SE527818C2 - Pump för pumpning av förorenad vätska - Google Patents

Description

25 30 35 527 818 endast kanten mellan skovelns främre kant och ytans udd hos pumphjulets skovel samverkar med nämnda urtagning. Det visas hur nämnda kant hos skoveln möter skärkanten hos urtagningen i en riktning parallell med pumphjulets rotationsriktning.

Närmare bestämt är båda skäreggarna vinkelräta mot pump- hjulets rotationsriktning. I dessa fall behövs en onödigt stor kraft, och därigenom även mycket energi, för att skära det fasta materialet i mindre bitar.

Om det fasta materialet inte skärs upp tillräckligt effektivt i diskreta bitar, utan bitarna har långa oskurna fibrer som fortfarande förbinder dem med varandra, kan det fasta materialet täppa till pumpen på ett till och med allvarligare sätt. Om det fasta materialet är halvskuret, såsom beskrivet, kommer vissa bitar att fastna mellan pump- hjulet och pumphuset och vissa bitar kommer fortfarande att var för stora för att passera från pumphjulets bassängsida förbi pumphjulet. Således kommer detta att göra pumphjulets rotation tung och energiförbrukningen kommer att öka. I värsta fall kommer pumphjulet att fastna helt och hållet och således kan pumpen bli allvarligt skadad. Ett sådant oavsikt- ligt driftsstopp är kostsamt, på grund av kostsamt och besvärligt och oplanerat underhållsarbeteÅ DE l,528,694 visar en pump innefattande ett pump- hjulssäte som uppvisar ett antal urtagningar med olika form och orientering, vilka i samverkan med pumphjulet förbättrar skärverkan. Trots det är fast material med långa fibrer fort- farande ett problem då fibrerna kan trassla in sig i pump- hjulets skovlar, vilket resulterar i en gradvis försämring av pumpens verkningsgrad.

Ett annat sätt att åstadkomma uppskärningen av det fasta materialet visas i US 3,096,7l8. I motsats till urtag- ningar visar nämnda dokument ett pumphjulssäte som uppvisar ett skärblad, vilket har en skarp kant vänd mot pumphjulets skovlar och vilket i samverkan med nämnda skovlar skär upp det fasta materialet. 10 15 20 25 30 35 527 818 GB l,l25,376 och US 5,5l6,26l visar ett antal spår som sträcker sig i en spiralform från en centralt belägen, öppen kanal i pumphjulssätet till detsammas periferi. Funk- tionen hos spåren är, i samverkan med pumphjulets skovlar, att transportera de uppskurna bitarna mot pumphusets yttre vägg och vidare ut ur pumpen tillsammans med den pumpade vätskan. För att säkerställa en korrekt funktion hos spåren måste det fasta materialet ha skurits upp i diskreta bitar.

Annars, om långa fibrer är oskurna och förbinder olika bitar av fast material, kan bitarna transporteras i olika riktning- ar fràn pumphjulssätets centrum, vilket kan förvärra till- täppningen av pumphjulet.

Från US 3,l28,05l framgår att istället för separata urtagningar för uppskärningen av det fasta materialet och separata spår för transporteringen av de uppskurna bitarna bort från och förbi pumphjulet, är det möjligt att kombinera de tvà funktionerna i ett enda element, vilket både uppvisar urtagningens skärkant och den transporterande formen hos spåret.

Inget av de ovannämnda förslagen uppvisar lösningar till nackdelarna, eller diskuterar problemet över huvud taget, som hänför sig till möjligheten att skära långa fibrer.

Sökandens egna EP l,357,294 visar en pump som utsätts för fast material inkluderat i ofiltrerat avlopps- vatten, men densamma är inte konstruerad att skära upp nämnda fasta materialet. I stället har pumpen ett spår i pumphjuls- sätet för transportering av hela det förorenande ämnet mot pumphusets periferi. Vidare har pumpen en styrpinne, vilkens övre yta sträcker sig hela vägen från pumphjulssätets yta till pumphjulets centrum, och vilkens funktion är att för- länga funktionen hos spåret mot centrum av en öppen kanal i pumphjulssätet. Således finns inga indikationer över huvud taget om hur pålitlig uppskärning av fast material med långa fibrer skall säkerställas. 10 15 20 25 30 527 818 Vidare används dränkbara pumpar för att pumpa vätska från bassänger som är svåra att nå för underhåll och pumparna är ofta i drift under långa perioder, inte sällan upp till 12 timmar per dag eller mer. Därför är det högst önskvärt att tillhandahålla en pump med lång livslängd.

Sammanfattning av uppfinningen Den föreliggande uppfinningen siktar på att un- danröja förutnämnda nackdelar hos tidigare kända pumpar, och att tillhandahålla en förbättrad pump. Ett primärt syfte med den föreliggande uppfinningen är att tillhandahålla en för- bättrad pump av inledningsvis definierat slag med hänsyn till effektiviteten att skära upp fast material och energin som krävs därför. Det är ett annat syfte med den föreliggande uppfinningen att tillhandahålla en pump som på ett pålitligt sätt klarar av att skära upp fast material med långa fibrer.

Det är ytterligare ett syfte med den föreliggande uppfin- ningen att tillhandahålla en pump med en förlängd livslängd, tack vare minskad energikonsumtion vid skärning. Ytterligare. ett syfte med den föreliggande uppfinningen är att tillhanda- hålla en pump, vilken enkelt kan förändras för att passa ändrade förhållanden i vilka pumpen verkar.

Enligt uppfinningen nås åtminstone det primära syftet med hjälp av den inledningsvis definierade pumpen med särdragen definierade i det oberoende kravet. Föredragna utföranden av den föreliggande uppfinningen är vidare defi- nierade i de beroende kraven.

Enligt den föreliggande uppfinningen tillhandahålls en pump av inledningsvis definierad typ, vilken är känneteck- nad av att pumpen även innefattar medel för att styra det fasta materialet mot nämnda urtagning, varvid styrmedlet innefattar åtminstone en styrpinne och åtminstone ett ut- språng, varvid en övre yta hos styrpinnen sträcker sig från en position i omedelbar närhet till den innersta delen av 10 15 20 25 30 35 527 818 pumphjulets skovel mot pumphjulssätet, och utsprånget skjuter ut från pumphjulssätet.

Således är den föreliggande uppfinningen baserad på insikten att vikten att styra det fasta materialet mot skär- medel hos pumphjulssätet för att undvika att långa fibrer trasslar in sig runt pumphjulets skovlar.

I ett föredraget utförande av den föreliggande uppfinningen är urtagningens huvudskärkant belägen i en posi- tion radiellt fjärmad från den öppna kanalen och generellt parallellt med pumphjulets rotationsriktning. Detta medför att de skjuvande/skärande krafter som uppstår då skovelns undre kant passerar huvudskärkanten hos urtagningen, reduceras.

Enligt ett föredraget utförande utgörs pumphjuls- sätet av en utbytbar insats. Då ökas möjligheten att ändra pumpen för att passa ändrade villkor, såsom en konsekvens av rådande säsong och den områdestyp från vilken vattnet kommer, avsevärt. Olika insatser kan ha olika antal spår, urtag- ningar, utsprång, etc., och/eller formen hos spåren, urtag- ningarna, utsprången, etc., kan ändras för att passa olika föroreningar med olika struktur. Dessutom kan även pumphjulet bytas ut till ett annat pumphjul med olika antal skovlar och/eller olika form på skovlarna.

Kortfattad beskrivning av ritningarna En mer fullständig förståelse av de ovannämnda och andra särdrag och fördelar hos den föreliggande uppfinningen kommer att framgå från den följande, detaljerade beskriv- ningen av föredragna utföranden tillsammans med de bifogade ritningarna, på vilka: Fig l är en tvärsektionsvy av en pump enligt uppfin- ningen, Fig 2 är en vy ovanifràn av ett pumphjul och en insats, där pumphjulet är skuret, 10 15 20 25 30 35 527 818 6 Fig 3 är en vy underifrån av pumphjulet och insatsen, Fig 4 är en vy ovanifràn av insatsen, och Fig 5 är en perspektivvy underifrån av pumphjulet.

Detaljerad beskrivning av föredragna utföranden av upp: finningen Fig l visar en pump 1 enligt uppfinningen (vissa delar är borttagna, såsom motorn och ett övre hölje). Uppfin- ningen hänför sig till pumpar i allmänhet, men i det besk- rivna utförandet utgörs pumpen av en dränkbar centrifugal- PUmP- Pumpen l innefattar ett pumphus 2 försett med ett pumphjul 3 och ett pumphjulsäte 4. I ett föredraget utförande av den föreliggande uppfinningen utgörs pumphjulssätet 4 av en insats 5 som är lösgörbart förbunden med pumphuset 2 genom att vara beläget i ett säte 6 i pumphuset 2 på ett sådant sätt att insatsen inte kan rotera relativt pumphuset 2. Pump- hjulet 3 är roterbart i pumphuset 2 och är upphängt i en drivaxel (inte visad), som sträcker sig ovanifràn och som är införd i ett hål 7, i ett centralt beläget nav 8 hos pump- hjulet 3, och säkrad med hjälp av en skruv (inte visad) som sträcker sig underifrån genom navet 8.

Hänvisning görs nu även till fig 2. Pumphjulet 3 har åtminstone en skovel 9 som sträcker sig från navet 8 mot pumphjulets 3 periferi. Företrädesvis sträcker sig skoveln 9 i en spiralform. Pumphjulets 3 rotationsriktning är medurs i utförandet visat i fig 2, och skovlarna 9 sträcker sig i motsatt riktning, dvs. moturs. I det visade utförandet har pumphjulet 3 två skovlar 9, vardera sträckande sig ungefär 360° runt navet 8, men det skall påpekas att antalet skovlar 9 och längden hos skovlarna 9 kan variera mycket, för att passa olika vätskor och applikationer.

Insatsen 5 eller pumphjulssätet 4 har en centralt belägen öppen kanal 10 och en övre yta ll. För enkelhets skull betyder termen ”övre yta", såsom används i beskriv- 10 15 20 25 30 35 527 818 ningen såväl som i kraven, hela ytan hos insatsen 5 som är vänd mot vätskan under drift, dvs. både den del som gränsar till den öppna kanalen 10 och den del som är vänd uppåt.

Pumphjulssätet 4 uppvisar företrädesvis åtminstone ett spår 12 i den övre ytan 11, varvid spåret 12 sträcker sig från den öppna kanalen 10 mot pumphjulssätets 4 periferi. Företrädes- vis sträcker sig spåret 12 i en spiralform i en motsatt riktning relativt den för skovlarna 9. Antalet spår 12 och deras form och orientering kan variera mycket, för att passa olika vätskor och applikationer. Funktionen hos spåret 12 är styra de uppskurna bitarna utåt mot pumphusets periferi. Då det fasta materialet skärs upp kommer slam från det fasta materialet att fastna under pumphjulets 3 skovlar 9 och sakna ner pumphjulets 3 rotationsrörelse och till och med stanna densamma. Men spåret 12 bidrar till att hålla skovlarna 9 rena, genom att skrapa bort slammet varje gång skoveln 9 passerar detsamma. Vidare uppvisar pumphjulssätet 4 åtmin- stone en urtagning 13. Funktionen hos urtagningen 13 är att, i samverkan med pumphjulets 3 skovlar 9, skära upp det fasta materialet inkluderat i vätskan som pumpas. Pumphjulets 3 skovlar 9 sveper förbi då pumphjulet 3 roterar och varje gång en skovel 9 sveper förbi en urtagning 13 uppstår en minskande flödesarea genom urtagningen 13. En skärkant 15 hos urtag- ningen 13 utgörs av tvâ huvuddelar, en första del 16 som sträcker sig generellt i en radiell riktning relativt pump- hjulssätet 11, och en andra del 17, eller huvudskärkant, något bàgformad och sträckande sig generellt parallellt med pumphjulets 3 rotationsriktning. Då skoveln 9 sveper förbi urtagningen 13 förflyttar sig eller passerar en undre kant 14 hos skoveln 9 i en vinkel relativt urtagningens 13 skärkant 15. Närmare bestämt upplever det fasta material en skärande rörelse såväl som en skjuvande rörelse. Skoveln 9 når huvud- skärkanten 17 i en riktning inifrån och ut hos pumphjulssätet 4, vilket i en energiförbrukningssynvinkel är mycket bättre än tidigare kända konstruktioner. Såsom kan ses i fig 2 är 10 15 20 25 30 35 527 818 vardera av de tvâ skovlarna 9 i ingrepp med en urtagning 13 åt gången, och de två skovlarna 9 är inte i fas relativt varandra vad avser deras passering av urtagningarna 13, vilket resulterar i en låg energiförbrukning. Formen hos den undre kanten 14, även känd som ytans udd, hos skoveln 9 motsvarar, i axiell riktning, formen hos pumphjulssätets 4 övre yta 11. Det axiella avståndet mellan den undre kanten 14 och den övre ytan bör vara mindre än 1 mm för att få en väl definierad skjuvande/skärande verkan mellan den undre kanten 14 hos skoveln 9 och urtagningens 13 skärkant 15. Företrädes- vis är nämnda avstånd mindre än 0,7 mm och allra helst mindre än 0,5 mm. Samtidigt skall nämnda avstånd vara mer än 0,1 mm och företrädesvis mer än 0,3 mm. Om pumphjulet 3 och pump- hjulssätet 4 är för nära varandra verkar en friktionskraft eller en bromsande kraft på pumphjulets 3 skovlar 9. Kanten på skovlarna 9, som angränsar till navet 8, är skovelns 9 främre kant 21 (se fig 5). Företrädesvis övergår skovelns 9 främre kant 21 till att bli skovelns 9 undre kant 14 i en skarp kant. Den främre kanten 21 är i det visade utförandet belägen direkt ovanför pumphjulssätets 4 öppna kanal 10 och skovelns 9 undre kant 14 är belägen direkt ovanför pumphjuls- sätets 4 övre yta 11.

Det är ett välkänt problem att fasta material med långa fibrer tenderar att trassla in sig bland pumphjulets 3 skovlar 9 och viras runt pumphjulets 3 nav 8. För att säker- ställa att pumpen 1 inte blir igentäppt är densamma anordnad med medel för att styra det fasta materialet mot urtagningen 13. Styrmedlet innefattar àtminstone en styrpinne 18 som sträcker sig från pumphjulssätets 4 övre yta 11, närmare bestämt fràn en del av den övre ytan 11 som är vänd mot den öppna kanalen 10. Styrpinnen 18 sträcker sig generellt i radiell riktning hos pumphjulssätet 4 och är belägen under pumphjulet 3 och uppvisar en övre yta 19, som sträcker sig från en position angränsande till den innersta delen av pump- hjulets 3 skovel 9 mot pumphjulssätets 4 övre yta ll. Närmare 10 15 20 25 30 35 527 818 bestämt är den innersta delen av styrpinnens 18 övre yta 19 belägen ungefär på samma radiella avstånd från pumphjulets 3 centrum som den innersta delen av pumphjulets 3 skovel 9.

Företrädesvis ändar styrpinnens 18 övre yta 19 på ett avstånd från pumphjulssätets 4 övre yta 11. Om styrpinnens 18 övre yta 19 skulle sträcka sig hela vägen ut till pumphjulssätets 4 övre yta 11 skulle densamma styra allt tilltäppande mate- rial mot enbart en urtagning 13 och det skulle endast för- värra tilltäppningen av pumpen 1, vilken då kan fastna helt och hållet. Det axiella avståndet mellan styrpinnens 18 övre yta 19 och skovelns 9 främre kant 21 bör vara mindre än 1 mm.

Dessutom innefattar styrmedlet även åtminstone ett utspràng 20 som sträcker sig från den övre ytan 11 hos pump- hjulssätet 4, närmare bestämt från den del av den övre ytan 0 11 som är vänd mot den öppna kanalen 10. Utsprånget 20 är beläget under pumphjulet 3. Det axiella avståndet mellan utsprånget 20 och skovelns 9 främre kant 21 bör vara mindre än 1 mm. Företrädesvis ändar utsprånget 20 radiellt utanför styrpinnens 18 övre yta 19. Då styrpinnens 18 övre yta 19 ändar radiellt innanför utsprånget 20 kommer densamma att sprida det fasta materialet ungefär jämnt utmed den övre ytan 11 som är vänd mot den öppna kanalen 10, och varje utspràng 20 kommer endast att styra en del av det fasta materialet mot motsvarande urtagning 13. Utsprånget 20 är beläget närligg- ande till och, i pumphjulets 3 rotationsriktning, efter den samverkande urtagningen 13. Om långa fibrer tenderar att viras runt navet 8, då pumphjulet 3 roterar, tvingar styr- pinnens 18 övre yta 19 fibrerna utåt mot utsprånget 20 och urtagningarna 13. Därefter fastnar det fasta materialet på utsprånget 20 och det fasta materialet tvingas utåt in i den närliggande urtagningen 13 för efterföljande uppskärning mellan skovelns 9 undre kant 14 och urtagningens 13 skärkant 15.

Vidare skall det påpekas att det föredragna axiella avståndet mellan å ena sidan styrpinnens 18 övre yta 19 och 10 15 20 25 527 818 10 skovelns 9 främre kant 21, och å andra sidan utsprànget 20 och skovelns 9 främre kant 21, skall vara samma som beskriv- its ovan i samband med det axiella avståndet mellan pump- hjulssätets 4 övre yta ll och skovelns 9 undre kant 14.

Vidare överensstämmer styrpinnens 18 övre yta 19 och ut- språnget 20 med, och är belägna angränsande till den främre kanten 21 hos pumphjulets 3 skovel 9.

Slutligen skall det påpekas att det mest föredragna antalet urtagningar 13, spår 12 och utsprång 20 alla är fem.

Vidare skall pumpen 1 företrädesvis innefatta enbart en styr- pinne 18. Annars skulle den öppna kanalen 10 bli för till- täppt, vilket skulle påverka pumpens l funktion negativt.

Tänkbara modifikationer av uppfinningen Uppfinningen är inte begränsad enbart till utfö- randena beskrivna ovan och visade på ritningarna. Således kan pumpen, eller närmare bestämt pumphjulssätet, modifieras på alla möjliga sätt inom ramen för de bifogade kraven.

Det skall påpekas att antalet skovlar företrädesvis skall skilja sig från, företrädesvis vara fler än, antalet spår och, om det är ett jämnt antal skovlar, skall antalet spår vara udda. Annars kan störningar uppstå. Om exempelvis pumphjulet har två skovlar skall antalet spår vara tre eller fem.

Vidare måste nämnda pumphjul inte hänga i drivaxeln såsom nämnts ovan. Istället kan pumphjulet flyta över pump- hjulssätet på annat lämpligt sätt, exempelvis med hjälp av lager eller liknande.

Claims (14)

10 15 20 25 30 527 818 11 Patentkrav

1. Pump för pumpning av förorenad vätska inkluderande fast material, innefattande ett pumphus (2) försett med ett roter- bart pumphjul (3) med åtminstone en skovel (9) och ett pump- hjulssäte (4), varvid pumphjulssätet (4) uppvisar åtminstone en urtagning (13) i den övre ytan (11) därav, varvid en skjuvande/skärande verkan uppstår mellan en skärkant (15) hos (14) då pumphjulet (3) roterar relativt pumphjulssätet (4), känne- nämnda urtagning (13) och en undre kant hos skoveln (9) tecknad av att pumpen (1) även innefattar medel för att styra det fasta materialet mot nämnda urtagning (13), varvid styr- medlet innefattar åtminstone en styrpinne (18) och åtminstone ett utsprång (20), varvid den övre ytan (19) hos styrpinnen (18) sträcker sig från en position i omedelbar närhet till den innersta delen av pumphjulets (3) skovel (9) mot pump- hjulssätet (4), och utsprànget (20) skjuter ut från pump- hjulssätet (4).

2. Pump enligt krav 1, i vilken skoveln (9) sträcker sig i en spiralform från pumphjulets (8) centrum till densammas peri- feri och densammas undre kant (14) har en form som motsvarar en övre yta (11) hos pumphussätet (4).

3. Pump enligt krav 1 eller 2, i vilken pumphjulssätet (4) (ll) därav, vilket spår (12) sträcker sig från en centralt belägen uppvisar åtminstone ett spår (12) i den övre ytan öppen kanal (10) i pumphjulssätet (4) till densammas peri- feri.

4. Pump enligt krav 3, i vilken spåret (12) sträcker sig i en spiralform i motsatt riktning relativt spiralformen hos skoveln (9). 10 15 20 25 30 35 527 818 12

5. Pump enligt något av kraven 1-4, i vilken urtagningen (13) är belägen angränsande till och öppen mot den öppna kanalen (10) i pumphjulssätet (4).

6. Pump enligt något av kraven 1-5, i vilken en huvudskärkant (17) hos urtagningen (13) är belägen i en position radiellt fjärmad från den öppna kanalen (10) och generellt parallellt med pumphjulets (3) rotationsriktning, för att reducera de skjuvande/skärande krafterna då den undre kanten (14) hos skoveln (9) passerar nämnda kant.

7. Pump enligt något av de föregående kraven, i vilken den övre ytan (19) hos styrpinnen (18) ändar på avstånd från den övre ytan (ll) hos nämnda pumphjulssäte (4).

8. Pump enligt krav 6, i vilken utsprånget (20) ändar radiellt utanför den övre ytan (19) hos styrpinnen (18).

9. Pump enligt något av de föregående kraven, i vilken det åtminstone ena utsprånget (20) är beläget närliggande till och, i pumphjulets (3) rotationsriktning, efter nämnda åtmin- stone ena urtagning (13).

10. Pump enligt något av de föregående kraven, i vilken styr- pinnen (18) och utsprånget (20) är anordnade i den öppna kanalen (10) under pumphjulet (3).

11. ll. Pump enligt något av de föregående kraven, i vilken den övre ytan (19) hos styrpinnen (18) och utsprånget (20) mot- svarar och är belägna närliggande till den främre kanten (21) av pumphjulets (3) skovel (9).

12. Pump enligt något av kraven 2-ll, i vilken det axiella (14) hjulets (3) skovel (9) och den övre ytan (ll) hos pumphjuls- avståndet mellan à ena sidan den undre kanten hos pump- 10 527 818 13 sätet (4), och å andra sidan den främre kanten (21) hos skoveln (9) och den övre ytan (19) hos styrpinnen (18) och utsprànget (20), är mindre än 1 mm.

13. Pump enligt krav 12, i vilken nämnda avstånd är mindre än 0,5 mm.

14. Pump enligt något av de föregående kraven, i vilken pump- hjulssätet (4) utgörs av en insats (5) lösgörbart förbunden med pumphuset (2).