GRUNDFOS RESEARCH AND TECHNOLOGY. Centrifugalpumpen

Transkript

1 GRUNDFOS RESEARC AND TECNOLOGY Centrifugalpupen

2 Centrifugalpupen. udgave,. oplag Januar 006 Udgivet af: GRUNDFOS Manageent A/S Afdeling 360 Fluid Mekanik Poul Due Jensens Vej Bjerringbro Danark

3

4 4

5 Centrifugalpupen 5

6 Alle rettigheder forbeholdes. Mekanisk, elektronisk, fotografisk eller anden gengivelse af eller kopiering fra denne bog eller dele heraf er ifølge gældende dansk lov o ophavsret ikke tilladt uden skriftlig satykke eller aftale ed GRUNDFOS Manageent A/S. GRUNDFOS Manageent A/S indestår ikke for rigtigheden af oplysningerne indeholdt i bogen. Anvendelse af oplysninger sker på eget ansvar. 6

7 Forord I afdelingen for fluidekanik er vi glade for at kunne præsentere dig for den første udgave af bogen: Centrifugalpupen. Dette er andet oplag, hvori der er indre rettelser i forhold til første oplag. Vi har lavet bogen fordi vi gerne vil delagtiggøre vores saarbejdspartnere i den viden o pupehydraulik og design vi ligger inde ed i afdelingen, og de grundlæggende pupebegreber vi bruger i vores daglige arbejde. Centrifugalpupen er priært tænkt so en intern bog og er ålrettet teknikere på BDC so arbejder ed konstruktion af pupekoponenter i forbindelse ed udvikling og vedligeholdelse. erudover henvender bogen sig til vores fretidige kolleger, de studerende på universiteterne og ingeniørhøjskolerne, so kan bruge bogen so opslagsværk og inspirationskilde på deres studie. Vores intention har været at skrive en bog der giver et overblik over pupens hydrauliske koponenter, og satidig gør teknikere i stand til at overskue hvad konstruktions- og driftsændringer betyder for pupens ydelse. Bogen er inddelt i 6 kapitler, og sværhedsgraden stiger jo flere kapitler du læser. I kapitel gennegår vi princippet for hvordan centrifugalpupen fungerer, sat dens hydrauliske koponenter. erudover præsenterer vi de forskellige pupetyper so Grundfos frestiller. Kapitel beskriver hvordan an læser en pupes ydelse ud fra kurverne for løftehøjde, effekt, virkningsgrad og NPS. I kapitel 3 kan an læse o hvordan an tilpasser en pupes ydelse når den er i drift i et anlæg. Det teoretiske grundlag for energiosætningen i en centrifugalpupe præsenteres i kapitel 4, og vi gennegår hvordan an kan bruge skaleringslovene til at ændre en pupes ydelse. I kapitel 5 beskriver vi de forskellige tabstyper der optræder i pupen, og vi beskriver hvordan tabene påvirker henholdsvis flow, løftehøjde og effektforbrug. I bogens sidste kapitel, kapitel 6, gennegår vi de testtyper so Grundfos løbende udfører på både salede puper og enkelte pupekoponenter, for at sikre at pupen yder det den skal. ele afdelingen for Fluidekanik har været involveret i udviklingen af bogen. Igenne en længere periode har vi diskuteret ideen, indholdet og strukturen og indsalet kildeateriale. Skelettet til bogen blev endeligt skabt efter nogle intensive arbejdsdage på ielbjerget, hvor vi fik nedsat nogle arbejdsgrupper og lagt en slagplan for udviklingen af bogen. Resultatet af afdelingens engageent og indsats genne 8 åneder er den bog du holder i hånden. Vi håber at du får glæde af Centrifugalpupen, og at du koer til at bruge den so opslagsværk i dit daglige arbejde. God fornøjelse! Christian Brix Jacobsen Afdelingsleder 7

8 Indholdsfortegnelse Kapitel. Introduktion til centrifugalpuper.... Centrifugalpupens princip.... Pupens hydrauliske koponenter Indløbsflange og indløb Løber Kobling og drev Spaltetætning Kaviteter og aksialleje Spiralhus, diffusor og udløbsflange Ledeapparat og svøb Pupetyper og anlæg UP-pupen TP-pupen NB-pupen MQ-pupen SP-pupen CR-pupen MTA-pupen SE-pupen SEG-pupen Opsuering...7 Kapitel. Pupekurver...9. Kurvetyper Tryk Absolut og relativt tryk Løftehøjde Differenstryk over pupen - Beskrivelse af differenstryk Totaltrykforskel Statisk trykforskel Dynaisk trykforskel Geodætisk trykforskel Energiligning for en ideel strøning...37 Effekt Odrejningstal ydraulisk effekt Virkningsgrad NPS, Net Positive Suction ead...40 Aksialkræfter Radialkræfter Opsuering...45 Kapitel 3. Puper i anlæg Enkelt pupe i et anlæg Parallelkoblede puper Seriekoblede puper Regulering af puper Drosselregulering Regulering ed bypass-ventil Start/stop-regulering Regulering af odrejningstal Årsenergiforbrug Energiindeks (EEI) Opsuering...58 Kapitel 4. Pupeteori astighedstrekanter Indløb Udløb Eulers pupeligning...64

9 Skovlfor og pupekurve...66 Anvendelse af Eulers pupeligning Skaleringslove Udledning af skaleringslove Forrotation...7 Slip...73 Pupens specifikke odrejningstal...74 Opsuering...75 Kapitel 5. Tab i puper Tabstyper Mekaniske tab Lejetab og akseltætningstab ydrauliske tab Strøningsfriktion Opblandingstab ved tværsnitsudvidelse Opblandingstab ved tværsnitsindsnævring Recirkulationstab Stødtab Skivefriktion Læktab Tabsfordeling so funktion af specifik odrejningstal Opsuering Kapitel 6. Test af puper Testtyper...98 Måling af pupens ydelse Flow Tryk Teperatur Beregning af løftehøjde Generel beregning af løftehøjde Effektforbrug Odrejningstal Måling af pupens NPS NPS3%-test ved at sænke indløbstryk NPS3%-test ved at øge flowet Prøvestande Vandkvalitet Daptryk og assefylde Referenceplan Baroeterstand Beregning af NPSA og besteelse af NPS3% Kraftålinger Målesyste Udførelse af kraftåling Usikkerhed på ydelsesåling Standardkrav til usikkerheder Overordnet usikkerhed Måling af prøvestandens usikkerhed Opsuering... Appendix... 3 A. Enheder...4 B. Kontrol af testresultater... 7 Litteraturliste... Standarder...3 Stikordsregister... 4 Stofværdier for vand...3 Sybolliste...3 9

10 0

11 Kapitel Introduktion til centrifugalpuper. Centrifugalpupens princip. Pupens hydrauliske koponenter.3 Pupetyper og anlæg.4 Opsuering

12 . Introduktion til centrifugalpuper. Introduktion til centrifugalpuper I dette kapitel præsenterer vi centrifugalpupens dele og et bredt udsnit af de typer vi producerer på Grundfos. Kapitlet giver læseren en grundlæggende forståelse for principperne bag centrifugalpupen og den terinologi so an bruger i forbindelse ed pupen. Centrifugalpupen er den est udbredte pupetype på verdensplan. Princippet er sipelt, velbeskrevet og gennetestet, og pupen er robust, effektiv og relativ billig at producere. Der findes en bred vifte af varianter so bygger på centrifugalpupens princip, og so indeholder de sae grundlæggende hydrauliske dele. Langt størstedelen af de puper Grundfos producerer, er centrifugalpuper. Udløb. Centrifugalpupens princip Når pupen er i drift, skaber den en trykstigning fra pupens indløb til pupens udløb. Det er trykforskellen der driver væsken genne det syste eller anlæg pupen er tilsluttet. Centrifugalpupen skaber en trykstigning ved at overføre ekanisk energi fra otoren til væsken via den roterende løber. Væsken strøer ind ved løberens center og ud langs dens skovle. Centrifugalkraften øger hered væskens hastighed, og dered den kinetiske energi der senere odannes til tryk. Figur. viser et eksepel på væskens vej genne centrifugalpupen. Løber Indløb Oløbsretning Udløb Løber Løberskovl Indløb Figur.: Væskens strøning genne centrifugalpupen.

13 . Pupens hydrauliske koponenter Principperne for de hydrauliske koponenter er fælles for ange centrifugalpuper. De hydrauliske koponenter er de dele der er i berøring ed væsken. Figur. viser de hydrauliske koponenter i en typisk pupe, og i det følgende afsnit vil vi gennegå koponenterne fra indløbsflangen til udløbsflangen. Figur.: Pupens hydrauliske koponenter. Motor Kobling Aksel Akseltætning Kavitet over løber Kavitet under løber Spiral Udløbsflange Indløbsflange Diffusor Pupehus 3 Løber Spaltetætning Indløb 3

14 . Introduktion til centrifugalpuper.. Indløbsflange og indløb Pupen onteres i rørsysteet via indløbs- og udløbsflangen. Flangernes udforning afhænger af hvad pupen skal bruges til. Nogle pupetyper har ingen indløbsflange, da indløbet ikke er onteret på et rør en nedsænket direkte i væsken. Indløbet leder væsken fra indløbsflangen til løberens sugeund. Indløbets udforning afhænger af pupetypen. De fire est anvendte typer indløb er inline, endsuction, doub lesuction og indløb til dykpuper. De fire indløbstyper er vist på Figur.3. Inline-puper er konstrueret til at blive onteret på en lige rørstreng deraf navnet inline. Indløbsstykket obøjer væsken, så den ledes ind i sugeunden. Løber Indløb Løber Indløb Endsuction-puper har et eget kort og lige indløbsstykke, fordi sugeunden er placeret i forlængelse af indløbsflangen. Løberen i doublesuction-puper har to sugeunde. Indløbet deler sig og leder væsken fra indløbsflangen til begge sugeunde. Denne konstruktion inierer aksialkraften, se afsnit..5. Dykpuper har ofte otoren placeret under pupens hydrauliske dele ed indløbet placeret idt på pupen, se Figur.3. Dered undgår an hydrauliske tab forbundet ed at lede væsken udeno otoren efter at den er suget ind i pupen. Endvidere er otoren kølet, da den er nedsænket i væsken. Løber Indløb Løber Indløb Inline-pupe Endsuction-pupe Doublesuction-pupe Dykpupe Figur.3: Indløb for inline-, endsuction-, doublesuction- og dykpupe. 4 4

15 Pupens indløb er designet således at an tilstræber et jævnt hastighedsprofil til løberen, hvilket begrænser tryktabet genne indløbet. Figur.4 viser et eksepel på hastighedsfordelingen ved forskellige tværsnit i indløbet... Løber Pupens otor driver løberen. Når løberen roterer, overfører løberskovlene energi til væsken i for af en tryk- og hastighedsstigning. Væsken suges ind i løberen ved sugeunden og strøer ud genne løberkanalerne, so løberskovlene danner elle løberens for- og bagplade, se Figur.5. Designet af løberen afhænger især af hvilke krav der stilles til trykopbygning, flow og driftsikkerhed. Løberen er den koponent so påvirker pupens ydelse est. Det er ofte kun løberen der ændres, når der skal designes en serie pupevarianter. Figur.4: astighedsfordeling i indløb. Aksialretning Bagplade Nav Radialretning Løberkanal (blåt oråde) Skovlbagkant Løberens oløbsretning Tangentialretning Løberens oløbsretning Skovlforkant Forplade Løberskovl Figur.5: Løberens koponenter, definitioner af retninger og flow relativt til løberen. 5 5

16 . Introduktion til centrifugalpuper Løberens evne til at opbygge tryk og skabe flow afhænger især af o væsken strøer genne løberen radialt eller aksialt, se Figur.6. I en radialløber er der stor forskel på indløbsdiaeteren og udløbsdiaeteren og elle udløbsdiaeteren og udløbsbedden, der er løberkanalens højde ved udløbet. Centrifugalkræfternes påvirkning af væsken i denne konstruktion resulterer i højt tryk og lavt flow. I en aksialløber ed lille ændring i radial retning og stor udløbsbredde fås deriod lavt tryk og højt flow. alvaksialløbere anvendes hvor an ønsker en afvejning elle trykopbygning og flow. Løberen har et antal løberskovle. Antallet afhænger blandt andet af ydelsen an ønsker at opnå, støjkrav sat ængden og størrelsen af freedlegeer i væsken. Til væsker uden freedlegeer anvender an løbere ed 5-0 kanaler, hvilket erfaringsæssigt har vist sig at give den bedste virkningsgrad. Til væsker ed freedlegeer, so eksepelvis spildevand, bruger an en-, to- eller trekanalsløbere. Skovlforkanten på sådanne løbere er designet så risikoen for at freedlegeer hænger fast i løberen, er inial. I kraft af deres konstruktion kan en-, to-, og trekanalsløbere håndtere at freedlegeer af en vis størrelse passerer genne løberen. Figur.7 viser en enkanalpupe. Radialløber alvaksialløber Aksialløber Figur.6: Radial-, halvaksial- og aksialløber. Figur.7: Enkanalpupe. Løbere uden forplade kaldes åbne løbere. Åbne løbere anvendes hvor det er nødvendigt at rengøre løberen, og hvor der er risiko for at løberen bliver stoppet til. I spildevand ed ange store freedlegeer bruger an vortex-puper ed åbne løbere. I denne type pupe danner løberen en strøning, so ligner hvirvlen i en skypupe, se Figur.8. Vortex-pupen har en lav virkningsgrad i forhold til puper ed forplade og spaltetætning. Når først an har bestet løberens grundlæggende for, er designet af løberen et spørgsål o at finde et koprois elle friktionstab og tab so følge af ujævne hastighedsprofiler, se Figur.4. So regel kan an opnå jævne hastighedsprofiler ved at forlænge løberskovlene, en det resulterer i en forøget vægfriktion. 6 Figur.8: Vortexpupe. 6

17 ..3 Kobling og drev Løberen drives so regel af en elektrootor, der ikke å koe i kontakt ed væsken. Koblingen elle otor og hydraulik er et af pupens svage punkter, fordi det er vanskeligt at tætne okring en roterende aksel. I forbindelse ed koblingen skelner an elle to typer puper: Tørløberpuper og vådløberpuper. Fordelen ved tørløberpupen i forhold til vådløberpupen er at an kan bruge standardiserede otorer. Ulepen er tætningen elle otor og løber. Motor Akseltætning I tørløberpupen er otoren og væsken adskilt af enten en akseltætning, en adskillelse ed lang aksel eller en agnetisk kobling. I en løsning ed akseltætning adskiller an væske og otor ved hjælp af tætningsringe, se Figur.9. Mekaniske akseltætninger er vedligeholdelsesfri og har indre lækrate end pakdåser ed koprieret pakningsateriale. Levetiden af ekaniske akseltætninger afhænger eget af edie, tryk og teperatur. Adskiller an otor og væske ved hjælp af en lang aksel, koer de to dele ikke i berøring ed hinanden, og dered kan akseltætningen undværes, se Figur.0. Denne løsning har begrænsede onteringsuligheder, fordi otoren skal placeres højere end pupens hydrauliske dele og væskeoverfladen i anlægget. Endvidere resulterer løsningen i en lavere virkningsgrad på grund af det flow der vil være ud genne spalten ved akselgenneføringen, og på grund af friktion elle væsken og akslen. Figur.9: Tørløber ed akseltætning. Motor Fritstående aksel Ydre agneter på otorakslen Indre agneter på løberakslen Vandspejl Motor Motoraksel ydraulik Motorkop Spalterør Ydre agneter Indre agneter Motorkop Figur.0: Tørløber ed lang aksel. Spalterør Løberaksel Figur.: Tørløber ed agnetdrev. 7 7

18 . Introduktion til centrifugalpuper I puper ed agnetdrev adskiller an otoren og væsken ed et ikkeagnetiserbart spalterør, hvilket fjerner probleet ed at tætne en roterende aksel. Løberakslen på denne type pupe har en række fastonterede agneter, der kaldes de indre agneter. Motorakslen under ud i en kop, hvor de ydre agneter er onteret på indersiden af koppen, se Figur.. Spalterøret er fastonteret i pupehuset elle løberakslen og koppen. Løberakslen og otorakslen roterer, og de to dele kobles saen ved hjælp af agneterne. Fordelen ved agnetdrevet er at pupen er heretisk tæt, en koblingen er dyr at frestille. Derfor anvendes denne type tætning kun når det er et krav at pupen er heretisk tæt. I vådløberpupen er otorens rotor indkapslet saen ed løberen. Rotor og løber er adskilt fra otorens stator ed et spalterør. So vist på Figur., er rotoren osluttet af væsken, hvilket sører lejerne og køler otoren. Væsken okring rotoren resulterer i friktion elle rotor og spalterør, hvilket reducerer pupens virkningsgrad...4 Spaltetætning I spalten elle den roterende løber og det stationære pupehus opstår et lækflow når pupen er i drift. Lækflowets størrelse afhænger hovedsageligt af spaltens udforning og det tryk løberen opbygger fra indløb til udløb. Efter spalten strøer lækflowet genne løberen igen, se Figur.3. Løberen puper altså ere væske end der strøer genne pupen fra indløbsflangen til udløbsflangen. For at iniere tab på grund af lækflow onterer an en spaltetætning. Spaltetætninger kan konstrueres på ange åder og i ange aterialekobinationer. Typisk er spaltetætninger drejet direkte i støbegodset eller udført so efteronterede ringe i pupehuset. Spaltetætninger kan også laves ed flydende plastringe. Endelig findes der en række tætninger ed guiringe, der er specielt velegnede til at håndtere væsker ed slidende partikler so for eksepel sand. 8 Væske Rotor Stator Spalterør Udløb Løber Indløb Lejer Figur.: Vådløberpupe. Udløb Indløb Lækflow Spalte Spaltetætning Figur.3: Lækflow ved spalten. 8

19 Optial balance elle læktab og friktion er en væsentlig paraeter når an designer en spaltetætning. En lille spalte begrænser lækflowet, en øger friktionen og risikoen for påslæb og støj. erudover stiller en lille spalte større krav til bearbejdningsnøjagtighed og ontage, hvilket resulterer i højere produktionsokostninger. For at opnå optial balance elle læktab og friktion skal an tage pupetype og -størrelse i betragtning...5 Kaviteter og aksialleje De hulru der er elle løber og pupehus, kaldes kaviteter, se Figur.4. Kaviteternes udforning afhænger af løberens og pupehusets design, og de påvirker strøningerne okring løberen og pupens evne til at håndtere sand og luft. Kavitet over løber Priærstrøning Kavitet under løber Sekundærstrøning I kaviteterne danner løberens rotation to forer for strøninger: Priærstrøninger og sekundærstrøninger. Priærstrøningerne er hvirvler der roterer ed løberen okring akslen i kaviteterne over og under løberen, se Figur.4. Sekundærstrøningerne er væsentlig svagere end priærstrøningerne. Priær- og sekundærstrøningerne påvirker trykforholdene på ydersiden af løberens for- og bagplade, so dered påvirker aksialtrækket. Aksialtrækket er suen af alle kraftpåvirkninger i aksialretningen, der opstår so følge af den aktuelle tryktilstand i pupen. Den priære kraftpåvirkning koer fra trykstigningen over løberen. Sugeunden påvirkes af indløbstrykket, ens ydersiden af for- og bagplade på løberen påvirkes af udløbstrykket, se Figur.5. For enden af akslen er der en påvirkning fra atosfæretrykket, ens der på den anden ende er en påvirkning fra systetrykket. Ved løberens for- og bagplade er trykket stigende fra akslens idte og ud od løberens ydre diaeter. Kraftpåvirkningerne stiger altså fra løberens centru og ud od periferien. 9 Figur.4: Priær- og sekundærstrøninger i kaviteterne. 9

20 . Introduktion til centrifugalpuper Aksiallejet optager hele aksialtrækket og er derfor udsat for de kræfter der påvirker løberen. Udløbstryk Atosfæretryk Udløbstryk Løberen skal aksialaflastes hvis det ikke er uligt at optage hele aksialtrækket i aksiallejet. Der findes flere forskellige åder der kan indske trækket på akslen og dered aflaste aksiallejet. er er beskrevet fire etoder. Alle aksialaflastningsetoder resulterer i hydrauliske tab. En åde at aflaste aksiallejet på er ved at lave så huller i løberens bagplade, se Figur.6. Lækflowet genne hullerne har indflydelse på strøningerne i kaviteten over løberen og dered trykfordelingen, en giver satidig anledning til tab. En anden åde at aflaste aksiallejet på er ved at kobinere aflastningshuller ed en spaltetætning på løberbagpladen, se Figur.7. ered opnår an en ekstra tryksænkning i kaviteten elle akslen og spaltetætningen og derved en yderligere aksialaflastning. Spaltetætningen giver ekstra friktion, en indre lækflow genne aflastningshullerne i forhold til løsningen uden spaltetætning. En tredje åde at aflaste aksiallejet på er ved at an onterer skovle på bagsiden af løberen, se Figur.8. I lighed ed de to foregående løsninger ændrer denne etode hastighederne i strøningerne ved bagpladen, hvorved trykfordelingen ændres tilsvarende. Skovlene optager effekt uden at bidrage til pupens salede ydelse. Konstruktionen vil derfor sænke virkningsgraden. Aksialtræk Indløbstryk Figur.5: Kraftpåvirkninger der giver aksialtræk. Aksialaflastningshul Figur.6: Aksialaflastning via aflastningshuller. Spaltetætning Aksialaflastningshul Figur.7: Aksialaflastning via spaltetætning og aflastningshuller. 0 0

21 En fjerde åde at aflaste aksiallejet på er ved at an onterer finner på pupehuset i kaviteten under løberen, se Figur.9. I dette tilfælde nedsættes priærstrøningens rotationshastighed i kaviteten under løberen, hvorved trykket stiger på løberens forplade. Denne for for aksialaflastning edfører øget skivefriktion og øget læktab på grund af det højere tryk over spalten ved sugeunden. Skovle Figur.8: Reduktion af aksialtræk via skovle på bagsiden af bagpladen. Finner..6 Spiralhus, diffusor og udløbsflange Spiralhuset opfanger væsken fra løberen og leder den til pupens udløbsflange. Spiralhuset odanner det dynaiske tryk opbygget i løberen til statisk tryk. Ved odannelsen sænkes hastigheden gradvist når tværsnitsarealet af væskestrøen øges. Denne odannelse kaldes hastighedsdiffusion. Et eksepel på diffusion er når vandets hastighed i et rør sænkes på grund af overgangen fra et lille tværsnitsareal til et stort tværsnitsareal, se Figur.0. Statisk tryk, dynaisk tryk og diffusion uddybes i afsnit.,.3 og Figur.0: astighedsændring i et rør på grund af ændring i tværsnitsareal. Figur.9: Reduktion af aksialtræk via finner i pupehuset. Diffusion Lille tværsnit: øj hastighed, lavt statisk tryk, højt dynaisk tryk Stort tværsnit: Lav hastighed, højt statisk tryk, lavt dynaisk tryk

22 . Introduktion til centrifugalpuper Man kan dele spiralhuset op i tre hovedkoponenter: Ringdiffusor, spiral og udløbsdiffusor, se Figur.. I hver af de tre koponenter sker der en energiosætning elle hastighed og tryk, der skal være så effektiv so uligt. Ringdiffusorens priære funktion er at lede væsken fra løberens udløb til spiralens indløb. I ringdiffusoren øges strøningens tværsnitsareal på grund af stigningen i diaeter fra løberens udløb til spiralens indløb. For at øge diffusionen og udjævne hastighedsprofilet kan der være skovle i ringdiffusoren. Spiralens priære opgave er at opsale vandet fra ringdiffusoren og lede det til diffusoren. For at have ens hastighed rundt langs spiralen skal tværsnitsarealet i spiralen øges rundt langs periferien fra tungen od kværken. Kværken er det sted på ydersiden af tungen, hvor det indste tværsnitsareal i diffusoren findes. astigheden i spiralen kan kun være ens ved ét flow designflowet. Ved alle andre flow opstår der radialkræfter på løberen, da trykket varierer langs spiralen. Radialkræfterne skal so aksialkræfterne optages i lejet, se Figur.. Udløbsdiffusoren er den del af spiralhuset der forbinder kværken ed udløbsflangen. Diffusoren øger det statiske tryk yderligere ved en gradvis forøgning af tværsnitsarealet fra kværken til udløbsflangen. Spiralhuset er designet således at an opnår den bedst ulige osætning fra dynaisk til statisk tryk, alt iens an inierer tryktabene. Den højeste virkningsgrad opnås ved at finde den rette balance elle hastighedsændringer og vægfriktion. Når an designer spiralhuset, fokuserer an på følgende paraetre: Spiraldiaeteren, tværsnitsgeoetrien for spiralen, udforning af tungen, kværkarealet, kværkens radielle placering sat længde, bredde og kruning af diffusoren. Radialkraft Udløbsflange Udløbsdiffusor Ringdiffusor Kværk Spiral Tunge Radialkraft Figur.: Spiralhusets dele.

23 ..7 Ledeapparat og svøb Flere løbere kan forbindes i serie, hvis an ønsker at øge det tryk en pupe skal levere. I en seriekoblet pupe er løberne forbundet ed et ledeapparat. Ledeapparatet sørger for at væsken bliver ført fra udløbet af én løber til indløbet på den næste løber, se Figur.. En løber og et ledeapparat kaldes enten et trin eller et kaer. Karene i en flertrinspupe kaldes tilsaen kaerstakken. Udover at lede væsken fra et trin til det næste har ledeapparater sae grundlæggende funktion so spiralhuse: At odanne dynaisk tryk til statisk tryk. erudover begrænser ledeapparatet uønsket rotation i væsken, fordi en sådan rotation påvirker ydelsen af den efterfølgende løber. Man kan tilpasse rotationen ved at placere ledeskovle i ledeapparatet. Ledeskovlene danner kanaler i ledeapparatet. Svøb Udløbskanal Kaerstak Kaer I flertrins-inlinepuper ledes væsken fra toppen af kaerstakken til udløbet ved hjælp af den kanal der dannes elle kaerstakkens udvendige del og svøbet, se Figur.. Ved design af ledeapparater gør an sig de sae overvejelser so ved design af løber og spiralhus. I odsætning til spiralhuse skaber et ledeapparat ikke radialkræfter på løberen, da det er rotationssyetrisk. Løber Ledeskovl Løberskovl Ledeapparat Figur.: Ledeapparat og løbere i en flertrinspupe. 3 3

24 . Introduktion til centrifugalpuper.3 Pupetyper og anlæg I dette afsnit beskrives et udvalg af de centrifugalpuper Grundfos producerer. Puperne opdeles i fe overordnede grupper: Cirkulationspuper, puper til trykforøgning og væsketransport, vandforsyningspuper, industripuper og spildevandspuper. Mange af pupetyperne kan bruges i flere forskellige saenhænge inden for forskellige anvendelsesoråder. Cirkulationspuper bruges priært til at cirkulere vand i lukkede anlæg, for eksepel vare-, køle- og airconditionanlæg, sat brugsvandsanlæg. I brugsvandsanlæg cirkulerer vandet konstant i rørsysteet for at undgå at an skal vente længe på vart vand når an åbner for hanen. Puper til trykforøgning bruges blandt andet til at øge trykket af koldt vand og so kondensatpuper til dapkedler. Puperne er so regel designet til at håndtere væsker ed såpartikler so eksepelvis sand. Vandforsyningspuper kan installeres på to åder: Enten kan de nedsænkes i en brønd, eller også kan de placeres på jordoverfladen. Forholdene i vandforsyningsanlæg stiller store krav til robusthed over for okker, kalk og sand. Industripuper anvendes, so navnet antyder, overalt i industrien og altså i et eget bredt udsnit af anlæg so håndterer ange forskellige hoogene og uhoogene væsker. Til puper der skal håndtere ætsende, giftige eller eksplosive væsker, stilles der særligt store iljø- og sikkerhedsæssige krav, so eksepelvis at pupen er heretisk tæt og korrosionsbestandig. Spildevandspuper anvendes til at pupe forurenet vand i rensningsanlæg og industrielle anlæg. Puperne er konstrueret så det er uligt at pupe væsker so har et højt indhold af freedlegeer. Der findes en lang række varianter so kan håndtere spildevand ed forskellig grad af forurening. 4 4

25 .3. UP-pupen Cirkulationspuper benyttes ved opvarning, cirkulation af koldt vand, ventilation og airconditionanlæg i huse, kontorbygninger, hoteller, etc. En del af puperne installeres i vareanlæg hos slutbrugerne. En anden del af puperne sælges til OEM-kunder (Original Equipent Manufacturer), der indbygger puperne i koplette væghængte gasfyrsanlæg. Pupen er konstrueret efter inline-princippet ed en vådløberotor, der kun har statiske tætninger. Pupen er designet ed henblik på at iniere rørstøj. Grundfos producerer UP-puper ed og uden autoatisk regulering af pupeydelsen. Med den autoatiske regulering af pupen er det uligt at tilpasse ydelsen til det aktuelle behov og derved spare energi..3. TP-pupen TP-pupen bruges til at cirkulere vart eller koldt vand i eksepelvis vare-, køle- og airconditionanlæg. Pupen er bygget efter inline-princippet, og den har standard otor og akseltætning. Det er højvirkningsgradsotorer der driver TP-pupen..3.3 NB-pupen NB-pupen er lavet til at transportere væske i fjernvareværker, vareforsyning, køle- og airconditionanlæg, spuleanlæg og andre industrielle anlæg. Pupen er bygget efter endsuction-princippet, og den findes i ange varianter ed forskellige typer akseltætninger, løbere og huse, so kan kobineres alt afhængig af væsketype, teperatur og tryk..3.4 MQ-pupen MQ-pupen er et koplet iniaturevandværk, der bruges til vandforsyning og væsketransport i private hje, soerhuse, landbrug, gartnerier og haveanlæg. Pupens styring sikrer at den starter og stopper autoatisk. erudover beskytter styringen pupen hvis der opstår fejl, eller hvis den kører tør. Den indbyggede trykekspansionsbeholder reducerer antallet af start og stop hvis der er utætheder i rørsysteet. MQ-pupen er selvansugende. Det betyder at den kan tøe en sugeledning for luft, og dered suge fra et niveau der er lavere end der hvor pupen er placeret. 5 Udløb ydraulik Motor Indløb Figur.3: UP-puper. Indløb Udløb Figur.4: TP-pupe. Udløb Indløb Figur.5: NB-pupe. Udløb Indløb Figur.6: MQ-pupe. 5

26 . Introduktion til centrifugalpuper.3.5 SP-pupen SP-pupen er en flertrins-dykpupe, der bruges til råvandsforsyning, grundvandssænkning og trykforøgning. erudover kan SP-pupen bruges til at pupe korrosive væsker so for eksepel stærkt saltholdigt vand. Motoren er onteret under kaerstakken, og indløbet til pupen er derfor placeret elle otor og kaerstak. Pupens diaeter er tilpasset størrelsen på en standard boring. SP-pupen er forsynet ed integreret kontraventil for at forhindre at væskesøjlen ved stop af pupen strøer tilbage. Kontraventilen er desuden ed til at forhindre vandslag..3.6 CR-pupen CR-pupen bruges i vaskeanlæg, køle- og airconditionanlæg, vandbehandlingsanlæg, brandslukningsanlæg, kedelfødeanlæg og andre industrielle anlæg. CR-pupen er en vertikal inline flertrinspupe. erudover er denne pupetype i stand til at pupe korrosive væsker, fordi de hydrauliske dele er lavet af rustfrit stål eller titaniu. Figur.7: SP-pupe. Udløb Kontraventil Kaerstak Indløb Motor Motor Kaerstak.3.7 MTA-pupen MTA-pupen anvendes på den ufiltrerede side af bearbejdningsprocessen til at pupe køle-og søreiddel so indeholder spåner, fibre og slidende partikler. MTA-pupen er frestillet efter tørløberprincippet ed en lang aksel og uden akseltætning. Pupen er designet således at den skal onteres vertikalt i en tank. Installationslængden, det vil sige den del af pupen so er neddykket i tanken, er tilpasset tankdybden, så det er uligt at tøe tanken for køle- og søreiddel. Indløb Udløb Figur.8: CR-pupe. Udløb Monteringsflange Udløbskanal Aksel Pupehus Figur.9: MTA-pupe. 6 Indløb 6

27 .3.8 SE-pupen SE-pupen bruges til at pupe spildevand, slaholdigt vand og grundvand. Pupen er unik på spildevandsarkedet, fordi den både kan installeres nedsænket i en spildevandsbrønd eller tørt opstillet i et rørsyste. Serien af SE-puper indeholder både vortex-puper sat enkanalpuper. Enkanalspuperne er kendetegnet ved en stor fri passage og typebetegnelsen angiver diaeteren for de partikler der kan passere genne pupen..3.9 SEG-pupen SEG-pupen er særligt egnet til at pupe spildevand fra toiletter. SEGpupen har snittesyste, der snitter faste og forgængelige bestanddele i indre stykker, so derefter kan ledes igenne rør ed en relativ lille diaeter. Puper ed snittesyste kaldes også grinderpuper. Motor Udløb Indløb Figur.30: SE-pupe..4 Opsuering I dette kapitel har vi gennegået princippet for hvordan centrifugalpupen fungerer, sat hvilke hydrauliske dele den indeholder. Vi har diskuteret nogle af de overordnede aspekter der er forbundet ed design af de enkelte dele. Endelig indeholder kapitlet en kort beskrivelse af nogle Grundfos-puper sat en beskrivelse af hvor de bruges. Motor Indløb Udløb Figur.3: SEG-puper. 7 7