144244. lajstromszámú szabadalom • Folyadékgyűrűs kiszorító, mint sűrítő, expandáltató, vacuumszivattyú, valamint mint sűrítő-expandáltató-kombináció

Megjelent: 1958. szeptember 15-én. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 144.244. SZÁM 27. c. 1-6. OSZTÁLY — JI-9. ALAPSZÁM Folyadékgyűrűs kiszorító, mint sűrítő, expandáltató, vacuumszivattyú, valamint mint sűrítő-expandáltató-kombináció Institut für Schienenfahrzeuge, Berlin—Adlershof, NDK Bejelentés napja: 1956. június 22. A találmány tárgya olyan folyadékgyűrűs kiszorító, amely mint sűrítő, expandáltató és vákuumszivattyú, valamint ezen gépformák kombinációja, pl. mint sűrítő-expandáltató dolgozik. Ismertek az olyan kiszorítok, amelyeknél rekeszes kerék hengeralakú mozdulatlanul álló kádban forogva vizet hoz körforgásba, amiáltal vízgyűrű keletkezik, a gyűrű a rekeszes keréknek a tokozott káddal szembeni excentrikus elhelyezkedése következtében a kerék forgatásakor a rekeszekbe.n levő levegőt vagy sűríti vagy ritkítja. Mivel a víz ezekben a tokozott kádakban körben áramló mozgást végez, a víznek ezeket a körforgásait a továbbiakban egyszerűen hydrodromnak nevezzük. Ilyenfajta hydrodrom-kiszorítók csak'kis nyomással dolgoznak, mivel a hydrodinamikus (ebben az esetben víz-köráramlási) veszteség a fordulatszám harmadik hatványával növekedve, a fordulatszámmal csak közel lineárisan növekedő termodinamikus (légsűrítő-) teljesítményt gyorsan eléri és túllépi, így a hatásfok csökken, mielőtt még a vízgyűrű egy a magasabb sűrítőnyomáshoz elegendő centrifugális keménységet elérne. Ilyen hydrodrom-kiszorítók további hátránya, hogy egyrészt a vízgyűrűtükör nem fekszik központosán, hanem egyenes lapátoknál a nyomó oldalra, a szokásos előre görbített alakú lapátoknál pedig a lefolyási oldal felé húzódik el, ami üveg-homlokfallal ellátott gépeknél villanófénysztroboszkóppal kimutatható, másrészt pedig minden hydrodrom-kiszorítónál a víznek a vízgyűrűköráramlással szembeni túlságosan kis centrifugális ereje folytán rendkívül erős turbulencia (örvénylés) uralkodik, amikor is a víztükör szétporló tajtékká válik, ami az üveg-homlokfal mögött még sztrobos7

kóp nélkül is világosan látható. Az a már többször megismételt javaslat, hogy a hydrodrom-kiszorító fenti hátrányait azzal küszöböljük ki, hogy a vízgyűrű kádat forgathatóan helyezzük el, úgy hogy a vízgyűrűáramlás szabadon futva magával vigye, amint az áramlási teljesítmény a szabadonfutó kád csapágysúrlódásánál nagyobb, nem vált be, másrészt az indításkor még nem is rendelkezünk vízgyűrűvel és így a kád el sem indul, hanem külön eszközökkel kellene indítani. Azonkívül ilyen szabadonfutó kád-kiszorítót teljesítőképessége nem lényegesen jobb, mint a hydrodrom-kiszoritóké, legalább is a lapátoknak merülő és lengő munkája a vízgyűrűben az ismert kedvezőtlenül hajlított és mélyen merülő lapátokkal ellátott hydrodrom-rekeszes kerekeknél nagyobb, mint a vízgyűrű-köráramlási munka, úgy hogy a szabadonfutó kádkiszorító fordulatszáma (nyomása) nem lényegesen nagyobb, mint a hydrodrom-kiszorítóé. A találmány tárgyának célja a vízgyűrűs kiszorító hydrodinamikai megjavítása, ami mesköveteli a gép mechanikai részeinek átkonstruálását. Hogy' nagyobb nyomásokra is alkalmas legyen, a víztükör torzulását ki kellett küszöbölni és elérni a nyugodt víztükröt. Legsürgősebb volt azonban a „kemény" vízgyűrű megvalósítása. Ezt a célt azzal értük el, hogy a rekeszes kereket nem a tokban rögzített csapra, hanem a kád tengelye körül forgattyú mozgást végző csapra helyeztük. így lehetővé tesszük, hogy nagy centrifugális erő elérésének céljából a kád fordulatszámát tetszés szerint megnövelhessük, függetlenül a szállítás fordulatszámától, amelyet hydrodinamikai okoknál fogva nem növelhetjük ugyanolyan arányban. így például hydrodrom-kiszorító a fordulatszámmal gyorsan növekvő vízgyűrű-köráramlásveszteség folytán a rekeszes keréknek percenkénti 1000 fordulata mellett a hatásfokhatá.r elérése folytán nem lépheti túl az 1 atm. túlnyomásnál nagyobb sűrítési (kompresszió) nyomást, ha azonban a találmány szerint a rekeszes kereket forgattyú csapra helyezzük el, a fordulatszámot és így a nyomást is a fentiek sokszorosára, pl. 3000 percenkénti forgattyú és 4000 percenkénti kádfordulatszámra emelhetjük és így kb. 16 atm. túlnyomást érünk el. Ezzel hatásfokjavulás is jár együtt, mert a nyomás a fordulatszám négyzetével változik, úgyhogy a sűrítési teljesítmény sokszorosára növekszik, míg a nyomás a víz kinematikai tu-