THSP1, Serieproduct "Slangenpomp".

Transcriptie

1 THSP1, Serieproduct "Slangenpomp". Concepten Rapport Pümpmeister3000 De Haagse Hogeschool, Delft. 1

2 Concepten Rapport Pümpmeister3000 Auteurs: Marc Groenenveld, Tom Uittenbogaard, Joey v/d Kerkhof(WDP11), Sjoerd Kaptein, Reinout Keulen en Davey v/d Voort Instituut: De Haagse Hogeschool, Delft Datum: Opdracht: Slangenpomp blokcoördinator: F. van Steijn Tutor: dhr. de Wit klas: WP13.c 2

3 Voorwoord Dit conceptrapport is geschreven in het kader van het project dat wordt uitgevoerd voor De Haagse Hogeschool. Dit rapport is bedoelt voor de opdrachtgever, met als doel die te informeren over de tot nu toe behaalde resultaten en om de keuzes voor het concept te onderbouwen. Graag wil het projectteam dhr. de Wit bedanken voor de feedback die hij op het werk heeft gegeven. 3

4 Table of Contents Voorwoord... 3 Samenvatting... 5 Inleiding... 6 Functie-analyse: Slangenpomp... 7 Pakket van eisen en wensen... 8 Concept 1: Model Pümpmeister... 9 Concept 2: Model Lopende band Concept 3: Model Würm Conclusie Bijlage I Morfologisch overzicht Bijlage II Keuzematrix

5 Samenvatting Het doel van dit project is om een slangenpomp te maken die 50 liter per uur tot 15 meter hoogte en in een serie van 520 stuks per jaar kan worden gemaakt. De opdrachtgever van dit project is De Haagse Hogeschool. Het hoofddoel van dit project is leren systematisch te ontwerpen. Het project wordt daarom aangevuld met onder andere een excursie en er dient een werkend prototype gemaakt te worden. Er zijn 3 verschillende concepten bedacht. Uiteindelijk wordt er met behulp van een morfologisch overzicht (bijlage I) en een keuzematrix (bijlage II) een definitief ontwerp gekozen. Dit concept houdt in dat de vloeistof in een halve cirkel wordt rondgepompt. Dit gebeurt met behulp van enkele armen, die ervoor zorgen dat het vacuüm behouden blijft en de vloeistof zich voortbeweegt in de slang. 5

6 Inleiding In dit rapport wordt er gekeken naar drie verschillende concepten van een slangenpomp. Het doel van dit rapport is om uiteindelijk het beste ontwerp uit te kiezen; d.w.z. het concept wat met de aan ons beschikbare middelen gefabriceerd kan worden en toch zo hoog mogelijke prestaties levert. In dit rapport wordt gekeken naar de verschillende eisen van de slangenpomp en welke concepten deze eisen het beste vervullen. Ook wordt er gekeken naar de complexiteit van de concepten. 6

7 Functie-analyse: Slangenpomp Het verpompen van dikke of dunne vloeistof door een slang. Het is een indirecte manier van verpompen, omdat de vloeistof niet door de pomp zelf gaat maar alleen in contact komt met de slang waar het door heen gaat. Deze slang kan worden aangepast op de vloeistof die verpompt dient te worden. Sommige vloeistoffen zijn bijtend of oplossend en dienen dus door slangen van een materiaal gepompt te worden die daar tegen bestand zijn. Het is ook handig om te zorgen dat deze slang snel gewisseld kan worden zodat men diverse vloeistoffen kan verpompen met een pomp waarvan alleen de slang dan gewisseld dient te worden. F1: Functie: slang afsluiten zodat vacuüm ontstaat. Mogelijkheden: rollers, magneten, wormwiel, F2: Functie: kracht overbrenging/aandrijving van de motor Mogelijkheden: ketting, band, riem, snaar, tandwiel. F3: Functie: slang in positie houden: Mogelijkheden: inklemmen, lijm, beugel. F4: Functie: vloeistoffen verplaatsen: Mogelijkheden: stangen die voor vacuüm zorgen, wormwiel F5: Functie stangen in beweging brengen: Mogelijkheden: lopende band, wiel F6: Functie: Spanning omzetten Mogelijkheden: transformator, invertor, omvormer, versterker 7

8 Pakket van eisen en wensen Eisen Eenheid Bron Datum Productie 1 Er wordt gebruik gemaakt van: n.v.t Studiewijzer WP nov Reductormotor DSMP BF 2 Draairichting omkeerbaar n.v.t Studiewijzer WP nov 3 Capaciteit >50l/h L/h Studiewijzer WP nov 4 Opvoerhoogte 15m M Studiewijzer WP nov 5 Instelbaar debiet: nader te n.v.t Studiewijzer WP nov bepalen 6 Moet in kleinschalige serie n.v.t Studiewijzer WP nov worden 7 Moet veilig zijn in gebruik n.v.t Studiewijzer WP nov 8 De slangenpomp moet geproduceerd worden met de aanwezige technieken en materialen uit de werkplaats (werkplaats TIS-D) 9 De wanddikte moet overal hetzelfde zijn, ondanks de binnendiameter 10 De slang moet op elk moment goed kunnen sluiten n.v.t n.v.t n.v.t Studiewijzer WP1.2 Studiewijzer WP1.2 Studiewijzer WP nov 21-nov 21-nov 8

9 Concept 1: Model Pümpmeister Dit concept is het meest gebruikte model slangenpomp, en kenmerkt zich door het eenvoudige maar toch solide ontwerp. Deze pomp werkt door het roteren van een aantal wielen die de slang op meerdere plaatsen dichtdrukken, waardoor er een aantal afgesloten, meedraaiende secties worden gecreëerd. Deze secties trekken vervolgens door de rotatie de slang aan een kant vacuüm, waardoor het mediumm wordt meegetrokken de slang in (zie Figure 1). Een overduidelijk voordeel van dit ontwerp is de eenvoud ten opzichte van de andere concepten. Ook kan dit ontwerp zeer compact worden gemaakt vanwege de manier waarop de slang ingepakt wordt. Figure 1 9

10 Concept 2: Model Lopende band Dit concept werkt met een lopende band waarop wielen zijn bevestigd. Deze band draait met de wielen daar op. Als de wielen tegen de slang aankomen sluiten ze de slang af en duwen ze het water vooruit. Als deze sluiting helemaal waterdicht is kun je een erg grote druk opbouwen. Het voordeel aan dit concept is dat het ontwerp heel compact is. Het is voornamelijk geschikt als de pomp in een andere machine moet worden bevestigd. Het nadeel is echter dat het hele ontwerp vrij complex is. Figure 2 10

11 Concept 3: Model Würm Dit concept is gebaseerd op een schroef van Archimedes. Dit principe wordt al gebruikt om bijvoorbeeld water naar boven te verplaatsen, of om ruw materiaal te verplaatsen zoals bijvoorbeeld diervoeder of graan. Omdat dit niet mogelijk is met een pomp, zonder hier vloeimiddelen aan toe te voegen. Als dit wormwiel over een slang zou lopen zou, mits goed afgesteld, er een pompende werking ontstaan. Als de slang gepakt wordt door een blad van het wormwiel zou het een vacuüm creëren waardoor de vloeistof aangezogen zou worden. Omdat het wormwiel draait, wordt door de schoepen het water verplaatst door de slang net zo lang totdat het aan het einde uit de slang gedrukt wordt. De as wordt aangedreven door een motor. Als de draairichting van de motor veranderd kan worden is het mogelijk om de vloeistof 2 kanten op te pompen. Het enige wat echte noodzakelijk is, is om een stevige vlakke ondergrond voor de slang te hebben zodat deze goed dichtgeknepen wordt. Figure 3 11

12 Conclusie Na het schrijven van dit rapport, het morfologisch overzicht, de keuzematrix en het overwegen van de verschillende concepten is er besloten om voor het Pümpmeisterconcept te kiezen. Dit vanwege de relatieve eenvoud en het solide design. De andere concepten waren in vergelijking onnodig moeilijk de bouwen en te ontwerpen. Vooral omdat we het product in een korte tijd moeten ontwikkelen en omdat het product in een korte tijd ontwikkeld moet worden met beperkte middelen. 12

13 Bijlage I Morfologisch overzicht 13

14 Bijlage II Keuzematrix Eisen & Wensen Weging Concept 1 Score Concept 2 Score Concept 3 Score Er word gebruik gemaakt van Reductormotor: DSMP BF Draairichting moet omkeerbaar zijn Te produceren in werkplaats TIS-D Moet veilig zijn in gebruik Capiciteit:>50L/h Opvoerhoogte 15m (1,5 bar = 150 kpa) Instelbaar debiet: nader te bepalen Moet een kleinschalige serie worden Totaal Concept 1 (Pümpmeister) Concept 2 (Würm) Concept 3 (Lopende band) Normering van 1 tot 5, waarbij 5 het hoogst haalbare is. Legenda Weging van de wens Concept punten scoren voor deze wens Weging score Totale score 14