Innowacyjna pompa łopatkowa ze zintegrowanym napędem elektrycznym

Nazwa technologii

Innowacyjna pompa łopatkowa ze zintegrowanym napędem elektrycznym

Abstrakt (krótki opis oferowanej technologii)

Innowacyjna pompa wg. wynalazku jest pompą wyporową ze zintegrowanym napędem elektrycznym, przy czym jego innowacja polega na tym, że wirnik pompy wyporowej i stojan silnika elektrycznego są nieruchomymi elementami kadłuba, natomiast obudowa pompy wyporowej połączona jest z wirnikiem silnika elektrycznego. Układ wykorzystuje do napędu bezszczotkowy silnik prądu stałego BLDC o sterowanej prędkości obrotowej.

Szczegóły technologiczne i opis oferowanej technologii

Na rysunku 1 przedstawiono przekrój wzdłużny przez zespół silnik-pompa. Szarym kolorem oznaczono wszystkie części zespołu, które podczas pracy pozostają nieruchome. Są to: stojan silnika, radiator, płyty boczne (kolor jasnoszary) oraz wirnik z łopatkami, część rozdzielacza obrotowego i zespół kanałów transportujących olej hydrauliczny (kolor ciemnoszary). Żółtym kolorem znaczono wirnik silnika elektrycznego: rdzeń oraz część zewnętrzną przedzielone białą tuleją niemagnetyczną oraz magnesy przymocowane na zewnętrznej powierzchni wirnika silnika. Pomarańczowym kolorem oznaczono elementy pompy, które obracają się razem z wirnikiem silnika: bieżnią oraz boczne płyty ciśnieniowe, które tworzą zamknięty kartridż hydrauliczny.

W rozwiązaniu wirnik pompy pozostaje nieruchomy. Z tego względu podczas pracy zespołu nie występuję siła odśrodkowa, która w wypadku pomp konwencjonalnych dociska łopatki do bieżni, zapewniając szczelność pompy. Siłę tą należało zastąpić poprzez podparcie łopatek sprężynami śrubowymi, które w początkowej fazie pracy pompy, zapewniają odpowiednią siłę docisku łopatek. Przy pracy pod wyższymi ciśnieniami łopatki pompy są podpierane ciśnieniem hydraulicznym. Na rysunku 2 przedstawiono przekrój przez łopatkę, podpieraną sprężynami.

Opracowano prototyp, który poddano badaniom. Podstawowe parametry prototypowej pompy przedstawione są w tabeli 1. Widok stanowiska do badań funkcjonalnych zespołu silnik-pompa pokazano na rys. 3.

Innowacyjność i korzyści z zastosowania technologii

a) zwartość konstrukcji w porównaniu do konwencjonalnych rozwiązań masa zespołu silnik pompa może zostać zredukowana do 40 procent.

b) możliwość sterowania wydajnością pompy bezpośrednio przez prędkość obrotową silnika elektrycznego. Zawory proporcjonalne oraz serwozawory nie muszą być stosowane. Dzięki zastosowaniu silników BLDC zespół cechuje się wysoką dynamiką pracy.

c) dzięki możliwości sterowania wydajności pompy na drodze elektronicznej istnieje możliwość dostosowania mocy dostarczanej do mocy wymaganej przez odbiornik hydrauliczny w zależności od realizowanego cyklu pracy.

d) redukcja emisji hałasu w porównaniu z rozwiązaniem konwencjonalnym ze względu na umiejscowienie pompy wyporowej.

Poziom gotowości wdrożeniowej oferowanej technologii

TRL 3 – Potwierdzono analitycznie i eksperymentalnie założenia dotyczące technologii

Poziom gotowości wdrożeniowej oferowanej technologii (old)

Technologia zweryfikowana w warunkach operacyjnych

Imię i nazwisko konsultanta

Tomasz Marciniszyn

Numer telefonu stacjonarnego

713204195

Adres e-mail

tomasz.marciniszyn@pwr.edu.pl

Adres do korespondencji

Wrocławskie Centrum Transferu Technologii Politechnika Wrocławska ul. Smoluchowskiego 48 50-372 Wrocław