SE531139C2 - Pumpaggregat och metod - Google Patents

Description

UI 10 15 20 k) UI 531 139 WO 2006 /058605 Al visar en pump med sönderdelníngsverkan i vilken klippverkan tillhandahålls vid ett radiellt gränssnitt mellan en axiell impeller, som är monterad i koaxiell och samroterande relation med ett pumphjul, och nedströmssidan av en perforerad skärplatta som täcker pumpinloppet. I ett dylikt fall är klippkapaciteten synner- ligen beroende av ett korrekt axiellt avstånd mellan samverkande skäreggar på den uppströms ändytan hos impellern respektive på den nedströms ytan hos inloppsskärplattan. För detta syfte måste brickor anbringas mellan inloppsskärplattan och pumphuset för justering av det axiella avståndet. Uppenbarligen sker justeringen i ett slutligt monteringssteg då impellern gängas på drivaxeln, varvid impellern även låser pumphjulet, vilket i förväg kilats fast på driv- axeln, i densamma axiella position. Således omfattar inställningen av en effektiv klippsamverkan mellan den axiella impellern och inlopps- skärplattan, det axiella förhållandet mellan alla komponenter, inklu- derande purnphjule t.

En pump med sönderdelningsverkan enligt tidigare teknik illustreras i ñg 1 i ritningarna. Pumpen med sönderdelningsverkan enligt ñg l kommer att kortfattat diskuteras nedan, fokuserande i huvudsak på de komponenter som är av vikt för klippverkan.

Pumpen med sönderdelningsverkan enligt tidigare teknik enligt lig l innefattar ett purnphjul l som är lagrat för rotation i ett pumphus 2.

Pumphuset 2 har ett axiellt inlopp 3 på sugsidan och ett radiellt utlopp 4 på trypksidan för våtsketransport utförd av pumphjulet vid rotation. Anordnat koaxiellt med purnphjulet, och sarnroterande där- med, är ett skärhjul 5. Vid drift roterar skärhjulet på den uppströms sidan av en perforerad skårplatta 6 som är stationär i förhållande till purnphuset. Närmare bestämt är skärplattan 6 fastskruvad i täck- ande förhållande med en central öppning 7 som är bildad genom en 10 15 20 l u UI 53'| 139 sugplatta 8, som är fastskruvad på pumphuset vid 9. Radiella skär- eggar 10, bildade på den nedströms sidan av skärhjulet, samverkar i klippsamverkan med eggar hos perforeringar ll som är bildade genom skärplattan. Allt fast material avlviss längd som sugs in genom perforeringarna ll sönderdelas av skärhjulet som är i relativ rotation med skärplattan.

De roterande komponenterna, dvs. pumphjulet 1 och skärhjulet 5, bärs upp i ändområdet av en drívaxel 12 som är lagrad i pumphuset och som drivs av en motor för rotation. Axeln 12 når genom centrala häl som är bildade i pumphjulet respektive skärhjulet. Pumphjulet och skärhjulet är båda icke-roterande fastkilade till axeln 12 genom splineförband, och är fixerade axiellt till axeländen medelst en låsbult 13 som är gängad i ett blindhål som mynnar i axelns ände. Uppen- barligen omfattar inställning av ett korrekt axiellt avstånd mellan skärhjulet och skärplattan, det axiella förhållandet mellan alla kom- ponenter, inkluderande pumphjulet.

Det axiella avståndet mellan skärhjulet 5 och skärplattan 6 åstad- koms och justeras i samband monteringsförfarandet, vilket nu kommer att beskrivas.

I ett första rnonteringssteg är pumphjulet och skärhjulet påförda axeländen, och säkrade axiellt medelst låsbulten 13 samtidigt som ett axiellt avstånd mellan pumphjulet och purnphuset justeras medelst brickor som tidigare är påförda drivaxeln 12. I ett nästa steg skruvas sugplattan 8 fast på huset och justeras med avseende på ett fritt avstånd mellan pumphjulet och sugplattan. Då skär-hjulet tas bort genom lösgörande av låsbulten 13, kommer nu pumphjulet att kunna vila på den nedströms ytan hos sugplattan. Wed skärhjulet borttaget kan skärplattan 6 skruvas fast på sugplattan 8 varpå skärhjulet återigen placeras på axelns ände och låsbulten anbringas för att 10 15 IQ UI 531 139 återskapa den axiella positionen av pumphjulet och skärhjulet på drivaxeln 12. Ytterligare brickor kan då behöva påföras drivaxeln, mellan skärhjulet och pumphjulet, för att tillhandahålla ett avstånd och en grad av justering. Den slutliga inställningen av ett minimi- avstånd mellan skärplattan och skärhjulet utförs genom justering av sugplattans 8 axiella position, användande bultarna 9 eller separata ställskruvar.

Uppenbarligen är monterings- och justeringsproceduren tidsödande och metoden är beroende av en operatörs förmåga att säkerställa ett reproducerbart avstånd vid alla tillfällen. Men eftersom förmågan att sönderdela fast material som annars skulle blockera vätskeinloppet är kritiskt för driften av pumpen med sönderdelningsverkan, måste det korrekta axiella avståndet alltid säkerställas. Det är således ett tekniskt problem att förbättra pumpen med sönderdelningsverkan enligt tidigare teknik så att ett effektivt axiellt avstånd mellan skär- elementen alltid återskapas vid montering, och med vilken risken för icke-korrekt montering elimineras.

Sammanfattning av uppfinningen Det är således ett syfte med den föreliggande uppfinningen att för- bättra pumpen enligt tidigare teknik så att ett effektivt och reprodu- cerbart axiellt avstånd mellan skårelementen vid alla tillfällen säker- ställs vid montering.

Det år ett annat syfte med den föreliggande uppfinningen att tillhan- dahålla ett purnpaggregat som är konstruerat för enkel montering, och med vilket risken för icke-korrekt montering är eliminerad.

Ytterligare ett annat syfte år att tillhandahålla ett pumpaggregat i vilket inställningen av ett korrekt axíellt avstånd mellan komponent- 10 l5 20 531 139 erna som bildar del i en klippverkan inte påverkar, och inte påverkas av, den axíella inställningen av pumphjulet.

Dessa och andra syften uppfylls medelst ett pumpaggregat och metod såsom definieras i kraven.

Kortfattat innefattar ett pumpaggregat enligt den föreliggande upp- finningen ett skärhjul monterat på en drivaxel i koaxíell och samro- terande relation med ett purnphjul, och en skärplatta stationärt rnonterbar i ett purnphus mellan skärhjulet och pumphjulet, varvid skärplattan har perforeringar som bildar passager därigenom för en vätska som transporteras av pumphjulet vid rotation, varvid skär- hjulet och skärplattan i samverkan tillhandahåller ett klippgränssnitt som är verksamt för att sönderdela fast material som kan förekomma i vätskan. Pumpaggregatet är kännetecknat av att ett axíellt avstånd mellan skärhjulet och skärplattan åstadkoms genom eliminering av ett axiellt spel i ett gängingrepp mellan skärhjulet och drivaxeln.

I en föredragen realísering av uppfinningen har skärhjulet en invän- dig gänga som är i ingrepp med en utvändig gänga hos drivaxeln, och en separerande axiell kraft anbringas av en stoppskruv som är i ingrepp med skärhjulets invändiga gänga samtidigt som densamma ligger an mot en ändyta hos drivaxeln.

Den invändiga gängan hos skärhjulet är alternativt i ingrepp med en gänga som är bildad utvändigt på en axíell förlängning av drivaxeln.

Nämnda axiella förlängning kan realiseras som en bult som är inför- bar i drivaxeländen, och som har en utvändig gänga bildad pä ett huvud hos bulten.

Det är även föredraget att drixraxeländen kan vara införbar i pump- hjulet för en splineförbíndníng med ett blindhål bildat i pumphjulet. 10 15 20 IQ Un 531 139 Bulten kan då passera genom en botten hos blindhålet för att verka som en axiell säkring av pumphjulet till drivaxeländen, samtidigt som den även tjänar som en förlängning av drivaxeln på vilken skårhjulet är monterbart genom ett gångingrepp med bulthuvudet.

Kortfattat innefattar en metod, med vilken en effektiv klippverkan är säkerställbar i pumpaggregatet, stegen att: - säkra pumphjulet axiellt på drivaxeln; - montera skärplattan stationärt på pumphuset; - montera skärhjulet i ett gängat ingrepp med drivaxeländen för att komma i kontakt med skärplattan, och - åstadkomma ett axíellt avstånd mellan skårhjulet och skärplattan genom eliminering av ett axiellt spel i gängingreppet mellan skärhju- let och drivaxeln.

Ytterligare detaljer och fördelar kommer att framgå av den följande detaljerade beskrivningen av pumpaggregatet då det är applicerat i en centrifugalpump med sönderdelningsverkan.

Kortfattad beskrivning av ritningarna Uppfinningen kommer nu att beskrivas nedan med hänvisning till i ritníngarna, illustrerande ett utförande av uppfinningen. l ritningarna är: Fig 1 ett längsgående snitt genom en pump med sönderdelnings- verkan enligt tidigare teknik; Fig 2 är en sprängvy visande uppfinningen applicerad i en centri~ fugalpump med sönderdelningsverkan, vilkens relevanta komponenter år genomskurna genom ett gemensamt längsgående centrum; och Fig 3 är en sektionsvy visancle pumpkomponenterna enligt lig 2 monterade. 10 l5 20 l\) Un 531 139 Detalierad beskrivning av det illustrerade utförandet Hänvisar initialt till fig l, pumpen med sönderdelningsverkan enligt tidigare teknik som är illustrerad däri förstås bäst med hänvisning till den skrivna beskrivningen som givits ovan. Uppñnningen är således först illustrerad i fig 2, i vilken pumpkomponenterna är definierade med samma hänvisningsnummer som används i samband med motsvarande pumpkornponenter enligt fig l.

Med hänvisning till fig 2 har ett pumphus 2 en kammare i vilken ett pumphjul 1 är lagrat och drivet för rotation. En inloppsöppning 7 är bildad genom en sugplatta 8 som är stationärt monterbar på pump- huset med hjälp av bultar 9. Vid drift, då pumphjulet roterar, sugs vätska in genom inloppsöppningen och töms ut genom det radiella utloppet 4 av centrifugalkrafter som genereras från blad som är bildade på pumphjulet. Driften, som är väl känd, är den hos en typisk centrifugalpump och behöver ingen vidare förklaring häri.

En skärplatta 6 är stationårt monterbar på sugplattan medelst bultar 14. I monterad position täcker skärplattan ínloppsöppningen 7 genom sugplattan. Perforeringar 11 genom skärplattan tillhandahål- ler passager genom vilka vätska och fast material av lämplig storlek, som förekommer i vätskan, kan passera in i pumpkainmaren.

Ett skärhjul 5 är rnonterbart för rotation på den uppströms sidan av skärplattan 6. Skärhjulet är bildat med skäreggar lO som sträcker sig i huvudsak i radiell riktning från en central navdel hos skärhjulet.

Skäreggarna lO är bildade på den nedströms sidan av skärhjulet, vända mot skärplattan, och samverkar i en klippverkan med eggarna hos skärplattans perforeringar ll då skärhjulet l drivs för rotation i förhållande till skärplattan. 10 15 20 l\J UI 531 139 Konstruktionen och driften av nämnda komponenter är hittills i huvudsak identiska med den hos pumpen enligt tidigare teknik. Även i likhet med pumpen enligt tig 1, är pumphjulet och skärhjulet sam- roterande och båda drivna för rotation av en gemensam drivaxel.

Emellertid skiljer sig de roterande delarna från motsvarande delar hos pumpen enligt tidigare teknik vad gäller deras montering på driv- axeln.

I motsats till den tidigare drivaxeln 12, når drivaxeln 12' inte axiellt glidbart genom pumphjulet och skär-hjulet. Drivaxeln 12' har en axelände 15 som är bildad utvändigt med splines. Pumphjulet 1 har ett centralt blindhål 17 med invändiga splines för att ta emot axel- änden 15 i ett splineförband. Axeländen 15 är fullt införbar i blind- hålet då ändytan hos axeländen ligger an mot botten av blindhålet 17. Ett hål 18 av mindre diameter genom botten av blindhålet 17 medger införande av en bult 19 som är gängad utvändigt för ingrepp med de invändiga gängorna hos ett blindhål 16 som mynnar i axelns ände 15. Då den är fullt införd säkrar bulten 19 pumphjulet axiellt på drivaxeln. Bulten 19 är bildad med ett huvud 20 som är gängat utvändigt, och är vidare försett med ett säte för ingrepp med ett verktyg, såsom en insexnyckel, medelst vilken bulten kan skruvas fast på axelns ände. 1 införd position bildar bulthuvudet 20 i själva *verket en gängad förlängning av drivaxeln 12”.

Skärhjulet 5 har ett centralt genomgående hål 21 som är gängat invändigt, och med vilket skärhjulet kan skruvas ned över bulthuvu- det 20 i ett gängingrepp. En stoppskruv 22, som är utvändigt gängad, är införbar frän den motsatta änden av det centrala hålet 21 i gäng- ingrepp med skärhjulet.

Montering av pumpkomponenterna till ett tillstånd som illustreras i ñg 3 sker genom montering av pumphjulet l på drivaxelns 12' ände 10 15 53'l 139 15, inkluderande införande av bulten 19 i axelns ändhål 16. Därefter skruvas sugplattan 8 fast på pumphuset, vilket följs av fastskruvning av skårplattan 6 på den uppströms sidan av sugplattan. Därefter påförs skårhjulet 5 bulthuvudet 20 tills skåreggarna lO hos skär- hjulet 5 kommer i kontakt med motstående yta hos skårplattan 6. I ett slutligt steg förs stoppskruven 22 in i det centrala hålet 21 tills densamma ligger an mot den motstående åndytan hos bulthuvudet 20. De anliggande ändarna hos stoppskruven 22 och bulthuvudet 20 kan företrädesvis bearbetas för en fullständig runtomgående kontakt.

Ett minsta, och vid alla monteringsprocedurer reproducerbart, avstånd mellan skårhjulet och skärplattan år slutligen åstadkommen genom anbringning av ett vridmoment på stoppskruven 22, under det att skärhjulet hålls icke-roterande. Som resultat av att stoppskruven 22 går i ingrepp med den invändiga gångan hos skärhjulet och ligger an mot drivaxelns àndyta, eller ändytan hos drivaxelförlångningen i form av bulthuvudet 20, kommer stoppskruven att utöva en sepa- rerande axiell kraft som eliminerar varje spel i gängingreppet mellan skärhjulet och bulthuvudet. Skårhjulet tvingas således axiellt bort från skårplattan, till ett minsta och mikrometerstort avstånd som tillgodoser en lämplig klippsalnverkan mellan de två elementen.

Uppenbarligen påverkar inställningen av det axiella avståndet mellan skärhjtilet och skårplattan, såsom visas, inte den axiella inställ- ningen av pumphjulet.

Vridmomentet som behövs kan anbringas manuellt medelst en momentnyckel. Storleken hos avståndet fastställs enbart av särdra- gen hos gängorna i fråga, och kan återskapas vid varje tillfälle och är således reproducerbar vid underhåll och reparation, och år inte heller beroende av operatörens förmåga. I beroende av pumpstorlek och applikation kommer standardiserade gångkonstruktioner i storlekar omkring M6 till M 16 att tillhandahålla effektiva avstånd utan behov 10 l5 20 to Un 531 'C39 10 av modifiering av gängparametrarna. I en pump av måttlig storlek för avloppsvattentransport, kan en M12 stor gänga vara föredragen. Vid andra applikationer och pumpstorlekar kan gängkonstruktionspara- metrarna, såsom gängstigning, gängprofil, sídoutrymme, etc., behöva modifieras för att tillhandahålla det axiella spel i gängingreppet som, då det elimineras såsom föreslagits, resulterar i det önskade axiella avståndet mellan skärhjulet och skär-plattan. Dylika modifieringar av gängskärningsparametrar är emellertid välkända för en person som är kunnig inom gängskärning.

Modiñeringar av den detaljerade konstruktionen av de illustrerade komponenterna är möjliga inom ramen för den yrkade lösningen, av vilken anledning samma detaljer, vilka även inte är del av uppfin- ningen, inte kommenteras ytterligare.

En tänkbar modifiering inom ramen för uppfinningen innefattar exempelvis en drivaxelände som sträcker sig genom botten hos blind- hålet 17. I ett dylikt utförande är pumphjulet axiellt säkerställbar på drivaxeln medelst exempelvis en mutter i gängingrepp med en gänga som är bildad utvändigt på den utskjutande axeländen, på vilken även skärhjulet är monterbart i gängingrepp. Alternativt kan drivax- eländen vara monterad i nivå, eller i huvudsaklig nivå, med pump- hjulsjvtan, i vilket fall pumphjulet är säkrat axiellt på drivaxeln medelst ovan nämnda bult på vilken skårhj ulet är monterbart i gängingrepp. I utföranden i vilka drivaxeländen skjuter ut genom pumphjulet, kan axiellt stöd tillhandahållas genom utformningar såsom skuldror bildade på drivaxeln, och om lämpligt ytterligare förstärkas genom brickelement påförda axeln. Dylika modifieringar kan vara lämpliga och föredragna i samband med pumphjul som exempelvis är tillverkade av syntetiska material. 531 139 ll Även om uppñnningen är illustrerad i förhållande till en centrifugal- pump med radíell uttömníng, kan den yrkade lösningen uppenbarli- gen användas även i en pump som är konstruerad för en axiell uttörnníng av vätska.

Claims (8)

10 15 20 25 30 531 139 12 Patentkrav

1. Pumpaggregat innefattande ett skärhjul (5) monterat på en driv- axel (12', 19) i koaxiell och samroterande relation med ett pumphjul (1), och en skärplatta (6) stationärt monterbar i ett pumphus mellan skärhjulet och pumphjulet, varvid skärplattan har perforeringar (11) som bildar passager därigenom för en vätska som transporteras av pumphjulet (1) vid rotation, varvid skärhjulet (5) och skärplattan (6) i samverkan tillhandahåller ett klippgränssnitt som är verksamt för att sönderdela fast material som kan förekomma i vätskan, känneteck- nat av, att skärhjulet (5) har en invändig gänga (2 1) som är i ingrepp med en utvändig gänga (20) hos drivaxeln (l2', 19), varvid pump- aggregatet vidare innefattar en stoppskruv (22) som är i ingrepp med skärhjulets (5) invändiga gänga samtidigt som densamma ligger an mot en ändyta hos drivaxeln (122 19), varvid nämnda stoppskruv (22) åstadkommer ett axiellt avstånd vid klippgränssnittet mellan skär- hjulet (5) och skärplattan (6) genom anbringning av en separerande axiell kraft som verkar på skärhjulet och på drivaxeln och därigenom elimineras ett axiellt spel i gängingreppet (20, 21) mellan skårhjulet (5) och drivaxeln (l2', 19).

2. Pumpaggregat enligt krav 1, i vilket den invändiga gängan hos skärhjulet är i ingrepp med en gänga som är bildad utvändigt på en axiell förlängning (19, 20) av drivaxeln.

3. Pumpaggregat enligt krav 2, i vilket den axiella förlängningen av drivaxeln är en gängad bult (19) som är införbar i drivaxeländen (15), och vilken har en utvändig gänga bildad på bultens huvud (20).

4. Pumpaggregat enligt krav 3, i vilket drivaxeländen (15) år införbar i pumphjulet för en splinekoppling med ett bottenhål (17) bildat i pumphjulet. 10 15 20 25 30 531 139 13

5. Pumpaggregat enligt krav 4, i vilket bulten (19) leds genom en botten hos bottenhålet (17) för att, medelst bultens huvud (20), verka som en axiell säkring av pumphjulet (1) till drivaxeländen (15).

6. Metod med vilken en effektiv klippverkan är säkerställbar vid ett aggregat för en pump med sönderdelningsverkan, varvid aggregatet innefattar: - ett skärhjul (5) monterat på en drivaxel (l2', 19) i koaxiell och samroterande relation med ett pumphjul (1); - en skärplatta (6) stationârt monterbar i ett pumphus mellan skär- hjulet och pumphjulet, varvid skärplattan har perforeringar (1 1) som bildar passager därigenom för en vätska som transporteras av pump- hjulet vid rotation, varvid skärhjulet och skârplattan i samverkan tillhandahåller ett klíppgränssnitt som är verksamt för att sönderdela fast material som kan förekomma ivâtskan, varvid metoden är kännetecknad av stegen, att: - säkra purnphjulet axiellt på drivaxeln; - montera skärplattan stationärt på pumphuset; - montera skärhjulet i ett gängat ingrepp med drivaxeländen för att komma i kontakt med skär-plattan, I - anbringa en stoppskruv (22) i ingrepp med en invändig gänga hos skärhjulet samtidigt som densamma ligger an mot en åndyta hos drivaxeln, och - åstadkomma ett axiellt avstånd vid klippgränssnittet mellan skär- hjulet och skårplattan medelst nämnda stoppskruv (22), vilken anbringar en separerande axiell kraft som verkar på skärhjulet och på skärplattan och därigenom elimineras ett axiellt spel i gängin- greppet mellan skärhjulet och drivaxeln.

7. Metod enligt krav 6, i vilken pumphjulet är axiellt säkrat på drivaxeln medelst en bult (19) som är införd i drivaxeländen, och i vilken rnonteringen av skärhjulet innefattar steget att föra in ett 531 139 14 huvud (20) hos nämnda bult i ett gängingrepp med en invändig gänga (21) bildad på skär-hjulet.

8. Metod enligt något av kraven 6 eller 7, i vilken den separerande axiella kraften genereras genom anbríngníng av ett vridmoment på stoppskruven under det att skärhjulet hålls icke-roterande.