Hidrológiai Közlöny 1969 (49. évfolyam)

12. szám - Bognár Zoltán–dr. Kovács László: A csigaszivattyú fő méreteinek meghatározása

557 Hidrológiai Közlöny 1969. 11. sz. HIDRAULIKA A csigaszivattyú fő méreteinek meghatározása BOGNÁR ZOLTÁN* — dr. KOVÁCS LÁSZLÓ* 1. Bevezetés Az utóbbi időben olyan helyeken, ahol nagymennyiségű szennyezett folyadékot kell kis magasságra emelni, előnyös tulajdonságai miatt egyre inkább tért hódít a csigaszivattyú. A csigaszivattyú H-Q, valamint r]-Q jelleggörbéi széles intervallumban laposak, ami azt jelenti, hogy jelentős folyadék-mennyiségváltozás csak kis szállítómagasság, ill. hatásfokváltozással jár. A csigaszivattyú lassú járású, kis fordulatszámmal üzemel, ennek következtében élettartama nagy, járása nyugodt. Fontos tulajdonsága még az, hogy szinte érzéketlen a szennyeződéssel szemben. Ez a tulajdonsága főleg szennyvízátemelésre teszi igen alkalmassá. A szivattyú üzeme teljesen automatizálható, ami azt jelenti, hogy nem igényel állandó kezelőszemélyzetet, üzemben tartása olcsó. Szembetűnően egyszerű szerkezetű, viszonylag olcsó ós ezért gazdaságos. A szivattyú ezen kedvező tulajdonságai indokolttá teszik hazánkban is kiterjedtebb alkalmazását. A szennyvízátemelésen kívül alkalmazható még pl. a mezőgazdaságban, csatornatisztításnál, halastavak, rizstelepek elárasztásánál és víztelenítésénél mozgó berendezés formájában stb. 2. Fő méretek 2.1. A szállított folyadékmennyiség és az ezt befolyásoló tényezők A csigaszivattyú lényegében volumetrikus elven működő gép. A legtöbbször több bekezdésű csiga réssel illeszkedik az álló teknőalakú házhoz. Ha a vízfelszínhez ,,oc" szög alatt (1. ábra) hajló csiga alsó része az alvízbe ér, a csiga forgatásával megindul a folyadékszállítás. A szállított folyadékmenynyiség függ a szivattyú méreteitől, a fordulatszámtól, valamint kisebb bemerülésnél még a bemerülési mélységtől is. A tervezés során a szállított folyadékmennyiség és a szállítómagasság adott. Ezekből kell a csigaszivattyú méreteit úgy megválasztani, hogy a kívánt értékeket a szivattyú teljesíteni tudja. Ahhoz, hogy az 1. ábrában bemutatott csiga esetében a szállított folyadékmennyisóget meghatározhassuk, fel kell írni a csavarfelület egyenletét, A csiga felületét adó torz csavarfelület — mely nem fejthető síkba — úgy származtatható, hogy a szivattyú tengelyvonalára merőleges egyenest úgy forgatunk körbe, hogy közben az egyenes minden pontja egy ,,h" menetemelkedésű csavarvonalat írjon le. A körülforgatás során az egyenes által súrolt felület adja a csiga felületét. Az így származtatott felület egyenlete a következő összefüggéssel adható meg: b h h 2^ + T Budapesti Műszaki Egyetem, Budapest. (II 1. ábra. A csiga értelmezéséhez alkalmazott jelölések Abb. 1. Zur Deutung der Sclinecke angewandte Bezeiclinungen Az összefüggésben ,,h" a menetemelkedés, ,,<p" a körülfordulás szöge, ,,i" a bekezdések száma. Ezt a felületet a csavar tengelyéhez képest ,,oc" hajlásszögben hajló vízfelület elmetszi. A vízfelület egyenlete: z=my — b (2) Az összefüggésben m=ctg a. A vízfelület és a csavarfelület metszésvonalát az my2 71 <p + h (3) összefüggés adja. A metszésvonalak a különböző ,,b" paraméterértékek mellett a 2. ábrán láthatók. A metszésként kiadódó görbe — amely megegyezik egy homogén síkáramlásba helyezett pontszerű forrás körül kialakuló áramvonalak képével — az alábbi meggondolás segítségével szerkeszthető meg. A 3 egyenletet két különböző y

v y

2, ill. cp

v q>

2 értékpárra felírva kapjuk az alábbi egyenletet: my

1 — b = 2^

1 + T my

2 -5—<p

2H—271 1 (4) A két egyenlet egymásból kivonva és az y

2 — y

xz= =Ay, valamint a <p

2 — <pj= zl<p jelölés bevezésével az alábbi összefüggést kapjuk. ^ = 2^ (5) Az 5. összefüggés módot ad a metszés vonalak megszerkesztésére. Jelöljük a csigaszivattyú külső átmérőjét Dkval. Ha adott paraméterek mellett (/;, m, i, b) a 2. ábrán bemutatott hálózat közül kiválasztjuk a víz-