szívóoldal felől, egy és ugyanazon fór- * górészpozícióban.Fig. 1 is an axial sectional view of a one-way, single-stage liquid-ring solenoid pump according to the invention, Fig. 2 is a perspective view of the rotor and liquid ring of the vacuum pump of Fig. 1, Fig. 3 is a two-stage and two-stage whereas, Figs. Figs. 4A and 4b show cross-sectional views of the rotary portion and rotary portion fluid annular groove stages of the rotary portion from the suction side in one and the same rotor position.

Amint az az 1. ábrán látható, a találmány szerinti folyadékgyűrűs vákuumszivattyú 2 tengelyre szerelt la forgórésze excentrikusán van ágyazva egy jelzés55 képpen csak egyik oldalávalfeltűnetett 3 csapágyazásban a szivattyú szívóoldali 5 belépőcsonkkal és nyomóoldali, radiális elrendezésű 6 kilépőcsonkkal rendelkező 4 házában. A 4 ház belső terében forog a 7 folyadékgyűrű (célszerűen vízgyűrű(, amely a 8 ho60 ronycsatoma-fenékkel egy sarlóalakú 9 üreget, az át2As shown in Fig. 1, the shaft 1 of the liquid-ring vacuum pump of the invention mounted on the shaft 2 is eccentrically embedded in a bearing 55 shown on one side only with a suction inlet 5 and a discharge outlet 6 with a radial arrangement. Inside the housing 4, the fluid ring 7 (preferably a water ring) rotates a cavity 9 with a sickle-shaped bottom 9,

HU 204 117 Β ellenes oldalon pedig egy 10 kompzimáló zónát képez. A 9 üreget tengelyirányban all csatorna-oldalfalak határolják All csatorna-oldalfalak teljes 12 hengeres palástfelülete belemerül a 7 folyadékgyűrűbe, amely így letömíti az la forgórész horonycsatomáját és egyidejűleg a 4 ház belső terát felosztja egy 13 szívótérre, amely össze van kötve az 5 belépőcsonkkal és egy 14 nyomótérre, amely egy 15 nyomásleeresztő térrel és ez pedig a 6 kilépőcsonkkal van összekötve. A 3 csapágyazást a szivattyú felé 16 tömítés védi. Az la forgórész horonycsatomájának végtelenségét egy keresztirányban húzódó 17 gát töri meg, ahol ezen csatorna a 17 gát forgásirányt tekintve elülső oldalánál az egyik 11 csatorna-oldalfalon keresztül kiképzett 18 ' áttörés révén a 14 nyomótérrel, míg egy a 17 gát hátoldalánál kialakított 19 áttörés révén a 13 szívótérrel van összekötve. A belső horonycsatoma-felületre fo^ϋ lyadékgyűrű-menesztő 20 számylapátocskák vannak felerősítve.On the opposite side, it forms a compimation zone. The cavity 9 is axially bordered by all duct sidewalls, the entire cylindrical surface 12 of the duct sidewalls is immersed in the liquid ring 7, thereby sealing the groove channel of the rotor la and simultaneously dividing the inner space of the housing 4 into a suction space 13 A pressure space 14 which is connected to a pressure relief space 15 and to the outlet nozzle 6. The bearing 3 is protected by a seal 16 towards the pump. The infinity of the groove channel of the rotor Ia is broken by a transverse barrier 17, whereby the channel 17 has an opening 18 'through one of the channel side walls 11 in the forward direction of the barrier 17 and a hole 19 in the back of the barrier 17. It is connected to 13 suction spaces. On the inner ^groove groove surface, ^liquid ring-driving ^plate pads 20 are mounted.

A3. ábránlátható lbforgórész egy kétjáratú, kétfokozatú szivattyú kialakítási módját példázzál. Az lb forgórész négy gyűrűalakú I-IV horonycsatornával rendelkezik, amelyek részben egymással, részben pedig a 13 szívótérrel és a 14 nyomótérrel állnak összeköttetésben, ahol a 4-8. ábrákon feltüntetett 17a-17b gátak, az al-el, illetve a2-e2 áttörések, valamint all csatorna-oldalfalak egy labirintusrendszert képeznek. Az első áramlási járat a sarlóalakú 9I1-9IV1 üregben, míg a második áramlási járat a 9I2-9IV2 üregeken vezet keresztül.THE 3. Fig. 1B illustrates a design of a two-pass, two-stage pump. The rotor 1b has four annular groove channels I-IV which are in communication with each other, and partly with the suction space 13 and the compression space 14, where FIGS. The dams 17a-17b, the al-el and a2-e2 breakthroughs, and the all-channel side walls in FIGS. The first flow passage passes through the sickle-shaped cavities 9I1-9IV1, while the second flow passage passes through the cavities 9I2-9IV2.

A gyűrűalakú I-IV horonycsatomák csatoma-magátmérői hozzá vannak igazítva a nyomásnövekedés következtében egyre növekvő belső vízgyűrű-átmérőkhöz.The coupling core diameters of the annular grooves I-IV are adapted to the increasing internal water ring diameters due to the increase in pressure.

A bemutatott találmány szerinti folyadékgyűrűs vákuumszivattyú működésmódja a következő:The operation of the liquid-ring vacuum pump according to the present invention is as follows:

Az 1. ábrán látható egyfokozatú szivattyú jelenti a találmány legegyszerűbb kiviteli alakját. A 8 horonycsatoma-fenék, all csatorna-oldalfalak és a 7 folyadékgyűríí által határolt sarlóalakú 9 üreg periodikusan kerül kapcsolatba a 13 szívótérben található gázokkal a 19 áttöréseken keresztül. A 9 üregen keresztülhaladó 17 gát megnöveli a 9 üreg szívóoldali részét és ily módon gázt szív be az 5 beléig, pőcsonktól a 13 szívótéren és a 19 áttörésen keresztül. A 9 üregen keresztülhaladó 17 gát megnöveli a 9 üreg szívóol¹ dali részét és ily módon gázt szív be az 5 belépőcsonktól a 13 szívótéren és a 19 áttörésen keresztül. A17 gát elülső oldalánál az előző ciklus által a 9 üregbe befogott gáz komprímálódik és a 18 áttörésen, valamint a 14 nyomótéren és a 15 nyomásleeresztő téren keresztül a 6 kilépőcsonkhoz kerül, ahol távozik a szivattyúból. A gyűrűalaú horonycsatorna belső oldalára szerelt 20 számylapátocskák elősegítik a 7 folyadékgyűrű forgó mozgását. Valamennyi elem csak radiális erőösszetevőt ad át a 7 folyadékgyűrűnek, így az kis energiaveszteséggel és minimális üzemvíz-fogyasztással működik, a folyadékgyűrű eddigieknél stabilabb belső körvonalai következtében.The one-stage pump shown in Figure 1 represents the simplest embodiment of the invention. The groove bottom 8, the all-channel side walls and the sickle-shaped cavity 9 delimited by the liquid ring 7 are periodically contacted with the gases in the suction space 13 through the openings 19. The barrier 17 passing through the cavity 9 increases the suction side of the cavity 9 and thereby draws in gas 5 from the stump to the suction space 13 and through the breakthrough 19. The barrier 17 passing through the cavity 9 increases the portion ^{1 of the} suction cavity 9 and thereby draws gas from the inlet 5 through the suction space 13 and the breakthrough 19. At the front side of the dam 17, the gas trapped in the cavity 9 from the previous cycle is compressed and through the breakthrough 18, the pressure chamber 14 and the pressure relief chamber 15 to the outlet 6 where it exits the pump. The number pads 20 mounted on the inside of the annular groove channel facilitate the rotary movement of the liquid ring 7. Each element transmits only a radial force component to the fluid ring 7 and thus operates with low energy loss and minimal running water consumption due to the more stable internal contours of the fluid ring.

A 3. ábra szerinti kétjáratú és kétfokozatú szivattyú alapvetően hasonló módon működik, mint az 1. ábra szerinti kiviteli alak, ugyanakkor az lb forgórész négy párhuzamos I-IV. horonycsatomával rendelkezik, miáltal forgatáskor két pulzáló gázáram mozog a 13 szívótértó'l a 14 nyomótér felé az al-911-bl9Hl-cl-9IHÍ-dl-9IVl^l, illetve az al9I2-b2-9H2-c2-9in2-d2-9IV2-e2 úton és ezek 180°-os fáziseltolódásban szuperponálódnak és ezáltal csillapítják a pulzálást.The two-stroke and two-stage pump of FIG. 3 operates in substantially the same manner as the embodiment of FIG. 1, but the rotor 1b is four parallel I-IV. has a groove channel so that two pulsating gas streams rotate from the suction chamber 13 towards the pressurized space of the al-911-b1H9-h1-cl-9H1-d1-9IV1 ^ 1 and the al9I2-b2-9H2-c2-9in2-d2-9IV2- e2 and they are superimposed at 180 ° phase shift and thereby dampen the pulsation.

Claims

1. A liquid-ring vacuum pump in an enclosure having a circular interior having a rotatably embedded rotor having a circumferential surface in contact with a fluid ring rotating therewith so that the interior of the housing is subdivided into a suction space and a pressure space. An annular groove is formed which is interrupted by a transverse barrier (17) having a passage (18) leading to the pressure chamber (14) at the front and a channel (19) leading to the suction space (13) at the rear. on the side wall (11).

Liquid-ring vacuum pump according to claim 1, characterized in that numerical paddles (20) driving the liquid-ring (7) are mounted on the inner surfaces of the groove channel.

Liquid-ring vacuum pump according to claim 1 or 2, characterized in that a plurality of annular grooves (I-IV) are formed parallel to one another on the peripheral surface of the rotor (1b), which are openings in the channel side walls (11). el, or a2-e2), the multidirectional or multistage or multidirectional and multistage pumps are connected in a fluidized manner.