NO178244B

NO178244B - Device by unloading pump submerged in the cargo in a ship cargo tank

Info

Publication number: NO178244B
Application number: NO933729A
Authority: NO
Inventors: Oeyvind Tveit; Roald Haavardstun
Original assignee: Mohn Fusa As Frank
Priority date: 1993-10-18
Filing date: 1993-10-18
Publication date: 1995-11-06
Also published as: NO933729L; NO933729D0

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning ved lossepumpe som er neddykbar i lasten i en skipslastetank og som har et pumpeinnløp anordnet i eller ved en brønn ved bunnen av tanken, hvor pumpens impeller er utstyrt med en ekstra pumpedel, som er drivforbundet med pumpens impeller og som rager et vesentlig stykke foran pumpens impeller. The present invention relates to a device for an unloading pump which is submersible in the cargo in a ship's cargo tank and which has a pump inlet arranged in or at a well at the bottom of the tank, where the pump's impeller is equipped with an additional pump part, which is drive-connected to the pump's impeller and which protrudes a considerable distance in front of the pump's impeller.

Det er kjent forskjellige forslag til mating av pumpemedium fra en mate-impeller til en pumpes hoved-impeller. Nærmere bestemt er det foreslått å anbringe ned-strøms for hoved-impelleren en mate-impeller som induserer en pumpemediumstrøm til hoved-impelleren. Slike forslag fremgår av DE 1 045 237, DE 2 037 785, DE 2 545 736, Different proposals are known for feeding pump medium from a feed impeller to a pump's main impeller. More specifically, it is proposed to place downstream of the main impeller a feed impeller which induces a pumping medium flow to the main impeller. Such proposals appear in DE 1 045 237, DE 2 037 785, DE 2 545 736,

US 3 304 877 og US 3 588 280. I alle de nevnte publikasjo-ner passerer pumpemediumstrømmen først mate-impelleren og passerer umiddelbart deretter hoved-impelleren i et konti-nuerlig forløp i en sammenhengende strømningsbane. US 3,304,877 and US 3,588,280. In all the aforementioned publications, the pumping medium flow first passes the feed impeller and immediately then passes the main impeller in a continuous course in a continuous flow path.

Ved pumper av den innledningsvis angitte art er det av praktiske grunner vist en lossepumpe i form av en lang-strakt, stiv pumpeanordning som er lett demonterbar, dvs. blant annet lett nedsenkbar henholdsvis oppheisbar i for-hold til bunnen i lastetanken. Det er benyttet en pumpeimpeller som drives av en hydraulisk drevet motor via en kort drivaksel, idet pumpeimpelleren og pumpemotoren er innrettet til å anbringes like ved skipslastetankens bunn. I en praktisk utførelse blir innløpet til pumpen avgrenset mellom bunnen i lastetanken og pumpeanordningens motståen-de nedre parti. Avstanden mellom pumpeanordningens underside og bunnen i lastetankens brønn er avpasset etter strømningstverrsnittet gjennom pumpen. Normalt kan lossepumpen tømme lasten til et nivå ved pumpeanordningens underside og i praksis til et noe lavere nivå. Det blir følgelig tilbake en første lastrest i brønnen, dvs. i nivået under pumpeanordningens underside, samt en andre lastrest tilbake inne i selve pumpen. In the case of pumps of the kind indicated at the outset, for practical reasons, an unloading pump is shown in the form of an elongated, rigid pump device which is easily dismantled, i.e. easily lowered or raised in relation to the bottom of the cargo tank. A pump impeller is used which is driven by a hydraulically driven motor via a short drive shaft, as the pump impeller and the pump motor are designed to be placed close to the bottom of the ship's cargo tank. In a practical embodiment, the inlet to the pump is defined between the bottom of the cargo tank and the opposing lower part of the pump device. The distance between the underside of the pump device and the bottom of the cargo tank's well is adapted to the flow cross-section through the pump. Normally, the unloading pump can empty the cargo to a level at the underside of the pumping device and in practice to a somewhat lower level. Consequently, a first load residue is left in the well, i.e. at the level below the underside of the pump device, as well as a second load residue back inside the pump itself.

I praksis byr det på spesielle problemer å få tømt ut siste resten av lasten som ansamles mellom pumpeanordningens underside og lastetankens bunn. Det har hittil vært benyttet separate sugeanordninger til oppsamling av slike rester av lasten, dvs. spesielle sugeanordninger, som opererer uavhengig av selve lossepumpen. Herved har man kunnet suge opp restene ved hjelp av separat suge-anordning med separate drivorganer. In practice, it presents particular problems to empty out the last remaining cargo that accumulates between the underside of the pump device and the bottom of the cargo tank. Up until now, separate suction devices have been used to collect such remains of the cargo, i.e. special suction devices, which operate independently of the discharge pump itself. In this way, it has been possible to suck up the remains using a separate suction device with separate drive elements.

Med foreliggende oppfinnelse tar man sikte på å kunne løse problemet på en konstruksjonsmessig og drifts-messig enklere måte ved anvendelse av selve pumpeanordningen og dennes drivorganer til å fjerne nevnte rester i bunnen av lastetankens brønn. Samtidig tar man sikte på å kunne opprettholde effekten av pumpen i den vanlige tømmesekvens på et høyest mulig nivå. With the present invention, the aim is to be able to solve the problem in a constructionally and operationally simpler way by using the pump device itself and its drive means to remove said residues at the bottom of the cargo tank's well. At the same time, the aim is to be able to maintain the effect of the pump in the normal emptying sequence at the highest possible level.

Dette er løst ifølge oppfinnelsen ved at den ekstra pumpedel er innrettet for separat transport av en delstrøm av pumpemediet eller for transport av delstrømmen i tillegg til en hovedstrøm til pumpens impeller via et separat pumpeløp til pumpens impeller. This is solved according to the invention in that the additional pump part is arranged for separate transport of a sub-flow of the pump medium or for transport of the sub-flow in addition to a main flow to the pump's impeller via a separate pump run to the pump's impeller.

Ifølge oppfinnelsen oppnår man den fordel at den ekstra pumpedel eller ekstra impeller kan arbeide paral-lelt med pumpens impeller, dvs. pumpens hoved-impeller. Herved kan hovedstrømmen av pumpemediet passere utenom den ekstra pumpedel direkte til hoved-impelleren, under vanlig pumping, dvs. under vanlig tømmesekvens. Samtidig kan det under vanlig tømmesekvens etableres en ekstra delstrøm som kan passere i et eget løp, avgrenset fra hovedstrømmen, via den ekstra impeller til hoved-impelleren. I pumpens strippe-fase kan den ekstra impeller sikre en mere stabil tilførsel av pumpemedium til hoved-impelleren, sspesielt når hoved-impelleren suger inn luft og derved "slurper" inn pumpemedium i hoved-impelleren. Spesielt gunstig vir-ker den ekstra impeller når nivået for pumpemediet synker under hoved-impellerens innløp. According to the invention, the advantage is that the extra pump part or extra impeller can work in parallel with the pump's impeller, i.e. the pump's main impeller. Hereby, the main flow of the pumping medium can pass outside the additional pump part directly to the main impeller, during normal pumping, i.e. during a normal emptying sequence. At the same time, during the normal emptying sequence, an additional partial flow can be established which can pass in a separate flow, separated from the main flow, via the additional impeller to the main impeller. In the pump's stripping phase, the additional impeller can ensure a more stable supply of pump medium to the main impeller, especially when the main impeller sucks in air and thereby "slurps" pump medium into the main impeller. The additional impeller has a particularly beneficial effect when the level of the pumping medium drops below the inlet of the main impeller.

Ved løsningen ifølge oppfinnelsen har man for det første sikret en effektiv tømming av pumpemediet generelt, etterhvert som dette samles på undersiden av pumpeanordningen, og for det annet sikret en mulighet til å mate pumpemediet til pumpeanordningens impeller selv når væskenivået er sunket til under pumpeanordningens impeller. I praksis innebærer dette at den ekstra pumpedel kan sikre en jevnere strøm av pumpemedium til pumpeanordningens impeller spesielt i den pumpefase hvor det kan innsuges luftandeler i pumpens impeller. Herved kan man også oppnå en jevnere overgang fra normal tømming av last med pumpeanordningens hoved-impeller til avsluttende tømming av restlasten i lastetankens brønn ved hjelp av den ekstra pumpedel eller ekstra impeller. With the solution according to the invention, one has firstly ensured an effective emptying of the pump medium in general, as this collects on the underside of the pump device, and secondly ensured an opportunity to feed the pump medium to the pump device's impeller even when the liquid level has sunk below the pump device's impeller. In practice, this means that the additional pump part can ensure a more even flow of pump medium to the pump device's impeller, especially in the pumping phase where portions of air can be sucked into the pump's impeller. In this way, a smoother transition can also be achieved from normal emptying of cargo with the pump device's main impeller to final emptying of the residual cargo in the well of the cargo tank by means of the extra pump part or extra impeller.

Ytterligere trekk vil fremgå av den etterfølgende beskrivelse under henvisning til de medfølgende tegninger, hvori: Fig. 1 viser skjematisk en pumpeanordning ifølge oppfinnelsen, vist i sideriss. Fig. 2 viser et tverrsnitt av pumpeanordningens nedre ende. Fig. 3 viser i et første utsnitt av fig. 2, en før-ste detalj ifølge oppfinnelsen. Fig. 4 viser i et andre utsnitt av fig. 2 en andre, alternativ detalj ifølge oppfinnelsen. Fig. 5 viser den alternativ detalj vist i sideriss. I fig. 1 er det vist en lastetank 10 i et skip, hvor det er vist tankens 10 bunn 11 utstyrt med en brønn 12, hvori det er neddykket den nedre ende, dvs. en innløpsende 13 av en pumpeanordning 14. Pumpeanordningen 14 er innrettet til innledningsvis å neddykkes i selve lasten i tanken 10. Etterat størsteparten av lasten er losset starter en vanlig, etterfølgende strippeoperasjon. I fig. 1 er det i forbindelse med avslutningen av strippeoperasjonen antydet en lastrest 15 i brønnen 12 etterat pumpeanordningen 14 har tømt lasten på vanlig måte. Foreliggende oppfinnelse har særlig betydning i forbindelse med fjerningen av den nevnte lastrest 15, idet vanlig losseoperasjon innbefat-tende etterfølgende strippeoperasjon kan gjennomføres på vilkårlig måte. Further features will be apparent from the following description with reference to the accompanying drawings, in which: Fig. 1 schematically shows a pump device according to the invention, shown in side view. Fig. 2 shows a cross-section of the lower end of the pump device. Fig. 3 shows in a first section of fig. 2, a first detail according to the invention. Fig. 4 shows in a second section of fig. 2 a second, alternative detail according to the invention. Fig. 5 shows the alternative detail shown in side view. In fig. 1 shows a cargo tank 10 in a ship, where the bottom 11 of the tank 10 is shown equipped with a well 12, in which the lower end, i.e. an inlet end 13 of a pump device 14, is immersed. The pump device 14 is arranged initially to is immersed in the cargo itself in the tank 10. After most of the cargo has been unloaded, a normal subsequent stripping operation starts. In fig. 1, in connection with the end of the stripping operation, a cargo residue 15 is indicated in the well 12 after the pumping device 14 has emptied the cargo in the usual way. The present invention is of particular importance in connection with the removal of the aforementioned cargo residue 15, as the usual unloading operation including subsequent stripping operation can be carried out in any way.

I fig. 2 er det vist en foretrukket utførelse av pumpeanordningen 14 ifølge oppfinnelsen, hvor det til dens pumpeimpeller 16 er fastgjort en ekstra pumpeanordning eller pumpedel 17 via et til pumpeimpellerens 16 navparti 18 fastgjort festeorgan 19. In fig. 2 shows a preferred embodiment of the pump device 14 according to the invention, where an additional pump device or pump part 17 is attached to its pump impeller 16 via a fastening device 19 attached to the hub part 18 of the pump impeller 16.

Den ekstra pumpeanordning 17, i det etterfølgende betegnet som pumpedel 17, utgjør i det viste utførelses-eksempel en separat enhet som er demonterbart festet til selve pumpeimpelleren 16. Pumpedelen 17 omfatter en ytre husdel 20 med en innvendig skruegjenge dannende del 21 og en innerste kjernedel i form av en bolt 22. Bolten 22 er øverst utstyrt med en utvendig skruegjenge (ikke nærmere vist) som er innskrudd i motsvarende (ikke nærmere vist) indre skruegjenge i festeorganet 19. I det viste utfør-elseseksemplet er festeorganet 19 i form av en mutter som er fastsveiset til navpartiet 18 på pumpeimpelleren 16. Den innvendige skruegjenge dannende del 21 er langs den ene sidekant fastgjort til bolten 22 og langs motsatt sidekant fastgjort til husdelen 20, slik at delene 20-22 utgjør en sammenhengende stiv pumpedel. The additional pump device 17, hereinafter referred to as pump part 17, in the embodiment shown constitutes a separate unit which is demountably attached to the pump impeller 16 itself. The pump part 17 comprises an outer housing part 20 with an internal screw thread forming part 21 and an innermost core part in the form of a bolt 22. The bolt 22 is equipped at the top with an external screw thread (not shown in detail) which is screwed into a corresponding (not shown in detail) internal screw thread in the fastening element 19. In the embodiment shown, the fastening element 19 is in the form of a nut which is welded to the hub part 18 of the pump impeller 16. The internal screw thread forming part 21 is attached to the bolt 22 along one side edge and attached to the housing part 20 along the opposite side edge, so that the parts 20-22 form a continuous rigid pump part.

Det er i fig. 2 med en pil A antydet en hovedstrøm innad til pumpeimpellerens 16 innløp 16a og med en pil B antydet en delstrøm gjennom pumpedelen 17 til pumpeimpellerens 16 innløp 16a. Ved hjelp av husdelens 20 ytterflate 20a kan man danne en roterende ledeflate som kan lede hovedstrømmen A av pumpemediet på gunstig måte innad i pumpeimpellerens 16 innløp 13. It is in fig. 2 with an arrow A indicated a main flow inward to the inlet 16a of the pump impeller 16 and with an arrow B indicated a partial flow through the pump part 17 to the inlet 16a of the pump impeller 16. With the help of the outer surface 20a of the housing part 20, a rotating guide surface can be formed which can guide the main flow A of the pump medium in a favorable way into the inlet 13 of the pump impeller 16.

Som vist i fig. 2 har pumpedelens 17 husdel 20 sin nedstrømsende 20b anordnet over pumpeimpellerens 16 opp-strømsende, dvs. husdelens 20 øvre ende 20c rager et stykke oppad over pumpeimpellerens 16 nedre innløpsnivå (vist ved innløpet 13). Herved har man mulighet for ved hjelp av delstrømmen B gjennom pumpedelen 17 å sikre en kontinuer-lig pumpemediumtilførsel fra et lavtliggende nivå i lastetankens brønn sentralt til pumpeimpellerens innløpsparti. Ved intermittent innsuging av luft mot pumpeimpellerens innløpsparti i forbindelse med strippefasen har pumpedelen 17 en mulighet til å kompensere for dette ved tilførselen av pumpemedium via delstrømmen B. Ved den siste del av strippefasen, dvs. ved opphenting av pumpemediumresten fra brønnens 12 bunn, kan man sikre innmating av pumpemedium til pumpeimpellerens 16 innløpsparti 13 selv med impellerens nedre innløpsparti frilagt mot luften i tanken. Pumpeimpelleren 16 vil på sin side ved fortsatt drift holde på plass pumpemedium som er trukket innad i pumpeimpelleren 16 og vil ved hjelp av delstrømmen B sikre en ytterligere ifylling av pumpemedium i pumpeimpelleren 16 inntil luft trenger inn i pumpedelens 17 husdel 20 ved dennes nedre ende 20b. As shown in fig. 2, the downstream end 20b of the housing part 20 of the pump part 17 is arranged above the upstream end of the pump impeller 16, i.e. the upper end 20c of the housing part 20 projects a bit upwards above the lower inlet level of the pump impeller 16 (shown at the inlet 13). Hereby, with the help of partial flow B through the pump part 17, it is possible to ensure a continuous pump medium supply from a low-lying level in the well of the cargo tank centrally to the inlet part of the pump impeller. In case of intermittent intake of air towards the inlet part of the pump impeller in connection with the stripping phase, the pump part 17 has an opportunity to compensate for this by the supply of pumping medium via sub-flow B. During the last part of the stripping phase, i.e. when collecting the remaining pumping medium from the bottom of the well 12, one can ensure the supply of pumping medium to the inlet part 13 of the pump impeller 16 even with the lower inlet part of the impeller exposed to the air in the tank. The pump impeller 16 will, on its part, during continued operation, hold in place pump medium that has been drawn into the pump impeller 16 and, with the help of partial flow B, will ensure a further filling of pump medium in the pump impeller 16 until air penetrates into the housing part 20 of the pump part 17 at its lower end 20b .

I fig. 2 er det vist en ekstra forsenkning (sump) 23 i bunnen av brønnen 12, hvor det i et praktisk utførelses-eksempel er vist den nedre ende av pumpedelen 17 i forsenkningen 23. I praksis kan forsenkingen 23 eventuelt utformes annerledes enn vist heri, eksempelvis med mindre diameter enn vist i fig. 2, for derved å redusere mengden av restene av lasten i brønnen 12. In fig. 2, an additional depression (sump) 23 is shown in the bottom of the well 12, where in a practical embodiment example the lower end of the pump part 17 is shown in the depression 23. In practice, the depression 23 can possibly be designed differently than shown here, for example with smaller diameter than shown in fig. 2, thereby reducing the quantity of the remains of the cargo in the well 12.

Ved hjelp av forsenkningen 23 har man mulighet for å ansamle restene av lasten på et snevert område som lett kan betjenes av pumpedelen 17. Det er med heltrukket linje 25 i fig. 2 antydet et nivå som anskueliggjør gjenværende væskemengde i forsenkningen 23 etter praktisk mulig tøm-ming av pumpemedium fra forsenkningen 23 ved hjelp av pumpedelen 17, idet pumpemedium normalt faller tilbake fra pumpedelen 17 til forsenkningen 23 straks det suges luft inn i innløpet ved 20b til pumpedelen 17, dvs. straks væskespeilet i forsenkningen 23 faller under væskenivået 26 som vist med strekete linjer i fig. 2. Avstanden mellom forsenkningens 23 bunn og innløpet ved 20b til pumpedelen 17 er vist med en avstand a på eksempelvis 5 mm. Væske-mengden M som blir tilbake i forsenkningen 23, slik som vist i fig. 2 utgjør i praksis mellom 0,7 og 1 liter. With the aid of the recess 23, it is possible to accumulate the remains of the load in a narrow area which can be easily operated by the pump part 17. It is with solid line 25 in fig. 2 indicated a level which shows the remaining amount of liquid in the depression 23 after practically possible emptying of pump medium from the depression 23 by means of the pump part 17, as pump medium normally falls back from the pump part 17 to the depression 23 as soon as air is sucked into the inlet at 20b to the pump part 17, i.e. immediately the liquid mirror in the recess 23 falls below the liquid level 26 as shown by dashed lines in fig. 2. The distance between the bottom of the recess 23 and the inlet at 20b to the pump part 17 is shown with a distance a of, for example, 5 mm. The amount of liquid M that remains in the depression 23, as shown in fig. 2 is in practice between 0.7 and 1 litre.

Ved en typisk skipslastetank har pumpeanordningen en høyde fra bunnen av skipslastetanken til like over tank-luken på omtrent 20 meter mens øvrig losseutstyr på losse-stedet krever en ytterligere løftehøyde i en størrelsesor-den 10 meter. Med andre ord har pumpeanordningens impeller normalt et mottrykk på 30 meters væskehøyde, med et pumpetrykk på omtrent 30 bar. Det er vanlig ved neddykbare pumpeanordninger av kjent utførelse at det ved pumpetrykk av nevnte størrelsesorden foregår en betydelig utstrømning (lekkasje) av pumpemedium via øvre og nedre spalter 27 og 28 i pumpeanordningens pumpehus 29 mellom pumpeimpelleren In a typical ship's cargo tank, the pump device has a height from the bottom of the ship's cargo tank to just above the tank hatch of approximately 20 metres, while other unloading equipment at the unloading site requires a further lifting height of around 10 metres. In other words, the pump device's impeller normally has a back pressure of 30 meters of liquid height, with a pump pressure of approximately 30 bar. It is common with submersible pump devices of known design that, at pump pressures of the order of magnitude mentioned, a significant outflow (leakage) of pump medium takes place via upper and lower slits 27 and 28 in the pump device's pump housing 29 between the pump impeller

16 og tetningsanordningene i pumpehuset. 16 and the sealing devices in the pump housing.

Det er mulig, slik som vist skjematisk i fig. 3, å oppnå en viss avtetning av spaltene 27,28 ved å benytte slepetetningsringer 30,31. Men det relativt høye pumpetrykk P (30 bar eller høyere) gjør det vanskelig å sikre full avtetning av spaltene 27,28, slik at det allikevel kan foregå betydelig lekkasje via spaltene. It is possible, as shown schematically in fig. 3, to achieve a certain sealing of the gaps 27,28 by using drag sealing rings 30,31. But the relatively high pump pressure P (30 bar or higher) makes it difficult to ensure full sealing of the slots 27,28, so that considerable leakage can still occur via the slots.

For å sikre en effektiv avtetning av spaltene 27,28 er det som antydet i fig. 4 og 5 benyttet et sett skovler 32 anordnet i ringform på et nedre pumpeimpellerparti 33. Skovlene 32 er innrettet til i seg selv å bygge opp et sekundært pumpetrykk P'i tilhørende spalter 27,28 stort sett motsvarende til pumpetrykket P på 30 bar, slik at man kan hindre tilførsel av luft men samtidig kan hindre vesentlig lekkasje av pumpemedium utad fra pumpehuset. To ensure effective sealing of the gaps 27,28, as indicated in fig. 4 and 5 used a set of vanes 32 arranged in the form of a ring on a lower pump impeller part 33. The vanes 32 are arranged in themselves to build up a secondary pump pressure P' in the associated slots 27,28 largely corresponding to the pump pressure P of 30 bar, as that you can prevent the supply of air but at the same time prevent significant leakage of pump medium to the outside from the pump housing.

Claims

1. Device for unloading pump (14) which is submersible in the cargo in a ship's cargo tank (10) and which has a pump inlet (13) arranged in or at a well (12) at the bottom (11) of the ship's cargo tank (10), where the pump's impeller (16) is equipped with an additional pump part (17), which is drive connected to the pump's impeller (16) and which projects a significant distance in front of the pump's impeller, characterized by that the additional pump part (17) is arranged for the separate transport of a partial flow (B) of the pump medium or for the transport of the partial flow in addition to a main flow (A) to the pump's impeller (16) via a separate pump run to the pump's impeller (16).

2. Device in accordance with claim 1, characterized by that the pump part (17) is equipped with a housing part (20) with a separate internal pump barrel which supplies partial flow (B) of the pump medium directly to the inlet (13) of the impeller (16) and with an external guide surface (20a) which is arranged to guide a main flow (A) of the pump medium to the inlet (13) of the pump impeller (16).

3. Device in accordance with claim 2, characterized by that the upstream end (20c) of the housing part (20) is arranged above the downstream end (13) of the impeller (16).

4. Device in accordance with claim 2 or 3, characterized by that the pump part (17) comprises a rigid, preferably bolt-shaped core part (22), which is attached to the hub part (18) of the impeller (16), as well as a screw thread forming part (21), which forms the connection between the core part (22) and the housing part (20 ).

5. Device in accordance with one of claims 1-4, characterized by that a gap (27,28) between the pump impeller (16) and its enclosing pump housing (29) is sealed during the pump's operation by means of pump vanes (32) which are driven by the pump impeller (16) and which are arranged in said gap (27) ,28).