NO335507B1

NO335507B1 - Device by pump

Info

Publication number: NO335507B1
Application number: NO20100879A
Authority: NO
Inventors: Eirik Holmefjord; Hallvard Rosvold
Original assignee: Frank Mohn Fusa As
Priority date: 2010-06-18
Filing date: 2010-06-18
Publication date: 2014-12-22
Also published as: GB2481316A; NL2006957A; NL2006957C2; GB201110151D0; NO20100879A1; GB2481316B

Abstract

Det omtales en anordning ved en pumpekonstruksjon for gjennomføring av en pumpeoperasjon av fluider bestående av væske og gass. Anordningen omfatter en pumpe med et pumpeinnløp innrettet til å neddykkes i en væske og omfattende en impellerkonstruksjon som drives av en drivanordning for å pumpe fluidet inn i en oppadstigende avløpsledning (6). Pumpekonstruksjonen er kjennetegnet ved at den er anordnet i en huskonstruksjon som definerer et væskelåshusarrangement (110) for å etablere et gitt minimum væskevolum (36) hvori innløpet til pumpeimpelleren (1) er neddykket. Særskilt er pumpekonstruksjonen designet for å drive et vannballasteringssystem til et skip. Det omtales også en fremgangsmåte til pumping av fluider ved å anvende pumpeanordningen.A device is described in a pump construction for carrying out a pumping operation of fluids consisting of liquid and gas. The device comprises a pump with a pump inlet adapted to be immersed in a liquid and comprising an impeller structure driven by a drive device for pumping the fluid into an ascending drain line (6). The pump construction is characterized in that it is arranged in a housing construction which defines a liquid lock housing arrangement (110) for establishing a given minimum liquid volume (36) in which the inlet of the pump impeller (1) is immersed. In particular, the pump structure is designed to operate a water ballasting system for a ship. A method of pumping fluids using the pumping device is also discussed.

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning ved pumpekonstruksjon for gjennomføring av en pumpeoperasjon av fluider av væske og gass, hvilken anordning omfatter en pumpe med et pumpeinnløp innrettet til å neddykkes i en væske, og omfattende en impellerkonstruksjon som opereres av et drivorgan for å pumpe fluidet inn i en oppadstigende avløpsledning, hvor pumpekonstruksjonen er anordnet i en huskonstruksjon som definerer et husarrangement for en væskelås for å etablere et gitt minimum væskevolum hvor innløpet til pumpeimpelleren er neddykket. The present invention relates to a device in pump construction for carrying out a pumping operation of fluids of liquid and gas, which device comprises a pump with a pump inlet arranged to be immersed in a liquid, and comprising an impeller construction that is operated by a drive means to pump the fluid in in an ascending drain line, where the pump structure is arranged in a housing structure that defines a housing arrangement for a liquid lock to establish a given minimum liquid volume where the inlet of the pump impeller is submerged.

Den oppfinneriske pumpekonstruksjon er tiltenkt til å anvendes for å håndtere fluider, og særlig en væske eller gass, eller en blanding derav, og mer spesifikt til fluider av vann og luft eller en blanding av slike. The inventive pump design is intended to be used to handle fluids, and in particular a liquid or gas, or a mixture thereof, and more specifically for fluids of water and air or a mixture thereof.

Videre vedrører oppfinnelsen en fremgangsmåte for pumping av fluider, ved å anvende en anordning som angitt ovenfor og som fattende en pumpe med et pumpeinnløp innrettet til å neddykkes i en væske og omfattende en impellerkonstruksjon som drives at et drivorgan for å pumpe fluidet inn i en oppadstigende avløpsledning. Furthermore, the invention relates to a method for pumping fluids, by using a device as indicated above and comprising a pump with a pump inlet arranged to be immersed in a liquid and comprising an impeller construction which is driven by a drive means to pump the fluid into an ascending drain line.

Særlig vedrører oppfinnelsen en pumpekonstruksjon og en fremgangsmåte til gjennomføring av en pumpeprosess av vann og luft, eller en blanding av disse, i et system for vannballastering av et fartøy. In particular, the invention relates to a pump construction and a method for carrying out a pumping process of water and air, or a mixture of these, in a system for water ballasting a vessel.

Generelt er pumpekonstruksjonen ifølge oppfinnelsen utformet til å pumpe på alle væsker og gasser, eller blandinger derav. I den etterfølgende beskrivelse skal oppfinnelsen beskrives med henvising til vann og gass. In general, the pump construction according to the invention is designed to pump all liquids and gases, or mixtures thereof. In the following description, the invention shall be described with reference to water and gas.

Det er et formål med oppfinnelsen å utvikle en impeller- pumpekonstruksjon som innbefatter en vertikal aksling, og som er selvsugende. En selvsugende impeller-pumpe betyr at pumpen, i en oppstartmodus, ikke har behov for ekstra innebygd utrustning for å tilføre væske til innløps- sugeområdet til impelleren for å suge væske opp inn i avløpsledningen. It is an aim of the invention to develop an impeller pump construction which includes a vertical shaft, and which is self-priming. A self-priming impeller pump means that the pump, in a start-up mode, does not need additional built-in equipment to supply liquid to the inlet suction area of the impeller to suck liquid up into the drain line.

Pumpens innløpsområde omfatter normalt en fanget luftlomme som pumpen ikke kan fungere på. Det primære formålet med oppfinnelsen er å frembringe en konstruksjon hvor innløpsområdet til impelleren er plassert i en væskelås-konstruksjon i et pumpehus. Videre er det et formål med oppfinnelsen å primært anvende dette væskevolum under oppstartmodus, for å suge luften som normalt er fanget inn i innløpsrøret til pumpen, det vil si å erstatte luften med vann fra ballasttanken. The pump's inlet area normally includes a trapped air pocket on which the pump cannot operate. The primary purpose of the invention is to produce a structure where the inlet area of the impeller is placed in a liquid lock structure in a pump housing. Furthermore, it is an object of the invention to primarily use this liquid volume during start-up mode, to suck the air that is normally trapped into the inlet pipe of the pump, that is to say to replace the air with water from the ballast tank.

Tradisjonelle ballastpumper har vært lokalisert i den aktre kofferdam, for eksempel mellom maskinrommet og lasteområdet. Ballasttankene er normalt fylt med vann som renner under innvirkning av gravitasjonen inn i tanken fra sjøen utenfor. Traditional ballast pumps have been located in the aft cofferdam, for example between the engine room and the cargo area. The ballast tanks are normally filled with water that flows under the influence of gravity into the tank from the sea outside.

Senere har man begynt å anvende neddykkede ballastpumper, for således å eliminere ethvert behov for separate pumperom i skroget, noe som også medfører at større volumer blir tilgjengelig for last. Disse pumpene innbefatter også innebygde priming- systemer. Slike neddykkede impellerpumper innbefatter vertikalakser for å pumpe/håndtere ballastvannet i ballasttankene. Later, submerged ballast pumps have been used, thus eliminating any need for separate pump rooms in the hull, which also results in larger volumes being available for cargo. These pumps also include built-in priming systems. Such submerged impeller pumps include vertical shafts to pump/handle the ballast water in the ballast tanks.

Når det gjelder teknikkens stilling skal det vises til de følgende patentpublikasjonene: JP- 4187895, WO2008/009048 og DE-35 02 999. Regarding the state of the art, reference should be made to the following patent publications: JP-4187895, WO2008/009048 and DE-35 02 999.

Et skjematisk eksempel på neddykkede impellerpumper er illustrert i den vedlagte tegnede figur 1. Figuren viser den nedre del av skrog (shell) - seksjonen 100 til et skip, og hvor en pumpeenhet 102 er plassert i hver side av skroget, nedsenket fra skipets dekknivå. Selve pumpehuset er vist med henvisningstallet 10 på figur 3. Pumpen 10 er videre montert inne i et pumpehus / husarrangement 110, hvilket hus definerer et nedre bunnrom 112 hvori impelleren tilføres vann som skal pumpes ut av ballasttanken. Pumpen 10 suger vannet gjennom et rør 11, inn i nevnte rom 112 og leder vannet videre gjennom avløpsrøret 18. Innløpet til røret 11 innbefatter en suge- klokkemunn 14 som posisjoneres så lavt som mulig i ballasttankbunnen 100 som vist (figur 2). For å sikre optimal vannstrømning frem til klokkemunnen 14, og unngå sugetap, innbefatter avstiverne 17 og stagene 19 huller 21 med optimal utforming og størrelse, slik det vises på figur 2. A schematic example of submerged impeller pumps is illustrated in the attached drawn figure 1. The figure shows the lower part of the hull (shell) - section 100 of a ship, and where a pump unit 102 is placed on each side of the hull, submerged from the ship's deck level. The pump housing itself is shown with the reference number 10 in Figure 3. The pump 10 is further mounted inside a pump housing / housing arrangement 110, which housing defines a lower bottom space 112 into which the impeller is supplied with water to be pumped out of the ballast tank. The pump 10 sucks the water through a pipe 11, into said room 112 and leads the water on through the drain pipe 18. The inlet to the pipe 11 includes a suction bell mouth 14 which is positioned as low as possible in the bottom of the ballast tank 100 as shown (figure 2). To ensure optimal water flow up to the bell mouth 14, and avoid suction loss, the braces 17 and the stays 19 include holes 21 of optimal design and size, as shown in figure 2.

Casingen 110 og pumpen 10 er dessuten normalt posisjonert i det lavest mulige tanknivå. Den horisontalt roterende impeller suger vannet gjennom røret 10 og pumper det gjennom avløpsrøret 18 og inn i det frie vannvolum på utsiden av skipet. Som vist er avløpsutløpet 18 på et lavere høydenivå i pumpehuset 110, sammenlignet med innløpsrøret 11. The casing 110 and the pump 10 are also normally positioned at the lowest possible tank level. The horizontally rotating impeller sucks the water through the pipe 10 and pumps it through the drain pipe 18 and into the free water volume on the outside of the ship. As shown, the drain outlet 18 is at a lower elevation level in the pump housing 110, compared to the inlet pipe 11.

Etter hvert som ballasttanken tømmes, vil vannivået 16 falle under innløpsnivået 14 til røret 11, og en luftmengde vil gradvis trenge inn i pumpens sugelinje via vortexen som dannes ved sugeklokkemunnen 14. Luft ville så akkumulere i pumpehuset 110 og pumpen mister sin sugekraft og slås av. As the ballast tank empties, the water level 16 will fall below the inlet level 14 of the pipe 11, and an amount of air will gradually enter the pump's suction line via the vortex formed at the suction bell mouth 14. Air would then accumulate in the pump housing 110 and the pump would lose its suction power and switch off .

Denne situasjonen er vist på figur 4. Ballasttankene fylles normalt med vann etter hvert som en last trekkes ut fra lasterommene. I starten vil vannet strømme inn i ballasttankene som følge av tyngdekraften. Luftlommen befinner seg imidlertid fortsatt inne i pumpehuset 110, og vil hindre pumpen fra å kunne operere. Luft-lommevolumet må derfor fjernes og erstattes med vann i det lavere bunnvolum 112 før pumpen på nytt kan drives og håndtere ballastvann. Et ekstra ejektor-pumpesystem 20 er derfor tilkoplet til toppsiden av pumpehuset 110. Når ballastvannet skal fjernes igjen startes ejektorsystemet å pumpe luften oppad og ut av systemet for å suge vann inn i røret 11 og videre inn i pumpen og dens lavere bunnrom 112, hvoretter pumpen 10 kan restartes for å håndtere ballastvannet. This situation is shown in Figure 4. The ballast tanks are normally filled with water as a load is pulled out of the holds. At the start, the water will flow into the ballast tanks as a result of gravity. However, the air pocket is still inside the pump housing 110, and will prevent the pump from being able to operate. The air pocket volume must therefore be removed and replaced with water in the lower bottom volume 112 before the pump can be operated again and handle ballast water. An additional ejector pump system 20 is therefore connected to the top side of the pump housing 110. When the ballast water is to be removed again, the ejector system is started to pump the air upwards and out of the system to suck water into the pipe 11 and further into the pump and its lower bottom chamber 112, after which the pump 10 can be restarted to handle the ballast water.

For at den skal kunne drives må pumpen fylles med vann enten ved å anvende luftejektorsystemet som beskrevet ovenfor, eller ved å la vann strømme inn i impellerpumpen slik at luft kan unnslippe fra pumpehuset. In order for it to be operated, the pump must be filled with water either by using the air ejector system as described above, or by allowing water to flow into the impeller pump so that air can escape from the pump housing.

Det er et formål ved oppfinnelsen å frembringe et selvsugende pumpesystem, det vil si et system som i sin startmodus ikke er avhengig av noe ekstra ejektorpumpe-system 20 for å starte pumpen igjen. It is an aim of the invention to produce a self-priming pump system, that is to say a system which in its starting mode does not depend on any additional ejector pump system 20 to start the pump again.

Anordningen ved pumpekonstruksjonen ifølge foreliggende oppfinnelse er kjennetegnet ved The arrangement of the pump construction according to the present invention is characterized by

at et hjelpepumpe- element definert av en blandekonus med en delvis konisk utforming er tilkoplet til akslingen, hvilken konus ved rotasjon er innrettet til å skyve vann oppad innvendig aksielt gjennom konusen, og i en radiell retning inn i et nivå ovenfor det nedre parti av impelleren, hvor vannet fanges inn av impellerbladene, that an auxiliary pump element defined by a mixing cone of a partially conical design is connected to the shaft, which cone upon rotation is adapted to push water upwards internally axially through the cone, and in a radial direction into a level above the lower part of the impeller , where the water is captured by the impeller blades,

at det laveste kantnivå i konusen rager en avstand D under det tilsvarende nedre kantnivå til impelleren, og that the lowest edge level in the cone protrudes a distance D below the corresponding lower edge level of the impeller, and

at avløpsledningen definerer et utvidet separasjonskammer for å frembringe en gass/væske- separasjon av den pumpede blanding av gass og væske, ved at gassen er innrettet til å stige ytterligere oppad inn i avløpsledningen mens vannet tilsvarende nevnte minimum væskevolum strømmer tilbake til vannlåsen. that the drain line defines an extended separation chamber to produce a gas/liquid separation of the pumped mixture of gas and liquid, in that the gas is arranged to rise further upwards into the drain line while the water corresponding to the aforementioned minimum liquid volume flows back to the water trap.

Ifølge en foretrukket utførelse er et fluidinnløp anordnet i den øvre seksjon av husarrangementet. Særlig foretrukket er det at separasjonskammeret i avløpsledningen utgjør en utvidet volumseksjon og er en integrert del av husarrangementet. According to a preferred embodiment, a fluid inlet is arranged in the upper section of the housing arrangement. It is particularly preferred that the separation chamber in the drainage line constitutes an extended volume section and is an integral part of the housing arrangement.

Ifølge enda en foretrukket utførelse definerer fluidavløpsledningen fra impellerinn-løpet til det utvidete volum en ringformig kappe som omslutter impellerdrivorganet. According to yet another preferred embodiment, the fluid drain line from the impeller inlet to the expanded volume defines an annular jacket which encloses the impeller drive member.

Ifølge enda en foretrukket utførelse utgjør fluidinnløpet er et rør i fluidforbindelse med et kammer med en væskekilde. Særlig foretrukket er det at oppstrømsenden til røret vender nedad og inn i bunnområdet av kammeret med væskekilden, og den nedre ende av denne definerer det minimum væskenivå og gass kan trenge inn i røret. According to yet another preferred embodiment, the fluid inlet is a tube in fluid connection with a chamber with a fluid source. It is particularly preferred that the upstream end of the pipe faces downwards and into the bottom area of the chamber with the liquid source, and the lower end of this defines the minimum liquid level and gas can penetrate into the pipe.

Ifølge enda en foretrukket utførelse er kammeret med væskekilden en ballasttank, som når den er fylles med vann, gradvis tømmes ved driften av pumpeanordningen, inntil luft trenger inn i røret og blandes med vann og stiger opp inn i separasjonskammeret hvor vann og luft separeres, og luften ledes videre oppad inn i avløpsledning-en mens vannet strømmer tilbake i impellerkonstruksjonen og bunnen av vannlåshuset. According to yet another preferred embodiment, the chamber with the liquid source is a ballast tank, which, when filled with water, is gradually emptied by the operation of the pumping device, until air penetrates the pipe and mixes with water and rises into the separation chamber where water and air are separated, and the air is led further upwards into the drain line while the water flows back into the impeller structure and the bottom of the water trap housing.

Fortrinnsvis er pumpeanordningen anordnet på et nivå ovenfor og på utsiden av ballasttanken. Videre foretrekkes det at den stasjonære del av pumpen innbefatter en slitering med U-formet tverrsnitt, ved at periferikanten til den roterbare impellerskive er anordnet til å ligge nedad inn i sporet i nevnte U-form for å frembringe en labyrintformet tetning Preferably, the pumping device is arranged at a level above and on the outside of the ballast tank. Furthermore, it is preferred that the stationary part of the pump includes a wear ring with a U-shaped cross-section, in that the peripheral edge of the rotatable impeller disc is arranged to lie downwards into the groove in said U-shape to produce a labyrinth-shaped seal

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at for å muliggjøre at pumpen kan pumpe gassformige fluider anvendes det et tilstrekkelig væskevolum som pumpemedium for å trekke gassen gjennom innløpsrøret og inn i pumpehuset, og videre gjennom pumpen og inn i en avløpsledning, og det anvendes et todelt pumpesystem, omfattende en horisontalt roterende impeller, og et hjelpepumpeelement av en konus idet den nedre inngangskant av denne er anordnet i en avstand D under den tilsvarende kant til impelleren, og etter hvert som vannet faller under nivået, suges gass inn i impelleren og blandes med vann som tilføres til impelleren ved hjelp av det roterende koniske element, og blandingen av gassbobler og vann skyves oppad inn i et separasjonskammer som har utløp oppad og inn i avløpsrøret, ved at separasjonskammeret forsterker en separasjon av luftbobler ut av den oppadstigende blanding av vann og luft, hvilken luft ledes videre oppad og inn i avløpsledningen, mens vannet strømmer tilbake til impelleren og bunnen av huset med vannlåsen. The method according to the invention is characterized by the fact that to enable the pump to pump gaseous fluids, a sufficient volume of liquid is used as pump medium to draw the gas through the inlet pipe and into the pump housing, and further through the pump and into a drain line, and a two-part pump system is used , comprising a horizontally rotating impeller, and an auxiliary pumping element of a cone, the lower entrance edge of which is arranged at a distance D below the corresponding edge of the impeller, and as the water falls below the level, gas is sucked into the impeller and mixed with water which is supplied to the impeller by means of the rotating conical element, and the mixture of gas bubbles and water is pushed upwards into a separation chamber which has an outlet upwards into the drain pipe, in that the separation chamber enhances a separation of air bubbles out of the rising mixture of water and air , which air is led further upwards and into the drainage line, while the water flows to it ke to the impeller and the bottom of the housing with the water trap.

Ifølge en foretrukket utførelse drives det et ballasttanksystem, hvor, i det initielle vannevakueringstrinn, luft som er fanget inn i innløpsrøret ved hjelp av nevnte minimum vannvolum i vannlåsfellen fungerende som pumpemedium, pumpes igjennom pumpehuset, impelleren og ledes igjennom avløpsrøret, og i det ytterligere trinn hvor pumpen opererer pumpingen av utelukkende ballastvannet gjennom pumpeanordningen. According to a preferred embodiment, a ballast tank system is operated, where, in the initial water evacuation stage, air trapped in the inlet pipe by means of said minimum water volume in the water trap acting as pumping medium, is pumped through the pump housing, the impeller and led through the drain pipe, and in the further stage where the pump operates the pumping of exclusively the ballast water through the pumping device.

Ved enda en foretrukket utførelse av fremgangsmåten gjelder at for å drive ballasttanksystemet, hvor luft som er fanget inn i innløpsrøret under det initielle vann-evakueringstrinnet, ved hjelp av nevnte minimum vannvolum i vannlåsfellen som pumpemedium, pumpes gjennom pumpehuset, impelleren og avledes gjennom avløpsledningen, og i det ytterligere trinn hvor pumpen opereres for å pumpe kun ballastvann, gjennom pumpeanordningen. In yet another preferred embodiment of the method, in order to drive the ballast tank system, where air trapped in the inlet pipe during the initial water evacuation step, using the aforementioned minimum volume of water in the water trap as pumping medium, is pumped through the pump housing, the impeller and diverted through the drain line, and in the further step where the pump is operated to pump ballast water only, through the pumping device.

Det som særlig skiller foreliggende oppfinnelse fra teknikkens stilling representert ved de tre motholdene, særlig det som beskrives JP- 4187895, er at pumpen omfatter en blandekon 7 som rager et stykke ned under underkanten av impelleren 4. Videre er det vesentlig at den øvre delen av kammeret har en utvidelse som vil fremme separeringen av luften fra vannet. Vannet kan renne tilbake i pumpebunnen og luften stiger videre oppover. What particularly distinguishes the present invention from the state of the art represented by the three counter-holds, in particular what is described in JP-4187895, is that the pump comprises a mixing cone 7 which projects a little below the lower edge of the impeller 4. Furthermore, it is essential that the upper part of the chamber has an expansion that will promote the separation of the air from the water. The water can flow back into the pump base and the air rises further upwards.

Oppfinnelsen skal omtales mer detaljert med henvisning til de vedlagte figurer, hvori: Figurene 1 og 2 viser bunnkonstruksjonen (kjølen) til et skip og dets tidligere kjente neddykkede ballastpumpesystemer. Figur 3 viser de tidligere kjente pumpekonstruksjoner i normal vannballastpumpe-modus. Figur 4 viser situasjonen hvor ballasttanken er tom og luft trekkes inn i pumpehuset. The invention shall be described in more detail with reference to the attached figures, in which: Figures 1 and 2 show the bottom structure (keel) of a ship and its previously known submerged ballast pump systems. Figure 3 shows the previously known pump designs in normal water ballast pump mode. Figure 4 shows the situation where the ballast tank is empty and air is drawn into the pump housing.

Figur 5 viser den nye pumpekonstruksjon ifølge foreliggende oppfinnelse. Figure 5 shows the new pump construction according to the present invention.

Figur 6 viser et forstørret utsnitt av den oppfinneriske pumpekonstruksjon ifølge oppfinnelsen. Figur 7 viser et forstørret utsnitt av den nedre seksjon av pumpen. Figure 6 shows an enlarged section of the inventive pump construction according to the invention. Figure 7 shows an enlarged section of the lower section of the pump.

Pumpekonstruksjonene og anvendelsen derav er tidligere beskrevet under henvisning til figurene 1-4. The pump constructions and their use have previously been described with reference to figures 1-4.

I den etterfølgende beskrivelse skal den oppfinneriske pumpekonstruksjonen omtales med henvisning til figurene 5, 6 og 7. In the following description, the inventive pump construction will be referred to with reference to figures 5, 6 and 7.

Inne i pumpehuset 110 er det montert en standard impellerpumpeenhet 1 for neddykket operasjon. Drivmotoren 34, for eksempel en høytrykks hydraulisk drivmotor, er anordnet sentralt inne i pumpeenheten 1. Siden drivmotoren ikke utgjør en del av denne oppfinnelse skal den ikke beskrives noe videre her. A standard impeller pump unit 1 for submerged operation is mounted inside the pump housing 110. The drive motor 34, for example a high-pressure hydraulic drive motor, is arranged centrally inside the pump unit 1. Since the drive motor does not form part of this invention, it shall not be described further here.

På bunnen av innløpsseksjonen 7/9 til pumpen, innbefatter en impeller 4 et antall impellerblader som er tilkoplet til en drivaksling 30. Innløpsnivået til impelleren er angitt med den stiplete linjen 14' på figur 7. En spesial slitering er konstruert for å snu væsken 180<0>tilbake og inn i impelleren, idet væsken ellers ville strømmet tilbake til bunnen av væskelåsen. Som angitt med henvisningstallet 8 på figurene 6 og 7, oppviser den stasjonære sliteringen 8 er U-formet tverrsnitt. Periperikanten til impellerskiven rager nedad og inn i sporet i nevnte U-form. Virkningen av denne konstruksjonen er at vann- refluksen tilbake til vannlås- bunnen forsinkes og mengden av vannvolumet tilstøtende til impelleren som skal pumpes er høyere. Således kan det observeres en øket luftpumpevirkning. At the bottom of the inlet section 7/9 of the pump, an impeller 4 includes a number of impeller blades connected to a drive shaft 30. The inlet level of the impeller is indicated by the dashed line 14' in Figure 7. A special slip ring is constructed to turn the liquid 180 <0>back and into the impeller, as the liquid would otherwise flow back to the bottom of the liquid trap. As indicated by the reference number 8 in Figures 6 and 7, the stationary wear ring 8 has a U-shaped cross-section. The peripheral edge of the impeller disc projects downwards into the groove in the aforementioned U-shape. The effect of this construction is that the water reflux back to the water trap bottom is delayed and the amount of water volume adjacent to the impeller to be pumped is higher. Thus, an increased air pump effect can be observed.

Videre er et ekstra pumpeelement som defineres av en blandekonus med et delvis konisk tverrsnitt tilkoplet til akslingen 30. Blandekonen er konstruert med et antall strømningsåpninger. Ved rotasjonen om akslingsaksen som vist med henvisnings tallet 35 på figur 7 trekkes vannet opp innvendig aksialt i konusen og strømmer i radial retning inn i et nivå over det nedre parti av impelleren, og vannet blir således fanget inn av impellerbladene. Furthermore, an additional pump element defined by a mixing cone with a partially conical cross-section is connected to the shaft 30. The mixing cone is constructed with a number of flow openings. During the rotation about the shaft axis as shown with reference number 35 in Figure 7, the water is pulled up axially inside the cone and flows in a radial direction into a level above the lower part of the impeller, and the water is thus captured by the impeller blades.

Som det kan ses av figur 7 rager det nedre kantnivå av konusen 7, ifølge oppfinnelsen, nedad en avstand D til et nivå 14" nedenfor det tilsvarende laveste kantnivå 14' til impelleren 8. Impellerbladene skyver vannet oppad og inn i det sirkulære rom 31 mellom drivmotordekselet og pumpeenheten 10, i hvilket rom det også er posisjonert et antall ledeblader. As can be seen from Figure 7, the lower edge level of the cone 7, according to the invention, projects downwards a distance D to a level 14" below the corresponding lowest edge level 14' of the impeller 8. The impeller blades push the water upwards and into the circular space 31 between the drive motor cover and the pump unit 10, in which room a number of guide vanes are also positioned.

Den øvre seksjon av huset 110 definerer et forstørret overgangsrom 32, et separasjonskammer, som har sitt utløp oppad og inn i avløpsrøret 6. Separasjonskammeret 32 fungerer til å forsterke en separasjon av luftbobler ut av den oppadstigende blanding av luft og vann. The upper section of the housing 110 defines an enlarged transition space 32, a separation chamber, which has its outlet upwards into the drain pipe 6. The separation chamber 32 functions to enhance a separation of air bubbles out of the rising mixture of air and water.

Det øvre seksjonsnivå av dette separasjonskammeret 32, vist ved henvisningstallet 13, betegnes et luftutslipp 13 hvor separasjonen av luft fra vann fullføres. Luften fra lommen i husbunnen overføres videre oppad gjennom røret 6, mens vannandelen strømmer tilbake i rommet/separasjonskammer 32 og til slutt ned i bunnen av huset. The upper section level of this separation chamber 32, shown by the reference number 13, is designated an air discharge 13 where the separation of air from water is completed. The air from the pocket in the bottom of the housing is further transferred upwards through the pipe 6, while the water portion flows back into the room/separation chamber 32 and finally down into the bottom of the housing.

Som beskrevet ovenfor er avløpsrøret 6 som definerer vannutløpet fra pumpehuset 110, plassert i den øvre seksjon av huset 11 og således etableres det en vannlås eller en vannfelle i den nedre del av pumpehuset/husarrangementet 110. As described above, the drain pipe 6 which defines the water outlet from the pump housing 110 is located in the upper section of the housing 11 and thus a water lock or a water trap is established in the lower part of the pump housing/housing arrangement 110.

Et minimum volum av vann vil alltid fylle opp husets vannlås, og således fungere som et pumpe- drivmedium slik at pumpen, ved rotasjon av impelleren, kan forskyve enhver luftlomme i huset eller i innløpsrøret 11 som transporterer vann fra ballasttank- nivået 15. Når impelleren befinner seg ved stagnasjon/står stille fyller dette minimum vannvolumet 36 opp huset opp til et vannivå vist ved 14. Se figurene 5- 7. A minimum volume of water will always fill up the house's water trap, and thus function as a pump drive medium so that the pump, by rotating the impeller, can displace any air pocket in the house or in the inlet pipe 11 that transports water from the ballast tank level 15. When the impeller is at stagnation/standing still, this minimum water volume 36 fills the house up to a water level shown at 14. See figures 5-7.

Dette volumet virker som et pumpemedium ved oppstartmodus av pumpeopera-sjonen, for å erstatte luft med vann. This volume acts as a pumping medium in the start-up mode of the pumping operation, to replace air with water.

Som nevnt ovenfor rager den nedre kanten av blandekonusen 6 lavere enn impelleren, antydet med stiplede linjer 14' og 14" respektive. Dette trekk bidrar til å forsterke blandingen av luftbobler fra luftlommen og inn i vannet, etter hvert som vannivået faller under nivået 14', begynner luften å bli suget inn i impellerområdet, og blandes med vann som nevnte oppadstigende bobler. As mentioned above, the lower edge of the mixing cone 6 projects lower than the impeller, indicated by dashed lines 14' and 14", respectively. This feature helps to enhance the mixing of air bubbles from the air pocket into the water as the water level falls below the level 14' , the air begins to be sucked into the impeller area, and mixes with water as the aforementioned rising bubbles.

På dette nivå blir blandingen av vann på en måte mettet med luftbobler, noe som fører til en oppadgående strøm, og i den øvre delen separeres luften og vannet som beskrevet foran. Således virker pumpen også som en luftpumpe, men den er ikke tiltenkt for langtidsanvendelse i dette aspekt, kun for oppstartmodusen av pumpen for å fjerne vann fra ballasttanken. At this level, the mixture of water is in a way saturated with air bubbles, which leads to an upward current, and in the upper part the air and water are separated as described before. Thus, the pump also acts as an air pump, but it is not intended for long-term use in this aspect, only for the start-up mode of the pump to remove water from the ballast tank.

Funksjonsbeskrivelse for en vertikal selvsugende pumpe. Functional description for a vertical self-priming pump.

Som beskrevet ovenfor og med referanse til figur 5 er pumpen konstruert med en vertikal aksling som er forskjellig fra andre selvsugende pumper med en horison-talaksling. As described above and with reference to figure 5, the pump is constructed with a vertical shaft which is different from other self-priming pumps with a horizontal shaft.

Siden pumpen er selvsugende kan den installeres på et nivå over reservoaret 15 av ballastvann. Since the pump is self-priming, it can be installed at a level above the reservoir 15 of ballast water.

Prinsippet for driften er som følger: The principle of operation is as follows:

Den nedre delen av husarrangementet 110 haren avrundet (spherical) bunn (men er ikke begrenset til dette), noe som gjør at en væskemengde blir stående igjen etter anvendelse 14. The lower part of the housing arrangement 110 has a rounded (spherical) bottom (but is not limited to this), which means that an amount of liquid remains after use 14.

Når pumpen startes trekkes væsken gjennom impelleren 4 og inn i området til styre-bladene 3. Væskenivået vil derved senkes til det laveste parti for impelleren. Når væskenivået synker til undersiden av kanten på hovedimpelleren, trekkes luft inn i impelleren under kanten, mens konen 7 fortsatt pumper vann oppad og inn i impelleren. Dette skaper en blanding av vann og luft eller luftbobler/dråper, hvilke luftbobler/dråper bidrar til å løfte vannet oppad og inn i det utvidede overgangs-volum/ separasjonskammeret 32 som vises på figur 5. When the pump is started, the liquid is drawn through the impeller 4 and into the area of the guide blades 3. The liquid level will thereby be lowered to the lowest part of the impeller. When the liquid level drops to the underside of the rim of the main impeller, air is drawn into the impeller below the rim, while the cone 7 continues to pump water upwards and into the impeller. This creates a mixture of water and air or air bubbles/droplets, which air bubbles/droplets help to lift the water upwards and into the extended transition volume/separation chamber 32 shown in figure 5.

På dette nivået vil blandekonusen 7, som rager nedenfor impelleren, trekke inn en blanding av væske og luftgass og injisere denne inn i impelleren og videre opp og inn i luftseparasjonsområdet 12. Her vil luften stige videre oppad til luftavløpsom-rådet 13. I denne prosessen vil væsken falle tilbake gjennom impelleren og sliteringen 8. At this level, the mixing cone 7, which projects below the impeller, will draw in a mixture of liquid and air gas and inject this into the impeller and further up into the air separation area 12. Here the air will rise further upwards to the air discharge area 13. In this process the liquid will fall back through the impeller and wear ring 8.

Sliteringen med det spesielle tverrsnitt er frembrakt og designet under utviklingen av oppfinnelsen for å vende væsken 180<0>tilbake inn i impelleren for å øke vannopp-holds-virkningen i impellerkonstruksjonen. Det er derfor ikke nødvendig å fylle ny væske i huset. The wear ring with the special cross-section was produced and designed during the development of the invention to turn the liquid 180<0>back into the impeller to increase the water retention effect in the impeller construction. It is therefore not necessary to fill new fluid in the housing.

Etter hvert som mer luft evakuerer gjennom avløpsrøret vil trykket i innløpsområdet til impelleren falle kontinuerlig og til slutt vil væskenivået i sugerøret stige inntil det er fullstendig fylt og impelleren vil kun operere med væske. Således har all luften forlatt konstruksjonen som nå er fullstendig fylt med vann. As more air evacuates through the drain pipe, the pressure in the inlet area of the impeller will drop continuously and eventually the liquid level in the suction pipe will rise until it is completely filled and the impeller will only operate with liquid. Thus all the air has left the structure which is now completely filled with water.

Når pumpen skrus av, vil sugerøret drenere væsken tilbake til reservoaret og væsken fra avløpsrøret vil renne tilbake til huset 2 og etterlate et vannvolum 36 (antydet med nivået 14) inne i pumpehuset. Således er vanninnløpet til impellerkonstruksjonen alltid neddykket i vann. When the pump is turned off, the suction pipe will drain the liquid back to the reservoir and the liquid from the drain pipe will flow back to the housing 2, leaving a volume of water 36 (indicated by the level 14) inside the pump housing. Thus, the water inlet to the impeller construction is always submerged in water.

Claims

1. Device by pump construction for carrying out a pumping operation of fluids of liquid and gas, which device comprises a pump with a pump inlet arranged to be immersed in a liquid, and comprising an impeller construction which is operated by a drive means to pump the fluid into an ascending drain line (6), where the pump structure is arranged in a housing structure that defines a housing arrangement (110) for a liquid lock to establish a given minimum liquid volume (36) where the inlet of the pump impeller (1) is submerged, characterized by that an auxiliary pump element defined by a mixing cone (7) with a partially conical design is connected to the shaft (30), which cone (7) upon rotation is arranged to push water upwards internally axially through the cone, and in a radial direction into at a level above the lower part of the impeller, where the water is captured by the impeller blades, that the lowest edge level (7') in the cone (7) projects a distance (D) below the corresponding lower edge level (14') of the impeller (4), and that the drain line defines an extended separation chamber (32) to produce a gas/liquid separation of the pumped mixture of gas and liquid, in that the gas is arranged to rise further upwards into the drain line (6) while the water corresponding to said minimum liquid volume flows back to the water trap.

2. Device in accordance with claim 1, characterized in that a fluid inlet is arranged in the upper section of the housing arrangement (110).

3. Device in accordance with claim 1, characterized in that the separation chamber (32) in the drainage line forms an extended volume section and is an integral part of the housing arrangement (110).

4. Device in accordance with claim 1, characterized in that the fluid drain line from the impeller inlet to the expanded volume defines an annular jacket that encloses the impeller drive member (34).

5. Device in accordance with claim 1, characterized in that the fluid inlet is a pipe (11) in fluid connection with a chamber with a fluid source.

6. Device in accordance with claim 1, characterized in that the upstream end of the pipe (11) faces downwards and into the bottom area of the chamber with the liquid source, and the lower end of this defines the minimum liquid level and gas can penetrate into the pipe.

7. Device in accordance with claim 1, characterized in that the chamber with the liquid source is a ballast tank, which, when filled with water, is gradually emptied by the operation of the pump device, until air penetrates the pipe and mixes with water and rises into the separation chamber ( 32) where water and air are separated, and the air is led further upwards into the drainage line while the water flows back into the impeller construction and the bottom of the water lock housing (110).

8. Device in accordance with claim 1, characterized in that the pump device is arranged at a level above and on the outside of the ballast tank.

9. Device in accordance with claim 1, characterized in that the stationary part of the pump includes a wear ring (8) with a U-shaped cross-section, in that the peripheral edge of the rotatable impeller disk is arranged to lie downwards into the groove in said U-shape for to produce a labyrinth-shaped seal

10. Method for pumping fluids, by using a device comprising a pump with a pump inlet adapted to be immersed in a liquid and comprising an impeller structure which is driven by a drive means to pump the fluid into an ascending drain line, characterized in that to enable that the pump can pump gaseous fluids, a sufficient volume of liquid is used as pump medium to draw the gas through the inlet pipe and into the pump housing, and further through the pump and into a drain line, and a two-part pump system is used, comprising a horizontally rotating impeller, and an auxiliary pump element of a cone (7), the lower entrance edge (7') of which is arranged at a distance (D) below the corresponding edge (8a) of the impeller (8 ), and as the water falls below the level (8a), gas is sucked into the impeller and mixed with water supplied to the impeller by means of the rotating conical element, and the mixture of gas bubbles and water is pushed upwards into a separation chamber (32) which has an outlet upwards and into the drain pipe (6), in that the separation chamber (32) reinforces a separation of air bubbles out of the rising mixture of water and air, which air is led further upwards and into the drain line, while the water flows back to the impeller and the bottom of the housing with the water trap.

11. Method in accordance with claim 10, characterized in that a ballast tank system is operated, where, in the initial water evacuation step, air that is trapped in the inlet pipe (11) by means of said minimum water volume in the water trap acting as pump medium, is pumped through the pump housing, the impeller and is led through the drain pipe (6), and in the further step where the pump operates the pumping of exclusively the ballast water through the pump device.

12. Method in accordance with one of the claims 10-11, characterized in that to drive the ballast tank system, where air trapped in the inlet pipe (11) during the initial water evacuation step, with the help of said minimum water volume in the water trap as pump medium, is pumped through the pump housing, the impeller and is diverted through the drain line (6), and in the further stage where the pump is operated to pump only ballast water, through the pumping device.