NO761511L - - Google Patents

Abstract

Neddykkbar pumpe.

Description

Oppfinnelsen vedrører en neddykkbar pumpe for væsker, særlig flytende last, hvilken pumpe har en drivmotor som er forbundet med et pumpeorgan med en kort drivaksel som er omgitt av et gassfyllt område som adskiller drivmediet fra væsken som skal pumpes. En slik pumpe med hydraulisk drift er kjent fra US-patent-skrift nr. 3 57^ ^87.

Ved denne kjente pumpe er det mellom en første og andre akseltetning anordnet et dreneringskammer. I dette dreneringskam-

mer hersker det et trykk som er lavere enn i væsken som skal pum-

pes og i det hydrauliske medium. I dette kammer opptas enhver te-kasje fra de to media. En hjelpepumpe er anordnet i dreneringskammeret for tømming av oppfanget lekkasje. Denne konstruktive ut-førelse baserer seg på den forutsetning at det ikke er mulig å

tette en roterende aksel på en pålitelig måte mot alle slags væs-

ker og at man derfor positivt skal sikre at den uunngåelige lekkasje samles opp og fjernes på en pålitelig måte.

Denne kjente pumpe har den ulempe at hjelpepumpen som benyttes for fjerning av lekkasjen, må arbeide kontinuerlig eller intermiterende så lenge pumpen er neddykket i en væske og også så lenge som det hersker et trykk i det hydrauliske system som er høyere enn trykket i dreneringskammeret.

Da hjelpepumpen for fjerning av lekkasje er en ejektor-pumpe, kreves en relativt stor trykkgassmengde, luftmengde eller dampmengde, hvilken fordyrer driften av pumpen.

En annen ulempe er at last og hydraulisk olje møtes i dreneringskammeret, hvilken kan gi en kjemisk reaksjon som kan medføre ødeleggelser i tømmeutstyret, f.eks. forstyrre ejektorpum-pen eller tømmerøret.

En annen ulempe er at pumping av lekkasje ved hjelp av hjelpepumpen er den eneste mulighet for sjekking av akseltetninge-nes funksjon. Av det faktum at væske ikke pumpes opp kan man imid- lertid ikke slutte at én akseltetning er i orden, da en uteblivel-se av lekkasjevæske også kan skyldes et tilstoppet sugerør i ejek-torpumpen.

Foreliggende oppfinnelse tar sikte på å tilveiebringe en neddykkbar pumpe med hydraulisk eller elekstrisk drift, hvilken pumpe ikke er beheftet med de foran nevnte ulemper. For å oppnå dette er det nevnte område i pumpen forbundet med et organ som kan tilføre gass under trykk som overskrider trykket i pumperommet og motorrommet, nær området, og at det er anordnet et organ for måling av dette trykk.

Ved en slik utførelse vil man ikke få lekkasje gjennom akseltetningene i tilfelle åv utilstrekkelig tetning, og man får derfor heller ingen forurensning av væsken som skal pumpes med hydraulisk smøremiddel. Når det benyttes hydraulisk drift unngår man også en forurensning av det hydrauliske medium med den væske som skal pumpes. Forbruket av trykkgass blir betraktelig redusert og driftsomkostningene blir derfor mindre. Ved eventuell lekkasje kan man sjekke dette på en mer effektiv måte. Da det ikke forefinnes noen hjelpepumpe for fjerning av lekkasje, kan denne heller ikke bli defekt.

Medden utførelse kan det gassfyllte område omslutte både en del av drivakselen og den hydrauliske drivmotor, hvilket begrenser lekkasjetap.

Når den neddykkbare pumpe er forsynt med en flens, for montering i en åpning i eniTiate, f.eks. et skipsdekk, kan gass-tilførselsorganet være i form av et rør som opptar deler av drivmotoren, de hydrauliske ledninger og lekkasjeledningen for drivmediet. Røret strekker seg til over flensen på pumpen og er på dette sted forsynt med en trykkmåler og et innløpsorgan for trykkgass.

Over dekk er røret forbundet med et trykkgassanlegg

ved hjelp av en enveisventil og eventuelt en trykkreduksjonsventil.

Fra nederst i kammeret mellom akseltetningene er det en ledning som førec til over dekk. Denne ledning er forsynt med en anordning for måling av trykket. Det kan eventuelt også anordnes fjernmåleutstyr og en sperrevehtil som bare brytes ved en såkalt "breakdown" for å sjekke om væske har trengt inn i kammeret.

Enveisventilene tjener til å hindre at trykket i kammeret og i tilførselsrøret faller i tilfelle av et sammenbrudd i trykkgassanlegget. Kammeret er dessuten utformet slik og akseltetningene er anordnet slik at i tilfelle av at gassovertrykket i kammeret blir borte vil den ennå tilgjengelige gass (dersom en akseltetning lekker), komprimeres på en slik måte at det etable-

res en trykklikevekt mellom kammeret og mediet på den andre si-

den av tetningen. Dette skjer før væskenivået i kammeret når akseltetningen, slik at man derved hindrer ytterligere lekkasje og forurensning av det flytende medium. Etter gjenoppretting av gasstrykket i kammeret kan eventuelt inntrengt væske fjernes ved å

åpne sperreventilen i styreledningen.

For å hindre hydraulisk olje i å trenge inn i gasstil-førselsrøret og kammeret i tilfelle av lekkasje eller brudd i de hydrauliske oljerør, bør en fjærbelastet trykkavlastningsventil bygges inn i styreledningen over dekk og foran sperreventilen.

En bedre beskyttelse mot følgenéoav lekkasje eller

brudd i de hydrauliske oljerør kan oppnås ved å forsyne gasstil-førselsrøret med en fjærbelastet trykkavlastningsventil hvis inn-

løp har en ledning som strekker seg til den nederste enden av til-førselsledningen, idet innløpet til enveisventilen mellom tilfør-selsledningen og kammeret er forsynt med en ledning som strekker seg opp til toppen av gasstilførselsledningen.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere under henvisning

til tegningene hvor

Fig. 1 viser et snitt gjennom en hydraulisk drevet neddykkbar pumpe montert ombord i et skip, Fig. 2 viser en forenklet anordning for beskyttelse mot hydraulisk oljelekkasje, Fig. 3 viser en anordning for lekkasjekontroll av akseltetningene, av den type hvor sperreventilen i styreledningen kan forbli lukket under sjekkingen.

Pumpen i fig. 1 består i hovedsaken av en hydraulisk drivmotor 1, som er tilknyttet selve pumpen 3 med en mellomdel 2.

Pumpen 3 består i hovedsaken av et pumpehus 4 som via benett 5 er tilknyttet et stigerør 6 som fører opp til over dekk.

Over dekk kan stigerøret tilknyttes et lossesystem. I pumpehuset

4 er det anordnet et løpehjul 7 som er montert på en aksel 8 fra drivmotoren 1.

Mellom delen 2 danner et kammer 9 sammen med den øvre

del av pumpehuset 4. Dette kammer 9 er tettet på pumpesiden ved

hjelp av en tetning 10 rundt akselen 8. Mot det hydrauliske medium er kammeret 9 avtettet med en akseltetning 11. Rommet 12 i mellomdelen 2 er fyllt med lekkasjeolje fra drivmotoren 1. Denne olje går ut gjennom én ledning 13 til en ikke vist beholder i det hydrauliske system. Rommet 14 over løpehjulet 7 er fyllt med det produkt som skal pumpes. Når pumpen roterer tilveiebringes det en strømning i rommet 14 da produktet går inn i dette rom langs løpe-hjuletslslitering og går tilbake til tanken gjennom en avlastnings-kanal 15. Trykkgass innføres i kammeret 9 fra et hus 16 gjennom en. enveisventil 17 helt til gasstrykket i kammeret 9 overskrider trykket til væskene i rommene 12 og 14, slik at ingen væsker kan lekke inn i kammeret 9 gjennom akseltetningene 10 og 11.

Fra nederst i kammeret 9 går det en ledning 18 som strekker seg opp til over flensen 19*og er lukket med en ventil 20. Denne ventil kan være en enkel avstengningsventil eller kan være en fjærbelastet, regulerbar avlastningsventil som kan åpnes mot fjærbelastningen. Flensen 19 kan festes til skipsdekket. Ventilen 20 åpnes bare når man ønsker å sjekke om det er væske i kammeret 9- Når ventilen 20 samtidig er utført som avlastningsventil, vil den åpne når trykket i ledningen 18 overskrider et bestemt inn-stilt trykknivå. Derved beskyttes kammeret 9 mot et for høyt væs-kenivå. Kammeret 9 er slik utformet at væske som trenger inn vil komprimere gassen mot den lukkede enveisventil 17 til omtrent 1/3 av det opprinnelige volum, før væskenivået kan nå akseltetningen 11. En trykkmåler 21 er tilkoblet ledningen 18 mellom ventilen 20 og dekkflensen 19. Ved hjelp av denne trykkmåler kan trykket i ledningen 18 og i kammeret 9 sjekkes. Trykkmåleren 21 kan også væ-re forsynt med fjernmåleutstyr eller med en trykkalarmbryter. Den hydrauliske drivmotor 1 har et turrør 22 og et returrør 23 for det hydrauliske trykkmedium. Gasstilførselsledningen 16 er utført slik at de øvre deler av drivmotoren 1, turrøret 22, returrøret 23 og lekkasjetømmerøret 13 såvel som eventuelle andre rør opptas i gasstilførselsledningen. Hydraulisk medium som eventuelt lekker fra et rør eller fra motoren vil gjennom ventilen 17 gå inn/ i kammeret 9. Over dekkflensen 19 er gasstilførselsledningen 16 forsynt med en trykkmåler 24 og er over en enveisventil 25 og eventuelt en reduksjonsventil 26 tilknyttet et trykkgassanlegg (ikke vist). Akseltetningene 10 og 11 er av en type som kan tette for en gass under overtrykk over et lengre tidsrom uten lekkasje, både når akse-o ;len går og når den står stille. Dette betyr at forbruket av trykkgass vil være minimalt. Trykkgassanlegget kan derfor ha en meget enkel konstruksjon. ;Pumpen kan forsynes med en anordning som vist i fig.;2 for å hindre lekkasje av hydraulisk medium (olje). En avlastningsventil 27 er forbundet med toppen av gasstilførselsledningen 16. Ventilens innløp 28 er gjennom en ledning 29 forbundet med rommet inne i ledningen 16 like over mellomdelen 2. Avlastningsventilen 27 er regulerbar og kan åpnes mot fjærbelastning. Enveisventilen 17 har på sin innløpsside et rør 30 som strekker seg oppover gjennom gasstilførselsledningen 16. Røret 30 er åpent mot gasstilførselsledningen nær toppen. Ventilen 20 ved slutten av røret 18 er utført som en enkel avstengningsventil. I tilfelle av lekkasje vil hydraulisk olje trenge inn i gasstilførselslednin-gen 16 og presse sammen gassen i ledningen helt til avlastningsventilen 27 åpner. Gassen trykker da olje som trenger inn, ut gjennom ledningen 29 og avlastningsventilen 27- Oljen hindres derfor i å gå inn i kammeret 9> Trykkmåleren 24 kan være forsynt med en alarmbryter. Enveisventilen 25 sikrer at gasstrykket i tilfør-selsledningen 16 og således også i kammeret 9 opprettholdes. Dersom gasstrykket i tilførselsledningen 16 faller som følge av en eller annen forstyrrelse vil enveisventilen 17 sikre at trykket i kammeret 9 opprettholdes. ;Gasstrykket kan bare synke helt til det oppstår en trykklikevekt mellom gassen i kammeret 9 og mediet i de respekti-ve rom 14 og/eller 12 dersom det forefinnes en lekkasje i tetnin-gene 10 og/eller 11. ;Når trykkgassanlegget ikke virker og man gjør en feil-operasjon, f.eks. at man åpner ventilen 20, kan gasstrykket synke helt ned til atmosfæretrykket. Dersom i så tilfelle en akseltetning 10 eller 11 lekker vil væske trenge inn i kammeret 9- Væsken vil samle seg nederst i kammeret 9 og vil trykke sammen gassen som forefinnes i kammeret. Det skyldes at enveisventilen 17 er lukket. Sammentrykkingen skjer helt til det er oppnådd en trykklikevekt, og da stopper væskeinntrengningen. En del av den innlek-kede væske vil stige opp i røret 18, til et nivå som står i for-hold til væsketrykket i rommet 14 og/eller 12. ;Etter at gasstilførselen er gjenopprettet igjen, kan lekkasjen fjernes fra kammeret 9 ved a åpne ventilen 20 helt til det ikke lenger går mere væske gjennom ledningen 18. ;Når det er ønskelig å fastslå om lekkasje har funnet sted, uten å åpne ventilen 20, kan pumpen forsynes med en trykk-styreanordning som vist i fig. 3- ;En trykkmåler 31 er gjennom en trang ledning 32 forbundet med en-øvre del av kammeret 9- I ledningen 18 er det over dekkflensen 19 innkoblet en gassakkumulator 33»hvis volum er større eller lik volumet i kammeret 9- Gassakkumulatoren 33 er forsynt med en trykkmåler 21. ;For forklaring av virkemåten viser fig. 3 en situasjon som oppstår ved en lekkasje. Væsken som trenger inn, har kompri-mert gassen i kammeret 9 og i ledningen 18 med akkumulatoren 33*

og har steget opp i ledningen 18. Gasstrykket i akkumulatoren 33

er lavere enn i kammeret 9-Trykkforskjellen bestemmes av høyden H til væskesøylen i ledningen 18. Ved å sammenligne■målingene i trykkmålerne 21 og 31 kan man undersøke om det forefinnes væske i kammeret 9> Trykkmålerne 21 og 31 kan også kombineres, f.eks.

som et differensialmanometer. Målerøret 32 kan også anordnes inne i gasstilførselsledningen 16.

Med oppfinnelsen er det tilveiebragt en pumpe som kan brukes for mange media, med optimal sikkerhet for skip og mannskap. Pumpen kan eventuelt ha en elektrisk drivmotor. Pumpeutførelsen

vil da hindre lekkasje av smøremiddel til lasten som pumpes og omvendt.

Claims (8)

1. Neddykkbar pumpe for væsker, med en drivmotor forbundet med et pumpeorgan over en kort drivaksel som er omgitt av et gassfyllt område som adskiller drivmediet fra væsken som skal pumpes, karakterisert ved at det nevnte område (9) er tilknyttet en anordning for tilførsel av gass med et trykk som overskrider trykket i pumperommet og motorrommet, nær det nevnte område, og ved at det er anordnet et organ for måling av dette trykk.

2. Neddykkbar pumpe ifølge krav 1, og med en hydraulisk drivmotor, karakterisert ved at det gassfyllte område (9) omslutter både en del av drivakselen og den hydrauliske drivmotor.

3. Neddykkbar pumpe ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det nevnte område utgjøres av et kammer rundt drivakselen mellom et tetningsorgan (10) på pumpesiden og et tetningsorgan (11) på drivmediumsiden, hvilket kammer er forbundet med organet for tilføring av trykkgass ved hjelp av en enveisventil (17)* og videre har organer for måling av gasstrykket.;

4. Neddykkbar pumpe ifølge et av de foregående krav, forsynt med en flens som er beregnet for montering i en åpning i en flate, f.eks. et skipsdekk, karakterisert ved at gasstilførselsanordningen innbefatter et rør (16) hvori deler av drivmotoren (l), de hydrauliske tur- og returrør (22, 23) og lek-kas jeledningen (18) for drivmediet er opptatt, hvilken ledning strekker seg opp til over den nevnte flens (19) og der er forsynt med en trykkmåler (24) og et innløpsorgan for trykkgass.;

5. Neddykkbar pumpe ifølge krav 3, karakterisert ved at organet for måling av gasstrykket innbefatter en ledning (l8) som strekker seg i fra den nedre del av kammeret og opp til over dekkflensen (19) og der er forsynt med trykkmåle-utstyr (21) og en ventil (20) som kan åpnes for å tillate at gass og eventuelle andre urenheter kan strømme ut fra kammeret.;

6. Neddykkbar pumpe ifølge krav 5*karakterisert ved at ventilen er en fjærbelastet sikkerhetsventil som kan åpnes mot fjærbelastningen.

7. Neddykkbar pumpe ifølge krav 3 og 4, karakterisert ved at enveisventilen (17) mellom kammeret rundt drivakselen og gasstilfø rselsledningen (16) har et rør (30) på sin innløpsside, hvilket rør strekker seg til toppen av tilfør-selsledningen (16), og at turrøret har en fjærbelastet sikkerhetsventil (27) som kan åpnes mot fjærbelastningen, og ved at det ved sikkerhetsventilens innløp (28) er montert en ledning som strekker seg til tilførselsledningens nedre ende.

8. Neddykkbar pumpe ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at den øvre ende av kammeret (9) rundt drivakselen gjennom en trang ledning (32) er tilknyttet en andre trykkmåler (31) for måling av trykket i kammeret og ved at en gassakkumulator (33) er bygget inn i røret som strekker seg fra den nedre del av kammeret og opp til den første trykkmåler (21), slik at dersom det forefinnes væske i kammeret vil dette in-dikeres i form av en forskjell i avlesningene på de to trykkmålerne (21, 31).