SE449391B - Kolvpumpanordning for pumpning av en blandning av grovkornigt material och vetska - Google Patents

Description

449 591 2 Med en dylik utformning av rotorkroppen uppnås samtidigt den fördelen att man i stället för att vid minst en rotorände använda en lageranordning som omsluter hela rotorkroppen, kan lagra rotorkroppen med hjälp av två lager som omsluter var sin axeltapp.

Genom att en pumpanordning enligt uppfinningen kan nyttiggöra tyngdkraften som ett medel för frammatning av massa till pumpanordningens rotorkanaler, utan att i detta syfte vara försedd med en nära rotorn befintlig, krökt inloppskanal, har man vid en vidareutveckling av uppfinningen kunnat förse pumpanordningen med en i inloppskanalen införd transportskruv. Därvid har man beaktat det faktum, att rotorns inloppskanal periodiskt avstängs och öppnas, genom att man har anordnat transportskruven att arbeta med motsva- rande periodicitet.

Vad som kännetecknar uppfinningen framgår av nedanstående patentkrav.

Uppfinningen skall i det följande beskrivas under hänvisning till bifogade schematiska ritningar, där fig 1 visar en första utföringsform av en pump- anordning enligt uppfinningen i axialsnitt genom I-I på fig 3, medan fig 2, 3 och U visar snitt längs II-II, III-III respektive IV-IV på fig 1. Fig och 6 visar i axialsnitt en andra och en tredje utföringsform av uppfin- ningen, och fig 7 visar i axíell vy en vid dessa utföringsformer använd givare.

På ritningarna betecknar 1 en rotorkropp som är anordnad att rotera om en axel som sammanfaller med en längsgående symmetriaxel 2 genom rotorkroppen.

Rotorkroppen 1 är i huvudsak utformad som en avkortad kon med en mindre änd- yta 3 och en större ändyta U. Rotorkroppen 1 har fyra inbördes lika, i huvud- sak cirkulärcylindriska urborrningar 5, 6, 7 och 8, vilka var och en förlöper mellan ändytorna 3 och Ä. Urborrningarna är symmetriskt anordnade i förhåll- ande till axeln 2 och deras míttlinjer skär symmetriaxeln 2 i en och samma punkt. Urborrningarna 5, 6, 7 och 8 är försedda med var sitt kolvorgan 9.

Varje kolvorgan 9 innehåller en mot ändytan 3 vettande motorkolv 10 och en mot ändytan 4 vettande pumpkolv 11, varvid kolvarna 10 och 11 är styvt förbundna med varandra. Rotorkroppen 1 är försedd med två axeltappar 12 och 13 med till- hörande lager 12' respektive 13', vilka är uppburna av var sitt ledorgan lä respektive 15. De båda ledorganen har var sitt centralt hål 15' respektive ', i vilka lagren 12' och 13' är anordnade. Ledorganen 1fl och 15 är meka- niskt förbundna med varandra medelst ett radiellt utanför rotorkroppen anord- nat koniskt hölje 16 och bildar tillsammans med detta en stator. Ledorganen 'ao 3 449 391 - 1Å och 15 ligger an mot ändytorna 3 respektive H utan nämnvärt spel. Ledorga- net 1H är försett med en inloppskanal 17 och en utloppskanal 18 för ett tryck- medel, vanligtvis vatten, vilka kanaler är anslutna till utgångssidan respek- tive inloppssidan hos en pump 19. Axeltappen 12 är fastflänsad vid den ut- gående, relativt långsamt roterande axeln hos en kuggväxelmotor 20. Ledorganet är försett med en inloppskanal 21 och en utloppskanal 22 för det material som skall pumpas med hjälp av en pumpanordning enligt uppfinningen. Detta kan t ex vara en blandning av vatten och kolpartiklar av sådan gradering att minst % av kolmängden utgörs av partiklar, vars största dimension utgör minst % av det minsta tvärmåttet hos inloppskanalen 21.

Var och en av de båda kanalerna 17 och 18 i ledorganet 18 har vid rotorkrop- pens ändyta 3 en tangentiell utsträckning på 900, vilket innebär att minst en av urborrningarna 5, 6, 7 och 8 genom ett motsvarande smalt parti 5', 6', 7' respektive 8' alltid står i hydraulisk förbindelse med en inloppskanal 17, samt att minst en av dessa urborrningar på samma sätt står i förbindelse med utloppskanalen 18.

Var och en av kanalerna 17 och 18 delas symmetriskt av ett vertikalplan genom symmetriaxeln 2, och detta gäller även för kanalerna 21 och 22, vilka i likhet med kanalerna 17 och 18 är trattformiga, varvid var och en av kanalerna 17, 18, 21, 22 har ett cirkulärt tvärsnitt i sitt axiellt yttersta parti och ett ring- sektorformigt tvärsnitt närmast rotorkroppen 1.

Vid det på ritningarna visade rotorläget ligger mittlinjen 21' respektive_ 22' hos var och en av kanalerna 21 och 22 i förlängningen av mittlinjen hos en motsvarande urborrning 5 respektive 7, vilket innebär att kanalen 21 är rak och har ett fall i riktning mot rotorkroppen 1. Rotorkroppcn 1 är utfor- mad med så stor konicitet att de för kolvorganen 9 avsedda urborrningarna bildar minst Ho, företrädesvis minst 80, vinkel med symmetriaxeln 2.

De på fig 5 och 6 visadeutföringsformernaavser ovannämnda vidareutvecklade och med transportskruv försedda pumpanordning. Denna inkluderar ett till in- loppskanalen 21 anslutet transportrör 23, som via en öppning i rörväggen är anordnat i hydraulisk förbindelse med en ovanför transportröret anordnad mat- ningsficka 2H, under det att transportröret innehåller en av en roterande elektrisk motor driven transportskruv 25, som är anordnad vid ovannämnda rör- öppning och införd med sin ena ände i inloppskanalen 21. t 449 391 U Som nämnts har de till vattenpumpen 19 anslutna kanalerna 17 och 18 när- mast rotorkroppen 1 en tangentiell utsträckning som motsvarar en central-å vinkel om 900, Motsvarande utsträckning hos inloppskanalen 21 och utlopps- kanalen 22 för det pumpade materialet är däremot betydligt mindre än 900, eftersom pumpanordningen är avsedd att pumpa ett material som, när det in- matas med en längs inloppskanalens mittaxel riktad matningskraft, har rela- tivt liten förmåga att överföra tryck i periferiell led.

Vid det på fig 2 visade arrangemanget har var och en av kanalerna 21 och 22 en maximal tangentiell utsträckning som motsvarar en centralvinkel om cirka 60°. I tidsintervaller då ingen av urborrningarnas 5, 6, 7, 8 öppningar till största delen sammanfaller med inloppskanalen 21 bör transportskruvens 25 transporterande verkan reduceras väsentligt eller avbrytas, vilket på fig 5 och fig 6 sker med hjälp av en elektromagnetisk axelkoppling 31 respektive en manövercylinder 32. Med utgångspunkt från det på fig 2 visade vinkelläget hos rotorkroppen 1 innebär detta, att signal för reducerad skruvmatning ges när rotorkroppen har vridits cirka 300 moturs i förhållande till det på fig 2 visade vinkelläget. Efter ytterligare 300 vridning av rotorkroppen 1 samman- faller öppningen hos urborrningen 6 till cirka 50 % med inloppskanalens 21 mot rotorkroppen 1 vettande öppning, och det ges signal för ny aktivering av trans- portskruven 25. Ovannämnda signaler ges med hjälp av en i och för sig känd vinkellägesgivare 27, som innehåller en cirkulär skiva 26, som via ett för- längningselement är fästad vid axeltappen 13 med justerbart vinkelläge. Skivan 26 har fyra genomgående hål 28, vilka är utförda med justerbar tangentiell ut- sträckning. Givaren 27 innehåller även två armar 27' och 27", vilka är anord- nade pâ var sin sida av skivan 26 och uppbär en lysdiod respektive en mitt emot denna anordnad fotodiod, varvid givarens 27 utgångssida ger signal i form av en spänning vid alla vinkellägen då fotodioden mottager ljus från lys- dioden genom någon av de fyra öppningarna 28. Vid alla övriga vinkellägen är givarens 27 utgångsspänning lika med noll, vilket innebär att ett till vinkel- lägesgivarens 27 utgångssida anslutet relä 29 har det på fig 5 och fig 6 visade kontaktläget, varvid en manöverkrets, i vilken en strömkälla 33 ingår, är strömlös. Vid den på fig 5 visade utföringsformen av uppfinningen innebär detta att den elektromagnetiska axelkopplingen 31 är inaktiv så att inget vridmoment överföres från motorn 30 till transportskruven 25.

På fig 6 betecknar 3ü en tvåvägsventil med två lägen, elektromagnetisk styr- ning och fjäderåtergång, medan 35 betecknar en tryckluftbehållare som är ansluten till manövercylindern 32 via ventilen 3U. Transportskruven 25 drivs av en roterande elektrisk motor 30', som uppbära av ett flertal hjul 36 på sådant sätt, att motorn 30' har rörelsefrihet i axiell led. Vid det visade

Claims (6)

'35 10 5 449 391 kontaktläget hos relät 29 utövar manövercylindern 32 en axiell kraft på mo- torns 30' stator, varvid skruven 25 underkastas en axiell förflyttning i riktning bort från inloppskanalen 21, vilket innebär att materialtransporten upphör eller reduceras så länge denna förflyttning pågår. Så snart ett nytt hål 28 kommer i sådant läge att fotodioden och lysdioden kan samverka, rever- seras kolvrörelsen i manövercylindern 32 och denna bidrar till att transpor- tera den från matarfickan 2H lämnade kol-vattenblandningen till inloppskana- len 21. En pumpanordning enligt uppfinningen kan utföras i många varianter förutom de ovan beskrivna. Således kan t ex en variant tänkas som endast skiljer sig från de ovan beskrivna genom att inloppskanalen 21 är utförd med betydligt större tangentiell utsträckning närmast rotorkroppen 1, t ex med en utsträck- ning som i stället för att motsvara 600 motsvarar 1000 eller mera. Visserli- gen kommer i ett dylikt fall den hydrauliska förbindelsen mellan rotorkroppens kanaler och inloppskanalen att alltid ha ett totalt tvärsnitt som är större än tvärsnittet hos var och en av kanalerna 5, 6, 7 och 8, men eftersom massans förmåga att förflytta sig i sidled kan vara otillräcklig, kan det vara lämp- ligt att avgränsa matníngsíntervallen lika mycket som hos de i samband med rig 5 och 6 beskrivna anordningarna. Om man vill fördela den pumpade massan på två utgående rörledningar, kan man utföra vart och ett av ledorganen lä och 15 med fyra, i tangentiell led jämnt fördelade kanaler, varvid de båda utloppskanalerna - i likhet med ínloppskanal- erna - är anordnade med 1800 avstånd från varandra. - PÅTENTKRÅV

1. Pumpanordning avsedd för pumpning av en blandning av grovkornigt mate- rial och vätska och innehållande en rotorkropp (1), vars längdaxel (2) för- löper mellan en första (3) och en andra (Ä) ändyta och sammanfaller med rotationsaxeln, en drivanordning (20) anordnad att ge nämnda rotorkropp (1) en roterande rörelse, en hjälppump (19) för ett tryckmedel, ett första stillastående ledorgan (lä) och ett andra stillastående ledorgan (15), ett flertal i huvudsak cirkulärcylindriska, i nämnda rotorkropp (1) anordnade urborrningar (5, 6, 7, 8), vilka var och en förlöper mellan nämnda ändytor och utmynnar vid dessa, samt ett flertal kolvorgan (9), varvid nämnda ur- borrningar innehåller var sitt kolvorgan (9), under det att varje kolvorgan (9) är utfört med ett mot nämnda första ledorgan (1U) vettande motorkolvparti (10) och ett mot nämnda andra ledorgan (15) vettande pumpkolvparti (11), under det att nämnda första ledorgan (14) ligger an mot nämnda första ändyta, 449 591 och nämnda andra ledorgan (15) ligger an mot nämnda andra ändyta, varvid _ vart och ett av nämnda ledorgan är försett med minst ett kanalpar bestående av en inloppskanal och en utloppskanal, under det att minst ett dylikt kanalpar (17, 18) hos nämnda första ledorgan är anslutet till nämnda hjälp- pump (19), medan minst ett dylikt kanalpar (21, 22) hos nämnda andra ledorgan (15) är anordnat att kunna anslutas till en inloppsledning och utloppsled- ning för en av nämnda pumpanordning pumpad massa, under det att var och en av nämnda första ledorgans kanaler (17, 18) är anordnad att i något rotations- vinkelområde för nämnda rotorkropp (1) stå i trycköverförande förbindelse med en motsvarande kanal hos nämnda andra ledorgan via nämnda urborrningar (5, 6, 7, 8), k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda rotorkropp (1) i huvudsak är utformad som en avkortad kon, varvid den radiella utsträckningen av nämnda andra ändyta (U) är större än den radiella utsträckningen av nämnda första ändyta (3), och nämnda urborrningar (5, 6, 7, 8) är snedställda i för- hållande tillnämnda längdaxel (2) och konvergerar i riktning mot nämnda första ändyta (3), under det att nämnda inloppskanal(er) och nämnda utloppskanal(er) är lineära och var och en anordnad att vid ett visst vinkelläge hos nämnda rotorkropp ligga i linje med en av nämnda urborrningar.

2. Pumpanordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda rotorkropp vid nämnda andra ändyta (U) är försedd med en axel- tapp (13), och att nämnda andra lcdorgan (15) har en genomgående cylindrisk öppning (15'), vars axiclla mittlinje sammanfaller med nämnda längdaxel (2), varvid nämnda axeltapp (13) är lagrad i nämnda cylindriska öppning (15').

3. Pumpanordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att en i nämnda andra ledorgan (15) utformad inloppskanal (21) för pumpad massa är ansluten till ett transportrör (23), som via en öppning i rörväggen är anordnat i hydraulisk förbindelse med en ovanför transportröret anordnad matningsficka (2U), under det att transportröret (23) innehåller en vid nämnda öppning i rörväggen anordnad transportskruv (25), som med sin ena ände är införd i nämnda inloppskanal (21).

4. H. Pumpanordning enligt patentkrav 3, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda transportskruv (25) är försedd med medel (31, 32) för reduktion eller upphörande av skruvens transportverkan på sådant sätt att nämnda re- duktion eller upphörande inträffar under ett flertal tidsintervall under varje varv av nämnda rotorkropp, varvid nämnda medel (31, 32) är förreglat med rotorkroppens (1) rörelse på sådant sätt att nämnda reduktion inleds vid överskridande av ett visst tangentiellt avstånd mellan en av nämnda urborr- '1 449 591 7 ningar (5, 6, 7, 8) och mittlinjen (21') hos den 1 nämnda andra leaorgan ' befintliga ïnïöppskanalen (21), och upphör så snart det tangentiella av- ståndet mellan nämnda inloppskanals mittlinje (21') och den närmaste av nämnda urborrninsar (5, 6, 7, 8) har minskat till ett visst värde.

5. Pumpanordning enligt patentkrav U, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda transportskruv (25) är hopkopplad med axeln hos en elektrisk motor (30'), under det att motorns stator är anordnad med rörelsefrihet i transportskruvens längdriktning och mekaniskt hopkopplad med ett drivsystem (32) för fram- och tillbakagående lineär rörelse.

6. Pumpanordning enligt patentkrav L k ä n n e t e c k n a d därav, att nämda ledorgan är försedd med två kanalpar, varvid de båda utloppskanal- erna - i likhet med de båda ínloppskanalerna - är anordnade med 1800 avstånd från varandra.