mandag 11. november 2013

Flertrinns rotodynamisk sentrifugalpumpe med halvaksielle løpehjul



Dagens jobb var en pumpe, lik de jobbene jeg har utført tidligere. Forskjellen her er at pumpen, som er flertrinns er designet for å produsere høye trykk, men som en følge mindre mengder. Dette medfører også litt mer komplikasjoner hvis man ikke jobber faglig korrekt. Det har ofte betydning i hvilken rekkefølge impellerene ligger. Disse kan være designet med ulikt antall skovler, stigning (fig 1) og klaring til pumpehuset som her ligner mer på en sylinder siden dette i grunn er flere pumpehus i rekke, der forandgående pumpehus’ trykkstuss er tilkoblet nestes sugestuss. I disse overgangene er det den største faren for kavitasjon foreligger. Her vil vi etter krappe bend oppleve høye reynoldstall. 
 
Fig 1

Hva kraftoverføring angår, er den vanligste løsningen en gjennomgående aksling, med radielle kule/glidelagre i begge ender av sylinderen. (Fig 2) Det kan også, ved meget lage akslinger være flere lagre underveis. Sistnevnte er heller uvanlig. For at disse pumpene skal kunne yte arbeid må det være en form for akseltetting for å forhindre trykkfall. Vi har flere typer, avhengig av mediet, samt trykklassen vi opererer med. På nevnte pumpe var det en back-to-back pakkboks med to seter. Disse stod mot hverandre med et mekanisk trykk i form av en spennfjær, samt trykksatt demineralisert vann som spyle/slipemiddel. Vannets oppgave er å fjerne brukt materiale og rense setene. Dette vannet lages for øvrig ved hjelp av ionebytterfiletere, kullfilter og karbonfeller. Ved at de var back-to-back vet vi at det er to seter av et aktivt materiale. Her ville silisiumkarbidbaserte seter vært fornuftig, til tross for en avskrekkende pris, da vi opererte med et meget reaktiv medie. Hydrogenperoksid er notorisk for å reagere kraftig ved kontakt med karbonbasert materiale. Som et sikkerhetstiltak ble disse delene vannspylt lenge for å sikre nøytralisering av eventuelle rester. 


Fig 2
Når vi er inne på kraftoverføring er det verdt å nevne at disse pumpetypene kan være noe sårbare, da det ikke bare er flere akseltetninger som kan være lekke, men én aksling som skal drive et større antall med løpehjul. Dette påfører kilen og kilesporet store, radielle skjærkrefter. (Fig 3) Det er derfor viktig av vi beregner riktig materiale til kilen, kilesporets dybde proporsjonalt med akslingens diameter og motorens moment og turtall. Nødvendige tabeller og formler vil vi finne for eksempel i verkstedhåndboka. 
 
Fig 3

Det er momentet som er det med interessante. Vi må beregne at aksling og kupling/kile skal tåle den tilkoblede motoren maksimale moment ved oppstart eller ved tilførsel av et fremmedlegeme som forhindrer et eller flere løpehjuls rotasjon. Hvis dette er en situasjon med stor sjanse for at det skal inntreffe, kan vi for eksempel designe kilens materiale ved de individuelle impellerne, slik at det vil klippes ved et gitt moment. Da vil pumpen fortsatt gi et trykk, ikke tilsvarende maks, men der omkring, samt for hindre en torsjonsvridning av akslingen. (Fig 4) Enklere; kan vi stille motorens vern til å koble den ut tidligere, men da må vi lite på at vi har en fungerende sekundærenhet. 
 
Fig 4

Akselhylsens (fig 5) jobb er i denne sammenhengen å forhindre dette, for å spare akselen. Gi får en glidelagereffekt ved at denne ligger mellom impelleren og akselen, noe som gjør at den viktigste kraftoverføreren blir kilen som ligger mellom respektive kilespor. Med dette sagt, skal det likevel sies at det ofte er en mellompassning, slik at det etter oppstart ikke vil slite like mye på kilen.
Fig 5

Ingen kommentarer:

Legg inn en kommentar