SE412939B - Hydrauldriven deplacementpump serskilt for pumpning av tjocka och slitande medier - Google Patents

Description

fat-J '7710137-6 - 2 _ av nämnda typ i många fall är att föredraga har man på grund av dess stora yttre mått i stället fått välja en annan pumptyp, som tar mindre plats, fastän den för övrigt icke uppvisar lika många fördelar som en slangpump.

Föreliggande uppfinning har till ändamål att åstadkomma en hydrau- lisk deplacementpump av inledningsvis nämnd typ, vilken tar litet utrymme i anspråk, eftersom den pumpande'enheten kan byggas "in-line" i processen, medan den kompakta, hydrauliska drivdelen kan placeras relativt godtyck- ligt på önskat avstånd från pumpenheten, samtidigt som de fördelar som or- dinära slangpumpar har kvarstår. Det för uppfinningen väsentligen utmär- kande är, att rörledningssystemet utgöres av minst en med backventiler a försedd rörledningskrets, som förbinder respektive slangpump med driv- delen, så att respektive slangpump bildar en integrerande del av själva rörledningskretsen, varvid en ständig och enkelriktad cirkulation av i respektive rörledningskrets befintligt drivmedium erhålles.

Tack vare uppfinningen erhåller man nu en pump, som på ett utmärkt sätt fyller sina syften, men samtidigt ändå är enkel och billig till sin konstruktion. Den är vidare mycket driftsäker, eftersom drivningen lämp- ligen sker medelst en eller flera hopkopplade och kontinuerligt arbetande - hydraulpumpar, som levererar sitt drivmedium under högt tryck till pump- ningsrörelsen och tryckkraften från drivdelen förmedlas till ett andra drivmedium, vilket företrädesvis utgöres av vatten, via kolvar och/eller elastiska membran. Genom den ständiga cirkulationen av drivmediet mellan drivdelen och pumpelementet under pumpens arbete kan drivdelen och pump- elementet anordnas på mycket långt avstånd från varandra, eftersom de förluster som tidigare fanns i samband med riktningsändring i drivmediet nu eliminerats. Detta fenomen kan även utnyttjas för erhållande av snabbare arbetsslag. Tidigare vanliga vätskeslag som uppstod i pumpmediet i samband med uppbromsning har helt eliminerats enligt uppfinningen, genom att eventuellt övertryck avlastas av den del av rörledningskretsen, som tjänar såsom returledning; Genom den ständiga cirkulationen_av driv- mediet erhålles även erforderlig kylning från arbetsmediet av drivmediet enligt motströmsprincipen. Extra kylning eller uppvärmning av drivmediet kan dessutom åstadkommas av en i drivmediets cirkulationskrets monterad värmeväxlare. Andra fördelar värda att omnämna är att "in-line"- prin- cipen av pumpdelen ger små flödesförluster, pumpdelen kräver minimalt utrymmesbehov, låga installationskostnader, den fristående drivdelen kan byggas mycket kompakt, eftersom hydraulpumparna är direktdrivna av högvar- viga elmotorer, god åtkomlighet till alla väsentliga delar av systemet, flera mindre hydraulpumpar i drivdelen innebär att billig reservkapacitet kan byggas in i systemet samt att underhåll på de individuella pumparna -ß- 1710137-6 kan utföras under normal drift med hög driftsäkerhet och kortare stopp- tider som följd, slitskydd i form av gummibeklädnad ingår automatiskt i pumpdelen och eventuellt även i ventilerna, inga rörliga genomföringar till processmediet, pumpen i princip är djupoberoende i undervattenssam- manhang samt slutligen kontinuerligt variabel pumpkapacitet kan enkelt uppnås, om man använder sig av variabla hydraulpumpar i drivdelen.

Uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvisning till bifogade ritning, på vilken fig. 1 schematiskt visar en tvärsektionsvy genom en pump enligt föreliggande uppfinning, fig. 2 visar en alternativ utförings- form av pumpens drivdel, sett i tvärsektion, fig. 3 visar ett snitt längs linjen II-II av den i fig. 2 visade utföringsformen, fig. 4 visar en tvär- sektionsvy av ytterligare en utföringsform av pumpens drivdel, fig. 5 visar en tvärsektionsvy av ännu en variant av det ena i drivdelen ingående membranhusen och fig. 6 visar en applikation av parvis monterade pump- element.

Fig, 1 visar en schematisk framställning av en hydrauldriven de- placementpump, innefattande ett pumpelement 1 och en drivdel 2. Pump- elementet 1, som i det visade utföringsexemplet består av två med backven- tiler 3 försedda slangpumpar 4,5, är monterat "in-line" i en rörledning 6 som är en del av det ledningssystem, genom vilket processmediet ifråga skall transporteras. Drivdelen 2 utgöres av en fristående enhet förbunden- med pumpelementetl via ett rörledningssystem, 7a-d, som i det visade exemplet utgöres av två rörledningskretsar 7a, 7b och 7c, 7d. Den ena rör- ledningskretsen 7a, 7b är via drivdelen 2 förbunden med den ena slangpum- pen 4 och den andra rörledningskretsen 7c,7d är via drivdelen 2 förbunden med den andra slangpumpen 5, så att ett i rörledningskretsarna befintligt drivmedium 8 vid pumpens arbete ständigt cirkulerar i kretsarna 7a-d. För att åstadkomma denna enkelriktade cirkulation är resp. rörledningskrets 7a,7b; 7c,7d vid drivdelens 2 inlopp 9 och utlopp 10 försedda med back- ventiler ll, För kompletterande kylning resp. värmning av drivmediet 8 är en värmeväxlare 12 inkopplad i resp, rörledningskrets, Drivmediet 8 utgö- res lämpligen av vatten, som överför tryckkraft från den av en eller fle- ra hydraulpumpar 13 drivna drivdelen 2 till slangpumparnas 4,5 pumpnings- rörelse, För att optimalt kunna utnyttja hydraulpumparnas 13 kontinuerliga volymström, är slangpumparna 4,5 arrangerade i s.k. duplex-utförande, där sugslaget på den ena pumpen 4 sammanfaller med myckslaget på den andra pumpen 5. Slangpumparna 4,5 består var och en av en slang 14, monterad i ett cylindriskt hus 15 mellan vilket hus 15 och en backventil 3 slangens 14 ändpartier är fixerade, varvid slangens 14 insida endast kommer i kon- takt med processmedium 16 och dess utsida endast kommer i kontakt med drivmediet 8. 7710137-6 _ 4 _ Tryckkraften från den hydrauliska drivdelen 2 förmedlas till driv- mediet 8 via elastiska membran eller elastiska membran och kolvar.

I fig. l förmedlas tryckkraften till drivmediet 8 med hjälp av elas- tiska membran, medan i fig. 2 - 5 tryckkraften förmedlas med hjälp av elastiska membran och kolvar.

Den i fig. l visade drivdelen 2 innefattar förutom hydraulpumparna 13 två i ett sammanbyggt membranhus 17 rörliga membran l8 och 19, vilka är växelvis påverkbara av tryckkraften från ett drivmedium 20, t.ex. hyd- raulolja, vilket kontinuerligt strömmar i en och samma riktning genom en rörledning 21 ansluten till en växlingsventil 22. Membranen 18 och 19 är anordnade i var sitt hus 23 och 24 i membranhuset 17 och kommer i sina yttre ändlägen i kontakt med avkännarorgan 25. Dessa avkännarorgan 25 ut- göres av en axel 26, vilken i sin ena ände uppvisar ett magnetstycke 27 och i sin andra mot membranen 18, 19 vettande ände en platta 28. Avkännar- organen 25 är linjärt förskjutbara fram och tillbaka i takt med membranen 18, 19 i ena riktningen med hjälp av en fjäder 29 och i andra riktningen under inverkan av membranens 18, 19 rörelse till sitt yttre ändläge i vil- ket avkännarorganens 25 magnetstycke 27 påverkar en kontaktlös lägesgiva- re 30, som sänder iväg en signal till en solenoid 31 för omställning av växlingsventilen 22 i och för omkastning av drivmediets 20 flöde i en första 32 och en andra rörledning 33. Dessa rörledningar 32 och 33 för- binder växlingsventilen 22 med respektive hus 23 och 24 och mynnar i ett utrymme 34 och 35 i husen 23 och 24 via fjäderdämpande ventiler 53, vilka har till uppgift att i membranens 18, 19 inre ändlägen förhindra överbe- lastning och brott av gummimembranen, efter det att dessa uppnått sitt respektive ändläge. ' I fig. 2-4 visas två utföringsformer med hydraulisk utväxling, d.v.s. drivmediets kapacitet och tryck utväxlas till större volymström och lägre tryck på pump- och processmediet. Detta âstadkommes genom olika arbets- areor för respektive medier (volymströmmarna under pumpslaget förhåller sig som areaförhållandena). Härigenom kan det kompakta högtryckssystæmet i drivdelen 2 utnyttjas även för relativt stora pumpflöden.

I_den utföringsform som visas i fig. 2 är membranen 18, 19 indirekt påverkbara av det trycksatta drivmediet 20 genom ett andra drivmedium 52 inneslutet mellan membranen 18, 19 och minst en i en huvudcylinder 36 förskjutbar och mot denna avtätad kolv 37. Kolven 37 uppvisar en från sitt mittparti ät båda håll i kolvens 37 rörelseriktning sig sträckande kolvstång 38, vilken vid respektive ändparti av huvudcylindern 36 sträc- ker sig in i en drivcylinder 39, 40 för att sluta i och vara fäst vid en i denna förskjutbar drivkolv 4l, 42. Drivkolvarna 41 och 42 är koniskt ut- formade i den från huvudcylindern 36 vända, fria änden för samverkan med _ 5 _ 7710137-6 vid drivcylindrarnas 39 och 40 yttre ändar, anordnade cylindriska hål 44 och 45. Vid kolvstångens 38 ändlägen erhålles en effektiv ändlägesdämp- ning när drivkolvarna 41,42 går in i hålen 44,45. Vid drivkolvarnas 41 och 42 fria ände sitter magnetstycket 46 för påverkan av i närheten av hålens 44,45 botten anordnade lägesgivare 47, vilka då drivkolvarna 41,42 och kolven 37 befinner sig i sina ändlägen sänder iväg impulser till väx- lingsventilen 22 för omställning av densamma. Drivmediet 20 strömmar växelvis i rörledningarna 32 och 33, vilka mynnar i respektive drivcylin- der 39 och 40 i de utrymmen 48,59 drivkolvarnas 41,42 fria ändar befinner sig, varvid kolvens 37 fram- och återgâende rörelse åstadkommes.

Fig. 3 visar ett snitt längs linjen II-II genom den i fig. 2 visade drivdelen 2 till pumpen. Här framgår hur rörledningarna 32 och 33 för drivmediet 20 är anslutna. Vid den i fig. 2 - 3 visade utföringsformen är membranen 18,19, vilka påverkas av det mellan kolven 37 och membranen 18,19 befintligt drivmediet 52 i likhet med den utföringsform som visas i fig. 1, skyddade medelst fjäderpåverkade ventiler 50 och 51 för att för- hindra överbelastning och brott av gummimembranen efter det att dessa uppnått sitt respektive ändläge. Av fig. 3 framgår den ena rörlednings- kretsens anslutning till drivdelen 2 med inloppet 9 och utloppet 10 och backventilernas 11 placering.

Fig. 4 visar pumpens drivdel 2 i en utföringsform försedd med två kolvar 37. Detta arrangemang är fördelaktigt genom att de fria masskraf- terna från de rörliga delarna elimineras och mindre skakningar uppstår än vad som annars kan vara fallet. Här går kolvarna 37 samtidigt i rikt- ning mot och från varandra.

Fig. 5 visar en sektion genom ytterligare en utföringsform av pum- pens drivdel, vilken sektion är tagen på samma ställe som snittet längs linjen II-II (fig. 2), som visas i fig. 3. Drivdelen 2 enligt denna ut- föringsform har således tvâ huvudcylindrar 36, av vilka den ena framgår av snittet i fig. 5. Under sugslaget returneras här de i huvudcylind- rarna 36 befintliga kolvarna 37 till sitt utgångsläge med hjälp av en skruvfjäder 54 och drivmediet 20 påsläpps endast på kolvarnas 37 ena sida och utväxlingen är l:l.

I fig. 6 visas slutligen en applikation av de parvis monterade pump- elementen 1. Såsom antydes med de streckade delarna kan man på ett enkelt sätt ansluta ett reservpumpelementpar till den befintliga anläggningen.

Vid normala pumpanläggningar krävs kompletta reservenheter som sätts in vid fel eller haveri och investeringskostnaderna blir dubbelt så stora för anläggningen. Enligt föreliggande uppfinning räcker det med ett re- servpar, t.ex. vid byte av pumpslang eller pumpventil, som är inkopplat till det ordinarie systemet, varför investeringskostnaden stannar vid en ökning av c:a 25 eller mindre.

Claims (1)

1. 7710137-6 ' 6 _ PATENTKRAV Hydrauldriven deplacementpump särskilt för pumpning av tjocka och slitande medier och innefattande ett pumpelement (l) bestående av minst en med backventiler (3) försedd slangpump (4,5) och en driv- del (2), vilket pumpelement (1) ingår som en integrerande del av det ledningssystem (6) i vilket det aktuella pumpmediet skall trans- porteras och vilken drivdel (2) utgöres av en separat del, förbunden med pumpelementet (l) via ett rörledningssystem (7) för drivmedium (8), k ä n n e t e c k n a d a v att rörledningssystemet utgöres av minst en med backventiler (ll) försedd rörledningskrets (7a, 7b; '7c,7d), som förbinder respektive slangpump (4,5) med drivdelen (2), så att respektive slangpump bildar en integrerande del av själva rörledningskretsen, varvid en ständig och enkelriktad cirkulation av i respektive rörledningskrets befintligt drivmedium (8) erhålles. Pump enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k n a d a v att res- pektive rörledningskrets (7a, 7b; 7c,7d) innefattar minst två back- ventiler (ll) för åstadkommande av den enkelriktade cirkulationen av drivmediet (8), som är motsatt pumpmediets (16) transportriktning i slangpumpen (4,5). Pump enligt patentkravet l eller 2, k ä n n e t e c k n a d a v att respektive rörledningskrets (7a,7b; 7c,7d) innefattar en extra värmeväxlare (12), vilken är inkopplingsbar i drivmediets (8) cir- kulationskrets för kompletterande kylning resp. värmning av driv- mediet (8). Pump enligt något av patentkraven l - 3, k ä n n e t e c k n a d a v att den ständiga cirkulationen av drivmediet (8), vilket före- trädesvis utgöres av vatten, och dess tryckkraft till respektive slangpumps (4,5) pumpningsrörelse åstadkommas medelst minst en rör- lig skiljeväqq (l8,l9) i drivdelen, vilken skiljevägg (l8,l9) är påverkbar av ett av en eller flera högtryckspumpar (13) trycksatt drivmedium (20), som kontinuerligt strömmar i en och samma riktning genom en rörledning (21), ansluten till en växlingsventil (22) för omkastande av flödesriktningen vid erhållen.impuls i en första (32) och en andra rörledning (33), som förbinder växlingsventilen (22) med och mynnar i var sitt utrymme (34,35; 48,49), som direkt eller indirekt gränsar till skiljeväggen (l8,l9) för att bringa denna i 10. 7710137-6? en fram- och återgående rörelse. Pump enligt patentkrav 4, k ä n n e t e c k n a d a v att den rörliga skiljeväggen utgöres av två i var sitt hus (23,24) monte- rade membran (l8,l9), varvid en lägesgivare (30) är anordnad att avkänna, då endera membranet (l8,l9) har nått det ena eller andra ändläget för att sända iväg en signal till växlingsventilen (22) för omkastning av denna. Pump enligt patentkrav 5, k ä n n e t e c k n a d a v att membra- nen (l8,l9) vid sina yttre ändlägen är anordnade att påverka lin- järt förskjutbara och i riktning mot resp. membrans mittparti fjä- derförspända avkännarorgan (25), vilka vid sina yttre ändlägen på- verkar kontaktlösa lägesgivare (30) för ivägsändande av en signal till en solenoid (31) i och för drivmedieflödets (20) omkastning i växlingsventilen (22) och rörledningarna (32,33). Pump enligt patentkrav 4, k ä n n e t e c k n a d a v att den rörliga skiljeväggen utgöres av tvâ membran (l8,l9), vilka är in- direkt påverkbara av det trycksatta drivmediet (20) genom ett andra drivmedium (52), vilket är inneslutet mellan resp. membran (l8.l9) och minst en i en huvudcylinder (36) förskjutbar och mot denna av- tätad kolv (37), vilken kolv (37) uppvisar en från dess mittparti åt båda håll i kolvens (37) rörelseriktning sig sträckande kolvstång (38), vilken vid respektive ändparti av cylindern (36) sträcker sig in i en utrymmet (48,49) bildande drivcylinder (39,40) och slutar i och är fäst vid en i denna rörlig drivkolv (4l,42), som uppvisar organ (46) för påverkan av en lägesgivare (47) för ivägsändande av en impuls för omställning av växlingsventilen (22). Pump enligt patentkrav 7, k ä n n e t e c k n a d a v att huvud- cylinderns (36) kolv (37) är förskjutbar genom drivmediets (20) växelvisa verkan mot respektive drivkolv (4l,42). Pump enligt patentkrav 7 eller 8, k ä n n e t e c k n a d a v att drivkolvens (4l,42) diameter är mindre än huvudcylinderns (36) kolvdiameter, varvid drivmediets (20) låga volymström och höga tryck utväxlas till en större volymström och lägre tryck för drivmediet (8), d.v.s. stora pumpflöden erhålles. Pump enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d vfmnsv-e - ß - a v att pumpelementet utgöres av parvis monterade slangpumpar (4,5), vilka är sammanförbara i mindre eller större antal till parallellkopplade från varandra avskiljbara enheter (1), som till- sammans bildar en pumpanläggning innefattande även eventuellt er- forderliga reservenheter. ANFöRDA~PUBLIKATIONER: US 3 609 067 (417-389), 3 951 572 (417-389)