NL9001676A

NL9001676A - PUMP SYSTEM.

Info

Publication number: NL9001676A
Application number: NL9001676A
Authority: NL
Original assignee: Holthuis Bv
Priority date: 1990-07-24
Filing date: 1990-07-24
Publication date: 1992-02-17
Also published as: DE4124290A1; CA2047055A1

Description

PompsysteemPump system

De uitvinding heeft betrekking op een pompsysteem, voorzien van een verdringerpomp met een pendelleiding, welke pendelleiding aan een zijde via een eerste eenrichtingsklep is gekoppeld met een aanvoerleiding voor het uit de aanvoerleiding aanzuigen van een hoeveelheid medium in de pendelleiding en welke pendelleiding eveneens aan de ene zijde via een tweede eenrichtingsklep is gekoppeld met een afvoerleiding voor het uit de pendelleiding persen van een corresponderende hoeveelheid medium, waarbij het pompsysteem een op de andere zijde van de pendelleiding aangesloten en met de verdringerpomp gekoppelde gebogen leiding bezit.The invention relates to a pumping system, comprising a displacement pump with a pendulum pipe, which pendulum pipe is coupled on one side via a first unidirectional valve to a supply pipe for drawing an amount of medium into the pendulum pipe from the supply pipe and which pendulum pipe also on the one via a second unidirectional valve, it is coupled to a discharge line for pushing a corresponding amount of medium out of the shuttle line, the pumping system having a bent line connected to the other side of the shuttle line and coupled to the displacement pump.

Een dergelijk pompsysteem is bekend uit DE 30 12 028. Het hieruit bekende pompsysteem is voorzien van een in de pendelleiding naar de verdringerpomp aangebracht scheidings-element, dat beweegbaar is in een cilinder. Aan de van de pendelleiding afgekeerde zijde van het scheidingselement wordt in een voorraadvat opgeslagen werkmedium geïnjecteerd. De hoeveelheid geïnjecteerd werkmedium is altijd groter dan de lekverliezen langs het verdringerlichaam. Tegen het einde van een persslag van de verdringerpomp wordt de door het injecteren ontstane overmaat aan werkmedium gedwongen door een spleet, tussen het scheidingselement en de wand van de cilinder in de richting van het in de pendelleiding aanwezige, en mogelijk hete te verpompen medium, te passeren. De injectie van vers en koel werkmedium handhaaft een noodzakelijke lage werktemperatuur van de verdringerpomp, en zorgt ervoor dat het in het algemeen abrassieve en hete medium niet met de verdringerpomp in aanraking komt. Het nadeel van het in het Duitse document beschreven pompsysteem is onder meer dat een voortdurende, veelal ongewenste, verdunning van het te verpompen medium plaatsvindt. Voorts is een nadeel dat er voor het injecteren van vers werkmedium ventielen moeten zijn aangebracht, die ook een regelmatig onderhoud vragen. Bovendien is een regelmatig bijvullen van het voorraadvat met werkmedium noodzakelijk.Such a pumping system is known from DE 30 12 028. The pumping system known therefrom is provided with a separating element arranged in the shuttle line to the displacement pump, which is movable in a cylinder. Working medium stored in a storage vessel is injected on the side of the separating element remote from the pendulum line. The amount of working fluid injected is always greater than the leakage losses along the displacer body. Towards the end of a displacement stroke of the displacement pump, the excess working medium created by the injection is forced through a gap between the separating element and the wall of the cylinder in the direction of the medium contained in the pendulum and possibly hot to be pumped. pass. The injection of fresh and cool working medium maintains a necessary low operating temperature of the displacement pump, and ensures that the generally abrasive and hot medium does not come into contact with the displacement pump. The drawback of the pumping system described in the German document is, among other things, that there is a continuous, often undesired, dilution of the medium to be pumped. A further drawback is that valves must be provided for injecting fresh working medium, which also require regular maintenance. In addition, regular filling of the storage vessel with working medium is necessary.

Doel van de uitvinding is het verschaffen van een pompsysteem, waarin een membraanpomp kan worden benut voor het transporteren van in het bijzonder hete media en waarin het injecteren van een werkmedium in het te verpompen medium op de plaats van installatie van het pompsysteem niet noodzakelijk is.The object of the invention is to provide a pumping system in which a membrane pump can be used for transporting, in particular, hot media and in which the injection of a working medium into the medium to be pumped at the installation site of the pumping system is not necessary.

Daartoe bezit het pompsysteem overeenkomstig de uitvinding het kenmerk, dat de verdringerpomp een membraanpomp is, dat het pompsysteem een enerzijds met de gebogen leiding en anderzijds met de membraanpomp gekoppelde additionele leiding bezit, en dat het pompsysteem is voorzien van om de additionele leiding aangebrachte warmte-uitwisselende middelen.To this end, the pump system according to the invention is characterized in that the positive displacement pump is a membrane pump, the pump system has an additional pipe on the one hand with the curved pipe and on the other hand coupled to the membrane pump, and the pump system is provided with heat pipe arranged around the additional pipe. exchange resources.

Te dezer plaatse wordt opgemerkt dat onder de membraanpomp dient te worden verstaan een pomp die zijn pompwerking ontleent aan de beweging van een hermetisch afgesloten element. De beweging van dit element, dat bijvoorbeeld is uitgevoerd als membraan, balg, slang en dergelijke, kan worden opgelegd door een direct met het element gekoppelde, bijvoorbeeld hydraulisch, pneumatisch of mechanisch bewogen orgaan maar kan ook indirect geschieden, Indirect betekent dat de beweging van een verdringerlichaam zoals een zuigerplunjer op het hermetisch afgesloten element wordt overgebracht via een tussenmedium, veelal een vloeistof.At this point it is noted that the membrane pump is to be understood to mean a pump which derives its pumping action from the movement of a hermetically sealed element. The movement of this element, which is, for example, designed as a membrane, bellows, hose and the like, can be imposed by a member directly coupled to the element, for example hydraulically, pneumatically or mechanically moved member, but can also be done indirectly. Indirectly means that the movement of a displacer body such as a piston plunger is transferred to the hermetically sealed element via an intermediate medium, usually a liquid.

Het voordeel van het pompsysteem overeenkomstig de uitvinding is, dat door met name het toepassen van de additionele leiding kan worden bereikt, dat bij het periodiek in en uit de pendelleiding bewegen van het hete medium, het hete medium zelf niet nabij de membraanpomp komt, ook niet indien de membraanpomp eventueel een groot slagvolume bezit. Daardoor zal de warmte, die de additionele leiding opneemt uit het hete medium, in hoofdzaak geleidingswarmte zijn, waardoor de warmtecapaciteit van de warmte-uitwisselende middelen minimaal kan blijven, ondanks dat er een niet tegen de hitte van het medium bestand zijnde membraanpomp wordt toegepast om het hete medium van de aanvoerleiding naar de afvoerleiding te pompen. De verdringerpomp, kan in het pomp-systeem overeenkomstig de uitvinding, zodoende een uit een elastomeer materiaal vervaardigd verdringerlichaam bezitten.The advantage of the pump system according to the invention is that, in particular by using the additional pipe, it can be achieved that when the hot medium periodically moves in and out of the pendulum line, the hot medium itself does not come close to the membrane pump, also not if the diaphragm pump has a large swept volume. Therefore, the heat absorbed by the additional conduit from the hot medium will be mainly conductive heat, whereby the heat capacity of the heat exchanging means can remain minimal, despite the use of a diaphragm pump that is not resistant to the heat of the medium. pump the hot medium from the supply line to the discharge line. The displacement pump may, in the pump system according to the invention, thus have a displacer body made of an elastomeric material.

Er is in het pompsysteem overeenkomstig de uitvinding geen afzonderlijk werkmedium nodig. Indien een zeer heet medium wordt verpompt, kan, indien gewenst, alsnog een koelmedium nabij de membraanpomp worden geïnjecteerd, welk medium echter zonder bezwaar een van het te transporteren medium zelf afgescheiden gedeelte kan zijn, welk gedeelte dan wel eerst enigszins afgekoeld dient te zijn. Het gebruik van een van het te verpompen medium verschillend werkmedium is echter niet nodig.No separate working medium is required in the pump system according to the invention. If a very hot medium is pumped, it is still possible, if desired, to inject a cooling medium near the membrane pump, which medium can, however, be a part separated from the medium to be transported without any problem, which part must then have been slightly cooled. However, the use of a working medium different from the medium to be pumped is not necessary.

Een verder voordeel van het pompsysteem overeenkomstig de uitvinding is, dat het enigszins elastisch vervormbare hoekvormige leidinggedeelte, dat de pendelleiding, de gebogen leiding en de additionele leiding omvat, de mogelijkheid verschaft om bij temperatuursveranderingen een uitzetten en een inkrimpen van in het bijzonder dit hoekvormige leidinggedeelte toe te staan, zodat bij het verpompen van media met een temperatuur, die een groot bereik beslaat, wordt ondervangen dat er grote krachten optreden en er vervormingen in het pompsysteem optreden op plaatsen waar dit niet gewenst is.A further advantage of the pumping system according to the invention is that the somewhat elastically deformable angular pipe section, which comprises the pendulum pipe, the curved pipe and the additional pipe, provides the possibility to expand and contract in particular this angular pipe part in case of temperature changes. allow, so that when pumping media with a temperature covering a wide range, large forces are prevented and deformations occur in the pumping system in places where this is not desired.

Een uitvoeringsvorm van het pompsysteem overeenkomstig de uitvinding bezit het kenmerk dat het slagvolume van de verdringerpomp kleiner is dan het inwendige volume van de pendelleiding.An embodiment of the pump system according to the invention is characterized in that the displacement volume of the displacement pump is smaller than the internal volume of the shuttle line.

Het voordeel van deze uitvoeringsvorm van het pompsysteem overeenkomstig de uitvinding is, dat het meest nabij de membraanpomp gelegen punt, dat de begrenzing vormt van het inwendige volume van de pendelleiding, die telkens gevuld wordt met aangezogen medium, het zogeheten omkeerpunt, in de pendelleiding zelf ligt. Dientengevolge zal de warmte-afgifte van het hete medium slechts hoog zijn aan de pendelleiding zelf, en komt de additionele leiding niet in direct contact met het hete medium. Hierdoor kan, ten behoeve van het bereiken van een voldoende lage temperatuur nabij de membraan- pomp, de warmtecapaciteit van de warmte-uitwisselende middelen verder beperkt worden.The advantage of this embodiment of the pump system according to the invention is that the closest point to the diaphragm pump, which forms the boundary of the internal volume of the shuttle line, which is always filled with suctioned medium, the so-called reversal point, in the shuttle line itself lies. As a result, the heat output of the hot medium will only be high on the shuttle line itself, and the additional line will not come in direct contact with the hot medium. As a result, in order to achieve a sufficiently low temperature near the membrane pump, the heat capacity of the heat exchanging means can be further limited.

Bij voorkeur is de straal van de gebogen leiding tenminste gelijk aan anderhalf maal de inwendige diameter van de gebogen leiding.Preferably, the radius of the bent pipe is at least equal to one and a half times the internal diameter of the bent pipe.

In een volgende uitvoeringsvorm bezit het pompsysteem overeenkomstig de uitvinding het kenmerk dat de additionele leiding nagenoeg verticaal is opgesteld.In a further embodiment, the pump system according to the invention is characterized in that the additional pipe is arranged almost vertically.

Hiermede wordt bereikt, dat het omkeerpunt in de pendelleiding blijft liggen en niet door de gebogen leiding in de richting van de warmte-uitwisselende middelen en de membraanpomp beweegt. Door de werking van de zwaartekracht heeft het medium nabij de membraanpomp eerder de neiging om naar beneden te zakken en aldus het omkeerpunt naar de pendelleiding toe te drukken.This achieves that the reversal point remains in the shuttle line and does not move through the bent line in the direction of the heat exchanging means and the diaphragm pump. Due to the action of gravity, the medium near the diaphragm pump tends to sink down and thus push the reversal point towards the pendulum.

De uitvinding zal met haar verdere voordelen nader worden toegelicht aan de hand van de bijgaande tekening, welke een voorkeursuitvoeringsvorm toont van een pompsysteem overeenkomstig de uitvinding.The invention will be further elucidated with its further advantages with reference to the accompanying drawing, which shows a preferred embodiment of a pumping system according to the invention.

De figuur toont een pompsysteem 1, dat een aanvoer-leiding 2 en een afvoerleiding 3 omvat. Het pompsysteem 1 omvat voorts een gedeeltelijk getoonde verdringerpomp 4 voor het aanzuigen van een medium 5, zoals een slurrie, uit de aanvoerleiding 2 via een eerste eenrichtingsklep 6 in een, in het algemeen horizontaal geplaatste pendelleiding 7. Het aanzuigen van het medium 5 geschiedt in een zuigfase, welke wordt gevolgd door een persfase, waarin het medium 5 dat zich in de pendelleiding 7 heeft verzameld via een tweede eenrichtingsklep 8 in de hierop aangesloten afvoerleiding 3 wordt geperst. De beide eenrichtingskleppen 6 en 8 zijn in de weergegeven uitvoeringsvorm als kogelkleppen uitgevoerd, waarbij gedurende de zuigfase de klep 6 opent en de klep 8 sluit en gedurende de persfase de klep 6 gesloten is en de klep 8 geopend wordt.The figure shows a pump system 1, which comprises a supply line 2 and a discharge line 3. The pump system 1 further comprises a partially shown displacement pump 4 for drawing a medium 5, such as a slurry, from the supply pipe 2 via a first unidirectional valve 6 in a generally horizontally arranged shuttle pipe 7. The suction of the medium 5 takes place in a suction phase, which is followed by a pressing phase, in which the medium 5 which has collected in the shuttle line 7 is pressed via a second unidirectional valve 8 into the discharge line 3 connected thereto. The two unidirectional valves 6 and 8 in the shown embodiment are designed as ball valves, wherein during the suction phase the valve 6 opens and the valve closes 8 and during the pressing phase the valve 6 is closed and the valve 8 is opened.

Ter plaatse A is in de pendelleiding 7 het omkeerpunt of de grenslaag aangegeven, welke het punt aangeeft tot waar aangezogen medium 5 in de pendelleiding 7 verblijft alvorens hieruit weer te worden verwijderd.At location A, in the shuttle line 7, the reversal point or the boundary layer is indicated, which indicates the point to which suctioned medium 5 remains in the shuttle line 7 before being removed from it again.

Een gebogen leiding 9 is met de pendelleiding 7 gekoppeld en met de gebogen leiding 9 is een leiding 10 gekoppeld, welke bij voorkeur verticaal is geplaatst. Rondom de leiding 10 bevinden zich warmte-uitwisselende middelen 11, welke in het algemeen een warmtewisselaar zullen bevatten, welke doorstroomd kan worden met koelvloeistof op een wijze en met behulp van middelen die niet in de figuur zijn weergegeven.A curved pipe 9 is coupled to the shuttle pipe 7 and a curved pipe 9 is coupled to a pipe 10, which is preferably placed vertically. Surrounding conduit 10 are heat exchanging means 11, which will generally include a heat exchanger which can be flowed through with coolant in a manner and by means not shown in the figure.

De verdringerpomp 4 is uitgevoerd als een membraanpomp en bezit een membraan 12, dat is aangebracht in een pomphuis 13, dat met de leiding 10 is gekoppeld. De membraanpomp is voorzien van een zuigerstang 14, welke door middel van passende aandrijfmiddelen heen en weer wordt bewogen. Aan de zuigerstang 14 is een verdringerlichaam 15 bevestigd, dat beweegbaar is in een cylinder 16. De zuigerstang 14 kan, indien gewenst, direkt het membraan 12 in een heen en weer gaande beweging brengen, doch dit kan ook plaatsvinden door middel van een in de figuur getoond tussenmedium 17, dat door het verdringerlichaam 15 heen en weer wordt bewogen en deze beweging doorgeeft aan het membraan 12. De heen en weer gaande beweging van het membraan 12 veroorzaakt de respectievelijke zuig- en persfase, waardoor het medium 5 van de aanvoerleiding 2 naar de afvoerleiding 3 wordt getransporteerd. De hoeveelheid warmte, die hierbij het tegen deze warmte te beschermen membraan 12 bereikt is minimaal, doordat het naar verhouding hete medium 5 op een betrekkelijk grote afstand staat van dit membraan 12, zodat de warmte, die het hete medium 5 bezit dat zich rechts van A bevindt, slechts door geleiding het gedeelte links van A kan bereiken. Indien het medium links van A is opgewarmd, wordt deze overtollige warmte afgevoerd door middel van de warmte-uitwisselende middelen 11, waardoor uiteindelijk het membraan 12 slechts zeer licht in temperatuur zal stijgen door toedoen van het hete medium.The displacement pump 4 is designed as a diaphragm pump and has a diaphragm 12, which is fitted in a pump housing 13, which is coupled to the pipe 10. The diaphragm pump is provided with a piston rod 14, which is moved to and fro by means of suitable drive means. A displacement body 15, which is movable in a cylinder 16, is attached to the piston rod 14. The piston rod 14 can, if desired, directly cause the membrane 12 to reciprocate, but this can also take place by means of a Figure 17 shows intermediate medium 17, which is moved back and forth by the displacer body 15 and transmits this movement to the membrane 12. The reciprocating movement of the membrane 12 causes the respective suction and pressing phase, whereby the medium 5 of the supply line 2 is transported to the discharge pipe 3. The amount of heat which hereby reaches the membrane 12 to be protected against this heat is minimal, in that the relatively hot medium 5 is at a relatively great distance from this membrane 12, so that the heat which the hot medium 5 has on the right of A, can only reach the part to the left of A by guidance. When the medium to the left of A is heated, this excess heat is dissipated by means of the heat exchanging means 11, as a result of which the membrane 12 will only rise very slightly in temperature through the addition of the hot medium.

De membraanpomp kan van het type zijn welke enkel-werkend is, op de wijze zoals zojuist toegelicht, doch deze kan eventueel ook van een dubbelwerkend type zijn, in welk geval zich ook links van het verdringerlichaam 15 een tussenmedium bevindt, dat in staat is om een niet weergegeven membraan in beweging te brengen en een verder pompsysteem te bedrijven. Indien gewenst kunnen vanzelfsprekend ook meerdere arallelle niet weergegeven zuigerstangen zijn aangebracht met, naar wens, enkelvoudig of dubbelvoudig werkende verdrin-gerpompen.The diaphragm pump may be of the single-acting type, as just explained, but it may optionally also be of a double-acting type, in which case, to the left of the displacer body 15, is an intermediate medium capable of set a diaphragm (not shown) into motion and operate a further pumping system. If desired, a plurality of parallel piston rods (not shown) can of course also be provided with, if desired, single or double-acting displacement pumps.

In het algemeen zal het slagvolume van de verdringer-pomp 4 bij voorkeur kleiner zijn dan het inwendige volume van de pendelleiding 7, zodat de grenslaag A in de pendelleiding 7 gelegen zal blijven. Indien gewenst, kan gekoeld medium, dat hetzelfde medium kan zijn als het medium 5 aan de bovenzijde in het pomphuis 13 worden toegevoerd, teneinde te bereiken dat de grenslaag A daadwerkelijk in de pendelleiding 7 zal blijven liggen.In general, the displacement volume of the displacement pump 4 will preferably be smaller than the internal volume of the shuttle line 7, so that the boundary layer A will remain in the shuttle line 7. If desired, cooled medium, which may be the same medium as the medium 5, can be fed into the pump housing 13 at the top in order to ensure that the boundary layer A will actually remain in the shuttle line 7.

Bij voorkeur is de straal van de gebogen leiding 9 gelijk aan ongeveer anderhalf maal de inwendige diameter van de leiding 9, zodat zich hier ter plaatse geen verstoppingen zullen voordoen.Preferably, the radius of the bent conduit 9 is equal to about one and a half times the internal diameter of the conduit 9, so that no blockages will occur here.

Claims

1. Pump system, comprising a positive displacement pump with a pendulum pipe, which pendulum pipe is coupled on one side via a first unidirectional valve to a supply pipe for drawing an amount of medium from the supply pipe into the pendulum pipe and which pendulum pipe also on one side via a second unidirectional valve is coupled to a discharge line for pushing a corresponding amount of medium out of the shuttle line, the pumping system having a bent pipe connected to the other side of the shuttle line and coupled to the displacement pump, characterized in that the displacement pump is a diaphragm pump, which the pump system has an additional pipe coupled to the curved pipe on the one hand and to the membrane pump on the other hand, and that the pump system is provided with heat exchange means arranged around the additional pipe.

A pump system according to claim 1, characterized in that the displacement volume of the displacement pump is less than the internal volume of the shuttle line.

Pump system according to claim 1 or 2, characterized in that the radius of the bent pipe is at least equal to about 1.5 times the internal diameter of the bent pipe.

Pump system according to one of claims 1, 2 or 3, characterized in that the additional pipe is arranged almost vertically.

A pump system according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the pump system has a gear unit coupled to at least one single or multiple functioning displacement body of a displacement pump.