NL1042015B1

NL1042015B1 - In een bestaand vloeistofleidingnet invoegbare configuratie van componenten ten behoeve van het gedoseerd toevoegen van additieven aan een vloeistofleidingnet.

Info

Publication number: NL1042015B1
Application number: NL1042015A
Authority: NL
Inventors: Ten Kate Willem
Original assignee: Robertus Martinus Van Opdorp; Ten Kate Willem
Priority date: 2016-08-23
Filing date: 2016-08-23
Publication date: 2018-03-06
Also published as: EP3504431A1; WO2018038605A1; IL264936B; EP3504431B1; US11225953B2; CN109923307A; CN109923307B; US20190186476A1

Abstract

In een bestaand vloeistofleidingnet invoegbare configuratie van componenten ten behoeve van het gedoseerd toevoegen van additieven aan een vloeistofleidingnet, gekenmerkt door dat een of meer voor een van die componenten, zoals een doseerpomp, temperatuur en stroomsnelheidsmeters, samen zijn gebracht in één koppelstuk en dit koppelstuk is voorzien van enig in de stand van de techniek bekende vloeistofdichte koppeltechniek, waarmee de twee einden van een doorgehaalde horizontaallopende vloeistofleiding uit dat vloeistofnetwerk kunnen worden verbonden zonder het stroomkanaal te vernauwen en een daarop aangepaste elektromagnetisch lineair aangedreven reciprocerende doseerpomp zodanig op dat koppelstuk is aangesloten, dat deze met de lineaire verbinding tussen magnetische aandrijver en de zuiger van de pomp door het horizontaal gelegen stroomkanaal, ofwel door een naast dat stroomkanaal gelegen plaatselijke verruiming van dat stroomkanaal steekt, waarbij het elektromagnetisch aandrijfdeel, bestaande uit een cilinder en in daarin geplaatste aandrijver en een om die cilinder geplaatste spoel, onder de leiding uitsteekt en het daardoor aangedreven pompgedeelte boven de leiding uitsteekt en de uitstoot van de zuiger direct uitmondt in het stroomkanaaL

Description

In een bestaand vloeistofleidingnet invoegbare configuratie van componenten ten behoeve van het gedoseerd toevoegen van additieven aan een vloeistofleidingnet.

Gedoseerde toevoeging van stoffen aan een vloeistofleidingnet, zoals chloordioxide aan leidingwater, vindt in de regel plaats door een mengsel met een bepaald volumepercentage aan opgeloste vaste stof en een vloeistof in voorraad te houden in een buffervat en daarmee een op een vloeistofleidingnet aangesloten doseerpomp te bevoorraden.

Om precies te kunnen doseren aan de door dat leidingnet stromende vloeistof moeten ook metingen worden verricht, zoals de stroomsnelheid en temperatuur van de doorstromende vloeistof. Dat gebeurt b.v. met sensoren, die in of op de vloeistofleiding worden gemonteerd. Het probleem is dat de ruimte rondom die leidingen vaak beperkt is en latere montage van al die componenten in zo een bestaand vloeistofleidingnet moeilijk of zelfs onmogelijk blijkt. Temeer wanneer het agressieve stoffen betreft die moeten worden toegevoegd, omdat er dan ook nog ruimte moet worden gelaten voor het doen van onderhoud en controle van al die onderdelen. Dat betekent, dat de leiding in veel gevallen moet worden omgelegd en de voor dosering noodzakelijke componenten in of op die omgelegde leiding moeten worden gemonteerd. Daarmee is de dosering minder direct en dus minder effectief en wordt de doorstroming en de ordening verstoord en de omvang van het leidingnetwerk vergroot.

Het is het doel om de kans op mogelijke inpassing van noodzakelijke componenten voor dosering van, in het bijzonder corrosiegevaarlijke of agressieve, stoffen in een vloeistofleidingnet, te vergroten en de duurzaamheid te verhogen door de kans op corrosie te verminderen, en onderhoud te vereenvoudigen en controle op die componenten te verbeteren ten opzichte van de bestaande stand van de techniek.

Bekend is een water aangedreven pompconfiguratie, die direct op een, van de hoofdleiding afgetakte, omleiding wordt aangesloten, waardoor het water voor de aandrijving wordt geleid, bestaande uit een reciprocerende door de waterstroom aangedreven zuiger, die een in lijn gelegen doseerpomp aandrijft, waarbij het aangezogen additief wordt vermengd met de waterstroom. Deze doseerinrichting neemt in verhouding tot de hoofdleiding veel ruimte in beslag en kan niet direct op een hoofdleiding worden aangesloten omdat dan de doorstroming teveel zou worden belemmerd.. Bovendien is de hoeveelheid afgenomen additief afhankelijk van de stroomsnelheid en kan niet elektronisch worden geregeld.

Uit de verbrandingsmotortechnologie zijn doseerinrichtingen bekend, die direct op de leidingen worden gemonteerd. Daarbij worden additieven middels een elektromagnetisch aangedreven reciprocerende op de leiding gemonteerde pompinrichting computergestuurd toegevoegd, waarbij de aandrijving en het pompgedeelte in lijn zijn geplaatst en de vloeistof axiaal door de doseerinrichting wordt gevoerd. (DE 102008055611 Al) Niet alleen betreft het in al die gevallen een integraal met het leidingnetwerk ontworpen architectuur en niet zoals in de probleemstelling is gesteld een in een bestaande willekeurige omgeving inpasbaar deel, maar is er ook geen sprake van een corrosiegevaarlijke stof en is de pompinrichting ook niet geschikt voor het verplaatsen van agressieve stoffen omdat die ook door het corrosie gevoelige aandrijfgedeelte worden gevoerd.

De geformuleerde doelstelling wordt bereikt door alle of althans een aantal van de op, aan of in een vloeistofleiding aan te brengen componenten, zoals een doseerpomp, temperatuur en stroomsnelheidsmeters, ten behoeve van een gecontroleerde nauwkeurige dosering van een additief aan een vloeistofnetwerk samen te brengen in één koppelstuk en dit koppelstuk te voorzien van enig in de stand van de techniek bekende vloeistofdichte aansluiting, waarmee de twee einden van een doorgehaalde horizontaal lopende vloeistofleiding kunnen worden verbonden zonder het stroomkanaal te vernauwen en een daarop aangepaste elektromagnetisch lineair aangedreven reciprocerende doseerpomp zodanig op dat koppelstuk aan te sluiten, dat deze met de lineaire aandrijfas door het horizontaal gelegen stroomkanaal, ofwel door een naast dat stroomkanaal gelegen plaatselijke verruiming van dat stroomkanaal steekt, waarbij het elektromagnetisch aandrijfdeel, bestaande uit een cilinder en in daarin geplaatste magnetische aandrijver en een om die cilinder geplaatste spoel, onder de leiding uitsteekt en het daardoor aangedreven pompgedeelte boven de leiding uitsteekt en de uitstoot van de zuiger direct uitmondt in de door het stroomkanaal stromende vloeistof. Door deze opstelling wordt de lengte van de samenstelling meer gelijkelijk verdeeld over de weerszijde van de leiding gelegen ruimte en zal het additief altijd direct door de vloeistofleiding stromende vloeistof worden meegevoerd, ook in het geval de pomp zou lekken zal het elektromagnetisch aandrijfdeel van de doseerinrichting van het additief verschoond blijven en zal zich geen lucht kunnen accumuleren onder de magnetische aandrijver in de door een spoel omhulde cilinder, hetgeen anders de werking zou verstoren, waarbij de uitvinding voorziet in een zodanig beperkte open verbinding tussen de ruimte in de cilinder boven en onder de magnetische aandrijver, bijvoorbeeld door bepaling van de ruimte tussen de magnetische aandrijver en cilinderwand, dat in relatie tot de gekozen kracht van de elektromagnetische aandrijving, daarlangs voldoende vloeistof kan passeren om druk en vacuümvorming in de cilinder te voorkomen, die een goede werking zou verhinderen en dat niettemin voldoende weerstand wordt geboden om de niet aangedreven uitslaande bewegingen van de magnetische aandrijver telkens vóór het dode punt enigermate te dempen met het doel slijtage te verminderen.

De uitvinding stelt verder voor om de in lijn met elkaar verbonden elektromagnetisch voortbewogen magnetische aandrijver en de cilinder van de pomp zo te dimensioneren en de zuiger van de pomp door middel van bijvoorbeeld een snapverbinding eenvoudig demontabel met de magnetische aandrijver te verbinden, dat alle genoemde onderdelen in één beweging door één vloeistofdicht afsluitbare opening aan het pompeinde uit de behuizing kunnen worden getrokken en buiten die behuizing eenvoudig kunnen worden gedemonteerd en weer gemonteerd en teruggeplaatst, waardoor slijtagegevoelige delen zoals zuigerdichtingen, eenvoudig op slijtage kunnen worden gecontroleerd en snel kunnen worden vervangen.

De uitvinding stelt verder voor om het koppelstuk te voorzien van een opnamevoorziening voor stroomsnelheid en temperatuursensoren, zoals een koker waarin zo’n sensor door middel van dichtingen waterdicht kan worden gemonteerd. In het bijzonder van een montagevoorziening van een vloeistofstroommeter zoals omschreven in de octrooiaanvraag NL 1041675 vlak voor de verbinding met de vloeistofleiding.

De voordelen van de uitvinding zijn verruiming van de plaatsingsmogelijkheden, snelle montage, eenvoudige controle en onderhoud en vervanging van slijt gevoelige delen, directe afgifte van het additief in de hoofdstroom, waardoor ophoping wordt voorkomen en zelfs door slecht functioneren van de pomp overmatig uitgestoten additief altijd meteen wordt afgevoerd, waardoor de elektromechanische aandrijving vrijgehouden wordt van additief; regelbare dosering door instelling van het elektromagnetisch veld op basis van dicht bij de doseerpomp gedane metingen van snelheid en temperatuur van de vloeistofstroom middels in het koppelstuk in of tegen de vloeistofstroom aan gemonteerde stroomsnelheidsmeter en temperatuurmeter zoals beschreven in octrooiaanvraag NL 1041675.

Een mogelijke uitvoering van de uitvinding zal aan de hand van de Figuur 1 nader worden beschreven.

Figuur 1 laat een doorgaande vloeistofleiding (1) zien, die middels vloeistofdichte koppelingen 2 en 2” zijn verbonden met een koppelstuk (3) waar onderaan de elektromagnetische aandrijving is geplaatst, bestaande uit een spoel (4) en een middels die spoel opgewekt wisselend magnetisch veld op en neer bewogen magnetische aandrijver (5) is geplaatst, die door middel van een ontkoppelbare snapverbinding (6) is verbonden met een zuiger (10) van een bovenaan het koppelstuk (3) gemonteerde reciprocerende pompinrichting, die via een slang is verbonden met een reservoir (12) waaruit het additief wordt aangezogen. In deze uitvoering steekt de verbinding tussen magnetische aandrijver (5) en zuiger (10) door het stroomkanaal, maar zou ook door een plaatselijke verruiming van dat stroomkanaal kunnen steken, waardoor dat de in lijn met elkaar verbonden zuiger en aandrijver buiten het stroomgebied zou bewegen, maar toch een open directe verbinding blijft bestaan tussen de vloeistofstroom en de uitlaat van de zuiger. De door de spoel omhulde binnenkant van de cilinder en de buitenzijde van magnetische aandrijver (5) zijn voorzien van een beschermende kunststof laag en tussen die cilinder en de magnetische aandrijver is door bepaling van de passing in relatie tot de kracht van de magnetische aandrijving voldoende ruimte gelaten om bij het op en neer bewegen van de magnetische aandrijver (5) druk en vacuümvorming in de ruimte (8) in de cilinder onder de magnetische aandrijver (5) voor de beoogde werking in voldoende mate te compenseren en toch voldoende weerstand te laten bestaan om de niet aangedreven uitslaande bewegingen van magnetische aandrijver telkens vóór het dode punt enigermate te dempen, waardoor slijtage wordt tegengegaan.

De boven de leiding gelegen zuiger (10) is verbonden met een reservoir (12) en stoot het additief bij de persslag uit in doorgaande vloeistofleiding (1). Direct voor de koppeling waardoor de twee uiteinden van de vloeistofleiding (1) worden verbonden is voorzien in een montagevoorziening voor één of meer met een computer communicerende sensoren (14) voor het meten van bijvoorbeeld de stroomsnelheid of temperatuur of beide in de doorgaande leiding (1), voor doorgave aan een rekenprogramma waardoor de reciprocerende beweging van de magnetische aandrijver wordt aangestuurd.

Claims

Conclusie 1: In een bestaand vloeistofleidingnet invoegbare configuratie van componenten ten behoeve van het gedoseerd toevoegen van additieven aan dat vloeistofleidingnet met het kenmerk, dat de componenten nodig voor een gedoseerde toevoeging in één koppelstuk bijeen zijn gebracht, dat is voorzien van enig in de stand van de techniek bekende vloeistofdichte koppelingen, waarmee de twee uiteinden van een, voor inpassing van dat koppelstuk, doorgehaalde horizontaal lopende vloeistofleiding kunnen worden verbonden zonder het stroomkanaal te vernauwen. Conclusie
2: In een bestaand vloeistofleidingnet invoegbare configuratie van componenten ten behoeve van het gedoseerd toevoegen van additieven aan dat vloeistofleidingnet volgens conclusie 1 met het kenmerk dat een van de componenten elektromagnetisch lineair aangedreven doseerpomp is, die zodanig met het koppelstuk is verbonden, dat de lineaire verbinding tussen magnetische aandrijver en zuiger van de pomp door het stroomkanaal ofwel door een zijdelingse verruiming van dat stroomkanaal steekt en het elektromagnetisch aandrijfdeel bij voorkeur onder de leiding is geplaatst en het pompgedeelte zodanig boven de leiding is geplaatst dat de uitstoot van de zuiger direct uitmondt in dat stroomkanaal. Conclusie
3: In een bestaand vloeistofleidingnet invoegbare configuratie van componenten ten behoeve van het gedoseerd toevoegen van additieven aan dat vloeistofleidingnet volgens conclusie 1 en 2 met het kenmerk dat op het koppelstuk (3) direct voor de koppeling (2) met de vloeistofleiding (1) een voorziening is gevormd voor de los neembare bevestiging van een temperatuurmeter en of een stroomsnelheidsmeter in of tegen de vloeistofstroom. Conclusie
4: In een bestaand vloeistofleidingnet invoegbare elektromagnetisch lineair aangedreven reciprocerende vloeistofpomp volgens conclusie 2 met het kenmerk, dat door bepaling van de afstand tussen de magnetische aandrijver en de cilinderwand in samenhang met de te bepalen kracht van de elektromagnetische aandrijving, zodanige weerstand door druk en vacuümvorming onderin de cilinder wordt geregeld, dat deze door de magnetische aandrijfkracht kan worden overwonnen en de niet aangedreven beweging van magnetische aandrijver net vóór het dode punt wordt gedempt. Conclusie
5 : In een bestaand vloeistofleidingnet invoegbare elektromagnetisch lineair aangedreven reciprocerende vloeistofpomp ten behoeve van het gedoseerd toevoegen van additieven aan dat vloeistofleidingnet volgens conclusie 2, 3 en 4 met het kenmerk, dat de magnetische aandrijver en de binnenkant van cilinder, waarin de magnetische aandrijver heen en weer wordt bewogen, met een kunststof beschermlaag zijn bekleed. Conclusie
6: In een bestaand vloeistofleidingnet invoegbare elektromagnetisch lineair aangedreven reciprocerende vloeistofpomp ten behoeve van het gedoseerd toevoegen van additieven aan dat vloeistofleidingnet volgens conclusie 2, 3,4 en 5 met het kenmerk, dat de buitendiameter van de cilinder van het pompgedeelte en de en de diameter van de magnetische aandrijver (5) gelijk zijn en de magnetische aandrijver (5) en de zuiger (10) loskoppelbaar met elkaar zijn verbonden en als een geheel samen met de cilinder van het pompgedeelte via een vloeistofdicht afsluitbare opening aan de aanzuigzijde uit de pompinrichting kunnen worden getrokken en weer kunnen worden teruggeplaatst. Conclusie
7: In een bestaand vloeistofleidingnet invoegbare elektromagnetisch aangedreven doseerpomp met het kenmerk dat deze middels twee koppelingen tussen een vloeistofleiding (2) en (2”) wordt ingevoegd en de elektromagnetische aandrijving, bestaande uit een spoel (4) en een middels die spoel opgewekt wisselend magnetisch veld op en neer bewogen magnetische aandrijver (5) onder de vloeistofleiding is geplaatst, en een door middel van een ontkoppelbare lineaire verbinding(6) tussen met de zuiger (10) en magnetische aandrijver aan die elektromagnetische aandrijving gekoppelde reciprocerende pompinrichting (3) met de zuiger (10) boven de vloeistofleiding is geplaatst en de verbindingsas tussen magnetische aandrijver (5) en de zuiger (10) door het stroomkanaal, ofwel ook door een plaatselijke verruiming van dat stroomkanaal steekt en de zuiger bij de persslag het bij de aanzuigslag uit een reservoir aangezogen additief direct in het door de doseerpomp aan elkaar gekoppelde doorgaande stroomkanaal uitstoot. Conclusie
8: In een bestaand vloeistofleidingnet invoegbare elektromagnetisch aangedreven doseerpomp volgens conclusie 7 met het kenmerk dat deze is ingericht volgens de kenmerken uit conclusies 3, 4, 5 en 6