Hidrológiai Közlöny 1980 (60. évfolyam)

12. szám - Neumann László–ifj. Neumann László: A csigaszivattyú

Hidrológiai Közlöny 1980. 11. sz. 493 A csigaszivattyú* NEUMANN LÁSZLÓ** — ifj. NEUMANN LÁSZL Ő*** A csigaszivattyú volumetrikus elven működő cellás folyadékátemelő berendezés. Fő működő része torz csavarfelület, mely a maghengerre illeszkedik és kis hézaggal egy emelkedő vályúban forog. A torz csavarfelületet egy a csigatengelyre merőleges alkotóegyenes írja le, mely a maghenger tengelye körül forog és egyidejűleg tengelyirányban egyenletesen halad. E régi — az i. e. 3. század óta ismert — vízemelő berendezés (1. ábra) az utóbbi évtizedekben Európa-szerte, így hazánkban is, mind nagyobb számban került felhasználásra, főleg a szennyvíztisztítás területén, ahol nagy vízmennyiségeket kellett kis — néhány méter — magasságra emelni. Ezen újabb elterjedését korunknak a korábbi évszászadoknál fejlettebb gépgyártás technológiáján kívül számos előnyös tulajdonsága is eredményezte, melyek közül a fontosabbak a következők: — durva, darabos, koptatóhatású szennyeződésekre érzéketlen. - lassú fordulatú és így kis vízsebességgel dolgozik, ezért a hidraulikus veszteségek kicsik, a szerkezet kopása csekély, élettartama nagy. — a szárazfutástól a legnagyobb vízszállításig üzemeltethető. A szárazfutásra nem érzékeny. Túlterhelni a cellák meghatározott űrtartalma miatt nem lehet. — jelleggörbéi laposak és így az üzemi tartomány széles vízmennyiség intervallumra terjed ki. A csigaszivattyú csigafelülete — a torz csavarfelület — kétváltozós vektorskalár függvénye a 2. ábra jelöléseivel, jobbmenetű csavar esetén, a következő: r=ir cos rp-\-jr-sin <p-\-km((p-\-a.) Ebben r és f a két változó. E függvény a következő dimenzió nélküli mennyiségek bevezetésével r m 8 CS E

=lt=l)^ z alábbi alakot veszi fel: r=ií

>[iy-cos (js+^y-sin 99-f k • e • (qp —j— a)] Ha ezekben az összefüggésekben r illetve y álla dó, a függvény csigafelületre írt csavarvonal egyenlete lesz. A csigaszivattyúnál két csavarvonal bír jelentőséggel. Az egyik a magcsavarvonal, melynél r

0 Y=ro =

w mivel a magcsavarvonal egyenlete r=R[iy

0 cos cp+jy

0 sin (p+k-e-((p+ a)] A másik a külső csavarvonal, melynél y=l * A tanulmányt n Vízgépészeti Vállalat hirdetésként teszi közzé. ** Vízgépészeti Vállalat, Budapest *** Központi Bányászati Fejlesztési Intézet, Budapest ! t • •---C—Zf^vvkH^ •ári \V JL r ha. >--.,-•:,...V..-..V..'-.1. ábra. Csigaszivattyú 2. ábra. Csigafelület amivel a külső csavarvonal egyenlete f=R[i cos (p-\-j sül cp-{-k • E -((p-\- a)] A fenti összefüggésekben a a csigafelület bekezdéseinek számától függő fázisszög, mely az alábbi összefüggésből számítható: N-l <X= ; 2 71 t Ebben N az egyes bekezdések sorszáma és i a csigaszivattyú csavarfelületeinek száma. Például három bekezdésű csigaszivattyúnál i =3 iV

t =1 oci =0 N

2= 2 N,= 3 a

2=- 7t 4 a3=3~ 7

1 A csigaszivattyú tengelye a vízemelés érdekében a víszintessel állásszöget zár be. A további vizsgálatoknál célszerű a csigatengelyt egy koordinátarendszer z tengelyébe helyezni. A vízfelület