CZ308062B6

CZ308062B6 - Reverse fluid transfer system

Info

Publication number: CZ308062B6
Application number: CZ2016305A
Authority: CZ
Inventors: Lubor Chytil
Original assignee: Flexira S R O
Priority date: 2016-05-24
Filing date: 2016-05-24
Publication date: 2019-12-04
Also published as: CZ2016305A3

Abstract

The invention provides a system for reversing fluid through a centrifugal pump arranged in a conveying path with two three-way valves. The first neck (A1) of the first three-way valve (V1) and the first neck (A2) of the second three-way valve (V2) are connected to the outlet (1) of the first source and the second neck (B1) of the first three-way valve (V1) and the second neck (B2). the second three-way valve (V2) are connected to the outlet (2) of the second source, where there is a centrifugal pump (C) in the third neck (AB1) of the first three-way valve (V1) to the third neck (AB2) of the second three-way valve (V2).

Description

Oblast vynálezuField of the invention

Vynález se týká systému pro reverzní přečerpávání kapaliny v topných soustavách a v soustavách pro užitkovou vodu prostřednictvím odstředivého čerpadla uspořádaného v dopravní trase se dvěma třícestnými ventily.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a system for reversing liquid transfer in heating and domestic water systems by means of a centrifugal pump arranged in a conveying path with two three-way valves.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

K zajištění reversního, respektive obousměrného, přečerpávání kapaliny v topných soustavách a z jedné nádrže do druhé v soustavách pro užitkovou vodu se užívá čerpadel. Dosud k tomuto účelu běžně používaná čerpadla jsou konstruována převážně jako odstředivá. Tato čerpadla jsou charakteristická kompaktním uspořádáním vykazujícím společný hřídel čerpadla a elektromotoru. Jejich rotor motoru i oběžné kolo jsou ponořeny ve vodě a keramická ložiska jsou tak mazána vodou. K chlazení nepotřebují ventilátor a vykazují tedy i nízkou hlučnost. Základní části tvoří oběžné kolo s lopatkami a spirální skříň, přičemž kapalina je zde dopravována od sacího do výtlačného hrdla, jež jsou uspořádána obvykle v úhlu 180°. Odstředivé čerpadlo tudíž umožňuje čerpání kapaliny pouze tímto jedním směrem, přičemž reverzní čerpání je zde díky tělesnému vytvoření skříně a tvaru lopatek zcela vyloučeno. Reverzní čerpání tak umožňuje pouze zapojení dvou odstředivých čerpadel do série, kdy jedno čerpadlo čerpá kapalinu jedním směrem a druhé pak směrem opačným. V tomto uspořádání je však vždy jedním čerpadlem roztáčeno oběžné kolo druhého čerpadla, které klade značný hydraulický odpor, což je energeticky zcela nevýhodné.Pumps are used to provide reverse or bi-directional fluid transfer in heating systems and from one tank to another in the domestic water system. The pumps currently used for this purpose are mainly designed as centrifugal pumps. These pumps are characterized by a compact arrangement having a common pump-motor shaft. Their motor rotor and impeller are submerged in water and the ceramic bearings are lubricated with water. They do not need a fan for cooling and therefore have low noise. The basic parts consist of an impeller with blades and a spiral casing, where the liquid is conveyed from the suction to the discharge port, which are usually arranged at an angle of 180 °. The centrifugal pump thus allows the pumping of liquid in this one direction only, where reverse pumping is completely avoided here due to the housing design and the shape of the blades. Reverse pumping thus allows only the connection of two centrifugal pumps in series, where one pump pumps liquid in one direction and the other in the opposite direction. In this arrangement, however, the impeller of the other pump is always rotated by one pump, which imposes considerable hydraulic resistance, which is completely disadvantageous in terms of energy.

Využití třícestného ventilu k reverzi toku média v okruhu s čerpadlem uspořádaným k jeho přepravě do tepelného spotřebiče je patrné například z evropského patentového spisu č. EP 2795199 o názvu „Způsob zásobování teplem“, kde třícestný ventil je zapojen v systému prvního okruhu tak, že v případě vyřazení tepelného spotřebiče je aktivován řídicí jednotkou třícestný ventil, a přes zpětné vedení je zajištěn obtok čerpadla a tohoto spotřebiče.The use of a three-way valve to reverse the flow of a medium in a circuit with a pump arranged to transport it to a heat sink is evident from, for example, European Patent Specification No. EP 2795199 entitled "Heat Supply Method". In the event of a thermal appliance being disabled, the three-way valve is activated by the control unit and the pump and this appliance are bypassed via the return line.

Jako blízký stav techniky se jeví patentová přihláška DE 102005060253, kde je popsáno čerpadlo obsahující tři paralelní vedení a čtyři třícestné ventily. Na prostředním vedené mezi dvěma třícestnými ventily je čerpadlo. Je zde tedy možné prostřednictvím přepínání ventilů provádět čerpání z obou stran. Velkou nevýhodou tohoto řešení je složitá konstrukce a složité ovládání, které v praxi přináší velkou pravděpodobnost chyb.Patent application DE 102005060253, which describes a pump comprising three parallel lines and four three-way valves, appears to be a prior art. There is a pump on the middle between two three-way valves. It is therefore possible to pump from both sides by switching the valves. The big disadvantage of this solution is the complex design and complex control, which in practice brings a high probability of errors.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Uvedené nedostatky odstraňuje systém pro reverzní přečerpávání kapaliny prostřednictvím odstředivého čerpadla uspořádaného v dopravní trase se dvěma třícestnými ventily, jehož podstata spočívá v tom, že první hrdlo prvního třícestného ventilu a první hrdlo druhého třícestného ventilu jsou propojeny s vyústěním prvního zdroje. Druhé hrdlo prvního třícestného ventilu a druhé hrdlo druhého třícestného ventilu jsou přitom propojeny s vyústěním druhého zdroje. V propojení třetího hrdla prvního třícestného ventilu s třetím hrdlem druhého třícestného ventiluje umístěno odstředivé čerpadlo.These drawbacks are overcome by a reverse fluid transfer system by means of a centrifugal pump arranged in a conveying path with two three-way valves, characterized in that the first orifice of the first three-way valve and the first orifice of the second three-way valve are connected to the outlet of the first source. The second orifice of the first three-way valve and the second orifice of the second three-way valve are connected to the outlet of the second source. A centrifugal pump is arranged in connection of the third orifice of the first three-way valve to the third orifice of the second three-way valve.

Je přirozené, že zejména v soustavách pro užitkovou vodu tvoří zdroje kapaliny nádrže.It is natural that, especially in domestic water systems, the liquid source forms a reservoir.

Předmětný vynález zajišťuje obousměrné přečerpávání kapaliny jediným odstředivým čerpadlem z jednoho zdroje do druhého, respektive z jedné nádrže do druhé.The present invention provides bidirectional fluid transfer from a single source to another, or from one tank to another, by a single centrifugal pump.

- 1 CZ 308062 B6- 1 GB 308062 B6

Objasnění výkresůClarification of drawings

Vynález je blíže vysvětlen pomocí výkresu, kde na obr. 1 je znázorněno schéma systému pro reverzní přečerpávání kapaliny s vyznačeným směrem proudění kapaliny odstředivým čerpadlem z třetího hrdla prvního třícestného ventilu do třetího hrdla druhého třícestného ventilu. Obr. 2 zobrazuje totéž schéma s uzavřeným prvním hrdlem prvního třícestného ventilu a druhým hrdlem druhého třícestného ventilu (jež jsou vybarveny tmavě), kde kapalina proudí z výstupu druhého zdroje do výstupu prvního zdroje a na obr. 3 se jedná o situaci, kdy je uzavřeno druhé hrdlo prvního třícestného ventilu a první hrdlo druhého třícestného ventilu a kapalina proudí opačným směrem, tj. z výstupu prvního zdroje do výstupu druhého zdroje. Z obr. 4 je pak patrné, že při uzavření prvního hrdla prvního třícestného ventilu a prvního hrdla druhého třícestného ventilu dojde k zablokování dopravní trasy systému a kapalina neproudí žádným směrem.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention is explained in more detail with reference to the drawing, in which: Figure 1 is a schematic diagram of a reverse fluid transfer system with the fluid flow direction indicated by a centrifugal pump from a third orifice of a first three-way valve to a third orifice Giant. 2 shows the same diagram with the first throat of the first three-way valve closed and the second throat of the second three-way valve (which are dark colored), where the liquid flows from the outlet of the second source to the outlet of the first source; the first three-way valve and the first throat of the second three-way valve and the fluid flows in the opposite direction, i.e. from the outlet of the first source to the outlet of the second source. It can be seen from FIG. 4 that when the first throat of the first three-way valve and the first throat of the second three-way valve are closed, the transport path of the system is blocked and the liquid does not flow in any direction.

Příklady uskutečnění vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Systém podle obr. 1 představuje dopravní trasu kapaliny mezi dvěma výstupy 1 a 2 nádrží, ve které je uspořádáno dopravní odstředivé čerpadlo C mezi dvěma třícestnými ventily VI a V2, jejichž první hrdla Al. A2 a druhá hrdla Bl. B2 jsou uzavírána či otevírána podle přestavení ventilů VI. V2 do společného výstupu či vstupu hrdel AB1. AB2 dle přivedeného signálu, přičemž první hrdlo AI prvního třícestného ventilu VI a první hrdlo A2 druhého třícestného ventilu V2 jsou propojeny s vyústěním j. první nádrže a druhé hrdlo B1 prvního třícestného ventilu VI a druhé hrdlo B2 druhého třícestného ventilu V2 jsou propojeny s vyústěním 2 druhé nádrže. Uspořádání komponentů je založeno na vlastnosti třícestných ventilů VI, V2, které se automaticky vrací do výchozí polohy, pokud na ně není přiveden signál. V jednom okamžiku je tedy vždy otevřeno jedno z hrdel Al, Bl a A2. B2 a druhé je uzavřeno. Dopravní odstředivé čerpadlo C je umístěno mezi propojenými otevřenými třetími hrdly AB1 a AB2 třícestných ventilů VI, V2. Provedení spojů je těsné. Směr proudění kapaliny čerpadlem C určuje, v jaké poloze ventilů VI, V2 bude kapalina čerpána mezi výstupy 1 a 2 nádrží. Směr proudění kapaliny čerpadlem C není kritický a čerpadlo C tudíž může být instalováno libovolně. V daném případě je uvažován směr proudění kapaliny odstředivým čerpadlem C (vyznačeno šipkou) z třetího hrdla AB1 prvního třícestného ventilu VI do třetího hrdla AB2 druhého třícestného ventilu V2.The system of FIG. 1 represents a liquid transport path between two tank outlets 1 and 2, in which a transport centrifugal pump C is arranged between two three-way valves V1 and V2, the first orifices of which are A1. A2 and second throats B1. B2 are closed or opened according to the valve displacement VI. V2 to the common output or entry of the throat AB1. AB2 according to the applied signal, wherein the first throat A1 of the first three-way valve VI and the first throat A2 of the second three-way valve V2 are connected to the mouth of the first tank and the second throat B1 of the first three-way valve VI and the second throat second tank. The arrangement of the components is based on the characteristics of the three-way valves V1, V2, which automatically return to the starting position if no signal is applied to them. Thus, at one time, one of the throats A1, B1 and A2 is always open. B2 and the other is closed. The transport centrifugal pump C is located between the interconnected open third ports AB1 and AB2 of the three-way valves VI, V2. The joint design is tight. The direction of liquid flow through the pump C determines in which position of the valves V1, V2 the liquid will be pumped between the tank outlets 1 and 2. The flow direction of the liquid through the pump C is not critical and the pump C can therefore be installed arbitrarily. In the present case, the flow direction of the fluid by the centrifugal pump C (indicated by the arrow) from the third orifice AB1 of the first three-way valve V1 to the third orifice AB2 of the second three-way valve V2 is considered.

Z obr. 2 je zřejmá situace, kdy první třícestný ventil Vije ve výchozí poloze bez signálu a hrdlo AI je uzavřeno. Kapalina může proudit z výstupu 2 druhé nádrže přes otevřené druhé hrdlo Bl a třetí hrdlo AB1 prvního třícestného ventilu VI k čerpadlu C, které ji přepravuje do otevřeného třetího hrdla AB2 druhého třícestného ventilu V2. Jelikož druhé hrdlo B2 druhého třícestného ventilu V2 je signálem uzavřeno, kapalina může volně protékat z třetího hrdla AB2 přes otevřené první hrdlo A2 druhého třícestného ventilu V2 dále na výstup 1 první nádrže. Tím je zajištěno, že kapalina proudí z výstupu 2 druhé nádrže do výstupu 1 první nádrže.Figure 2 shows the situation where the first three-way valve V1 is in the initial position without signal and the throat A1 is closed. The liquid may flow from the second tank outlet 2 through the open second orifice B1 and the third orifice AB1 of the first three-way valve VI to the pump C, which transports it to the open third orifice AB2 of the second three-way valve V2. Since the second orifice B2 of the second three-way valve V2 is closed, the liquid can flow freely from the third orifice AB2 through the open first orifice A2 of the second three-way valve V2 further to the outlet 1 of the first tank. This ensures that the liquid flows from the outlet 2 of the second tank to the outlet 1 of the first tank.

Na obr. 3 je uzavřeno signálem druhé hrdlo B1 prvního třícestného ventilu VI a kapalina může protékat z výstupu 1 první nádrže přes otevřené první hrdlo AI a třetí hrdlo AB1 prvního třícestného ventilu VI k čerpadlu C, které ji přepravuje do otevřeného třetího hrdla AB2 druhého třícestného ventilu V2. Jelikož v tomto případě je uzavřeno ve výchozí poloze první hrdlo A2 druhého třícestného ventilu V2. kapalina může volně protékat z třetího hrdla AB2 přes otevřené druhé hrdlo B2 druhého třícestného ventilu V2 na výstup 2 druhé nádrže. Takto je zajištěno, že kapalina proudí obráceně z výstupu 1 první nádrže do výstupu 2 druhé nádrže.In FIG. 3, the second throat B1 of the first three-way valve VI is closed and fluid can flow from the first tank outlet 1 through the open first throat A1 and the third throat AB1 of the first three-way valve VI to pump C, which transports it to the open third throat AB2 of the second three-way valve V2. Since in this case the first neck A2 of the second three-way valve V2 is closed in the initial position. the fluid can flow freely from the third orifice AB2 through the open second orifice B2 of the second three-way valve V2 to the outlet 2 of the second tank. In this way it is ensured that the liquid flows upside down from outlet 1 of the first tank to outlet 2 of the second tank.

Jak již bylo předesláno, obr. 4 znázorňuje situaci, kdy při uzavření prvního hrdla AI prvního třícestného ventilu VI a prvního hrdla A2 druhého třícestného ventilu V2 dojde k zablokování dopravní trasy systému a kapalina neproudí žádným směrem. Pokud tedy není přiveden signál „čerpat kapalinu“ na jednu nebo druhou stranu, dopravní trasa je nepropustně uzavřena.As already mentioned, FIG. 4 illustrates a situation where, when the first throat A1 of the first three-way valve V1 and the first throat A2 of the second three-way valve V2 are closed, the conveying path of the system is blocked and the liquid does not flow in any direction. Therefore, if no "pump liquid" signal is applied to one side or the other, the transport route is closed tightly.

-2 CZ 308062 B6-2 CZ 308062 B6

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Systém pro reverzní přečerpávání kapaliny lze průmyslově využívat zejména v topných soustavách, kde voda je topným médiem, a také v soustavách pro přepravu a dopravu užitkové vody do domácností i pro průmysl.The reverse liquid transfer system can be used industrially, especially in heating systems where water is the heating medium, as well as in systems for transporting and transporting service water to households and industry.

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS

Claims

System for reversing liquid transfer by a centrifugal pump arranged in a conveying path with two three-way valves, characterized in that the first orifice (A1) of the first three-way valve (VI) and the first orifice (A2) of the second three-way valve (V2) are connected to the first source outlet (1) and the second throat (B1) of the first three-way valve (VI) and the second throat (B2) of the second three-way valve (V2) are connected to the second source outlet (2), A centrifugal pump (C) is located in the second three-way valve (V2) with a third orifice (AB2) valve (VI).

2. The reverse fluid transfer system of claim 1 wherein the sources are tanks.