Hidrológiai Közlöny 1964 (44. évfolyam)
10. szám - Dr. Kovács László: Vízátemelés csigaszivattyúval
458 Hidrológiai Közlöny 1964. 10. sz. Vízátemelés csigaszivattyúval Dr. KOVÁCS LÁSZLÓ Az utóbbi időkben olyan helyeken, ahol viszonylag nagy folyadékmennyiséget kell kis magasságra emelni, a centrifugáiszivattyú mellett egyre inkább alkalmazni kezdik a csigaszivattyút. A csigaszivattyú ősrégi vízátemelő berendezés, hiszen azt, illetve annak egyik változatát Archimedes fedezte fel az időszámításunk előtti harmadik évszázadban és azóta szokás az ilyen berendezést „Archimedesi csigának" is nevezni. Archimedes óta a vízátemelésnek e módja többször feledésbe merült éppen a csigaszivattyú kis szállítómagassága miatt. A belvíz-, illetve a szennyvízátemelós azonban az a jellegzetes terület, ahol a csigaszivattyú előnyösen alkalmazható. így pl. Hollandiában Muysken [1] szerint az ún. poldervíz átemelésére használt csigaszivattyúk száma mintegy 170-re tehető, amelyek közül többet szélkerék működtet. A csigaszivattyúk Hollandiában levő viszonylag nagy száma miatt ezt — az „Archimedesi csiga" elnevezés mellett — holland berendezésnek is nevezik. Szennyvízátemelésre való alkalmazását mélyépítési meggondolások is indokolják. A szennyvíz összegyűjtésére centrifugálszivattyúval való átemelés esetén mély gyűjtőaknát kell készíteni, amelyből a víz meghatározott vízállás elérése után a szivattyú automatikus bekapcsolásával eltávolítható. Mélyépítési költségek miatt kívánatos minél laposabb gyűjtőt építeni, illetve ha lehetséges azt elhagyni. Csigaszivattyúval való átemelés esetében a gyűjtőakna egész laposra készíthető, illetve a beömlő rész megfelelő kiképzésekor az teljesen el is hagyható (1. kép). Kívánatos, hogy az átemelő berendezés hatásfoka ne változzék nagy mértékben. Az 1. ábrán egy kísérleti csigaszivattyú Q—H illetve r]—Q görbéje látható összehasonlításképpen egy centrifugáiszivattyú hasonló görbéivel. Látható, hogy 1. kép. Csigaszivattyú beömlőcsatornájának kiképzése <Pueypa 1. 0@opMMHue exodnoüiacmucnupaRbHOZO nacoca Bild. 1. Durchbildung des Einlaufkanals einer Schneckenpumpe 1. ábra. Csigaszivattyú és centrifu gálszirattyú jelleggörbéi <t>mypa . Paöouue xapaKmepucmmu cnupaAbHoao u qenmpoöexcHoao Hacocoe Abb. 1. Kennlinien für Schneckenpumpen und Kreiselpumpen a centrifugáiszivattyú jobb hatásfokú ugyan de csak viszonylag kis tartományban, míg a csigaszivattyú lapos hatásfokgörbéjű széles folyadékmennyiségi tartományban. Ez a tény a szennyvíz mennyiségének nagymérvű ingadozása következtében gazdaságos üzemeltetés szempontjából döntő fontosságú. A csigaszivattyú kis fordulatszámú, nagy élettartamú és nyugodt járású. Nem kevésbé fontos szempont az sem, hogy a csigaszivattyú jóformán érzéketlen a szennyeződésekkel kapcsolatban. A kísérletek folyamán a szállított vízbe fadarabokat, tégla és rongydarabokat szórva azt tapasztaltuk, hogy a belépőéi megfelelő kialakítása esetében ezek az üzemet nem befolyásolták. A szállított folyadékmennyiség A csigaszivattyú végeredményben volumetrikus elven működő gép. A folyadókszállítás értéke az adott gép esetében legnagyobb gazdaságos emelőmagasság mellett Qopt = Q x opt -n-z- rj v = Qtim • rj v [m 3/p] összefüggésből számolható. Az összefüggésben Q x 0pt a két csigafelület közé zárt cellában a 0pt állásszög mellett levő elméleti térfogat, n a percenkénti fordulatszám, z a bekezdések száma, t]v pedig a volumetrikus hatásfok, Q elm pedig a csigaszivattyú által szállított elméleti térfogat. A Q 1 opt folyadékmennyiség meghatározása a csavarfelület jellegéből következően igen bonyolult. A Q 1 opt meghatározására közelítő eljárást mutatunk be a következőkben. A 2. ábrán vázolt csigaszivattyú menetemelkedése egyenlő a külső átmérővel, azaz h = D — = 600 mm, a menetek száma z = 3, a d/D átmérőviszony értéke 0,18. Itt kell megjegyezni, hogy a gyakorlatban éppen szilárdsági okokból kifolyólag d/D értékére 0,3—0,6 értékeket szokás felvenni (2. ábra).
