NO891042L - Pumpe. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår forbedringer ved pumping av væsker såsom vann inneholdende fast materiale og mer spesielt en forbedret væskepumpe som bruker en rund væskestråle som tilføres med en primærvæske for å opprettholde en strøm av sekundærvæske gjennom et hovedrør.

Stråletype væskepumper er velkjent og har vært i bruk i et antall år. Typisk er i en slik pumpe et hovedrør anbrakt med en serie stråledyser rettet innad med en vinkel mot aksen i hovedrøret for å danne og opprettholde en strøm sekundærvæske gjennom hovedrøret når en primærvæske, så som vann, tvinges inn i og gjennom stråledysene. Sekundærvæsken som også kan være vann kan bære fast materiale fra inntaket til pumpen til utløpet og til et anvendelsespunkt nedstrøm for pumpen. I andre utforminger av strålepumper har en ringformet stråleåpning blitt brukt som også anvender en primærvæske injisert og brukt for å opprettholde en sekundær væskestrøm.

Ulemper er imidlertid iboende i slike utforminger når slike pumper blir brukt i enkelte anvendelsesområder, f.eks. når det er ønsket å overføre følsomt materiale såsom levende fisk eller andre følsomme gjenstander. Dette er fordi siden de innad rettete sprøytedyser og/eller de sirkelformige stråleåpninger tillater primærvæsken å komme inn i sekundær-strømmen ved en spiss vinkel til aksen av den sekundære-væskestrøm. Slik væske som forlater dysene og åpninger er ofte under høyt trykk og følgelig kan primærvæsken slå imot og skade gjenstandene som bæres av den sekundære strøm. F.eks. kan en slik pumpe skade og drepe levende fisk som blir ført i den sekundære strøm.

"Coanda" eller veggfeste effekten først bemerket av den engelske fysiker Thomas Young i 1800 og observert i 1933 av den romanske ingeniør Henri Coanda, er forårsaket av en væske som støter imot en såkalt "Coanda-overflate". Dette er en konveks fast overflate som ligger umiddelbart ved siden av den påstøtende væske som blir sluppet ut tangensielt

eller i hovedsak tangensielt langs overflaten. Når en todimensjonalt væskestråle blir ført ut på denne måten kan strålen forbli festet til overflaten over en vesentlig tidsperiode og den vil således forandre vinkelen til væsken idet den passerer over overflaten. En slik utslipning er også fult av innesluttelsen av væske som omgir Coanda eller den konvekse overflate som reduserer trykket over overflaten og hjelper til med sugevirkninger på den sekundære strøm.

Coanda effekten er typisk blitt brukt for løfteformål i fly og hydrofoiler. Etter som luft passerer over den øvre overflate av, f.eks en flyklaff selv når klaffen i vesentlig grad er avbøyet vil luften følge overflaten av klaffen og vil derved hjelpe til med øket løfteeffekt.

Coanda overflater har også blitt brukt i gasspumper og med væsker i flytende elementer. F.eks. blir Coanda dyser brukt i brennere for å resirkulere ubrent gass for å danne røkfri forbrenning. I flytende elementer fordi væskestrålen kan feste seg til f.eks. hver av to overflater kan egenskapen bli brukt for å danne overganger og forsterkninger.

Foreliggende oppfinnelse angår bruken av en Coanda overflate i en stråletype pumpe brukt for å frakte følsomt materiale såsom levende fisk innen den sekundær eller hovedstrømmen. Selv om Coanda overflaten har blitt brukt i strålepumper har pumpene ikke blitt tilpasset for å frakte fisk eller andre følsomme gjenstander. Coanda overflaten i en pumpe i henhold til oppfinnelsen er foreslått å ligge umiddelbart nedstrøms for stråledysene eller stråleåpningene som er plassert slik at primærvæsken slippes ut fra hullet eller strålen i hovedsak tangensielt til den konvekse Coanda overflate slik at primærvæsken som kommer ut fra strålene eller åpningen avbøyes langs Coanda overflaten for å avbøye den høye hastighet og høytrykksstråler bort fra de følsomme gjenstander som bæres av sekundærstrømmen.

Foreliggende oppfinnelse angår en stråletypepumpe hvori en

Coanda overflate er plassert umiddelbart ved siden av utføringsstrålen eller åpningen hvorfra primærstrømmen kommer ut og som støter i hovedsak tangensielt mot overflaten. En slik overflate plassering vil resultere i høy-hastighet idet høyttrykksstråling blir avbøyet langs den konvekse Coanda overflate og bor t fra aksen av den sekundære strøm som bærer et følsomt produkt såsom levende fisk.

Foreliggende oppfinnelse angår også en stråletype pumpe apparatur hvori et antall like pumper kan bli brukt enten i serie eller i parallell. En slik plassering tillater den som behandler pumpen og øke løftet av fisken og/eller mengden av sekundær strøm som passerer gjennom pumpen.

Hovedmålet for foreliggende oppfinnelse er å fremskaffe en forbedret væskepumpe apparatur med en første eller primærvæske ført ut i hovedsak tangensielt til en Coanda overflate og en sekundærvæske som føres langs sentralaksen av pumpen og er omgitt ved den første eller primære væskeutførings-område av Coanda overflaten. Sekundærvæsken er tiltenkt å bære et følsomt produkt såsom levende fisk fra en første til en andre beliggenhet.

Andre mål for foreliggende oppfinnelse vil klargjøres ettersom nedenforstående beskrivelse går frem idet det refereres til de medfølgende tegninger for en illustrasjon av oppfinnelsen.

Spesielle utførelsesformer av oppfinnelsen vil nå bli beskrevet men kun som eksempler med bruk av tegningene hvori: Fig. 1 er et vertikalt snitt gjennom en stråletype væskepumpe apparatur i henhold til foreliggende oppfinnelse; Fig. la og lb er henholdsvis fragmentere side og tverrsnitt bilder av en gjennomskåret del som danner en del av hovedrøret i anordningen; Fig. 2 er et fragmentert og oversiktsbilde av anordningen ifølge fig. 1 idet denne betraktes fra venstre mot høyre; Fig. 3 er et endeoversiktsbilde av pumpehuset som danner en endedel av anordningen ifølge fig. 1 idet denne betraktes i retningen av linje III-III i fig. 4; Fig. 4 er et tverrsnitt langs linje IV-IV i fig. 3; Fig. 5 er et endeoversiktsbilde av et utsnittsegment som danner en del av hovedrøret av væskepumpen ifølge foreliggende oppfinnelse; Fig. 6 er et vertikalt snitt gjennom en del av segmentet i fig. 5; Fig. 7 er et sideoversiktsbilde delvis i snitt av segmentet ifølge fig. 5 og 6; Fig. 8 er et sideoversiktsbilde av en flertrinnet plassering av tre pumper i henhold til oppfinnelsen; Fig. 9a er et front oversiktsbilde av tre pumper i en parallell sammensetning i henhold til oppfinnelsen; Fig. 9b er et sideoversiktsbilde av pumpene ifølge fig. 9a; Fig. 9c er et skjematisk plant bilde som illustrerer en arbeidssammensetning for pumpene ifølge fig. 9a og 9b; og Fig. 10 er et snitt av et antall stråler beliggende i sirkelform omkring hovedrøret hvor hver stråle blir ført ut langs en Coanda overflate i henhold til en ytterligere utførelsesform av forbindelsen.

Søker har til hensikt å basere seg på definisjonen av en "Coanda overflate" som en konveks overflate 16 som illustrert i området angitt A i figur 1 og at Coanda effekten er den effekt som fremkommer når en primærvæske føres ut i hovedsak tangensielt til Coanda eller den konvekse overflate 16 slik at overflaten endrer strømningsvinkelen av primærvæsken til nærmere å ligne strømmen av sekundærvæske i hovedrøret. Væsken vil følge Coanda overflaten 16 i en strekning og vil avbøyes for nærmere å ligne strømmen langs aksen 64 av hovedrøret som bærer sekundærstrømmen. Uttrykket "Coanda effekt" er følgelig ment å dekke effekten som observeres når primærvæsken slippes ut i hovedsak, tangensielt til en Coanda eller konveks overflate 16 og avbøyes i en viss grad av denne overflate. I enkelte strålepumper er det illustrert primære væske inntak hvor primærvæsken kommer ut i den sekundære væske strøm. Grensen mellom væskeinntaket og røret som fører den sekundære væske strøm kan ha en liten konveks overflate kalt en reifet kant eller en radius grunnet maskinutforming og fremstillingstoleranser. En slik overflate er ikke tenkt å være dekket av foreliggende søknad. Faktisk på grunn av den meget lille radius relativt til radien av Coanda eller den konvekse overflate har en slik overflate liten om noen innvirkning på de innkomne primære væskestråler.

Pumpen ifølge foreliggende oppfinnelse er generelt angitt med nummeret 10 og innbefatter en hovedtrakt generelt vist ved 12 for å føre en sekundærvæske fra høyre mot venstre når figur 1 betraktes. Sekundærvæsken kommer inn i traktinnløpet 14 i en avstand oppstrøms for den ringformete Coanda eller konvekse overflate 16 ved siden av et ringformet hull 18 hvori gjennom en primærvæske passerer i hovedsak tangensielt til overflaten 16. Primærvæsken som typisk er vann erholdes fra et trykk-kammer 20 hvor trykk-kammeret blir tilført primærvæsken via en pumpe generelt vist ved 22 inne i en andre føring generelt vist ved 24 hvis innløp 26 er koblet via et trykk-kammer 27 til hovedrøret 12 på en nedenfor beskrevet måte.

Hovedrøret 12 består av et antall innbyrdes sammenkoblet flensete deler som er sammenkoblet ved flensene derav for å fremskaffe en hovedvæske passasje 25. Strålene av primærvæske fra ringformete hull 18 danner en sugekraft som opprettholder strømmen av sekundær væske i passasjen 25. Coanda overflaten 16 som samarbeider med det tangensielle anslag eller utløp dannet av åpningen 18 danner et område med redusert væsketrykk ved siden av overflaten 16 i passasje 25 derved å øke strømmen av sekundærvæske i denne passasj e.

Et første segment 28 danner et oppstrøms del av føringen 12 og har innløp 14 ved en ende derav. Segment 28 har en indre overflate 30 som øker i diameter eller utvider seg ettersom man nærmer seg den nedstrøms-ende 32 av segment 28. En typisk indre diameter ved innløp 14 er 203,2 mm og en typisk indre diameter ved ende 32 er 254 mm. Stråleåpningen 18 har en åpen indre ende som er større i diameter enn halsen som er begrenset av sentraldelen av den konvekse eller Coanda overflaten 16. Dette trekk virker for å beskytte de faste materialer i sekundærstrømmen så som levende fisk fra skade ettersom sekundærstrømmen passerer overflaten 16.

Segment 28 er generelt sirkulært i tverrsnitt og har en

flens 34 for kopling med en flens 38 av en øvre del 42 av et pumpehus generelt vist ved 43 og som ligger rundt segment 28 og definerer trykk-kammer 2 0 idet pumpehuset 43 heretter er beskrevet med hensyn til figurene 3 og 4.

Segment 28 har en sirkelformig endebøssing 44 (fig. 1) som i tverrsnitt er klokkeformet slik at den nedstrømsflate av bøssing 44 definerer den indre sidegrense av stråleåpning 18.

Et andre segment 46 som danner en annen del av trakten 12 har en sirkelformig flens 36 som er koblet med flens 40 av øvre del 42 og flens 48 av en sirkelformig krave 50 som ligger rundt trakt 12. Segment 46 er frustokonisk og innbefatter en omvendt konveks eller indre Coanda overflate 16. Denne overflate strekker seg nedstrøms for bøsting 44 som vist i figur 1. Overflate 16 har en kurvatur radius på ca. 152,4 mm når diameteren av inntak 14 er ca. 203,2 mm.

Et tredje segment 52 av sylindrisk form er koblet til en nedstrøms-ende av segment 46. Typisk er diameteren til segment 52 ca. 2 03,2 mm når diameteren av innløp 14 er ca. 2 0 3,2 mm.

Et fjerde i hovedsak sylindrisk segment 54 er koblet til den nedstrøms-ende av segment 52 og strekker seg nedstrøms fra dette. Segment 54 er en perforert sylindrisk del eller skjerm med et antall huller 55 (fig. la og lb) for å tillate en del av sekundærstrømmen som kommer igjennom passasje 2 5 og blir tappet av og å komme inn i trykk-kammer 2 7 som er ved den oppstrøms-ende av den andre trakt 2 4 som vist i figur 1.

Segment 54 kan være av enhver egnet form så lenge det er perforert. For illustrasjonsformål er den dannet av en 3,2 mm aluminiumsplate som har stanset eller boret huller 55 igjennom seg idet hullene 55 typisk er ca. 7,9 mm i diameter og 11,1 mm på senteret. Ca. 4 6% av overflaten av segment 54 består av hullene 55 og tykkelsen av platene omfattende segment 54 er større med en faktor på 2 i området hvor segmentet 54 ligger i overensstemmelse med inntaks-enden av andre trakt 24. Denne økete tykkelse er vist i figur 1 hvor en tykkelse av nedre del av segment 54 er større enn tykkelsen av øvre del for å fremskaffe enhet i volum-hastigheten av væskestrøm i trykk-kammer 27 fra alle hull 55 av segment 54. Den tykkere nedre del av segment 54 strekker seg over den nedre tredje del av segmentet. Føring og slisse anordninger 51 (fig. 1) er brukt for plasseringsformål med hosliggende segment 52.

Med hensyn til segment 54 og dets vegg-egenskaper er den ønskete effekt en jevn væskestrøm i omkrets gjennom veggen av segment 54 inn i trykk-kammeret 27. Den maksimale hullstørrelse (eller netting avstand se nedenfor) er satt til å være omtrentlig lik eller mindre enn bredden av primæråpningen 18 (7,62 til 8,38 mm) og også til å være sammenfallende med god praksis for å holde sentrifuge pumpen fri for avfall.

I en alternativ utførelsesform av segment 54 er den perforerte plate av segment 54 fordoblet i tykkelse i den nedre 1/3 av segmentet ved å legge til nok et platelag. I tillegg er hullene 55 av de to plater forskjøvet i forhold til hverandre (fig. lb) for å forhindre en redusert effektiv diameter og øket hydraulisk strømningsmotstand. En alternativ konstruksjon for dette segment er å redusere hulldia-meterene i den nedre 1/3 og/eller øke avstanden mellom dem. Gjennomsnittseffekten er en reduksjon av overflateforholdet fra 46% i denne del.

En ytterligere utførelsesform vil ha et overflateforhold som minket gradvis fra de maksimale 4 6% ved punktet diametralt motsatt for flensen 66 til et minimum nærmest flensen 66.

En annen utførelsesform av segment 54 er vist i figurene 5 til 7 og innbefatter et rørformet legeme med en perforert sidevegg 57 dannet av et antall parallelle staver som strekker seg i lengderetningen i hovedtrakten 12 og danner en sylindrisk sammensetning for vegg 57 idet hosliggende staver 59 er plassert i en avstand fra hverandre for å fremskaffe rom som gir det perforerte utseende av segmentet.

Stavene er punktsveiset eller på annen måte festet til et par av første ende-ringer 61 som er festet til aksielt utstrakte andre ringer 63 ved siden av disse. Ringene 63 er montasjestrukturen ved hvilken segmenter 54 er koplet med hosliggende traktsegmenter av anordning 10.

Avstanden mellom stavenhetene avhenger av omkrets-beliggenheten av stavene. For eksempel har nedre 1/3 av stavene en avstand mellom stavene på ca. 4,76 mm, den øvre 1/3 av stavene har en avstand på ca. 7,94 mm og sidestavene har en avstand på ca. 6,3 5 mm. Stavene i seg selv er sirkulære i tverrsnitt og er ca. 6,35 mm i diameter. Overflateforholdet ved ethvert punkt omkring segment 54 vist i figurene 5-7 er lik tilfellet for den perforerte plate 54 (figur 1) og går fra et maksimum på 56% ved det diametralt motsatte punkt til et minimum på 43% nær inngangen til andre trakt 24. En plasseringstapp 51 kan være anbrakt ved en ende av segment 54 (figur 7) for plasseringsformål med hovedtrakten 12.

En væske inngangsåpning 58 er anbrakt på kraven 50 og tillater oppstarting av den andre trakt 24 under de innledende operasjonsfaser av anordning 10.

Et annet tubulært segment 60 er koplet til segment 54 nedstrøms for sist nevnte og danner utføringsdelen 62 av anordning 10. Væske som strømmer igjennom hovedpassasjen 2 5 vil strømme ut av utløpet 62 i retning av pil 64 (figur 1) til en oppsamlingsstasjon eller til en andre identisk anordning 10, hvis ønsket.

Trykk-kammer 2 7 danner en del av den indre krave 50 som har en flense 66 koplet til en flense 68 på et bøyd rør 70 som danner en del av andre trakt 24. Rør 70 har en nedstrøms-flens 72 koplet til en første endeflens 74 av en sylindrisk del 76 som er koplet ved sin motsatte endeflens 78 til flensen 80 av en andre del 82 av pumpehus 43.

Rør 70 har videre et lite rør 75 for å fremskaffe en anordning gjennom hvilken en aksling kan ligge dersom anordning 10 skal være en del av et multitrinnsystem hvori det vil være minst en ytterligere anordning 10 koplet til den nedstrøms ende 62 av anordning 10 vist i figur 1. Således vil en felles aksling med lageret og forseglinger kople pumpene 22 av anordningene i serie med hverandre for å gjøre systemet mere effektivt uavhengig av antallet anordninger 10 som er koblet sammen for å danne systemet.

Pumpe 22 er en sentrifugalpumpe hvori en rotor 84 har et deksel 86 festet via en kapselskrue 88 til en ende av en aksling 90 som er tilpasset for å bli koplet til en energikilde så som en motor 92 ved siden av anordning 10. Aksling 90 er montert ved hjelp av en rotasjonsforseglings-del 94 og en fast forseglingsdel 96 og lageret (ikke vist) til en montasjeplate 98 hvis flens 100 er koplet til en flens 79 av nedre del 82 for å danne en del av pumpedekselet 43.

Rotor 84 har et antall blader 102 i en avstand fra hverandre hvorav kun 2 er vist i figur 1. Rotoren kan ha ethvert antall blader men typisk vil rotoren ha seks blader uniformt fordelt omkring dekselet 86.

Pumpehus 4 2 kan betraktes som en del av andre trakt 24. Pumpehuset er vist i figurene 3 og 4 med en nedre del 82 av pumpehuset med impeller 84 inne i seg hvor senter linjen av impelleren er betegnet med nummeret 85. Blader 102 av impeller 84 beveger seg over et område hvis ytre periferi er angitt med linje nummer 104 (figur 3). Det indre av nedre del 82 definerer et rom 106 (figur 3) med form av en spiral som strekker seg fra en beliggenhet 108 med minimalt volum i en retning mot klokken til et området 110 med maksimalt volum idet rommet 106 ligger rundt rommet som defineres av bladene 102. Primærvæske ble så rettet fra spiralrommet 106 inn i og igjennom en forbindende passasje 107 av en tubulær del 109 og inn i øvre del 4 2 av pumpehus 4 3 og derved inn i trykk-kammer 2 0 som omgir segment 2 8 på en måte som er vist i figur 1.

Etter som akslingen 90 roterer, roterer bladene 102 i en

retning mot klokken når man betrakter figur 3 bladene pumper eller driver primærvæske ved sentrifugevirkning fra trykkrom 106 inn i trykk-kammer 20 hvor vannet rettes under trykk inn i åpning 18 for å strømme inn i sekundærvæsken gjennom

passasje 26.

Ved drift blir inntaket 40 av anordning 10 typisk koplet til en slange eller et rør som strekker seg lateralt fra inntak 14 og derpå nedad inn i en vannmasse såsom vannet i et lasterom til et skip inneholdende levende fisk som skal transporteres av anordning 10 til en beliggenhet nedstrøms for anordning 10. Utløpet 62 vil typisk være tilkoplet en slange eller et rør som strekker seg til venstre (figur 1) og derpå oppad til en oppsamlingsstasjon så som en beholder for å motta fisken i levende tilstand.

Å forbehandle systemet er generelt påkrevet for å starte opp strømmen av sekundærvæske i hovedpassasjen 26. Dette kan bli oppnådd ved å dirigere vann under trykk inn i slusen 58 idet vannstrømmen blir kontrollert slik at hovedpassasjen 26 og

røret 70 vil bli fylt. For å oppnå dette vil en stopp ventil (ikke vist) være endel av slangen eller røret forbundet til innløpsenden 14 av anordning 10.

Ved å kople inn motoren 92, roteres impelleren 84 og gjør at bladene 102 dirigerer vann gjennom pumpehuset fra nedre del 82 langs og gjennom spiralrommet 106 (figur 3) derpå oppad inn i trykk-kammer 2 0 og så gjennom åpning 18 og derpå tangensielt til Coanda overflaten 16 for å danne en strøm av primærvæske langs Coanda overflaten 16 ved en hastighet som er større enn den til sekundærvæsken. Dette vil forårsake en sugekraft ved hjelp av Coanda effekten og hastighets overføring fra primærvæsken til sekundærvæsken i innløp 14 for forårsaker at levende fisk og vann (sekundærvæske) rettes oppad fra vannmassen tilkoplet via slangen eller røret til inntak 14. Derpå kan oppstartingen av vannmat-ingen gjennom sluse 58 opphøre, slusen tettes og strømmen gjennom hovedpassasjen 26 av sekundærvæske blir deretter opprettholdt. Strøm gjennom sekundærtrakt 24 vil likeledes bli opprettholdt ved hjelp av avtapingen av den sekundære vannstrøm gjennom skjermlignende segment 54. Vannet som strømmer igjennom skjermen strømmer nedad og inn i andre trakt 24 som mater pumpe 22. Pumpevirkningen av pumpe 22 fortsetter så lenge motor 92 er tilkoplet og så lenge vann blir rettet inn i åpning 18 for å strømme forbi Coanda overflaten 16.

Under drift er segment 54 utformet for å gi minimal strømningsmotstand og ikke å tillate partikler som er store nok til å tette igjen primærhullet 18 og komme tilbake til impeller 84. Strømningen igjennom det skjermlignende segment 54 vil generelt være selvrensende. Segment 54, segment 28 og impeller 84 kan raskt og enkelt fjernes fra sine fester for service og rens.

Primærvæsken passerer mellom den klokkeformete bøssing 44 og den konvekse eller Coanda overflaten 16 idet den beveger seg fra trykk-kammer 2 0 gjennom åpning 18. Fortrinnsvis er passasjen mellom den klokkeformete bøssing 44 og den konvekse eller Coanda overflaten 16 av en lengde slik at strømmen av primærvæsken blir i hovedsak parallell med veggene av passasjen. Det har blitt funnet at den minste foretrukne lengde for passasjen er ca. 2,5-3 ganger bredden av passasjen. I tillegg er innløpet til passasjen fortrinnsvis jevnt buet for å redusere trykktapet i primærvæsken idet den passerer gjennom passasjen. Pumpen 22 er foretrukket nær åpningen 18 for derved å eliminere behovet for slanger som

øker friksjonstapene. Trekkene av lukket løkke for anordning 10 reduserer vannmengden i utløpslinjen tilkoplet utløp 62 (figur 1) som derved reduserer hovedfriksjonstapet i utløpslinjen i seg selv.

Anordning 10 kan være flertrinnet ved å sammenkople anordning 10 i serie med andre lignende eller identiske anordninger 10. I serie kan de enkelte anordninger 10 bli drevet fra en felles energi kilde eller drives individuelt fra separate energikilder. For en felles energikilde ville de forskjellige anordninger ha pumpe impellere montert på en felles aksling så som aksling 90 og som er roterbare omkring en akse så som akse 85 av aksling 90. I serie vil utførings eller utløpsenden 62 av en anordning 10 være tilkoplet inntaks enden 14 for neste tilstøtende anordning 10. Gjennomsnittseffektiviteten per trinn øker over en enkelt-trinns anordning fordi hvert påfølgende nedstrøms trinn av anordning ikke behøver å akselerere sugestrømmen til den krevete hastighet. Et antall anordninger 10 kan også bli koplet i parallell med hverandre.

Trekket med en lukket løkke ifølge foreliggende oppfinnelse reduserer den krevete behandlingskapasitet av drenerings-systemet nedstrøms for anordning 10. Dreneringsanordningen måtte bare behandle sekundær eller indusert vannstrøm.

Plasseringen av den primære åpning 18 på en diameter større enn den til suge og utføringslinjene har til hensikt å plassere den av Coanda strålene med høyest hastighet 18 bort fra produktene spesielt følsomme produkter, så som levende fisk i sekundær væsken. Dette er vist i figur 1 hvor den maksimale diameter av segment 28 er større enn diameteren av sentraldelen av Coanda overflaten 16. Vannstrålen fra åpning 18 sikrer sugestrømmen gjennom segment 28 ved Coanda effekten og ved hastighet overført via skjærekrefter. Vannstrømmen gjennom åpning 18 vil ha tapt en vesentlig mengde energi ved den tid den når området for passasje 26 hvori produktet transporteres til segment 52. Fordi vannet som kommer ut fra åpningen 18 følger Coanda eller den konvekse overflate 16 vil vannet videre bli avbøyet bort fra aksen av hovedtrakten 12. Skade på produktet vil derved ytterligere bli redusert.

Blant de mulige bruksområder for anordning 10 er behandling av levende fisk og andre matvarer behandling av andre skjøre eller følsomme materialer og behandling av væsker med avfall. Industrielle og kommersielle anvendelsesområder innebefattende bruk i akvakultur, vill fisk behandling, behandling av agrikulturelle produkter, undervannsarkologi og redning bl.a.

En typisk bredde for åpning 18 er i størrelsesorden 7,62 mm til 8,38 mm ved 30 bremse hestekrefter av motor 92 og ved en strøm på 7571 l/min fra impelleren 84 ved 140,6 kp/dm<2>. Ved disse parametere er en typisk hastighet for væske-strømmen igjennom passasjen 2 6 ca. 24,4 dm/sek med en 15,24 dm total høydeforskjell mellom slangeinntaket og slange-utløpet.

En annen trakt 24 er vist i figur 1 som beliggende under første trakt 12. Imidlertid kunne være på siden av trakten eller over trakten 12 om ønsket. Anordning 10 kunne er orientert slik at hovedtrakten 12 er vertikal med innløpet 14 med bunnen og utløpsenden 62 ved toppen.

Selv om utførelsesformen beskrevet i detalj ovenfor anvender gjenninnført vann erholdt fra den sekundære strøm for den primære væske, burde være klart at gjenninnført vann ikke er nødvendig og at primærvæsken kunne tilføres fra samme eller en forskjellig væskekilde enn den som er tilgjengelig for den sekundære strøm.

Idet tilfellet gjenninnført vann ikke blir brukt, eller simpelt hen blir brukt som en ytterligere utførelsesform til anordningen illustrert i figur 1, kan det tredje segment 52 ha en kontinuerlig ekspanderende diameter, nedstrøms fra Coanda overflaten 16. I denne utforming vil tredje segment 52 være kjent og virke som en "diffuser". Med en slik utforming vil det være en tendens til å opprettholde en mer uniform hastighet på vannet i hovedtrakten12 etter injeksjonen av primærvæske gjennom ringåpningen 18. Vedlikeholdet av en relativt uniform hastighet i hovedtrakten 12 er ønskelig når skjøre enheter så som levende fisk blir frakten av den sekundære væske i hovedtrakten 12 idet miljøet for de transporterte enheter blir mer gunstig og følgelig bedre egnet for deres velbefinnende.

Selv om det fjerde segmentet 54 har blitt beskrevet som å ha flere utforminger er det ytterligere tiltenkt at utformingen er slik at væsken frigjøres fra fjerde segment 54 kun minimalt med den del av segment 54 som ligger ved siden av utløpet av tredje segment 52. Væsken ville deretter bli ført ut i økende grad inntil en maksimal mengde ble frigjort ved en posisjon nedstrøms for å beliggenheten for minimal frigjøring. Deretter ville væskefrigjøringen gradvist bli redusert inntil ingen ytterligere væske ble frigjort. Dette ville resultere i at en jevn vannutføringskurve erholdes som igjen ville være gunstig for skjøre enheter idet redusert ødeleggelse ville inntreffer under bevegelsen av enhetene gjennom hovedtrakten 12. En utforming som vil oppnå dette vil innebefatte et minimalt antall huller for væskeutføring ved siden av utløpsenden av tredje segment 52 hvor antallet av slike hull øker etter som avstanden av fjerde segment 54 blir gjennomløpt nedstrøms inntil området for maksimal væskeutføring ble nådd. Deretter vil antall slike hull minke gradvist inntil intet ytterligere vann ble frigjort av fjerde segment 54.

En ytterligere utførelsesform av oppfinnelsen er illustrert i figur 8. I denne utførelsesform er tre pumper 400 montert i serie idet de fortrinnsvis er montert på et felles trykk-kammer eller manifold 401. I denne utførelsesform er inntaksrøret (ikke vist) som strekker seg til den sekundære væske som inneholder produkter som skal transporteres fra en første til en andre beliggenhet tilkoblet innløpsenden 402 av seriesammensetningen av pumpene 4 00. Trykk-kammer 4 01 er tilkoplet hver av de sirkelformige åpninger og vann føres ut av åpningen i hovedsak tangensielt til hver av Coanda overflatene 403. Denne utførelsesform ville være foretrukket dersom f.eks den transporterte væske skulle heves eller transporteres over en relativt større avstand enn avstanden som normalt blir brukt ved sammensetningen ifølge figur 1. Det vil videre bemerkes at overflaten 405 nedstrøms for hver åpning 404 åpner seg igjen idet det er ønskelig å separere gjenstandene fra de primære væskeinntak.

Enda en ytterligere utførelsesform av oppfinnelsen er illustrert i figurene 9a og 9b hvor tre pumper 300 er montert i parallell, igjen foretrukket på et felles trykk-kammer eller manifold 301 idet manifolden 301 strekker seg til en impeller type pumpe 302 lik utførelsesformen illustrert i figur 1. I denne utførelsesform er en vannkilde tilkoblet inntaksenden 303 av pumpe 302 og pumpe 302 virker for å føre ut vann i trykk-kammer 301 og derpå ut den sirkelf ormige åpning 3 04 av hver pumpe 3 00..

Den parallell sammensetning av pumpene 300 illustrert i figur 9a og 9b er spesielt egnet når vannet ikke tilbake-føres slik det blir gjort i forbindelse med utførelses-formen ifølge figur 1.

Pumpene 300 kan bli brukt for forskjellige pumpevirkninger som illustrert i figur 9. For eksempel kan en pumpe 300 bli brukt for å bevege væske fra en første til en andre beliggenhet, henholdsvis 310, 311 og den andre pumpe 300 kan bli brukt påfølgende for derpå å overføre væske fra den andre beliggenhet 311 til en tredje beliggenhet 312. Det tredje pumpe 300 kan også påfølgende bli brukt for å overføre væske fra den andre beliggenhet 311 til en fjerde beliggenhet 313. Således erholdes mangfold med en slik sammensetning av pumpene 300.

Siden utførelsesformene som er illustrert i figur 8 og 9 ikke tar betrakning vannfjerning nær åpningene for primærvæske inntakene deler segmentene plassert nedstrøms seg fortrinnsvis på ukonsis måte som illustrert ved 405 i figur 8 og 305 i figur9. En slik utforming vil som tidligere beskrevet hjelpe til med å opprettholde en relativt mer konstant hastighet av væsken i hovedføringene i pumpene.

I tillegg til den sirkelformige kontinuerlige åpning beliggende omkring hovedtrakten 12 og i de illustrert gjenværende utførelsesformer bør det være klart at et antall åpninger beliggende sirkulært omkring omkretsen av hovedtrakten 12 også er påtenkt og dekket av oppfinnelsen. Under henvisning til figur 10 tillater hver av åpningene en stråle av primærvæske å komme ut i hovedtrakten idet primærvæsken som støter mot hver Coanda overflate 502 som illustrert i figur 10 kontinuerlig. Likeledes kan hver åpning 500 ha en tilsvarende Coanda overflate som er adskilt fra Coanda overflatene av enhver annen stråle. Det som er nødvendig er at væsken som kommer fra hver primærvæskeåpning er rettet bort fra aksen 503 av hovedtrakten 501 av en tilsvarende Coanda overflate 502. Det vil observeres at den konvekse eller Coanda overflaten 16 kan være kontinuerlig med flere stråler idet hver stråle føres ut i hovedsak tangensielt til den kontinuerlige overflaten 16.

Selv om det har blitt beskrevet en teknikk for å klargjøre pumpen som illustrert i figur 1, kunne andre teknikker bli brukt. For eksempel kunne en stoppventil (ikke vist) være tilkoplet utløpsenden 62 av det rørformete segment 62. Et vakuum ville bli trukket ved innløpet 58 inntil vannkilden dekket den primære innløpsåpning 18 hvorpå tilkopling av pumpen 22 ville bli oppstartet og strøm ville bli opprettholdt.

Likeledes og i forbindelse med utførelsesformen i figur 9b kunne et vakuum bli fremskaffet på innløp 306 av vakuum pumpe 307. Vakuumet ville gradvis trekke væske inn i pumpe 300 inntil de primære innløpsåpninger 304 var dekket av væske. Deretter vill impellerpumpen 302 starte opp for å gi væske til primær innløpsåpningen 3 04 og strøm vil så bli opprettholdt.

I en ytterligere utførelsesform av oppfinnelsen henvises til figur 1. Selv om trykk-kammer 27 er illustrert til å være relativt lite slik at væske som føres ut av fjerde segment 54 beveger seg raskt inn i og gjennom pumpe 22 er et meget større trykk-kammer 2 7 tiltenkt hvor mengden av vann som venter på å komme inn i pumpe 2 2 er stor og hvor det følgelig ville være mindre avbrudd av strømmen gjennom hovedtrakten 12. Igjen ville dette være ønskelig for enheter båret i den sekundære strøm, spesielt enheter så som levende fisk.

Selv om flere spesielle utførelsesformer av oppfinnelsen har blitt beskrevet er slike beskrivelser tiltenkt å være illustratoriske for oppfinnelsen og ikke til å begrense omfanget av oppfinnelsen som angitt i henhold til med-følgende krav.

Claims (16)

1. Væskepumpe, karakterisert ved at den omfatter et hovedrør med et inntak og et utløp, hvilket hovedrør innebefatter et første segment med en inntak og en utløpsende, hvilket første segment kan koples til en væskekilde som skal beveges fra en første beliggenhet til en andre beliggenhet som anordninger koplet til første segment for å danne en ringformet åpning for å dirigere en primærvæske inn i hovedrøret med en beliggenhet nedstrøms for innløpet og en ringformet Coanda overflate beliggende nedstrøms for åpningen, hvilkenC oanda overflate er anbrakt til å ligge i veien for væsken som kommer fra åpningen i hovedsak tangensielt til overflaten.

2. Væskepumpe ifølge krav 1, karakterisert ved at første segment har en konisk indre overflate og øker i diameter nærmer åpningen derav.

3. Væskepumpe ifølge krav 2, karakterisert ved at første segment har et sirkulært tverrsnitt.

4. Væskepumpe ifølge krav 1, karakterisert ved at den sirkelformige åpning og Coanda overflaten i hovedsak er kontinuerlige omkring utløpsenden av første segment.

5. Væskepumpe ifølge krav 1, karakterisert ved at Coanda overflaten har en jevn overgang til andre segment, hvilket andre segment fortrinnsvis er sylindrisk og fortrinnsvis øker i diameter nedstrøms for åpningen.

6. Væskepumpe, karakterisert ved at den omfatter et hovedrør med et inntak og et utløp, hvilket hovedrør kan koples til en kilde for væske som skal fjernes fra en første beliggenhet til en andre beliggenhet, samt anordninger koplet til hovedrøret for å danne en ringformet åpning for å dirigere en primærvæske inn i det første rør ved en beliggenhet nedstrøms for inntaket, samt anordning assosiert med åpningen med en ringformet Coanda overflate, hvilken Coanda overflate er plassert for å ligge i veien for væske rettet fra åpningen i hovedsak tangensielt til Coanda overflaten og hvor Coanda overflaten strekker seg jevnt fra den ringformige åpning og går over i innløpsenden av et andre segment.

7. Væskepumpe ifølge krav 6, karakterisert ved at hovedrøret ytterligere innbefatter et første segment med en inntaksende og en utløpsende, hvilken utløpsende av første segment er større enn inntaksenden av andre segment og hvor Coanda overflaten går glatt over i innløpsenden av andre segment.

8. Væskepumpe, karakterisert ved at den omfatter et hovedrør med et inntak og et utløp, hvilket hovedrør innebefatter et første segment med en inntaksende og en utløpsende og hvor første segment kan koples til en væskekilde som skal beveges fra en første beliggenhet til en andre beliggenhet og anordninger koplet til første segment for å danne en ringformet åpning for å rette en primærvæske inn i hovedrøret ved en beliggenhet nedstrøms for inntaket og en ringformet Coanda overflate beliggende nedstrøms for åpningen, hvilken Coanda overflate er plassert for å ligge i veien for væske som kommer ut fra åpningen i hovedsak tangensielt til overflaten og å gå glatt over i et andre segment.

9. Væskepumpe ifølge krav 1, karakterisert ved at andre segment sprer seg glatt nedstrøms for Coanda overflaten.

10. Fremgangsmåte for å bevege et produkt i en første væske fra en beliggenhet til en andre beliggenhet, karakterisert ved at den omfatter å føre første væske langs et første rør omfattende et første og andre segment fra et inntak til et utløp, og rette en andre væske inn i første rør i hovedsak tangensielt langs en ringformet konveks overflate, beliggende ved siden av og rundt utløpsenden av første segment ved en hastighet høyere enn hastigheten av første væske.

11. Væskepumpe egnet til å føres fisk fra et første til et andre beliggenhet, karakterisert ved at pumpen omfatter et første rør, et inntak og et utløp, hvilket første rør er tilpasset til å bli koplet til en væskekilde inneholdende fisken som skal føres og med et første og andre segment, hvilket andre segment har en utløpsende og hvor det tilkoplet anordninger til første rør for å danne en ringformet åpning som fortrinnsvis er kontinuerlig omkring omkretsen av første rør for å rette en væske inn i første rør ved en beliggenhet nedstrøms for inntaket samt anordningen nedstrøms for åpningen for å danne en ringformet konveks overflate, hvilken overflate er plassert for å forårsake en avbøyning av væsken fra åpning og hvor første segment har en indre overflate som sprer seg ut og strekker seg fra inntaket til utløpsenden.

12. Væskepumpe, karakterisert ved at den omfatter et første rør med et inntak og et utløp, hvilket første rør fortrinnsvis innebefatter et første og et andre segment, hvor første segment strekker seg fra inntaket til utløpet i en utvidene form og slutter ved en utløpsende ved siden av en ringformig overflate, hvilket rør kan koples til en væskekilde som skal beveges fra en første beliggenhet til en andre beliggenhet samt anordninger koplet til første rør for å danne en ringformet åpning for å rette en væske inn i første rør med en beliggenhet nedstrøms for inntak, og anordninger nedstrøms for åpning for å danne en ringformet konveks overflate fortrinnsvis en Coanda overflate, hvilken overflate kan konvergere relativt til omkretsen av røret og hvor overflaten smalner fra sin oppstrøms til sin nedstrøms enden og er plassert for å forårsake avbøyning av væsken som støter tangensielt mot overflaten fra åpningen.

13. Væskepumpe, karakterisert ved at den omfatter: et første rør med et inntak og et utløp, hvilket rør er tilpasset for å bli koplet til en væskekilde som skal beveges fra en beliggenhet til en andre beliggenhet og som fortrinnsvis omfatter et perforert segment, idet det foreligger anordninger for å omfatte et trykk-kammer som . minst delvis omgir det perforerte segment, anordninger koplet til første rør for å danne en ringformet åpning for å rette en væske inn i første rør med en beliggenhet nedstrøms for inntaket, og hvor første rør fortrinnsvis har et segment mellom inntaket og åpningen, idet indre overflate av segmentet er konisk og har økende diameter i retning mot åpningen hvor åpningsbredden fortrinnsvis er i størrelsesorden 7,62 til 8,38 mm og hvor åpningen har en virkningsvinkel som er ca. 30 til 45° med hensyn til senterlinjen av første rør, anordninger nedstrøms for åpningen for å danne en ringformet Coanda overflate hvilken overflate er plassert for å forårsake en avbøyning av væsken fra åpningen, og en pumpeanordning hvilken fortrinnsvis innebefatter en sentrifugalpumpe koplet til første rør for å rette væske mot åpningen, hvilken pumpeanordning har et andre rør som dersom anordningen har et perforert segment står i forbindelse med et trykk-kammer som står i forbindelse via væsken med første rør med en beliggenhet oppstrøms for utløpet.

14. Anordning ifølge krav 13, karakterisert ved at åpningen har en indre diameter som er større enn den minste diameter av Coanda overflaten.

15. Jet-type væskepumpe, karakterisert ved at den omfatter: et første rør med et inntak og et utløp, hvilket rør er tilpasset for å bli koplet til en kilde for sekundær væske som skal beveges fra en første beliggenhet til en andre beliggenhet, og hvor det kan være innebefattet et trykk-kammer som står minst delvis i omgivende forhold til første rør i nærhet og nedstrøms for inntaket, anordninger koplet til første rør for å danne en ringformig stråleåpning for å rette en væske inn i første rør ved en vinkel og en beliggenhet nedstrøms for inntaket, anordninger nedstrøms for åpning for å danne en ringformet Coanda overflate hvilken overflate er plassert for å forårsake en avbøyning av væsken fra åpningen, et andre rør i forbindelse via væsken med første rør, hvilket andre rør når første rør innebefatter et trykk-kammer står i forbindelse med trykk-kammeret for å tilføre væske til dette hvilket trykk-kammer står i tilknytning til åpningen, ved en beliggenhet oppstrøms for utløpet hvilket andre rør er koplet til åpningen for å gi væske denne; og en pumpe fortrinnsvis en sentrifugal pumpe med en rotor inne i andre rør.

16. Fremgangsmåte for å bevege en væske fra en beliggenhet til en annen beliggenhet, karakterisert ved at den omfatter: å dirigere en væske langs en første væskevei som strekker seg mellom et inntak og et utløp, tappe av en del av væske ved en første beliggenhet nedstrøms for inntaket, dirigere den avtappete væskedel langs en andre vei i en lukket løkke til en beliggenhet mellom inntaket og første beliggenhet, og tvinge den avtappete væskedel tilbake til væsken gjennom en ringformet åpning som omgir første vei hvorved strømmen væsken langs første vei opprettholdes.