NL2007299C2 - Pomp, pompsysteem en werkwijze voor het verpompen van medium. - Google Patents

Description

POMP, POMPSYSTEEM EN WERKWIJZE VOOR HET VERPOMPEN VAN MEDIUM

De onderhavige uitvinding betreft pomp, en meer in het bijzonder een pomp geschikt voor het pompen van brandstof, 5 olie en crude uit (gestrande) schepen en cargoruimten.

Uit de praktijk zijn pompen bekend die geschikt zijn voor het verpompen van medium, zoals brandstof. Een probleem met deze pompen is veelal dat deze niet in staat blijken een bepaald debiet te verpompen dat over een voldoende groot 10 werkgebied onafhankelijk is van de viscositeit van het medium.

In geval van het verpompen van een medium uit een gestrand schip en/of een cargoruimte is veelal beperkte ruimte beschikbaar. Uit de praktijk zijn bijvoorbeeld 15 dubbelwandige schepen bekend waarbij brandstoftanks tussen de wanden zijn voorzien. Deze brandstoftanks zijn voorzien van een brandstofleiding richting de motoren van het schip en aanvullend veelal van een aansluiting geschikt voor een peilmeting van het brandstofniveau en een 20 ventilatieaansluiting. Deze brandstoftanks blijken gevoelig voor lekkage bij optredende calamiteiten waardoor onder meer milieuverontreiniging op kan treden in dergelijke gevallen.

De onderhavige uitvinding heeft tot doel een pomp te voorzien die bovengenoemde problemen opheft of ten minste 25 vermindert.

Dit doel wordt bereikt met de schroefspindelpomp voor het verpompen van brandstof, olie en crude volgens de uitvinding, omvattende een inlaat, een uitlaat, een aandrijfbare spindel en ten minste twee volgspindels, 30 waarbij de aandrijfbare spindel en de ten minste twee volgspindels onder een onderlinge hoek met elkaar zijn voorzien.

2

Bijvoorbeeld, gezien in doorsnede, maakt de denkbeeldige lijn van het midden van een eerste volgspindel naar het midden van de aandrijfbare spindel / as een hoek met de denkbeeldige lijn van het midden van een tweede 5 volgspindel naar het midden van de aandrijfbare spindel.

Door het voorzien van een pomp met een aandrijfbare spindel en een tweetal, of meer, niet aangedreven / volgspindels kan een hoeveelheid medium worden verpompt. Dit betreft een zogeheten schroefspindel-pomp. Door de assen 10 onder een hoek te voorzien, dat wil zeggen niet op één lijn te voorzien, wordt bewerkstelligd dat de afmetingen van de pompbehuizing beperkt kunnen blijven. Hiermee wordt het bijvoorbeeld mogelijk de pomp in een vloeistofleiding, in het bijzonder een peil- of ventilatiebuis, te brengen 15 terwijl gelijktijdig een relatief grote pompcapaciteit realiseerbaar is. Dit maakt gebruik in een zogeheten "submersible oil recovery pump (SORP)"-toepassing mogelijk. Een dergelijke toepassing is bijvoorbeeld relevant indien brandstof, zoals zware olie, uit een brandstoftank, 20 bijvoorbeeld in de tussenruimte bij een dubbelwandig schip, gepompt dient te worden. Dit komt bijvoorbeeld voor in geval van een calamiteit zoals een gestrand schip. Op deze wijze kan met de pomp volgens de vinding schade aan de omgeving van het gestrande schip worden vermeden of in ieder geval 25 verminderen.

Bij voorkeur zijn de aandrijfbare spindel / as en de ten minste twee volgspindels voorzien volgens een visuele asymmetrische configuratie. Bij voorkeur zijn de aandrijfbare spindel en de ten minste twee volgspindels 30 hierbij in het bijzonder voorzien volgens een kracht- asymmetrische configuratie. Hiermee wordt verrassenderwijs een goed evenwicht tussen pompcapaciteit en pompafmetingen verkregen die in het bijzonder geschikt is gebleken in 3 bijvoorbeeld een "SORP"-toepassing, en andere soortgelijke toepassingen. Hiermee kan bijvoorbeeld schade aan de omgeving van een gestrand schip door lekkage van brandstof in relatief korte tijd worden vermeden of in ieder geval 5 verminderen.

Bijvoorbeeld zijn de aandrijfbare spindel / as en de ten minste twee volgspindels zodanig voorzien ten opzichte van elkaar dat het zwaartepunt van het samenstel van de aandrijfbare spindel / as en de volgspindels zich buiten het 10 centrum van de aandrijfbare spindel / as bevindt.

In een voordelige voorkeursuitvoeringsvorm volgens de uitvinding omvat de pomp een afdichtingsslurf (ook wel inner pipe seal).

Door het voorzien van een afdichtingsslurf kan de pomp 15 in een niet geheel vloeistofdichte buis worden gebracht voor het overpompen van een medium, zoals brandstof. De slurf is bij voorkeur van een kunststof zodanig dat deze op locatie op relatief eenvoudige wijze op lengte is te brengen. Door de slurf wordt lekkage tijdens het pompen met de pomp 20 volgens de vinding in hoofdzaak vermeden.

Bij voorkeur vouwt de kunststof uit in gebruik. Bij voorkeur is de slurf ontkoppelbaar verbonden met de pomp.

Het wordt opgemerkt dat het volgens de uitvinding ook mogelijk is de afdichtingsslurf afzonderlijk te voorzien, 25 dat wil zeggen zonder pomp of met een alternatieve pomp.

De onderhavige uitvinding heeft tevens betrekking op een pompsysteem voorzien van een pomp zoals bovenstaand beschreven.

Een dergelijk pompsysteem biedt dezelfde effecten en 30 voordelen als beschreven voor de pomp. In een voordelige uitvoeringsvorm is het pompsysteem voorzien van een T-stuk voor het inlaten van de pomp in een buis. Bij voorkeur zijn 4 openingen voorzien voor het doorlaten van hydrauliekslangen en het verpompte medium.

De uitvinding heeft voorts tevens betrekking op een werkwijze voor het verpompen van een medium, omvattende het 5 voorzien van een pomp en/of pompsysteem zoals bovenstaand beschreven.

Een dergelijke werkwijze biedt dezelfde voordelen en effecten als beschreven voor de pomp en/of pompsysteem. Verdere voordelen, kenmerken en details van de 10 uitvinding worden toegelicht aan de hand van een voorkeursuitvoeringsvorm daarvan, waarbij wordt verwezen naar de bij gevoegde figuren, waarin tonen: - Figuur 1, een doorsnede van een conventionele spindelpomp volgens de vinding; 15 - Figuur 2A, een dwarsdoorsnede van een conventionele spindelpomp; - Figuur 2B, een dwarsdoorsnede van de pomp volgens de vinding; - Figuur 3 en 4, aanzichten van de pomp uit figuur 2B; 20 - Figuur 5, een aanzicht van de pomp uit figuur 2B met afdichtingsslurf; - Figuur 6, een aanzicht van een T-stuk voor gebruik in het pompsysteem; - Figuur 7, een aanzicht van het voeren van de pomp uit 25 figuur 2B in een buis; - Figuur 8, een aanzicht van de afdichtingsslurf; - Figuur 9, een aanzicht van een T-stuk; en - Figuur 10, een aanzicht van een testopstelling.

Een pomp 1 (figuur 1) is voorzien van een centrale 30 aandrijfas / aandrijfspindel 2 en twee niet aangedreven assen / volgspindels 3. Spindels 2, 3 zijn aangebracht in een behuizing 4. In een conventionele pomp 5 (figuur 2A) liggen de aandrijfas 6 en spindelassen 7 op één lijn A en 5 zijn daarbij zowel visueel symmetrisch als krachtsymmetrisch.

In pomp 8 volgens de vinding (figuur 2B) liggen de aandrijfas 6 en beide spindelassen 7 niet op één lijn en 5 zijn daarbij asymmetrisch uit zowel visueel als kracht-oogpunt. De hartlijn B die de middelpunten van de eerste volgspindel en de aandrijfas 6 verbindt staat onder een hoek z met de hartlijn C die de middelpunten van de tweede volgspindel en de aandrijfas 6 verbindt. Het zal duidelijk 10 zijn dat bij gelijke afmetingen behuizing 9 van pomp 8 kleiner kan zijn dan van een conventionele pomp 5.

Pomp 8 (figuur 3 en 4) is aan de achterzijde 11 voorzien van een motor 10. In de getoonde uitvoering wordt motor 10 hydraulisch aangedreven met behulp van 15 hydrauliekslangen 12. In de getoonde uitvoeringsvorm is de lengte van pomp 8 zo'n 613 mm, de diameter zo'n 150 mm, en bedraagt het gewicht zo'n 50-60 kg. Aan voorzijde 13 bevindt zich een inlaat 14 waardoor brandstof kan worden aangezogen. Pomp 8 (figuur 4) is zodanig uitgevoerd dat een 20 pompcapaciteit van zo'n 70 m3/uur bij een druk van zo'n 3 bar en een viscositeit van zo'n 100 cSt bij zo'n 30 °C mogelijk is. De hydraulische specificaties hierbij zijn een maximale druk van 210 bar en een maximale stroom tussen de 54 en 63 1/min afhankelijk van het motor type.

25 Pomp 8 (figuur 5) kan worden voorzien van een afdichtingsslurf 15 waarmee lekkage van aangezogen brandstof naar de omgeving door openingen in een buis of pijp 16 waarin pomp 8 is geplaatst, wordt tegengegaan. Bijvoorbeeld is de buis of pijp 16 van het type DN250. Slurf 15 is in de 30 getoonde uitvoeringsvorm van een kunststof materiaal zodanig dat deze op een geschikte lengte af te snijden of te knippen is, afhankelijk van bijvoorbeeld de lengte van buis 16.

6

Bijvoorbeeld is de kunststof een kunststof die kan uitvouwen of uitzetten.

Buis 16 wordt bij voorkeur voorzien van een T-stuk 17 (figuur 6). T-stuk 17 is voorzien van een eerste flens 18 5 van DN200 aan de aanvoerzijde van het medium. Een tweede flens 19 van DN200 is voorzien aan de zijkant voor afvoer van het medium en een derde flens 20 van DN300 bij voorkeur voorzien van een deksel 21. Aan of nabij deksel 21 zijn openingen 22 met afdichtingen 23 voorzien voor het 10 doorvoeren van hydrauliekslangen 12.

Met behulp van een liersysteem 24 (figuur 7) kan pomp 8 in buis 16 worden gebracht. Andere manieren behoren ook tot de mogelijkheden. Slurf 15 (figuur 8) kan via flens 20 in buis 16 worden gebracht, samen met de pomp 8. Vervolgens is 15 deksel 21 (figuur 9) voorzien voor het afdichten van flens 20. In deze configuratie wordt slurf 15 opgehangen binnen het T-stuk, hierdoor kan de pomp er later weer uitgetrokken worden.

Uit testen is gebleken dat de pomp volgens de vinding 20 bij verschillende viscositeiten een pompcapaciteit heeft die over een groot werkgebied in hoofdzaak constant is. Zo is een pomp getest bij verschillende viscositeiten van 57.4, en 11.4 mm2/s bij een temperatuur van 36 respectievelijk 20°C en een druk van zo'n 3,0 bar, een toerental van 2600 tpm, een 25 NPSH ("net positive suction head") van 5.9 en 4.8 mWC

respectievelijk. De pompcapaciteit bij de drie verschillende viscositeiten bedroeg 1189 en 1173.3 1/min respectievelijk. Het opgenomen vermogen bedroeg bij de drie vergelijkende metingen 13.0, en 9.9 kW respectievelijk. Derhalve is de 30 pompcapaciteit bij de verschillende viscositeiten ongeveer constant.

Uit verdere testen is gebleken dat de pompcapaciteit nagenoeg constant blijft bij een verschildruk ten minste in 7 het bereik van 0-15 bar. Het verloop bij een capaciteit van 1200 1/min bedraagt over dit drukbereik minder dan 100 1/min bij de verschillende viscositeiten.

Uit testen met een testopstelling 25 (figuur 10), 5 waarbij brandstof uit tank 26 kan worden rondgepompt via instelbare stromingsweerstand 27, is gebleken dat pomp 8 gevoerd kan worden door verschillend gevormde buisdelen van buis 16.

Uit testen blijkt dat voering door een bocht van een 10 buis van 230 mm diameter mogelijk is. Dit geldt eveneens voor een 45° S-bocht bij een buisdiameter van 184 mm en een 70° bocht bij een buisdiameter van 230 mm.

Voor het verpompen van een medium wordt een pomp gevoerd in een pijp die in verbinding staat met een 15 brandstoftank. Dit betreft bijvoorbeeld een brandstoftank in een dubbelwandig schip waarbij de brandstoftanks tussen de beide wanden is voorzien. De pomp wordt in de pijp gebracht, bij voorkeur in combinatie met de afdichtingsslurf. Deze slurf voorkomt ongewenste lekkage van de verpompte brandstof 20 naar de omgeving. De pomp is voorzien van een motor die in een momenteel geprefereerde uitvoeringsvorm hydraulisch wordt aangedreven. De hydrauliekslangen en de afdichtingslurf worden met de pomp mee in de pijp gelaten.

De pomp zuigt de brandstof uit de tank en pompt deze in de 25 leiding. Bij voorkeur is de leiding voorzien van een T-stuk waar de hydrauliekslangen uit de pijp worden gevoerd en het uiteinde van de slurf intern aan bevestigd wordt. Het verpompte medium wordt via de andere zijde afgevoerd. Op deze wijze is een brandstoftank leeg te pompen en wordt 30 ongewenste lekkage vermeden.

De uitvinding is geenszins beperkt tot de bovenbeschreven voorkeursuitvoeringsvormen daarvan. De gevraagde rechten worden bepaald door de navolgende 8 conclusies binnen de strekking waarvan vele modificaties denkbaar zijn. Zo behoort het tot de mogelijkheden de pomp zoals bovenstaand beschreven ook in andere toepassingen in te zetten. Zo kan bijvoorbeeld worden gedacht aan het in een 5 oliepijp brengen van de pomp volgens de vinding, bijvoorbeeld bij storingen. Andere toepassingen volgens de vinding behoren ook tot de mogelijkheden.

Claims (16)

1. Schroefspindelpomp voor het verpompen van een brandstof, olie en crude, omvattende een inlaat, een uitlaat, een 5 aandrijfbare spindel en ten minste twee volgspindels, waarbij de aandrijfbare spindel en de ten minste twee volgspindels onder een onderlinge hoek met elkaar zijn voorzien.

2. Schroefspindelpomp volgens conclusie 1, waarbij de aandrijfbare spindel en de ten minste twee volgspindels zijn voorzien volgens een visuele asymmetrische configuratie.

3. Schroefspindelpomp volgens conclusie 2, waarbij de aandrijfbare spindel en de ten minste twee volgspindels zijn voorzien volgens een kracht-asymmetrische configuratie.

4. Schroefspindelpomp volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de pomp aan een uiteinde is voorzien van een inlaat.

5. Schroefspindelpomp volgens één van de voorgaande 25 conclusies, waarbij de inlaat en de uitlaat zijn voorzien in lengterichting van de pomp.

6. Schroefspindelpomp volgens één of meer van de voorgaande conclusies, waarbij de diameter van de pomp zo'n 150 mm 30 is.

7. Schroefspindelpomp volgens één of meer van de voorgaande conclusies, verder omvattende een afdichtingsslurf.

8. Schroefspindelpomp volgens conclusie 7, waarin de afdichtingsslurf van een kunststof is.

9. Schroefspindelpomp volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de ten minste twee volgspindels van een kleinere diameter zijn voorzien dan de aandrijfbare spindel.

10. Schroefspindelpomp volgens één of meer van de voorgaande conclusies, waarin de aandrijfbare spindel tussen de ten minste twee volgspindels is ingericht.

11. Schroefspindelpomp volgens één of meer van de 15 voorgaande conclusies, voorzien van een motor die hydraulisch wordt aangedreven.

12. Pompsysteem omvattende een schroefspindelpomp volgens één of meer van de voorgaande conclusies. 20

13. Pompsysteem volgens conclusie 11, omvattende een T-stuk voor het inlaten van de pomp in een buis.

14. Werkwijze voor het verpompen van een medium omvattende 25 het voorzien van een schroefspindelpomp en/of pompsysteem volgens één of meer van de voorgaande conclusies.

15. Werkwijze volgens conclusie 14, omvattende het in een 30 vloeistofleiding brengen van de pomp.

16. Werkwijze volgens conclusie 15, waarin de vloeistofleiding een peil- of ventilatiebuis is.