DK172985B1 - Centrifugalpumpe, især til svær gylle - Google Patents

Description

i DK 172985 B1

Den foreliggende opfindelse angår en centrifugalpumpe og i første række en gyllepumpe til svær gylle. Der er i den forbindelse typisk tale om et pumpeaggregat med en øvre bære-del, som fastholder et motor- eller gearhus, hvorfra der 5 strækker sig et akselrør et godt stykke nedad til et pumpe-hus, der i sin underside har en central indtagsåbning og i øvrigt er udformet som et centrifugalpumpehus med et tangen-tialudløb, som er tilsluttet et opadførende stigror. Dette strækker sig parallelt med akselrøret op til bæredelen, hvor 10 det fastholdes og er afsluttet med en rørbøjning, hvortil der kan sluttes en videreførende slange. Gennem akselrøret strækker sig en drivaksel, som driver en pumperotor i form af en cirkulær plade med nedragende skovlplader indvendigt i pumpehuset .

15 Aggregater af denne type benyttes typisk til overpumpning af gylle mellem to tanke, dvs. pumpen bør have en sådan ydelse, at den ikke alene kan presse gyllen op til den afleverende rørbøjning, men også vidretrykke gyllen gennem et slangestykke af mærkbar længde.

20 Det er en almindelig erfaring, at den slags pumper kan drives til præstering af et pumpetryk på ca. 2 bar, hvilket er i underkanten af det ønskelige for etablering af et godt afleveringsflow fra pumpen. Der er foreslået mange forskellige radialforløb af rotorens skovlplader, fra lige udstående 25 forløb til kraftigt bagudbøjede forløb i forhold til rotationsretningen, ligesom det er forsøgt at øge rotationshastigheden og/eller rotordiameteren ud over de gængse værdier, som typisk er henholdsvis ca. 1.000 omdr./min. og ca. 0 50 cm.

Der er ved sådanne tiltag opnået visse marginale forbedrin-3 0 ger, men dog ikke mere end at pumpetrykket fortsat kan angives som værende "ca. 2 bar".

I forbindelse med opfindelsen har det været særligt påfaldende, at det ikke nytter stort at øge rotationshastigheden af pumperotoren. Dette må udlægges derhen, at der optræ-35 der et kavit at ionsproblem bestående i, at der ved bagsiderne af skovlvingene opbygges et vacuum, som bliver desto mere udpræget, jo hurtigere rotationen foregår, henholdsvis jo større rotordiameteren er. Dette vacuum optræder som en direkte DK 172985 B1 2 modkraft imod motorens rotation, således at der for en for-j øgelse af pumpeydelsen skal tilføres urealistisk megen ener- gi.

j På denne baggrund er det ved opfindelsen overvejet, hvor- | 5 ledes det nævnte kavi tat ionsproblem kan undgås, og det er herved fundet, at dette er opnåeligt ved en særlig profilering af skovlpladerne set i disses omdrejningsretning mere end i deres radialretning. Der vælges fortrinsvis et kun svagt buet radial forløb af de aktive skovlplader, men det me-10 re væsentlige er, at der ved bagsiden af skovlpladerne er anbragt skråtstillede udfyldningsplader, der fra den frie bagsidekant af hver skovlplade strækker sig bagud/indad mod rotorpladen på en sådan måde, at vingetværsnittet generelt har udpræget trekantform, nemlig med en i omløbsretningen stejlt-ϋ 15 stående forside og en derfra markant bagudskrånende bagside.

Det er dog netop ved gyllepumper fundet vigtigt, at skovlvingerne ved deres indvendige ender danner en kilefor-mig, skærende kant beliggende i en vis afstand fra rotorpladens centrum. Fortrinsvis skal denne kant være skråtstillet i 20 radialt udadgående retning bort fra rotorpladen, og dette rimer udmærket med, at den enkelte skovlplade ved sin bagside kan være forsynet med den nævnte skrånende bagplade på en sådan måde, at denne ved også at være radialt indadskrånende fra vingens ydre ende ind til den indre ende af vingen kan 25 være bagudskånende og dog møde den indre vingekant i en skarp og ligefrem skærpet vinkel. Set vinkelret ind mod rotorpladen vil således den enkelte skovlvinge være trekantformet, med en i rotationsretningen stejltstående forplade og en derfra bagudskrånende bagplade, som yderst er langt bagudskrånende fra 30 vingepladen og inderst danner en skarp vinkel dermed.

Det for opfindelsen mere væsentlige er, at den skrånende vingebagside helt øjensynligt medfører en mærkbar svækkelse af kavi tat ionsvirkningen, idet det er konstateret, at en pumpe udført i henhold til opfindelsen kan præstere et pumpetryk 35 på omkring det dobbelte af det hidtil accepterede, hvor ellers forbedringer på blot ganske få procent er opfattet som bemærkelsesværdige.

DK 172985 B1 3

Det er endda fundet relevant, at man for opnåelse af det forhøjede pumpetryk benytter en rotor med en lidt mindre diameter end normalt, f.eks. blot 40 cm. Ved samme krafttilførsel vil så rotoren snurre lidt hurtigere, men nu uden at 5 kavitationsproblemet forringer det forbedrede resultat mærkbart .

Opfindelsen forklares i det følgende nærmere under henvisning til tegningen, på hvilken fig. 1 er et nedefra set perspektivbillede af et pumpeag-10 gregat af relevant kendt type, fig. 2 et planbillede af pumperotoren deri, fig. 3 et perspektivisk billede af samme, fig. 4 et perspektivbillede af en enkelt pumpeskovl på denne rotor, og 15 fig· 5 et planbillede af en foretrukket skovlform.

Det i fig. 1 viste pumpeaggregat omfatter et centrifugal-pumpehus 2, som har et ikke vist pladeloft og er afsluttet opadtil med en konisk topplade 4, samt et tangentialudløb 6, hvorfra et afgangsrør 8 strækker sig op til en øvre bæredel 20 10, ved hvilken dette rør fortrinsvis er videreført i en rør bøjning 12 for tilkobling til en ikke vist slange. Bæredelen 10 fastholder desuden en drivenhed 14, der kan være en elektromotor eller en hydraulikmotor, henholdsvis en gearkasse, drevet ved tilslutning til et hydraulisk eller mekanisk 25 kraftudtag på en traktor. Mellem denne drivenhed 14 og toppen af pumpehuset 2 er anbragt et akselrør 16, gennem hvilket der strækker sig en drivaksel til drift af en i pumpehuset 2 lejret pumperotor 18. Så vidt beskrevet er dette aggregat helt konventionelt.

30 Pumperotoren 18 er som vist i fig. 2 og 3 en cirkulær plade 20, der ligger øverst i pumpehuset 2 og er forsynet med lige nedragende skovlblade 22, der på kun let buet måde strækker sig fra et punkt PI på pladen 20 i kort afstand uden for dennes tilslutning 24 til den nævnte drivaksel til et 35 punkt P2 ved periferien af pladen 20. Den indadvendende kant 24 af skovlbladene 22 er afskåret på udadskrånende måde på strækningen mellem Pi og et ydre mellempunkt P3. Denne afskæ- DK 172985 B1 4 ring kan dog eventuelt forløbe gennem en buet overgang i stedet for gennem et knækpunkt P3.

j Det for opfindelsen ekstra væsentlige er, at skovlbladene 22 ved deres frie topkanter er forbundet med bagsideplader ! 5 26, som med et mere eller mindre plant forløb strækker sig bagud til en forbindelseslinie 28 ved rotorpladen 20, hvorved denne skrå bagplade som tydeligst vist i fig. 2 vil dække et trekantområde bagved den tilhørende skovlvinge 22, med en tilhørende grundlinie vist mellem inderpunktet PI og et yder-10 punkt P4.

Det er herved en bestående mulighed, at det indre forkantparti 24 kan fremstå i kantskærpet form, således at denne kant ved rotationen af rotoren 18 kan virke sønderdelende på grovklumper i den pumpede gylle.

15 Imidlertid er det en konstateret hovedvirkning, at de bagudskrånende dækplader 26 bevirker en så mærkbar reduktion af kavitationseffekten i pumpen, at denne på overraskende måde er i stand til at yde et stort set fordoblet pumpetryk.

Oven i købet er dette opnåeligt ved brug af en reduceret 20 diameter af pumpehuset 2 og rotoren 18, hvorved der endda er tale om en billiggørelse af konstruktionen.

Det er ved opfindelsen en oplagt mulighed, at der kan spekuleres og eksperimenteres med den nærmere formgivning af såvel skovlpladerne 22 som disses bagplader 26, og opfindel-25 sen rummer ingen begrænsning i så henseende. Det kan nævnes, at vingerne i en foretrukket udførelse jfr. fig. 5 har det nævnte knækkede forløb af skovlpladen 22, medens bagpladen 26 har et buet forløb, ved hvilket den ikke når helt ud til knækområdet, men til gengæld kan være fuldstændig plan.

30 Opfindelsen rummer et yderligere aspekt ved brugen af det fra pumpehuset konisk opragende loft 4, idet denne detalje er medvirkende til, at der på oversiden af pumpehuset 2 ikke kan aflejres gylleklumper, som nu naturligt vil ledes ned til den aktive underside af pumpehuset, hvor sådanne klumper kan ind-35 ledes til rotoren 18 gennem en nedre, central åbning 3 i en udefra indragende bundplade 5, fig. 1. Det kan dog foretrækkes, at der ved overgangen mellem den nævnte loftplade og rotorhuset 2 forekommer boltesamling, som er let at adskille DK 172985 B1 5 for afmontering af huset 2 og rotoren 18, ifald denne skal tilses eller repareres.

Som nævnt er opfindelsen især knyttet til gyllepumper, men den vil dog ligesåvel være relateret til alle mulige an-5 dre væskepumper i den udstrækning det er nyt at supplere rotorskovlene med de bagsidedækkende skråplader 26.

Claims (3)

1. Centrifugalpumpe især til gylle og tilsvarende "svære" væsker, med en roterende pumpehjulskive, som bærer udstående 5 radialribber, som danner pumpevinger, der kan være mere eller mindre buede set i radialretningen, kendetegnet ved, at radialribberne set i rotationsretningen er udfort med en fra hjulskiven på konventionel måde stejlt opstående forside, medens de ved bagsiden er udført med et bagudskrånende 10 tværsnitsprofil.

2. Pumpe ifølge krav 1, kendetegnet ved, at en skrånende bagsideplade forløber på en sådan måde, at den yderst indtager en markant skrånende stilling i forhold til ribbens stejle forside, medens den indadtil møder vingens 15 forflade i en skarp kant nær centrum af pumpehjulskiven, men dog i radial afstand derfra og fortrinsvis med udadskrånende kantretning.

3. Pumpe ifølge krav 1, kendetegnet ved, at diameteren af pumpeskiven er forholdsvis lille, nemlig for- 20 trinsvis kun ca. 40 cm.