Igensättning av övre spalten i centrifugalpump

This report focuses on the upper slit. The upper slit is located between the impeller and the drive unit. The slit design depends on pump type and application. However it is uncertain why the design varies, The purpose of this report is to clarify why the design varies and to recommend an improved s...

Full description

Bibliographic Details
Main Authors: Tegle, Johan, Mattsson Lundberg, Måns
Format: Others
Language:Swedish
Published: KTH, Maskinkonstruktion (Inst.) 2009
Online Access:http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-99837
Description
Summary:This report focuses on the upper slit. The upper slit is located between the impeller and the drive unit. The slit design depends on pump type and application. However it is uncertain why the design varies, The purpose of this report is to clarify why the design varies and to recommend an improved slit design. A research has been done; information was gathered from interviews, but also from searching of databases and studies of drawings, reports and documents. The original purpose of the slit was to prevent twining around the driveshaft, and prevent dirt from entering the cooling system. Nowadays external cooling system is only used on large pumps. The system filters the pumped medium through the thin slit to prevent clogging of the cooling pipes and uses it to cool the motor unit. Generally most pumps work excellent in their applications, but one specific application causes problems; small and mid-range pumps are sometimes used on farms to mix and transport manure. Manure contains short fibers which easily get stuck behind the slit on top of the impeller. The amount of fibers increases until the rotation of the impeller is disturbed or the sealing malfunctions. Two concepts are recommended for further development. They are called “Vågen” (“The Wave”) and “Tätningshylsan” (“The Sealing Cartridge”). Vågen has got two wave shaped flanges that together form the slit. This design makes the slit both open and closed by turns, as the impeller rotates. The theory is that long fibers will not pass the slit although it will be open enough not to trap short fibers. In Tätningshylsan, by moving the cartridge as close as possible to the driveshaft, the braking effect of packed fibers on the inside of the slit is minimized. The smaller radius also causes long fibers to pass the cartridge rather than twine around it. The seal is meant to stop fibers from passing through the slit. === Mellan pumphjulet och pumphuset finns två spalter: en spalt under pumphjulet och en över pumphjulet (se figur 2-1). Den övre spalten bildas mellan pumphjulet och drivdelen. Denna spalt ser olika ut beroende på vilken pump det är och vilken applikation pumpen används till. Varför spalten har olika utformningar är oklart, denna rapport syftar till att klargöra varför spalten har så många olika utformningar samt att rekommendera en lämplig utformning av spalten. Ursprungligen var spaltens funktion att förhindra upplindning kring drivaxeln samt att förhindra smuts från att ta sig in i det externa kylsystemet. Externt kylsystem används numera bara på de större pumparna, och innebär att man tog in det pumpade mediet genom spalten och använde det till att kyla motorn. För att inte kylsystemets kanaler skulle sätta igen av föroreningar i vattnet ”silade” man bort större partiklar och fibrer genom en smal spalt. I huvudsak fungerar pumparna bra inom sina användningsområden, men en applikation har utmärkt sig genom att skapa problem. Mid-rangepumpar och små pumpar används delvis inom jordbruket, till att pumpa gödsel. Korta fibrer i gödslet packar igen på ovansidan av pumphjulet innanför spalten och orsakar pumpstopp antingen genom att pumphjulet bromsas eller att tätningen förstörs. Två koncept rekommenderas för fortsatt arbete. Ett koncept som kallas Vågen och ett koncept som kallas Tätningshylsan. Vågen är en lösning med en spalt där flänsarna som utgör spalten är vågformade. Formen gör att spalten är växelvis öppen och stängd när pumphjulet roterar. Tanken med denna lösning är att tvärflödet över pumphjulet ska vara så stort att korta fibrer får svårt att fastna och långa fibrer ska få svårt att komma igenom spalten och därigenom ska upplindning undvikas. I konceptet Tätningshylsan har spalten flyttats så nära drivaxeln som möjligt. Syftet är att minimera konsekvenserna av eventuell bromsbandseffekt. Den mindre radien medför även att fibrer har större benägenhet att passera utanför spalten. Tätningen är till för att hindra fibrer från att passera spalten.