SE444037B - Pumpanordning som innefattar tva centrifugalpumpelement vilka kan serie- eller parallellkopplas med varandra - Google Patents

Description

ïè-.fflïåfš ' mi' I 7811533-4 lig funktionsduglighet hos den anläggning i vilken pumpen ingår.

Men för de behov som hushåll eller smärre företag kan ha är det så att man kan ställas inför olika pumpuppgifter såsom bevattning av planteringar, tömning av behållare, tömning av översvämmade lokaler vid olyckor etc. De pumpkarakteristikor som erfordras för dessa olika pumparbeten år olika. För vissa av dem behövs en pump som ger högt tryck, exempelvis vid bevatt- ning, medan för andra behövs en pump med hög kapacitet, exempel- vis vid tömningsarbeten. Men den slumpartade karaktären av så- dana anvandningar motiverar mestadels icke en investerin: i olika slags utrustning.

För att möta behovet av en pumpanordning med nångsiiig an- vändbarhet föreslå: enligt föreliggande uppfinning en pump- anordning av monoblocktyp, med de kännetecken som framgår av patentkraven.“ Uppfínnínpens ändamål och kännetecken kommer att framgå bättre med ledning av nedanstående beskrivning av utförings- exempel enligt uppfinningen, vilken beskrivning ansluter och hänvisar till bifogad ritning, på vilken figur 1 visar en per- spektivisk språngskiss av en utföringsform av pumpanordningen enligt uppfinningen, varvid de olika styckena år visade före hopmonteringen, figur 2a och 2b var för sig schematiskt visar en vertikalsektionsvy av anordningen enligt figur l, varvid figur 2a visar det fall då seriekoppling råder mellan de två pumpelementen i pumpanordningen av monoblocktyp enligt uppfin- ningen och figur 2b visar det fall då parallellkoppling råder mellan pumpelementen i pumpanordningen enligt uppfinningen, och figur 3 visar tryck-flödes-diagram för enordningen enligt uppfin- ningen i de två arbetsmoderna.

I nedanstående del av beskrivningen hänvisas till såväl figur l som figur 2a och 2b.

Figur l illustrerar schematiskt den typiska strukturen av en utföringsform för pumpanordningen enligt uppfinningen medelst en perspektivsprångskiss av de olika styckena före hopsâttningen av desamma till en enda enhet eller till monoblockform. från vänster till höger ser man ett första åndstycke, som utgöres av 7811533-4 3 det rörliga ändstycket l, vilket visas i sina två lägen vid l och l', ett mittstycke, som utgöres av driv- eller pumpdelen, ett andra ändstycke, som utgöres av det fasta ändstycket 3. De två delarna mittstycket 2 och det fasta ändstycket 3 är visade så som de är orienterade i förhållande till varandra för att sammanföras koaxialt enligt en axel AA'. Framsidan av stycket 3 passar ihop med den bakre ytan av mittstycket 2. För stycket l bör dess mittaxel A"A' vid hopmonteringen bringas att samman- falla med axeln A'A, som utgör den gemensamma axeln för anord- ningen av monoblocktyp.

Hos baksidan ll av det rörliga ändstycket 1 är anordnat en sammanhängande urholkning 6. Denna urholkning eller försänk- ning är snäckspiralformig. Snäckspiralen.6 eller spiralförsänk- ningen är i sitt mittparti öppen tvärs genom tjockleken av änd- stycket l från dess bakre vägg för att åstadkomma en passage för det flöde som sugs in via framsidan av ändstycket. Utanför detta område har urholkningen ett mindre djup än tjockleken av ändstycket l från dess bakre vägg. Snäckspiralen eller spiral- försänkningen 6 är förlängd vid G' såsom visats vid det övre hör- net av figur l. Urholkningens 6 form, som är likartad med formen av ett avtryck efter ett snäckskal, är avsedd att bilda en öppen pumpkammare.

En stor sidoöppning 7 bildar en passage, som förbinder den på ritningen synliga baksidan och den icke synliga framsi- dan av ändstycket.

Framsidan av stycket l, som icke syns i figur 1, visas i genomskärning medelst figur 2a och 2b, varav framgår att den bildar en vägg, som är perforerad över hela sin area. Den är av denna orsak mycket genomtränglig och kan genomströmmas av den hydraulvätska som skall pumpas och bildar en filtrerande sugsil, som förskonar de organ som är belägna innanför inloppsöppningen från fasta föroreningar, som kan förefinnas i den vätska som skall pumpas.

De två illustrationerna l och l' av det rörliga stycket förklarar vridningen med ett halvt varv (l80°), som behövs för att omställa det rörliga ändstycket från läget 1 till läget l'.

Hittstycket 2 utgöres av en driv- eller motordel, inuti :f - I . 'g lf .-.« .-=,->.;«, _ _ _ , ~. h.. s ' " R-Jmfisz-r .t-n-""f-; 2:-' var. ~ ~ - ff-e-z -n _ -fl-afw- _51. _- -e- t., avta r 7811533-4 ll vilken motorn 25 (son kan sea i figur 2a och 2b) uoptager större delen av volymen. Det rör sig om en elektrisk motor, vars stator år ingjuten eller omgiven av ett hölje. Den franska patentskrif- ten 77 23 607 beskriver ett av sökanden uppfunnet förfarande för kringgjutning för en motor med inbäddad rotor, vilket förfarande kan utnyttjas för att åstadkomma kringgjutningen av motorn hos nittstycket. Enligt detta förfarande förses statorns centrala öppning med en netallhylsa 22 med liten tjocklek, på vilken sta- torns huvudavgjutning vidhâftar. Inuti kringgfiutningsmaterialet är kanaler anordnade, vilka är avsedda att bilda delar av den hydrauliska kretsen, även detta i enlighet med nämnda patent- skrift. För att åstadkomma dessa kanaler är det till-xoklirt att anordna motsvarande kärnor inuti den ihåliga gjutformen, inuti vilken gjutningsoperationen genomföres för det värmehårdande ma- terialet, som tjänar till att förverkliga gjutningen av den kring- liggande kåpan. Figur l visar vid 2 det generella utseendet av drivdelen, för vilken det yttre av kringgíutningen visas. Han ser där den främre vtan 20. en första sidokanal med stora dimen- sioner, en andra sidokanal 9 och i området för centrumaxeln mo- toraxeln 21, till vilken är kopplad ett pumphjul 23 utskjutande från ytan 20. Kanalen 8 fortsätter genom kringgjutningen och ut- mynnar på den bakre ytan av stycket 2, där den har en likadan kontur, som icke kan ses i figur 1. Kanalen 9 utmynnar utåt via ett utlopp~l9 eller en uppfordringsöppning. som utförts i själva den kringgjutna kåpan. Slutligen har mittstyckets 2 yttervägg hos det undre partiet av anordningen en urholkning 27, som skyd- das medelst ett flexibelt membran 27'. Ett arrangemang, som icke visats på ritningen ocb som innefattar en elektrisk kontakt, som år påverkbar av membranets position, möjliggör att åstadkomma automatisk igångsåttning av pumpmotorn vid nedsänkning i den vätska som skall pumpas. Härvid påverkas membranet av vätske- trycket och deformeras till sitt intryckta läge, varvid en bry- tarkontakt sluts, vilket leder till att motorn 25 matas med elektrisk ström. Enligt det beskrivna exemplet roterar motorn med 2900 varv/minut. i Framsidan 30 av det fasta åndstycket 3, som kan ses i figur 1, är ihåligt utformad med en urholkning 36, som är symmetriskt belägen i förhållande till den ovan beskrivna urholkningen 6. 7811533-4 S Den har en öppning eller kanal 37. Eftersom baksidan av mitt- stycket 2 har ett pumphjul 23', som är kopplat till motoraxeln på samma sätt som pumphjulet 23 på framsidan, kommer vid hopmon- teringen av anordningen urholkningen 36 att bli belägen kring pumphjulet 23' och härvid bilda pumpkammaren till det andra pump- elementet. Detta arrangemang framgår av längdsektionsvyerna en- ligt figur 2a och 2b. Dessa figurer illustrerar likaledes dels kanalens 37 förbindelse med kanalen 8 hos mittstycket och dels förbindelsen med den centrala matningsöppningen för pumphjulet 23.

Själva hopmonteringen sker på ett sådant sätt att fast förbindelse uppkommer mellan styckena 2 och 3 medelst mekaniska fästorgan, som förenar dessa två stycken till en enhet. En tät- ning eller packning 31, som visas i figur 2a, tätar skarven mel- lan styckena 2 och 3. Det rörliga stycket hopmonteras med resten av anordningen, exempelvis medelst ett par klämor, lämpligen av den "snabblåstyp" som vanligen kallas snäpplås såsom visats vid 32 i figur 2a. Stödytan kommer härvid att klämma mot en skarv- tätning 33, när snäpplåsen 32 och 32' befinner sig i det stängda läget. Den manöver som medger omställning från läget l till läget l' består i att häkta av klämmorna 32, 32' för att fri- göra stycket l, att vrida detta stycke l80° och att sedan ånyg häkta på klämmorna, när det rörliga stycket är beläget mittför ytan 20 1 läget l'. Genom denna enkla åtgärd omställes anord- ningen från det läge som ger parallellkoppling av pumpelementen till det läge som ger seriekoppling av dem.

Beträffande anordningens funktion är det nödvändigt att skilja mellan de två funktionstyperna, som motsvarar de två kopplingstyperna, som är bestämda genom var sitt läge av det rörliga stycket 1.

Seriekoppling av de tvâ pumpelementen (fig. l och 2a).

I figur l har det rörliga stycket det läge vid monte- ringen som angivits medelst hänvisningsbeteckningen l' (som vi- sats till vänster och nedtill i figuren). Man lägger märke till att monteringsytan ll icke har någon öppning på sitt övre par- ti. Pâ det undre partiet av monteringsytan ll har urholkningen 5 på sitt förlängda parti 6' en öppen fördjupning, som kommer att vara belägen mitt emot det undre partiet av kanalen 8, me- dan öppningen 7 kommer att stängas mot den obrutna väggen i 7811533-4 det undre partiet till vänster hos ytan 20 hos drivstycket 2.

Det existerar således möjlighet för ett fluidumflöde mot mitt- stycket mellan 6' och 8 och ingen annan väg. En pil försedd med tre spetsar visar läget för den krets som tjänstgör. Den vätska som skall pumpas inträder genom den perforerade framsidan av stycket l', varvid den sugs genom öppningen 28 in i hjulet 23 och överföres via urholkningen eller pumpkammaren 6, utträder inom området 6' och går genom kanalen 8, som utmynnar mot kana- len 37, varifrån vätskan matas genom öppningen 28' in i det andra pumphjulet 23', varefter vätskan överföres via pumpkamma- ren 36 till kanalen 9, varifrån vätskan transporteras genom ut- loppet 19.

Det rör sig således om seriekoppling av de två pumpelemen- ten. Hydraulflödet behandlas i följd av det första pumpelementet, som består av det första pumpbjulet 23 och den första pumpkamma- ren 6, och sedan av det andra pumpelementet, som består av det andra pumphjulet 23' och den andra pumpkammaren 36. En enda mo- tor 25 driver de två pumpelementen, som är kopplade till en och samma axel.

Pumphjulen 23 och 23' är fullkomligt symmetriska, dvs. att deras skovlar är riktade i motsatta riktningar.

.Parallellkoppling av de två pumpelementen (fíg. 1 och 2b).

I figur l uppträder det rörliga stycket vid monteringen i det läge som angivits medelst hänvisningsbeteckningen 1 (som visas till vänster och upptill i figuren). Man lägger märke till att monteringsytan ll icke har någon passage på sitt undre par- ti. Hos det övre partiet kommer kanalen 7 att anbringas mittemot det övre partiet av kanalen-8. medan det öppna, förlängda par- *iet 5' av urholkningen 6 kommer att bli beläget mitt för kana- len 9 hos drivstycket 2. Det existerar härvid två genomgångsmöj- ligheter för hydraulflödet genom drivstycket 2. Situationen vi- sas i figur l och 2b medelst pilar med en och två spetsar. Den vätska som skall pumpas sugs in enligt pilen F genom den genom- brutna framsidan av det rörliga stycket l. Vätskeflödet matar å ena sidan (pil med en spets) den centrala öppningen hos pumphju- let 23' hos det andra pumpelementet via öppningen 7 och kanalen 8, varefter hydraulflödet överföres via pumpkammaren 36 och når sedan utloppsöppningen 19 via kanalen 9. Via det första änd- 7811533-4 7 stycket matas å andra sidan den centrala öppningen hos pumphju- let 23 hos det första pumpelementet, varefter hydraulflödet över- föres via pumpkammaren 5 hos det första elementet och sedan föl- jer kanalen 9 för att föras ut genom utloppsöppningen 19. Flödets våg i den andra hydraulkretsen år utmärkt med pilar med två spet- sar. Samma pilmärkning med två spetsar återfinnes med samma be- tydelse i figur 2b, som visar kopplingen av anordningen och den inre hydraulkretsen för det fall att de två pumpelementen är parallellkopplade. Hed det rörliga ändstycket i detta andra läge har man i själva verket en parallellkoppling av de två pumpele- menten, eftersom det inströmmande hydraulflödet (som utmârkts medelst pilen F) behandlas samtidigt av det första pumpelemen- tet (23,6) och av det andra pumpelementet (23',35).

Härav följer att de karakteristiska kurvorna för anord- ningen enligt föreliggande uppfinning år mycket olika, vilket framgår av figur 3.

Figur 3 visar i ett och samma diagram tryck-flödes-kurvor för såväl seriekoppling som parallellkoppling. I denna figur har såsom abskissa avsatts flödet Q (i m3/timme) och såsom ordinata trycket H (i meter vattenpelare). En kurva I visar sambandet mellan tryck och flöde för seriekopplingen. För ett flöde av 5 ma per timme uppgår trycket till M0 m vattenpelare. En kurva II visar sambandet mellan tryck och flöde vid parallellkopo- ling, och man ser att anordningen levererar ett flöde av 12 m3 per timme för ett tryck av 20 m vattenpelare. En tredje kurva III (som år streckad) visar karakteristikan för ett enda pump- element.

Detta diagram visar att anordningen enligt uppfinningen medger en betydande skillnad mellan karakteristikorna.

Ifall en viss användning erfordrar pumpning med högt flöde, utnyttjar man således parallellkoppling. Detta är exempelvis fal- let vid tömning av en tank eller av en översvâmmad källare. Ifall användningen istället erfordrar pumpning med högt tryck, utnytt- jar man seriekoppling. Detta år exempelvis fallet vid pumpning för bevattning av planteringar.

Anordningen enligt föreliggande uppfinning utgör således en lösning, när behov föreligger att pumpa med vitt skilda karak- teristikor, och i sådana fall existerade tidigare, dvs. före föreliggande uppfinning, icke utrustning som var tillräckligt "-“” 1a11sz3-4 8 mångsidig. De delar som ingår vid tillverkningen av anordningen kan tillverkas av ett lätt netalliskt material såsom aluminium eller en lättmetallegering vad gäller såväl det rörliga änd- stycket l som det fasta ändstycket 3. Drivdelen, som innefattar en enda motor, som är ingjuten i en harts, har låg vikt och låg framställningskostnad. härav följer att framställningen är en- kel och att anordningen har ett minskat utrymmesbehov. Möjlig- heten att åstadkomma en automatisk igångsättning av pumpmotorn ger ett mycket enkelt handhavande av anordningen.

Piltreringen av vätskan vid dess inträde eliminerar fel och skador på de inre organen. När man skall använda pumpanord- ningen enligt föreliggande uppfinning för att pumpa vatten el- ler vätskor bemängda med fasta ämnen, är det att föredra att använda pumphjul. som har ett ringa antal kanaler med minsta möjliga våtsektícn. Speciellt har man med framgång experimente- rat med pumphjul, som endast har färre än fem kanaler. Varje kanal eller skovel har en stor tvärsektion och är approximativt kvadratisk för att underlätta utloppet av partiklar utan skador på vare sig pumphjulet eller de inre organen. Dessa åtgärder gör apparaten robust och tillförlitlig även under svåra arbetsför- hâllanden.

Vätskeflödet genom de kanaler som är anordnade i den gjut- na kåpan kring motorn ger den fördelen att vätskeflödet bidrar till kylningen av materialet i den kringgjutna kåpan, vilket material vanligen är en dålig värmeledare.

Utgående från de organ och medel som anges genom före- liggande uppfinning kan ett flertal varianter förverkligas utan gi att ramen för föreliggande uppfinning frångås. Speciellt kan Ål parallell- och seriekopplingen utvidgas till att avse flera pumpelement. Även om principerna för föreliggande uppfinning ovan har beskrivits med hänvisning till särskilda utföringsexempel för- står man att beskrivningen ovan endast är avsedd att tjäna till att belysa och icke begränsa uppfinningen. _. . .A- f. 1-1» .m-'rf ~' "'.ï'\"- *f-'fl-F, --'--»-,-jf::.-<_'-:~ :~^f1=-r.s:f*'-. < f-*ffh "»*¥1-°^F?!':~ '-*'" >

Claims (8)

w, .agmau-»w- _~.~, 9 71)1'|5n$3"4 PATENTKRAV

1. Pumpanordning, som innefattar åtminstone två centrifu- galpumpelement (23, 6; 28', 36), vilka kan serie- eller paral- lellkopplas med varandra och vilka är hopmonterade med en enda drivmotor (25), k ä n n e t e c k n a d av att den enligt en monoblockstruktur i en enda enhet (3,2,1) innefattar organ för att åstadkomma såväl serie- som parallellkopplingskonfigura- tion för nämnda pumpelement jämte organ för omställning från den ena kopplingskonfigurationen till den andra och av att orga- nen för åstadkommande av kopplingskonfigurationerna för nämnda pumpelement bildas av ett andra ändstycke (1) genom att detta är så utfört att det kan monteras i två olika lägen ihop med den enhet som bildas av ett mellanstycke (2) och ett första ändstycke (3), varvid nämnda lägen korresponderar mot var sin av kopplingskonfigurationerna för pumpelementen och mot var sitt av arbetssätten.

2. Pumpanordning enligt patentkravet 1, vid vilken nämnda pumpelement är kopplade till var sin ände av motorns drivaxel (21) på ett sådant sätt att en enhet med en gemensam centrum- axel (A A' AA") uppkommer, vilken enhet bildas av en drivdel i form av ett mellanstycke (2), som är beläget mellan två änd- stycken (1, 3), som vartdera innefattar åtminstone ett pumpele- ment, k ä n n e t e c k n a d av att ett (3) av ändstyckena är fast hopmonterat med mellanstycket (2).

3. Pumpanordning enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k - n a d av att den såsom mellanstycke (2) anbragta drivdelen har fluidumkanaler (8, 9), som åstadkommer förbindelse mellan de två pumpelementen och tillåter utströmning av nämnda fluidum, och av att åtminstone en försänkt eller infälld pumpkammare (6, 36) kompletterad med en fluiduanslutningskanal (6'), är anordnad inuti vartdera ändstycket (1, 3).

4. H. Pumpanordning enligt patentkravet 3, k ä n n e t e c k - n a d av att utformningen och konturerna av de öppningar och kanaler (6',7,37) som är anordnade inuti det fasta och det rör- liga ändstycket (3, 1) är konstruerade på ett sådant sätt att de svarar mot varandra för att åstadkoma förbindelse via kana- lerna (8, 9)_i mellanstycket (2) mellan pumpelementen i serie- koppling vid det första läget (1', fig. 1 och 2a) av det rör- 7811533-4 10 liga ändstycket (1) och i parallellkoppling (1, fig. 2b) vid det andra läget av samma stycke (1).

5. Pumpanordning enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k - n a d av att läget av det rörliga ändstycket (1) i förhållan- de till den fasta delen av enheten bildar en vinkel av 180° i förhållande till det första läget av samma ändstycke, så att det för omställning av kopplingskonfigurationen för de tvâ pump- elementen från seriekoppling till parallellkoppling och vice versa är tillräckligt att endast vrida det rörliga ändstycket ett halvt varv kring centrumaxeln (A A' A") för enheten.

6. Pumpanordning enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k - n a d av att en inloppsoppning för pumpanordningen är anord- nad i det rörliga ändstycket medelst en vägg (11) med en öpp- ning.

7. Pumpanordning enligt patentkraven 1 och 3, k ä n n e - t e c k n a d av att fluidumkanalerna (8, 9) inuti mellan- stycket (2) är anordnade inuti en kringliggande eller kring- gjuten kåpa av ett värmehärdande plastmaterial, som bildar en stomme omkring den för de tvâ pupelementen gemensamma motorn (25).

8. Pumpanordning enligt patentkraven 3, u och 7, k ä n - n e t e c k n a d av att ett gemensamt utlopp (19) är anord- nat i den omkring den gemensamma motorn (25) anordnade eller kringgjutna kåpan hos mellanstycket (2). o