NO873153L - Varmepaavirket avbrytermekanisme for roterende fortrengningspumpe. - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår roterende fortrengningspumper av såkalt eksenterskrue-type, hvor en stiv, metallisk, skrueformet rotoraksel roteres i en fast stator. Statoren, som er fremstilt av et fjærende eller elastisk materiale, f.eks. en elastomer, har et aksialt i lengderetningen gjennomgående hulrom som danner et skruelinjeformet spor. Når rotoren roteres i stator-hulrommet kommer den i berøring med statoren for å danne en rekke hulrom som beveger seg i en aksial retning for å danne en fortrengningspumpe. En slik pumpe er velkjent og vil i det følgende for enkelhets skyld bli betegnet som en eksenterskruepumpe eller ES-pumpe.

ES-pumper anvendes vanligvis i industrien der det er behov for å pumpe oppslemminger eller emulsjoner av høy viskositet. Ettersom materialstrømmen er proporsjonal med rotasjonshastighet-en, er ES-pumper særlig egnet for bruk der materialet skal leveres i nøyaktige mengder, f.eks. til en kontinuerlig paknings-operasjon.

Ettersom ES-pumpens stator vanligvis er utformet av en elastomer og ettersom rotoren må arbeide i tettsluttende kontakt med statoren, er det viktig at pumpen ikke løper tørr om man skal unngå skade på statoren. Tørr-pumping uten gjennomstrømning av pumpet fluid fører til overoppheting som, dersom den ikke oppdages og korrigeres, vil skade statoren. Likeledes vil eventuell blokkering av en utløpsventil eller -ledning utenfor ES-pumpen føre til rotorlekkasje, overoppheting i statoren og eventuell skade på både stator og det pumpete produkt. I enkelte industrier, såsom ved pumping av brennbare eller eksplosive materialer, må man av innlysende årsaker for enhver pris unngå overoppheting.

Teknikkens stilling omfatter en rekke forslag for registrer-ing av roterende pumpers driftsforhold.

US patentskrift nr. 2.512.765 beskriver bruk av en utvendig montert trykkbryter som kan registrere høye eller lave utløps-trykk. Bryteren styrer krafttilførselen til pumpens drivmotor.

Ifølge US patentskrift nr. 3.111.904 anvendes varme/— friksjons-ekspanderbare bremseringer som er innrettet til å stoppe rotorbevegelsen ved eventuell overoppheting.

US patentskrift nr. 3.008.426 viser bruk av en mekanisk brudd-kopling som løser pumpeelementet fra pumpedriften ved eventuell mekanisk svikt eller blokkering.

Ifølge US patentskrift nr. 2.778.313 anvendes en utvendig montert termostat-bryter for elektrisk strøm.

US patentskrift nr. 1.426.206 beskriver bruk av en smelte-sikring montert på pumpens ytterkappe, hvilken sikring i sin tur styrer en elektrisk bryter. Ifølge US patentskrift nr. 4.500.268 anvendes en smeltbar låsepinne-utløsningsmekanisme som holder drivakselen i en rotasjonstilstand.

Selv om alle ovennevnte oppfinnelser er fordelaktige, er det fremdeles behov for en enkel, "idiotsikker", billig anordning for avføling og hurtig utbedring av en risikofylt temperatur i statoren til en ES-pumpe.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en roterende eksenterskrue-fortrengningspumpe (ES-pumpe) med en varmepåvirket avbryter-drivmekanisme i statorhulrommet. Særlig tilveiebringer oppfinnelsen en ES-pumpe der rotoren er festet til drivakselen ved hjelp av en sammensatt, smeltbar forbindelse.

Ifølge oppfinnelsen tilveiebringes en roterende eksenterskrue-f ortrengningspumpe med en stator, en rotor i statoren, og et innløp og utløp i statoren, og en drivaksel forbundet med rotoren, hvor forbindelsen mellom drivakselen og rotoren omfatter en varmepåvirkbar, oppbrytbar binding av en varme-smeltbar metallegering i en mengde tilstrekkelig til å gi en mekanisk forbindelse mellom drivakselen og rotoren, idet metallegeringen er smeltbar ved utvikling av tilstrekkelig varme i statoren og derved løser den mekaniske forbindelse.

Med denne konstruksjon vil rotoren, når den oppvarmes på grunn av for stor friksjon eller tørrpumpingsforhold i statoren, effektivt overføre varme til sin kjerne og til den varme-smeltbare metallbinding, hvilken binding mykner og bevirker mekanisk løsgjøring av rotoren fra drivakselen.

Figur 1 er et lengdesnitt gjennom en typisk ES-pumpe.

Figur 2 er et snitt i større målestokk, som nærmere viser en foretrukket utføringsform av en smeltbar forbindelse mellom rotoren og drivakselen. Figur 3 viser et snitt i større målestokk en modifisert utførelse av en smeltbar binding.

Tegningene, der samme henvisningstall betegner like deler, viser en konvensjonell eksenterskrue-fortrengningspumpeenhet 1 bestående av et innløpskammer 2, et drivaksel-lagerhus 3 og en stator 4. En skrueformet rotor 5 av metall er vist beliggende i statoren 4. En av seksjoner bestående drivaksel 6 er vist forbundet med rotoren 5. Drivakselen 6A er opplagret i lageret 7. To veksel-universalledd 8A og 8B er anordnet i drivakselen 6. En tetning 9 er anordnet rundt drivakselen 6A. Produkt som skal pumpes innføres i innløpskammeret 2 gjennom en åpning 10 og leveres av pumpen gjennom et utløp 11. Drivakslene 6A og 6B og rotoren 5 som er forbundet med disse roteres i enheten ved hjelp av en elektrisk eller hydraulisk motor (ikke vist).

Idet det spesielt henvises til figur 2 er rotoren 5 vist med en langsgående, innrettet, sylindrisk innvendig boring 12. En forlengelse 13 av drivakselen er vist sentralt innpasset i den sylindriske boring 12. I det aksiale rom mellom drivakselforlengelsen 13 og den sylindriske borings 12 vegger er der anordnet et smeltbart, metallisk bindemateriale 14 ved hjelp av hvilket drivakselforlengelsen 13 er mekanisk bundet til veggen i den sylindriske boring 12. Det smeltbare metalliske bindemateriale 14 er valgt fra metallegeringer som er kjent for å ha høy mekanisk eller fysisk fasthet, men som har meget lave smeltetemperaturer. Bismut-legeringer som f.eks. CERRO (Varemerke)-legeringer som leveres av Cerro Metal Products i Bellefonte, Pennsylvania, U.S.A., er særlig å foretrekke. Slike legeringer kan skaffes i en rekke passende smeltetemperaturer og fysiske fastheter, og de innehar dessuten formingskarakteristika.

Drivaksel-forlengelsen 13 kan ganske enkelt bindes til rotoren 5 ved å anordne forlengelsen 13 sentralt i den sylindriske boring 12 og innføre smeltemetall-bindematerialet 14 i det aksiale rom mellom forlengelsen 13 og veggen i den sylindriske boring 12. Etter størkning dannes en sterk mekanisk binding. Ved eventuell utvikling av høy temperatur i statoren 4 under drift av pumpen, blir varme absorbert av rotoren 5 og overført til den smeltbare metallbinding 14. Når tilstrekkelig varme er overført til rotorens 5 kjerne, vil metallet 14 mykne og den mekaniske forbindelse mellom akselforlengelsen 13 og rotoren 5 blir brutt, hvorved pumpefunksjonen opphører.

Etter at det varmeskapende forhold er eliminert, kan en reserve rotor/akselforlengelseskombinasjon festes til drivakselen 6, pumpen settes sammen igjen og pumpeoperasjonen gjenopptas. I noen tilfeller vil det være mulig ganske enkelt å la pumpeenheten avkjøles, slik at metall-bindematerialet 14 størkner igjen uten at det blir nødvendig å demontere pumpen.

Figur 3 viser utføringsformen ifølge figur 2 der akselforlengelsen 13 har et skruelinjeformet spor 15 på sin overflate. Dessuten er akselforlengelsen 13 vist sentrert og opplagret ved hver ende i plastfåringer 16. Utformingen på figur 3 er særlig egnet for bruk ved operasjoner der sprengstoff eller andre varmepåvirkbare materialer skal pumpes. I tilfelle av overoppheting blir det smeltbare metall 14, når det er smeltet, skrudd ut av den sylindriske boring 12 og inn i innløpskammeret 2 ved omdreining av den med spor utformete akselforlengelse 13. Metallisk kontakt mellom rotasjonsakselen 13 og boringens 12 vegger forhindres av lagerfåringene 16. En tetning 17 er anordnet nær fåringen 16A for å hindre inntrengning av eksplosivt eller varmepåvirkbart materiale rundt fåringen.

t

Claims (4)

1. Roterende, eksenterskrue-fortrengningspumpe omfattende en stator, en rotor i statoren, et innløp og utløp i statoren og en drivaksel som er forbundet med rotoren,karakterisert vedat forbindelsen mellom drivaksel og rotor omfatter en varmepåvirkbar, oppbrytbar binding av en varme-smeltbar metallegering i en mengde som kan gi en mekanisk forbindelse mellom drivakselen og rotoren, idet metallegeringen er smeltbar ved varmeutviklingen i pumpe-hulrommet og således løser den mekaniske forbindelse.

2. Fortrengningspumpe ifølge krav 1,karakterisert vedat den mekaniske forbindelse omfatter en i rotoren i lengderetningen utformet sylindrisk boring i hvilken en fremre ende av drivakselen er sentralt anordnet i et smeltbart, metall-forbundet forhold.

3. Fortrengningspumpe ifølge krav 2,karakterisert vedat drivakselens fremre ende har et skruelinjeformet spor innskåret på sin overflate.

4. Fortrengningspumpe ifølge krav 2,karakterisert vedat drivakselens fremre ende videre er sentrert i den sylindriske boring ved hjelp av plastfåringer.