NO142362B - Sentrifugalpumpe med reguleringsmekanisme - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en sentrifugal-

pumpe med innbygget reguleringsmekanisme for pumpeytelsen, hvilken reguleringsmekanisme omfatter et aksialt forskyvbart organ,

som i stillinger bortsett fra den som svarer til full pumpe-

ytelse, utgjør både en del av et i pumpen innebygget omløp og en i pumpens utløp inngående strupedel, idet det aksialt forskyvbare organ er utformet med en strupedel i form av en sylindrisk sleide for gradvis struping av pumpehjulets utløp fra den trykkanal som omgir pumpehjulet og med en sylindrisk reguleringssleide med åpninger for forbindelse av pumpens innløpsstuss med pumpehjulets aksiale innløp, idet reguleringsmekanismens aksialt forskyvbare organ er forbundet med et stempel, som dels er påvirket av pumpens utløpstrykk og dels av en fjær som virker motsatt dette trykk.

Slike sentrifugalpumper muliggjør tilpasning av

den til et sirkulasjonsanlegg leverte væskemengde, f .eks. vann til et radiatoranlegg, slik at man dels kan begrense antallet av nødvendige standardstørrelser for pumpen, dels innstille den sirkulerende vannmengde under driften. Pumpen skal naturligvis kunne levere den maksimalt nødvendige vannmengde, men under en stor del av driftstiden kreves det mindre vannmengder, idet et større eller mindre antall radiatorer ofte vil være stengt av.

Med en reguleringsmekanisme av den foran angitte art unngår man

en del av ulempene ved sterk struping av pumpeutløpet, som kan bevirke sjenerende støy i rørene som følge av høyt trykk, og også delvis ulempene ved omløpsregulering alene, f.eks. stort kraftforbruk som følge av at det ved omløpsregulering alltid går en stor vannmengde gjennom pumpen.

Pumper av den angitte art med såkalt dobbeltregulering har vist seg å tilfredsstille behovet for variabel kapa-sitetsregulering, når det er tale om små pumper med forholdsvis lite begynnelsestrykk og liten vannmengde. Hvis det er tale om større pumper med variabel kapasitet, kan det forekomme et så stort begynnelsestrykk og så store vannmengder at man ved sterk nedregulering av kapasiteten kan få en betydelig trykkstigning, f.eks. når flere og flere radiatorer i et stort anlegg stenges av.

Fra DE-OS 1 913 242 er videre kjent sentrifugalpumper med en ventilanordning som virker til å holde trykkhøy-den konstant ved variabel levering, idet ventilen virker som sikkerhetsventil ved å åpne et utløp eller omløp. Denne ven-til forårsaker imidlertid ingen struping av strømningen fra ut-løpet av en pumpe til trykkanalen. Ved denne kjente anordning påvirkes ikke stemplet av trykkforskjellen mellom pumpens leve-rings- og sugetrykk men bare av overtrykk over en viss verdi.

DE-PS 881 306 angår en anordning for å minske ta-pet og dermed kraftforbruket ved hjelp av en ringslei.de. Pa-tentskriftet nevner imidlertid intet om en trykkforskjell mellom pumpens trykk- og sugeside i dette øyemed.

Ifølge US-PS 2 786 420 reguleres pumpetrykket i forhold til atmosfæren og således ikke ved hjelp av trykkforskjellen mellom pumpetrykk og sugetrykk.

Fra US-PS 3 504 986 er dessuten kjent en noe spe-siell pumpe hvor det på trykksiden hverken er struping eller om-løp, og det.således ikke er noe problem med dobbeltregulering ved utløpet, slik som ved pumper av den art foreliggende oppfinnelse hører inn under.

Endelig viser danske patentskrifter 107 991 og 126 869 anordninger ved sentrifugalpumper for regulering eller begrensning av omløpsmengden, men disse anordninger er basert på andre prinsipper enn foreliggende oppfinnelse.

Det er oppfinnelsens formål å angi en sentrifugalpumpe med on reguleringsmekanisme ved hjelp av hvilken den mak-simale trykkstigning kan begrenses, slik at trykket aldri kan overstige en forut bestemt verdi, svarende til full kapasitet,

i et radiatoranlegg altså med alle radiatorer i bruk. En slik begrensning av den maksimalt mulige trykkstigning muliggjør an-vendelsen og tilpasning av en og samme pumpestørrelse til.et stort antall anleggsstørrelser.

Til dette formål er en sentrifugalpumpe av den inn-ledningsvis angitte art ifølge oppfinnelsen karakterisert ved at det med det forskyvbare organ forbundne stempel på den side som er motsatt den siden som utsettes for utløpstrykket, er påvirket av pumpens sugetrykk, og at fjæren er slik forbundet med stemplet og det aksialt forskyvbare organ at fjæren motvirker virkningen fra endringer av trykkforskjellen mellom stemplets to sider.

En stigning i pumpens avgangstrykk, f.eks. ved stengning av et antall radiatorer, vil da forskyve stemplet og dermed det aksialt forskyvbare organs strupedel til innsnevring av passasjen fra utløpet av pumpehjulet til trykkanalen, hvorved den pumpede vannmengde avtar. Stemplets og dermed strupe-delens forskyvning motvirkes imidlertid ved at fjæren samtidig spennes litt sterkere, og derved inntrer det en ny likevekts-stilling svarende til de endrede driftsforhold.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere i det følgende under henvisning til tegningen, på hvilken: Fig. 1 viser et diagram over sammenhengen mellom trykk og vannmengde ved regulering av pumpeytelsen på kjente måter. Fig. 2 viser på tilsvarende måte et diagram for en sentrifugalpumpe ifølge oppfinnelsen. Fig. 3 er et snitt gjennom deler av en utførelses-form for en sentrifugalpumpe ifølge oppfinnelsen, og Fig. 4 viser en annen utførelsesform for pumpen ifølge oppfinnelsen.

På fig. 1 og 2 er en pumpes avgangstrykk avsatt

som ordinat og den leverte vannmengde som abscisse. Kurven 10 gjelder en pumpe med regulering bare ved struping av utløpet fra pumpehjulet, og det vil sees at trykket praktisk talt ikke avtar når vannmengden minskes fra Lmax til L. Kurven 11 gjelder for en pumpe med bare omløpsregulering, hvor trykket avtas ved nedregulering, mens den gjennom pumpehjulet strømmende vannmengde forblir uendret. Ved den sistnevnte reguleringsmåte unngår man støy i rørene i sirkulasjonsanlegget, men det skjer på bekostning av økonomien, idet pumpen stadig skal pumpe mak-simal vannmengde. Kurven 12 viser forholdene ved kombinasjon av struping og omløp, hvorved man ved nedregulering minsker både trykk og vannmengde.

På fig. 2 svarer kurven 13 til den tilsvarende mak-, simalkurve på fig. 1. Ved avtagende vannmengde vil trykket imidlertid i sentrifugalpumpen ifølge oppfinnelsen bare vokse til en viss grad, og deretter følge en av de vannrette linjer 14, som hver representerer et maksimalt trykk bestemt av reguleringsme-kanismen ifølge oppfinnelsen, nærmere betegnet av fjærspenningen. Hva enten vannmengden er Lmax eller L, vil trykket altså ikke stige over den f.eks. av den øverste linje 14 på fig. 2 bestemte verdi.

Ved den på fig 3 viste utførelsesform for sentrifugalpumpen ifølge oppfinnelsen er pumpehuset på konvensjonell måte utformet med en innløpsstuss 15 og en utløpsstuss 16 samt et pumpehjul 17 med aksialt innløp, og et aksialt forskyvbart organ er utformet med en sylindrisk sleidedel 18, som i den viste stilling lar pumpehjulets utløp være i fri forbindelse med utløpsstussen 16, men ved aksial forskyvning oppover avsper-rer utløpet i tiltagende grad. Det aksialt forskyvbare organ er dessuten utformet med en sylindrisk reguleringssleide 19 med åpninger for forbindelse av innløpsstussen 15 med pumpehjulets aksiale innløp. Ved aksial forskyvning mot pumpehjulet vil disse åpninger i gradvis tiltagende grad tilveiebringe omløp fra pumpens trykkanal til pumpehjulets innløp.

Det viste forskyvbare organ utgjør således en reguleringsmekanisme til dobbeltregulering, idet tiltagende struping av pumpehjulets utløp foregår samtidig med voksende passasje i omløpet.

Ifølge oppfinnelsen er det aksialt forskyvbare organ fast forbundet med et stempel, som ved utførelsesformen på fig. 3

er utformet med en endebunn 20 for den sylindriske reguleringssleide 19, og av hensyn til strømningsforholdene i pumpehjulets innløp er endebunnen fortrinnsvis kuppelformet med den konvekse side vendende mot innløpet. I det motsatt innløpet værende rom er endebunnen 20 utsatt for pumpens avgangstrykk, idet det fra dette rom går en kanal 21 til utløpsstussen 16.

Hvis avgangstrykket vokser, f.eks. ved lukking av et antall radiatorer i et varmeanlegg, hvori pumpen er innskutt, vil trykkdifferansen mellom det som endebunn utformede stempels sider bli større, slik at det forskyvbare organ og dermed også sleidedelen 18 forskyves til avsperring av pumpehjulets utløp. Pumpens ytelse vil herved forminskes.

Forskyvningen motvirkes imidlertid av en fjær 22, som er forbundet med endebunnen 20 på en slik måte at dens spen-ning økes under endebunnens forskyvning som følge av større trykkdifferanse. Fjærkraften, som kar. innstilles med et ikke vist håndhjul eller på annen måte, vil således frembringe balanse med trykkdifferansen. Fjæren kan forøvrig etter valg være en trykkf jær eller en trekkf jaer, idet man bare innretter dens forbindelse med det aksialt forskyvbare organ etter dette. Ved den på fig. 3 viste utførelsesform er det således anvendt en trykk-fjær for å få mindre byggelengde.

På fig. 4 er vist en utførelsesform for sentrifugalpumpen, hvor de deler som svarer til delene på fig. 3 er gitt samme henvisningsbetegnelser. Sentrifugalpumpen på fig. 4 ad-skiller seg fra den første utførelsesform ved ikké å ha det sem endebunn 20 utformede stempel og heller ikke kanalen 21 i forbindelse méd utløpsstussen 16.

På fig. 4 er det med det forskyvbare organ forbundne stempel 23 festet til den sylindriske sleidedel 18 ved hjelp av tapper 24, og stemplet 23 er anbragt på den siden av pumpehjulet som vender bort fra innløpet. Når pumpehjulets ut-løp er helt fritt som vist på venstre side av fig. 4, befinner stemplet 2 3 seg i sin nederste stilling og utgjør en vegg i pumpehuset som er i flukt med oversiden av utløpsstussen 16.

Når den sylindriske sleidedel 18 sperrer pumpehjulets utløp som vist på høyre side av fig. 4, inntar stemplet 23 sin øverste stilling.

Over stemplet 23 er det et rom, som alltid står i forbindelse med pumpehusets innløpsside, f.eks. som vist gjennom én eller flere kanaler 25, slik at det i det nevnte rom alltid er samme trykk som på pumpens sugeside.

Fjæren 22, som på fig. 4 er vist som en trekkfjær, er gjennom en spindel 26 og en arm 27 fast forbundet med den sylindriske reguleringssleide 19. Spenningen i fjæren holder likevekt med trykkdifferansen på stemplets to sider, hvilken trykkdifferanse fremkommer ved at det alltid er sugetrykk på oversiden av stemplet 23 og avgangstrykk på undersiden. En voksende trykkdifferanse vil likesom på fig. 3, søke å bevirke sterkere struping ved forskyvning av stemplet 2 3 og dermed av glidedelen 18, mens fjæren 22 gir den tilstrebede avbalansering og begrensning av forskyvningen.

Claims (3)

1. Sentrifugalpumpe med innbygget reguleringsmekanisme for pumpeytelsen, hvilken reguleringsmekanisme omfatter et aksialt forskyvbart organ, som i stillinger bortsett fra den som svarer til full pumpeytelse, utgjør både en del av et i pumpen innebygget omløp og en i pumpens utløp inngående strupedel, idet det aksialt forskyvbare organ er utformet med en strupedel i form av en sylindrisk sleide (18) for gradvis strupi,ng av pumpehjulets utløp fra den trykkanal som omgir pumpehjulet og med en sylindrisk reguleringssleide (19) med åpninger for forbindelse av pumpens innløpsstuss (15) med pumpehjulets (17) aksiale inn-løp, idet reguleringsmekanismens aksialt forskyvbare organ er forbundet med et stempel (20; 23), som dels er påvirket av pumpens utløpstrykk og dels av en fjær (22) som virker motsatt dette trykk, karakterisert ved at det med det forskyvbare organ (18, 19) forbundne stempel (20, 23) på den side som er motsatt den siden som utsettes for utløpstrykket, er påvirket av pumpens sugetrykk, og at fjæren (22) er slik forbundet med stemplet (20, 23) og det aksialt forskyvbare organ (18, 19), at fjæren motvirker virkningen fra endringer av trykkforskjellen mellom stemplets to sider.

2. ' Sen tri f ugalpumpe ifølge krav 1, karakterisert ved at stemplet (20) er anordnet ved pumpens sugeside og at det fra stemplets side motsatt sugesiden løper en kanal (21) til pumpens trykkside.

3. Sentrifugalpumpe ifølge krav 1, karakterisert ved at stemplet (23) er anordnet ved pumpens trykkside og at én eller flere kanaler (25) forbinder pumpehjulets (17) innløp eller midtparti med rommet som ligger motsatt trykksiden på stemplet (23).