1 Inhoudsopgave. Groepswerk Mechanica -1-

Transcriptie

1 1 Inhoudsopgave 1 Inhoudsopgave Woord vooraf Verdeling van de pompen onder de groepsleden Bespreking pompen Meertrappige centrifugaalpomp Vloeistofringpomp FRE FLOW pomp Zijkanaalpomp Ejector Centrifugaalpomp voor verontreinigde vloeistoffen Pompen voor de chemische nijverheid Zuigerpomp met twee uitwendige kleppen Radiale zuigerpomp met roterend zuigerlichaam De radiale zuigerpomp met vast zuigerlichaam Recht pomptype met stilstaand cylinderblok en draaiende slagplaat Recht pomptype met roterend cilinderblok en stilstaande slagplaat Pompen met roterend cylinderblok en roterende slagplaat Membraanpomp Tandwielpomp met uitwendige vertanding Tandwielpomp met inwendige vertanding Lobbenpomp Blokkenpomp of Rootspomp Cellenpompen Met schuivende schotten Met elastische schoepen Excenter- of Moineaupomp Schroefpomp Bronnen...42 Groepswerk Mechanica -1-

2 2 Woord vooraf De opgave bestond erin dat we in een groep van 7 studenten een lijst met 21 pompen moesten bespreken. Van elke student werd verwacht uit deze lijst drie pompen te bespreken die ook, voor deze persoon in kwestie, gekend moest zijn voor het examen, waar hij/zij één van zijn/haar pompen zal moeten bespreken. Hierbij wordt per pomp gevraagd: een beschrijving en principe werking, een 2- tal praktische toepassingen, voor welke vloeistoffen ze meestal worden aangewend, welke hun de meest voorkomende afmetingen zijn, hun welbepaalde drukken en debieten en de wijze van aandrijving van de pomp. Op deze wijze werden we genoodzaakt dieper in te gaan op de geziene pompen tijdens de lessen. Groepswerk Mechanica -2-

3 3 Verdeling van de pompen onder de groepsleden Vandelanotte Stijn: Meertrappige centrifugaalpomp Vloeistofringpomp Fre Flow Pomp Gruwier Dries: Zijkanaalpomp Ejector Centrifugaalpomp voor verontreinigde vloeistoffen Desaever Berdien: Pompen voor de chemische nijverheid De enkelvoudige zuigerpomp Radiale zuigerpomp met roterend zuigerlichaam Degrauwe Michiel: Radiale zuigerpomp met vast zuigerlichaam Axiale zuigerpomp, recht pomptype met stilstaand cilinderblok en draaiende slagplaat Axiale zuigerpomp, recht pomptype met roterend cylinderblok en stilstaande slagplaat Mouton Liesbeth: Pompen met roterend cylinderblok en roterende slagplaat. Membraampomp Tandwielpomp met uitwendige vertanding Polfliet Davy: Tandwielpomp met inwendige vertanding Lobbenpomp Blokkenpomp of Rootspomp Verhaeghe Jasper: Cellenpomp Excenter- of Moineaupomp De schroefpomp met twee en drie assen Groepswerk Mechanica -3-

4 4 Bespreking pompen 4.1 Meertrappige centrifugaalpomp Beschrijving Een meertrappige centrifugaalpomp is een lid van de groep centrifugaalpompen. Centrifugaalpompen zijn de bekendste en tevens ook meest gebruikte pompen op de markt. Diverse soorten zijn beschikbaar en ze kunnen vloeistoffen transporten met een zeer hoog rendement over een groot debiet- en drukbereik. Deze bestaan uit een waaier die in een pompbuis kan ronddraaien. Deze waaier wordt aangevuld met schoempen die hierop worden geplaatst en naar achter zijn overgebogen. De pompbuis is voorzien van een aansluiting voor de zuig en persleiding. Het vloeistof dat men wil verplaatsen van een lagere naar een hogere plaats wordt versnelt door de waaier. Meertrappige centrifugaalpompen zijn zeer goed in te zetten bij constructies waar men een hoge druk vraagt, waarbij het debiet niet al te hoog ligt Principe Vloeistof 1 e waterbuis hogere snelheid en hogere druk Vloeistof 2 e, 3 e, waterbuis (via leischoepen) nog hogere druk en snelheid Resultaat is een sterke drukstijging die evenredig is met het aantal waaiers die achter elkaar staan Voordeel Gelijkmatige volumestroom, Grotere bedrijfszekerheid, Directe koppeling met elektromotor, Lage kosten. Nadeel Gevaar voor cavitatie Laag rendement als men afwijkt van het optimaalwerkingspunt Niet zelfaanzuigend Toepassing Watertransport: voor verwarming, koeling, irrigatie, drainage en drinkwater. Chemie: voor transport van licht viskeuze agressieve vloeistoffen Glastuinbouw: verwarming, verdeling van meststoffen en sproeistoffen. Groepswerk Mechanica -4-

5 4.2 Vloeistofringpomp Een vloeistofringpomp is een voorbeeld van een zelfaanzuigende centrifugaalpomp. De behuizing is dezelfde als de centrifugaalpomp, maar hierbij wordt een vloeistofringpomp op diezelfde as geplaatst. Daarbij werken beide pompen parallel. De vloeistofringpomp is de meest gebruikte zelfaanzuigende centrifugaalpomp. Werking Een vloeistofringvacuumpomp bestaat uit een cilindrisch huis waarin een exentrisch geplaatst pompwiel met rechte of gebogen schoepen ronddraait. Hierin ontstaat in een gedeeltelijk gevuld pomphuis een waterring langs de pomphuiswand die overal de zelfde dikte heeft. Daardoor ontstaan luchtkamers van ongelijke grootte in het hart van het pomphuis tussen de schoepen.deze luchtkamers worden tijdens het ronddraaien van het pompwiel eerst groter en daarna weer kleiner. Men heeft bevoorbeeld acht ruimten. De ruimten 1 tot 4 staan in verbinding met de zuig-zijde,de ruimte 5 tot 8 met de perszijde. In de ruimte 1 tot 4 ontstaat hierdoor onderdruk waardoor lucht langs de zuigzijde wordt aangezogen. In de ruimte 5 tot 8 wordt de lucht gecomprimeerd en naar de pers afgevoerd. Als de lucht is verwerkt,blijft de pomp vloeistof leveren. Voordeel Compact, Geen aanzuigproblemen, Geschikt voor licht vervuilde stoffen, Weinig geluidshinder. Nadeel Als de vloeistofringpomp blijft draaien, heeft dit een rendementsverlies tot gevolg, Dikwijls een lange aanzuigtijd, Slijtage, De vloeistof vervuilt en moet vervangen worden, Maatregelen nemen om bevriezing bij vorst te voorkomen. Toepassing Opstarten van niet-zelfaanzuigende pompen, Verplaatsen van lucht en andere gassen. Groepswerk Mechanica -5-

6 4.3 FRE FLOW pomp Werking Lucht wordt uit de zuigleiding aangezogen en vermengd met het vloeistof in de pompwaaier. Het verkregen mengsel wordt door de centrifugaalwerking uit het slakkenhuis geslingerd. Het mengsel komt terecht in een zeer ruim pomphuis, waardoor de vloeistof vertraagd wordt en de lucht de kans krijgt om op te stijgen lucht verlaat het pomphuis via de persleiding. Vervolgens gaat het vloeistof beginnen circuleren tot alle lucht uit het pomphuis werd verwijderd hogere massadichtheid de zwaarste vloeistof keert terug in het slakken huis, waar het opnieuw belucht wordt en vervolgens weer op de zelfde wijze weer ontlucht. Er wordt telkens lucht uit de zuigleiding gezogen tot alle lucht daaruit werd verwijderd. Vanaf dan werk de pomp als een normale centrifugaalpomp. Voordeel onderhoudsgemak en betrouwbaar, lange levensduur, robuust, zware lagerconstructie zorgt dat stofvrij en vergesmeerd is, ideaal voor stoffige omgeving. Nadeel te wijde zuigleiding Lange aanzuigtijd Welke vloeistof? Matige verontreinigde waterige vloeistoffen, of vloeistoffen waarin zich lucht of gas bevindt. Toepassingen Toepassing in de scheepvaart als lenspomp, dekwaspomp, voor koeling van motoren, algemenedienstpomp, ladingpomp, Groepswerk Mechanica -6-

7 4.4 Zijkanaalpomp Werking De zijkanaalpomp is een zelfaanzuigende turbopomp. Ze bestaat uit een open rotor met radiale schoepen. In de statorwanden is er een inlaatpoort en uitlaatpoort dicht bij de as. Op grotere afstand is er een ringvormig kanaal (zijkanaal), dat begint ter hoogte van de inlaatpoort, geleidelijk verdiept en ter plaatse van de uitlaatpoort terug ondieper wordt en eindigt. Bij de eerste werking werkt deze pomp als een volumetrische machine, door de volumeverkleining opgewekt door het zijkanaal. Eenmaal het pomphuis volledig gevuld is, zal de pomp werken als een turbopomp. Toepassing Algemeen voor het verpompen van laag- tot lichtviskeuze, schone vloeistoffen met kleine capaciteiten en hoge druk zoals water, dieselolie, oplosmiddelen zuren en logen. Voordeel Goedkoop Ook geschikt voor lag viskeuze vloeistoffen Slechts 1 roterend element In meerdere trappen uit te breiden naar hogere druk Ook geschikt voor lucht of damp te comprimeren tot einddruk Nadeel Capaciteit loopt sterk terug bij stijgende verschildruk Uitsluitend werkend binnen werkgebied Sterk gevoelig aan verontreiniging Groepswerk Mechanica -7-

8 4.5 Ejector Een ejector of een straalpomp is een pompsysteem dat niet aangedreven wordt door een machine. Er wordt een vloeistof of gas gebruikt om een andere vloeistof, gas of licht poeder te transporteren of onder een hogere druk of onder vacuüm te brengen. Werking In de aandrijfopening A wordt vloeistof, stoom of gas onder druk toegevoerd. Deze druk wordt in de nozzle omgezet in snelheid. Door deze zeer hoge stroomsnelheid wordt door middel van het venturiprincipe een onderdruk gecreërd en kan zo via de zuigopening Z het te transporteren product aangezogen worden. In punt C vindt er een energieuitwisseling plaats tussen het toegevoerde en het aangezogen product en de snelheidsenergie van het mengsel wordt weer omgezet in druk. A: aandrijfopening Z: aanzuigopening B: nozzel P: uitlaatopening C en D: straalpijp Drijfmedium water, gas of perslucht Figuur 1 werking ejector Voordeel Zeer robuust, Eenvoudige constructie, Niet onderhevig aan slijtage, Geen beweegbare delen, geen asafdichtingen, Inkorten van de zuigleiding doordat de ejector dicht bij het te verpompen product gemonteerd kan worden, Ongeëvenaarde zuigeigenschappen (vacuüm!) Kostenreductie en onderhoudsarm Nadeel Drijf- en zuigstroom worden intensief vermengd. Toepassing Vacuüm- en ontluchtingsprocessen, Ontluchten van zuigleiding bij niet zelfaanzuigende pompen, Bij baggerpompen, Brandblussystemen, Afvoeren van vloeistof/gas/vaste deeltjes. Groepswerk Mechanica -8-

9 4.6 Centrifugaalpomp voor verontreinigde vloeistoffen Werking De roterende waaier veroorzaakt wervels binnen en buiten het waaierhuis. Door de hevige werveling die ook onder de pomp werkzaam is wordt een groot gedeelte van de vaste stoffen versnelt en met het transportmedium weggepompt. Hierdoor pompputten niet worden gereinigd. De waaier is zo gemonteerd dat tussen de waaierschoepen en het huis een vrije doorgang staat die gelijks is aan die van de zuigleiding. Hierdoor onstaat een wijde, vrije doorlaat zonder dat het transportmedium een flessenhals moet passeren. Langvezilige vaste stoffen die tot verspinnen kunnen neigen worden weggepompt zonder het pomphuis te blokkeren. Praktisch is er bij deze pomp geen slijtage door de getransporteerde vloeistoffen, de vaste stoffen worden langs het loopwiel verplaatst. Hierdoor blijft de pomp zijn vermogen houden zonder dat er instellingen aan de pomp moeten worden veranderd. Eigenschappen Aandrijving Meestal elektromotor. Verstoppingsvrij Door de in het pomphuis teruggetrokken waaier ontstaat een grote onbelemmerde doorgang, waarin een sterke wervelstroom opgewekt wordt. De meeste vaste delen passeren voor de waaier langs. Verstoppingen zijn nauwelijks mogelijk, zelfs niet bij langvezelige bestanddelen, omdat deze van de radiale schoepen afgeslingerd worden en er niet aan vast haken. Grotere delen dikke brijachtige vloeistoffen De sterke wervelstroom beperkt zich niet tot in het pomphuis, maar treedt ook naar buiten, in het bijzonder bij kleinere debieten. Door de plaatselijk hogere stroomsnelheden zullen zwaardere delen meegevoerd worden en niet in de put achterblijven. De pompputten blijven daardoor schoner. Dikke brijachtige vloeistoffen worden tot een verpompbaar mengsel gemixed. Verminderde slijtage constant hoge prestaties Het merendeel van de slijtende bestanddelen gaat voor de waaier langs. Slijtage is daardoor minimaal en zal ook slechts een beperkte invloed hebben Groepswerk Mechanica -9-

10 op de prestaties. De optredende slijtage is gelijkmatig verdeeld over de waaier en zal niet tot onacceptabele waaier-onbalans en trillingen leiden. Lage onderhoudskosten geen afstellingen Slijtringen zijn overbodig en het risico voor vastlopen van de waaier uitgesloten. Er zijn geen waaierafstellingen nodig ter compensatie van slijtage en om het rendement en de prestaties op het oorspronkelijke ontwerp niveau te houden. Vrije keuze in doorlaat De wervelwaaier pompen zijn beschikbaar met een grote keuze aan vrije doorlaten. De doorlaat wordt niet bepaald door pomptype en debiet, maar uitsluitend door de voor uw toepassing gewenste vrije doorlaat. Nadeel Geen maximale benutting van de energie: Bij de minste tegendruk of waterkolom gaat het debiet drastisch naar beneden.een zwaardere pomp, die veel meer druk genereert zal daar veel minder last van hebben maar het verbruik is dan ook navenant! Welke vloeistof? Vloeistoffen met verontreiniging van vaste stoffen Toepassingen Rioolwater: Rioolwaterzuiveringen, rioolwaterpompstations, ongereinigd rioolwater, mest slibcirculatie, effluent, mestverwerkingen, Levensmiddelen industrie: afval, spoel en waswater, slachtafval, waterzuivering. Water beheersing: drainage, regenwater afvoer, Groepswerk Mechanica -10-

11 4.7 Pompen voor de chemische nijverheid Beschrijving De pompdelen die met de vloeistof in aanraking komen worden veraardigd uit matrialen die hiertegen bestand zijn of voorzien van een gepaste coating of bekleding. Voor de juiste materiaalkeuze moet uiteraard rekening gehouden worden met de optredende situatrie. Matrialen die oa gebruikt worden zijn voor metalen gietijzer, Cr-Si gelegeerd, gietijzer, bronslegeringen, Keramisch materialen zoals porselein, glas. Verschillende kuststoffe,: rubber, eboniet een belangrijk probleem zijn de afdichtingen of pakkingsbussen die lekken moten voorkomen. Pompen die werken in chemische bedrijven, moeten rekening houden met de zware eisen waarbij de pompen moeten voldoen aan chemische resistentie. Deze eisen zijn in verband met veiligheid, gezondheis en milieu. De pompen die hieraan voldoen zijn alle verdringerpompen en centrifugaalpompen. Deze pompen voldoen dus aan de API, ISO en ANSI norm. Door de materialen op de juiste manier te selecteren worden de pompen speciaal voor uw toepassing afgewerkt. Verdringerspompen: - Verderpro excentrische wormpompen: uitstekende pomp voor zware applicaties, maar ook voor doseertoepassingen. - Verderair luchtgedreven membraanpompen: zeer brede inzetbaarheid door ruime keus in materialen. Centrifugaalpompen: -Haes: chemienormpompen (DIN 24256) -Verdermag:magneetgedreven kunststof centrifugaalpompen - Munsch: kunstof centrifugaalpompen voor de zware applicaties Beveiliging: ATEX certificaat: zorgt ervoor dat pompen explosieveilig zijn Lekvrij en hermetische gesloten Corrosiebestendige materialen: metaal, ETFE-bekleed of volledig kunststof Chemienorm: - pompen moeten een axiale inlaat hebben - inzetgebied is maximaal 16 bar - werkpunten en nominale volumestroom - afmetingen Groepswerk Mechanica -11-

12 4.8 Zuigerpomp met twee uitwendige kleppen Dit is een lid van de groep van enkelwerkende zuigers en bestaat uit en met heen-en weergaande beweging in een cilinder. Meestal is er een zuigklep en een persklep aanwezig. Algemene samenstelling - Een pomphuis of pompcilinder waarin een plunjer of zuiger een heen- en weergaande beweging maakt. Een zuiger is schijfvormig - Het aandrijfmechanisme: in onderstaand geval een kruk-drijfstangmechanisme met als onderdelen het kruishoofd, de drijfstang, de kruk en het vliegwiel. De kruk wordt aangedreven door een elektrische motor via een riemoverbrenging. Er bestaan ook andere aandrijvingen, bvb door een motor, turbine - Een kleppenhuis met zuig- en persklep, - De luchtketels: de zuigluchtketel onmiddellijk voor de zuigklep de persluchtketel onmiddellijk na de persklep, - De zuig- en persflens: flenzen voor aansluiting van zuig- en persleiding. Figuur 2: samenstelling van een zuiger of plunjerpomp Beschrijving Deze pomp kan gebruikt worden om water over een grote hoogte te transporteren (hoewel de lengte van de zuigleiding gelimiteerd is tot zo'n 5m, kan de persleiding een stuk langer zijn). De zuiger beweegt naar binnen (op de figuur naar links, in volle lijnen), de druk in de cilinder stijgt en de klep naar de zuigkant slaat dicht, die naar de persleiding opent, en het water wordt die leiding ingestuurd. De zuiger beweegt naar buiten (in stippellijn), de druk in de cilinder daalt waardoor de persklep dichtslaat. De klep naar de zuigleiding opent en er wordt water aangezogen. Groepswerk Mechanica -12-

13 Bij uitgaan zuiger ontstaat vacuüm in pomp Drukverschil met zuigleiding opent de zuigklep en zuigt vloeistof uit zuigleiding Door kruk-drijfstangmechanisme zal snelheid zuiger maximaal zijn in het midden van de cilinder. Op het einde van de slag keert de zuiger terug waardoor volume verkleind en de druk toeneemt. Drukverschil met persleiding opent de persklep en perst vloeistof in persleiding Het werkelijk debiet is iets kleiner dan het theoretische debiet door: - Slecht sluitende persklep: tijdens de aanzuigperiode zal er vloeistof uit de pomp terugstromen in de pompruimte. - Lekkende zuigklep: tijdens de persslag stroomt vloeistof vanuit de pompruimte terug in de zuigerleiding - Vertraging in het sluiten van de kleppen: bij het omkeren van de zuigerbeweging zijn de kleppen nog niet geheel gesloten. - Slecht dichtende pakkingbussen of flensaansluitingen. - Slechte afdichting tussen zuiger en cilinder: tijdens de persslag vloeit er water naar buiten. Dit is het geval bij grotere weerstanden in de persleiding waardoor de druk stijgt. - Tijdens de aanzuigperiode kan lucht worden aangezogen. Een weinig voorkomende variant is nog een pomp zonder terugslagklep aan de zuigzijde. Bij deze pomp moet de zuiger in zijn onderste stand onder het waterniveau komen dat verpompt moet worden. Als de zuiger omhoog gaat sluit de klep in de zuiger en wordt het water 'opgetild' door de zuiger tot de uitstroomopening. Dit type wordt wel als lenspomp op kleine schepen gebruikt waar de opvoerhoogte niet meer dan een meter is. Groepswerk Mechanica -13-

14 4.9 Radiale zuigerpomp met roterend zuigerlichaam Werking De pomp bestaat uit verschillende delen Onder de behuizing bevindt zich een loopring. Binnen deze loopring zit een rotor, de rotor is excentrisch (niet in het middelpunt) geplaatst ten opzichte van de loopring. In de rotor zijn zuigers gemonteerd met behulp van boringen in de rotor. Veren zorgen ervoor dat de zuigers de loopring nauwgezet volgen en in- of uitschuiven wanneer nodig. De ruimte tussen de verschillende zuigers is overal gelijk. De vloeistof wordt vanuit de aanzuigleiding aangepompt tijdens de eerste halve rotatie van de pomp. Tijdens deze fase schuiven de zuigers geleidelijk uit. Tijdens de tweede halve rotatie schuiven de zuigers opnieuw geleidelijk in en zal de vloeistof via de persleiding weggepompt worden. Hoe groter de loopring is hoe meer vloeistof er zal kunnen verpompt worden. Bij sommige soorten zal de loopring vast of meedraaiend zijn. Bij meedraaien van de ring zal het wrijvingsverlies veroorzaakt (aan de binnenkant) door de zuigers sterk dalen. Het debiet kan berekend worden door de sectie van de zuiger te vermenigvuldigen met de slaglengte van de zuiger, het aantal zuigers en het toerental van de rotor. Men kan deze pomp zodanig construeren dat ze een druk levert van 300 bar en meer. Om dit te verkrijgen dient men wel de plunjers te harden, door ze uit gelegeerd staal te maken. Voordelen Door het hoge toerental (3000 toeren per minuut) kan de pomp aangedreven worden door brandstofmotors Het debiet is variabel door het aantal zuigers aan te passen Goed afgesloten behuizing Erg gepast voor hogere drukken en kleinere opbrengst De opbrengst per omwenteling is variabel door de excentriciteit van de rotor aan te passen Nadelen Sterk pulserend gedrag van de pomp (algemeen nadeel bij volumetrische pompen) Niet toepasbaar met abrasieve (mechanische schuring van deeltjes) vloeistoffen Toepassingen Dit soort pomp wordt vooral gebruikt in hydraulische systemen die instaan voor het verpompen van olie. De pomp is in staat grote volumes onder hoge druk te verpompen. Groepswerk Mechanica -14-

15 4.10 De radiale zuigerpomp met vast zuigerlichaam Werking Bij deze pomp maken de plunjers enkel een heen- en weergaande beweging. Het enige verschil met de radiale zuigerpomp met roterend lichaam is dat de plunjers hier niet roteren. De excentriek ontvangt een roterende beweging van een aangesloten elektromotor. Het contact tussen de plunjers en de excentriek zal dan ook behouden blijven door de tussenkomst van een veer. Op deze manier kunnen de plunjers heen en weer bewegen. Net zoals bij de radiale zuigerpomp met roterend zuigerlichaam zal de pomp nog steeds aanzuigen bij het uitschuiven van de plunjers. Bij terug inschuiven zal de vloeistof weg geperst worden. Dit alles is mogelijk doordat iedere zuiger verbonden is met een zuigerleiding en een persleiding die zijn afgesloten door terugslagkleppen. Op dit moment zijn er zelfs pompen verkrijgbaar tot 10 plunjers. De druk die de pomp levert is afhankelijk van de plunjerdiameter en varieert tussen de 250 en 700 bar. Het geleverde volume en toerental is afhankelijk van pomp tot pomp. De gegevens worden vermeld in het technisch document van de pomp. Het grote voordeel van deze pomp is dat ze compact is en toch in staat is grote volumes te verpompen onder grote druk. Een nadeel is dat er sterke pulsatie van het debiet optreedt, welke vermindert wordt door meer plunjers in de pomp te monteren. Gebruik Deze pomp wordt o.a. toegepast bij aandrijving van machines die zo compact mogelijk dienen te zijn. Een voorbeeld hiervan is de knipschaar die door de brandweer gebruikt wordt om mensen uit autowrakken te halen. Groepswerk Mechanica -15-

16 4.11 Recht pomptype met stilstaand cylinderblok en draaiende slagplaat Axiale zuigerpompen zijn pompen met roterend cilinderblok en roterende slagplaat. Deze worden gebruikt bij het creëren van hoge drukken. De pompen worden door een motor aangedreven, soms worden ze onder een bepaalde hoek geplaatst. Dit heeft als voordeel dat wanneer er geen verbruikers aangesloten zijn de heen- en weergaande beweging van de plunjers vermindert. Hier bezit het cilinderblok een aantal plunjers die bij het verdraaien van de as een heen en weer gaande beweging krijgen. Aan de roterende as werd de slagplaat bevestigd en omdat de plunjers door veren tegen de slagplaat gedrukt worden, kunnen ze bewegen. Iedere plunjer is verbonden met een zuig- en een persleiding dat afgesloten is door een terugslagklep. Als de as over 180 roteert ten opzichte van de stand op de tekening, dan wordt de onderste plunjer ingeschoven, tegelijkertijd komt de bovenste plunjer in uitgeschoven toestand voor. Het voorkomen van deze bewegingen is te wijten aan de schuine stand van de slagplaat. Tijdens deze beweging perst de onderste plunjer het aangezogen volume naar de persleiding. Op het ogenblik dat de persklep sluit ontstaat een onderdruk in de cilinderruimte. Van zodra de zuigopening vrijkomt, wordt aangezogen als gevolg van deze onderdruk. De zuigleiding is verbonden met een ringvormige groef via een zuigkamer. Eens de cilinderruimte gevuld is, wordt de zuigklep afgesloten en kan de persbeweging opnieuw plaatsvinden als gevolg van de overdruk. Groepswerk Mechanica -16-

17 4.12 Recht pomptype met roterend cilinderblok en stilstaande slagplaat Er is een vaste verbinding tussen de cilinderblok en de drijfas, dus de cilinderblok kan ronddraaien. De slagplaat vinden we opnieuw terug onder een hoek zodat er een heen en weergaande beweging veroorzaakt wordt door de plunjers. Debieten en toerental Je hebt pompen met 5 of 10 plunjers en de pomp kan een maximum toerental van 2500 tr/min verdragen en de volumestroom is dan tussen de 20 en 40 l/min en met een toelaatbare druk van 315bar. Groepswerk Mechanica -17-

18 4.13 Pompen met roterend cylinderblok en roterende slagplaat Pompen met roterend cylinderblok en roterende slagplaat zijn axiale plunjerpompen die gebruikt worden bij hogere drukken. De pompen worden aangedreven door een motor en worden soms onder een bepaalde hoek geplaatst. Dit heeft als voordeel dat wanneer geen verbruikers aangesloten zijn de heen en weergaande beweging van de plunjers vermindert wordt. Bij onderstaande figuur staat de slagplaat loodrecht op de as. Op deze manier krijgen de plunjers geen olie meer en is er dus geen werking van de pomp. Plunjerpomp met rechte slagplaat op drijfas met rechte cilinderblok. Plunjerpomp met een rechte roterende slagplaat en met een schuin roterend cilinderblok. Bij bovenstaande figuur krijgen we een axiale plunjerpomp die een roterende slagplaat en een roterende cilinderblok bevat. Deze wordt dus ook het meest gebruikt. Groepswerk Mechanica -18-

19 De roterende cilinderblok wordt verkregen doordat de draaiende beweging van de as overgebracht wordt op de plaat en daarna op de cilinderblok. Deze wordt onder een bepaalde hoek geplaatst (de zwenkhoek) op de as zodat de plunjers olie kunnen aanzuigen of wegpersen. Hoe groter de hoek, hoe groter de opbrengst. Principe Wanneer de slagplaat naar links kantelt beweegt de bovenste plunjer naar links, door de veerkracht. Op deze manier krijgen we bij de bovenste plunjer een onderdruk die ervoor zorgt dat de onderste terugslagklep door de druk van de olie omhoog geduwd wordt en de ruimte gevuld wordt. De onderste plunjer beweegt naar rechts door de uitwijking van de slagplaat. Op deze manier krijgen we een grote druk in die kleine ruimte en wordt de terugslagklep geopend zodat de olie weg kan. Wanneer de slagplaat beweegt en die naar rechts moet uitwijken gebeurd net het tegenovergestelde. De ruimte bij de onderste plunjer wordt nu gevuld met olie omdat een onderdruk wordt gecreëerd en op deze manier de olie een druk uitoefent op de terugslagklep (in de leiding loodrecht op de veer) terwijl de olie bij de bovenste plunjer de ruimte verlaat. Zo wordt deze cyclus de hele tijd verder gezet tot de cylinderblok niet meer gekanteld wordt door de slagplaat. Dus wanneer de slagplaat niet meer aangedreven wordt door de as. De olie wordt aangezogen of weg geperst in niervormige gleuven die we vinden in de stuurspiegel want deze zijn verbonden met de zuig of persaansluiting. Groepswerk Mechanica -19-

20 Gebruik: De drijfas wordt dus aangesloten op een motor. Meestal wordt bij deze pompen gebruik gemaakt van olie of andere samendrukbare, biologische afbreekbare vloeistoffen. Deze pompen kunnen we bv terugvinden in de Fendt tractoren. Geleverde debieten: Deze pomp kan een druk leveren van +/- 400 bar en de opbrengst ligt tussen de 0 en 2000 cm³/ omwenteling. Dit is afhankelijk van de hoek. Het olieverlies bij een druk van 200 bar is heel klein. Z hebben een slagvolume tot 2 liter. Een volumetrische rendement van 97%. Opmerking: Debieten, toerentallen en afmetingen zijn afhankelijk van pomp tot pomp. Er bestaan dus heel wat pompen die elk hun eigen debiet kunnen leveren. Een pomp met roterende cylinderblok en roterende slagplaat die een bepaald debiet kan leveren wordt dus gekozen volgens het gebruik dat men wil. Eigenschappen: Geen kleppen, vloeistof: zelf smerend, geen verbruikers geen werking, hoog rendement Onderstaande tabel is een overzicht van alle gegevens van deze pomp. Het is een pomp die een bepaalde maatschappij voorstelt en deze pomp kan onder verschillende afmetingen en een verschillende capaciteit. Deze waarden zijn dus enkel van toepassing voor de pomp die hoort bij die maatschappij. Groepswerk Mechanica -20-

21 Groepswerk Mechanica -21-

22 4.14 Membraanpomp (a) (b) (c) (a) principe schema membraanpomp, (b) zuigwerking, (c) perswerking Membraanpompen zijn enkelwerkende, zelf-aanzuigende zuig-perspompen voor water, olie en lucht. Het verdringerlichaam is een soepel membraan, meestal van rubber of metaal, die de pompruimte lekvrij afsluit. Het soepele membraan wordt door een zuiger op en neer bewogen, zodat er een volume-verandering ontstaat die gebruikt wordt om de vloeistof te verpompen. Een pulserende vloeistof-stroom is bij deze pomp kenmerkend. De pomp kan aangedreven worden door handkracht, een elektromotor of een draaiende nok van een verbrandingsmotor. Een speciale membraanpomp is de luchtgedreven membraanpomp. Het haalt zijn energie uit perslucht. De maximale persdruk is hier beperkt want deze kan nooit hoger zijn dan de druk in de persluchtleiding. Luchtgedreven membraanpomp Opbouw van de pomp 1. Persaansluiting 2. Bovenste klepkogel (bij het aanzuigproces gesloten) 3. Membraan 4. Pompkamer 5. Geluiddemper 6. Onderste klepkogel (geopend, medium stroomt in de kamer) 7. Bovenste klepkogel (geopend, product wordt eruit geperst) 8. Luchtkamer (de aandrijflucht verdringt het medium via het membraan en trekt tegelijkertijd het tweede membraan terug) 9. Onderste klepkogel (bij ieder transportproces gesloten) 10. Zuigaansluiting 11. Luchtbesturingseenheid 12. Externe membraanschotel 13. Interne membraanschotel Luchtgedreven membraanpompen zijn oscillerende verdringerpompen met twee tegenover elkaar liggende pompkamers. Deze kamers zijn elk door middel van een membraan gescheiden in een lucht- en een vloeistofgedeelte. De beide membranen zijn via een zuigerstang met elkaar verbonden, hetgeen ertoe leidt dat bij een pompslag één pompkamer medium naar buiten perst terwijl de andere pomp-kamer medium aanzuigt.

23 Door het vullen van de rechter pompkamer (donkergrijs) wordt het rechter membraan naar buiten geschoven. Daardoor trekt de zuigerstang het linker membraan naar de uitgangspositie. De klepkogel (1) wordt uit zijn positie aangezogen en het medium (grijs) stroomt de linker pompkamer in. Gelijktijdig wordt de klepkogel (2) door het vacuüm in zijn eindpositie gefixeerd. Op deze wijze wordt de linker pompkamer volledig met medium (grijs) gevuld. Na de omschakeling van de stuurklep stroomt lucht in de linker pompkamer (donkergrijs) en wordt de rechter pompkamer ontlucht. Nu vindt de aanzuiging (zie A) plaats in de rechter pompkamer. Het medium (donkergrijs) wordt aangezogen, het medium (lichtgrijs) in de linker pompkamer wordt naar buiten geperst. De klepkogel (1) drukt omlaag en sluit en de kogelklep (2) opent de weg voor het medium naar de drukuitgang. De aanzuiging A herhaalt zich met het verschil dat zich nu reeds medium (lichtgrijs) in de rechter pompkamer bevindt. Door het omschakelen van de regelklep wordt de rechter pompkamer(donkergrijs) gevuld, in de linker pompkamer wordt medium (rood) aangezogen en in de rechter pompkamer wordt medium (lichtgrijs) verdrongen. Deze cyclus herhaalt zich in omgekeerde volgorde zoals onder C weergegeven. De linker pompkamer vult zich, medium (donkergrijs) wordt door het vacuüm in de rechter pompkamer gezogen terwijl gelijktijdig het medium (groen) in de linker pompkamer in de persleiding wordt geperst.

24 Technische gegevens Toepassing Verpompen van gevaarlijke vloeistoffen (vb zuurstof), die in geen geval met de olie (nodig voor het smeren van de lagers) in contact mogen komen Leegzuigen van tanks en oliereservoirs, staalname, bijtanken Vullen en leegzuigen van brandstof en glycol Verpompen van latex, aceton, terpentine in de verfindustrie Verpompen van zuren, basen, oplossingen, harsen, afvalwater, solventen en lijm in de chemische industrie Voordelen Eenvoudige installatie Eenvoudige bediening Luchtgedreven membraanpompen zijn droog zelfaanzuigend De luchtgedreven pomp kan onbeperkt drooglopen Nadelen geluidsoverlast sterke pulsatie

25 4.15 Tandwielpomp met uitwendige vertanding Tandwielpompen of cellenpompen zijn de meest voorkomend soort van pompen met roterende zuiger, het zijn volumetrische pompen die een constant debiet leveren onafhankelijk van de tegendruk. Deze motoren bestaan uit een rotor die in een stator draait. Op deze manier wordt door een rotatie een nuttige ruimte gecreëerd in de cilinder waardoor de pomp gaat aanzuigen; Bij een verdere rotatie verkleind de ruimte waardoor de vloeistof wordt weg geperst. Beschrijving Een tandwielpomp of tandradpomp is een eenvoudige en daardoor goedkope volumetrische pomp die bestaat uit één of meerdere paren ingrijpende tandwielen met zeer geringe speling tussen de tandwielen en het pomphuis. Werking De pomp bestaat uit een pomphuis waarin een tandwielpaar loopt, dat nauwkeurig afsluit tegen het huis, zowel tegen het cylindrisch gedeelte als tegen de eindvlakken. Aan de zuigzijde komen de tanden uit ingrijping, waardoor de vloeisof wordt aangezogen door de vrijkomende tandholte, ingesloten in de holtes en meegenomen naar de perszijde. Hier komen de tanden terug in ingrijping en de vloeistof uit de tandholte weggeperste wordt door de persleiding. Toepassing Ze worden gebruikt voor vloeistoffen die bij voorkeur een smerende werking bezitten. Tandwielpompen worden in vrijwel alle industrietakken toegepast als oliepomp.

26 Voorbeelden: de chemische industrie hydraulische systemen stookoliepomp op mazoutbranders watercirculatiepomp in auto`s watercirculatiepomp Debieten Het debiet is afhankelijk van verschillende dingen: Aantal tanden van één tandwiel (z) Axiale breedte van het tandwiel (b) Het toerental (n) Oppervlakte van de tandholtedoorsneden loodrecht op de as, aan de voet begrensd door de kopcirkel in de ingrijpende tand (A) Diameter steekcirkel (d) Moduul (m) Het theoretisch debiet wordt dan: Q th = 2.z.b.n.m.d = 2.z.b.n.z.m 2 Meestal wordt de tandhoogte aangepast, zodat de tandholte groter wordt en een groter debiet kan verplaatst worden. Het theoretisch debiet is dus evenredig met het toerental. Het werkelijk debiet is kleiner dan het theoretisch wegens de lekverliezen tussen de tandkoppen en het pomphuis tussen de frontvlakken van de tandwielen en de cilinderdeksels. Q th = volumetrische rendement. 2.z.b.n.z.m 2 Volumetrische rendement is ongeveer: 90 % bij 100 bar 80% bij 140 bar 75% bij 160 bar En daalt dus bij stijgende persdruk. Toerental Toerental varieert tussen 500 tpm voor zeer viskeuze 1 vloeistoffen tot 3000 tpm voor weinig viskeuze 1 vloeistoffen. Het maximale toerental wordt beperkt door cavitatieverschijnselen aan de zuigzijde van de pomp. Voordelen Eenvoudige constructie met lage kostprijs Bedrijfszeker Groot viscositeitbereik en groot toerentalbereik Hoge snelheid en hoge druk Kan in verschillende materialen opgebouwd worden Nadelen Geluidsoverlast Maximale druk is beperkt (van 120 tot 300 bar)

27 4.16 Tandwielpomp met inwendige vertanding. Inwendige tandwielpompen zijn enorm veelzijdig met slechts 2 beweegbare delen. Werking Via een motor wordt de tandkrans aangedreven, deze drijft zelf een tandwiel aan dat excentrisch is opgesteld tegen over de rotor. Bij draaien bewegen de tanden van de rotor aan de linkerzijde, en rodsel uit elkaar. De hierdoor ontstane ruimten vullen zich vervolgens met vloeibaar medium dat de zuigerpoort, tussen rotor (met grote buitenkant versnelling) en tanden, binnenkomt. Aan de rechterzijde van het tandwiel grijpen de tanden vervolgens weer in elkaar waardoor de vloeistof naar een persleiding geperst wordt. De inwendige tandwielpomp is niet-pulserend en zelfaanzuigend die kan drooglopen gedurende korte tijd. Ze zijn tevens bi-rotationeerbaar, wat betekend dat dezelfde pomp zowel voor opnemen als afstaan van een medium kan gebruikt worden. Toepassingen Hoewel ze vaak gebruikt worden voor dunne vloeistoffen zoals oplosmiddelen en stookolie, kunnen ze ook efficiënt dikkere vloeistoffen zoals asfalt, chocolade en kleefstoffen verpompen en dit bij temperaturen tot 400 C. De inwendige tandwielpomp is nietpulserend en zelfaanzuigend die kan drooglopen gedurende korte tijd. Ze zijn tevens birotationeerbaar, wat betekend dat dezelfde pomp zowel voor opnemen als afstaan van een medium kan gebruikt worden. Meest voorkomende afmetingen, drukken en debieten Er zijn bij deze pompen drukken van 14 bar haalbaar. Het toerental varieert van 500 tpm tot 3000 tpm. En er zijn capaciteiten bekend van m³/h Wijze van aandrijving Door hydromotor of elektromotor. Voordelen Slechts 2 bewegende delen. Niet pulserend afladen. Lage NPSH vereist. Eenvoudig onderhoud. Nadelen Medium druk beperkingen. Vereist meestal gematigde snelheden. Mechanica Waaier en volumetrische pompen 27

28 4.17 Lobbenpomp Een lobbenpomp is een roterende verdringerpomp zonder kleppen en werkt volgens het tegengestelde rotorprincipe. Ze bestaat uit een pomphuis met daarin 2 in elkaar draaiende rotoren of lobben. Werking Door rotatie van de lobben wordt ter hoogte van de zuigerkamer een vacuüm gecreëerd, de vloeistof stroomt daarop binnen via de inlaat en vult de kamers tussen de lobben. De verkleining in het kamervolume resulteert bovendien in een hogere druk. Als de lobben een halve rotatie hebben gedraaid verkleind de ruimte van de perskamer waardoor de vloeistof uit de pomp stroomt. Deze verplaatsing van vloeistof doorheen de pomp gebeurd zeer rustig zodat kwetsbare producten niet beschadigen. Doordat dit alles in een vloeiende beweging gebeurt, ontstaat er een pulsvrije volume stroom. Bovendien zijn er geen onderlinge raakvlakken, omdat de lobben synchroon aangedreven worden door gemonteerde tandwielen in het lagerhuis. Omdat steeds hetzelfde volume verpompt wordt, zal de lobbenpomp steeds een constant debiet bij een constant toerental verpompen. Toepassingen Deze pompen worden aangewend bij productietoepassingen die een hoge hygiëne vereisen, en bij vloeistoffen met een hoge viscositeit. Voorbeelden zijn de farmacie, de chemie (inkten, lakken, verf,..), de voedingsen levensmiddelenindustrie (dranken, pasta, ). Voorkomende afmetingen, drukken en debieten De gemiddelde werkdruk bij de pompen is ongeveer 5-15 bar. De capaciteit is gemiddeld 15 tot 685 L/minuut. En de afmetingen variëren van 119 X 114 X 135 mm ( zie model A 55210) tot 770 X 425 X 438 ( zie E2 model) Wijze van aandrijving De vermogensoverdracht naar de pomp geschied via een aandrijfas. Deze heeft 2 tegengesteld draaiende assen die in een groefkogellager geplaatst zijn. Door middel van 2 precisietandwielen worden de assen gesynchroniseerd zodat het vermogen van de aandrijfas overgebracht wordt op de aangedreven as. Voordelen - Hoog visceuze vloeistoffen verpompbaar. - Groot afdichtingsvlak geen beschadiging bij kwetsbare vloeistoffen. - Bestendig tegen erg hoge temperaturen. - Erg hygiënische pomp doordat de aandrijving en lobben gescheiden zijn. Nadelen - Lastig te herstellen. - 2 asafdichtingen Mechanica Waaier en volumetrische pompen 28

29 4.18 Blokkenpomp of Rootspomp Werking Het werkingsprincipe van deze pomp berust op 2 identieke (8-vormige) rotoren die in een stator draaien, waarbij per rotatie daarvan 4 keer een volume (v) van een binnengestroomd gas met inlaatdruk (p1) afgezonderd wordt tussen het pomphuis en de rotor zelf. Dit volume wordt naar de uitlaat verplaatst en wanneer het volume (v) met de uitlaat contact maakt wordt het gecomprimeerd (isochore compressie) en vervolgens afgevoerd. De rootspompen zijn verkrijgbaar met twee of drie lobben. Tegenwoordig zijn vooral drielobbige pompen door een lagere geluidshinder een goede keuze. De rootspomp kan ook gecombineerd worden tot een multistage rootspomp. De prestaties van deze samengestelde pomp is regelbaar door interne intensiteitregelaar. Naast daling van de geluidshinder is er ook een energiewinst in vergelijking met de enkelvoudige rootspomp. Toepassingen Ze worden vooral gebruikt wanneer de mogelijkheid van verontreiniging bij het binnendringen van lucht, of lekkage van het gepompt media moet worden vermeden. De pompen worden ook gebruikt in schone kamers waar de lucht niet mag gecirculeerd worden door de motor s fan. Praktisch worden ze vooral ingeschakeld voor waterzuivering, beluchting, pneumatisch transport, corrosieve dampen, tweetakt dieselmotor,.. Wijze van aandrijving Aandrijving kan direct of via een riem. Voorkomende afmetingen, drukken en debieten - Debiet; 500m³/h - Toerental; 3000 tpm - Maximale toelaatbare motorkracht voor directe aandrijving; 18.5 KW - Gewicht (ongeveer); 160kg - Rootspompen kunnen een einddruk bereiken van 400 à 500 mbar Voordelen - Grote capaciteiten haalbaar. - Verpompen van dikke vloeistoffen mogelijk. - Geen oliegebruik - Heeft een grote vermogenswinst Nadeel - Optreden van geluidshinder Mechanica Waaier en volumetrische pompen 29

30 4.19 Cellenpompen Met schuivende schotten Beschrijving Cellenpompen zijn positieve verdringingspompen. Ze bestaan uit een circulaire roterende motor die in een grote cirkelvormige holte zit. De centra van deze twee cirkels liggen verschillend. De schoepen worden, door een veer of door een bepaalde druk, van en naar de rotor geschoven en creëren zo cellenkamers die zorgen voor het pompwerk. Er bestaan twee soorten cellenpompen: de cellenpomp met schuivende schotten en de cellenpomp met elastische schoepen. QuickTime and a TIFF (ongecomprimeerd) decompressor are needed to see this picture. Principe De cellenpomp met stationaire schuif is opgebouwd uit een excentrisch geplaatste cilindrische rotor. Deze is langs zijn omtrek met rechte sleuven voorzien, waarin rechte platen of schotten zijn aangebracht. De schotten bewegen in de radiale zin. Tijdens het roteren worden centrifugaalkrachten opgewekt die ervoor zorgen dat de platen tegen de binnenwand van het pomphuis gedrukt worden, zodat er van elkaar gescheiden kamers of cellen worden gevormd. Ten gevolge van de excentriciteit van de rotor tegenover het huis verandert het volume van elke kamer van grootte. Aan de zuigzijde (blauw de figuur 2) neemt het kamervolume toe waardoor er vloeistof wordt aangezogen. Aan de perszijde (rood in figuur 2) neemt het kamervolume tussen de schotten af en wordt de vloeistof de persleiding in verdrongen. De druk aan perszijde wordt bepaald door de weerstand die de olie in het hydraulische systeem ondervindt. De belangrijkste weerstand is de belasting op de aan te drijven hydromotor of cilinder. De onderdruk aan zuigzijde mag nooit groter worden dan ca. 0,1 tot 0,2 bar daar er anders gevaar voor cavitatie bestaat. Volgende formule is van toepassing: Q = (π.n 60). D. (D-d). b (m3/s) Door de excentriciteit (e) te wijzigen kan het debiet geregeld worden. D-d = 2e Mechanica Waaier en volumetrische pompen 30

31 Om wrijving en slijtage tegen te gaan kan men de buitenring met de schotten doen meedraaien. Wanneer men het debiet wil vergroten brengt men meerdere zuig en persopeningen aan. De volumekringloop van de cellen laat men dan meerdere malen doorgaan. De rotor is hierbij centrisch opgesteld hetgeen geen lagerbelasting van de aandrijfmotor teweeg brengt. Soorten vloeistof Hoogviskeuze vloeistoffen, omdat de poorten relatief dicht bij elkaar staan, wat lekverliezen doet toenemen. brandstof, smeermiddelen, koelmiddelen alocohol freonen en ammoniak oplosmiddelen waterige oplossingen Voordelen continue (niet pulserende) volumestroom laag geluidsniveau eenvoudige constructie droog zelfaanzuigend geschikt voor shear-gevoelige producten geschikt voor abrasieve vloeistoffen Nadelen De schotten kunnen vast geraken door te weinig smering. Ze kunnen zelfs beschadigd worden als er vervuilende brokken in de pomp terecht komen. Toepassingen Op veel industriële installaties met werkdrukken tot circa 200 bar, zoals persen en spuitgietmachines worden schottenpompen toegepast. Het toerental kan oplopen tot 3000 toeren per minuut. Enkele concrete toepassingen: spuitbussen en stuwstoffen luchtvaart en auto-industrie ontdooiing Bulk overdracht van LPG en NH3 LPG cilinder vulling koeling Schottenpompen van de fabrikant Blackmer zijn in vier hoofdgroepen te delen: - standaard schottenpompen: voor licht abrasieve en corrosieve vloeistoffen - proces schottenpompen: voor zwaardere toepassingen - slijtvast schottenpompen: voor verpompen van zwaar abrasieve en corrosieve vloeistoffen Mechanica Waaier en volumetrische pompen 31

32 - roestvrijstaal schottenpompen Met elastische schoepen Beschrijving Om ophoping van materiaal en de kans op verontreiniging in de sleuven van de schotten te voorkomen kunnen er flexibele schotten worden gebruikt die door te buigen afsluiten tegen het rotorhuis. Soms zijn rotor en schoepen elastisch. Principe De werking is dezelfde als bij de cellenpomp met schuivende schotten, enkel dat deze schuivende schotten vervangen zijn door elastische schotten en dat de volumeverandering teweeg gebracht wordt door de afgeplatte zijde van de stator. (1): Door de excentrische vorm van de binnenkant van het pomphuis ontstaat een onderdruk wanneer het volume toeneemt tussen de flexibele waaierschoepen bij de inlaat. De onderdruk zuigt de vloeistof in de pomp. (2): De roterende waaier verplaatst de vloeistof van de inlaat naar de uitlaat. Gedurende dit deel van de omwenteling blijft het volume tussen de schoepen vrijwel constant. De ruimte tussen de schoepen maakt het mogelijk redelijk grote delen te verpompen zonder deze te beschadigen. (3): De vloeistof verlaat de pomp in een continu- en gelijkmatige stroom, wanneer de schoepen buigen, zodat het volume hiertussen kleiner wordt wanneer ze in contact komen met het excentrische deel van de binnenkant van het huis. Soorten vloeistof De cellenpomp met elastische schoepen wordt vooral gebruikt voor vloeistoffen met vaste deeltjes zoals bv. rioolwater. Ze is geschikt voor het verpompen van kwetsbare producten. Het is ook mogelijk om vloeistoffen te verpompen welke gassen en lucht bevatten. Voordelen eenvoudig onderhoud en snel reinigbaar Het pompdeksel is eenvoudig te verwijderen en geeft volledige toegang tot de waaier. De uitvalstijd is beperkt doordat de pomp niet uit het leidingsysteem ontkoppeld hoeft te worden. zelfaanzuigend draairichting omkeerbaar compact ontwerp Mechanica Waaier en volumetrische pompen 32

33 Nadelen De wrijvingsverliezen zijn relatief groot Men moet opletten dat de pomp zeker niet droogloopt Deze pompen kunnen niet gebruikt worden voor grote debieten en hoge drukken. De druk kan meestal maar oplopen tot 2 bar. Toepassing 1) De FIP roestvrij stalen Industriële uitvoering: niet geschikt voor hygiënische toepassingen. Beschikbaar als blokuitvoering of als lagerstoeluitvoering samengebouwd op fundatieplaat. 2) De FIP roestvrij stalen Hygiënische uitvoering: Wel geschikt voor hygiënische toepassingen zoals diervoeding slurry, pekel injectie, flocculants, detergents, bemonstering, slib met lucht,lijm/verf op waterbasis, glycolen, glycerine, kleurstoffen. Gepolijst 316 roestvrij staal met een verscheidenheid aan hygiënische aansluitingen en de keuze uit verschillende waaiers food of milk grade volgens FDA voorschriften. Beschikbaar als blokuitvoering of als lagerstoeluitvoering samengebouwd op fundatieplaat. Typische applicaties zijn onder meer melk, room, kwark, yoghurt, specerijen, gelatine, jam, dressing, geconserveerde voeding, frisdrank, wijn, bier, vruchtensap, aroma s, eetbare oliën, beslag, pekel injectie en cosmetica. 3) De FIP Bronzen uitvoering: De Bronzen pump is voorzien van BSP aansluiting voor vloeistoffen zoals zoutwater, minerale oliën, slurries, additieve of abrassieve media. Op volgende grafiek zijn de capaciteitsgegevens van deze pompen weergegeven: QuickTime and a TIFF (ongecomprimeerd) decompressor are needed to see this picture. Mechanica Waaier en volumetrische pompen 33

34 4.20 Excenter- of Moineaupomp Beschrijving De Moineaupomp werd genoemd naar zijn uitvinder professor Moineau. Het is een belangrijke verdringerpomp. Ze is zeer geschikt voor het transporteren en doseren van harde media. Principe De rotor bestaat uit een soort schroef met een extreem grote spoed, een grote excentriciteit en een kleine diameter. De stator heeft één gang meer dan de rotor en heeft de dubbele spoed van de rotor. Daardoor ontstaan tussen de rotor en stator ruimten die zich continu verplaatsen (zogenaamd progressing cavities ). De stator kan gemaakt worden uit rubber of uit kunststof. Ook de rotor kan gemaakt worden van meerdere kunststof- en metaalkwaliteiten. Tussen rotor en stator worden geheel gesloten kamers gevormd die door de draaiende exentrische rotorbeweging axiaal verplaatst worden. Zo wordt de vloeistof gelijkmatig van de zuigzijde naar de perszijde getransporteerd. Er ontstaat een constante, pulsatiearme vloeistofstroom. Het geheel wordt aangedreven via een motor, aandrijfas en een koppelstang met interne koppelingen en de nodige afdichtingen. De pomp is zelfaanzuigend, heeft een constante capaciteit en de draairichting is omkeerbaar. Let wel dat de pomp niet droog mag opgestart worden. De terugloop van vloeistof is gering doordat de stator meestal gemaakt is van rubber, wat voor een goede afdichting zorgt. De rubberen stator is ook veerkrachtig, wat zorgt voor een extra bescherming tegen slijtage. Het elastomeer van de stator laat plastische vervorming toe, zodat vast deeltjes in het medium gemakkelijk kunnen worden getransporteerd. De moineaupomp moet worden berekend bij een bepaalde werktemperatuur, omdat kunststof een grotere uitzettingscoëfficiënt heeft dan staal. Als de werkelijke werktemperatuur veel hoger ligt dan zal de rotor vastgeklemd worden door de stator. Dit zorgt voor overmatige slijtage. Bij een veel lagere werktemperatuur neemt de speling tussen stator en rotor toe, met een drukverlies als gevolg. Dit kan opgelost worden door de stator in een schroefvormige buis in plaats van een cinlindervormige buis onder te brengen waarvan de geometrie overeenkomt met die van de rotor. Geometriën (1): L-geometrie: Ten opzichte van conventionele geometrie-uitvoeringen heeft de rotor van een L-geometrie een vergrote spoed bij een kleinere diameter en een kleine excentriciteit. Daardoor wordt de afdichtingslijn langer en wordt de glijsnelheid ca. 20% gereduceerd. Hierdoor wordt de levensduur aanzienlijk verlengd. Zelfs bij snelslijtende media worden de capaciteit en de bedrijfsdruk gedurende langere tijd vastgehouden. (2): T-geometrie: De T-geometrie is ontstaan uit de ervaringen die opgedaan zijn met de L- geometrie. Bij gelijkblijvende snelheid wordt de capaciteit met 50% verhoogd. De dubbele-spoed-rotor heeft een elliptische sectie die roteert in een driehoekige stator, met dezelfde geometrische ratio. Vergeleken met de rotor is het aantal helices van de stator 1,5 maal zo groot. De helices zijn 120 verdraaid en hebben 1,5 maal de spoed-lengte. Hierdoor ontstaat het extra doorstroomkanaal. Dat zorgt voor de eerdergenoemde 50% verhoging van de capaciteit. Mechanica Waaier en volumetrische pompen 34

35 Soorten vloeistof Moineaupompen (excentrische wormpompen) worden toegepast voor het verpompen van laag tot hoog viskeuze vloeistoffen met of zonder vaste bestanddelen. Ze geven een constante vloeistofstroom en kunnen specifiek gebruikt worden voor hoogviskeuze pasta s, abrasieve media of media met een hoog droge stofaandeel en suspensies die neigen tot uitzakken. Merk wel op dat hiervoor meestal een geforceerde voeding nodig is. Voordelen Geringe pulsatie Constante capaciteit Uitstekend zelfaanzuigend tot 8,5 mwk Installatie in alle posities Draairichting omkeerbaar Bijzonder geschikt voor viskeuze en/of abrasieve producten Kleppen zijn niet nodig Brede inzetbaarheid dankzij vele materiaalkeuzes Nadelen Snelle verontreiniging Mag niet droog komen te staan Toepassing Waterzuivering Slibverwerking Dosering Afvalwater- en slurrybehandeling Farmaceutische en cosmetische industrie Olie, gas en (petro)chemische industrie Zuivel- en voedingsmiddelenindustrie Galvano industrie Agrarische industrie Mechanica Waaier en volumetrische pompen 35

36 Een belangrijke constructeur van moineaupompen is Verderpro. De VPS-serie is de basisuitvoering van hun uitgebreide programma Verderpro- excentrische wormpompen. Zij kunnen worden uitgevoerd met diverse rotor/stator geometrieën en worden ingezet in bijna alle takken van de industrie voor het verpompen van laag- tot hoogviskeuze media, met of zonder vaste delen. Deze pomp is kwalitatief bijzonder goed en economisch. aantrekkelijk. Er zijn drie types te onderscheiden: -Type VPS -Type VPSL -Type VPW QuickTime and a TIFF (Uncompressed) decompressor are needed to see this picture QuickTime and a TIFF (Uncompressed) decompressor are needed to see this picture Figuur Constructiegegevens Verderpro VPS 1. Perszijde met flensaansluitingen. 2. Rotor Met vier geometrieën, slijtvast, corrosiebestendig. 3. Stator met standaardgeometrie, de eindafdichtingen zijn een integraal onderdeel van de elastomere stator. De statorbuis komt nooit in contact met het medium. 4. Trekstangen/moeren, corrosiebestendig. 5. Doogloopbeveiliging (thermo-elektronisch): voorkomt beschadiging van de stator door droogloop. 6. Universele koppelingsbescherming in roestvaststaal: tegen mechanische beschadiging door grove vaste stofdelen. 7. Interne koppeling: slijtvaste, geharde en vervangbare koppeling. 8. Universele koppelingsmanchet met klemringen: gestroomlijnd ontwerp om de vereiste NPSHr te verlagen. Voorkomt contact tussen het te pompen medium en het smeermiddel van de koppeling. 9. Asafdichtingen: enkelvoudig of dubbelwerkende mechanische asafdichting of stopbuspakking. 10.Koppelstang. 11.Zuighuis met flensaansluitingen. 12.Opsteekas voorzien van stopbuspakking. De steekas wordt gebruikt als asbeschermingshuls. 13.Steekasverbinding: gebruiksvriendelijk en snel te demonteren voor reparatie en onderhoud van pomp, aandrijving, roterende delen en asafdichtingen. Ook met steekas-pen en spatringafdichting voor het afdichten van de steekasverbinding en om het lager te beschermen tegen vervuiling en/of lekkage. 14.Aandrijvingen. Tandwielkasten, motoren met toerental- of frequentieregeling en hydraulische motoren van alle fabrikanten, direct aan de pomp te bevestigenzonder extra koppelingen of beveiligingen. 15.Lantaarnstuk: om het geheel op een grondplaat of fundament mee te monteren en om de pomp met de aandrijving te verbinden. Mechanica Waaier en volumetrische pompen 36

37 4.21 Schroefpomp Principe Schroefpompen zijn zelfaanzuigend en zeer geschikt voor aandrijvingen met variabele snelheden. De vloeistof beweegt continu, zonder turbulentie. De spindels in de schroefpompen hebben een speciale vorm. Door deze vorm ontstaan afgesloten kamers tussen de spindels. Wanneer de spindels draaien beweegt de inhoud van deze kamers zich continu in axiale richting van de zuigzijde naar de perszijde. Ondanks het draaien van de spindels ontstaat er geen turbulentie. Serie F: Deze buitengewoon compacte pomp (ca. 50 cm lang) wordt in alle takken van de industrie ingezet bijv. als doseerpomp of als circulatiepomp. Capaciteit : 45 l/h tot l/uur. Druk : tot 10 bar. Serie I: Deze pomp is eveneens inzetbaar in alle takken van industrie. De pomp onderscheidt zich in het bijzonder door de veelzijdigheid. Capaciteit : 10 l/uur tot 500 m³/uur. Druk : tot 52 bar in standaard uitvoering, tot 200 bar op aanvraag. Serie IVA: Deze pomp is gemaakt voor het verpompen van hoog viskeuze en drogere produkten t/m. 1 miljoen mpas Capaciteit : 10 l/uur tot 500 m³/uur. Druk : tot 52 bar. Serie GBB: Speciaal ontworpen voor het verpompen, doseren en rondpompen van ontwaterd slib bijv. zuiveringsslib met een hoog vaste stof gehalte. PCM biedt eveneens noodzakelijke extra armaturen aan, zoals regelingen en meet eenheden teneinde een optimale besturing met hoogste flexibiliteit te waarborgen bij het gebruik van dit type pomp. Capaciteit : tot 30 m³/uur. Druk : tot 24 bar. Serie H: Voor gebruik waar de hoogste eisen worden gesteld ten aanzien van hygiëne en reiniging. De H serie kan worden geleverd met vele oplossingen, zoals flexibele verbindingsas, speciale montage van de stator en het pomphuis en speciale afdichtingen.deze pompen worden vooral ingezet in de levensmiddelen en cosmetische industrie. Capaciteit : 10 l/uur tot 40 m³/uur. Druk : tot 24 bar. Mechanica Waaier en volumetrische pompen 37

38 QuickTime and a TIFF (ongecomprimeerd) decompressor are needed to see this picture. Soorten vloeistof Deze pomp wordt gebruikt voor weinig tot zeer visceuze vloeistoffen gaande van zoet-en zeewater, oliën, chemicaliën, pasta,...tot bitumen slurries. Men kan zowel smerende als niet-smerende vloeistoffen gebruiken (niet bij 3-assig!) en zelfs abrasieve en corrosieve vloeistoffen kunnen verpompt worden. Voordelen zelfaanzuigend zeer hoge efficiëntie geruisarm want wormen raken elkaar niet, noch het huis weinig slijtage hoge levensduur pomp kan 10 tot 25 seconden drooglopen vloeistofstroom is quasi pulsatievrij Voornaamste toepassingen het verpompen van bentoniet en slib specifiek geschikt voor het verpompen van cement, bitumen en kalkmelk specifiek geschikt voor voedingsmiddelen De capaciteit kan oplopen tot 200 m3 /u en de opvoerhoogte kan tot 240m gaan. (zie grafiek). Figuur 3 opvoerhoogte-capaciteit Mechanica Waaier en volumetrische pompen 38