SE456028B - Ringformig vetskepump med konisk eller cylindrisk portdel - Google Patents

Description

25k 456 028 för att forma en mångfald gaspumpkammare, där varje kammare är avgränsad av (1) tvá angränsande rotorblad, (2) den an- gränsande delen av rotornavet eller den koniska portdelen och (3) den-närliggande delen av den inre ytan på vätskeringen.

Pà grund av att rotorn är excentrisk till huset, varierar dessa pumpkammare i storlek cykliskt allt eftersom rotorn vrider sig. På den sida av pumpen, där rotorbladen diverge- rar från huset, expanderar pumpkamrarna. Detta är insugnings- zonen för gas pá pumpen och därför är insugningsportarna pla- cerade sà att de står i förbindelse med pumpkamrarna i denna zon. På den sida i pumpen där rotorbladen konvergerar mot huset är pumpkamrarna kontrakterande . Detta är pumpens gas- ' kompressionszon och avtappningsportarna är därför placerade så att de står i förbindelse med pumpkamrarna i denna zon.

Ringformiga vätskepumpar är normalt konstruerade för att ge_ ett speciellt kompressionsförhàllande eller arbeta inom ett relativt begränsat omrâde för kompressionsförhállanden under utsträckta tidsperioder. Då en ringformig vätskepump utsätts för onormala driftsvillkor, kan effekten för att driva pumpen öka väsentligt. När till exempel en ringformig vätskepump startas och kompressionsförhàllandet är lägre än normalt, kan mycket höga tryck förekomma i kompressionszonen för pumpen framför avtappningsporten. Denna överkompression av den gas, som pumpas, ökar effekten för att driva pumpen tills det nor- mala kompressionsförhàllandet har uppnåtts. För att möta dessa tillfälliga, förhöjda effektbehov måste pumpen vara försedd med en motor, som är kraftigare än vad som i annat fall skulle vara nödvändigt. Detta är oekonomiskt och det är utan tvivel önskvärt att minimera den storlek, till vilken effektbehoven ökar under onormala driftförhâllanden.

Vid konstruktionen av ringformiga vätskepumpar mäste man också ta hänsyn till att ju högre kompressionsförhállanden som pum- pen är konstruerad för att åstadkomma, desto känsligare blir 456 028 pumpen för onormala driftförhållanden. Det förhåller sig nor- malt så att om en ringformig vätskepump är konstruerad för att ge ett mycket högt kompressionsförhållande, är den dtsatt för mycket allvarliga överkompressionsproblem vid lägre än normalt förekommande kompressionsförhållanden. På liknande sätt kan, vanligtvis inte en ringformig vätskepump ge höga kompressions- förhållanden över huvud taget, såvida den inte är konstruerad för att ge ett högt kompressionsförhållande (i vilket fall den normalt arbetar mindre effektivt vid lägre kompressionsförhàl- landen.) Ännu ett annat utmärkande drag för ringformiga vätskepumpar, speciellt för sådana som är konstruerade för drift vid rela- tivt låga hastigheter och låga kompressionsförhållanden, är att sådana pumpar kan uppvisa instabilitet, som är tydligt märkbar genom häftiga vibrationer och oförmåga att pumpa, då de utsätts för kompressionsförhållanden som är högre än det kompressionsförhållande som de är konstruerade för. Detta för- hållande kan förbättras genom att öka flödet av pumpande vät- ska. Men denna metod att angripa problemet ökar vanligtvis driftskostnaderna och flyttar endast den arbetspunkt, där pum- pen blir instabil.

Med hänvisning till vad som ovan beskrivits är avsikten med den- na uppfinning att förbättra ringformiga vätskepumpar av ovan beskriven typ.

Ett annat syfte med denna uppfinning är att åstadkomma ring- formiga vätskepumpar av ovan beskriven typ, vilka arbetar ef- fektivt inom relativt breda kompressionsomràden.

Ytterligare ett syfte med denna uppfinning är att åstadkomma ringformiga vätskepumpar av ovan beskriven typ, vilka är kapab- la att ge relativt höga kompressionsförhàllanden utan besväran- de ineffektivitet vid lägre kompressionsförhållanden. 4se*o2s _ ännu ett annat syfte med dennafuppfinning är att öka stabili- y teten i funktionen hos ringformiga vätskepumpar av ovan be- i' skriven typ utan attjöka takten med vilkenvätska måste till'- föras pumpen. Ännu ytterligare ett syfte med denna uppfinning är att öka effektiviteten hos ringformiga pumpar av ovan beskriven typ genom att tillåta drift vid lägre hastigheter med reduterad risk för instabilitet. ' Ännu ett annat syfte med denna uppfinning är att reducera stor- leken av åtqângen av pumpande vätska i ringformiga vätskepum- par av den typ som beskrivits här ovan. 456 028 Sammandrag av uppfinningen För att uppnå de i det föregående omnämnda syftena utnyttjas en känd konstruktion som beskrives i ingressen till efter- följande huvudkrav. Nämnda konstruktion_förses med arrangemang som anges i de kännetecknande delarna i efterföljande patent- krav.

Fler kännetecken för uppfinningen, dess beskaffenhet och olika företräden förstås bättre med hjälp av bifogade rit- ningar och följande detaljerade beskrivning av uppfinningen.

Kort beskrivning av ritningarna Fig. 1 är en planvy av en dubbeländad ringformig vätske- pump, konstruerad i enlighet med principerna för denna uppfinning.

Fig. 2 är en sidovy av den vänstra sidan av pumpen,som visas i Fig. 1. ' Fig. 3 är en partiell, genomskuren vy, tagen längs lin- jen 3-3 i Fig.. 1. ' Pig. 4 är en sidovy, delvis i genomskärning av den väns- tra huvuddelen av pumpen,som visas i Fig. 1.

Fig. 5 är en genomskuren vy, tagen längs linjen 5-5 i Fig. 4 Fig. 6 är en sidovy av den motsatta sidan av huvuddelen, visad i Fig. 4.

Fig. 7 är en genomskuren vy, tagen längs linjen 7-7 i Fig. 6.

Fig. 8 är en genomskuren vy, tagen längs linjen 8-8 i Fig. 4 .456 028 i är en genomskuren vy, tagen längs linjen 9-9 i Pig.. 9 Fig. 4.

Fig. 10 är en ändvy av portdelen, förbunden med huvuddelen, 'som visas i Fig 4. Denna vy är tagen i samma rikt- ning som Fig.'4. _ _ Pig. 11 är en genomskuren vy, tagen längs linjen 11-ll i Fig. 10.

Fig. 12 är en ändvy av den motsatta änden av portdelen,som visas i Fig. 10.

Fig. 13 och 14 är genomskurna vyer, tagna längs linjerna 13-13 resp 14-14 i Fig. 10.

Fig. 15 är en genomskuren vy, tagen längs linjen 15-15 i Fig. 3 med en del av ändskivan på rotorn bortskuren Fig. 16_ är en förenklad genomskuren sidovy av portdelen, samma som visas i Fig. 10, men illustrerande ett al- ternativt utförande av uppfinningen.

Fig. 17 är en delvy .liknande den i Fig. 16 och visande ett annat möjligt kännetecknande utförande av anordningen i enlighet med uppfinningen.

Fig. 18 är en vy liknande den i Pig. 17 visande ytterligare ett annat kännetecknande utförande av anordningen i enlighet med uppfinningen.

Detaljerad beskrivning av uppfinningen Sá som visas i Pig. 1-3 består den illustrerade ringformiga vätskepumpen 10 av ett cylindriskt hus 12, som har två huvuden l4a och 14b pá motsatta sidor av huset 12. Eftersom de två ändarna på pumpen väsentligen är två spegelbilder av varandra kommer endast den vänstra sidan av pumpen, så som den illustre- ras i Fig. 1, att visas och beskrivas detaljerat här nedan.

Varje huvud 14a, 14b har ett pumpinlopp 16a resp 16b. Varje huvud 14a, 14b har även ett primärt pumputlopp l8a resp l8b 'och ett alternativt pumputlopp 18x resp 18y. 456 028 I allmänhet kan endera utloppet användas i varje huvud, där det utlopp väljes som är lämpligt för användarens anpassning. Det utlopp som - Gas, som skall pumpas, Sedan gasen inte används täcks med en täckplåt. tillförs inloppen 16 via ledningar (icke visade). komprimerats medelst pumpen, gär den ut via utlopp 18 och förs bort medelst andra ledningar (heller icke visade).

Axel 20är_ monterad excentriskt för rotation i hus 12. Med andra ord: rotationscentrum för axel 20 är parallell med, men lateralt skild från centrumaxeln för det cylindriska huset 12. Axel 20 passerar genom vardera huvudet 14 och är lagrad för rotation i lagerhuset 22, som är fästade vid huvudena. Axel 20 roterar med hjälp av pumpmotor (icke visad) i den riktning som pilen 50 indikerar.

Fast monterad pá axel 20 inuti hus 12 finns en rotor 30, som har en mångfald blad 32, vilka sträcker sig radiellt utåt från nav 34. Sidovyn i tvärsnitt av varje blad och det typiska peri- feriutrymmet för bladen runt rotornavet illustreras i Fig. 15.

Fastän bladen 32 är fästade nära sina yttre spetsar, kan man tänka sig dem som väsentligen plana, då planet pà varje blad är parallellt med det tänkta centrumet pá axeln 20.

Bladen 32 är väsentligen längre, sedda parallellt med axeln 20 än navet 34. Bladen 32 är delade i två halvor på längden och tillika uppstyvade medelst en ringformig cirkulär vägg 36,vil- ken sträcker sigxadiellt utåt från navet 34 hela vägen till de yttre spetsarna på bladen. Varje halva pà varje blad har tre längsgående delar: En första del 32a, där bladet står i förbin- delse med navet 34; en andra del 32b, där bladet är radiellt skilt från axel 20 och utan någon som helst förbindelse med an- gränsande blad och en tredje del 32c, där bladet också är ra- diellt skilt från axel 20 men förbundet med den ringformiga änd- skivan 38. Den ringformiga ändskivan 38 är en väsentligen plant 456 028 _ yoroidformad eller skivformad del, vilken sträcker sig fràn en inre cirkel omedelbart angränsande till portdelen 40 (be- skriven här nedan) till en yttre cirkel,_angränsande till de yttre spetsarna på bladen 32. Ändskiva 38 styvar upp de i an- _nat fall icke understödda bladändarna 32 och stänger också till ändarna på gaspumpkamrarna, formade mellan angränsande blad. underförstås att det finns en ändskiva 38 vid varje ände på Fastän endast en ände av rotor 30 är synlig i Fig. 3 rotorn.

På grund av att de ovan beskrivna andra och tredje delarna 32b och 32c på varje blad 32 är skilda radiellt från axel_20, är resultatet ett ringformigt utrymme runt axel 20 i anslutning till varje ände på rotorn. En ringformig portdel 40 är fast monterad på var och en av huvuddelarna 14 och skjuter in i detta ringformiga utrymme vid den angränsande änden på rotor . Sålunda är var och en av portdelarna 40 en ringformig kon- struktion som omger den angränsande delen pà axel 20.

En kvantitet av pumpande vätska, som till exempel vatten, be- varas-i hus 12. Pumpande vätska, som gàr förlorad under pro- cessens gång, pàfylles medelst ny pumpande vätska, tillförd pumpen via ledning 24 (Pig. 2) När rotorn vrider sig (i den riktning som indikeras av pilen 50) tar bladen 32 tag i den pumpande vätskan och får den att forma en ringformig ring väsentligen koncentrisk med hus 12. Fastän vätskeringen nor- malt är i mer eller mindre grad turbulent, sä att dess inner- yta är ojämn, är det approximativa läget för denna inneryta representerat genom streckade linjer 52 i Fig. 3. På grund av att rotor 30 är excentrisk i förhållande till huset 12, sträcker sig rotorbladen 32 (vilka alltid gär in i vätskeringen i viss utsträckning) längre in i vätskeringen på den ena si- dan pà pumpen än pá den andra. Detta kan man se i Fig. 3,där det rotorblad 32, som ses nära pumpens botten skjuter längre in i vätskeringen än det rotorblad 32, vilket syns nära pum- pens överdel. _I enlighet härmed expanderar gaspumpkamrarna 456 028 ,på pumpens övre högra sida, så som synes i Fig. 2, i rotor- rotationens riktning. Därför är denna del av pumpen dess in- loppszon för gas. sida minskar i volym i rotorrotationens riktning. Därför är Gaspumpkamrarna pá pumpens undre vänstra denna del av pumpen dess gaskompressionszon.

Sá som framgår av Fig. 3 inkluderar varje portdel 40 en inlopps- port 42, vilken är placerad nära de inre kanterna på rotor- bladsdelarna 32b, angränsande till pumpens inloppszon. Port- -delen 40 definierar också en inloppskanal 44, vilken står i förbindelse med en inloppskanal 64 i det angränsande huvudet 'l4. Inloppskanalen 64 leder till det anslutna pumpinloppet 16. Gas som tillföres pumpinloppet 16 pumpas därför in i pum- pens inloppszon via kanaler 64 och 44 och inloppsporten 42.

Sá som också framgår av Fig. 3 inkluderar varje portdel 40 vidare en utloppsport 46, vilken är placerad nära kanterna pà rotorbladsdelarna 32b, angränsande till pumpens kompressions- zon. Portdelen 40 definierar också en utloppskanal 48, vilken ansluter till en utloppskanal 68 i det angränsande huvudet 14.

Utloppskanal 68 leder till det anslutna pumputloppet 18 (se Pig. 4). Gas som komprimerats av pumpen strömmar därför ut från pumpens kompressionszon via utloppsporten 46 och utlopps- kanalerna 48 och 68.

Den detaljerade utformningen av portdel 40 ses bättre i Pig. -14. Fig. 10 är en ändvy av vänstra portdelen 40, sedd fràn det angränsande huvudet l4a. Fig. 12 är en motsatt ändvy av samma portdel. Gående moturs runt strukturen som visas i Fig. ser vi att inloppskanal 44 upptar approximativt ena hälften av portdelens inre. Inloppsport 42 omspänner huvuddelen av kanal 44. Nästa del av portdelen 40 är ventilations-cirkula- tionskanal 70,vilken står i förbindelse med ventilationsport 72 i den koniska, yttre ytan pâ portdelen. Operationssättet för ventilationsport 72 kommer att beskrivas mer detaljerat här nedan, men man kan här lägga märke till att denna port 72 -10 456 028 är placerad nära de inre kanterna på rotorbladsdelarna 32b, an-- gränsande till en första del av pumpens kompressions;on.Nästa del i portdelen 40 är ventilations-àtercirkulationskanal 74, vilken står i förbindelse med ventilations-återcirkulations4 port 76.- Denna port 76 är placerad nära de inre kanterna pà rotorbladsdelarna 32b, angränsande till en mellandel pá pumpens kompressionszon. Nästa del av portdelen 40 är utloppsport 46 och anslutande utloppskanal 48. Den sista delen av portdelen 40 är pumpvätskekanal 78 för ínföring av pumpande vätska från 'rörledning 24 till en punkt i anslutning till rotornavet för att fylla pà vätskeringen och också för att åstadkomma en gas- tätning på detta ställe i pumpen.

Var och en av portdelens kanaler 44, 70, 74, 48 och 78 är full- ständigt avskild från de andra kanalerna i portdelen 40. Var och en av dessa kanaler har förbindelse med en motsvarande ka- nal i det angränsande huvudet l4. Fig. 6 visar sidan på port- delen pà huvudet l4a, vilken sida är avsedd för anslutning till portdelen 40, visad i Pig. 10-14. Gående medurs runt den cen- trala delen av strukturen visad i Fig. 6 är inloppskanal 64 konstruerad för att stå i förbindelse med inloppskanal 44 i portdelen 40. Ventilationskanal 80 är konstruerad för att stå i förbindelse med ventilationskanal 70 i portdelen 40. Ventila- tions-átercirkulationskanal 84 är konstruerad för att stå i förbindelse med ventilations-àtercirkulationskanal 74 i port- delen 40. delse med utloppskanal 48 i portdelen 40. de vätska är konstruerad för att stà i förbindelse med kanal Utloppskanal 68 är konstruerad för att stå i förbin- Kanal 88 för pumpan- .78, som skall pumpa vätska in genom portdelen 40.

Vad nu beträffar arrangemanget av kanaler i portdelen l4a kan inloppskanal 64, som ses ritad med streckade linjer i Fig. 4 vara en relativt stor halvcylindrisk kammare, vilken står i för- bindelse med pumpinloppet 16a pà pumpens överdel (se även Pig. 3 och 8). linjer i Pig. 4, så som en stympad, kilformad-kammare, vilken Ventilationskanal 80 ses ocksâ, ritad med streckade so 11 456 028 leder till backventilenheten 90(se Fig.7 och 9). Backventil-.9 enheten 90 inkluderar backventil 92 av kulventil-typ mellan ventilationskanal 80 och ventilations-àtercirkulationskana1 -84. Då trycket i ventilationskanal 80 är högre än trycket "i ventilations-àtercirkulationskana1 84, öppnar backventil 92 för att tillåta vätska att strömma från kanal 80 till ka- nal 84. Dä trycket i ventilationskanal 80 inte är högre än trycket i venti1ations-ätercirkulationskanal 84, förblir backventil 92 stängd och stänger därigenom effektivt venti- lationsport 72. 'Backventilsenheten 90 har en avtagbar täck- platta 94 för att underlätta underhåll av backventil 92. Ru- lan i backventilen är styrd av tre parallella stift 96 (av vilka endast tvâ syns i Fig. 9), vilka är monterade på täck- platta 94 och vilka sluttar nedåt bort från täckplattan mot väggen mellan kanalerna 80 och 84. Ett eller fleia extra horisontella stift 98 är monterade pà väggen mellan kanaler- na 80 och 84 för att temporärt stödja kulan i backventilen under demontering eller utbyte av täckplatta 94.

Ventilations-átercirkulationskanal 84 ses också ritad med streckade linjer i Pig. 4. Den del av kanal 84, som är när- mast portdelen 40 är en annan stympad, kilformig kammare,vil- ken står i förbindelse med den nedre delen av backventilsen- heten 90 (se även Fig. 9). Nedanför backventilsenheten 90 gär ventilations-àtercirkulationskanal 84 vertikalt nedåt och har ett ungefär kvadratiskt tvärsnitt, vilket kan ses i Pig. 5 (se även Pig. 9). I närheten av pumpens botten gör ventilations-àtercirkulationskana1 84 en rätvinklig krök och löper horisontellt tvärs pumpen (se Fig.4, 5 och 8).Vid pumpens högra sida, vilket kan ses i Pig. 4, leder ventila- tions-àtercirkulationskanal 84 ut i bottnen pà en pumpsump 100, utformad i huvuddelen 14 till höger om flänsplatta 102.

Pumpsump 100 står i förbindelse med utloppskanal 68 och är avsedd att samla och hålla kvar åtminstone något av pumpvät- skan, vilken normalt har följt med ut fràn vätskeringen nun-ann 456 028 12 .tillsammans med den komprimerade gasen. Fastän förhållandena i utloppskanal 68 och pumpsump 100 normalt är mycket turbu- lenta, så att gränsen mellan vätska- och gasfaserna är dä- ligt definierade, står ventilations-återcirkulationskanal 84 i förbindelse med pumpsump 100 pä-ett ställe, som åtmin- stone nominellt är under den normala nivån för pumpvätska i pumpsumpen. Man bör lägga märke till att flänsplatta 102 inte passerar genom ventilations-átercirkulationskanal 84.

Utloppskanal 68 syns_tyd1igt både med streckade linjer och heldragna linjer i Fig. 4. Kanaldelen 68 till höger om fläns- platta 102 som ses i Fig. 4 står i förbindelse med pumpsump 100 så som nämnts här ovan. Till vänster om flänsplatta 102 står kanal 68 i förbindelse med pumputloppet l8a eller alternativt med pumputloppet l8x.

Kanalen 88 för pumpande vätska syns också med streckade lin- jer i Fig. 4 och är en annan stympad, kilformad kammare,vil- ken står i förbindelse med försörjningsledning 24 för pumpande vätska.

Pumpens arbetsskede under olika operationsförhállanden skall nu beskrivas. Vid kompressionsförhållanden under det av- sedda kompressionsförhállandet för den slutliga utloppspor- ten går gas in i pumpen via pumpinlopp 16 och strömmar genom kanalerna 64 och 44 in i rotor 30 i pumpens inloppszon. Pà- fyllnadsströmmen av pumpande vätska strömmar från ledning 24 genom kanalerna 88 och 78 runt den smala änden på den ko- niska portdelen 40 och in i vätskeringen via den gaspumpan- de kammaren, utformad mellan angränsande par rotorblad 32.

Pâ grund av att det totala kompressionsförhàllandet antas vara lagt, när gasen pumpens slutliga utloppstryck strax ef- ter inträdet i pumpens kompressionszon. I enlighet härmed går en del av gasen ut från rotorn via ventilationsport 72 och strömmar genom kanalerna 70 och 80, genom backventil 92 och in'i kanal-84.' Från kanal 84 strömmar denna gas genom 456 028 13 pumpsump 100 och utloppskanal ÉB till pumpens utlopp 18.

Ventilationsport 72 och de därtill anslutna kanalerna för- hindrar det tidiga uppbyggandet av gastryck i pumpens kom- pressionszon vid låga kompressionsförhàllanden Sedan gasen som finns kvar i rotor 30 har passerat ventila- tionsport 72, når densamma åter pumpens slutliga utloppstryck i anslutning till ventilations-àtercirkulationsport 76. I enlighet härmed strömmar ytterligare en viss portion gas ut från rotorn via ventilations-àtercirkulationsport 76 och, strömmar genom kanal 74 för att förena sig med det ovan be- skrivna flödet av gas i kanal 84. Ventilations-àtercirkula- tionsport 76 och de anslutna kanalerna avlastar därför den tidiga uppbyggnaden av gastryck i pumpens kompressionszon ~ vid låga kompressionsförhàllanden.

Den slutliga delen av gas i rotor 30 däremot när det slutliga utloppstrycket för pumpen i anslutning till utloppsport 46.

I enlighet härmed går den slutliga delen av gasen (och li- tet pumpande vätska) ut fràn rotorn via utloppsport 46.Detta flöde strömmar genom kanalerna 48 och 68 och går ut från pumpen via pumputloppet 18.

Vid något högre men fortfarande medelhöga kompressionsför- hàllanden när inte gasen pumpens slutliga utloppstryck förrän efteïpasserandet av ventilationsport 72. I enlighet härmed är gastrycket i kanal BO mindre än trycket i kanal 84 och backventil 92 är stängd. Ventilationsport 72 är därför ef- fektivt stängd. Gasen när därför pumpens slutliga utlopps- tryck_i anslutning till venti1ations-àtercirkulationsport 76. Därför går en del gas ut från rotor 30 via ventilations- àtercirkulationsport 76. Denna gas strömmar genom kanalerna 74 och 84, genom pumpsump 100 och in i kanal 68, vilken för den till pumputlopp 18. Ventilations-átercirkulationsport 76 och de därtill anslutna kanalerna fungerar därför som en ventilation för att lindra tidig uppbyggnad av gastryck i 456 028 « _ 14 pumpen då denna arbetar vid medelhöga kompressionsförhàl- landen.

Den gas som finns kvar i rotor 30 sedan den passerat venti-- lations-återcirkulationsport 76 när åter det slutliga ut- loppstrycketi.pumpen i anslutning till utloppsport 46. Som följd härav gàr återstoden av gasen (och litet pumpande vät- ska) ut fràn rotor 30 via utloppsport 46. Detta flöde ström- mar till pumputlopp 18 via kanalerna 48 och 68.

Vid de högsta kompressionsförhállanden, som är uppnáeliga medelst pumpen,nár inte gasen i rotor 30 det slutliga utlopps- trycket i pumpen förrän efter passagen av både ventilations- port 72 och venti1ations-âtercirkulationsport 76. Sålunda hàlles backventil 92 även här stängd genom det faktum att trycket i kanalerna 70 och 80 är lägre än trycket i kanal 84.

Om gastrycket i rotor 30 i anslutning till ventilations-àter- cirkulationsport 76 nästan är lika med det slutliga utlopps- trycket, kommer det att vara ringa eller inget vätskeflöde i fiàgondera riktningen i kanalerna 74 çch 84¿ Under dessa förhållanden tenderar vätskeflödet i dessa kanaler att vara reducerat eller undertryckt pà grund av hög procentsats pumpande vätska i dessa kanaler och i pumpsump 100. Å andra sidan, om gastrycket i rotor 30 i anslutning till ventila- tions-ätercirkulationsport 76 är väsentligen lägre än det slutliga utloppstrycket, kommer en blandning av gas och pumpande vätska att strömma fràn utloppskanal 68 och pump- sump 100 tillbaka in i rotor 30 via kanalerna 84 och 74 och ventilations-àtercirkulationsport 76. Fastän återcirkula- tionsflödet på detta sätt inducerat i pumpen, normalt inne- håller litet gas, innehåller det också normalt en signifi- kant procentsats pumpande vätska på grund av anslutningen av kanal 84 till bottnen på pumpsump 100. Därför verkar ventilations-àtercirkulationsport 76 och de anslutna W 456 Û28 kanalerna för att automatiskt öka volymen av vätskeringen,dà ' pumpen när höga kompressionsförhàllanden. Detta vidgar pum- u pens operationsomràde till kompressionsförhàllanden väsent- ligt högre än vad som annars skulle vara möjligt att uppnå.

Atercirkulation av pumpande vätska i pumpen hjälper till att minska nödvändigheten av ett stort vätskeflöde av inpumpande tillsatsvätska. Det faktum att volymen gas i det recirkulera- de vätskeflödet är reducerad till en bråkdel av pumpande vät- ska i detta flöde, reduceras ineffektiviteten, förbunden med recirkulerande gas i en ringformig vätskepump.

Av det föregående framgår att denna uppfinning i hög grad vid- gar området för kompressionsförhállanden, över vilket en ko- niskt eller cylindriskt portad ringformig vätskepump kan ut- föras för att operera effektivt. Vid låga och medelhöga kom- pressionsförhållanden förhindrar ventilationsport 72 och/eller ventilations-àtercirkulationsport 76 onödig överkompression av gas i pumpens rotor, vilket därigenom reducerar den effekt som erfordras för att driva pumpen vid dessa kompressionsför- hállanden. Vid högre kompressionsförhàllanden är ventilations- port 72 stängd och ventilations-àtercirkulationsport 76 är också antingen effektivt stängd eller àtercirkulerar ett flö- de innehàllanden en hög halt pumpande vätska och utvidgar därigenom pumpens operationsomràde till kompressionsförhàllan- den, som är väsentligen större än vad som annars skulle kunna uppnås.

Föreliggande uppfinning möjliggör också för ringformiga vät- skepumpar, försedda med koniska eller cylindriska portar,att bättre reagera för variationer i driftsförhàllandena. Om till exempel tillströmningen av gas till pumpen plötsligt ökar eller om en kraftig stöt av vätska plötsligt kommer in i pum- pen via pumpinlopp 16, börjar ventilationsport 72 och/eller venti1ations-àtercirkulationsport 76 omedelbart och automa- tiskt att avlufta rotor 30 för att förhindra överkompression ' i pumpen. 456 028 1§ 'Om så önskas kan ventilationsport 72 och anslutna kanaler 70 och 80 och backventilsenheten 90 uteslutas så som visas i Fig.-16¿ densamma som visas-och beskrivs här ovan, med undantag av att I alla andra avseenden kan pumpen i Pig. 16 vara den inte kommer att ha den tidiga avluftningenj som ombesör- jes av ventilationsport 72 och anslutna delar.

Ventilations-àtercirkulationsport 76 kan vara försedd med munstycksprofil så som visas i Pig; 17. Denna munstyckspro- fil är jämnt konvergent i den gynsamma eller inátriktade strömningsriktningen och är skarpkantad i den ogynnsamma el- ler utåtriktade strömningsriktningen. Denna profil gynnar in- åtriktat flöde (dvs ventilering) och hämmar något. utåtrik- tat flöde (dvs àtercirkulation). att port 76, vilken har fast storlek, åstadkommer en större Detta kan vara önskvärt,sá volym ventilationsflöde än átercirkulationsflödei Ventilations-átercirkulationsport 76 kan vara vinklad rela- tivt den angränsande radiella axeln 110 på pumpen så som vi- sas i Fig. 18. Speciellt är ventilations-àtercirkulations- port 76 avvinklad i rotorns rotationsriktning frán kanal 74 mot den angränsande delen pà rotor 30. Detta ger det åter- cirkulerade flödet, som går in till rotor 30 via port 76 en hastighetskomponent parallell med rörelseriktningen för de angränsande rotorbladen 32. Detta reducerar i sin tur ener- giförluster i pumpen beroende på omriktning av flödet av åter- cirkulerat flöde så att detta är parallellt med rörelserikt- ningen för de angränsande rotorbladen.

Det tas för givet, att anordningarna som visats och beskrivits här ovan endast är belysande för principerna för denna upp- finning och att olika modifikationer kan genomföras av fack- män inom området utan att fràngá idén och andemeningen i upp- finningen. Fastän till exempel den pump som visats och be- skrivits här ovan är dubbeländad, är det självklart att en H1 17 -456 028 ensidig pump skulle kunna konstrueras genom att eliminera den ena av de två halvorna på den dubbeländade pumpen. Lika- så är det självklart, afit fastän den pump, som visats och be- skrivits här ovan har koniska portdelar, fackteknikei inser atfi pumpen alternativt skulle kunna konstrueras med cylind- riska portdelar pà samma sätt som beskrivits i detalj här ovan.

Claims (1)

1. 0 15 20 25 30 35 456 028 (8 PATENTKRAV l. Ringformig vätskepump med ett longitudinellt, ring- formigt hus (12) en vridbar axel (20), som har sitt longitudinella axelcentrum parallellt med det longi- tudinella axelcentrummet i huset (12), där axeln (20) är excentriskt monterad i huset (12), än rotor (30), som är fast monterad på axeln (20) och innefat- tande en mångfald blad (32) som sträcker sig radiellt utåt från axeln (20) i plan väsentligen parallella med det longitudinella axelcentrummet för axeln (20), där varje blad har en första (32a), en andra (32b) och en tredje (32c) del, vilka är skilda från varandra i axelns (20) längsled, varvid varje blad (32) är förbundet med axeln (20) i angränsning till den första delen (32a) och är radiellt skilt från axeln (20) i angränsning till den andra (32b) och den tredje (32c) delen, en plan toroidal skivdel (38), som förbinder de tredje delarna (32c) till alla bladen (32), en ringformig portdel (40) anordnad runt axeln (20), vilken portdel (40) sträcker sig in i det ringformiga utrymmet mellan axeln (20) och den andra (32b) och den tredje (32c) delen pà bladen och vilken portdel (40) har en omkretsyta, som är nära motstàende de inre kanterna till bladens (32) andra del (32b), varvid portdelen (40) innehåller en första (42), en andra (46) öppning, som är angrän- sande till bladens andra delar (32b), vilken första öppning (42), âr en inloppsport för att släppa in gas till rotorn (30) i en inloppszon på pumpen och _vilken andra öppning (46) som är en utloppsport för att ta emot gas som strömmar ut från rotorn (30) in i pumpens kompressionszon, ett huvud (14) förbundet med portdelen (40) utanför rotorn (30), vilket innehåller en pumpinloppsledning (l6a), som ger tillträde för gas som skall pumpas, vilket inne- häller en pumpavloppsledning (l8a) för avtappning 10 15 20 25 30 35 456 028 ' N av gas som pumpats av pumpen och vilket innehåller ett sumputrymme (100) för att normalt bibehålla en viss mängd pumpande vätska i huvudet, varvid pumpinloppsledningen (l6a), pumputloppsledningen (l8a) och sumputrymmet (100) är axiellt belägna på sidan om den toroidala skivan (38) och då på den sida som saknar blad (32) och varvid portdelen (40) och huvudet (14) vidare tillsammans innehåller en första ledning (64,44) mellan pumpinloppet (16) och inloppsporten (42), en andra ledning (68,48) mellan utloppsporten (46) och pumputloppet (18), vilken den andra ledningen står i förbindelse med sumputrymmet (100) över den normala nivån för pum- pande vätska i sumputrymmet, k ä n n e t e c k - n a d därav, att portdelen (40) har en tredje öppning (76), som är belägen i närheten av de andra delarna (32b) till bladen (32), som är ventilations-återcir- kulationsport och som är belägen efter inloppsporten (42) men före utloppsporten (46) i rotorns (30) rotationsriktning, att portdelen (40) och huvudet (14) tillsammans bildar en tredje ledning (74,84), som förenar den tredje öppningen (76) och ett ställe i sumputrymmet (100) under den normala nivån för pumpande vätska i sumputrymmet (100) och att samtliga tre-ledningar passera genom det ringformiga utrymmet mellan axeln (20) och den plana skivdelen (38). Anordning enligt patentkrav l, k ä n n e t e c k n a d därav, att portdelen (40) vidare omfattar en fjärde öppning (72) angränsande till den andra delen (32b) av bladen (32), där den .fjärde öppningen är en ventilationsport (72), placerad efter inloppsporten (42) men före ventilations-àter- cirkulationsporten (76) i rotorrotationens riktning, att portdelen (40) och huvudet (14) vidare tillsammans innehåller en fjärde ledning (70,80) mellan ventila- tionsporten (72) och en del av den tredje ledningen s 3. 10 4. 15 5._ zo 456 028 20 (84), som i axiell led är belägen på avstånd från den plana skivdelen (38) på den sida, som saknar blad (32), och att den fjärde ledningen (70.80) passerar separat genom det ringformiga utrymmet mellan axeln (20) och den plana skivan (38). Anordning enligt patentkrav 2, vidare k ä n n e t e c k n a d av, att en backventil (90) finns i den fjärde ledningen (80), vilken ventil tillåter flöde endast från ventilationsporten (72) till den tredje ledningen (74,84), vilken i axiell led är belägen på avstånd från den plana skivdelen f.på den sida som saknar blad (32). Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k - n a d av, att delen av den tredje ledningen (74,84) omedelbart intill ventilations-átercirkulationsporten (76) har en munstycksutformning för att främja flöde in i portdelen (40) frán rotorn (30) och för att förhindra flöde i motsatt riktning. Anordning enligt patentkrav l, k ä n n e t e c k n a d av, att delen av den tredje ledningen (74,84) omedelbart intill ventilations-àter- cirkulationsporten (76) är vinklad i rörelseriktningen för den angränsande delen till rotorn (30).