SE541851C2 - Hydrauliskt driven pump för vätskor - Google Patents

Description

Hydrauliskt driven pump för vätskor Föreliggande uppfinning avser en pump med hydraulisk drivning för vätskeformigt gods.

Pumpen som avses pumpa vätskor vilka uppvisar allt från låg till hög ts-halt, såsom företrädesvis gödsel i ledningar som tål högt tryck långa sträckor, ofta flera kilometer till avsedda gödseldepåer långt från pumpens källa med gods, och vilket pumpat gods kan innehålla sand och diverse andra föremål, kräver pumpar som är el- eller traktordrivna eller som kräver stor effekt, ofta på mellan 50 till 150 kW. Kända pumpar för pumpning av gödsel visas bl.a. genom: US 3981635 A, US 1584843, US 3995734 A och US 4555063A. Emellertid fungerar de tre först angivna pumparna genom att man trycker en kolv genom en gödselmassa medan den fjärde pumpen drives av en traktor enligt vad ovan angivits.

Huvudändamålet med den föreliggande uppfinningen är därför i första hand att åstadkomma en kostnadseffektiv pump som kräver lite effekt och som kan pumpa kontinuerligt under längre tid.

Dessutom önskas en pump som innehåller enkla delar, som är lätt att serva, som är miljövänlig, och där delarna ej så lätt går sönder eller slits ner och som kan gå lång tid utan avbrott och helt utan smörjning.

Sagda ändamål uppnås medelst en pump enligt den föreliggande uppfinningen, som i huvudsak kännetecknas därav, att pumpen bildas av en i en cylinder hydrauliskt driven fram och tillbaka rörlig kolvstång med kolv, en för mottagande respektive avlämnande av pumpavsett gods avsedd behållare en i sagda behållare mottagen hållare med tätande packning och som är förbunden med kolvstången, en inloppsöppning för pumpbart gods i ena änden av sagda behållare, en utloppsöppning för utmatat gods och som leder från sagda behållare för pumpning till avsett mottagningsställe, varvid en mekanisk ventil för öppnande respektive tillslutande av sagda inloppsöppning vid hållaren förefinnes samt en ventil i en utmatningsdel som leder från utloppsöppningen för pumpat gods varigenom den i hydraulcylindern mottagna kolven och kolvstången påverkas att i cykler växelvis drivas fram och tillbaka så att hållaren med packningen, som tätar mot behållaren, åstadkommer vacuum så att den sagda ventilen för inloppsöppningen för pumpat gods öppnas så att pumpat gods sugs in i sagda hållare för att vid motsatt rörelse av den hydrauldrivna kolvstågen påverka hållaren med packningen att trycka ut insuget pumpat gods genom utloppsöppningen och utmatningsdelen vars ventil därigenom öppnas.

Uppfinningen beskrives nedan med hänvisning till de bifogade ritningarna enligt ett par utföringsformer varvid; Fig 1-3 visar ett första utföringsexempel medan Fig 4 visar ett andra utföringsexempel av en pump, och att Fig 1 schematiskt visar en pump i verksamt pumpläge i en gödselbassäng i ett begynnelseläge för pumpning, Fig 2 visar en sprängvy av ingående delar i en sagda pump, Fig 3 visar en mer detaljerad vy av pumpen och Fig 4 visar schematiskt det andra utföringsexemplet av pumpen, delvis i snittvy.

Funktionsbeskrivning av en enkelverkande hydrauliskt driven pump En cylinder som drives hydrauliskt med en tryckvändande ventil sträcker sig med dess kolvstång in i en behållare försedd med en kolvliknande del och drives fram och åter hydrauliskt. Rörelseen åstadkommer vacuum i behållaren så att pumpavsett gods i vätskeform sugs in och fyller behållaren. Omvänd rörelse förmår den därvid i behållaren insugna vätskan etc att påverka en bottenventil att stänga och utmatas till pumpens utlopp och därtill anslutna transportledning för vidare utpumpning till avsett slutmål. Fortsatt pumpning tillgår på ovan angivet sätt fortsättningsvis med samma cykel, med sugning och tryckni.ng Funktionsbeskrivning av en dubbelverkande hydrauliskt driven pump Funktionen är väsentligen lika som vid den enkelverkande pumpen frånsett att när pumpens kolvliknande del befinner sig i dess nedre ändläge är en övre ventil i öppet läge. Vändning av sagda kolvliknande del till att förskjutas uppåt påverkar sagda ventil att stängas varefter pumpad vätska eller annat gods som mottages i behållarens övre kammare pressas ut via ett rör till ett ventilhus ovanför utloppet från behållarens nedre del och vars ventil därvid är stängd. Vid fortsatt drift vänder den kolvliknande delen varvid i kammaren insuget gods därefter pressas ut genom bottenbeläget utlopp hos behållaren och ventilen i ventilhuset öppnas och öppningsbegränsas till cirka 45° genom anslag mot ett sidobeläget sagda inloppsrör så att inga långa föremål kan passera ut tillsammans med utpumpat gods.

Detaljerad beskrivning av den hydrauldrivna pumpen En pump 1 som drives hydrauliskt genom inlopp 32 och utlopp 33, och tvärt om, för pumpning av vätskeformigt gods 2, i första hand gödsel som avses pumpas långa sträckor i ledningar som tål högt tryck kilometervis och som även kan innehålla sand som normalt sliter avsevärt på pumpar av t.ex. centrifugaltypen, bildas av en enkel, miljövänlig, kompakt och kostnadseffektiv enhet som även är lätt att serva vid behov. Närmare bestämt bildas pumpen 1 som visas på ritningarna i Fig 1-3 av följande: En i en cylinder 3 hydrauliskt driven fram A och tillbaka B rörlig kolvstång 4, försedd med kolv 13. En för mottagande respektive avlämnade 3 av pumpavsett gods 2 avsedd behållare 5. En i sagda behållare 5 mottagen hållare 6 med tätande packning 7 och som är förbunden med kolvstången 4. En inloppsöppning 8 för pumpbart gods i ena änden 5A av sagda behållare 5. En utloppsöppning 9 för utmatat gods 2 och som leder från sagda behållare 5 för pumpning av gods 2 till avsett mottagningsställe. Se Fig 1.

En mekanisk ventil 10 för öppnande respektive för tillslutande av sagda inloppsöppning 8 förefinnes vid hållaren 5 likaså en ventil 11 i en utmatningsdel 12 som leder från utloppsöppningen 9 för pumpat gods 2, och vilken utmatningsdel 12 är försedd med en öppningsbar kulventil 39 vars funktion senare förklaras. Sagda delar samverkar så att den i hydraulcylindern 3 mottagna kolven 13 och kolvstången 4 påverkas att i cykler växelvis drivas fram och tillbaka så att hållaren 6 med packningen 7 som tätar mot behållaren 5, åstadkommer vacuum så att den sagda ventilen 10 för inloppsöppningen 8 för pumpat gods öppnas så att pumpat gods 2 sugs in i sagda behållare 5 för att vid motsatt rörelse av den hydrauldrivna kolvstången 4 påverka hållaren 6 med packningen 7 att trycka ut insuget pumpat gods 2 genom utloppsöppningen 9 och utmatningsdelen 17 vars ventil 11 därigenom öppnas. Se Fig 1 och 2.

Den mekaniska ventilen 10 för öppnande respektive för tillslutande av sagda inloppsöppning 9 är belägen i botten 14 av behållaren 5 och utgöres lämpligen av en svängbar klaff 10A med en tyngd 10B på. Se Fig 3.

Ett förbindelserör 15 är anordnat som sträcker sig från utloppsöppningen 9 vid behållarens nedre ände 5A med en sträcka S som väsentligen överensstämmer med behållarens 5 och cylinderns 2 totala längd L och att utloppsventilen 11 är belägen vid sagda förbindelsrörs 15 övre ände 15A i en utmatningsdel 12. Därvid är en snabbkoppling 16 för rör/slanganslutning 17 anordnad vid pumpens sagda utmatningsdel 12. Se Fig 1.

Hållaren 6 med packning 7 bildas av två metallskivor 6A, 6B med en mellanliggande elastisk packning 7 som tryckes ihop medelst bultförband 20 så att packningen 7 vidgas mot omslutande behållares 5 invändiga mantelyta 18 och att ena metallskivan 6A uppvisar anslutning 19 för kolvstången 4. Önskas ökad tätning skruvar man enkelt åt bultförbanden 20 så att den elastiska packningen tryckes samman och vidgar sig och bättre tätar mot inre mantelytan exempelvis om tätningen slites. Utloppsventilen 11 kan bildas av en svängbar klaff 11 som är begränsad att svänga max cirka 45° sett mot godsets matningsriktning 21 till utmatningsdelen 12, t.ex. att den slår an mot ett stoppande anslag etc. Se Fig 2.

En lyftögla 22 med stag 23 är förbindbara till sagda hydraulcylinder 3 och pumpbehållaren 5, och ett stativ 24 för lösgörbar fasthängning av pumpen 1 på ett stöd 25 vid en behållare 2 för pumpavsett gods 2, företrädesvis gödsel från låg till hög ts-halt är förbundet med pumpen 1. Huvuddelarna av pumpen 1 består av metalliskt material, företrädesvis rostfritt stål eller av andra rostfria material, som även är anordnat att tåla syra, om sådan hanteras av pumpen 1. Se Fig 3.

Enligt det andra utföringsexempelet av hydraulisk driven pump 101, som visar på en dubbelverkande pump, exempelvis såsom visas på ritningarna i Fig 4, men som drives på samma sätt som ovan angivna pump 1 av en cylinder med innesluten kolv och därmed förbunden kolvstång, är vid behållarens 5 övre ände 5B anordnad en ytterligare inloppsöppning 27 för pumpbart gods 2 och en ytterligare ventil 28, samt att en ytterligare utloppsöppning 29 med förbindelse med utmatningsdelen 12 för pumpat gods 2 finnes på en nivå 30 som överstiger nivån 31 för ventilen 11 vid utmatningsdelen 12 (Fig 4), varvid pumpen 101 bildas av en dubbelverkande hydrauldriven pump 101 som pumpar gods 2 även när hållaren 6 med packningen 7 går tillbaka till dess ursprungliga startläge i tillbakafört läge vid behållarens övre ände 5B.

Konstruktionen av den i Fig 4 visade dubbelverkande pumpen 101 är i stort sett densamma som den enkelverkande pumpen 1 som visas i Fig 1-3 frånsett att behållaren 5 vid den dubbelverkande pumpen 101 uppvisar dubbla mottagningsutrymmen 40, 41 för pumpbar vätska 2 till skillnad mot det enkla mottagningsutrymmet 38 i den enkelverkande pumpen 1.

Pumparna 1, 101 har stort användningsområde tack vare dess konstruktion och det rostfria materialet. De klarar att pumpa vätskor 2 från låg till hög ts-halt och även frätande vätskor. De kan också pumpa långa sträckor i ledningar som tål högt tryck. Vid pumpning av vätskor med innehåll av sand ger det betydligt mindre slitage på denna pump 1, 101 än en centrifugalpump Pumparna 1, 101 är tillverkade i rostfritt material som ger lägre friktion, men kan även tillverkas i vanligt stå.l Pumparna 1, 101 sänks ner i behållaren 26 och dränks i vätskan 2. Pumparna har ett stativ 24 där man hänger pumpen på behållarväggen 25. I botten av pumpen finnes ett stöd 42 i form av en fot som är anordnat att stödja mot en lagringsbehållares 26 botten när pumpen är nersänkt i behållaren. Stativet 24 på en sagda pump 1, 101 är anordnat att kunna inställas på rätt avstånd från pumpens botten och med hjälp av fästen 43 som är fästbara på önskat ställe utmed pumpen och dess förbindelserör 15. Ett hydraulaggregat kopplas till hydraulslangarna 32, 33 med hydraulkopp.ling Vid problem eller service av pumpen 1, 101 så kopplas hydraulslangarna och snabbkopplingen ifrån pumpen och den kan sedan enkelt lyftas med lyftöglan 22 i toppen på kolven och servas. Den övre ventilen 11 är öppningsbar endast cirka 45° och det gör att längre föremål, såsom till exempel pinnar fastnar i ventilen 11 och pumpen slutar då pumpa. Detta för att de långa föremålen ej skall komma ut i pumpledningen 35 och fastna i böjar och täppa till ledningen. Ledningarna kan vara flera kilometer långa och stopp i dessa är nästan omöjliga att hitta och åtgärda. För att kunna avlägsna dessa föremål från den övre ventilen 11 släpps först trycket med hjälp av kulventilen 39 på sidan av den övre ventilen 11 som är belägna vid respektive i utmatningsdelen 12. Sedan lossar man snabbkopplingen 16 och kommer åt pinnar eller dylikt. Ovannämnda enkla pump erfordrar ett eldrivet hydraulaggregat på cirka 4 kw men har däremot mycket låg kapacitet cirka 300 m<3>per dygn och kan drivas med minimal tillsyn dygn efter dygn. Den låga kapaciteten gör att friktionen i långa ledningar, 2-3 km, är obetydlig och därför räcker låg energi.

Pumpen behöver ej smörjas och slitage på packning justeras genom att man trycker samman de två skivorna 6A, 6B, som håller packningen 7 som uppvisar en tjocklek på cirka 1 cm och som då pressas ut.

Unikt med pumpen är; • Pumpen är flyttbar och sänks ner i det utrymme som skall tömmas på gods, t.ex. gödselvatten eller annat.

• Vätskan sugs upp när vakuum uppstår i behållaren. • En övre ventil är utformad så att inte långa material pumpas vidare ut i ledningen utan fastnar där och sedan lätt kan avlägsnas.

• Mekanisk nedre ventil är utrustad med en tyngd för att få en omrörning på inkommande vätska. Klumpar pressas därvid sönder och blandas med vätskan.

• Enkel justerbar tätning i form av en pressbar packning.

• Den låga kapaciteten ger nästan ingen friktion i pumpledningen vilket ger låg energiförbrukning och möjlighet att pumpa långa sträckor. I dag pumpas på 2000 m med endast 4 bars mottryck i ledningen. Pumpen kan idag ge ett ledningstryck på 10 bar med ett 4 kw hydraulaggregat.

• Den dubbelverkande hydraulpumpen ger ett konstant flöde och ger en högre kapacitet.

En kolv i cylindern 3 vid pumpen 1 drives av ett hydraulaggregat med en tryckvändande ventil och går fram och tillbaka in i behållaren 5, som är cirka 300 mm i diameter. På kolvstången 4 är det en hållare med packning, 6, 7 som tätar mot behållarens invändiga mantelyta 18. Rörelsen gör att det uppstår ett vakuum i behållaren 5 och den nedre mekaniska bottenventilen 10 sugs upp och gods 2 strömmar in och fyller behållaren 5. När kolven är i sitt ändläge (övre) och behållaren 5 är fylld med gods vänder kolven och bottenventilen 10 stängs av trycket som uppstår 1 behållaren 5. Den övre utloppsventilen 11 öppnas då och godset 2 strömmar ut ur behållaren 5 och vidare ut i en transportledning 34 som är fäst med snabbkopplingen 16 i toppen av ventilhuset vid utmatningsdelen 12. När kolven sedan är i sitt yttersta läge och behållaren 5 är tom på gods så vänder kolven och den övre ventilen 11 stängs (sugs tillbaka) och den undre ventilen 10 sugs på nytt upp samt gods 2 som fyller behållaren 5.

När kolven i pumpen 101, som visas i Fig 4, är i nedre läget är en övre ventil 28 öppen. När kolven vänder och går upp stängs denna ventil 28 och det gods 2 som nu är på ovansidan av packningen 7 pressas ut i ett rör 35 till ett ventilhus 36 där ventilen 11 är stängd och godset 2 pressas ut i transportledningen 34. Hydraulcylindern vänder sedan i sitt övre läge och pressar ur det gods 2 som sugits in genom bottenventilen 10 och ventilen 11 i ventilhuset 36 trycks upp mot röret 35 sneda ände och stänger därmed för röret 35. Observera att ventilen 11 då står i cirka 45°för att kunna stoppa långa föremål som därvid fastnar mot ventilhusets övre kant 37 och som tidigare nämnts kan öppnas och plockas ut för hand.

Funktion och beskaffenhet av uppfinningen torde ha förståtts klart av det ovan angivna och med kännedom även om det på ritningarna visade men uppfinningen är naturligtvis inte begränsad till de ovan beskrivna och på de bifogade ritningarna visade utförandena. Modifieringar är möjliga, särskilt när det gäller de olika delarnas beskaffenhet, eller genom användande av likvärdig teknik, utan att man frångår skyddsområdet för uppfinningen, såsom den definieras i patentkraven.

Claims (9)

1. Pump (1; 101) med drivning för vätskeformigt gods, där pumpen (1) bildas av: en i en cylinder (3) driven fram (A) och tillbaka (B) rörlig kolvstång (4) med kolv (13), en för mottagande respektive avlämnande av pumpavsett gods avsedd behållare (5), en i sagda behållare (5) mottagen hållare (6) med tätande packning (7) och som är förbunden med kolvstången (4), en inloppsöppning (8) för pumpbart gods i ena änden (5A) av sagda behållare (5), en utloppsöppning (9) för utmatat gods och som leder från sagda behållare (5) för pumpning till avsett mottagningsställe, varvid en mekanisk ventil (10) för öppnande respektive tillslutande av sagda inloppsöppning (8) vid behållaren (5) förefinnes samt en ventil (11) i en utmatningsdel (12) som leder från utloppsöppningen (9) för pumpat gods (2) varigenom den i cylindern (3) mottagna kolven (13) och kolvstången (4) påverkas att i cykler växelvis drivas fram och tillbaka så att hållaren (6) med packningen (7), som tätar mot behållaren (5), åstadkommer vacuum så att den sagda ventilen (10) för inloppsöppningen (8) för pumpat gods (2) öppnas så att pumpat gods (2) sugs in i sagda behållare (5) för att vid motsatt rörelse av den drivna kolvstången (4) påverka hållaren (6) med packningen (7) att trycka ut insuget pumpat gods (2) genom utloppsöppningen (9) och utmatningsdelen (12) vars ventil (11) därigenom öppnas, kännetecknad därav, att den i cylindern (3) fram (A) och åter (B) rörliga kolvstången (4) är hydrauliskt driven, att utloppsventilen (11) bildas av en svängbar klaff (11) som är begränsad att svänga max cirka 45° sett mot godsets matningsriktning (21) till utmatningsdelen (12) för att kunna stoppa långa föremål som därvid fastnar mot ett ventilhus övre kant (37) och som kan öppnas och plockas ut för hand.

2. Pump (1, 101) enligt patentkrav 1, kännetecknad därav, att den mekaniska ventilen (10) för öppnande respektive för tillslutande av sagda inloppsöppning (9) är belägen i botten (14) av behållaren (5) och utgöres av en svängbar klaff (10A) med en tyngd (10B) på.

3. Pump (1, 101) enligt något av ovan angivna patentkrav, kännetecknad därav, att ett förbindelserör (15) sträcker sig från utloppsöppningen (9) vid behållarens nedre ände (5A) med en sträcka (S) som väsentligen överensstämmer med behållarens (5) och cylinderns (3) totala längd (L) och att utloppsventilen (11) är belägen vid sagda förbindelsrörs (15) övre ände (15A) i utmatningsdelen (12.)

4. Pump (1, 101)) enligt patentkrav 3, kännetecknad därav, att snabbkoppling (16) för rör/slanganslutning (17) är anordnad vid pumpens sagda utmatningsdel (12).

5. Pump (1, 101) enligt något av ovan angivna patentkrav, kännetecknad därav, att hållaren (6) med packning (7) bildas av två metallskivor (6A, 6B) med en mellanliggande elastisk packning som tryckes ihop medelst bultförband (20) så att packningen (7) vidgas mot omslutande behållares (5) invändiga mantelyta (18) och att ena metallskivan (6A) uppvisar anslutning (19) för kolvstången (4).

6. Pump (1, 101) enligt något av ovan angivna patentkrav, kännetecknad därav, att en lyftögla (22) med stag (23) är förbindbara till sagda cylinder (3) och behållaren (5).

7. Pump (1, 101) enligt något av ovan angivna patentkrav, kännetecknad därav, att ett stativ (24) är anordnat för lösgörbar fasthängning av pumpen (1) på ett stöd (25) vid en lagringsbehållare (26) för pumpavsett gödsel (2) från låg till hög ts-halt.

8. Pump (1, 101) enligt något av ovan angivna patentkrav, kännetecknad därav, att huvuddelarna av pumpen (1) består av metalliskt material, företrädesvis rostfritt stål eller andra rostfria material.

9. Pump (101) enligt något av ovan angivna patentkrav, kännetecknad därav, att vid behållarens (5) övre ände (5B) är anordnad en ytterligare inloppsöppning (27) för pumpbart gods (2), med en ytterligare ventil (28), samt att en ytterligare utloppsöppning (29) med förbindelse (35) med utmatningsdelen (12) för pumpat gods (2) på en nivå (30) som överstiger nivån (31) för ventilen (11) vid utmatningsdelen (12), varvid pumpen (101) bildas av en dubbelverkande hydrauldriven pump som pumpar gods (2) även när hållaren (6) med packningen (7) går tillbaka till dess ursprungliga startläge i tillbakafört läge vid behållarens övre ände (5B).