NO309494B1 - Fremgangsmåte for regulering av funksjonen av en kombinasjon av en sentrifugalpumpe og en vakuumpumpe, og en gass-separerende sentrifugalpumpe - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for regulering av funksjonen av en kombinasjon av en sentr i f ugalpumpe og en vakuumpumpe, og en gass-separerende sentrifugalpumpe.

Innretningen ifølge oppfinnelsen egner seg spesielt for bruk i forbindelse med en såkalt fluidiserende sentrifugalpumpe som pumper masse av middels konsistens, men fremgangsmåten og sentrifugalpumpen i forbindelse med denne kan også brukes på andre områder hvor væsken som skal pumpes inneholder gass og faste bestanddeler.

Kjente pumper som brukes for ovennevnte formål er for eksempel beskrevet i US patentskrift 4 776 758, 4 981 413, 5 078 573, 5 114 310, 5 116 198, 5 151 010, 5 152 663 og 5 366 347. Alle de ovennevnte patenter omhandler hovedsakelig pumper for celluloseindustrien som separerer gass fra masse-suspensjoner av middels konsistens og som karakteriseres ved at det monteres en vakuumpumpe, fortrinnsvis en vannringpumpe på pumpeakselen i et kammer bak skovlhjulet, i tillegg til den vanlige skovlen. Gassutløpet som den oppsamlede gass foran skovlhjulet i sentrifugalpumpen kan strømme ut gjennom til rommet bak skovlhjulet, er anordnet i pumperotorens bakplate nær akselen. Rommet er i de fleste tilfeller forbundet til sugeåpningen for vakuumpumpen via en gassutløpskanal som omslutter minst en del av pumpeakselen. Når vakuumpumpen danner en trykkforskjell mellom rommet foran rotoren og dens eget pumpekammer, vil gassen strømme gjennom åpningene i rotoren og gassutløpskanal som minst delvis omslutter akselen, til vakuumpumpens kammer. På grunn av kammerets eksentrisitet danner vakuumpumpen, på kjent måte, på den ene side et sug for å suge gass inn i kammeret, og på den annen side en trykkforskjell mellom atmosfæren og dets kammer på utløpssiden, slik at gassen tømmes fra kammeret i pumpen. Vanligvis tømmes den separerte gass fra vakuumpumpen direkte til atmosfæren.

Det stilles spesielle krav til kombinasjoner av sentri-fugalpumper og vakuumpumper som brukes for å pumpe massesuspen-sjoner fra treforedlingsindustrien, idet disse er blitt utførlig behandlet i de ovennevnte patenter og kan derfor her bare behandles kort.

Siden materialet som skal pumpes for det første inneholder faste bestanddeler, for eksempel fibrer, må det iverk-settes tiltak ved konstruksjonen av sentrifugalpumpen og vakuumpumpen som er forbundet til denne i tilfelle fibrene kommer inn i gassutløpssystemet. Av denne grunn er baksiden av bakplaten for eksempel forsynt med blader for å separere fibrene fra materialet som har funnet veien inn i rommet bak pumperotoren. Ettersom fibrer også kan komme inn i vakuumpumpen, er det anordnet spyleanordninger både på sugesiden og utløpssiden av pumpen for å hindre at fibrene tilstopper kanalene.

For det andre kan forholdene variere betydelig ved pumping av fiber suspensjoner. For eksempel kan massens konsistens variere med flere prosent og massens innløpstrykk med flere bar. Ettersom fjerning av gassen foran pumperotoren krever en viss trykkforskjell for å fungere pålitelig, må det foreligge muligheter for å ta innløpstrykket i betraktning, det vil si vakuumpumpens suging må kunne reguleres. Dette oppnås vanligvis ved å arrangere en såkalt hjelpeluftkanal i forbindelse med sugekanalen som tilleggsluft kan føres inn i til vakuumpumpen når ikke nok gass separeres foran pumperotoren. En ventil som åpner ved et gitt trykk, for eksempel 0,4 bar, koples vanligvis til hj elpeluftkanalen.

For det tredje vil den separerte gass ikke vanligvis bestå av ren luft under pumping av fibersuspensjoner, men vil inneholde forskjellige illeluktende eller til og med giftige eller korroderende gasser som ikke føres direkte til atmosfæren. Fibrene kan også i noen utstrekning komme direkte inn i vakuumpumpens utløp og det bør være mulig å fjerne dem slik at ut-løpsrøret for vakuumpumpen selv ikke av denne grunn, kan koples direkte til avløpsrøret.

Forsøk er blitt gjort for å oppfylle de første to av de ovennevnte grunnleggende krav ved hjelp av en anordning ifølge US patentskrift 5 366 347 som er basert på ideen at en fluid sentrifugalpumpe som pumper en masse med middels konsistens må kunne drives under tre forskjellige driftsforhold.

I det første tilfelle hvor innløpstrykket er lavt og under atmosfærisk trykk, separeres en stor mengde av gassen foran pumperotoren slik at vakuumpumpens kapasitet må være høy og må kunne fjerne all separert gass.

I det andre tilfelle hvor innløpstrykket er middels og litt over atmosfærisk trykk, separeres gassen foran pumperotoren i en viss utstrekning og det må derfor være mulig å fjerne den gjennom vakuumpumpen uten at fibrer blandes inn.

I det tredje tilfelle hvor innløpstrykket er høyt, for eksempel over 2 bar, vil ikke noe gass separeres og vakuumpumpen har ingenting å fjerne.

Det nevnte patent foreslår at vakuumpumpens kapasitet reguleres ved å bevege huset for vakuumpumpen i forhold til vakuumpumpens rotor. Ideen er at vakuumpumpen i det første driftstilfelle, suger gass fra vakuumrommet foran rotoren og kan transportere den til et høyere, dvs. atmosfærisk trykk. Pumpe-funksjonen i dette tilfelle fungerer som opprinnelig tenkt.

I det andre driftstilfelle hvor gasstrykket for den separerte gass er over atmosfærisk trykk, beveges vakuumpumpens hus i forhold til rotoren til en slik posisjon at vakuumpumpen danner en trykkforskjell i motsatt retning i forhold til det første tilfelle. Hvis man med andre ord antar at massens innløpstrykk forårsaker et absolutt trykk på 1,5 bar foran rotoren, vil trykkforskjellen i forhold til atmosfæren være 0,5 bar. Ettersom trykkforskjellen er relativt stor, frembringes et mottrykk på for eksempel 0,3 bar overtrykk, ved hjelp av vakuumpumpen hvorved trykket foran rotoren først må kunne overstige vakuumpumpens mottrykk. Gassen vil med andre ord strømme ut til atmosfæren ved en trykkforskjell på bare 0,2 bar.

I det tredje driftstilfelle foreslår patentet at vakuumpumpens eksentriske hus beveges slik at det er konsentrisk i forhold til vakuumpumpens aksel og rotor. Pumpen genererer således ikke noen trykkforskjell i noen retning. Det er antakelig antatt at ikke noe gass separeres ifølge oppfinnelsen foran pumpens skovlhjul og at ingen fibrer kan komme inn i gassutløpet, til tross for den store trykkforskjell. Imidlertid glemmer man det faktum at når det eksisterer et betydelig overtrykk på sugesiden av sentrifugalpumpen, vil denne kunne drives ut av pumpen gjennom alle tilgjengelige passasjer. Hvis vakuumpumpen som beskrevet i US patentskrift 5 366 347, går "på tomgang", det vil si at vakuumpumpens hus er konsentrisk med rotoren og ikke noen ventil er anordnet på vakuumpumpens utløpsside, hvis fravær ifølge det nevnte US patentskrift anses å være en fordel, vil massesuspensjonene under overtrykk naturligvis strømme direkte

gjennom vakuumpumpen i gassutløpskanalene.

Ovennevnte problemer kan løses i pumpen ifølge nevnte US patentskrift 5 366 347 på minst to måter, enten ved å montere en ventil på utløpssiden av vakuumpumpen, slik at ventilen kan stenges eller strupes når pumpen går på tomgang, hvorved hele gassutløpsrøret vil være delvis stengt, eller ved å forbedre vakuumpumpens evne til å frembringe mottrykk, slik at det maksimalt genererte mottrykk fra pumpen tilsvarer det høyest mulig overtrykk på sugesiden av sentrifugalpumpen. Det er således foreslått i nevnte US patent at når det er litt overtrykk på sugesiden av sentrifugalpumpen, kan vakuumpumpens eksentrisitet endres, slik at vakuumpumpens frembringer et mottrykk som er tilstrekkelig stort for å "dempe" overtrykket. På den annen side er det også foreslått at vakuumpumpehusets eksentrisitet kan minskes til null når overtrykket på sugesiden av sentrifugalpumpen øker. Det sistnevnte forslag virker ikke og fører i praksis til at pumpen lekker. Men dette kan endres ved samtidig å øke vakuumpumpens eksentrisitet slik at mottrykket frembrakt av vakuumpumpen øker når sentrifugalpumpens overtrykk øker. Ved således å holde overtrykket frembrakt av vakuumpumpen på samme nivå som innløpstrykket vil det ikke oppstå noen strøm i noen retning i vakuumpumpen. Virkningen på innløpstrykket kan naturligvis også reduseres ved å anordne en strupeventil på utløpssiden av vakuumpumpen, i motsetning til det som er beskrevet i nevnte US patentskrift, hvorved innløpstrykket kan "dempes" ved hjelp av strupeventilen samtidig som vakuumpumpens eksentrisitet endres. Med andre ord kan arrangementet beskrevet i US patentskrift 5 366 347 endres ganske enkelt ved å tilveiebringe en tilstrekkelig margin for justering av eksentrisiteten i huset. Alle anord-ninger beskrevet i nevnte patent kan brukes som sådan, og når det gjelder forskjellige utførelser henvises det til beskrivelsen og figurene i nevnte US patentskrift 5 366 347.

Pumpen som er beskrevet utførlig i US patentskrift 5 366 347 vil selv ikke etter de ordnede korrigeringer helt samsvare med kravene som i dag stilles til pumper i fabrikkene. Vi har allerede nevnt ovenfor at gassen som fjernes ofte kan inneholde illeluktende eller giftige kjemikalier. Dessuten tømmes noen få liter væske i minuttet og i enkelte tilfeller også fibrer kontinuerlig fra vakuumpumpen. Ettersom det ville være fordel-aktig ut fra miljøsynspunkt, samt ut fra en vurdering av fibrer og kjemikalier, å lede utslippet fra vakuumpumpen til et eget rom i stedet for til avløpet, bør man ved utformingen av sentrifugalpumpen og vakuumpumpen ha for øyet at vakuumpumpen bør kunne tømme gass, fibrer og væske til et trykksatt rom eller i det minste et rom over pumpen. Pumpen må med andre ord, ved siden av å kunne generere et vakuum på sugesiden, også kunne frembringe et overtrykk på utløpssiden.

I de ovennevnte patenter har denne mulighet enten ikke blitt vurdert eller av andre årsaker ikke blitt omtalt i det hele tatt. I de fleste av disse patenter har ikke regulering av pumpekombinasjonen blitt omtalt i det hele tatt. I enkelte patenter er det blitt nevnt at det kan anordnes en stoppventil på utløpssiden av vakuumpumpen for struping av utløpssiden om nødvendig i tillegg til stenging. Dette fungerer bra inntil ventilen virkelig må stenges helt. I dette tilfelle vil ventilen forårsake gravitasjon og trykksjokk i vakuumpumpen hvorved det kan oppstå risiko for at vakuumpumpen blir skadet. En annen mulighet er å endre pumpens kapasitet som beskrevet i US patentskrift 5 366 347. Regulering av kapasiteten kan imidlertid føre til at pumpen ikke lenger oppnår det samme overtrykk for å transportere gassen og/eller fibrene og/eller væsken fremover. Dette kan forklares ved følgende eksempel. Hvis bare litt gass separeres og bare litt vakuum behøves for å fjerne gassen fra sentrifugalpumpen, justeres vakuumpumpen for å generere bare en liten trykkforskjell. Fra dette vil det fremgå at det bare vil være tilgjengelig en mindre trykkforskjell på utløpssiden av pumpen som ikke er tilstrekkelig for eksempel hvis utløpet fra pumpen skal bli ført til et sted kanskje 20 m høyere og til og med kanskje litt undertrykk.

Ovennevnte problem er løst ved hjelp av fremgangsmåten og innretningen ifølge oppfinnelsen, ved å anordne reguleringsanordning på sugesiden av vakuumpumpen, hvorved vakuumet som genereres av vakuumpumpen foran rotoren for sentrifugalpumpen, kan reguleres fullstendig, uansett vakuumpumpens kapasitet. Selv om bare en liten vakuumvirkning rettes mot sentrifugalpumpesiden, vil således hele vakuumpumpens kapasitet kunne brukes for fjerning av separeringsgass, fibrer og væske.

Fremgangsmåten og innretningens egenskaper ifølge opp-

finnelsen vil fremgå av de vedføyde krav.

Fremgangsmåten og innretningen ifølge oppfinnelsen vil nå bli beskrevet i detalj under henvisning til de vedføyde tegninger, hvor

fig. 1 er et snitt av en sentr i f ugalpumpe av kjent teknikk, forsynt med en vakuumpumpe hvor sentrifugalpumpen i reguleringssystemet ifølge oppfinnelsen er installert, fig. 2 viser et riss av en foretrukket utførelse av sentrifugalpumpen ifølge oppfinnelsen, fig. 3 viser en andre foretrukket utførelse av sentrifugalpumpen ifølge oppfinnelsen, fig. 4 viser en tredje foretrukket utførelse av sentrifugalpumpen ifølge oppfinnelsen, og fig. 5 viser et riss av en fjerde foretrukket utførelse av sentrifugalpumpen ifølge oppfinnelsen, fig. 6 viser et riss av en femte foretrukket utførelse av sentrifugalpumpen ifølge oppfinnelsen, og fig. 7 viser et riss av en sjette foretrukket ut-førelse av sentrifugalpumpen ifølge oppfinnelsen, fig. 8a og 8b viser en syvende og en åttende foretrukket utførelse av sentrifugalpumpen ifølge oppfinnelsen, fig. 9 viser en niende foretrukket utførelse av sentrifugalpumpen ifølge oppfinnelsen.

Ifølge fig. 1 består en sentrifugalpumpe av kjent teknikk av et volutthus 10 og et pumpelegeme 40. Huset 10 omfatter sugeåpningen 12 for sentrifugalpumpen og et vesentlig tangensialt utløp (ikke vist). Det volutte hus 10 omslutter sentrifugalpumpens rotor 14 som omfatter en såkalt bakplate 16, blader 18 festet til overflaten av sugesiden 12, den såkalte fremside og bakblader 20 festet til baksiden av bakplaten. Flere gassutløpsåpninger 22 er anordnet i bakplaten 16 for rotoren 14. En bakvegg 24 for pumpen, som fortrinnsvis kan demonteres, er anordnet mellom volutthuset 10 og vakuumpumpen anbrakt inne i vakuumlegemet 40, mellom bakveggen og akselen eller, som vist på figuren, en sylindrisk, fremspringende del som strekker seg fra rotoren, en gassutløpskanal 26 er anordnet i denne utførelse mot et ringformet kammer 28. I den viste utførelse på tegningen er det anordnet en skyllekanal 30 som fører til kammeret 28 i bakveggen 24 for å rense gassutløpssystemet. En fluid rotor 32, som fortrinnsvis består av blader 34 som strekker seg et stykke vekk fra både pumpeakselen og veggen for sugeåpningen 12, er anordnet i sentrifugalpumpens rotor, hvis materialet som skal pumpes er en massesuspensjon av middels konsistens fra tre-

bearbeidingsindustrien.

Ifølge fig. 1 er en vakuumpumpe som består av huset 42 og en rotor 44, også anbrakt i pumpelegemet 40. Huset 42 omfatter, ifølge utførelsen på figuren, en integrert bakvegg 46 som imidlertid også kan tas av om ønskelig. En separat, avtakbar plate, eller bakveggen 24 på sentrifugalpumpen virker som fremside (mot sentrifugalpumpen) i huset 42, selv om det også er mulig å konstruere vakuumpumpen slik at fremsiden er integrert med vakuumpumpens hus og bakveggen kan tas av. Rotoren 44 er festet til akselen 49, lik som sentrifugalpumpens rotor 14, og er forsynt med blader 50 som imidlertid ikke behøver å strekke seg til innsiden 52 på huset 42. Bladene 50 dreier en væskering 51 når vakuumpumpen er i drift. Innsiden 52 i huset 42 som omslutter rotoren 44, er eksentrisk, slik at væskeringen som dreies av bladene 50 i huset forårsaker endringer i rommets volum mellom bladene 50, avhengig av bladenes 50 og innerveggens 52 stillinger overfor hverandre i huset 42. Fremsiden 48 i huset 42 er forsynt med en sugeåpning 54 for vakuumpumpen, som danner del av gassutløpskanalen mellom sentrifugalpumpen og vakuumpumpen, og som er siktformet og anbrakt slik i forhold til huset 42 at sugeåpningen 54, rommenes volum mellom bladene 50 for rotoren 44, er økende. Dette fører til at det oppstår et vakuum mellom rotorbladene, slik at vakuumpumpen suger gass inn i rommene mellom bladene 50. På et tilsvarende sted på baksiden 46 for vakuumpumpen i utførelsen på fig. 1, er det en såkalt hjelpeluftkanal 56 der vakuumpumpen suger gass på nøyaktig samme måte inn i rommet mellom bladene hvis ikke det mottas tilstrekkelig gass fra sentrifugalpumpen. En ventil (ikke vist) som åpner ved en gitt trykkforskjell, er vanligvis forbundet til hjelpeluftkanalen 56. Hjelpeluftkanalen kan også føres gjennom baksiden 24 for sentrifugalpumpen, eller gjennom fremsiden 48 på vakuumpumpen til kammeret 28. En utløpskanal 58 i vakuumpumpen er også anordnet i baksiden 46 på vakuumpumpen hvor hovedsakelig gass, men også mindre mengder væske og faste bestanddeler, tømmes gjennom. Denne utløpskanal 58 fører til vakuumpumpen ved et punkt som er omtrent 80° vekk fra sugeåpningen 54, fortrinnsvis i baksiden 46 på vakuumpumpen, der den også kan anbringes i fremsiden 48 på vakuumpumpen eller baksiden 24 på sentrifugalpumpen som separerer pumpene, slik at den plasseres direkte på motsatt side av akselen

i forhold til sugeåpningen 54.

Eksempler på forskjellige konstruksjoner er vist i detalj i US patentskrift 4 981 413, 5 078 573, 5 114 310, 5 116 198, 5 151 010 og 5 152 663 til A. Ahlstrom Corporation som det henvises til her. Konstruksjonene i de ovennevnte patenter er eksempler på fordelaktige og nyttige arrangementer, men er ikke ment å representere alle mulige konstruksjoner. Fig. 2 viser et riss delvis i snitt, av en sentrif ugalpumpe ifølge en foretrukket utførelse av oppfinnelsen. Figuren viser akselen 49 for pumpen, pumperotoren 14 med sin sylindriske, fremspringende del, rotoren 44 for vakuumpumpen og baksiden 24 for sentrifugalpumpen med kammeret 28, og sugeåpningen 54 i baksiden mellom kammeret 28 og vakuumpumpen. Innretningen 100 for å regulere sugestrømmen for vakuumpumpen ifølge oppfinnelsen, består i dette tilfelle av et rør 60 av gummi eller liknende elastisk materiale, som kan utvide seg hydraulisk, pneumatisk eller på liknende måte, og som er anbrakt i et spor 62 i innerkanten i den radiale retning for baksiden 24 for sentrifugalpumpen, fortrinnsvis på sentrifugalpumpesiden av kammeret 28. Et trykkmedium føres til røret 60, for eksempel gjennom en kanal anordnet i baksiden 24. Når reguleringsinnretningen 100 er plassert som vist på figuren, er det mulig å føre hjelpeluftkanalen 64 gjennom baksiden 24 i kanalen 28. Innretningen fungerer slik at hvis strømningsområdets tverrsnitt fra sentrifugalpumpen til vakuumpumpen skulle bli innsnevret, vil trykket fra trykkmediet øke og føre til at røret 60 utvider seg og, nærmere til den sylindriske, fremspringende del av pumperotoren. Når trykket i røret 60 frigjøres er strømningsområdets tverrsnitt praktisk talt åpent og det er ikke noen hindring i strømmen fra sentrifugalpumpen til vakuumpumpen. Et tilsvarende utvidelsesrør eller liknende kan naturligvis også anordnes i kammeret 28, slik at når røret utvider seg vil dette føre til at strømningsområdet ikke bare vil innsnevre tverrsnittet men også vakuumpumpens sugeåpning 54, direkte. Fig. 3 viser et riss delvis i snitt, av en sentrif ugalpumpe ifølge en andre, foretrukket utførelse av oppfinnelsen. Figuren viser akselen 49 for pumpen, pumperotoren 14 med sin sylindriske, fremspringende del, rotoren 44 for vakuumpumpen og baksiden 24 for sentrifugalpumpen med kammeret 28, og sugeåpningen 54 i baksiden mellom kammeret 28 og vakuumpumpen. Regulerings innretningen 100 ifølge oppfinnelsen består fortrinnsvis av et radialt, ringformet spor 72 anordnet i baksiden 24 og minst ett eller fortrinnsvis flere lukkeklaffer 70 anbrakt skyvbart deri. For eksempel kan det være en lukkeklaff 70 som gjør det mulig å strupe gassutløpskanalen 26 mellom sentrifugalpumpen og vakuumpumpen bare til en utstrekning på 180° målt i den perifere retning. Også en slik mulighet må vurderes da en av de ovennevnte US patenter nevner en ikke-ringformet åpning i baksiden 24, det vil si en strømningskanal som ifølge en ut-førelse består bare av et halvt ringrom. Når det finnes to lukkeklaffer 70 anordnes de fortrinnsvis på motstående side av akselen 49 og slik at de overlapper hverandre i sporet 72. Klaffenes 70 innerkant er fortrinnsvis av samme buede form som akselens periferi, eller som på figuren som en av de sylindriske, fremspringende deler av pumperotoren. Hvis det finnes flere klaffer 70, anordnes de overlappende ifølge prinsippet som er beskrevet i forbindelse med de to klaffer eller de anordnes for å åpne og stenge på samme måte som en lukker for et kammer. Når lukkeklaffen anbringes mellom kammeret 28 og sentrifugalpumpen er det mulig å føre tilleggsluft inn i kammeret 28 på samme måte som vist på fig. 2. I tillegg til den måte som er vist på fig. 3, kan også struping av tverrsnittet oppnås ved å anordne tilsvarende lukkeklaffer i et spor i bunnen av kammeret. Klaffene kan for eksempel betjenes hydraulisk, pneumatisk eller på liknende måte ved hjelp av stenger som strekker seg fra utsiden til klaffene. Klaffene kan således bevege seg lineært i radialretningen eller vende rundt et ledd mot akselen. Det er videre mulig å arrangere bunnen av det nevnte radiale spor slik at det løfter mot akselen, hvorved klaffene kan bevege seg mot akselen/- den fremspringende del av pumperotoren ved å føre klaffene i den perifere retning langs bunnen av sporet. Det må bemerkes at tilleggsluftkanalen ikke er beskrevet hverken i denne utførelse eller i de følgende, ettersom posisjonen og betjeningen av disse er beskrevet tydelig nok ovenfor. Således vil det fremgå at tilleggsluftkanalen i alle utførelser kan anordnes hvis det er ønskelig. Fig. 4 viser et riss delvis i snitt av en sentrifugalpumpe ifølge en tredje foretrukket utførelse av oppfinnelsen. Figuren viser akselen 49 for pumpen, pumperotoren 14 med sin sylindriske, fremspringende del, rotoren 44 fra vakuumpumpen og baksiden 24 for sentrifugalpumpen med kammeret 28 og sugeåpningen 54 i baksiden mellom kammeret 28 og vakuumpumpen. Reguleringsinnretningen 100 ifølge oppfinnelsen består av en lukkeplate 80 som perifert er minst av samme størrelse som sugeåpningen 54 for vakuumpumpen. Når lukkeplaten 80 beveges mot sugeåpningen 54, vil strømningsmålets tverrsnitt fra kammeret 28 til vakuumpumpen, avta. Lukkeflappen 80 kan anordnes for å bli betjent mekanisk, hydraulisk eller pneumatisk. En måte er å anordne et rom i baksiden 24 på begge sider av lukkeplaten for å gjøre plass til et element som ved hjelp av et trykkmedium endrer størrelsen, eller for eksempel plass til små trykkmediumsylindre, som kan bevege lukkeplaten aksialt. En annen mulighet er å anordne en returfjær for lukkeplaten slik at platen for eksempel kan flyttes for eksempel mot fjæren mot sugeåpningen 54. Fig. 5 viser et riss delvis i snitt av en sentrifugalpumpe ifølge en fjerde, foretrukket utførelse av oppfinnelsen. Figuren viser pumpens aksel 49, pumperotoren 14 med dens sylindriske, fremspringende del, rotoren 44 fra vakuumpumpen og baksiden 24 for sentrifugalpumpen med kammeret 28 og sugeåpningen 54 i baksiden mellom kammeret 28 og vakuumpumpen. Reguleringsinnretningen 100 ifølge oppfinnelsen består av et spor 92 anordnet i bunnen av kammeret 28 og en radial lukkeplate 90 som kan skyves, anordnet deri. Lukkeplaten 90 og sporet 92 for denne er perifert målt til å være minst av samme størrelse som sugeåpningen 54 for vakuumpumpen. Når lukkeplaten 90 beveges radialt lukker eller åpner sugeåpningen 54 for vakuumpumpen avhengig av hvordan lukkeplaten 90 beveger seg. Platen 90 kan anordnes for å betjenes på samme måte som for utførelsen ifølge fig. 3. Istedenfor å strupe sugeåpningen 54 ved å forflytte platen anordnet i bunnen av kammeret 28 radialt, er det også mulig å flytte platen i perifer retning. Fig. 6b viser et riss delvis i snitt av en sentrif ugalpumpe ifølge en femte, foretrukket utførelse av oppfinnelsen. Arrangementet sees i aksialretningen fra siden av sentrifugalpumpen som vist delvis i snitt på fig. 6a, slik at pumperotoren 14 for sentrifugalpumpen og baksiden 24 for sentrifugalpumpen er blitt fjernet med unntak av sugeplaten 124 anbrakt konsentrisk

i baksiden. Navet 126 for vakuumpumpens rotor kan sees innerst på fig. 6b. Sirkelen rundt denne viser et hull i sugeplaten 124 for akselen eller en sylindrisk, fremspringende del av pumperotoren. Den eksentriske sirkel 128 vist stiplet, viser det eksentriske hus for vakuumpumpen. Den avlange, buede åpning 130 vist stiplet, viser utløpsåpningen for gassen som skal fjernes fra vakuumpumpen, plassert i baksiden av huset for vakuumpumpen. I den viste stilling på fig. 6b er utløpsåpningen i den inn-snevrede side av det eksentriske hus 128 for vakuumpumpen, det vil si på trykksiden, hvorved rommet mellom væskeringen og navet for rotoren sammenfaller slik at gassen i nevnte rom vil bli trykket ut av pumpen gjennom åpningen 130. Den avlange, buede åpning 132 vist som en heltrukket linje, er sugeåpningen for vakuumpumpen. I tilfellene vist på fig. 6b er åpningen 132 anbrakt slik at rommet mellom væskeringen som dreier i huset og rotornavet utvider seg, med andre suger pumpen gass fra åpningen 132 for å fylle dette rom. På figuren er den fremre kant av åpningen 132' anbrakt vesentlig med størst eksentrisitet på huset. Den pil R viser dreieretningen for vakuumpumpens rotor. Det er karakteristisk for denne utførelse av oppfinnelsen, at gass-strømmen fra sentrifugalpumpen til vakuumpumpen reguleres ved å dreie sugeplaten 124 fra stillingen vist på fig. 6b, med urviseren, for eksempel ved at den fremre kant 132' av sugeåpningen beveger seg forbi pumpehusets maksimale eksentrisitet til den side hvor pumpen begynner å generere trykk. Derved vil gassen mellom væskeringen og rotorens nav trykkes tilbake til sugesiden via sugeåpningen, det vil si mot sentrifugalpumpen. Dette fører til at vakuumpumpens sugekapasitet i det minste svekkes, og hvis sugeplaten 124 dreies tilstrekkelig, at sugingen stoppes fullstendig. Dreiningen av sugeplaten 124 utføres lettest for eksempel ved hjelp av en aksel som føres til separeringsover-flaten i bakveggen 24 og sugeplaten 124, via sentrifugalpumpens legeme. Enden av akselen er således forsynt med en gjenge og kanten av sugeplaten med tenner, slik at når akselen dreies, dreier sugeplaten. Dreining av akselen kan enten utføres manuelt eller for eksempel elektrisk ved hjelp av en motor, hvorved systemet om ønskelig kan forsynes med forskjellige regulerings-innretninger.

Fig. 7 viser et riss delvis i snitt av en sentrifugalpumpe ifølge en sjette, foretrukket utførelse av oppfinnelsen, på samme måte som fig. 2-5. På figuren er pumperotoren 14 for sentrifugalpumpen, eller snarere den sylindriske, fremspringende del av denne, forsynt med en skulder 140 og baksiden er forsynt med en føringsflate 242, som fortrinnsvis det ringformede reguleringselement 244 kan bevege seg langs etter enten mot skulderen 140 eller vekk fra denne. Derved vil sugingen mot strømmen som kommer fra gassutløpsåpningene 142 for pumperotoren, justeres så mye som ønskelig. Reguleringsinnretningens 142 bevegelse kan styres ved å anordne noen armer 246 i kanten av reguleringsinnretningen med lik avstand mellom dem. For disse armer anordnes rom i baksiden 24 hvor det for eksempel kan anordnes et fjærelement 248 på den ene side av armene og for eksempel et element 250 som kan utvides ved hjelp av trykk på den annen side. Naturligvis kan et trykkelement 250 erstattes for eksempel av dreibare, eksentriske armer eller liknende.

Fig. 8a og 8b viser arrangementer ifølge en syvende og åttende foretrukket utførelse av oppfinnelsen. Disse arrangementer er basert på det bevegelige reguleringselement 242 allerede beskrevet for den foregående utførelse. I disse ut-førelser består overflaten som begrenser strømningsområdet sammen med reguleringselementet 242, av en konisk overflate 150 (fig. 8a), eller en trinnvis, innsnevrende overflate 152 i den sylindriske, fremspringende del av pumperotoren 14. Arrangementene som angår bevegelse av reguleringselementet 142 kan anvendes på samme måte som er beskrevet for de foregående figurer.

Et annet reguleringssystem som kan brukes, er en innretning hvor tennene som strekker seg vesentlig mot akselen, den sylindriske, fremspringende del av US pumperotoren, blir anordnet i innerkanten for baksiden for sentrifugalpumpen, slik at de dekker omtrent halvparten, fortrinnsvis minst halvparten av periferien. En dreieplate brukes som motdel, idet tennene på denne har fortrinnsvis samme størrelse som for bakveggen, slik at når platen dreies, kan det gjenværende tverrsnittet i strømningsområdet åpnes ved å arrangere tennene slik at de i strømningsretningen befinner seg på toppen av hverandre eller er i inngrep med hverandre ved lukning.

Videre kan enda et annet reguleringssystem realiseres ved å endre klaringene for vakuumpumpens rotor, som i praksis innebærer at minst én ende av vakuumpumpens flyttes i forhold til rotoren, eller minst én ende og rotoren begge beveges. Når avstanden mellom rotoren, spesielt rotorens blader og huset økes, vil gass-strømmen rundt kanten av bladene raskt øke hvorved sugingen som genereres av pumpen avtar vesentlig. I praksis vil den mest sannsynlige reguleringsanordning for rommene beskrevet ovenfor, sannsynligvis være å gjøre fremsiden av vakuumpumpen bevegelig.

Reguleringsinnretningens funksjon, eller med andre ord strømmen, reguleres enten manuelt eller fortrinnsvis automatisk som funksjon av materialets konsistens, som funksjon av innløps-trykket for materialet som skal pumpes eller som funksjon av både materialets konsistens som skal pumpes og innløpstrykket, eller materialets gassinnhold. Reguleringen i samsvar med innløps-trykket kan for eksempel utføres ved at reguleringselement flyttes i en retning som struper strømningsområdet for gassut-løpskanalen når innløpstrykket øker. Klaffene kan for eksempel beveges ved hjelp av en trykkmediumssylinder anordnet i baksiden av sentrifugalpumpen som skyver klaffene mot akselen mot en fjær eller ved hjelp av en sylinder for eksempel en toveis sylinder, anordnet på utsiden av pumpelegemet.

Claims (23)

1. Fremgangsmåte for regulering av funksj onen av en kombinasjon av en sentrifugalpumpe og en vakuumpumpe, hvor pumperotoren (14) for sentrifugalpumpen og rotoren (44) for vakuumpumpen plasseres på samme aksel (49), idet gassen som separeres i sentrifugalpumpen fra materialet som skal pumpes, tømmes fra sentrifugalpumpen ved hjelp av vakuumpumpen i en gassut-løpskanal (26) anbrakt mellom sentrifugalpumpen og vakuumpumpen, KARAKTERISERT VED at gass-strømmen i gassutløpskanalen (26) mellom sentrifugalpumpen og vakuumpumpen, reguleres.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at nevnte strøm reguleres ved å endre tverrsnittet i strømnings-området for gassutløpskanalen (26).

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at strømmen reguleres ved å endre tverrsnittet for strømningsområdet i vakuumpumpens sugeåpning (54) plassert i gassutløpskanalen (26).

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at strømmen reguleres som funksjon av konsistensen i materialet som skal pumpes.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at strømmen reguleres som en funksjon av innløpstrykket for materialet som skal pumpes.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at strømmen reguleres som en funksjon både av konsistensen og innløpstrykket for materialet som skal pumpes.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at strømmen reguleres som funksjon av gassinnholdet for materialet som skal pumpes.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at den separerte gass returneres til et trykk som er høyere enn atmosfærisk trykk.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at strømmen reguleres ved å endre avstanden mellom rotoren for vakuumpumpen og husets vegg.

10. En gass-separerende sentrifugalpumpe som består hovedsakelig av et volutthus (10) og et pumpelegeme (40), idet volutthuset (10) omfatter en sugeåpning (12) og et vesentlig tangensialt utløp og omslutter pumperotoren (14) som omfatter minst ett arbeidsblad (18) festet til bakplatens (16) overflate på den side av sugeåpningen (12) for denne, det vil si fremsiden, minst ett baksideblad (20) festet til baksiden av bakplaten og minst én gassutløpsåpning (22) anordnet i bakplaten (16), idet pumpelegemet (40) omfatter en vakuumpumpe anbrakt deri som består av et hus (42) og en rotor (44) med blader (50) anordnet på samme aksel (49) som pumperotoren (14), idet huset (42) omfatter en bakside (46), en fremside (48) for vakuumpumpen, forsynt med en sugeåpning (54) på sentrifugalpumpesiden for denne, og en eksentrisk innerside (52) av huset (42) som omslutter rotoren (44), idet huset (42) videre omfatter en såkalt hjelpeluftkanal (56) og en utløpskanal (58) for vakuumpumpen, idet baksiden (24) av pumpen omfatter en gassutløpskanal (26) anordnet mellom det volutte hus (10) og vakuumpumpen, KARAKTERISERT VED at et reguleringselement (100) begrenser strømmen i gassutløpskanalen (26).

11. Sentrifugalpumpe ifølge krav 10, KARAKTERISERT VED at reguleringselementet (100) er en plate (70, 80, 90) som forflyttes i et spor (72, 82, 92) anordnet i utløpskanalens (26) vegg.

12. Sentrifugalpumpe ifølge krav 10 eller 11, KARAKTE-RISERT VED at reguleringselementet (100) er en plate (70, 80, 90) som beveger seg i den aksiale, radiale eller perifere retning.

13. Sentrifugalpumpe ifølge krav 10, KARAKTERISERT VED at reguleringselementet (100) er et element (60) som kan utvides i aksial- og/eller radialretningen og anordnes i utløpskanalens (26) vegg.

14. Sentrifugalpumpe ifølge krav 10, KARAKTERISERT VED at sugeåpningen (132), som kan dreies i forhold til pumpehuset og som er anbrakt i fremsiden av vakuumpumpen, brukes som reguleringselement (100).

15. Sentrifugalpumpe ifølge krav 13, KARAKTERISERT VED at sugeåpningen (132) er anbrakt i den dreibare fremside (124) av vakuumpumpen.

16. Sentrifugalpumpe ifølge krav 10, KARAKTERISERT VED at reguleringselementet er en ring (242) som er dreibar i aksialretningen og som definerer strupeåpningen med pumperotoren eller en del (140, 150, 152) av denne.

17. Sentrifugalpumpe ifølge krav 10, KARAKTERISERT VED at reguleringselementet (100) er en plate (90) som er dreibar i sporet (72, 82, 92) anordnet i utløpskanalens (26) vegg.

18. Sentrifugalpumpe ifølge krav 10, KARAKTERISERT VED at det finnes en utvidelsesdel, et kammer (28) i gassutløps-kanalen (26).

19. Sentrifugalpumpe ifølge krav 13, KARAKTERISERT VED at hjelpeluftkanalen fører til kammeret (28).

20. Sentrifugalpumpe ifølge krav 10, KARAKTERISERT VED at en fluid rotor (32) som fremspringer fra sugeåpningen (12) av pumpen er anbrakt foran pumperotoren (14).

21. Sentrifugalpumpe ifølge krav 10, KARAKTERISERT VED at vakuumpumpens utløpskanal (58) er anbrakt i vakuumpumpens bakside (46).

22. Sentrifugalpumpe ifølge krav 10, KARAKTERISERT VED at baksiden (24) av sentrifugalpumpen og fremsiden (48) av vakuumpumpen består av ett stykke.

23. Sentrifugalpumpe ifølge krav 10, KARAKTERISERT VED at sentrifugalpumpens bakside ( 24 ) og vakuumpumpens fremside (48) danner gassutløpskanalen (26).