Den perfekta pumpen?

[Bo]

Excenterskruvpumpen uppfanns för 80 år sedan men hur många vet om den och förstår hur den fungerar.

En korkskruvsformad rotor roterar i en skruvformad stator och pressar vätskan framåt - En bestämd mängd per varv.

För att förstå hur detta kan fungera, måste man börja med insikten att om en cirkel rullar på insidan av en annan med dubbla radien, beskriver varje punkt på dess omkrets en rätlinjig rörelse.

Om rotorns-korkskruvens tvärsnitt är cirkulärt, om rotoraxeln roterar åt ena hållet och rotorn åt andra med dubbla hastigheten, beskriver alltså varje cirkulärt tvärsnitt av "korkskruven" en rätlinjig radiell rörelse och det går alltså att utforma en skruvformad stator som exakt ger utrymme för denna.

Räcker inte som villkor: Det krävs dessutom att rotorns excentricitet = avståndet mellan rotoraxel och tvärsnittets mittpunkt, är den samma som rotoraxelns rotationsradie.

Radien på rotorns tvärsnitt kan väljas oberoende av rotorns rotationsradie.

[torbjorn]

Det låter som en variant av IMO-pumpen. Lite av samma grundidé som en kugghjulspump men fördelen är tystare gång och mindre pulserande flöde.

Nackdelen med alla sådana där pumpar är att det ställs stora krav på precision i tillverkningen för att det varken ska bli läckage förbi de rörliga delarna eller finnas risk för hopskärning, det gör att de blir dyra.
De är också känsliga för smuts och slitande partiklar i den vätska som ska pumpas, så de blir nog inte långlivade om de används för ofiltrerat mer eller mindre sandhaltigt brunnsvatten.
De fungerar bäst om vätskan har goda smörjande egenskaper, och därför var t ex IMO-pumpar förr i tiden vanliga som hydraulpumpar på ställen där man kunde vara säker på att hydrauloljan var ren och där man krävde låg ljud- och vibrationsnivå. En typisk tillämpning är hydraulaggregat för turbinregulatorn i vattenkraftverk.

[Bo]

Kugghjulspump och gerotor har båda problemet med läckage förbi ändytorna och bland skruvpumpar är ju exenterskruvpumpen den enklaste. Den pumpar allt, - avloppsvatten, betongbruk, matvaror, för statorn har hittills haft ytskikt i gummi. Modern precision i tillverkning gör att den fungerar för vatten också och stator helt i metall.

[stedevil]

Excenterskruvpumpen uppfanns för 80 år sedan

 

Hade för mig den har ett antal 1000 år på nacken. Ett av de sju underverken, Babylons hängande trägårdar, ska ha bevattnats med hjälp av stora pumpskruvar i brons eller mässing drivna med fotkraft.

[torbjorn]

Hade för mig den har ett antal 1000 år på nacken. Ett av de sju underverken, Babylons hängande trägårdar, ska ha bevattnats med hjälp av stora pumpskruvar i brons eller mässing drivna med fotkraft.

I Babylon användes "Archimedes' skruv", dvs ett roterande rör med en fast monterad spiral i, lutad snett uppåt och så får alltsammans rotera. Ungefär som en pelletsmatarskruv men där röret får följa med i rotationen.

[Eulalia II]

Den perfekta pumpen måste vara denna, en hydraulpump som inte kräver el!Det är klart att vissa betingelser måste stämma om denna ska kunna användas..
Fått höra att Väduren bygger på denna princip, stämmer det och var får man tag i en Vädur?

http://www.i4at.org/lib2/hydrpump.htm

[Pjöllerberg]

Ser ut som vädursprincipen, tycker jag.
Synd att man inte har strömmande vatten på nära håll.

http://www.alternativ.nu/smf/index.php?board=53;action=display;threadid=11038

[torbjorn]

Bruzaholms bruk tillverkade vädurar fram till någon gång på 80- eller 90-talet, bl a såldes de via Clas Ohlson.

Reklamblad från 1983: http://www.bruzabruk.se/pdf/vadur_sv.pdf

[Eulalia II]

Foppas: men måste det vara strömmande vatten då? Räcker det inte med ett visst fall, konstgjort om så behövs?

Jag har *nästan* alla förutsättningarna för detta: hus längst upp, brunn halvvägs ner, och sen fritt fall bortåt från huset och brunnen.
Vet inte om vattentillflödet i brunnen räcker till för en sånhär grej. Undrar hur långt och upp man kan pumpa.
Antar att bara man hittar den perfekta balansen så får man ett tillflöde som räcker till, jag menar den här pumpen går o går, ingen brådska här inte.

Torbjörn: tack!

[torbjorn]

En vädur kan inte suga upp vatten ur en brunn, utan den måste stå placerad lägre än den vattenyta som den tar sitt vatten ifrån. Den är alltså utmärkt om det gäller att ta vatten ur en sjö eller bäck, man kan ställa väduren några meter längre ner än vattentäkten och man vill få vatten tryckt upp till ett hus som kanske ligger något tiotal meter över vattentäktens nivå.

[Eulalia II]

Mina förutsättningar är som bilden, fast istället för att väduren står mitt emellan huset och vattenkällan, så fortsätter det i rak linje neråt, dvs hus-brunn-potentiell vädursplats.

Kolla länken, där har de lite beräkningar som jag inte helt kan tyda. Men som jag tolkar det så behöver inte "fallet" vara så stort.
Om jag skulle sätta ett par rör neråt backen, som fyller på en tank, och sen ett rör till väduren...skulle det räcka med en fallhöjd på ca 5-10 meter från brunnen, tro?

[torbjorn]

Det står också en hel del om vädurar på Wikipedia, både på svenska och andra språk.

http://sv.wikipedia.org/wiki/V%C3%A4durspump
http://en.wikipedia.org/wiki/Hydraulic_ram

Edit: i tyska Wikipedia nämns en variant av vädur som kan användas för att pumpa upp brunnsvatten, om det finns rinnande ytvatten i överskott för att driva den.
http://de.wikipedia.org/wiki/Hydraulischer_Widder

Unter Verwendung sog. „Wildwasserwidder“ lassen sich auch unterschiedliche Wässer für den Widderantrieb und die Wasserförderung verwenden. Der Widder wird hierbei z.B. mit Oberflächenwasser betrieben; das zu pumpende Trinkwasser aus einem Brunnen jedoch ist vom Triebwasser durch eine elastische Membran getrennt. Die Druckstöße des Triebwassers treiben also eine Art aufgesetzte Membranpumpe an.

[take]

Mina förutsättningar är som bilden, fast istället för att väduren står mitt emellan huset och vattenkällan, så fortsätter det i rak linje neråt, dvs hus-brunn-potentiell vädursplats.

Kolla länken, där har de lite beräkningar som jag inte helt kan tyda. Men som jag tolkar det så behöver inte "fallet" vara så stort.
Om jag skulle sätta ett par rör neråt backen, som fyller på en tank, och sen ett rör till väduren...skulle det räcka med en fallhöjd på ca 5-10 meter från brunnen, tro?

Vädur är fantastiska men kräver grymda mängder vatten, skulle förvåna mig om en vanligt källa eller brunn klarar av det. Förutsatt att vattennivån i brunnen är högre än placeringen av väduren, för annars fungerar det inte alls.

[Bo]

Rotorns axel roterar (och finns alltså inte i statorns symmetriaxel), mitten på den korkskruvsformade rotorns cirkulära tvärsnitt roterar i motsatt riktning med dubbla varvtalet men med samma mått på rotationsradien. Med dessa villkor kommer varje tvärsnitt av rotorn att röra sig rätlinjigt radiellt mellan två lägen och det går alltså att forma en stator som exakt ger utrymme för denna rörelse.

För fördjupad insikt: Skär ut en cirkel ur en kartongbit och kasta bort, skär ut en till med halva radien och gör ett märke i kanten. Rulla denna mindre cirkel längs med kanten på det cirkulära hålet och se att märket rör sig rätlinjigt fram och tillbaka och att skivan roterar två varv för varje varv dess mittpunkt roterar runt hålets mittpunkt.

Märket i kanten representerar mittpunkten för ett cirkulärt tvärsnitt av den korkskruvsformade rotorn., mittpunkten på den mindre cirkeln representerar rotorns symmetriaxel och mittpunkten på den större cirkeln representerar statorns symmetriaxel.

[Bo]

finns det en elegantare lösning: man låter ett lågtrycksflöde passera genom två deplacementpumphus på samma axel, det andra något mindre än det första. Till utrymmet mellan dem ansluter man ett stigrör och trycket där kan bli så många gånger högre som pumphusens deplacement dividerat med skillnaden i deplacement.

Deplacement är alltså vätskemängd som passerar per axelvarv.

[tinna.m]

finns det en elegantare lösning: man låter ett lågtrycksflöde passera genom två deplacementpumphus på samma axel, det andra något mindre än det första. Till utrymmet mellan dem ansluter man ett stigrör och trycket där kan bli så många gånger högre som pumphusens deplacement dividerat med skillnaden i deplacement.

Deplacement är alltså vätskemängd som passerar per axelvarv.

Kan du visa på bild?
Jag har sett en vädur som är placerad i Verkeån. Där rinner det knappt synbart i ån men väduren pumpar på bra.

[Bo]

http://www.alternativ.nu/smf/index.php?topic=11038.45

[tinna.m]

Tack Bo, hittade den tråden efter jag ställt frågan.Alltid kul att leka med vatten. Har du provat din konstruktion IRL? Jag kopplar principen o är ingalunda skeptisk, men undrar. Ämnar konstruera nåt i trädgården till sommaren. Har egen brunn, rickepump samt slang. Tänkte skaffa 1000L tank som mellanlager för att temperera vattnet. Fast det är ju en annan femma.

[Bo]

Har man tillgång till rinnande vatten, är den hydrauliska väduren ett bra val om man skall göra allt själv.

Den konstruktion jag föreslår finns inte än och kräver extrem precision vid tillverkningen.