3. ÖRVÉNYSZIVATTYÚK A folyadékkal működő gépeket több szempot szerit lehet csoportokba osztai. Az egyik fő csoportjuk a folyadékba rejlő mukavégző képességet haszálja fel, és alakítja át a folyadék eergiáját, legtöbbször forgó, vagy alteráló mozgás révé mechaikai mukává. Ezeket evezik erőgépekek. A gépek másik csoportja a kívülről forgó vagy alteráló mozgás révé bevezetett mechaikai mukát alakítja át a folyadék helyzeti, mozgási eergiájává és yomásba tárolt mukavégző képességgé. Ezeket mukagépekek, legtöbbször egyszerűe csak szivattyúak evezik. A folyadékokkal üzemelő gépek harmadik fajtája a mechaikai muka átalakítását végzi úgy, hogy közbe a folyamatba résztvevő folyadéko is áthalad az eergia, ezeket a gépeket evezik hidraulikus erőátviteli gépekek. A gépek további csoportokba oszthatók, amit a 3.1. ábra mutat. A vízgazdálkodás területé majdem midegyik géptípus előfordul. A jegyzet keretébe részletesebbe az örvéyszivattyúkkal, és vízturbiákkal foglalkozuk. Folyadékkal mûködõ áramlástechikai gépek Erõgépek Szivattyúk idraulikus erõátviteli gépek Vízturbiák Vizikerekek Térfogatkiszorítású hidraulikus mukahegerek Forgó mozgást adó hidromotorok Örvéyszivattyúk Térfogatkiszorítású szivattyúk Sugárszivattyúk Axiál szivattyúk Cetrifugál szivattyúk Félaxiál szivattyúk Dugattyús szivattyúk Forgó mozgást végzõ térfogatkiszorízású sziv. 3.1. ábra Folyadékot szállító áramlástechikai gépek csoportosítása 3.1. AZ ÖRVÉNYSZIVATTYÚK MŰKÖDÉSE, JELLEGGÖRBÉJE Az 1.4.1. fejezetbe levezettük a radiális szivattyúkra voatkozó ideális jelleggörbéket a hátrahajló, előrehajló és radiális lapátozású kerekekre. A leggyakoribb típus a hátrahajló lapátozású szivattyú, amelyek megvizsgáljuk a valóságos jelleggörbéit, illetve, a veszteségek forrását és agyságát. 63
h' v v ' m ' m ' m t v 3.. ábra Örvéyszivattyú veszteségei 3.1. ÖRVÉNYSZIVATTYÚK JELLEMZŐI 3.1.1. ÖRVÉNYSZIVATTYÚ VESZTESÉGEI ÉS ATÁSFOKA A folyadékak átadott teljesítméyt, a haszos teljesítméy, ami az emelőmagasság, a térfogatáram a sűrűség és a ehézségi erőtér agyságáak szorzatából tevődik össze: ρ h g Ez a szivattyú által létrehozott haszos teljesítméy. A szivattyú tegelyé bevezetett teljesítméyt M t Ahol () a tegely forgási szögsebessége, (M) pedig a szükséges yomaték. a a szivattyúba em voláak veszteségek, akkor a haszos teljesítméy és a tegelyteljesítméy egyelő lee. A haszos teljesítméy azoba midig kisebb, mit a tegelyteljesítméy, amit a szivattyú hatásfokával fejezük ki. η h t ρ g M A szivattyú tervezés és gyártás fő feladata, hogy ezt a hatásfokot miél agyobb értékű legye. Az össz-hatásfok külöböző részhatásfokokból tevődik össze. - A volumetrikus hatásfok η v + v ahol, v a volumetrikus veszteség a járókerék és a ház közötti résbe visszaáramló folyadék. - A hidraulikai hatásfok 64
h' η h e v e ahol h v veszteségmamagasság három fő részből áll: ütközési veszteség a belépésél, amiatt, hogy a belépő folyadék sebessége em potosa egyiráyú a belépő éllel, második a lapátcsatorá törtéő átáramláskor keletkező veszteség, és harmadik a cirkulációs veszteség a kerékből törtéő kilépéskor. - És végül a mechaikai hatásfok: η m t t m ahol m a csapágysúrlódás és a tömszelecék, valamit egyéb mechaikai éritkezésekkor létrejövő veszteségek. Így az eddigi hatásfokok szorzata adja az összhatásfokot: η ηv ηh ηm Szokásos még a járókerék oldalfelületé kialakuló folyadékkal törtéő súrlódási veszteséget, a tárcsasúrlódást külö számításba vei. A tárcsá elvesző teljesítméy, ' T. ' T A veszteségtéyező ν T t Az eddigi részhatásfokok összegzése utá kapjuk: η ηh t η v η m ( 1 ν ) Az elméleti - tid jelleggörbét (ld. 1.3. ábra) egyes veszteségek csökketik. És az így kialakult, méréssel meghatározható jelleggörbét evezzük a szivattyú valóságos - görbéjéek. T 3.1.. ÖRVÉNYSZIVATTYÚ ÜZEMI JELLEMZŐI A valóságos térfogatáram () a szivattyú téylegese időegység alatt átáramló folyadékmeyiség, a volumetrikus veszteséggel kevesebb, mit az ideális esetbe. Mértékegysége általába m 3 s l s m 3 h l mi A valóságos szállítómagasság () szivattyú átáramló folyadék eergiájáak övekedése, (1.35. egyelet) az Euler-turbiaegyeletbe szereplő, de most valóságos meyiségekkel. v p v1 p1 + + h + + h1, g ρ g g ρ g 3.1 mértékegysége [m]. Bevezetett teljesítméy ( t ; ö ; b ). A hajtómotortól a szivattyúak átadott teljesítméy. [kw], [W] aszos teljesítméy ( h ). A szivattyúból a folyadékak átadott teljesítméy. [kw], [W] h ρ g 3. 65
atásfok ( η ) a haszos teljesítméy és a bevezetett teljesítméy háyadosa. η h ö 3.3 A szívóképességet, vagyis a belső yomásesést szokásos NS-val (Net ositive Suctio ead) jelöli. p NS skrit p ρ g g vs + g 3.4 ahol p s a yomás a szívócsok középpotjába, p g a szállított közeg adott hőfoko érvéyes gőzyomása, v s a szívócsokba lévő átlagsebesség. (részletesebbe a 3.1.6. fejezetbe) 3.1.3. ÖRVÉNYSZIVATTYÚ JELLEGÖRBÉI ö NS η opt áll. () ö η( ) η max () NS () opt 3.3. ábra Örvéyszivattyú jelleggörbéi 3.1.4. KISMINTA TÖRVÉNYEK A vízgépek elmélete még em tart ott, hogy adott üzemi potra garatált hatásfokú gépet kísérletek élkül, csak számítással és szerkesztéssel tervezi lehesse. A szükséges kísérleteket kisméretű modelleke végzik és a mérési eredméyeket a agy kivitelre átszámítják. Az átszámításra szolgáló öszszefüggéseket kismita törvéyekek, modell törvéyekek evezik. A kismita törvéyek levezetése sorá feltételezzük: - 1. a két összehasolított gép közötti teljes geometriai hasolóságot -. a két összehasolított üzemállapot között a kiematikai hasolóságot. A kiematikai hasolóságot a sebességi háromszögek hasolósága biztosítja. A valóságba egyik feltétel sem biztosítható teljes mértékbe. éldául a jó hatásfok megköveteli, hogy az állórész és a forgórész közötti réseket a lehető legkisebb értéke tartsuk. A kis gépél relatíve agyobb, mit a agyál. Értelmetle és gazdaságtala vola a agy gépél csak a geometriai hasolóság kedvéért a kisebb réssel elérhető jobb hatásfokról lemodai. A kiematikai hasolóság sem biztosítható teljes mértékbe. A sebességi háromszögekek bármely potba való hasolósága többek között megköveteli, hogy a megfelelő potokba a lapátmeti határrétegek valamilye jellemző mé- 66
rethez, pl. a járókerék D külső átmérőjéhez viszoyított vastagsága midkét gépbe azoos legye. A határréteg vastagsága függ a Reyolds -számtól és az érdességtől. A agyobb gépbe a hasolóság megegedi, hogy a gép méretét egyetle mérettel jellemezzük. A jellemző méret legye a járókerék külső átmérője és jelöljük, agygép D és a mita D m esetébe. A vízgépe átáramló folyadékmeyiség a kilépő abszolút sebesség sugáriráyú kompoesével v r -rel (ld.1.40 egyelet) és az átömlő felülettel aráyos. Az a) és b) feltételből következik, hogy az aráyossági téyező midkét gépél azoos. Így a kerületi sebesség az átmérővel és a fordulatszámmal aráyos: ~ D vr m ~ D m vrm A kerületi sebesség az átmérővel és a fordulatszámmal aráyos: u m ~ Dm m u ~ D A sebességi háromszögek hasolóságából következik, hogy vr u vrm u m 3.5 3.6 3.7 A 3.5 és 3.6 egyeletekből kifejezve sebességeket és behelyettesítve 3.7 egyeletbe megkapjuk m D D m 3 m 3.8 A Euler-turbiaegyelet vu u (1.43 egyelet) alakját és a sebességi háromszögek hasoló- g ságát felhaszálva. u m ~ Dm m u ~ D v u ~ D vm ~ Dm m m D D m m 3.9 A haszos teljesítméy h ρ g hm m ρm g m A 3.8 és 3.9 egyeleteket felhaszálva kifejezhetjük a teljesítméyek háyadosát is: h m 5 3 D ρ D m m ρm 3.10 A tapasztalat szerit az eddig levezetett 3.8; 3.9 és 3.10 kismitatörvéyek az említett feltételektől való eltérés elleére tág D /D m és / m határok között a gyakorlat igéyeit kielégítő 1,0-,0% potosságú eredméyt szolgáltatak. a mide teljesítméyveszteség azoos módo változa, akkor a modell és a agykivitel hatásfoka megegyeze. A tapasztalat szerit a hatásfok a legérzékeyebb a méret - és a fordulatszámváltozásra. Már kismértékű változás is mérhető hatásfokeltérést eredméyez. Ezért a bevezetett telje- 67
sítméyek átszámításakor a hatásfok eltérését is figyelembe kell vei. A hatásfok átszámítására több, részbe elméleti megfotolásokra, részbe mérési eredméyekre támaszkodó összefüggések ismeretesek. Részelteket ld. [Füzi,1978]. Az ige agy méretű vízgépekél, főleg a vízturbiákál gyakra előfordul, hogy a agy kivitel mérése vagy egyáltalá em lehetséges, vagy olya sokba kerül, hogy em érdemes. Ilyekor a szerződésbe megállapított méretű kismitá végzik el az átvételi méréseket. Az utólagos viták elkerülésére a szerződésbe az átszámításra szolgáló összefüggést is érdemes kiköti. 3.1.5. AFFINITÁS TÖRVÉNYE, KAGYLÓDIAGRAM, NORMÁL ÉS TERVEZÉSI ONT Külöböző fordulatszámoko működő szivattyúk hatásfokáak jellemzésére haszálják a kagylódiagramot, amely a - mezőbe mutatja az azoos hatásfokkal redelkező potokat. A szivattyúk fordulatszám szabályozása gyakra alkalmazott módszer. Kérdés, hogya alakul az örvéyszivattyú jelleggörbéje, ha a évlegestől eltérő fordulatszámo járatjuk. A kismitatörvéyek felhaszálásával a kérdést köye megválaszolhatjuk. D D m 1 és ρ ρ m 1 helyettesítéssel. A külöböző fordulatszámokhoz tartozó értékeket (1) és () idexszel jelölve: 1 1 3.11 1 1 1 3 1 3.1 3.13 Az eddigi összefüggésekhez még vegyük hozzá az M yomatékok aráyát is. Mit tudjuk, a tegelye ébredő yomaték és a teljesítméy kapcsolatát a π M kifejezés adja meg. a ezt beírjuk a két külöböző fordulatszámo a 3.13 egyeletbe, akkor: M1 M 1 3.14 A 3.11-3.13 egyeleteket affiitási törvéyekek evezik. Kérdés, melyek azok az összetartozó üzemi potok, amelyekbe a kiematikai feltétel is teljesül? Feltételezzük, hogy mérések alapjá redelkezésükre áll az 1 fordulatszámhoz tartozó f() jelleggörbe. Jelöljük ki az 1 jelleggörbé 1, 1 értékpárt. Az fordulatszámo a hozzá tartozó potot a 3.11 és 3.1 egyeletekből kapjuk. 1 1 1 1 Adott 1, 1 eseté az összetartozó térfogatáramokat és szállítómagasságokat a feti két képletből számíthatjuk ki. Köye belátható, hogy, amelyből kifejezve -t: 1 1 68
. 1 1 Az (1) idexű meyiségek álladók, így írható, hogy: K. 3.15 A 3.15 egyelet egy az origó és 1, 1 potoko átmeő másodfokú parabolá, az affi parabolá fekszeek. Affi parabola η [%] 1 1 80 70 60 50 40 η () l mi 10 0 30 40 3.4. ábra Kagylódiagram [AGROTRÖSZT] A 3.4. ábrá egy szivattyú külöböző fordulatszámokhoz tartozó f()jelleggörbéjét láthatjuk. Az előzőek alapjá az 1 670-es fordulatszámú jelleggörbét alapul véve az előzőek szerit az 1, 1 potból a, potok aalógiájára kiszámíthatjuk az 350-es fordulatszámhoz tartozó jelleggörbe többi potját is. Tapasztalatok szerit az ilye módo kiszámított jelleggörbe jól megegyezik közvetle mérésből származó - jelleggörbével. Az egyezés mértéke aál jobb, miél közelebb va a két fordulatszám egymáshoz. Ameyibe redelkezésre áll a szivattyú mért jelleggörbéje és hatásfoka külöböző fordulatszámoko, amit a 3.4 ábra mutat, akkor megszerkeszthetjük a szivattyú kagylódiagramját is. Mide egyes fordulatszámo, mide egyes - jelleggörbe pothoz az adott fordulatszámo mért hatásfokgörbéről az adott - pothoz beírjuk a leolvasott hatásfokot. Ezt a műveletet mide egyes fordulato, mide egyes jelleggörbe pothoz elvégezve a - mező mide potjához egy adott hatásfokot kapuk. Az azoos hatásfok értékeket összekötő görbéket összekötjük. A kapott görbesereg emlékeztet, a kagyló felépítésére, ie kapta a kagylógörbe evet. A mezőbe található egy legagyobb hatásfokú pot, ezt ormálpotak evezzük. A tervezés sorá kiidultak egy - tervezési értékből, ezt evezzük tervezési potak. Jó szivattyúk esetébe a tervezési és a ormál pot közel esik egymáshoz, de a legritkább esetbe esek egybe. 69
3.1.6. KAVITÁCIÓ, SZÍVÓKÉESSÉG, GEODETIKUS SZÍVÓMAGASSÁG A gyakorlatba a vizet összeyomhatatlaak tekitjük. Nagy yomásoko az áramlásba em jeletkezik zavar, viszot. ige kis yomások eseté em kíváatos jeleségek léphetek fel. a az abszolút yomás az áramlás sorá az ott uralkodó hőmérsékletek megfelelő telített gőz yomására (g) csökke, akkor ott a folyadék homogeitása megszűik, a folyadékba űr (cavus) keletkezik, amit a folyadékból kivált gőzök és gázok tölteek ki. A jeleséget kavitációak evezik. A kavitáció az áramló folyadék azo részé lép fel, ahol a yomás a legkisebb (szivattyúál a lapát belépő éle közelébe). a áramláskor a gőzbuborékok a telített gőz yomásáál agyobb yomású helyre érkezek, a gőzök lecsapódak, a buborékok hirtele összeroppaak. Ezáltal az éritkező falra (l. lapátkerék), kis felületre lokalizált több száz bar itezitású, szabálytalaul váltakozó agy frekveciájú ütést gyakorolak. A kavitációs jeleség káros következméyei az alábbiakba foglalhatók össze: - a kezdeti kavitácíót sustorgó hag, majd felerősödő zörejek jelzik, - a kifejlődött kavitációt jellegzetes csattogó, pattogó hag kíséri, a szivattyú vibrál, rezgésbe jö, ami töréshez vezethet, - kedvezőtleé válak a szivattyú hidraulikai jellemzői, - csökke a hatásfok és a folyadékszállítás (esetleg megszűik, lásd: 3.5. ábrá a radiálszivattyú jelleggörbéiek hirtele letörése), - a gőzbuborékok összeroppaása szerkezetiayag-rocsolást idézhet elő, ami a felülete (főkét a járókerék szívóoldalá) apró, majd agyobb részecskék kiszakadásába, szivacshoz hasoló lyukacsosságba, átmaródásba, végül agyobb darabok letöredezésébe yilvául meg. A szerkezeti ayagok kavitáció okozta rocsolódását (ahol a dötőe mechaikai hatásoko kívül elektrokémiai- és hőhatások is szerepet játszaak) kavitációs erózióak evezik. A kavitáció oka lehet: - a agy helyi áramlási sebesség, - a szállított folyadék felmelegedése, - yomáscsökkeés a szívóoldali tartályba, - a geodetikus szívómagasság ( sg ) övekedése, ill. a hozzáfolyási magasság csökkeése. A kavitáció elkerüléséek lehetőségei: - az éritett szerkezeti elemeket a kavitációs erózióak elleálló ayagból kell készítei. (a pl. a szürkeötvéy idexét 1,0-ek tekitjük, ehhez viszoyítva az acélötvéy 0,8; a broz 0,5; a krómacél-ötvéy 0,; a króm-ikkel acél 0,05 eróziós értékű), - jó szívóképességű szivattyú megválasztása, - a geodetikus szívómagasság helyes megválasztása. A szívóképesség a szivattyú alkalmazhatóságáak egyik jeletős tulajdosága, amely a gép szívóoldali yomás-viszoyairól a kíváatos kavitációmetes üzem esetére ad tájékoztatást. A szívóképességet, vagyis a belső yomásesést szokásos NS-val (Net ositive Suctio ead) jelöli. Jellemzésére a legjobb hatásfokú pothoz tartozó érték, ill. az és a függvéyekét ábrázolt jelleggörbe szolgál (ld. 3.5. ábra). Ezeket a gyári katalógusba lehet megtaláli. 70
3.5. ábra A szívóképesség kritikus értékei p mi p s v s p sv s e p 1 sg v 1 0 h' s 3.6. ábra Kavitáció kialakulásáak helye 3.7. ábra Geodetikus szívómagasság Az értelmezéshez a 3.6. ábra segítségével tekitsük azt a kritikus állapotot, amikor a szívócsok (p s ) és a belső legkisebb yomású (p mi ) hely yomáskülöbsége a gépbe a kavítációs jeleséget éppe megidítja. Általáosságba felírható: ps vs + g pmi w + u g + e Kritikus esetbe, amikor mi g - és s skrit pskrit v p w u s g + + g g + e 71
A jobboldali zárójeles kifejezés helyett szokásos az NS jelölés. Ezzel a szívóképességet jelető belső yomásesés p skrit p ρ g g s v + NS g alakba írható fel. Az egyelet segítségével mide -hoz defiiálható a szívócsokbeli yomás kritikus értéke ( p skrit ). A kavitáció elkerülhető, ha p s > pskrit. A (p s ) értéke mérhető, agyságát a szívóvezeték mérete, kialakítása határozza meg. A szívóképesség ismerete redkívül fotos a szivattyú beépítéséhez, az ú. geodetikus szívómagasság ( ) megegedhető értékéek meghatározásához. sg A 3.7. ábrá látható vázlat jelöléseivel írhatjuk, hogy 1 ps v + s + sg + h ' s p g 3.16 aho1 h a szívócső veszteségmagassága. A sg ' s maximális értéke ps pskrit határesetre írható fel: sg max p 1 pskrit v s + h' g s ill. az előzőek felhaszálásával a megegedhető geodetikus szívómagasság a sg max p1 p ρ g g NS h' s 3.17 összefüggéssel számolható. 3.1.7. DIMENZIÓTLAN SZIVATTYÚJELLEMZŐK A kismitatörvéyeket felhaszálva a szivattyúk jelleggörbéit egy fordulatszámtól függetle dimezió élküli jellemzőkkel is felírhatjuk. Kétféle dimeziótla redszer terjedt el. Az egyikél szokásos, fordulatszámra és külső átmérőre voatkoztatott dimeziótla jellemzők a következők: A meyiségi szám ϕ 4 D π u ϕ,d 4 D 3 A yomásszám: g ψ u ψ,d g D A teljesítméyszám: λ ϕ ψ π ρ D 3 u λ,d 3 ρ D NS Kavitációs szám: σ A jellemző fordulatszám a vízgépek egyik fotos és általáosa haszált típusjellemzője. Midig egyszeres beömlésű járókerékre, egy fokozatra és évleges potra értelmezik. A szivattyúkál az q jellemző fordulatszám haszálatos. 5 7
1 3 4 q ahol () a szivattyú fordulatszáma [ 1 ] mi a évleges folyadékszállítás m 3 a évleges szállítómagasság [ m] -be mérve. q em mérték élküli meyiség. s Fizikai értelmezése: q egy elképzelt, a vizsgált szivattyúhoz geometriailag hasoló szivattyúak a fordulatszáma, amelyek évleges szállítómagassága q 1m és évleges folyadékszállítása és 3 1 m q s ; 1m. Írjuk fel a kismita törvéyeket az elképzelt gépre voatkozó adatokkal (ld. 3.8 és 3.9 egyeletek) q D 1 D q 3 q q D 1 D q q A két egyelet összevoásával ejtsük ki D Dq -t, ezutá a következőt kapjuk: q 1 3 4 Az q em dimeziótla meyiség, tehát a fet megadott mértékegységeket kell haszáli az egyes meyiségek számítására. A dimeziótla megfelelője az 1 3 * q. ( g ) 4 3.18 3.. AZ ÖRVÉNYSZIVATTYÚK NÉÁNY TÍUSA 3..1. SZIVATTYÚK CSOORTOSÍTÁSA A szivattyú üzemi tulajdoságaira jelleggörbéjéek alakjából következtethetük. A külöböző típusú (geometriai kialakítású) szivattyúk jelleggörbéiek alakja is eltérő. Ismeretes, hogy típusjellemzésre a járókerék kialakításak megfelelőe a típusjellemzésre a legjobb hatásfokú pothoz tartozó ; ö értékekből számolt, jellemző fordulatszámot haszáljuk: A járókerék kialakítástól függőe a legjellemzőbb típusok: - radiális be- és kiömlésű kerék (3.8./a. ábra) - félaxiális beömlésű és radiális kiömlésű (3.8./b. ábra) - félaxiális átömlésű kerekek (3.8./c. ábra) 73
- axiális átömlésű, szárylapátos vagy propellerkerék (3.8./d. ábra) A Jelleggörbék típustól függő tulajdoságai olya ábrába jeletkezek, amelyekek paramétere a jellemző fordulatszám. A külöböző jellemző fordulatszámokhoz tartozó jelleggörbéket legcélszerűbb a - koordiátaredszer helyett a /. / és a / dimezió élküli változók tegelykeresztjébe ábrázoli. Ekkor valameyi jelleggörbéek át kell meie a /1, ö / ö 1 és / 1 potoko, és így a görbék közötti alaki külöbség határozotta kidomborodik. A külöböző jellemző fordulatszámokhoz tartozó gépek jelleggörbéiek alaki külöbségeit szemléltetőe mutatja a 3.9. ábra. Mit látható, a Jellemző fordulatszám övekedésével a görbe meredeksége ő, és ezzel a labilitás veszélye csökke. A 3.10. ábra a szükséges motorteljesítméy változását tüteti fel a szállított folyadékmeyiség függvéyébe, itt is méret élküli viszoyszámokat alkalmazva. Amit látható, jeletős eltérések mutatkozak. Kis jellemző fordulatszámú gépekél övekedésével a szükséges motorteljesítméy övekszik, és legkisebb értéke 0 helye va. Nagy jellemző fordulatszámokál ez a helyzet megfordul és a szükséges motorteljesítméy övekedésével, csökke. 3.8. ábra Örvéyszivattyúk csoportosítása 3.9.ábra Szállítómagasság az q függvéyébe 3.10. ábra Felvett teljesítméy az q függvéyébe 74
A járókerekek száma, elredezése és kialakítása szerit megkülöböztetük egy- és többjárókerekes szivattyúkat. Egy-járókerekesek az egyfokozatú szivattyúk, amelyekbe egyetle kerék adja a szükséges szállítómagasságot és folyadékmeyiséget. A több-járókerekes szivattyúk kétfélék aszerit, hogy a szállítómagasságot kell-e övelük vagy a folyadék-meyiséget. Nagy szállítómagasság eléréséhez a járókerekeket egymás utá sorba kapcsolják, és a folyadék redszerit vezetőkeréke átjut a következő járókerékbe. Ezek a többfokozatú vagy turbószivattyúk. Külöleges fajtájuk az elleáramlású szivattyú. Bee két vagy több, sorba kapcsolt járókerék egymásak háttal helyezkedik el. Beépítési változataik külöbözők lehetek: pl. egymásak párosával háttal, azoos fokozatszámú csoportok egymással háttal stb. Nagy folyadékmeyiség szállítása párhuzamosa kapcsolt járókerekekkel érhető el. Ezek az úgyevezett kettős beömlésű szivattyúk (3.11. ábra). A járókerék lapátjai két forgásfelület között is elhelyezkedhetek. Ezek zárt járókerekek előlappal és hátlappal is redelkezek. Lehetek egyoldalt határoltak, előlap élküli kivitelek. A lapátok melletti rés további változatokat tesz lehetővé. - Az előállított yomás szerit, kisyomásúak 10-15 m emelőmagasság alatti gépek, - közepesek a 15-150 méter közöttiek, - agyyomásúak az ezt meghaladó szállítómagasságú szivattyúk. A folyadékszállítás agyságával szorosa összefügg a gép- és a csokméret. E szempot szerit a 100 mm-él em agyobb csokátmérőjű és 100 kg-ál kisebb tömegű, illetve 30 kw hajtóteljesítméy alatti szivattyúk a kisméretűek. Mivel ezekből az igéy agy, gyártásuk sorozatba gazdaságos. Sorozatgyártású szivattyúkak is evezik az e csoportba tartozó gépeket. A közepes méretű szivattyúkat a 100-300 mm csokátmérő, a 30-100 kw hajtóteljesítméy és 100-500 kg közötti tömeg jellemzi. Ez utóbbiakat már kis vagy közepes sorozatba gyártják. A közepes méretű gépek feletti agyságok az egyedi gyártású szivattyúk. 3... AZ EGYFOKOZATÚ CSIGAÁZAS SZIVATTYÚ Két főrészből, a tegely csapágyazásából és a hidraulikus elemeket összefogó egységből állak. A tulajdoképpei szivattyú tehát a csapágyazást magába foglaló bako foglal helyet (3.. ábra). Az elmodottak megkövetelik a két csapágyfészek, illetve a felerősítő illesztővállak egytegelyűségét. Csapágyazásuk redszerit egységes, de az átviedő teljesítméy és a fordulatszám függvéyébe - típuscsaládo belül - öt-, hatféle agyságba készülek. Ritka kivételtől eltekitve gördülőcsapágyak. Közülük az egyik a tegelyiráyú (axiális) erőt veszi fel, bár erre a célra gyakra külö csapágyat is beépíteek. A tegely hajtásoldal felőli részét hegergörgős csapágyazással látják el, hogy az ékszíj húzását is felvehesse. A tegelyhajtással elletétes végére erősítik a járókereket, amelyet a bakra rögzített csigaház vesz körül. Tegely felőli oldalá fedél zárja le. E fedéle helyezkedik el a tegelyt a folyadéktérbe bevezető tömszelece. Belsejébe hüvellyel védik a tegelyt. Idővel tehát csak a kopott hüvelyt kell cserélük. A csigaház tömszelecével elletétes oldalát a szívófedél zárja le. Nyílását úgy méretezik, hogy rajta a járókerék ki- és beszerelhető legye. A szívófedéle helyezkedik el a szívócsok, amelye át a folyadék a járókerékbe jut. 3..3. KETTŐS BEÖMLÉSŰ SIRÁLÁZAS CENTRIFUGÁLSZIVATTYÚK Boyolultabb szerkezetük számos előyel jár. éldául a szivattyú a szívó- és yomóvezeték szétbotása élkül is szétszerelhető, és a forgórész gyorsa cserélhető. További előyük, hogy járókerekük egy-egy szívóyílására csak fél vízmeyiség jut, ezért szívóképességük is Jobb. A csapágyat terhelő tegelyiráyú erő a vízyomással gyakorlatilag teljese kiegyesúlyozható. atásfokot javító téyező a járókerék középső tárcsájáak kisebb átmérője, ami által viszoylag kisebb a súrlódó felület, a hajlított (csigaházszerű) szívótér, amely megfelelő előperdületet hoz létre. Ez a beömléskor stabillá teszi az áramlást. Végül a kétoldalt elhelyezett csapágyak terhelése egyforma, ami a kozolos bakszivattyú 75
csapágyterheléséek csupá harmad, egyed része. Eek köszöhető hosszabb élettartama is. Elterjedését magasabb ára korlátozza. Ez az oka aak is, hogy elsősorba agyméretű gépekkét alkalmazzák. A szívó- és yomócsok tegelye merőleges a szivattyútegelyre, és bármelyik tegelyvégről hajtható. A vízszites tegelyű szivattyú szívócsok-tegelye függőleges vagy vízszites lehet. A yomócsok úgyszólvá midig vízszites. A kisebb gépek kétoldali szívótáskája a yomóteret megkerülve, közös szívócsokba egyesül. A agyobbak két szívótere két külö szívócsőbe folytatódik. A szivattyúház két, a tegelysíkba összeillesztett vas- vagy acélötvéy. Az alsó ötvéyfélre csavarozzák a két csapágyházat, amelyek a tegellyel, a tömszelecével és járókerékkel együtt szerelhetők be. A két házfelet redszerit két félből álló résgyűrű illeszti össze (3.11. ábra). 1. a szivattyúház alsó;. a szivattyúház felső része; 3. járókerék; 4. tegely; 5. kétrészes résgyűrű; 6. tegelyvédő hüvely; 7. aya; 8. vízgyűrű; 9. tömszelece; 10 és 11. csapágyak 3.11. ábra A kettősbeömlésű szivattyú metszete Aak elleére, hogy tegelyiráyú erő elvileg ics, az axiális iráyú elmozdulás elle az egyik csapágyba megfogják a tegelyt. Egyelőtle áramlás ugyais előfordulhat. A függőleges tegelyű kivitelél ige egyszerűsíti a telep elredezését, hogy a szívó- és yomócsok egy iráyba esik. Többfokozatú cetrifugál szivattyúk A többfokozatú szivattyúk olya yomások létrehozására alkalmasak, amilyeeket egyfokozatúval gazdaságosa, jó hatásfokkal előállítai már em lehet. Működésük léyege, hogy tegelyükö több, sorba kapcsolt járókerék helyezkedik el. A folyadék a vezetőkeréke át jut a következő járókerékbe, tehát az ezek létesítette yomások összegeződek. Két fő típusuk a soros elredezésű és az elleáramlású szivattyú. A függőleges tegelyű kivitelél ige egyszerűsíti a telep elredezését, hogy a szívó- és yomócsok egy iráyba esik, ilye többfokozatú szivattyút mutat a 3.1. ábra A soros elredezésű szivattyúk járókerekeit egymás utá fűzik a tegelyre. Így az egyes járókerekek tegelyiráyú erői összegeződek, ás azokat vagy egy külö erre méretezett csapágy, vagy az 76
úgyevezett kiegyelítő-tárcsa egyesúlyozza ki. Kis szivattyúk kiegyelítő tárcsa élkül is készülek. A 3.13. ábra egy ilye elredezésű hosszútegelyes szivattyút mutat. Az elleáramlású szivattyúk járókerekeiek felét fordított iráyba fűzik a tegelyre. Az axiális erőt tehát maguk a járókerekek egyesúlyozzák ki. Ez a cél úgy is elérhető, hogy mide második fokozatot egymással szembe fordítaak. Aak elleére, hogy tegelyiráyú erő elvileg ics, az axiális iráyú elmozdulás elle az egyik csapágyba megfogják a tegelyt. Egyelőtle áramlás ugyais előfordulhat. A 3.14. ábrá egy többfokozatú búvárszivattyú látható. 3.1. ábra Többfokozatú szivattyú egyiráyú yomó és szívócsokkal 3.13. ábra Kétfokozatú hosszútegelyes szivattyú 3.14. ábra többfokozatú búvárszivattyú 77