DK149932B - Selvtilsugende centrifugalpumpe, isaer til transport af en vaeske med en temperatur i naerheden af vaeskens kogepunkt - Google Patents

Description

i 149932

Opfindelsen angår en centrifugalpumpe af den i krav l's indledning angivne art. Sådanne pumper tjener især til transport af media med en temperatur i nærheden af mediets kogepunkt,, f.eks. flydende gas, 5 hvor ethvert strømningstab på pumpens sugeside skal undgås til forhindring åf kavitation på pumpens første puropetrin. Pumpens aksialt i højde med pumpeakselen beliggende sugestuds skal være således udformet og placeret, at man undgår pludselige retningsændringer 10 for det indstrømmende mediums vedkommende inden for pumpen før det første trin. Også i den fra beholderen, f.eks. tanken, der skal pumpes tom, til pumpens sugestuds førende sugeledning må der ikke findes større retningsændringer, så at også strømningstabene i denne 15 ledning holdes så små som muligt.

Såfremt pumper af denne type er installeret neden for den beholder, der skal tømmes, så at pumpen til stadighed arbejder med et naturligt tilløb, er pumpens selvtilsugende evne og dens sikring mod tilbagestrøm-20 ning af væske fra trykledningen gennem pumpen til be holderen på pumpens sugeside efter pumpens standsning uden væsentlig betydning. Kun de væskeandele, der under ufordelagtige driftsforhold forgasses på pumpens sugeside, skal kunne bortsuges og medtransporteres 25 gennem det eller de selvtilsugende centrifugaltrin.

På grund af de skærpede sikkerhedsbestemmelser går man mere og mere over til at placere beholdere, f.eks. tanke for flydende gas under jorden, så at det er nødvendigt enten at montere en tilstrækkelig lang, sikkert ind-30 kapslet, utilgængelig, konstruktivt bekostelig dykpumpe, eller at opstille en pumpe oven for beholderen og som sådan pumpe at anvende en selvtilsugende pumpe, der er sikret mod tilbagestrømning af væske. De hidtil kendte pumper svarer kun dårligt til denne fordring, da de 2 149932 generelt efter pumpens standsning tømmes for væske ned til sugestudsens nedre kant, hvorefter den i pumpen resterende væskemængde ikke er tilstrækkelig stor til ved genstart af pumpen at sikre sugelednin-5 gens udluftning og dermed gentilsugningen. Især ved transport af flydende gas er det ofte nødvendigt, at det afgivne medium er fri for blærer henholdsvis gas.

I pumper kan man, især når disse i sugeområdet skal arbejde under vanskelige sugebetingelser, ikke for-10 hindre en i det mindste delvis fordampning af det transporterede medium i pumpens sugeområde, selv når pumpen er udformet optimalt med henblik på sugeevnen.

På grund af trykforøgelsen i pumpen overføres ganske vist en del af det i sugeledningen henholdsvis i pum-15 pens tilsugningszone forgassede medium atter i flydende form. Af sikkerhedsgrunde skal der imidlertid efter pumpen være installeret en gasudskiller, der sikrer, at det af pumpen afgivne medium med garanti er frit for blærer og gas.

20 Opfindelsen har til formål at tilvejebringe en pumpe af den angivne art med en tilstrækkelig selvtilsug-ningsevne og sikkerhed mod væsketilbagestrømning efter pumpens standsning. Dette opnås ved det i krav l's kendetegnende del angivne. Herved opnås nemlig, at 25 der efter pumpens standsning og efter tilbagestrømning af væske fra trykledningen· gennem pumpen og sugeledningen til beholderen på pumpens sugeside i pumpen tilbageholdes en væskemængde, der er tilstrækkelig stor til at sikre gentilsugningen ved pumpens genstart. I 30 væskeforrådsrummet kan nemlig væsken kun strømme bort fra rummets øvre del og ned til underkanten af passagen til det forudgående trin. Også en tilbagestrømning langs med akselspalten forhindres af tætningsorganet i dette område mellem væskeforrådsrummet og det forudgående pum-35 petrin.

3 149932

Ved det i krav 2 angivne opnås, at der ved tilbagestrømningen af væske fra trykledningen gennem pumpen til beholderen på pumpens sugeside i selve pumpen tilbageholdes en så stor væskeandel som muligt, 5 idet der på de efter forrådsrummet følgende selvtil- sugende centrifugaltrin ligeledes forbliver en ganske vist lille væskemængde. Denne væske transporteres efter pumpens genstart inden for meget kort tid ind i det sidste selvtilsugende pumpetrin, der som bekendt 10 alene sikrer pumpens selvtilsugning. Denne væske er under selvtilsugningsprocessen som driftsvæske til disposition for dette pumpetrin.

Ved det i krav 3 angivne opnås, at det mellem to pumpetrin beliggende væskeforrådsrum udnyttes til at 15 skille væske fra gas, idet forrådsrummets placering på det angivne sted medfører den fordel, at en stor del af den væske, der på pumpens sugeside og i sugeledningen muligvis forgasses, ved fortætning på det fuldt påvirkede trin og på det første selvtilsugende trin 20 allerede atter er kondenseret, så at der på dette sted i den transporterede strøm kun findes en rest af forgasset medium. Denne rest af gasformigt medium kan da gennem udtageledningen, hvis tilslutning er placeret på væskeforrådsrummets højest beliggende sted, føres 25 tilbage til tanken på pumpens sugeside, så at de efter væskeforrådsrummet beliggende' pumpetrin kCin transporterer gasfri væske ud gennem pumpens trykstuds. Ved optimal dimensionering af den fra væskeforrådsrummet til tanken tilbageførende lednings tværsnit kan en eventuelt 30 sammen med gassen tilbagestrømmende væskeandel reduce res til et minimum, så at pumpens virkningsgrad ikke forringes mærkbart eller kun forringes uvæsentligt på grund af denne væskeandel.

Ved det i krav 4 angivne opnås en yderligere forbedring 4 149932 af udskillelseseffekten. De i krav 4 omtalte indbygningsdele medfører den yderligere fordel, at de under tilbagestrømning af væske efter pumpens standsning fra trykledningen gennem pumpen til beholderen 5 på pumpens sugeside bremser mediets tilbagestrømning, så at der i den efter væskeforrådsrummet beliggende pumpedel tilbageholdes en særlig stor væskeandel.

Den i krav 5 angivne udførelsesform for pumpen er fordelagtig derved, at der med øget sikkerhed i pum-10 pen tilbageholdes en til gentilsugningsprocessen til strækkelig stor væskemængde.

Ved det i krav 6 angivne sikres en optimal tilsug-ningsevne, idet man derved opnår, at det samlede væskeforråd i forrådsrummet efter pumpens genstart under 15 tilsugningsprocessen er til disposition for pumpens selvtilsugende trin som hjælpe- eller driftsvæske.

Ifølge opfindelsen kan væske forrådsrummet være forbundet med en indretning til automatisk kontrol af væskeniveauet i. væskeforrådsrummet. Denne indretning 20 kan ifølge opfindelsen afgive et signal eller forhindre pumpens genstart, såfremt væskeforrådsrummet ikke indeholder en tilstrækkelig stor væskemængde. Ifølge opfindelsen kan der hensigtsmæssigt findes et tidsrelæ, ved hjælp af hvilket pumpen efter start atter stand-25 ses, såfremt tilsugningen ikke har fundet sted efter et forud bestemt tidsinterval. Disse foranstaltninger sikrer pumpen mod at løbe tør.

I det følgende forklares opfindelsen nærmere ved hjælp af tegningen, hvor 30 fig. 1 er et længdesnit i en udførelsesform for cen trifugalpumpen ifølge opfindelsen med fem pumpetrin 5 149932 og med et bag ved det første normalt sugende centri-fugalpumpetrin placeret væskeforrådsrum, fig. 2 ligeledes viser et længdesnit i en centrifugalpumpe med fem pumpetrin, hvor væskeforrådsrummet 5 dog er beliggende bag ved det første selvtilsugende centrifugalpumpetrin, og fig. 3 perspektivisk viser pumpen ifølge opfindelsen.

Den i fig. 1 og 2 viste pumpe har en pumpeaksel 1, på hvilken er anbragt et fuldt påvirket, normalt su-10 gende centrifugalhjul 2, der er placeret på et første pumpetrin, og som specielt er udformet til tilvejebringelse af en optimal sugeevne, dvs. en så lav NPSH-værdi for pumpen som muligt, uden at der for dette første hjuls vedkommende er lagt særlig vægt 13 på virkningsgraden og transporthøjden. Efter det før ste pumpetrin følger sidekanaltrin med hvert sit vin-gehjul 3. Pumpen har et pumpehus 4 med en sugestuds 5 og et aksialt med pumpeakselen flugtende indløb 6. Det normalt sugende første trins pumpehusdel er betegnet 20 med 7, medens de efterfølgende sidekanalpumpetrins pum- pehusdele er betegnet med henholdsvis 8 og 9. Pumpen har et pumpetrykhus 10 med en trykstuds 11. I tilslutning til huset 10 findes et tætningshus 12 med en gli-deringtætning.

25 I fig. 1 ses bag ved det første fuldt påvirkede cen trifugalpumpetrin et væskeforrådsrum 13, hvis øvre del oven for en skillevæg 14 mellem væskeforrådsrummet og det fuldt påvirkede centrifugalpumpetrin står i forbindelse med sidstnævnte. Desuden findes der mel-30 lem en pumpehusdel 15, som afgrænser det nævnte første forrådsrum og pumpeakselen 1 i akselens område et akseltætningsorgan 16, som forhindrer overførsel af væske i 149932 6 navets område fra væskeforrådsrummet eller, fra de efterfølgende pumpetrin til det første pumpetrin.

Ved den i fig. 2 viste udførelsesform er væskeforrådsrummet 13 beliggende bag ved det første selvtil-5 sugende sidekanalpumpetrin og før det andet selvtil sugende sidekanalpumpetrin, idet også her væskeforrådsrummets øvre del oven for skillevæggen 14 står i forbindelse med det forudgående centrifugalp.umpe-trin, medens der mellem akselen og pumpehuset 15's 10 navdel er anbragt et akseltætningsorgan 16. I væske forrådsrummet 13 findes ribber 17, der skal skille gas og væske i forrådsrummet. På det højest beliggende sted i forrådsrummet findes en udtageåbning 18, gennem hvilken gasandelen i rummet 13 suges ud af pumpen og føres 15 tilbage til den ikke viste beholder, f.eks. en tank på pumpens sugeside, hvorfra pumpen suger væske. Ved begge udførelsesformer er de selvtilsugende pumpetrin udført som sidekanalcentrifugalpumper. I fig. 1 og 2 ses en sugeslids 19 for det efter væskeforrådsrummet føl-20 gende sidekanaltrin. Slidsen er placeret på væskefor rådsrummets laveste sted.

Pumpeakselen 1 er lejret i et glideleje 20 og i et kugleleje 21.

Fig. 3 viser et pumpeaggregat med en basisplade 22, 25 på hvilken er anbragt en pumpe med en tilsugnings- studs 6, en pumpehusdel 7 omgivende det første pumpe-trin, en pumpehusdel 15 afgrænsende væskeforrådsrummet, samt pumpehusdele 8 og 9, der afgrænser et efterfølgende selvtilsugende trin. Pumpen drives af en elek-30 tromotor 23. Til væskeforrådsrummets pumpehusdel 15 er der foroven og forneden via tilslutningsledninger 24, 25 sluttet et apparat 26 til bestemmelse af væskeniveauet i væskeforrådsrummet. Apparatet forsynes med elektrisk 7 149932 energi fra et batteri 27. Sådanne apparater til konstatering af væskestrømmen er kendt og apparatet 26 skal derfor ikke beskrives nærmere her. Apparatet 26 er indstillet på en sådan måde, at det afgiver et Q signal, når væskeniveauet i væskeforrådsrummet ved pumpens start er beliggende under en bestemt grænse, oven for hvilken væskeoverfladen i rummet skal være beliggende, såfremt væskemængden i forrådsrummet skal være tilstrækkelig stor til sikring af tilsugningspro-10 cessen. Når dette signal afgives, forhindres enten automatisk pumpemotoren 23's rotation og/eller den betjenende gøres opmærksom på den utilstrækkelige væskestand i pumpen, så at der kan fyldes på.

Apparatet 26 er desuden således indrettet, at det ef-15 ter en bestemt tidsperiode på f.eks. 30 sekunder efter pumpens start automatisk kontrollerer, om pumpen har suget til. Såfremt tilsugningen ikke har fundet sted, standses pumpen automatisk.

Det samme er tilfældet, såfremt pumpen under driften 20 ikke længere tilsuger væske.

Claims (5)

149932 Patentkrav :

1. Centrifugalpumpe med et på dens sugeside anbragt første normalt sugende centrifugalpumpetrin, en ak-sialt med en horisontal pumpeaksel (1) flugtende til-sugningsstuds (5, 6), og mindst ét efterfølgende, 5 selvtilsugende og med en hjælpevæske arbejdende cen trifugalpumpetrin, kendetegnet ved, at der mellem to pumpetrin findes et væskeforrådsrum (13), hvis øvre del står i forbindelse med det forudgående centrifugalpumpetrin, og at der mellem væske-10 forrådsrummet og det forudgående centrifugalpumpetrin er anbragt et tætningsorgan (16) til tætning af pumpe-akselspalten.

2. Centrifugalpumpe ifølge krav 1, kendetegnet ved, at væskeforrådsrummet er beliggende mellem 15 det normalt sugende første pumpetrin og det efterføl gende første selvtilsugende centrifugalpumpetrin.

3. Centrifugalpumpe ifølge krav 1, kendetegnet ved, at væskeforrådsrummet er beliggende mellem det første og det andet selvtilsugende pumpetrin, 20 og at der på væskeforrådsrummets højeste sted findes en udtageåbning (18) til bortledning af gas.

4. Centrifugalpumpe ifølge krav 1-3, kendetegnet ved, at væskeforrådsrummet ved passende udformning og ved hjælp af indre ribber (17) er udformet som 25 en beholder til udskillelse af gas henholdsvis til ad skillelse af gas og væske.

5. Centrifugalpumpe ifølge krav 1-4, kendeteg-n e t ved, at de selvtilsugende centrifugalpumpetrin er udformet som sidekanaltrin, og at væskeforrådsrummets