NO312313B1 - Sidekanal sentrifugalpumpe - Google Patents

Description

I sidekanalpumper er det nødvendig å opprettholde et tett spillerom mellom skovlen og de omkring liggende husdeler. Dersom gapet blir for stort, øker lekkasjestrømmene i pumpen, og pumpekapasiteten og effektiviteten synker. Siden skovlen også må forhindres så langt det er mulig, fra å løpe mot husdelene, betyr dette at de av pumpens husdeler som omslutter skovlen, og selve skovlen, må være nøyaktig sentrert i forhold til hverandre, og må settes vinkelrett på akslingen. Til slutt bør det ved sidekanalpumper passes på å sikre at både skovlen og huset oppviser høye styrkekarakteristika, siden sidekanalpumpene, i kontrast til normale inntakspumper, kan oppnå flere ganger høyere trykk ved like pumpedimensjoner og rotasjonshastigheter. Dette er spesielt sant ved seksjonspumper med flere trinn, der svært høye trykk oppnås med kun et relativt lavt antall trinn. Alle disse aspekter har hittil resultert i at husdelene som omslutter skovlen generelt er konstruert som metalliske hus, der de samvirkende flater bearbeides med høye produksjonstoleranser. Selv om en pumpe av lignende type, nemlig en periferialpumpe, er beskrevet i GB-A 968.511, der alle pumpedelene er laget av platemetall, er dette tenkelig kun der kravene når det gjelder driftsnøyaktighet og effektivitet er svært lave.

Formålet ved den foreliggende oppfinnelse er å redusere produksjonskompleksiteten ved sidekanal sentrifugalpumper av den type som er nevnt innledningsvis, samtidig som det opprettholdes et høyt effektivitetsnivå. Løsningen ifølge oppfinnelsen består i at suge- og trykk-konnektorer i minst en trinnpakke er utformet som platemetalldeler og er anordnet i et ringformet husmantelelement.

Det faktum at husstellet som omslutter skovlen er dyptrukken og stanset som enkle platemetalldeler eller er romslig formet på lignende måte, og husmantelelementene som griper over disse er konfigurert som enkle ringformede deler, betyr at den konstruksjonsmessige kompleksiteten er svært lav. Oppfinnelsen er basert på det å innse at dimensjonsnøyaktighet som nå er tilgjengelig for platemetalldeler, ved deformasjons-teknologien er tilstrekkelig, under bestemte forutsetninger, slik at slike platemetalldeler kan anvendes som husdeler for sidekanalpumper. Forutsetningen for dette er imidlertid at platemetalldelene må være av en slik enkel konstruksjon at en flat plate kan anvendes som originalemner, som så dyptrekkes på ønsket måte.

Selv om det er kjent (EP-A 588.258) å tilveiebringe i en normal inntaks sentrifugalpumpe at skiveformet, ringformet element i en trinnhuspakke laget av formet platemetall, er det ingen fundamentale nøyaktighetskrav stilt til denne delen, mens de indre husdelene som samvirker med impelleren, tradisjonelt er konfigurert som støpedeler.

Videre, i en normal inntaks sentrifugalpumpe (DE-A 36.29.123) som det ikke stilles noen fundamentale effektivitetskrav til, og der de enkelte pumpetrinns ledeapparat derfor ikke er spesielt tilpasset i fasong til impelleren, er det kjent å lage dette ledeapparatet av platemateriale; imidlertid, på grunn av forskjellige nøyaktighetskrav, kan dette ikke være en modell for sidekanal sentrifugalpumper.

Husmantelelementene i suksessive trinn kan sentreres ved endene på kjent måte i forhold til hverandre og i forhold til endehusdelene. De kan også sentrere suge- og trykk-konnektorene ved disses ytre periferi. Ifølge oppfinnelsen foretrekkes imidlertid en utførelsesform der suge- og trykk-konnektorene i husmantelelementene oppviser radielt spillerom og er sentrert fra akslingen. Det radielle spillerom mellom suge- og trykk-konnektorene og husmantelelementene er hensiktsmessig kun tilstede under sammen-stillingen, mens, så snart sammenstillingene er fullført og de er sentrert av akslingen, klemmes suge- og trykk-konnektorene tett mellom husmantelelementene.

I en fordelaktig utførelsesform realiseres sentreringen fra akslingen ved at det i hver trykk-konnektor er anordnet en lagerhylsebærer, som er sentrert på den ytre periferien til en tilordnet lagerhylse sittende på akslingen. Sugekonnektoren kan så sentreres i et tilfelle av den hosliggende trykkonnektor i det foregående trinn, ved at dens indre boring rager over sistnevntes lagerhylsebærer eller lagerhylsen. På samme måte som selve skovlen er således husdelene som omslutter skovlen derfor sentrert av akslingen. Akslingen er i sin tur sentrert i forhold til det ytre huset. Lagerhylsebærerne kan være støpt på trykkonnektorene ved trekke- eller en annen ikke-skj ærende deformasjons-prosess; de kan også imidlertid sveises til disse. Med hensyn på passningsnøyaktighet bearbeides de hensiktsmessig på innsiden og utsiden. Sistnevnte gjelder også sugekonnektorens sentreringsboring, mens suge- og trykk-konnektorens ytre diametere ikke generelt trenger å bearbeides.

Gap-nøyaktigheten mellom suge- og trykk-konnektorene på den ene siden og skovlen på den andre siden, der disse delene er laget av platemetall, kan fremmes ved det faktum at, i samsvar med den foreliggende oppfinnelse, sugekonnektoren er konfigurert fullstendig eller i det minste i sitt område som samvirker med skovlen, som en flat plate. Denne

husdelen som samvirker med skovlen over et spesielt stort område, er følgelig ikke utsatt for forvrengning. Leveringskammerets hele radielle ytre begrensning er her tildelt

trykk-konnektoren, som uansett er utsatt for større deformasjon og samvirker med skovlen med den mindre overflatekomponent. Dette gir for det første den fordel at konnektorens flater, som det må regnes større produksjonstoleranser for, i mindre grad samvirker med skovlen, slik at under de gitte deformasjonstilstander oppnås et skovl-spillerom som er så lite som mulig, totalt sett.

En ytterligere fordel gis av den etterfølgende sammenheng. Siden trykkhusdelen ikke er skarpkantet, men passerer i buet forløp fra sin perifere overflate inn i sin flens som er klemt mellom husmantelelementene, dannes et perifert spor i denne kurvaturens område på hjulets ytre perifeir, hvilket perifere spor i prinsippet er uønsket og er bundet i tverrsnitt ved denne kurvaturen og sugekonnektoren. Dersom, som vanlig, leveringskammerets radielle ytre begrensning delvis skulle være tilknyttet sugekonnektoren og delvis trykkonnektoren, ville dette sporet være dobbelt så stort på grunn av dobbel-krumningen. Følgelig ville lekkasjestrømmen være minst dobbelt så stor. Det faktum at arbeidskammeret er avgrenset radielt utover kun av trykkonnektoren, mens sugekonnektoren er flat, betyr at denne lekkasjestrøm er minimalisert. Selv om denne lekkasjestrømmen riktignok kan forhindres ved å mekanisk bearbeide trykkonnektorens indre diameter, søker oppfinnelsen spesifikt å unngå denne kompleksitet, og av denne grunn fortrinnsvis utelate denne.

Tetningen mot omgivelsesatmosfæren utføres hensiktsmessig mellom hosliggende husmantelelementer, siden disses relativt tykke veggdimensjoner er i stand til å gi rom for f.eks. en O-ring tetning, uten vanskelighet.

En enkel og effektiv mulighet for å sikre klaringene mellom de individuelle trinnpakkene kan oppnås ved at suge- og trykk-konnektorene er aksielt fiksert mellom husmantelelementene.

De tilknyttede suge- og trykkonnektorer bør fikseres i forhold til hverandre også i periferiretningen. Ifølge oppfinnelsen realiseres dette lettest ved å stanse en utsparing i en av disse delenes periferi, idet et fremspring på den andre delen kommer i inngrep med denne utsparing. Dette arrangement er hensiktsmessig plassert inne i suge- og trykk-konnektorenes kantområde, hvilket område ligger mellom hosliggende husmantel-elementers endeflater. For eksempel kan en smal utskjæring stanses i sugekonnektorens periferi, inn i hvilken utskjæring det griper en knast som er klinket ut av trykk-konnektorens periferi. Disse formelementer krever ikke noen ytterligere fremstillings-anstrengelser, siden de kan anbringes samtidig med de andre formprosessene for platemetalldelene.

Der det stilles spesielt høye krav til pumpens tetthet, kan i samsvar med oppfinnelsen hele trinnpakkene være anordnet i et omkringliggende kar, som hensiktsmessig også er utstyrt med suge- og trykkstusser, der kun dette karet trenger å avtettes mot atmosfæren. Et enkelt tetningspunkt på huset vil generelt være nok for dette formål. Eventuelle lekkasjer mellom trinnene og det indre av det omkringliggende kar kan generelt neglisjeres, slik at det ikke er noe behov for en spesiell tetning mellom husmantelelementene. Der det kreves kan imidlertid slike tetninger også være anordnet.

Trinnpakkenes husmantelelementer kan aksielt forspennes ved bruk av det omkring liggende karets festeelementer.

Oppfinnelsen er forklart mer detaljert nedenfor under henvisning til tegningene, som avbilder fordelaktige illustrative utførelsesformer, og der:

fig. 1 viser et tverrsnitt gjennom en første utførelsesform,

fig. 2 viser en forstørret detalj av fig. 1, og

fig. 3 viser en andre utførelsesform.

Huset til den i fig. 1 viste pumpe lukkes ved endene av pumpesugehuset 2 med sugestusser 4 og med pumpetrykkhuset 3 med sugestusser 5. Med disse er det forbundet lagerbøyler 13 med kulelagere 14, som opp lagrer og sentrerer akslingen 1. Suge- og trykkhusene 2, 3 inneholder også akslingstetningene 19.

Mellom pumpesuge- og trykkhusene 2, 3 er det innspent sylindriske husmantelelementer 8, som er sentrert med hverandre og med pumpesugehuset 2 via en ytterligere sentreringsring 9, og er avtettet i forhold til hverandre ved hjelp av O-ringer 15.

Innspent mellom husmantelelementene 8 henholdsvis mellom et husmantelelement 8 og ringen 9 er respektivt en sugekonnektors 6 og en trykkonnektors 7 kanter. De posisjoneres og fikseres derved aksielt. De danner sammen med den tilknyttede skovlen 10 og et husmantelelement 8 en respektiv trinnpakke.

Suge- og trykk-konnektorenes 6, 7 ytre kanter er innspent mellom husmantelelementenes 8, 9 endeflater og har, så lenge denne innspenning under montasje enda ikke er virksom, spillerom i forhold til husmantelelementenes tilhørende diameter. De respektive ytre suge- og trykk-konnektorer sentreres ved suge- og trykk-husenes 2, 3 navdeler. De der mellom seg befinnende suge- og trykk-konnektorer 6, 7 sentreres fra akslingen 1 via en lagerhylse 12. For dette formål er trykkonnektoren i trinnet vist til venstre i tegningen, sveiset til en lagerhylsebærer 11, som samvirker sentrerende med lagerhylsens 12 ytre omkrets. Sugekonnektorens 6 innvendige diameter i det til høyre viste trinn bearbeides slik at den passer til lagerhylsebærerens 11 ytre diameter, og sentreres av denne.

Trykkonnektorene 7 er formet slik at de fullstendig danner sidekanalen 16 samt leveringskammerets radielle ytre begrensning 17. I forhold til dette er sugekonnektoren 6 konfigurert fullstendig, eller kun med unntak av sitt radielt innerste område, som ikke samvirker med skovlen, utformet som plan plate og er derved ikke utsatt for noen forvrengning. I tillegg er det sørget for at sugekonnektoren 6 består av forholdsvis tykt materiale (f.eks. 3 mm) for å ha spesielt gode forutsetninger til å inneha en uforandret plan form. Trykkonnektoren 7 kan derimot være noe tynnere (f.eks. 2 mm).

På stedet 18, ved arbeidsrommets ytre omkrets, der dette møter de to konnektorene 6, 7, oppstår på grunn av den buede overgang fra trykkonnektorens 7 sylindriske del 17 til dennes radielle flensområde, et spor som sees spesielt godt i den forstørrede fremstilling i fig. 2, som er omtrent trekantet og begrenset av sugekonnektorens plane overflate og trykkonnektorens krummede overflate, i hvilket spor en uønsket tilbakestrømning av pumpemedium fra celle til celle er mulig. Dersom, som det ellers er vanlig, den radielle ytre begrensning av leveringskammeret var anordnet i skovlområdet på sugekonnektoren 6 og i sidekanalområdet på trykkonnektoren 7, så ville dette sporet fordobles i tverrsnitt, da i dette tilfelle den krummede begrensning ville opptre på begge sider. Dette unngås som en ytterligere fordel ved den plane utførelse av sugekonnektoren 6.

Delene i den i fig. 3 viste andre utførelsesform, som er like eller tilsvarende de ovenfor forklarte deler i den første utførelsesform, er forsynt med like henvisningstall.

Kårhuset 32 er forsynt med såvel sugestusser 4 som trykkstusser 5. Det danner pumpehuset sammen med husdekslet 33, som inneholder akslingstetningen 19. Dette huset holdes av lagerbæreren 13 med en fot 34 og kulelagere 14, som opplagrer akslingen 1 flytende.

Det ytre hus 32, 33 sammenspennes aksielt ved befestigelseselementer 24. Derigjennom sammenspennes husmantelelementene 8 og de i dette eksemplet ved hver trinnpakke anordnede ringelementer 9 samt en overføringsring 22 aksielt. Avtetningen mellom husmantelelementene 8, 9 og de tilgrensende husdeler er ikke anordnet. Avtetningen utad overtas her alene av en O-ring 15 mellom de ytre husdeler 32, 33.

Mediet gjennomstrømmer pumpen fra sugestussen 4 idet mediet strømmer i aksiell retning gjennom trinnene og inn i det siste sidekanaltrinnets trykkrom 20. Herfra strømmer det gjennom overføringsringens 22 åpninger 21, som medvirker til sentrering og aksiell fiksering av husmantelelementene, inn i rommet 23 mellom karet 32 og husmantelen 8, 9, og forlater til slutt pumpen gjennom trykkstussen 5.

For forklaring av suge- og trykk-konnektorene 6, 7 og detaljene, vises det til beskrivelsen av den første utførelsesformen.

Husmantelelementene er utført flere ganger tykkere enn platedelene 6, 7.

Claims (8)

1. Sidekanal sentrifugalpumpe i seksjonskonstruksjon med minst en trinnpakke, som omfatter en sugekonnektor (6), en trykkonnektor (7), et skovlhjul (10) og et husmantelelement (8), i det suge- og trykk-konnektorene (6, 7) er utformet som platedeler og er anordnet i et ringformet husmantelelement (8), karakterisert ved at suge-og trykk-konnektorene (6, 7) er sentrert av akslingen (1), og at de under montasje er anordnet med radielt spillerom i husmantelelementet (8), mens de under operasjon er fiksert ved klemming av husene (2, 3) og husmantelelementene (8, 9).

2. Sidekanal sentrifugalpumpe ifølge krav 1, karakterisert ved at i trykkonnektoren (7) er en lagerhylsebærer (11) med en sentrering på en lagerhylses (12) ytre omkrets anordnet, og at sugekonnektorens (6) indre boring er sentrert på det foregående trinnets lagerhylsebærer (11) eller lagerhylse (12).

3. Sidekanal sentrifugalpumpe ifølge et av kravene 1-2, karakterisert ved at i sidekanalens (16) trykkonnektor (7) er gjennomløpsåpningen for transportmediet og den totale radielle begrensning (17) av leveringsrommet anordnet, og sugekonnektoren (7) i sitt med skovlhjulet (10) samvirkende område er utformet som en plan plate.

4. Sidekanal sentrifugalpumpe ifølge et av kravene 1-3, karakterisert ved at avtetningen av pumpens indre mot den omgivende atmosfære er anordnet i trirmpakkenes område i husmantelelementene (8, 9).

5. Sidekanal sentrifugalpumpe ifølge et av kravene 1-4, karakterisert ved at suge- og trykk-konnektorene (6, 7) er aksielt fiksert mellom husmantelelementene (8, 9).

6. Sidekanal sentrifugalpumpe ifølge et av kravene 1-5, karakterisert ved at suge- og trykk-konnektorene (6, 7) er fiksert i omkrets-retningen i forhold til hverandre ved not og fjær.

7. Sidekanal sentrifugalpumpe ifølge et av kravene 1-3 og 5 -6, karakterisert ved at trinnpakkene er anordnet i et omgivende kar (32) med suge- og trykk-stusser (4, 5), og at husmantelelementene (8, 9) er utformet tetningsfrie.

8. Sidekanal sentrifugalpumpe ifølge krav 7, karakterisert v e d at trinnpakkenes husmantelelementer (8, 9) er sammenspent ved hjelp av befestigelseselementer (24) på det omgivende karet (32).