NL1030669C2 - Gasvolume-dempinrichting. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Gasvolume-dempinrichting.

BESCHRIJVING

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het 5 dempen van debietpulsaties in een met behulp van een met een bepaalde debietkarakteristiek werkende verdringerpomp pulserend door een leidingsysteem verpompt medium, welke inrichting tenminste omvat een huis met daarin opgenomen een met het leidingsysteem verbindbare met althans gedeeltelijk met gas gevulde dempingskamer met een zeker kamervolume, 10 zodanig dat tijdens bedrijf in de dempingskamer een grenslaag tussen het medium en het gas aanwezig is, welke dempingskamer een mede van de debietkarakteristiek van de verdringerpomp afhankelijke gewenste gasdruk-karakteristiek bezit, en waar tijdens bedrijf het in de dempingskamer aanwezige gasvolume onder invloed van de debietpulsaties in de tijd 15 varieert tussen een minimum compressie- en een maximum expansie- gasvolume, alsmede instelmiddelen, welke aan de dempingskamer gas toe-dan wel af te voeren.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een werkwijze voor het dempen van debietpulsaties in een met behulp van een met een bepaalde 20 debietkarakteristiek werkende pomp pulserend door een leidingsysteem verpompt medium met behulp van een met de leiding in verbinding staande gasvolume-dempinrichting volgens één of meer van de voorgaande conclusies, waarbij tijdens rust in een met gas gevulde dempingskamer met een zeker kamervolume een grenslaag tussen het medium en het gas 25 ontstaat, en waar tijdens bedrijf het in de dempingskamer aanwezige gasvolume onder invloed van de debietpulsaties in de tijd varieert tussen een minimum compressie- en een maximum expansie-gasvolume en voor het compenseren bij gewijzigde bedrijfsdrukken van het ideale gemiddelde gasvolume gas aan de dempingskamer wordt toe- dan wel afgevoerd.

30 Pulserende door een leiding verpompte volumestromen worden vaak opgelegd door verdringerpompen, die weliswaar gemiddeld een 1030669- V. · 2 constante, nagenoeg drukonafhankelijke volumestroom genereren, welke volumestroom echter per opbrengstcyclus sterk pulserend is. De door deze debietpulsaties gegenereerde drukpulsaties leiden weer, afhankelijk van de frequentie tot grote dynamische krachten, grote bewegingen of 5 trillingen in de leiding of in haar bevestigings- en ondersteuningsconstructies. Een pulserende volumestroom in een leiding veroorzaakt afhankelijk van de lengte van de leiding een sterk pulserende druk stroomopwaarts in de leiding door versnel lings- en vertragingskrachten als gevolg van de volumestroom-massa.

10 Het risico op falen door vermoeiing is zeer groot. Het is dan ook gebruikelijk om dergelijke pompen te voorzien van een dempinrichting volgens de bovenvermelde aanhef, welke is ingericht voor het dempen van de debietpulsaties in de leiding. Bekende dempinrichtingen worden veelal als gasvolume-pulsatiedempers aangeduid.

15 Bij de gasvolume-pulsatiedempers wordt de door de pomp gegenereerde meer dan gemiddelde volumestroom opgenomen door accumulatie en compressie van het zich in de dempingskamer bevindende gas en wordt de minder dan gemiddelde volumestroom gecompenseerd door afgifte van vloeistof uit de dempingskamer door expansie van het gas. Bekende 20 uitvoeringsvormen van gasvolume-pulsatiedempers zijn windketels en membraanpulsatiedempers.

Bij de windketels is het gas, meestal lucht, direct in contact met het vloeistof medium. Bij de membraanpulsatiedempers is het gas gescheiden van het vloeistof medium door een elastisch 25 scheidingsmembraan. Verder zijn nog bekend zogenaamde zuigerpulsatie dempers, waarbij een vrij beweegbare zuiger de scheiding vormt tussen gas en vloeistof. Door het inbrengen van een mechanisch scheidingselement wordt het directe contact van het gas met de vloeistof vermeden en zodoende de absorptie van het gas door de vloeistof.

30 Bij windketels is een gasvoorlading voorafgaand aan het opstarten van de installatie niet mogelijk. Het volume van de windketel 1030669- t f 3 is daardoor meestal groot, daar na compressie van de (atmosferische) lucht naar de gemiddelde bedrijfsdruk reeds een groot gedeelte van het volume van de windketel verbruikt wordt. Het gasvolume bij de gemiddelde bedrijfsdruk is bepalend voor het dempende vermogen van de demper.

5 Een mogelijkheid om een windketel met gas voor te laden tijdens bedrijf is via een niveaumeting van de vloeistof in de ketel/ dempingskamer. Door gas onder druk toe te voeren kan het gemiddelde vloeistof niveau in de windketel nagenoeg constant en het vloeistof volume voldoende klein gehouden worden, zodat drukonafhankelijk toch nog 10 voldoende dempend gasvolume over blijft. Zoals gezegd is een nadeel van de windketel met zijn directe gas-vloeistofcontact, dat het gas langzaam door het vloeistof medium geabsorbeerd wordt en er bij geen tegenmaatregelen zoals bovengenoemde niveauregeling, steeds minder dempend gasvolume overblijft.

15 De gasvoorlading is optimaal als het gasvolume zo groot mogelijk is, dat wil zeggen het vloei stofvol urne bij gemiddelde werkdruk moet zo groot zijn dat het noodzakelijk af te geven volume bij tijdelijke pompopbrengst lager dan gemiddeld aanwezig is met een voldoende marge. Dit gaat echter uit van een constant gemiddelde werkdruk. Indien deze 20 gemiddelde werkdruk door wijziging van bedrijfscondities varieert, moet hiermee in de gasvoorlading rekening gehouden worden en een lagere voorlaaddruk genomen worden. Hierdoor is de voorlading ten tijde van de hogere gemiddelde werkdruk niet optimaal en blijft een kleiner dempend gasvolume over.

25 Praktische gasvoorlaaddrukken zijn tussen 50% en 80% van de gemiddelde maximum bedrijfsdruk en bij een grotere variatie van de bedrijfsdruk tot 30% van de gemiddelde maximum bedrijfsdruk. Beneden 30% voorlading is het resterende dempende gasvolume bij maximale gemiddelde bedrijfsdruk te gering voor een goede demping of er moet ten opzichte van 30 het pompformaat een overmatig grote demper gekozen worden, hetgeen tot hoge kosten leidt.

1030669- *- » 4

Een oplossing hiervoor is om de bekende pulsatiedemper met scheidingselement ook van een "niveau"-meting te voorzien en als gevolg van deze meting gas aan de dempingskamer toe of af te voeren. Een methodiek is om via de momentane positie van de grenslaag tussen het 5 medium en het gas, bijvoorbeeld het centrale deel van het membraan of via de momentane positie van het scheidingselement, de gasvulling in de dempingskamer te regelen. De momentane positie van de grenslaag is gerelateerd aan het aanwezige vloei stofvol urne in de dempingskamer.

Een uitvoeringsvorm van een gasvolumepulsatiedemper volgens 10 de bovengenoemde aanhef is bijvoorbeeld bekend uit de Duitse octrooipublicatie nr. 40 31 239 Al. In deze octrooipublicatie wordt de grenslaag tussen het gas en het te verpompen medium in de dempingskamer gevormd door een scheidingsmembraan, waaraan een stang is bevestigd. Deze stang is door een deksel in het huis naar buiten gevoerd. Via magnetische 15 schakelaars worden de momentane membraanposities tijdens bedrijf gedetecteerd en afhankelijk hiervan gas aan het gasvolume in de dempingskamer toe- dan wel afgevoerd. Door deze regeling blijft de membraanpositie tussen zijn beide maximale uitslagposities, hetgeen de bedrijfsvoering als ook de levensduur ervan ten goede komt.

20 Nadeel aan een dergelijke membraanpositie-detectering is zijn mechanische karakter. Voorts bevat de bekende gasvolumedrukpulsatie-inrichting bewegende delen, welke sterk onderhevig zijn aan slijtage door de zeer dynamische bewegingen van het membraan. Verder moet de bewegende stang tegen hoge gasdruk dynamisch afgedicht worden of moet de ruimte 25 buiten het huis waar de stang beweegt drukdicht zijn. Bij deze constructie moeten de magneetschakelaars echter door een dikke metalen wand schakelen, hetgeen complex en duur is.

Andere membraan- of scheidingselement-positiemetingen zijn mogelijk contactloos door het deksel uit te voeren, door gebruik te maken 30 van Infrarood afstandmeting, ultrasoon of andere technieken. Ook is het mogelijk met behulp van radioactiviteit door de wand van het huis meten 1030639*? 5 ·, * en zo de positie van het membraan of scheidingselement vast te stellen. Het gebruik van radioactief materiaal berust echter weer op veel praktische bezwaren en is bovendien duur.

De onderhavige uitvinding biedt zowel voor de pulsatie-5 demper met scheidingselement alsook voor de windketel zonder scheidingselement een eenvoudige en kostenbesparende oplossing. Overeenkomstig de uitvinding zijn ten behoeve van het optimaliseren van het dempen van de debietpulsaties de instelmiddelen zijn ingericht voor het vaststellen van de momentane gasdruk-karakteristiek in de dempingskamer en het 10 vergelijken van deze vastgestelde momentane gasdrukkarakteristiek met de gewenste gasdruk-karakteristiek van de dempingskamer en het op grond van deze vergelijking vaststellen van de momentane positie van de grenslaag in de dempingskamer.

In het bijzonder zijn overeenkomstig de uitvinding de 15 instelmiddelen ingericht het bepalen van de gewenste gasdruk- karakteristiek van de dempingskamer mede aan de hand van de debiet-karakteristiek van de verdringerpomp en meer specifiek zijn de instelmiddelen ingericht voor het op grond van het kamervol urne en de bij het compressie- en expansie-gasvolume behorende compressie- en expansiedruk 20 vaststellen van de positie van de grenslaag in de dempingskamer bij gemiddelde druk.

Door gebruik te maken van de vastgestelde gasdruk-karakteristiek in de dempingskamer kan op een meer effectieve en nauwkeurige wijze de drukpulsatie worden gedempt.

25 Een bijzondere uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt gekenmerkt, doordat de instelmiddelen tenminste één druksensor omvatten.

Verder wordt de inrichting overeenkomstig de uitvinding gekenmerkt, doordat de grenslaag tussen de pulserende volumestroom en het gas een scheidingselement is.

30 Verder kan bij een specifieke uitvoeringsvorm de dempingskamer een windketel zijn, terwijl voorts in de dempingskamer een 1030Θ69- 6 membraan kan zijn opgenomen als grenslaag tussen het medium en gas.

De werkwijze overeenkomstig de uitvinding wordt gekenmerkt, doordat ten behoeve van het dempen van de debietpulsaties de gewenste gasdrukkarakteristiek van de dempingskamer wordt vastgesteld, de 5 momentane gasdrukkarakteristiek in de dempingskamer wordt vastgesteld en wordt vergeleken met de gewenste gasdruk-karakteristiek en op grond van deze vergelijking de gemiddelde positie van de grenslaag in de dempingskamer wordt vastgesteld.

Bij een verbijzondering van de werkwijze overeenkomstig de 10 uitvinding wordt de gewenste gasdrukkarakteristiek van de dempingskamer vastgesteld aan de hand van de debietkarakteristiek.

Meer specifiek wordt op grond van de debietkarakteristiek van de pomp, het kamervolume en een gewenste positie van de grenslaag in de dempingskamer bij gemiddelde druk de momentane positie van de 15 grenslaag in de dempingskamer vastgesteld.

Voorts wordt de werkwijze gekenmerkt, doordat op grond van de debietkarakteristiek van de pomp, het kamervolume en de positie van de grenslaag in de dempingskamer bij gemiddelde druk de bij het compressie-en expansie-gasvolume behorende compressie- en expansiedruk worden 20 vastgesteld.

Zowel de windketel als de pulsatiedemper met scheidings-elementen hebben door hun geometrische uitvoering een bepaald volume dat bekend is. Ook de opbrengstkarakteristiek van de ingezette pomp is bekend. Door gebruik te maken van een verdringerpomp met een bekende 25 pompkarakteristiek in combinatie met het bekende volume van de dempingskamer van de inrichting overeenkomstig de uitvinding en met een veronderstelde minimum geachte hoeveelheid vloeistof (medium) in de dempingskamer (zijnde de positie van de grenslaag in de dempingskamer bij gemiddelde druk), is verrassenderwijs gebleken dat dan de compressie- en 30 de expansiedruk van het gas berekend worden bij die uiterste posities van de grenslaag, waarbij het gas in de dempingskamer zijn minimale \ 030669“ 7 compressie- respectievelijk maximale expansievol urne inneemt.

Daarmee is de totale drukpulsatie tijdens een pompcyclus bekend. Anderzijds kunnen voor de betreffende installatie het optredende pulsatieniveau bij verschillende bedrijfscondities gemeten worden en 5 vervolgens ten behoeve van de verdere regeling als referentiepunten benut worden.

Als alternatief voor de berekening kan ook op de betreffende installaties het optredende pulsatieniveau worden gemeten bij verschillende bedrijfscondities en vervolgens gebruikt worden in de 10 regeling als referentiepunten.

Zodoende kan met behulp van op een zich eenvoudige drukmeting in de dempingskamer indirect de momentane positie van de grenslaag tussen het medium en het gas vastgesteld worden. Op grond van deze wetenschap bepalen de instel middel en overeenkomstig de uitvinding 15 mede in hoeverre gas tot in de dempingskamer dient te worden toegevoerd of uit de dempingskamer te worden afgevoerd, teneinde de dan heersende debiet/volume-pulsatie met zo weinig mogelijk drukpulsatie optimaal te dempen.

De uitvinding heeft voorts betrekking op een werkwijze 20 volgens bovenvermelde aanhef, welke werkwijze overeenkomstig de uitvinding gekenmerkt wordt doordat ten behoeve van het vaststellen van de positie van de grenslaag de druk van het gas in de gasvolumepulsatie-demper wordt gemeten.

De uitvinding zal nu aan de hand van een tekening nader 25 worden toegelicht, welke tekening achtereenvolgens toont:

Figuur 1 een uitvoeringsvorm van een regelbare gasvolumedrukpulsatie-inrichting volgens de stand van de techniek;

Figuur 2 een eerste uitvoeringsvorm van een regelbare gasvolumedruk-pulsatieinrichting overeenkomstig de uitvinding.

30 Figuren 3 en 4 verschillende drukpulsatie-karakteristieken voor toepassing bij de regeling van de gasvolumedrukpulsatie-inrichting 1030669^ I » 8 overeenkomstig de uitvinding.

In figuur 1 wordt een regelbare gasvolumedrukpulsatie-inrichting volgens de stand van de techniek getoond en meer in het bijzonder een gasvolumedrukpulsatie-inrichting zoals geopenbaard in de 5 Duitse octrooi publicatie nr. 4031239.

De bekende inrichting omvat een huis 1 welke een dempingskamer 6 omgeeft. Het huis 1 kan met behulp van een aansluitflens 5 verbonden worden met een (niet weergegeven) leiding, waardoorheen met behulp van een verdringerpomp een vloeistofmedium wordt verpompt.

10 Dergelijke verdringerpompen genereren weliswaar gemiddeld een constante, nagenoeg drukonafhankelijke volumestroom van het medium door de leiding, echter per opbrengstcyclus is deze volumestroom sterk pulserend.

Daarnaast genereert een pulserende volumestroom in een leiding afhankelijk van de lengte van de leiding door de versnellings- en 15 vertragingskrachten stroomopwaarts in de leiding een sterk pulserende druk. Deze drukpulsaties leiden weer, afhankelijk van de frequentie, tot grote dynamische krachten, bewegingen of trillingen in de leiding en/of in haar bevestigings- en ondersteuningsconstructie.

Dergelijke drukpulsaties leiden onherroepelijk tot uitval 20 en/of falen van het leidingstelsel als gevolg van vermoeiing. Het is daarom ook wenselijk om tijdens het bedrijf de drukpulsaties in de leiding te dempen en hiertoe worden dempinrichtingen zoals geopenbaard in het Duitse octrooi schrift nr. 4031239 toegepast.

Bij de thans bekende gasvolumepulsatiedemp-inrichting is in 25 het huis 1 een flexibel membraan 4 opgenomen, dat de dempingskamer 6 opdeelt in een deel vol urne lb voor het te verpompen vloeistof medium en een deel vol urne la voor gas, welk gas door het membraan 4 is afgeschermd van het vloeistof medium. Het vloeistof medium kan via de leiding 5a en de flenskoppeling 5 tot in het deel vol urne lb komen.

30 Een toename in het debiet leidt tot noodzakelijke versnelling van de vloei stofmassa in het achterliggende 1 ei di ngdeel waar 10306693 9 weer aanvullende massakracht c.q. pompdruk voor nodig is, hetgeen in de mediumstroom leidt tot accumulatie van vloeistofmedium in het deel vol urne lb van de gasvolume-demper 1, een dientengevolge verplaatsing van het membraan 4, hetgeen weer leidt tot een compressie van het in het 5 deel vol urne la bevindende gas. Zo wordt door aftopping van het piekdebiet de versnel 1ing/kracht tot de waarde van de compressiedruk teruggebracht.

Evenzo wordt een afname in het pompdebiet gecompenseerd door afgifte van vloeistofmedium uit het deel vol urne lb door expansie van het gas in het deel vol urne la. Zodoende zal bij elke pompcyclus het 10 membraan 4 een intermitterende beweging ondergaan, waarbij de volumehoeveelheid medium toeneemt onder gelijktijdige compressie van het gas in het deel vol urne la en leidt een terugstroom van vloeistofmedium terug de leiding in tot een expansie van het gas in het deel vol urne la.

De optimale demping, dat wil zeggen de zo laag mogelijke 15 druktoename en -afname bij absorptie van de pulserende volume-pompkarakteristiek wordt verkregen als het beschikbare gasvolume zo groot mogelijk is (volgens de bepalingen van de gaswetten). Dus als het volume zo groot mogelijk is. De grens wordt binnen de normale pompfunctie bepaald door het het niet raken van het scheidingselement van de bodem 20 van de dempingskamer la bij een maximale volume-afgifte uit de kamer.

Hiertoe is de bekende gasvolumepulsatie-dempinrichting voorzien van middelen, welke voor het dempen van de drukpulsaties gas aan het deelvolume la toe- dan wel afvoeren. Deze middelen omvatten een voorraadvat 9 met gas dat via een toevoerleiding 7 onder druk tot in het 25 deelvolume la kan worden geleid. Hiertoe is in de toevoerleiding 7 een klep 11 opgenomen, welke door middel van een bekrachtig!ngssolenoide 13, 16 geopend danwel gesloten kan worden.

Evenzo omvatten de middelen een afvoerleiding 8 voor het afvoeren van gas vanuit het deelvolume la tot buiten de gasvolume-30 pulsatiedempinrichting, in welke afvoerleiding 8 eveneens een klep 12 is opgenomen welke met behulp van een solenoïde 14, 17 geopend danwel 1030669- 10 gesloten kan worden.

Het membraan 4 in de dempingskamer 6 is voorzien van een door het huis 1 reikende as 3. Tijdens de intermitterende verplaatsing van het membraan 4 in de dempingskamer als gevolg van de debietpulsaties 5 van het vloeistofmedium verschuift de as 3 dienovereenkomstig in en uit het huis 1 van de inrichting. De mate van verplaatsing en de verplaatsingspositie van de as 3 (en derhalve het membraan 4) is afleesbaar op een maatverdeling op welke maatverdeling een tweetal magneetschakelaars 10 respectievelijk 10' zijn geplaatst.

10 Bij een te grote afwijking van de verplaatsingspositie van het membraan 4 wordt een van de twee magneetschakelaars 10-10' bekrachtigd op basis waarvan hetzij de vul klep 11 of de aflaatklep 12 wordt geopend danwel gesloten. Zodoende kan op grond van de verplaatsingspositie van het membraan 4 gas vanuit het voorraadvat 9 tot 15 in het deel vol urne la worden toegevoerd danwel via de afvoerleiding 8 uit het deel vol urne la worden afgevoerd.

Een nadeel van deze bekende gasvolumepulsatie- dempinrichting is de toepassing van de bewegende delen en in het bijzonder de bewegende as 3 welke door huis 1 reikt. Het membraan is 20 daardoor niet meer krachtgebalanceerd en ondervindt extra spanning. Deze constructie vereist ter plaatse van het huis 1 een goede afdichting van de as en het huis zulks om het ontsnappen van gas vanuit de dempingskamer 6 langs de as 3 te voorkomen. De bewegende delen zijn sterk onderhevig aan slijtage door de sterk dynamische beweging van het membraan 4 en 25 terwijl bovendien de afdichting langs de stang 3 aan specifieke hoge eisen dient te voldoen.

Bij het niet naar buiten voeren moet de meting en aansturing door de drukwand plaatsvinden, hetgeen een complexe en dure constructie vereist.

30 Beide uitvoeringsvormen vereisen een voldoende stabiele en dikke stang en geleiding om het centrale deel van het membraan in een 1030669· t · 11 stabiele positie te houden.

In figuur 2 wordt een uitvoeringsvorm van een gasvolume-pulsatiedempinrichting overeenkomstig de uitvinding getoond, welke de thans bekende nadelen van de bekende gasvolumedempinrichtingen niet 5 kenmerkt.

In de figuur 2 zijn de overeenkomende onderdelen (als in figuur 1) met identieke referentiecijfers aangeduid.

Bij deze uitvoeringsvorm is de gasvolumedemp-inrichting van het membraantype, hoewel voor de toepassing ervan ook een windketel als 10 gasvolumedemp-inrichting kan worden gebruikt.

Analoog aan de bekende inrichting zoals getoond in figuur 1 bezit de gasvolumedemp-inrichting overeenkomstig de uitvinding een huis 1 dat met behulp van een flens verbonden is met een leidingdeel 5a dat deel uitmaakt van een groter leidingstelsel.

15 Door dit leidingstelsel wordt met behulp van een (niet weergegeven) verdringerpomp een vloeistofmediurn verpompt, waarbij in de volumestroom gedurende een pompcyclus aanzienlijke debietpulsaties optreden. Het huis 1 is voorzien van een dempingskamer 6, die opgedeeld is door een membraan 4 in een deel vol urne lb voor het accumuleren vanuit 20 de leiding 5a van vloeistof medium en het weer terug de leiding 5a invoeren van dit vloeistofmediurn, alsmede een deel vol urne la voor het dempingsgas.

De middelen, welke dienen voor het dempen c.q. aanpassen van de debietpulsaties, welke tijdens elke pompcyclus in het 25 vloeistofmediurn en derhalve in de gasvolumedempinrichting optreden bij gemiddelde werkdrukveranderingen, bevatten een voorraadvat 9 gevuld met onder druk staand gas, bijvoorbeeld stikstof N2. Dit voorraadvat 9 is door middel van een toevoerleiding 7 verbonden met het deel vol urne la van de gasvolume-pulsatiedempinrichting voor het toevoeren van gas tot in het 30 deel vol urne la, bijvoorbeeld voor het creëren van een voorgasdruk.

In de toevoerleiding 7 is een terugslagventiel 15 opgenomen 1030689-5 β 12 teneinde te voorkomen dat gas via de toevoerleiding 7 terug kan stromen in de richting van het voorraadvat 9. Stroomopwaarts gezien is voor het terugslagventiel 15 een toevoerklep 11 opgenomen, welke door een solenoid 11a geopend danwel gesloten kan worden. De solenoïde 11a is door 5 middel van een geschikte elektrische verbindingslijn 23 verbonden met een regel eenheid 20, welke onderdeel uitmaakt van de instelmiddelen. De instelmiddelen overeenkomstig de uitvinding omvat tevens een afvoerleiding 8 voor het gas dat in het deel vol urne la aanwezig is, welke afvoerleiding 8 met behulp van een afvoerklep 12 geopend danwel gesloten 10 kan worden. De afvoerklep 12 wordt bekrachtigd door een elektro magnetische solenoïde 12a welke op overeenkomstige wijze door middel van een elektrische verbindingslijn verbonden is met de hierboven genoemde regeleenheid 20.

Bij deze uitvoeringsvorm fungeert een deel van de 15 toevoerleiding 7 tevens als afvoerleiding 8, hetgeen een minder gecompliceerde doch eenvoudige constructie oplevert, daar nu slechts één leiding 7, 8 met het huis 1 van de gasvolume-pulsatiedempinrichting overeenkomstig de uitvinding verbonden hoeft te worden.

Bij het openen van de afvoerklep 12 (door middel van de 20 geschikte bekrachtiging van de elektromagnetische solenoïde 12a door de regeleenheid 20) kan in het deel vol urne la aanwezige gas via de toe/afvoerleiding 7, 8, de afvoerleiding 8 en een smoring 21 afgevoerd worden naar de bui tenatmosfeer.

Ook is het mogelijk om het afgevoerde gas weer op te vangen 25 in een lage drukopslagtank en het vervolgens via een compressorinrichting weer op een drukniveau te brengen, waardoor het weer bruikbaar is om aan een demper toegevoerd te worden.

Evenzo kan door een geschikte aansturing van elektromagnetische solenoïde 11a door de regeleenheid 20 de toevoerklep 11 30 worden geopend, zodat de in het voorraadvat 9 aanwezige onder druk staande gas N2 via de toevoerleiding 7 (daarbij het terugslagventiel 15 1030669¾ 0 * 13 opendrukkend) tot in het deel vol urne la van de gasvolume-pulsatie-dempinrichting kan stromen.

Overeenkomstig de uitvinding wordt het aansturen van de gasvulling niet door middel van een mechanische constructie uitgevoerd, 5 maar door middel van een druksensor 19, welke de momentane druk in het deel vol urne la van het gas meet. Meer in het bijzonder meet de druksensor 19 de momentane druk met een voldoende hoge frequentie, zodat hieruit ook de momentane drukpulsatie-karakteristiek of -patroon in de dempingskamer vastgesteld kan worden.

10 Deze druksensor 19 is met behulp van een elektrische verbindingslijn 19a verbonden met de regel eenheid 20, welke regel eenheid 20 dusdanig is ingericht dat deze op basis van het door de druksensor 19 afgegeven elektrische signaal, dat overeenkomt met de momentane gasdrukkarakteristiek in het deelvolume la, deze gemeten 15 gasdrukkarakteristiek vergelijkt met de bekende drukkarakteristiek van de pomp.

Op basis van deze vergelijking kan een wijziging in de bedrijfsdruk worden vastgesteld en de momentane positie van de grenslaag tussen het gas en het vloeistofmedium (hier het fysieke membraan 4) en op 20 basis daarvan wordt via de verbindingslijn 22 of 23 de elektromagnetische solenoïde 12a of 11a bekrachtigd. Door via de aldus geopende afvoerklep 12 gas via de afvoerleiding 8 uit het deelvolume la af te voeren danwel in het geval van de bekrachtigde en geopende toevoerklep 11 gas onder druk uit het voorraadvat 9 via de toevoerleiding 7 toe te voeren naar het 25 deelvolume la van de gasvolume-pulsatiedempinrichting kan de initiële bewegingspositie van het membraan worden aangepast.

Zo wordt voorkomen, dat het membraan buiten de gewenste werkposities treedt bij het dempen van de debietpulsaties, waardoor enerzijds het membraan beschadigd kan worden door een herhalend in 30 contact komen bij de bodem met de wand van de dempingskamer en anderzijds toch een zo groot mogelijk gasvolume in de demper aanwezig is voor 1030669·; m * 14 minimale pulsatie bij het dempen van de debietpulsaties.

Dit wordt bijvoorbeeld toegelicht aan de hand van de figuren 3a en 3b.

In figuur 3a wordt de demperresponsie getoond ofwel het 5 drukpatroon in de met gas gevulde dempingskamer van een gasvolume-pulsatiedempinrichting overeenkomstig de uitvinding. Het drukpatroon is langs de verticale as uiteengezet tegen de omwenteling die de krukas van de pomp in één slag (omwenteling) maakt. Doordat het in de figuur 3a getoonde drukpatroon veroorzaakt wordt door een meerei 1inderzuigerpomp 10 ontstaan meerdere pieken versprongen in de tijd.

Het in de figuur 3a getoonde drukpatroon is kenmerkend voor een bepaald type pomp.

In figuur 3b wordt een gemeten drukpatroon weergegeven zoals dat met de werkwijze-inrichting overeenkomstig de uitvinding kan 15 worden vastgesteld, bijvoorbeeld door middel van een druksensor die in de dempingskamer is opgesteld. Uit het gemeten drukpatroon kan - door deze te vergelijken met het bij de gebruikte pomp behorende drukpatroon of drukkarakteristiek zoals weergegeven in figuur 3a - allerlei afwijkingen worden afgeleid, op basis waarvan de momentane positie van de grenslaag 20 in de dempingskamer van de gasvolume- pulsatiedempinrichting kan worden vastgesteld.

Zoals duidelijk getoond in de figuur 3b zijn de onderste pieken afgevlakt ten opzichte van de corresponderende pieken in figuur 3a behorende bij het bekende drukpatroon of karakteristiek van de gebruikte 25 pomp. Op grond van deze gemeten drukkarakteristiek kan worden vastgesteld dat er een teveel aan gas in de dempingskamer aanwezig is en dat als gevolg van de intermitterende verplaatsing van de grenslaag (bijvoorbeeld het membraan), deze laatste tegen de binnenwand van de dempingskamer aanslaat.

30 De toestand waarin de dempingskamer en meer in het bijzonder het scheidingsmembraan zich bevindt zoals weergegeven met de 1030639a t » 15 drukkarakteristiek volgens figuur 3b duidt allereerst op een inefficiënte dempende werking van de dempingskamer maar bovendien op een mogelijke beschadiging van het scheidingsmembraan, daar deze intermitterend tegen de bodem van de dempingskamer aanslaat en derhalve beschadigd kan worden.

5 Op grond van de vergelijking van de drukkarakteristiek uit figuur 3b met de vooraf bekende drukkarakteristiek zoals getoond uit figuur 3a kan de momentane positie van het scheidingsmembraan in de dempingskamer worden vastgesteld en kan bovendien door een geschikte aanpassing van de gasdruk in de dempingskamer de bewegingspositie van het 10 membraan worden aangepast zodanig dat deze bij zijn maximale uitslagen niet langer tegen de bodem van de dempingskamer aanslaat maar vrij heen en weer in de dempingskamer op en neer beweegt als gevolg van de dempingspulsatie.

Zodoende kan met deze uitvoeringsvorm op een eenvoudige 15 simpele constructie de debietpulsaties in een door de leiding 5a stromende vloei stofstroom worden gedempt. De indirecte meetmethodiek, dat wil zeggen het meten van de momentane gasdruk in het deel vol urne la door middel van de druksensor 19, welke meetwaarde vervolgens wordt gebruikt voor het vaststellen van de momentane, actuele positie van het membraan 4 20 in de drukvolumedempinrichting op basis waarvan gas hetzij wordt toegevoerd hetzij wordt afgevoerd uit het deel vol urne la, maakt het gebruik van een directe, mechanische meetmethodiek (zoals geopenbaard in het Duitse octrooi schrift DE 4031239) overbodig.

Alle bij deze bekende meetmethodiek bekende nadelen, zoals 25 extra, aan slijtage onderhevige onderdelen alsook specifieke eisen voor wat betreft de drukafdichting worden zo voorkomen.

De toevoerklep 11 respectievelijk de afvoerklep 12 zijn zo genoemde gasdrukbekrachtigde kleppen, daar zij geopend dan wel gesloten worden met behulp van een stuurdruklucht van bijvoorbeeld 5-7 bar. 30 Hiertoe omvatten de instelmiddelen overeenkomstig de uitvinding een persluchttoevoer 25, welke stuurdruklucht van 5-7 bar via de pneumatische 1030689* 16 toevoerlei dingen 25a-25b toevoert aan de toevoerklep 11 respectievelijk de afvoerklep 12. De elektromagnetische stuursolenoïden 11a respectievelijk 12a zijn voorzien van een klepmechaniek waarmee - in afhankelijkheid van door de regeleenheid 20 afgegeven stuursignalen 23-22 5 stuurdruklucht naar de kleppen 11 of 12 kan worden geleid. Als alternatief voor luchtgestuurde en luchtbediende kleppen kunnen ook elektrisch bekrachtigbare kleppen worden toegepast.

Eventueel kunnen in de toevoerlei ding 7 één of meerdere veiligheidskleppen 24a-24b zijn opgenomen als beveiliging tegen het 10 ontstaan van een te hoge druk in de leidingen 7, 8.

1030669”

Claims (11)

1. Inrichting voor het dempen van debietpulsaties in een met behulp van een met een bepaalde debietkarakteristiek werkende 5 verdringerpomp pulserend door een leidingsysteem verpompt medium, welke inrichting tenminste omvat een huis met daarin opgenomen een met het leidingsysteem verbindbare met althans gedeeltelijk met gas gevulde dempingskamer met een zeker kamervolume, zodanig dat tijdens bedrijf in de dempingskamer 10 een grenslaag tussen het medium en het gas aanwezig is, welke dempingskamer een mede van de debietkarakteristiek van de verdringerpomp afhankelijke gewenste gasdrukkarakteristiek bezit, en waar tijdens bedrijf het in de dempingskamer aanwezige 15 gasvolume onder invloed van de debietpulsaties in de tijd varieert tussen een minimum compressie- en een maximum expansie-gasvolume, alsmede instelmiddelen, welke aan de dempingskamer gas toe-dan wel af te voeren, met het kenmerk, dat ten behoeve van het optimaliseren van het dempen van de debietpulsaties de instelmiddelen 20 zijn ingericht voor het vaststellen van de momentane gasdrukkarakteristiek in de dempingskamer en het vergelijken van deze vastgestelde momentane gasdrukkarakteristiek met de gewenste gasdrukkarakteristiek van de dempingskamer en het op grond van deze vergelijking vaststellen van de momentane positie van de grenslaag in de 25 dempingskamer,

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de instelmiddelen zijn ingericht voor het bepalen van de gewenste gasdrukkarakteristiek van de dempingskamer mede aan de hand van de debietkarakteristiek van de verdringerpomp.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de instelmiddelen zijn ingericht voor het op grond van het kamervolume en 1030669“ ^ I*' de bij het compressie- en expansie-gasvolume behorende compressie- en expansiedruk vaststellen van de positie van de grenslaag in de dempingskamer bij gemiddelde druk.

4. Inrichting volgens één of meer van de conclusies 1-3, met 5 het kenmerk, dat de instel middel en tenminste één druksensor omvatten.

5. Inrichting volgens één of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de grenslaag tussen de pulserende volumestroom en het gas een scheidingselement is.

6. Inrichting volgens één of meer van de conclusies 1-5, met 10 het kenmerk, dat de dempingskamer een windketel is.

7. Inrichting volgens één of meer van de conclusies 1-5, met het kenmerk, dat in de dempingskamer een membraan is opgenomen als grenslaag tussen het medium en gas.

8. Werkwijze voor het dempen van debietpulsaties in een met 15 behulp van een met een bepaalde debietkarakteristiek werkende pomp pulserend door een leidingsysteem verpompt medium met behulp van een met de leiding in verbinding staande gasvolume-dempinrichting volgens één of meer van de voorgaande conclusies, waarbij tijdens rust in een met gas gevulde dempingskamer met een zeker kamervol urne een grenslaag tussen het 20 medium en het gas ontstaat, en waar tijdens bedrijf het in de dempingskamer aanwezige gasvolume onder invloed van de debietpulsaties in de tijd varieert tussen een minimum compressie- en een maximum expansie-gasvolume en voor het compenseren bij gewijzigde bedrijfsdrukken van het ideale gemiddelde gasvolume gas aan de dempingskamer wordt toe- dan wel 25 af gevoerd, met het kenmerk, dat ten behoeve van het dempen van de debietpulsaties de gewenste gasdrukkarakteristiek van de dempingskamer wordt vastgesteld, de momentane gasdrukkarakteristiek in de dempingskamer wordt vastgesteld en wordt vergeleken met de gewenste gasdrukkarakteristiek en op grond van deze vergelijking de gemiddelde positie 30 van de grenslaag in de dempingskamer wordt vastgesteld.

9. Werkwijze volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de 1030669’ * t« gewenste gasdrukkarakteristiek van de dempingskamer wordt vastgesteld aan de hand van de debietkarakteristiek.

10. Werkwijze volgens conclusie 8 of 9, met het kenmerk, dat op grond van de debietkarakteristiek van de pomp, het kamervol urne en een 5 gewenste positie van de grenslaag in de dempingskamer bij gemiddelde druk de momentane positie van de grenslaag in de dempingskamer wordt vastgesteld.

11. Werkwijze volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat op grond van de debietkarakteristiek van de pomp, het kamervol urne en de 10 positie van de grenslaag in de dempingskamer bij gemiddelde druk de bij het compressie- en expansie-gasvolume behorende compressie- en expansiedruk worden vastgesteld. 15 1030669*