FI61337B - Hydrauldrivet deplacementpumpsystem - Google Patents

Description

Ι«λ£*»·Ι Γηΐ KUULUTUSJULKAISU ,Λττπ ΛΓα lBJ (11) UTLÄGGNINGSSKIIIFT C i i O 7 C ^ Patentti aySnnatty 12 07 1932 ufiyy Patent, moddelat ' (51) Kv.lkP/IntCI. F 04 B 43/06 SUOM I — Fl N LAN D (21) Munttltaktmu» — PUMtaMdknini 782763 (22) HakamlipUvl — Aiweknln|*d*g 08.09*78 (23) Alkuptlvi —Glltl|h«tsdaf 09.09.78 (41) Tullut JulklMktl — Bllvlt offtntllf 10.03.79

Pfttentti· ja rekisterihallitus .... , _ ' (44) Nlntlvllulptnon ja kuuLlulkslsun pvm. —

Patent· och registerstyrelsen Antökin utltfd och utl.skrlftan publkarad 31.03.82 (32)(33)(31) Pyydetty •tueiksu*—Bsjirt priori*·* 09.09.77

Ruotsi-Sverige(SE) 7710137-6 (71) Eur-Control Kalle AB, Box 96, S-66l 00 Säffle, Ruotsi-Sverige(SE) (72) Henrik Martin Kitsnik, Segmon, Ruotsi-Sverige(SE) (74) Berggren Oy Ab (54) Hydraulikäyttöinen uppopumppujärjeatelmä - Hydrauldrivet depl ac ementpumpsy st em

Keksinnön kohteena on hydraulikäyttöinen uppopumppujärjestelmä erityisesti sakeiden ja kuluttavien väliaineiden pumppaamiseksi, johon kuuluu pumppuelementti, joka muodostuu ainakin yhdestä takaiskuvent-tiileillä varustetusta letkupumpusta, ja käyttöosa, joka pumppuelementti kuuluu yhteinäisenä osana johtojärjestelmään, jossa varsinaista pumppausväliainetta kuljetetaan, ja joka käyttöosa on erillinen osa, joka on yhdistetty pumppuelementtiin käyttöväliaineen put-kijohtojärjestelmällä.

Järjestelmässä käytettävät tämäntyyppiset ennestään tunnetut pumput ovat mäntä-kalvopumppuja ja letku-kalvo-mäntäpumppuja. Ensin mainitussa tyypissä kalvo sijaitsee käyttö- ja työväliaineen välissä, kun taas jälkimmäisessä tyypissä letkumainen, kimmoisa väliseinä sijaitsee käyttö- ja työväliaineen välissä,ja kalvo sijaitsee mainitun käyttöväliaineen ja toisen käyttöväliaineen välissä. Tänän-tyyppisille letkuplimpuille on ominaista, että ne pystyvät pumppaamaan kuluttavia aineita, koostumukseltaan paksuja aineita, erilaisia lietteitä, kemiallisesti syövyttäviä aineita ym. Lisäksi tällaisia punppuja voidaan käyttää hyvin suurien pumppauspaineiden alaisina purrppaus- ja prosessiväliaineider.

61337 hydraulisen tasapainon ansiosta. Toinen etu tavanomaisiin pumppu-tyyppeihin verrattuna on liikkuvien läpivientien puuttuminen työ-väliaineeseen. Koska männät, jotka paineistavat ensimmäistä ja/tai toista käyttöväliainetta, ovat mekaanisesti käytettyjä, nämä pumppu-tyypit vaativat kuitenkin suhteellisen suuren tilan, minkä vuoksi niiden asennuksessa helposti syntyy ongelmia. Vaikka mainituntyyp-pinen letkupumppu useissa tapauksissa onkin suositeltava, on sen suurten ulkomittojen takia ollut pakko valita toinen pumpputyyppi, joka vie vähemmän tilaa, vaikka sillä ei muuten olekaan yhtä paljon etuja kuin letkupumpulla.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena en saada aikaan järjestelmä, jossa on alussa mainittua tyyppiä oleva hydraulinen uppepumppu, joka vie vähän tilaa, koska pumppaava yksikkö voidaan asentaa "in-line" prosessiin, kun taas kompakti, hydraulinen käyttöosa voidaan sijoitaa suhteellisen valinnaisesti halutun välimatkan päähän pumppuyksiköstä. Samalla säilytetään tavanomaisten letkupumppujen edut. Keksintö on tunnettu siitä, että putkijohtojärjestelmä muodostuu vähintään yhdestä taka-iskuventtiileillä varustetusta putkijohtopiiristä, joka yhdistää ao. letkupumpun käyttöosaan, niin että ao. letkupumppu muodostaa itse putkijohtopiirin yhtenäisen osan, jolloin saadaan aikaan ao. putkijohtopiirissä olevan käyttöväliaineen jatkuva ja yksisuuntainen kierto.

Keksinnön ansiosta saadaan nyt purtppujärjestelmä, joka erinomaisesti täyttää tarkoituksensa, mutta joka samalla kuitenkin on rakenteeltaan yksinkertainen ja huokea. Se on lisäksi hyvin käyttövarma, koska käyttö sopivasti tapahtuu yhden tai useiden yhteenkytkettyjen ja jatkuvatoimisten hydraulipumppujen avulla, jotka toimittavat käyttöväliainetta suuren paineen alaisena pumppausliikkeeseen. Käyttöosasta tuleva painevoima välitetään toiseen käyttöväliaineeseen, joka on edullisesti vettä, mäntien ja/tai kimmoisien kalvojen välityksellä. Koska käyttöväliaine kiertää jatkuvasti käyttöosan ja pumppuelementin välillä pumpun toimiessa, käyttöosa ja pumppuelementti voidaan sovittaa hyvin pitkän välimatkan päähän toisistaan, koska ne häviöt, joita aikaisemmin on esiintynyt käyttöväliaineen suunnan muutoksen yhteydessä, on nyt eliminoitu. Tätä ilmiötä voidaan myös käyttää nopeamman työiskun saavuttamiseen. Aiemmin tavalliset nesteiskut, joita syntyi pumppausvällaineessa jarrutuksen yhteydessä, on kokonaan 61337 poistettu keksinnön mukaisesti siten, että mahdollisen ylipaineen keventää paluujohtona toimiva putkijohtopiirin osa. Käyttövällaineen jatkuvan kierron ansiosta saadaan myös työvällaineesta tarvittava käyttöväliaineen jäähdytys vastavirtaperiaatteen mukaisesti. Käyttöväliaineen ylimääräinen jäähdytys tai lämmitys voidaan lisäksi saada aikaan käyttöväliaineen kiertopiiriin asennetun lämmönvaihtimen avulla. Muita mainitsemisen arvoisia etuja ovat: - pumppuosan "in-line"-periaate aiheuttaa pieniä virtaushäviöitä, - pumppuosa vaatii hyvin vähän tilaa, - alhaiset asennuskustannukset, - erillinen käyttöosa voidaan rakentaa hyvin kompaktiksi, koska suuren kierrosluvun omaavat sähkömoottorit käyttävät suoraan hydrauiipumppuj a, - järjestelmän kaikkiin tärkeisiin osiin päästään helposti käsiksi, - useiden pienempien, käyttöosassa olevien hydraulipumppujen ansiosta järjestelmään voidaan asentaa huokea varakapasiteetti ja yksittäisten pumppujen huolto voidaan suorittaa normaalikäytön aikana, josta on seurauksena hyvä käyttövarmuus ja lyhyemmät seisokit, - kumipäällysteen muodostama kulumissuoja kuuluu automaattisesti pumppuosaan ja mahdollisesti myös venttiileihin, - ei liikkuvia läpivientejä prosessiväliaineeseen, - pumppu on periaatteessa riippumaton syvyydestä vedenalaisessa käytössä ja lopuksi - jatkuva, muuttuva pumppausteho voidaan helposti saavuttaa, jos käyttöosassa käytetään säädettäviä hydraulipumppuja.

Keksintöä selitetään seuraavassa lähemmin viitaten oheiseen piirustukseen, jossa kuvio 1 esittää kaaviollisesti poikkileikkauskuvana esillä olevan keksinnön mukaista pumppua, kuvio 2 esittää pumpun käyttöosan vaihtoehtoista suoritusmuotoa poikkileikkauksena katsottuna, kuvio 3 esittää leikkausta kuvion 2 viivaa II-II pitkin, kuvio 4 esittää poikkileikkauskuvana pumpun käyttöosan lisäsuoritus-muotoa, kuvio 5 esittää poikkileikkauskuvana vielä erästä käyttöosaan kuuluvan, toisen kalvorungon muunnelmaa ja kuvio 6 esittää parit-tain asennettujen pumppuelementtien käyttöä.

Kuvio 1 esittää kaaviollisesti hydraulikäyttöistä uppopumppua, johon kuuluu pumppuelementti 1 ja käyttöosa 2. Pumppuelementti 1, joka esitetyssä suoritusesimerkissä muodostuu kahdesta takaiskuventtii-leillä 3 varustetusta letkupumpusta 4, 5, on asennettu "in-line" 4 61 337 putkijohtoon 6, joka on sen johtojärjestelmän osa, jonka läpi kyseistä prosessiväliainetta kuljetetaan. Käyttöosa 2 on erillinen yksikkö, joka on yhdistetty pumppuelementtiin 1 putkijohtojärjestel-mällä 7a-d, joka esitetyssä esimerkissä muodostuu kahdesta putkijoh-topiiristä 7a, 7b ja 7c, 7d. Toinen putkijohtopiiri 7a, 7b on käyttöosan 2 välityksellä yhdistetty toiseen letkupumppuun 4, ja toinen putkijohtopiiri 7c, 7d on yhdistetty käyttöosan 2 välityksellä toiseen letkupumppuun 5, niin että putkijohtopiireissä oleva käyttö-väliaine 8 pumpun toimiessa kiertää jatkuvasti piireissä 7a-d.

Tämän yksisuuntaisen kierron aikaansaamiseksi on ao. putkijohtopiiri 7a, 7b; 7c, 7d varustettu takaiskuventtiileillä 11 käyttöosan 2 tulo-aukon 9 ja poistoaukon 10 kohdalla. Käyttöväliaineen 8 täydentävää jäähdytystä ja vastaavasti lämmitystä varten on lämmönvaihdin 12 kytketty ao. putkijohtopiiriin. Käyttöväliaineena on sopivasti vesi, joka siirtää painevoimaa yhden tai useamman hydraulipumpun 13 käyttämästä käyttöosasta 2 letkupumppujen 4, 5 pumppausliikkeeseen. Jotta hydraulipumppujen 13 jatkuvaa tilavuusvirtaa voitaisiiin käyttää optimaalisesti hyväksi, letkupumput 4, 5 on sovitettu ns. dupleksi-sovitelmaksi, jossa toisen pumpun 4 imuisku osuu yhteen toisen pumpun 5 paineiskun kanssa. Letkupumput 4, 5 koostuvat kumpikin letkusta 14, joka on asennettu lieriömäiseen runkoon 15, jonka rungon 15 ja takaiskuventtiilin 3 välille on kiinnitetty letkun 14 pääteosat, jolloin letkun 14 sisäpuoli joutuu kosketukseen vain prosessiväliaineen 16 kanssa ja sen ulkopuoli joutuu kosketukseen vain käyttöväliaineen 8 kanssa.

Hydraulisesta käyttöosasta 2 tuleva painevoima siirretään käyttöväli-aineeseen 8 kimmoisien kalvojen tai kimmoisien kalvojen ja mäntien välityksellä.

Kuviossa 1 painevoima välitetään käyttöväliaineeseen 8 kimmoisien kalvojen avulla, kun taas kuvioissa 2-5 painevoima välitetään kimmoisien kalvojen ja mäntien avulla.

Kuviossa 1 esitettyyn käyttöosaan 2 kuuluu hydraulipumppujen 13 lisäksi kaksi yhteenkootussa kalvorungossa 17 liikkuvaa kalvoa 18 ja 19, joihin vaikuttaa vuorotellen käyttöväliaineesta 20, esim. hydrau-liöljystä tuleva painevoima, jolloin tämä väliaine virtaa jatkuvasti yhdessä ja samassa suunnassa putkijohdon 21 kautta, joka on liitetty suunnanvaihtoventtiiliin 22. Kalvot 18 ja 19 on sovitettu 613 3 7 kumpikin omaan pesäänsä 23 ja 24 kalvorungossa 17, ja ne joutuvat ulommissa pääteasennoissaan kosketukseen tuntoelimien 25 kanssa. Tuntoeliminä 25 on akseli 26, jonka toisessa päässä on magneettipala 27 ja jonka kalvoja 18, 19 päin olevassa päässä on laatta 28. Tunto-elimet 25 ovat suoraviivaisesti siirrettävissä edestakaisin kalvojen 18, 19 tahdissa toisessa suunnassa jousen 29 avulla ja toisessa suunnassa kalvojen 18, 19 liikkeen vaikutuksesta, kun nämä siirtyvät ulompaan pääteasentoonsa, jossa tuntoelimien 25 magneettipala 27 vaikuttaa koskettimettomaan asentoanturiin 30, joka lähettää signaalin solenoidiin 31 suunnanvaihtoventtiilin 22 uudelleenasettelua varten ja käyttöväliainevirran 20 suunnan vaihtoa varten ensimmäisessä 32 ja toisessa putkijohdossa 33. Nämä putkijohdot 32 ja 33 yhdistävät suunnanvaihtoventtiilin 22 ao. pesiin 23 ja 24 ja päättyvät pesissä 23 ja 24 oleviin tiloihin 34 ja 35 jousivaimenteisten venttiilien 53 välityksellä, joiden tehtävänä on estää kalvojen 18, 19 sisemmissä pääteasennoissa kumikalvojen ylikuormitus ja murtuminen, kun kalvot ovat saavuttaneet ao. pääteasentonsa.

Kuvioissa 2-4 esitetään kaksi suoritusmuotoa, joissa on hydraulinen vaihto, ts. käyttöväliaineen tilavuus ja paine vaihdetaan pumppaus-ja prosessiväliaineen suurempaan tilavuusvirtaan ja pienempään paineeseen. Tämä saadaan aikaan ao. väliaineiden erilaisten työskentely-pinta-alojen avulla (tilavuusvirrat pumpun iskun aikana suhtautuvat toisiinsa kuten pinta-alasuhteet). Tämän ansiosta käyttöosan 2 kompaktia suurpainejärjestelmää voidaan käyttää myös suhteellisen suuriin pumppausvirtoihin.

Kuviossa 2 esitetyssä suoritusmuodossa kalvoihin 18, 19 voi vaikuttaa epäsuorasti paineistettu käyttöväliaine 20 toisen käyttöväliaineen 52 kautta, joka sijaitsee kalvojen 18, 19 ja vähintään yhden pääsylinterissä 36 liikkuvan ja tätä vasten tiivistetyn männän 37 välissä. Männässä 37 on sen keskiosasta molempiin suuntiin männän 37 liikkeen suuntaan ulottuva männänvarsi 38, joka pääsylinterin 36 ao. pääteosassa työntyy käyttösylinteriin 39, 40, jolloin se päättyy ja on kiinnitetty tässä sylinterissä liikkuvaan käyttömäntään 41, 42. Käyttömännät 41 ja 42 ovat kartiomaiset pääsylinteristä 36 pois kään* netystä, vapaasta päästään, jolloin ne toimivat yhdessä käyttösylin-terien 39 ja 40 ulkopäihin sovitettujen lieriömäisten reikien 44 ja 45 kanssa. Männänvarren 38 pääteasennoissa saadaan tehokas 6 61337 pääteasennon vaimennus, kun käyttömännät 41, 42 joutuvat reikiin 44, 45. Käyttömäntien 41 ja 42 vapaassa päässä on magneettipala 46, joka vaikuttaa reikien 44, 45 pohjan läheisyyteen sovitettuihin asen-toantureihin 47, jotka käyttömäntien 41, 42 ja männän 37 sijaitessa pääteasennoissaan lähettävät impulsseja suunnanvaihtoventtiiliin 22 sen asennon muuttamista varten. Käyttöväliaine 20 virtaa vuorotellen putkijohdoissa 32 ja 33, jotka päättyvät ao. käyttösylinteriin 39 ja 40 niihin tiloihin 48, 49, joissa käyttömäntien 41, 42 vapaat päät sijaitsevat, jolloin männän 37 edestakainen liike saadaan aikaan.

Kuvio 3 esittää leikkausta viivaa II-II pitkin kuviossa 2 esitetyn pumpun käyttöosan 2 läpi. Tästä käy ilmi, miten käyttöväliaineen 20 putkijohdot 32 ja 33 on liitetty. Kuvioissa 2-3 esitetyssä suoritusmuodossa kalvot 18, 19, joihin vaikuttaa männän 37 ja kalvojen 18, 19 välissä oleva käyttöväliaine kuviossa 1 esitetyn suoritusmuodon tapaan, on suojattu jousivaikutteisilla venttiileillä 50 ja 51 kumikalvojen ylikuormituksen ja murtumisen estämiseksi näiden saavutettua ao. pääteasentonsa. Kuviosta 3 käy ilmi toisen putki-johtopiirin liitäntä käyttöosaan 2 sekä tuloaukon ja poistoaukon 10 ja takaiskuventtiilien 11 sijoitus.

Kuvio 4 esittää pumpun käyttöosaa 2 suoritusmuotona, joka on varustettu kahdella männällä 37. Tämä sovitelma on edullinen, koska liikkuvista osista tulevat massavoimat eliminoidaan ja tärinöitä syntyy vähemmän kuin mitä asianlaita muuten voi olla. Tässä männät 37 liikkuvat samanaikaisesti toisiaan kohti ja pois toisistaan.

Kuvio 5 esittää leikkauksena vielä erästä pumpun käyttöosan suoritusmuotoa, jolloin leikkaus on tehty samasta kohdasta kuin kuviossa 3 esitetty leikkaus viivaa II-II pitkin (kuvio 2). Tämän suoritusmuodon mukaisessa käyttöosassa 2 on siis kaksi pääsylinteriä 36, joista toinen näkyy kuvion 5 leikkauksesta. Imuiskun aikana pää-sylintereissä 36 olevat männät 37 palautetaan tässä lähtöasentoonsa ruuvijousen 54 avulla, ja käyttöväliainetta 20 päästetään ainoastaan mäntien 37 toiselle puolelle ja vaihtosuhde on 1:1.

Kuviossa 6 esitetään lopuksi parittain asennettujen pumppuelement-tien 1 käyttöä. Kuten katkoviivoin on merkitty, varapumppuelementti- \

Claims (4)

1. 61337 pari voidaan yksinkertaisesti liittää olemassa olevaan laitokseen. Tavallisissa pumppulaitoksissa tarvitaan täydellisiä varayksikköjä, jotka asennetaan paikoilleen vikojen ja vahinkojen sattuessa, jolloin laitoksen investointikustannukset ovat yksinkertaiset. Esillä olevan keksinnön mukaisesti esim. pumppuletkua tai pumppu-venttiiliä vaihdettaessa riittää yksi varapari, joka on kytketty varsinaiseen järjestelmään, minkä vuoksi investointikustannusten lisäys on n. 25 % tai vähemmän.
2. 1. Hydraulikäyttöinen uppopumppujärjestelmä erityisesti sakeiden ja kuluttavien väliaineiden pumppaamiseksi, johon kuuluu pumppuele-mentti (1), joka muodostuu ainakin yhdestä takaiskuventtiileillä (3) varustetusta letkupumpusta (4, 5), ja käyttoosa (2), joka pump-puelementti (1) kuuluu yhteinäisenä osana johtojärjestelmään (6), jossa varsinaista pumppausväliainetta kuljetetaan, ja joka käyttö-osa (2) on erillinen osa, joka on yhdistetty pumppuelementtiin (1) käyttöväliaineen (8) putkijohtojärjestelmällä (7), tunnettu siitä, että putkijohtojärjestelmä muodostuu vähintään yhdestä takaiskuventtiileillä (11) varustetusta putkijohtopiiristä (7a, 7b; 7c, 7d), joka yhdistää ao. letkupumpun (4, 5) käyttöosaan (2), niin että ao. letkupumppu muodostaa itse putkijohtopiirin yhteinäisen osan, jolloin saadaan aikaan ao. putkijohtopiirissä olevan käyttöväliaineen (8) jatkuva ja yksisuuntainen kierto.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että kumpaankin putkijohtopiiriin (7a, 7b; 7c, 7d) kuuluu vähintään kaksi takaiskuventtiiliä (11), jotka saavat aikaan käyttö-väliaineen (8) yksisuuntaisen kierron, joka on päinvastainen kuin pumppausväliaineen (16) kuljetussuunta letkupumpussa (4, 5).
4. 1. Hydrauldrivet deplacementpumpsystem särskilt för pumpning av tjocka och slitande medier och innefattande ett pumpelement (1) bestäende av minst en med backventiler (3) försedd slangpump (4, 5) och en drivdel (2), vilket pumpelement (1) ingär som en intergreran-de del av det ledningssystem (6) i vilket det aktuella pumpmediet skall transporteras och vilken drivdel (2) utgöres av en separat del, förbunden med pumpelementet (1) via ett rörledningssystem (7) för drivmedium (8),kännetecknat av att rörlednings-