BE1012544A6 - Roterende hogedrukpomp. - Google Patents

Abstract

De roterende hogedrukpomp brengt hydraulische energie van een produkt over op een ander of gelijk produkt. De pomp kan gebruikt worden als hydraulisch aangedreven drukverhoger en als recuperator van hydraulische energie. De pomp is eenvoudig in zijn opbouw, heeft een hoog volumetrisch en energetisch rendement. In combinatie met een lagedrukpomp kunnen zeer hoge drukken bereikt worden.

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Roterende hogedrukpomp 
De uitvinding betreft een pomp die door zijn constructie in staat is de hydraulische energie van een produkt over te brengen naar een ander of gelijk produkt Afhankelijk van de constructie brengt de pomp het produkt op een hogere, gelijke of lagere druk Hierdoor is de uitvinding van toepassing in alle gebieden waar gassen of vloeistoffen dienen verpompt te worden 
Er worden een zeer ruim gamma van pompen ingezet in de huidige industriele omgeving. 



   Meertraps centrifugaalpompen hebben vele voordelen en zijn ruim verspreid Echter, het rendement van dit soort pompen verlaagt zeer sterk bij toenemende drukontwikkeling Zuigerpompen hebben dit nadeel niet maar zijn weinig betrouwbaar en vergen relatiefveel onderhoud. 



  In omgekeerde osmose installaties wordt het brine water dikwijls gedumpt als afval Nochtans bevindt zich hierin nog veel energie Door gebruik te maken van zogenaamde   Pelton   turbines kan men ongeveer 40 % van deze energie terugwinnen. Deze turbines zijn echter vrij duur en worden dan ook niet veel toegepast in kleine RO systemen. 



  Zie fig 1 Op pagina 6 In de volgende uiteenzetting wordt er vanuit gegaan dat het magazijn 3 roteert en de huizingen 1 en 7 statisch zijn Dit echter geen noodzaak. 



  Verwezen wordt naar de conclusies in R.   29 (3)   op pagina 4 De pomp bestaat uit een magazijn 3 dat gemonteerd is tussen twee huizingen 1 en 7. 



  In het magazijn 3 bevinden zich de plunjers 4 Op het magazijn 3 zijn langs weerskanten de klepplaten 5 aangebracht. 



  Zie view BB Het magazijn 8 en as 3 draaien in lagers die gemonteerd zijn in de statische inlaathuizing 1 en   uitlaathuizing   7. 



  Op deze behuizingen 1 en 7 zijn de statische klepplaten 6 gemonteerd. 



  Zie view AA De statische klepplaat 6 wordt opgedeeld in twee boogvormige secties Deze secties dienen niet noodzakelijk symmetrisch te zijn Door deze verdeling onstaat bij een rotatie over 360  van het magazijn een inlaat en uitlaatcyclus voor de plunjers. Meerdere in-en uitlaatcycli per omwenteling zijn echter ook mogelijk 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 
Tijdens de inlaatcyclus gebeurt dan het volgende
Via poort LPI wordt produkt toegevoerd. Hierdoor wordt de plunjer 4 naar links geduwd. Indien poort LPO drukloos is zal de vloeistof die zich links van plunjer 4 bevindt uit de roterende hogedrukpomp stromen Ondertussen draait het magazijn verder en verandert de inlaatcyclus in de uittaatcyclus. 



  Tijdens de   uitlaatcyc1us   gebeurt dan het volgende : Via poort   HPI   wordt vloeistof onder druk toegevoerd Hierdoor wordt de ruimte in de cylinderkamer gevuld en beweegt de plunjer 4 zich naar rechts. Door toepassing van een differentiël of gelijk plunjeroppervlak kan men de drukontwikkeling beinvloeden. 



  Het produkt dat zich aan de rechterkant van de plunjer bevindt wordt verdrongen via poort HPO. Tijdens deze perscyclus draait het magazijn verder tot de pomp automatisch teruggaat naar de inlaatcyclus Het voordeel van de uitvinding is dat door de pomp te combineren met een centrifugaalpomp toch een hoge druk kan bekomen bij een hoog rendement van het geheel. 



  Een ander voordeel is dat de pomp direkt op de brine stroom van een RO installatie kan aangesloten worden om vers zeewater in het RO systeem te pompen Betreft de tekening op pagina 6 - fig. I 
 EMI2.1 
 Stuk nr Beschrijving   Inlaat   huizing 2 Buitencylinder, statisch 3 Magazijn 4 Plunjer samenstelling 5 klepplaat zie ook view BB 6 klepplaat zie ook view AA 7 Uitlaat huizing 
 EMI2.2 
 8 as 9 10 Ventilatie boring   l ! klepp ! aat   zie ook view AA   12 klepplaat   zie ook view BB 13 As afdichting 14 Lager De figuur 3 op pagina 8 is een schematische voorstelling van een typische omgekeerde osmose   installatie Hiema   RO genoemd 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 
In een klassieke opstelling als in fig3 krijgt men ongeveer 34 liter   drinkwater   voor elke 100 liter zeewater die men in het 

  systeem op druk brengt De rest, brine genoemd, verdwijnt over een drukregelventiel terug in zee. 



   Om dit RO proces te laten werken met 34% opbrengst dient men het zeewater op een druk van 70 bar te brengen Deze druk is zeer typisch in zeewater met   zoutgehalte   van 40. 000 PPM. 



  Dit houdt in dat men in een klassiek systeem, 66% van de energie verliest over het drukregelventiel. 



  Indien men in deze opstelling een roterende hogedrukpomp zou plaatsen dan kan men van deze 66% meer dan   80%   recuperen. 



  Zulk een opstelling is weergegeven in fig2 op pagina 7 De op druk staande brine leiding wordt verbonden met poort HPI van de   hogedrukpomp - zie fig 1.    



  De drukloze brine vloeistof verlaat de roterende hogedrukpomp via poort LPO. 



  Op poort LPI wordt produktwater op lage druk aangesloten. 



  Dit water verlaat de roterende hogedrukpomp via poort HPO. 



  Indien we nu rekenen met een rendement van 80% in de roterende hogedrukpomp dan betekent dit dat door de toepassing van dit toestel in deze siutatie, met slechts de helft van de energie kan volstaan worden om dezelfde opbrenst te bekomen. 



  Niet alleen verbruikt men zodoende merkelijk minder energie, ook zullen de installatiekosten van de installatie gunstig worden beinvloed. 



  De hogedrukpomp dient slechts de helft van het debiet te leveren en kan dus kleiner zijn dan in een klassieke opstelling. 



  Stellen we ons een situatie voor waarin 100   !/min   zeewater zou op druk gebracht worden Opgenomen   vermogen- 13   kWh Indien deze installatie zou voorzien worden van een roterende hogedrukpomp dan zou deze slechts 6 5 kWh verbruiken 
Vermits deze installaties meestal continu werken - 8000 uur per jaarzou de roterende hogedrukpomp zorgen voor een besparing van 6 5kWh x 8000 uur = 52 000 kW op jaarbasis

Claims (9)

Conclusies: zie fig 1.

1. Hogedrukpomp met axiaal gemonteerde roterende klepschijven 5 en 6 die voeding geven aan plunjers 4 die gemonteerd worden in een roterend magazijn 3 dat aangedreven wordt door een externe of interne krachtbron en die er zodoende voor zorgt dat de hydraulische energie van een produkt wordt overgedragen naar een ander of identiek produkt Kenmerkend voor de uitvinding is de combinatie van 2 sets roterende kleppen met een roterend magazijn voorzien van plunjers, en bevestigd tussen twee statische huizingen, zodoende bekomt de hogedrukpomp 2 of meer inlaatpoorten (HPI en LPI) en 2 of meer uitlaatpoorten (LPO en HPO) waarbij elke poort een verschillende functie functie heeft.

2 Een roterende hogedrukpomp als in conclusie 1 maar uitgevoerd met een statisch magazijn 3 en roterende in-en uitlaathuizingen 1 en 7.

3. Een roterende hogedrukpomp als in conclusie 1 en 2 maar uitgevoerd met radiaal gemonteerde kleppen en/of magazijn.

4 Een roterende hogedrukpomp als in conclusie 1, 2 en 3 maar uitgevoerd met tangentiaal gemonteerde kleppen en/of magazijn

5. Een roterende hogedrukpomp als in conclusie 1, 2,3 en 4 waarvan de plunjers vervangen zijn door membramen en/of zuigers.

6. Een roterende hogedrukpomp als in conclusie 1, 2,3, 4 en 5 maar voorzien van meerdere in-en uitlaatcycly per omwenteling

7. Een roterende hogedrukpomp als in conclusie 1, 2,3, 4,5 en 6 maar voorzien van sferisch of ovaal gevormde klepvlakken.

8 Een roterende hogedrukpomp als in conclusie 1, 2,3, 4,5, 6 en 7 gecombineerd of geintegreerd met een andere pomp Hierbij wordt de samenstelling als 1 geheel opgebouwd en wordt de uitlaat van de andere pomp verbonden met poort HPI en LPI. De poort LPO wordt verbonden met de inlaat van de pomp en de poort HPO wordt de uitlaatpoort van deze combinatie. Op deze manier bekomt de combinatie nieuwe karakteristieken

9. Een roterende hogedrukpomp als in conclusie 1, 2, 3, 4, 5,6, 7 en 8 geïnstalleerd in de brine leiding van omgekeerde osmose systemen die zodoende de energie van de brine gebruikt om nieuw produktwater in het systeem te brengen.