Kapitel

Förträngningspumpars utförande

Förträngningspumpars utförande är olikt centrifugalpumpen på det sättet att varje typ av förträngningspump har helt olika konstruktion. Namnet förträngningspump eller deplacementpump, beskriver pumpgruppens funktionssätt. Andran benämningar som positiva pumpar eller självsugande pumpar är också några av benämningarna man möter på denna huvudgrupp av pumpar.

Vi väljer att kalla dem förträngningspumpar, eftersom namnets ursprung är själva förklaringen till arbetsprincipen. Vätskan transporteras nämligen från sugsidan instängd i relativt konstanta hålrum fram mot trycksidan, där hålrummen förminskas (förträngs), och vätskan trycks ut ur pumpen – figur 3.93.

Arbetsprincip för en förträngningspump

Figur 3.93 Arbetsprincip för en förträngningspump.

Det finns ett stort antal typer av förträngningspumpar. Många är dock så extrema i sin konstruktion att de endast klarar just det pumparbete, som de konstruerats för. Följande huvudtyper är dock mera allmängiltiga till sin konstruktion och kan därför användas för varierande arbetsuppgifter:

Roterande förträngningspumpar

  • Kugghjulspumpar
  • Skruvpumpar
  • Excenterskruvpumpar
  • Rotationskolvpumpar (lobrotorpump)
  • Vingpumpar
  • Slangpumpar

Fram- och återgående förträngningspumpar

  • Kolvpumpar
  • Membranpumpar

Gemensamt för alla dessa är att de i viss mån är självsugande, dvs de kan starta pumparbetet med torr sugledning och torrt pumphus. De klarar också vätskor av mycket skiftande karaktär och de kan användas för transportpumpning av både tunnflytande vätskor och högviskösa pastor.

Ovanstående pumptyper skiljer sig dock väsentligt ifrån varandra vad gäller konstruktion, användning och pumpegenskaper. Det är därför nödvändigt att väl känna till varje specifikt pumparbete. Kugghjulspumpen lämpar sig t ex inte för vätskor med slitande egenskaper. Där passar excenterskruvpumpen med sin elastiska stator bättre. Är mottrycket relativt högt i ett ledningssystem, är t ex en vingpump med elastiska vingar olämplig, under det att en kugghjulspump eller en kolvpump är ett bättre val.

Det avgivna volymflödet per arbetsvarv är relativt konstant i en förträngningspump och minskar obetydligt vid måttliga tryckökningar. Reglering av volymflödet bör ske genom ökning eller minskning av pumpvarvtalet. Genom att anordna en överledning mellan tryck- och sugledningen, s k by-pass, kan också en reglering av flödet göras. Stryp dock aldrig tryckledningen som på en centrifugalpump i avsikt att reducera volymflödet. Resultatet blir ett ökat tryck, större effektåtgång och en ökad belastning på de arbetande delarna, utan att flödet minskas i nämnvärd grad. Skulle tryckledningen blockeras helt, t ex genom att en ventil stängs, kan skador uppstå. Trycket kommer nämligen att byggas upp mycket snabbt, och det kan bli så stort att tätningar, ledningar eller andra vitala delar sprängs. Där risk finns att en pump kan komma att köras mot stängd ventil måste en överströmningsventil monteras som skydd. Dess öppningstryck skall väljas så att den med god marginal kan skydda de komponenter, som finns i ledningssystemet.

I en förträngningspump förekommer alltid ett inre läckage p g a det spel, som finns mellan de arbetande elementen. Detta spel, som kan vara i storleksordningen 0,01 mm till 0,9 mm, är nödvändigt för att motverka skärning och minska den inre friktionen i pumpen.

Läckaget går i riktning från trycksidan tillbaka mot sugsidan, alltså mot flödesriktningen. Storleken på det inre läckaget, som reducerar den volymetriska verkningsgraden, varierar kraftigt mellan de olika pumpkonstruktionerna. En excenterskruvpump med sin långa rotor och en i flera punkter tätande gummistator har t ex ett mindre inre läckage än en konventionell kugghjulspump med en enda punktkontakt mellan hjulen. Den pumpade vätskan kan, om den är tillräckligt viskös, hjälpa till att minska det inre läckaget genom att “täta” de spel, som finns. Läckaget påverkas inte av varvtalsförändringar, således är storleken av läckaget detsamma, vare sig pumpen körs med 200 r/min eller 400 r/min, förutsatt att mottrycket är oförändrat.

Som tidigare nämnts är alla förträngningspumpar mer eller mindre självsugande. Graden av evakueringsförmåga är beroende av det nödvändiga inre spel, som finns mellan de arbetande delarna, samt pumpens uppbyggnad. Ju “tätare” en pump kan göras, desto bättre evakueringsförmåga får den. Ett förhöjt varvtal förbättrar också evakueringsförmågan.

Vid installation av en förträngningspump bör den inte placeras så att dess maximala sugförmåga utnyttjas. Det är nämligen ofrånkomligt att pumpen med tiden kommer att bli sliten, och den förlorar då i första hand förmågan att prestera sitt maximum på sugsidan. Den “tappar” då vätskan och pumpfunktionen upphör. Helt onödiga servicekostnader för att återställa pumpen i skick som ny kommer att belasta en sådan installation.

I detta avsnitt kommer ej s k hydraulpumpar att behandlas. Dessa användas främst för effektöverföring i hydrostatiska transmissioner och bara i undantagsfall för vätsketransport. Typiskt för hydraulpumpar är att arbetsvätskan – i allmänhet olja – valts för funktionen effektöverföring. Hydraulpumpar arbetar med tryck inom området 10-70 MPa och utgörs av kolv-, kugg- eller skruvpumpar.