SE420230B - Anordning for pumpning av skummande vetskor - Google Patents

Description

10 15 25 30 35 Pumpsumpar i form av en stympad kon har ofta en någon decimeter bred ring längs överkantens insida, vilken dels tjänar som förstyvning för konstruktionen, dels hindrar vätskan i pumpsumpen från att på grund av den kraftiga virvelrörelsen kastas över kanten.

Vid pumpning av skum av särskilt seg och svârsönderbruten karaktär har det emellertid visat sig att en pump av ovannämnd typ inte är tillfyllest.

Skummet bryts nämligen inte sönder tillräckligt snabbt av virvelrörelsen, varför hela virvelns centrum fylles av skum och till slut svämmar skummet över pumpsumpens överkant. Det lätta skummet får inte samma rotations- hastighet som resten av virveln och kan därför falla ned i centrum av virveln. Detta underlättas av förekomsten av ovannämnda ring längs sumpens överkant. De skumblåsor som brutits sönder i virvelns nedre del kommer då att âterbildas genom att nya skumbläsor uppstår mellan det nedfallande skummet och virvelns innervägg. Vid hög belastning av ingående vätska till pumpen kommer så mycket skum att ansamlas och avlänkas mot centrum av virveln att den öppna virveln slutes. Den i virvelns nedre del fri- gjorda gasen har då inget utlopp. Pâ sa sätt kan ett luftlâs uppstå i pumpsumpen trots att det är.en vertikalpump och pumpens kapacitet avtar kraftigt. Detta medför då att pumpsumpen svämmar över sina bräddar ned på golvet.

Enligt föreliggande uppfinning har det visat sig möjligt att förhindra sådana störningar i pumpningsförloppet genom att i pumpsumpen anordna en stigledning eller förbindelsekanal för ur den skummande vätskan fri- gjorda gaser vars övre öppning mynnar fritt i omgivande atmosfär och vars nedre öppning mynnar åtminstone delvis inom den centrala virvel som upp- står i pumpsumpen vid pumpning.

Stigledningens övre del ansluter lämpligen till ett lock som täcker pump- sumpen.

Medelst en anordning enligt uppfinningen uppnår man tre saker; dels hindrar ledningen skum i pumpsumpens övre del från att fallaned i virvelns centrum, dels tvingar ledningen all vätska och alla skumblàsor att passera genom en zon i pumpsumpens lägre belägna delar där det på grund av inverkan från pumphjulets rotation föreligger en kraftig virvelrörelse och därmed 1. 10 15 20 25- 30 35 en kraftig centrifugalkraft, vilket bidrar till separering av vätska och skum samt sönderbrytning av skumblåsorna; dels och framför allt hindrar -stigledningen skummet i pumpsumpens övre del från att avlänkas inåt så att den centrala virveln slutes helt så att de i pumpsumpens nedre del frigjorda gaserna icke får något utlopp från pumpsumpen.

Pumpen är lämpligen en vertikalpump med drivanordningen monterad ovanpå pumpsumpen, så att drivaxeln passerar genom pumphusets inloppsöppning och även genom stigledningen så att det uppstår en öppen luftspalt mellan drivaxeln och stigledningens innervägg. Denna placering av drivanordningen är emellertid ingen nödvändig förutsättning för uppfinningen utan pumpens drivaxel kan även passera pumphusets vägg på inloppsöppningens motstående sida. Förutsättningen för att uppfinningen skall fungera är nämligen att pumphjulet bibringar vätskan i pumpsumpen en virvelrörelse. I det fall då pumpaxeln passerar genom pumphusets vägg kan pumpaxeln vara huvudsakligen vertikal och därmed sammanfalla med den stympade konens axellinje. Pumpaxeln och pumphjulets rotationsaxel kan emellertid även avvika från den stympade konens axellinje om detta anses lämpligt så länge som huvudförutsättningen uppfylles, nämligen att pumphjulet bibringar vätskan i pumpsumpen en virvelrörelse.

Dimensionerna på stigledningens area och längd kan tillåtas variera inom vida gränser inom uppfinningens ram. Ledningens största tväraxel bör emellertid inte överstiga halva den stympade konens diameter vid dess övre ände och ej heller understiga 1/10 av denna diameter. I de flesta fall bör största tväraxeln ej överstiga 1/3 av största kondiametern.

Ledningens.längd bör ej understiga 1/10 av pumpsumpens djup; ej heller bör ledningens längd överstiga 4/5 av pumpsumpens djup eftersom man då riskerar att få en strypning av inflödesmängden till pumphusets inlopps- öppning. Dessa ytterlighetsvärden på ledningens längd kan endast utnyttjas vid vissa tvärsektioner på ledningen, i annat fall uteblir skumdämpnings- effekten eller också minskas pumpkapaciteten.

En bättre avluftning erhålles om ledningens längd är mellan 1/5 och 3/4 av pumpsumpens djup eftersom man då icke är lika beroende av att välja 10 15 20 25- 30 35 ooovsss-a 4 rätt dimensioner på ledningens tvärsektion. Detta beroende är ännu mindre om ledningens längd väljes mellan 1/4 och 2/3 av pumpsumpens djup.

Optimal avluftning kan förväntas om ledningens längd är mellan 1/3 och hälften av pumpsumpens djup. Ledningens största tväraxel bör då ej över- stiga 1/3 av den stympade konens största diameter.

Ledningen utgöres lämpligen av ett cylindriskt rör som är koaxialt med den stympade konens axellinje. Detta är emellertid icke någon tvingande förutsättning för uppfinningen utan man kan även välja en ledning eller förbindelsekanal med annan tvärsektion om man ej har tillgång till något rör av lämplig dimension. Vidare är det ej nödvändigt att ledningen är koaxial med den stympade konens axellinje, utan ledningens centrumlinje kan avvika från denna om detta exempelvis av byggnads- eller konstruktions- tekniska skäl är nödvändigt. Ledningen kan till och med sträcka sig helt eller delvis utanför den stympade konens axellinje.

Uppfinningen skall i det följande närmare beskrivas med hänvisning till bifogade figurer i delvis skuren sektion, där figur 1 visar en pump med en anordning enligt uppfinningen där drivanordningen är monterad ovanpå pumpsumpen och figur 2 visar en pump med en andra utföringsform av upp- finninqen där pumpens drivanordning är monterad under pumpsumpen.

Figur 1 visar en pump med en anordning enligt uppfinningen innefattande ett pumphus (1) och ett i pumphuset roterande pumphjul. Pumphuset är anslutet via ej visade bultförband till en frânledning (2) och till en pumpsump (3) via en anslutningsfläns (4). Pumpsumpens närmast pump- huset (1) belägna del har formen av en stympad kon (5) med spetsen riktadf.f mot pumphuset (1). Pumpsumpens övre del har formen av en cylinder (6) till vilken ansluter en i huvudsak tangentiell tilledning (7) för vätska.

Pumpsumpen uppbäres av tre stödben (8), av vilka två visas i figuren.

Benen vilar fritt på eller är fastbultade vid en golvyta (9). Pumpens drivanordning utgöres av en drivaxel (10), lagerhus (11), kilrepdrift med remskydd (12) och pumpmotor (13). Lagerhuset (11) och pumpmotorn (13) är fästade medelst bultförband på ett stativ (14), vilket är fast monterat ovanpå pumpsumpen. Pumpsumpen är täckt av ett lock (15). I centrum av _ f.,'.“;.e..~a...a..åf,ea..à.'aï"l';'fi HQM; _. __» Hun-_' _41 ~c p» " a 10 15 20 25 30 35 locket (15) är en öppning, till vilken ansluter en stigledning eller förbindelsekanal (17) för ur den skummande vätskan frigjord gas. Stigled- ningen (17) omger drivaxeln (10) och uppvisar däremellan en luftšpalt genom vilken den frigjorda gasen kan passera från den nedre öppningen (18) genom spalten och ut genom den övre öppningen (16) till den omgivande atmosfären. Den stympade konens axellinje (19) sammanfaller här bade med drivaxelns rotationsaxel och vertikallinjen.

I den högra halvan av figuren förklaras anordningens funktion genom att de olika zonerna av vätska, skum och fri gas är utritade. Genom pump- hjulets rotation åstadkommas en kraftig virvelrörelse som fortplantar sig genom pumpens inloppsöppning upp i pumpsumpen. Denna virvelrörelse är kraftigast i den närmast inloppsöppningen belägna delen av pumpsumpen.

Pâ grund av centrifugalkraften kommer vätskan och eventuella fasta partiklar att kastas upp mot pumpsumpens yttarvägg (5, 6) och bildar där en yttre zon A med i.huvudsak enbart vätska och eventuella fasta partiklar. Innanför denna ytterzon A finns en inre zon B bestående av skum. Bubbelstorleken i denna skumzon tilltar mot centrum av virveln. I centrum omgivande pump- axeln finns en central öppen virvel eller vortex C som meddelst förbindelse- kanalen (17) har fri förbindelse med den omgivande atmosfären. 'lutligen kan det i vinkeln mellan locket (15) och förbindelsekanalen (17) finnas en ringformig zon D av luft. För att hindra att alltför stor mängd luft blir instängd i zon D är det anordnat evakueringshäl (39) i väggen på förbindelse- kanalen (17). Som synes av figuren hindr r ytterväggen på förbindelse- kanalen (17) skummet i den övre delen av zon B från att tränga in och helt täppa till den öppna virveln C i dess översta del och därmed bryta den fria förbindelsen med atmosfären för i pumpsumpens lägre delar frigjorda gaser.

Figur 2 visar en andra utföringsform av en anordning enligt uppfinningen.

Motsvarande detaljer har àsatts samma hänvisningssiffror som i figur 1 och överensstämmer i alla delar med den förut beskrivna utföringsformen.

Skillnaden mot föregående utföringsform består i att pumpens drivaxel (20) passerar pumphusets (1) väga på inloppsöppningens motstâende sida. Driv- axelns lagerhus (21) är fast förenat via ben (25) med en monteringsfläns (26) på pumphusets (1) vägg. Lagret (21) och pumpens kilrepdrift (22) skyddas mot utläckande vätska av en packbox (27) och avkastarring (28). Pumpens .-.- »vad-snai- J' 10 15 20 35997339-8 6 kilrepdrift (22) med sitt remskydd måste vara speciellt utformade för att skydda kilrepen mot nedfallande vätska. Pumpens drivmotor är monterad på ett av pumpsumpens tre ben (8) medelst en skymd monteringsplatta. Pumpens drivning kan även ske på annat sätt, exempelvis via en vinkelväxel eller en direkt flänsmonterad motor.

Utföringsfbrmen enligt figur 2 skiljer sig från figur 1 genom att pumpens drivaxel inte tar upp nagot utrymme i den centrala öppna virveln C. Pâ så sätt erhålles en större öppen yta i xirveln. A andra sidan bidrar inte pumpaxeln genom sin rörelse till att slå sönder skummet. Speciellt i det fall då pumphuset är anslutet till pumpsumpen medelst en rörkrök för att därmed i någon mån skydda lagerhus, transmission och drivmotor från ut- läckande vätska, erhålles en försvagad avluftningseffekt. Pumphjulet kan emellertid bibringa vätskan i pumpsumpen en virvelrörelse även om förbind- ningen mellan pumphus och pumpsump inte är rak, men virvelrörelsen blir då svagare än vad som annars är fallet. Det erhålles givetvis fortfarande en förbättrad avluftningseffekt jämfört med en pumpsump helt utan någon förbindelsekanal (17).

Uppfinningen är ej begränsad till de här beskrivna utföringsformerna utan kan varieras inom ramen för efterföljande patentkrav.

Claims (14)

I-wfl- -........._.....1 f* 1 8W7339-8 fatentkrav

1. Anordning vid sådana apparater för pumpning av skummande vätskor, vilka apparater innefattar ett pumphjul, ett pumphjulet omgivande pump- _hus (1) med en utloppsöppning ansluten till en frånledning (2) för den pumpade vätskan, en till pumphuset ansluten pumpsump (3), vilken åtminstone i sin pumphuset (1) närmast belägna del har formen av en stympad kon (5) med spetsen riktad mot pumphuset (1) och med i huvudsak vertikal axel (19) samt åtminstone en tilledning (7) för vätska som mynnar i pumpsumpen (3), k ä n n e t e c k n a d av att i pumpsumpen (3) är anordnad en stigledning (17) för ur den skummande vätskan fri- gjorda gaser vars övre öppning (16) mynnar fritt i omgivande atmosfär och vars nedre öppning (18) mynnar åtminstone delvis inom den centrala virvel (C) som uppstår i pumpsumpen (3) vid pumpning.

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n-e t e c k n a d av att stig- ledningens (17) övre del ansluter till ett lock (15) som täcker pump- sumpen (3).

3. Anordning enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att pumpsumpens (3) övre del har formen av en cylinder (6) som ansluter till den koniska delen (5).

4. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att pumphjulet bibringar vätskan i pumpsumpen (3) en virvelrörelse.

5. Anordning enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att pumpens drivanordning (11, 12, 13) är monterad ovanför pumpsumpen samt att drivaxeln (10) passerar genom pumphusets inloppsöppning och genom stigledningens (17) inre, så att det uppstår en luftspalt mellandriv- axeln (10) och ledningens (17) innervägg.

6. Anordning enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att pumpens drivaxel (20) passerar pumphusets (1) vägg på inloppsöppningens mot- stående sida. a _ ._ ...ß-_ ufi-.v-l-»w-fl 2307339-8

7. Anordning enligr krav 5 eller 6, k ä n n e t e c k n a d av att pumphjulets rotationsaxel åtminstone ungefärligen samanfaller med den stympade konens centrumlinje (19).

8. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att stigledningen (17) utgöres av ett cylindriskt rör.

9. Anordning enligt krav 5 och 8, k ä n n e t e c k n a d av att stigledningen (17) är koncentrisk med pumpaxeln.

10. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att ledningens (17) största tväraxel är mellan hälften och 1/10 av den stympade konens (5) diameter i dešs övre del.

11, Anordning enligt nagot av föregående krav, k 3 n n e t e c k n a d av att ledningen (17) tränger ned mellan 1/10 och 4/5 av pumpsumpens (3) djup.

12. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att ledningen (17) tränger ned mellan 1/5 och 3/4 av pumpsumpens (3) djup.

13. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att ledningen (17) tränger ned mellan 1/4 och 2/3 av pumpsumpens (3) djup.

14. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att stigledningen (17) tränger ned mellan 1/3 och hälften av pump- sumpens (3) djup från dess övre kant.