185386. lajstromszámú szabadalom • Automatikus légtelenítő szerkezet nem önfelszívó rendszerű folyadékszállító szivattyúkhoz, főleg egy- vagy többfokozatú centrifugál szivattyúkhoz
1 185 386 2 A találmány tárgya automatikus légtelenítő szerkezet nem önfelszívó rendszerű íoiyadékszállítő szivattyúkhoz, előnyösen egy- vagy többfokozatú centrifugálszivaítyűkhoz. A nem önfelszívó, folyadékot szállító szivattyúk iizenibcbclyczésének egyik fontos feltétele a szívóoldali vezeték, illetve a szivattyú folyadékkal való feltöltése. Kivételt képez ez alól az az eset, amikor telepítésnél a szivattyú mélyebben helyezkedik el a folyadék statikus szintjénél és hozzáfolyás van, vagy amikor a szivattyú a szállítandó közegbe merül. A szivattyú folyadékkal való feltöltése légtelenítés néven ismert. Az ilyen jellegű szivattyúk folyadékkal való feltöltése az alkalmazási területek többirányú követelményei és a szivattyúk eltérő meghajtási módjai következtében komoly probléma, melynek megoldására korábban számos gazdaságtalan, több szempontból meg nem felelő módszerrel próbálkoztak. Így elterjedten alkalmazták a minden esetben szívóvezetékkel ellátott szivattyú folyadékkal való egyszerű kézi feltöltését. Erre azonban nem minden szivattyúzási helyen van lehetőség és emellett a szívóvezetékbe lábszelep beépítése szükséges. A légtelenítési művelet eredményessége a lábszelep műszaki állapotától függ és szakaszos üzemelésnél felügyeletet, beavatkozást igényel. Másik megoldásként alkalmazták a motor égéstermékével működtetett gázsugár szivattyút, ami azonban csak belső égésű motorral hajtott szivattyú-aggregátokná! alkalmazható. Gázsugárszivattyúval is a szivattyúzási folyamat megindítása külön kezelői tevékenységet igényel és a légtelenítés csak állandó felügyelet mellett történhet. A légtelenítési időszükséglet a gázsugár szivattyú alacsony szállítási hatásfoka miatt jelentős, ami kedvezőtlen üzemelési körülmény, például nagy szívórnélység, szívóoldali tömítetlenség esetén tovább növekszik. Az elérhető végvákuum alacsony. A légtelenítési minden indításnál el kell végezni. Az égéstermékek magas hőmérséklete miatt a szerkezet rövid élettartamú és emellett az előállítási költsége és a súlya jelentős. Elektromos meghajtású szivattyúknál gyakori, hogy a folyadékfeltöltő légtelenítési lábszeleppel kombinált kézi működtetésű légszivattyúval végezték. Ez a szerkezet egyszerű, működtetése azonban jelentős fizikai munka kifejtését igényli. A légtelenítési idő viszonylag hosszú, ezen felül a lábszelep a szivattyúzáshoz az áramlási viszonyokat kedvezőtlenül megváltoztatja. A folyadékfeltölíéssel üzemelő szivattyúk igen jelentős volument képeznek az egyéb működési elvű szivatytyúkhoz képest, ennek ellenére a folyadékfel töltésre vonatkozó megoldások nem korszerűsödtek párhuzamosan a szivattyúk szerkezeti kialakításával és az alkalmazási területek többirányú követelményeivel. A technikai fejlődés során előtérbe került a szivattyúaggregátok vezérlésének automatizálása, amely igény nem valósít.ható meg a légtelenítés automatizálása nélkül. Vannak olyan alkalmazási területek is, például a tűzoitószivatytyűknál, ahol a légtelenítés időtartamát szabvány előírás rögzíti, így a légtelenítési idő csökkenése és a légtelenítő szerkezet üzembiztonsága különös előnnyel bír. Ennek a feladatnak a megoldását célozza az 1 653 791 sz. NSZK szabadalmi leírás, amely olyan automatikus légtelenítő szerkezetet ismertét, amelynek legalább egy dugattyús légtelenítő szivattyúja van, és ezen légtelenítő szivattyú dugattyúrúdja a légtelenítendő folyadékszivattyú tengelyére szerelt excentertárcsával áll működési kapcsolatban, miközben a légtelenítő szivattyú szívócsonkja a folyadékszivattyú nyomóterével van összekötve. A légtelenítő szivattyú dugattyúját a vele mereven összekötött dugattyúiddal együtt rugó nyomja az ex.centertárcsához. A légtelenítő szivattyú szívócsonkja visszacsapó szelepként működő membránnal lezárt nyílásokon keresztül van a dugattyú alatti alsó hengertérrel, míg ezen hengertér a dugattyún axiális irányban kiképzett, és ugyancsak membránnal lezárható furatokon keresztül van a felső hengertérrel, illetve a külső atmoszférával összekötve. A fenti megoldás alapjában véve lehetővé teszi a nem önfelszívásos rendszerű centrifugálszivattyúk automatikus lágtelenítését, azonban működése, vagyis a szivattyú vízzel való feltöltése, különösen nagyobb (6—8 m-es) mélységeknél, nem biztonságos, ugyanis a szívócsőbe emelkedő folyadékoszlop sebessége erősen lecsökken, ezért a folyadékszivattyúba beáramló - viszonylag kis — vízmennyiség a forgólapátkerék által a szivattyúház falára röpítve, onnan pedig a légtelenítő szivattyún keresztül távozva nem biztosítja a szivattyú teljes feitöltődését. Problémát jelent az is, hogy a dugattyú és a dugattyúid merev kapcsolata miatt szigoi előírásokat kell betartani ezek egytengelyűségére vonatkozóan, ami megnehezíti és megdrágítja a gyártást. További probléma, hogy a szerkezet nem alkalmas kompresszoros üzemmódban való működtetésre és a légtelenítő szivattyú kenésének megoldatlansága miatt viszonylag rövid ennek élettartama. A találmány által megoldandó feladat a felsorolt hiány osságok kiküszöbölése és egy megbízható működésű, egyszerűen előállítható, sokoldalúan felhasználható és hosszú élettartamú légtelenítő szerkezet létrehozása mind egyfokozatú, mind pedig többfokozatú szivattyúkhoz, főként centrifugálszivattyúkhoz. A kitűzött feladatot az előzőekben ismertetett automatikus légtelenítő szerkezetből kiindulva egyfokozatú sziva tyúknál azáltal oldjuk meg, hogy a légtelenítő szivattyú és a folyadékszivattyú között a légtelenítő szivattyút a légtelenítés ideje alatt a folyadékszivattyú szívóterével, a légtelenítés befejezése után pedig a folyadékszivattyú nyomóterével összekötő irányváltó szerv van elrendezve, ugyanakkor pedig a légtelenítő szivattyú excentertárcsára szorított dugattyúrúdja szabadon mozgóan és önvezető módon van a dugattyúhoz csatlakoztatva emellett a dugattyút befogadó szivattyúház alsó részébe a folyadékszivattyúból az irányváltó szerven keresztül érkező közeg alsó hengettérbe jutását szabályozó szívószelep van beépítve, míg a dugattyú palástfelük tében kenőanyag tárolására alkalmas, legalább egy' körgy űrű alakú horony van kialakítva, amelyben lazán illesztett kenőgyűrű van elrendezve. A7 irányváltó szelep a légtelenítő szivattyút a légtelenítés első fázisában a folyadékszivattyú legfelső pontjával kúti össze, ami lehetővé teszi a szívóvezeték teljes mértékű feltöltését, s ezzel a folyadékszivattyú tökéletes legtebnítesét. A dugattyú és a dugattyűrúd merev kapcsolatának megszüntetésével a gyártás egyszerűbbé és gazdaságosabbá válik, míg a találmány szerinti kenés alkalmazása a szerkezet élettartamát jelentősen meghosszabbítja. Végül a szívószelep alkalmazása lehetővé teszi a kompresszoros üzemmódban való működtetést is. Tcbbfokozatú szivattyúknál az irányváltó szelep elmarad, helyette a légtelenítő szivattyút a légtelenítés 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
