WO1993005870A1 - Pump assembly - Google Patents

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WO1993005870A1
WO1993005870A1 PCT/DE1992/000782 DE9200782W WO9305870A1 WO 1993005870 A1 WO1993005870 A1 WO 1993005870A1 DE 9200782 W DE9200782 W DE 9200782W WO 9305870 A1 WO9305870 A1 WO 9305870A1
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WO
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pressure
pump
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valve
pump arrangement
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Application number
PCT/DE1992/000782
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Inventor
Jürgen BLANKE
Original Assignee
Blanke Juergen
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/22Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by means of valves
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • B01D61/10Accessories; Auxiliary operations
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B23/00Pumping installations or systems
    • F04B23/04Combinations of two or more pumps
    • F04B23/08Combinations of two or more pumps the pumps being of different types
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124Water desalination
    • Y02A20/131Reverse-osmosis

Definitions

  • the invention relates to a pump arrangement for generating a pre-pressure for a consumer of an incompressible medium with variable flow resistances with a high-pressure pump and with a low-pressure pump connected in series with this on the suction side.
  • a consumer for whom a generic pump arrangement is used to generate a pre-pressure is, in particular, the membrane of a seawater desalination plant working according to the principle of urine osmosis.
  • the product flow is about 1/4 of the total seawater flow used and conveyed by the high-pressure displacement pump.
  • the remaining 3/4 of the sea water originally used leaves the membrane in concentrated form as brine or concentrate stream and is returned to the sea.
  • a high-pressure displacement pump or low-pressure pump 7 is connected upstream of the high-pressure displacement pump, which is driven either by its own motor 8 or by a gear via the motor 2.
  • the degree of implementation i.e. the ratio between the product flow and the raw water flow used, the membrane, is dependent on the type of membrane and a predetermined size that must be observed.
  • the working pressure of the membrane to be set to maintain the degree of conversion is usually in the range from 55 to 70 bar for the desalination of sea water.
  • the temperature and the salt content of the raw water and thus the osmotic pressure on the one hand and aging and pollution mechanisms of the membrane on the other hand represent disturbances which influence the degree of conversion and the working pressure.
  • the admission pressure or low pressure pump in the state of the art is designed as an impeller pump or as a side channel pump. Both have the disadvantage that they are comparatively complex and thus increase the investment costs of such a system. Furthermore, overall efficiencies of less than 10% are the normal case in the two embodiments mentioned, so that the specific energy requirement is increased. Furthermore, only one unsatisfactory delivery head can be achieved with single-stage impeller pumps given the small volume flows in the context of a sea water desalination plant.
  • the invention is therefore based on the object of developing a purapen arrangement for building up a pre-pressure which is particularly suitable for use in a seawater desalination plant and is simpler, cheaper, smaller and more reliable than the previously known pump arrangements.
  • the solution to the problem consists first of all in that, in a manner known per se, a jet pump is used as the low-pressure pump, which is connected in series with the high-pressure pump, and draws its propellant flow from the pressure side of the high-pressure pump.
  • Such a circuit which is shown in principle in FIG. 2, is known in order, for example, to convey water, oil or the like from greater depths.
  • the pump arrangement as such is not known in order to generate a pre-pressure for a consumer of an incompressible medium which is subject to variable flow resistances.
  • the jet pump 7 ' is supplied with the necessary propellant flow via a line 9.
  • Line 9 is connected on the pressure side of the high pressure pump, i.e. the propellant flow is branched off from the flow to be conveyed. The propellant flow does not flow until a counterpressure is present in the pressure-side line 10 when the high-pressure pump is started.
  • the back pressure is built up by a throttle or pressure control valve in the concentrate line.
  • the back pressure is dependent on the valve position and increases approximately in square with the throughput. Since there is no back pressure when starting with the throttle or pressure control valve open, the necessary propellant flow does not occur through line 9. The result is that the high-pressure pump draws in against the resistance of the fine filter 5, causing harmful cavitation on the suction side in the high-pressure displacement pump .
  • a further problem which complicates the use of a pump arrangement according to FIG. 3 and which has to be solved in order to be able to use a jet pump for the stated purpose is that - as already explained - changes in the temperature and the salt content of the raw water and Aging and pollution mechanisms of the membranes must be compensated by adjusting the control valve 6 or the throttle, which is connected in series after the membrane.
  • the originally intended purpose of keeping the product stream which is separated in the membrane 4 constant by adjusting the control valve or the throttle 6 is therefore not achieved.
  • the invention is therefore also based on the object of designing a generic pump arrangement using a jet pump as a pre-pressure or low-pressure pump in such a way that it can be controlled in terms of control technology if it is used to generate a pre-pressure for a consumer of an incompressible person with variable flow resistances Medium, in particular for the membrane of a seawater desalination plant working according to the reverse osmosis principle.
  • the solution to the problem is characterized in a generic pump arrangement characterized in that the low-pressure pump is a jet pump (ejector), the drive flow inlet of which is connected via a line and a pipe branch to the pressure side of the high-pressure pump, and that the arrangement has at least one pressure control valve.
  • the low-pressure pump is a jet pump (ejector), the drive flow inlet of which is connected via a line and a pipe branch to the pressure side of the high-pressure pump, and that the arrangement has at least one pressure control valve.
  • a pressure-limiting valve is provided, which is arranged on the pressure side of the high-pressure pump after the pipe branch and whose opening pressure is less than the working pressure of the consumer, while a pressure-reducing valve is arranged in front of the jet pump's propellant inlet .
  • only one pressure control valve is provided, which is a pressure limiting valve, which is arranged on the pressure side of the high-pressure pump after the pipe branch in front of the membrane, and whose opening pressure is greater than the working pressure of the consumer or the membrane.
  • the high-pressure pump is connected in parallel with a short-circuit line (by-pass line) which is used to start up the arrangement by hand or, can be opened by an actuator and connects the suction and pressure side of the high pressure pump.
  • a short-circuit line by-pass line
  • FIG. 1 shows a pump arrangement for supplying the membrane of a seawater desalination plant according to the prior art
  • FIG. 3 shows a pump arrangement according to FIG. 2 for supplying the membrane of a sea water desalination plant, a filter being connected between the jet pump and the high pressure pump,
  • FIG 4 shows a first embodiment of a pump arrangement according to the invention with a pressure limiting valve (DBV) and a pressure reducing valve (DNV),
  • DBV pressure limiting valve
  • DNV pressure reducing valve
  • FIG. 5 shows a second embodiment of a pump arrangement according to the invention with only one pressure relief valve (DBV), 6 shows a pump arrangement according to FIG. 4 with an additional buffer (memory),
  • DBV pressure relief valve
  • FIG. 7 shows a pump arrangement according to FIG. 4 with an additional line connecting the high-pressure pump on the suction side and the concurrent flow outlet,
  • FIG. 8 shows a pump arrangement according to FIG. 5, in each of which a throttle is integrated in the jet pump and in the pressure limiting valve,
  • FIG. 9 shows a pump arrangement according to FIG. 5, in which all components belonging to the actual pump arrangement are integrated in a housing, and
  • FIG. 10 shows a section through a pressure relief valve with an integrated, parallel-connected throttle for use in a pump arrangement according to the invention.
  • 3 shows a high-pressure pump 1 which draws in raw water through a filter 5, the jet 5 being connected upstream of a jet pump 7 'for generating a pre-pressure.
  • the jet pump 7 'obtains its propellant flow via a line 9 which branches off from the raw water line 10 on the pressure side of the high-pressure pump at a pipe branch 11.
  • the raw water line 10 leads to the membrane, ie to a consumer whose flow resistance is changeable.
  • a product stream is separated in the membrane 4.
  • the concentrate leaves the membrane via a line 12 and is returned to the sea.
  • a control valve 6 or a throttle is inserted into line 12.
  • a pressure limiting valve (DBV) 14 is initially arranged in the raw water line 10 leading from the high pressure pump 1 to the membrane 4.
  • the opening pressure of the pressure relief valve 14 is less than the normal working pressure of the diaphragm 4, e.g. 50 bar.
  • a short-circuit or by-pass line is connected in parallel to the high-pressure pump 1, which connects the pressure and suction side of the high-pressure pump to one another.
  • a by-pass valve not shown, is arranged within the by-pass line. This arrangement serves to load the membrane 4 slowly and continuously when starting up.
  • the by-pass valve of the by-pass line 15 is opened to start up the system.
  • the high-pressure pump begins to be pumped, most of the pumped raw water volume is pumped through the by-pass line. Through the line 9, part of the delivered volume of the jet pump is supplied as a motive flow, whereupon the latter builds up a pre-pressure.
  • the pressure relief valve 14 is closed and ensures that a back pressure is present which enables the system to be started up.
  • a throttle 16 which allows a small part of the pumped raw water flow to pass, is connected in parallel with the pressure limiting valve. If the by-pass valve is gradually closed, the pressure rises and the volume flow that flows through the jet pump increases. As a result, the jet pump builds up a correspondingly higher pre-pressure. If the limit pressure of the pressure relief valve is reached, it opens and allows a partial flow to flow through the membrane and the open throttle valve or pressure control valve 6. In this position of the by-pass valve, the raw water that is still in the membrane is exchanged without permeation and thus production of pure water. If the by-pass valve is closed further, a pressure builds up in the membrane when the throttle or pressure control valve is set accordingly, permeation occurring when the osmotic pressure is exceeded. When the by-pass valve is completely closed and the throttle or pressure regulating valve 6 is set accordingly, a pressure builds up which is above the limit pressure of the pressure limiting valve. The latter thereby opens completely and allows the raw water flow to flow to the membrane almost without loss.
  • the seawater desalination plant is used for desalting brackish water which has a lower osmotic pressure, so that the throttle 6 or the control valve 6 has to be opened widely, the high-pressure displacement pump enters Nevertheless, there is no cavitation on the suction side, since the pressure relief valve ensures that there is sufficient back pressure and thus a propellant flow for operating the jet pump and for generating a pre-pressure.
  • a pressure reducing valve 17 inserted into the propellant flow line 9 ensures that the pressure supplied to the jet pump on the propellant side is constant remains constant.
  • a throttle 18 is furthermore arranged in front of the propellant connection of the jet pump, which ensures that signs of aging of the jet pump are eliminated. This is because contamination of the raw water, such as sand, for example, can lead to wear on the nozzle, which results in a change in the characteristics of the jet pump. This effect is compensated for by the throttle 18.
  • the limit pressure of the pressure reducing valve is preferably also lower than the working pressure of the membrane 4.
  • a pulsation damper 19 in the form of a reservoir ensures that the delivered raw water flow is evened out.
  • the pulsation damper 19 is usually designed in the form of a bladder accumulator with a gas bubble which is filled with a filling pressure which is approximately 2/3 of the working pressure, that is to say approximately 40 bar, for example.
  • the aforementioned throttle 16 which is connected in parallel with the pressure limiting valve 14, also fulfills further tasks in the arrangement according to the invention of pumps according to FIG. 4. If the seawater desalination system is operated for a longer period at a pressure below the limit pressure of the pressure relief valve, the raw water contained in the line circulates and heats up.
  • the throttle 16 ensures that a small volume flow of the pumped raw water flow flows through the membrane and at the same time a small volume flow can be sucked in by the jet pump. In this way, thermal equilibrium is ensured.
  • the throttle 16 connected in parallel to the pressure relief valve 14 also serves to automatically vent the seawater desalination plants. If the system is put into operation again, the high pressure positive displacement pump is filled with raw water manually. Then it is started with the by-pass valve wide open. Depending on the position of the by-pass valve, the raw water with the air still contained is circulated through the by-pass line and the jet pump. However, a partial flow also flows through the throttle of the membrane Suck in the raw water jet pump, which contains no air. Through this process, the entire system is vented after a certain time.
  • a constant flow valve (flow control valve) can also be connected in the line to the jet pump 9.
  • a constant flow valve can also be used instead of the pressure limiting valve 14 and the throttle 16.
  • FIG. 5 shows a pump arrangement according to the invention, in which the pressure reducing valve 17 in the propellant flow line of the jet pump 7 'has been omitted.
  • the pressure relief valve 14 is designed such that its opening pressure is greater than any working pressure to be expected in the membrane 4. This ensures that all changes in the membrane 4 are kept away from the pump arrangement.
  • the pressure limiting valve can be set to an opening pressure of 75 bar, for example.
  • the disadvantage of this arrangement is that the high-pressure pump has to be pumped against the maximum conceivable pressure in any case and the specific energy consumption is accordingly too high if, for example, sea water with a low salt content is reacted in the membrane.
  • a buffer or memory 20 is arranged on the suction side of the high-pressure pump. If the system is started, i.e. the motor 2 is switched on, although the by-pass line 15 is closed, the buffer 20 provides a volume which can be sucked in by the high-pressure pump until a sufficient pre-pressure has been built up by the jet pump, so that harmful cavitation is avoided becomes.
  • FIG. 7 shows an alternative pump arrangement to that shown in FIG. 6.
  • a line 21 is provided which connects the suction side of the high-pressure pump to the line 22 discharging the concentrate. If the motor 2 is switched on, even though the by-pass line 15 is closed, the high-pressure pump can draw in concentrate through the line 21, so that harmful cavitation is prevented.
  • a check valve 23 is arranged in line 22.
  • a check valve 24 is arranged in line 21 itself, which ensures that the pre-pressure generated by jet pump 7 'after the system has started up cannot be reduced by line 21.
  • FIG. 8 shows a pump arrangement according to the invention according to FIG. 5, various components having been integrated.
  • Fig. 10 shows an embodiment of a pressure relief valve, in which a parallel throttle in the form of a bore 16 is integrated.
  • valve 10 consists of a valve seat 26, in which a valve body 27 is seated.
  • the valve body 27 is connected via a piston rod 28 to a piston 29, which is loaded by a spring 30.
  • a Cavity 32 which is connected to the fluid, the pressure of which is to be limited, via an inflow 33.
  • the fluid flowing in via the inflow 33 exerts a pressure on the annular surface A of the piston 2. If the pressure force generated exceeds the spring force 30, then the valve body 27 is lifted off the valve seat 26 and releases an annular gap through which the fluid can flow off.
  • valve body 27 closes the valve seat 26.
  • the bore 16 in the valve body 27 then acts as a throttle connected in parallel, whereby fluid can flow through the bore 16.
  • FIG. 9 shows an embodiment of the invention in which all hydraulic parts are integrated in the head of the high-pressure pump 1.
  • the jet pump 7 'and the throttle 18, like the by-pass line 15, pressure relief valve 14 and throttle 16, can be accommodated in a common housing 40. Only the motor 2 and the pulsation damper 19 then have to be flanged on.
  • the entire unit or the housing 40 has only five connections 41 to 45, with which it must be connected to the filter 5, the membrane 4 and the pulsation damper 19.
  • the connection 41 leading out of the housing 40 serves for the supply of raw or sea water.
  • the filter 5 is connected to the connections 42 and 43. connected and the terminal 44 is used to connect with the Mem bran ⁇ 4.
  • the connector 45 serves to mount the Pulsationsdämp- fers 45th
  • the pump arrangement according to the invention makes it possible to construct a compact unit which is excellently suitable for generating a form for a consumer with variable flow resistances.
  • the pump arrangement according to the invention is inexpensive to manufacture, has small dimensions and is insensitive to operator errors.
  • the pump arrangement according to the invention is therefore particularly suitable for supplying a membrane to a smaller seawater desalination plant operating according to the reverse osmosis principle, in particular on board ships or the like
  • Cavity connecting piece housing raw water connection filter connection filter connection raw water connection pulsation damper connection circular surface

Abstract

Proposed is a pump assembly designed to generate pressure for an incompressible-fluid consumer unit in which the resistance to fluid flow can vary, in particular for supplying the reverse-osmosis membrane of a sea-water desalination plant. The assembly includes a high-pressure pump (1) with a low-pressure pump connected in series with it on the aspiration side. The invention calls for the low-pressure pump to be a jet pump (7') whose driving-jet inlet is connected to the pressure side of the high-pressure pump by a line (9) and a tee-junction (11). The assembly includes at least one pressure-control valve (14, 17).

Description

Pumpenanordnung Pump arrangement
Die Erfindung betrifft eine Pumpenanordnung zum Erzeugen eines Vordrucks für einen mit veränderlichen Strömungswiderständen behafteten Verbraucher eines inkompressiblen Mediums mit einer Hochdruckpumpe und mit einer mit dieser saugseitig in Serie geschalteten Niederdruckpumpe.The invention relates to a pump arrangement for generating a pre-pressure for a consumer of an incompressible medium with variable flow resistances with a high-pressure pump and with a low-pressure pump connected in series with this on the suction side.
Ein Verbraucher, für den eine gattungsgemäße Pumpenanordnung zum Erzeugen eines Vordrucks verwendet wird, ist insbesondere die Membran einer nach dem Urakehrosmoseprinzip arbeitenden Meerwasserentsalzungsanlage.A consumer for whom a generic pump arrangement is used to generate a pre-pressure is, in particular, the membrane of a seawater desalination plant working according to the principle of urine osmosis.
Wie in Fig'._.l dargestellt, versorgt bei einer Meerwasserent- εalzungsanlage gemäß dem Stand der Technik eine von einem Motor 2 angetriebene Hochdruckverdrängerpumpe 1 über eine Leitung 3 eine Membran 4 mit Meerwasser, das zuvor einen Fil¬ ter 5 passiert hat. Durch eine der Membran nachgeschaltete Drossel bzw. ein Druckregelventil 6 wird in der Membran ein Dr.ick aufgebaut, der höher liegt als der osmotische Druck der Salzlösung. Es kommt in der Membran zu einer Umkehrung des Osmoseprinzips, wobei Wasser aus der Salzlösung (dem Meerwas¬ ser) durch die Membran tritt und als Produktstrom Lagertanks o.a. zugeführt wird. Der Produktstrom beträgt dabei mengenmä¬ ßig etwa 1/4 des gesamten eingesetzten und von der Hochdruck¬ verdrängerpumpe geförderten Meerwaεserεtromes. Die restlichen 3/4 des ursprünglich eingesetzten Meerwassers verlassen in aufkonzentrierter Form als Sole bzw. Konzentratstrom die Mem¬ bran und werden ins Meer zurückgeleitet. Um den Widerstand des Feinfilters zu überwinden, ist der Hoch¬ druckverdrängerpumpe eine Vordruckpumpe bzw. Niederdruckpumpe 7 vorgeschaltet, die entweder mit einem eigenen Motor 8 oder über ein Getriebe über den Motor 2 angetrieben wird.As shown in Figure l '._., Supplied at a Meerwasserent- the prior art εalzungsanlage according to one driven by a motor 2 Hochdruckverdrängerpumpe 1 via a line 3 a diaphragm 4 with sea water, which has passed through a previously Fil¬ ter. 5 A throttle which is higher than the osmotic pressure of the salt solution is built up in the membrane by a throttle or a pressure control valve 6 connected downstream of the membrane. In the membrane there is a reversal of the osmosis principle, water from the salt solution (the sea water) passing through the membrane and being supplied as a product stream to storage tanks or the like. In terms of quantity, the product flow is about 1/4 of the total seawater flow used and conveyed by the high-pressure displacement pump. The remaining 3/4 of the sea water originally used leaves the membrane in concentrated form as brine or concentrate stream and is returned to the sea. In order to overcome the resistance of the fine filter, a high-pressure displacement pump or low-pressure pump 7 is connected upstream of the high-pressure displacement pump, which is driven either by its own motor 8 or by a gear via the motor 2.
Der Umsetzungsgrad, d.h. das Verhältnis zwischen Produktstrom und eingesetztem Rohwasserstrom, der Membran ist von der Bau¬ art der Membran abhängig und eine fest vorgegebene Größe, die einzuhalten ist. Der zur Einhaltung des Umsetzungsgrades ein¬ zustellende Arbeitsdruck der Membran liegt bei der Entsalzung von Meerwasser üblicherweise in Bereichen von 55 bis 70 bar. Die Temperatur und der Salzgehalt des Rohwassers und damit der osmotische Druck einerseits sowie Alterungs- und Verschmut¬ zungsmechanismen der Membran andererseits stellen jedoch Stör¬ größen dar, die den Umsetzungsgrad und den Arbeitsdruck beein¬ flussen. Um einen gleichbleibenden Produktstrom bzw. einen konstanten Umsetzungsgrad zu gewährleisten, ist es daher not¬ wendig, das Druckregelventil bzw. die Drossel 6 nachzuregeln.The degree of implementation, i.e. the ratio between the product flow and the raw water flow used, the membrane, is dependent on the type of membrane and a predetermined size that must be observed. The working pressure of the membrane to be set to maintain the degree of conversion is usually in the range from 55 to 70 bar for the desalination of sea water. However, the temperature and the salt content of the raw water and thus the osmotic pressure on the one hand and aging and pollution mechanisms of the membrane on the other hand represent disturbances which influence the degree of conversion and the working pressure. In order to ensure a constant product flow or a constant degree of conversion, it is therefore necessary to readjust the pressure control valve or the throttle 6.
Letzteres geschieht bei kleineren Anlagen, wie sie beispiels¬ weise an Bord von Yachten installiert sind, von Hand. Während es bei großen, stationären Meerwasserentsalzungsanlagen beson¬ ders auf gute Wirkungsgrade ankommt, werden an kleinere Meer¬ wasserentsalzungsanlagen, die nach dem Prinzip der Umkehrosmo¬ se arbeiten, andere technische Anforderungen gestellt. Bei auf kleinere Leistung ausgelegten Anlagen, die insbesondere an Bord von Schiffen o.a. installiert werden, kommt es insbeson¬ dere darauf an, daß sie preiswert in der Herstellung sind, ein niedriges Gesamtgewicht und kleine Einbaumaße aufweisen, un¬ empfindlich gegen Verschmutzungen im Rohwasserstrom sind und möglichst nur eine Antriebswelle benötigen, um einen Direkt¬ antrieb durch einen Verbrennungsmotor problemlos und kosten¬ günstig zu ermöglichen. Insbesondere kommt es bei kleineren Anlagen, die nicht durch Fachpersonal bedient werden, auch darauf an, daß sie in der Bedienung problemlos sind und auch Fehlbedienungen nicht zu einem Totalversagen der Anlage mit - beispielsweise an Bord eines Schiffes - unter Umεtänden katastrophalen Folgen führen.The latter is done manually in smaller systems, such as those installed on board yachts. While large, stationary seawater desalination plants are particularly concerned with good efficiencies, smaller seawater desalination plants, which operate on the principle of reverse osmosis, have other technical requirements. In the case of systems designed for lower power, which are installed in particular on board ships or the like, it is particularly important that they are inexpensive to manufacture, have a low overall weight and small installation dimensions, are insensitive to contamination in the raw water stream, and if possible, only need one drive shaft in order to enable direct drive through an internal combustion engine without any problems and at low cost. In particular, in the case of smaller systems which are not operated by specialist personnel, it is also important that they are easy to operate and that incorrect operation does not lead to total system failure, for example on board a ship, with catastrophic consequences.
Bei Pumpenanordnungen für kleinere Meerwasserentsalzungsanla- gen ist die Vordruck- bzw. Niederdruckpumpe im Stand der Tech¬ nik als Impellerpumpe oder als Seitenkanalpumpe ausgeführt. Beiden haftet der Nachteil an, daß sie vergleichsweise aufwen¬ dig gebaut sind und damit die Investitionskosten einer solchen Anlage erhöhen. Weiterhin sind bei beiden genannten Ausfüh¬ rungsformen Gesamtwirkungsgrade von unter 10 % der Normalfall, so daß der spezifische Energiebedarf erhöht wird. Weiterhin läßt sich mit einstufigen Impellerpumpen bei den vorhandenen kleinen Volumenströmen im Rahmen einer Meerwasserentsalzungs¬ anlage nur eine unbefriedigende Förderhöhe erzielen.In the case of pump arrangements for smaller seawater desalination plants, the admission pressure or low pressure pump in the state of the art is designed as an impeller pump or as a side channel pump. Both have the disadvantage that they are comparatively complex and thus increase the investment costs of such a system. Furthermore, overall efficiencies of less than 10% are the normal case in the two embodiments mentioned, so that the specific energy requirement is increased. Furthermore, only one unsatisfactory delivery head can be achieved with single-stage impeller pumps given the small volume flows in the context of a sea water desalination plant.
Seitenkanalpumpen hingegen erreichen auch bei kleinen Volumen- εtrömen große Förderhöhen, sie sind jedoch extrem empfindlich gegen Verschmutzung im Rohwasser, da ihre Konstruktion enge Spalte aufweist, die leicht verschmutzen können.Side channel pumps, on the other hand, reach large delivery heights even with small volume flows, but they are extremely sensitive to contamination in the raw water, since their design has narrow gaps that can easily become dirty.
Weiterhin sind die bekannten, als Vordruck- bzw. Niederdruck¬ pumpe verwendeten Pumpenformen unverhältnismäßig teuer, erhö¬ hen das Gesamtgewicht und vergrößern die Abmesεungen einer Pumpenanordnung für den genannten speziellen Zweck.Furthermore, the known pump forms used as a pre-pressure or low-pressure pump are disproportionately expensive, increase the overall weight and enlarge the dimensions of a pump arrangement for the special purpose mentioned.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Purapen- anordnung zum Aufbauen eines Vordrucks zu entwickeln, die sich insbesondere zur Verwendung in einer Meerwasserentsalzungs¬ anlage eignet und einfacher, billiger, kleiner und zuverlässi¬ ger ist als die bisher bekannten Pumpenanordnungen. Die Lösung der Aufgabe besteht zunächst darin, daß in an sich bekannter Weise eine Strahlpumpe als Niederdruckpumpe verwen¬ det wird, die mit der Hochdruckpumpe in Serie geschaltet ist, und ihren Treibmittelstrom von der Druckseite der Hochdruck¬ pumpe bezieht.The invention is therefore based on the object of developing a purapen arrangement for building up a pre-pressure which is particularly suitable for use in a seawater desalination plant and is simpler, cheaper, smaller and more reliable than the previously known pump arrangements. The solution to the problem consists first of all in that, in a manner known per se, a jet pump is used as the low-pressure pump, which is connected in series with the high-pressure pump, and draws its propellant flow from the pressure side of the high-pressure pump.
Eine solche in Fig. 2 prinzipiell dargeεtellte Schaltung ist bekannt, um beispielsweise Wasser, Öl oder dergleichen aus größeren Tiefen zu fördern. Die Pumpenanordnung als solche ist dagegen nicht bekannt, um einen Vordruck für einen mit ver¬ änderlichen Strömungswiderständen behafteten Verbraucher eines inkompressiblen Mediums zu erzeugen.Such a circuit, which is shown in principle in FIG. 2, is known in order, for example, to convey water, oil or the like from greater depths. The pump arrangement as such, on the other hand, is not known in order to generate a pre-pressure for a consumer of an incompressible medium which is subject to variable flow resistances.
Sie ist in der einfachen, in Fig. 2 dargestellten Ausführungs¬ form für diesen Zweck noch nicht geeignet.In the simple embodiment shown in FIG. 2, it is not yet suitable for this purpose.
Gemäß Fig. 2 wird die Strahlpumpe 7' über eine Leitung 9 mit dem notwendigen Treibmittelstrom versorgt. Die Leitung 9 ist auf der_Druckseite der Hochdruckpumpe angeschlossen, d.h. der Treibmittelstrom wird von dem zu fördernden Strom abgezweigt. Es kommt erst dann zu einem Fließen des Treibmittelstroms, wenn beim Starten der Hochdruckpumpe in der druckseitigen Lei¬ tung 10 ein Gegendruck vorhanden ist.2, the jet pump 7 'is supplied with the necessary propellant flow via a line 9. Line 9 is connected on the pressure side of the high pressure pump, i.e. the propellant flow is branched off from the flow to be conveyed. The propellant flow does not flow until a counterpressure is present in the pressure-side line 10 when the high-pressure pump is started.
Bei der Pumpenanordnung, wie sie gemäß dem Stand der Technik zum Fördern von Wasser, beispielsweise aus dem Schacht eines Bergwerks, verwendet wird, ist ein statischer Gegendruck vor¬ handen, da der Auslauf üblicherweise höher angeordnet ist als der Druckstutzen der Hochdruckpumpe.In the pump arrangement, as used according to the prior art for pumping water, for example from the shaft of a mine, a static back pressure is present, since the outlet is usually arranged higher than the pressure port of the high pressure pump.
Bei dem vorgesehenen Verwendungszweck für die zu erfindende Pumpenanordnung, nämlich insbesondere die Versorgung einer Membran einer Meerwasserentsalzungsanlage mit Rohwasser unter Aufbau eines Vordrucks, ist dieser notwendige Gegendruck nicht unter allen Umständen gegeben. Bei den letztgenannten Anlagen wird. der Gegendruck durch ein Drossel- bzw. Druckregelventil in der Konzentratleitung aufgebaut. Der Gegendruck ist abhän¬ gig von der Ventilstellung und steigt annähernd im Quadrat mit dem Durchsatz an. Da beim Starten mit geöffnetem Drossel- bzw. Druckregelventil kein Gegendruck vorhanden ist, kommt es nicht zu dem notwendigen Treibmittelstrom durch die Leitung 9. Die Folge ist, daß die Hochdruckpumpe gegen den Widerstand des Feinfilters 5 ansaugt, wodurch in der Hochdruckverdrängerpumpe saugseitig schädliche Kavitation auftritt.With the intended use for the pump arrangement to be invented, namely in particular the supply of a membrane of a seawater desalination plant with raw water while building up a pre-pressure, this necessary back pressure is not given under all circumstances. In the latter systems will . the back pressure is built up by a throttle or pressure control valve in the concentrate line. The back pressure is dependent on the valve position and increases approximately in square with the throughput. Since there is no back pressure when starting with the throttle or pressure control valve open, the necessary propellant flow does not occur through line 9. The result is that the high-pressure pump draws in against the resistance of the fine filter 5, causing harmful cavitation on the suction side in the high-pressure displacement pump .
Ein weiteres Problem, das die Verwendung einer Pumpenanordnung gemäß Fig. 3 erschwert und das zu lösen ist, um eine Strahl¬ pumpe zu dem genannten Zweck einsetzen zu können, ist, daß - wie bereits ausgeführt - Änderungen der Temperatur und des Salzgehaltes des Rohwassers sowie Alterungs- und Verεchmut- zungsmechanismen der Membranen ausgeglichen werden müssen, indem das Regelventil 6 bzw. die Drossel, die der Membran in Serie nachgeschaltet ist, verstellt wird.A further problem which complicates the use of a pump arrangement according to FIG. 3 and which has to be solved in order to be able to use a jet pump for the stated purpose is that - as already explained - changes in the temperature and the salt content of the raw water and Aging and pollution mechanisms of the membranes must be compensated by adjusting the control valve 6 or the throttle, which is connected in series after the membrane.
Als Folge von letzterem kommt es zu einer Veränderung des in der Leitung 10 herrschenden Gegendrucks. Dies führt dazu, daß der durch die Leitung 9 geführte Treibmittelstrom kleiner oder größer wird und damit der Betriebspunkt der Strahlpumpe ver¬ schoben wird. Im ungünstigsten Fall kommt es dazu, daß ein großer Teil des von der Hochdruckpumpe geförderten Rohwasser¬ stromes über die Treibmittelstromleitung 9, die Strahlpumpe 7' und das Filter 5 umläuft, während nur ein kleiner Teil bestim¬ mungsgemäß durch die Leitung 10 der Membran 4 zugeführt wird.As a result of the latter, the back pressure prevailing in the line 10 changes. This leads to the fact that the propellant flow through line 9 becomes smaller or larger and the operating point of the jet pump is shifted. In the worst case, a large part of the raw water flow conveyed by the high-pressure pump circulates via the propellant flow line 9, the jet pump 7 'and the filter 5, while only a small part is supplied to the membrane 4 through the line 10 as intended becomes.
Der ursprünglich angestrebte Zweck, durch das Verstellen des Regelventils bzw. der Drossel 6 den Produktstrom, der in der Membran 4 abgeschieden wird, konstant zu halten, wird daher nicht erreicht. Der Erfindung liegt daher weiterhin die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Pumpenanordnung unter Verwendung einer Strahl¬ pumpe als Vordruck- bzw. Niederdruckpumpe so auszugestalten, daß sie regelungstechniεch beherrschbar wird, wenn sie zum Erzeugen eines Vordrucks für einen mit veränderlichen Strö¬ mungswiderständen behafteten Verbraucher eines inkompressiblen Mediums, insbesondere für die Membran einer nach dem Umkehros¬ moseprinzip arbeitenden Meerwasserentsalzungsanlage verwendet wird.The originally intended purpose of keeping the product stream which is separated in the membrane 4 constant by adjusting the control valve or the throttle 6 is therefore not achieved. The invention is therefore also based on the object of designing a generic pump arrangement using a jet pump as a pre-pressure or low-pressure pump in such a way that it can be controlled in terms of control technology if it is used to generate a pre-pressure for a consumer of an incompressible person with variable flow resistances Medium, in particular for the membrane of a seawater desalination plant working according to the reverse osmosis principle.
Die Lösung der Aufgabe ist bei einer gattungsgemäßen Pumpen¬ anordnung dadurch gekennzeichnet, daß die Niederdruckpumpe eine Strahlpumpe (Ejektor) ist, deren Treibstromeintritt über eine Leitung und eine RohrVerzweigung mit der Druckseite der Hochdruckpumpe verbunden ist, und daß die Anordnung zumindest ein Druckregelventil aufweist.The solution to the problem is characterized in a generic pump arrangement characterized in that the low-pressure pump is a jet pump (ejector), the drive flow inlet of which is connected via a line and a pipe branch to the pressure side of the high-pressure pump, and that the arrangement has at least one pressure control valve.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist ein Druck¬ begrenzungsventil vorgesehen, das auf der Druckseite der Hoch¬ druckpumpe nach der Rohrverzweigung angeordnet ist und dessen Öffnungsdruck kleiner ist als der Arbeitsdruck des Verbrau¬ chers, während ein Druckminderventil vor dem Treibmittelein¬ tritt der Strahlpumpe angeordnet ist.In a particularly preferred embodiment, a pressure-limiting valve is provided, which is arranged on the pressure side of the high-pressure pump after the pipe branch and whose opening pressure is less than the working pressure of the consumer, while a pressure-reducing valve is arranged in front of the jet pump's propellant inlet .
In einer weiterhin besonders bevorzugten Ausführungsform ist nur ein Druckregelventil vorgesehen, das ein Druckbegrenzungs¬ ventil ist, das auf der Druckseite der Hochdruckpumpe nach der Rohrverzweigung vor der Membran angeordnet ist, und dessen Öffnungsdruck größer ist als der Arbeitsdruck des Verbrauchers bzw. der Membran.In a further particularly preferred embodiment, only one pressure control valve is provided, which is a pressure limiting valve, which is arranged on the pressure side of the high-pressure pump after the pipe branch in front of the membrane, and whose opening pressure is greater than the working pressure of the consumer or the membrane.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Hochdruckpumpe eine KurzSchlußleitung (By-Pass-Leitung) parallel geschaltet, die zum Anfahren der Anordnung von Hand oder, durch einen Stellantrieb geöffnet werden kann und Saug und Druckseite der Hochdruckpumpe miteinander verbindet.In a further preferred embodiment of the invention, the high-pressure pump is connected in parallel with a short-circuit line (by-pass line) which is used to start up the arrangement by hand or, can be opened by an actuator and connects the suction and pressure side of the high pressure pump.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dem Druckbegrenzungsventi eine Drossel parallel zu schalten, um sicherzustellen, da auch bei geschlossenem Druckbegrenzungsventil ein gewisse Prozentsatz des geförderten Volumens ausgetauscht wird un eine unzulässige Erhitzung des geförderten Volumens bzw. Roh wassers verhindert wird.Furthermore, it is preferably provided to connect the throttle valve in parallel to ensure that a certain percentage of the delivered volume is exchanged even when the pressure relief valve is closed and an inadmissible heating of the delivered volume or raw water is prevented.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprü¬ chen beschrieben und werden in den Zeichnungen näher erläu¬ tert.Further preferred embodiments are described in the subclaims and are explained in more detail in the drawings.
In der Zeichnung zeigen:The drawing shows:
Fig. 1 eine Pumpenanordung zur Versorgung der Membran einer Meerwasserentsalzungsanlage gemäß dem Stand der Technik,1 shows a pump arrangement for supplying the membrane of a seawater desalination plant according to the prior art,
Fig. 2 eine Pumpenanordnung, bestehend aus Strahlpumpe und Hochdruckpumpe gemäß dem Stand der Technik,2 shows a pump arrangement consisting of jet pump and high pressure pump according to the prior art,
Fig. 3 eine Pumpenanordnung gemäß Fig. 2 zur Versorgung der Membran einer Meerwasserentsalzungsanlage, wobei zwischen Strahlpumpe und Hochdruckpumpe ein Filte geschaltet ist,3 shows a pump arrangement according to FIG. 2 for supplying the membrane of a sea water desalination plant, a filter being connected between the jet pump and the high pressure pump,
Fig. 4 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Pumpenanordnung mit einem Druckbegrenzungventil (DBV) und einem Druckminderventil (DNV) ,4 shows a first embodiment of a pump arrangement according to the invention with a pressure limiting valve (DBV) and a pressure reducing valve (DNV),
Fig. 5 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Pumpenanordnung mit nur einem Druckbegrenzungsventil (DBV), Fig..6 eine Pumpenanordnung gemäß Fig. 4 mit einem zu¬ sätzlichen Puffer (Speicher) ,5 shows a second embodiment of a pump arrangement according to the invention with only one pressure relief valve (DBV), 6 shows a pump arrangement according to FIG. 4 with an additional buffer (memory),
Fig. 7 eine Pumpenanordnung gemäß Fig. 4 mit einer zu¬ sätzlichen, Hochdruckpumpe saugseitig und Konzen¬ tratstromabfluß verbindenden Leitung,7 shows a pump arrangement according to FIG. 4 with an additional line connecting the high-pressure pump on the suction side and the concurrent flow outlet,
Fig. 8 eine Pumpenanordnung gemäß Fig. 5, bei der jeweils eine Drossel in die Strahlpumpe und in das Druckbe¬ grenzungsventil integriert sind,8 shows a pump arrangement according to FIG. 5, in each of which a throttle is integrated in the jet pump and in the pressure limiting valve,
Fig. 9 eine Pumpenanordnung gemäß Fig. 5, in der sämtliche zur eigentlichen Pumpenanordnung gehörenden Bauteile in ein Gehäuse integriert sind, undFIG. 9 shows a pump arrangement according to FIG. 5, in which all components belonging to the actual pump arrangement are integrated in a housing, and
Fig. 10 einen Schnitt durch ein Druckbegrenzungsventil mit integrierter, parallel geschalteter Drossel zur Verwendung in einer Pumpenanordnung gemäß der Erfin¬ dung.10 shows a section through a pressure relief valve with an integrated, parallel-connected throttle for use in a pump arrangement according to the invention.
Die Fig. 1 und 2 sind bereits bei der Diskussion des Standes der Technik gewürdigt worden. Fig. 3 zeigt eine Hochdruckpumpe 1, die Rohwasser durch einen Filter 5 ansaugt, wobei dem Fil¬ ter 5 eine Strahlpumpe 7' zum Erzeugen eines Vordrucks vor¬ geschaltet ist. Die Strahlpumpe 7' bezieht ihren Treibmittel¬ strom über eine Leitung 9, die auf der Druckseite der Hoch¬ druckpumpe bei einer Rohrverzweigung 11 von der Rohwasserlei¬ tung 10 abzweigt. Die Rohwasserleitung 10 führt zur Membran, d.h. zu einem Verbraucher, dessen Strömungswiderstand verän¬ derlich ist. In der Membran 4 wird ein Produktstrom abgeschie¬ den. Das Konzentrat verläßt über eine Leitung 12 die Membran und wird ins Meer zurückgeleitet. In die Leitung 12 ist ein Regelventil 6 oder eine Drossel eingefügt. Ändert sich der notwendige Gegendruck, beispielsweise weil Brackwasser mit einem entsprechend geringeren osmotischem Druck aufbereitet werden soll, so ist das Regelventil entsprechend zu verstel¬ len, um den für die Membran geforderten Umsetzungsgrad bzw. Gegendruck zu gewährleisten. Entsprechend ändert sich der Druck in der Leitung 10 und damit der durch die Leitung 9 geführte Treibmittelstrom, und als Folge hiervon der Be¬ triebspunkt der Strahlpumpe 7'. Eine Pumpenanordnung gemäß Fig. 3 ist daher für den angestrebten Einsatzzweck noch nicht geeignet.1 and 2 have already been recognized in the discussion of the prior art. 3 shows a high-pressure pump 1 which draws in raw water through a filter 5, the jet 5 being connected upstream of a jet pump 7 'for generating a pre-pressure. The jet pump 7 'obtains its propellant flow via a line 9 which branches off from the raw water line 10 on the pressure side of the high-pressure pump at a pipe branch 11. The raw water line 10 leads to the membrane, ie to a consumer whose flow resistance is changeable. A product stream is separated in the membrane 4. The concentrate leaves the membrane via a line 12 and is returned to the sea. A control valve 6 or a throttle is inserted into line 12. The necessary back pressure changes, for example because brackish water is treated with a correspondingly lower osmotic pressure the control valve is to be adjusted accordingly in order to ensure the degree of conversion or back pressure required for the membrane. The pressure in line 10 changes accordingly, and with it the propellant flow led through line 9, and as a result thereof the operating point of jet pump 7 '. A pump arrangement according to FIG. 3 is therefore not yet suitable for the intended purpose.
Weiterhin ist ein Anfahren einer Pumpenanordnung gemäß Fig. 3 nicht möglich. Beim Anfahren sind in der Rohwasserstromleitung 10 keine nennenswerten Widerstände vorhanden, da das Regelven¬ til 6 noch keinen Gegendruck aufbaut. Dementsprechend wird kein ausreichender Treibstrom über die Leitung 9 abgezweigt, was zur Folge hat, daß die Strahlpumpe 7' keinen Vordruck aufbaut. Dies hat zur Folge, daß die Hochdruckpumpe 1 gegen den Widerstand des Filters 5 ansaugt und Kavitation im Ansaug¬ bereich 13 der Pumpe auftritt.Furthermore, starting up a pump arrangement according to FIG. 3 is not possible. When starting, there are no appreciable resistances in the raw water flow line 10, since the control valve 6 does not yet build up any back pressure. Accordingly, a sufficient motive current is not branched off via line 9, with the result that the jet pump 7 'does not build up a pre-pressure. As a result, the high-pressure pump 1 sucks in against the resistance of the filter 5 and cavitation occurs in the suction area 13 of the pump.
Bei der Pumpenanordnung gemäß Fig. 4 sind die Nachteile der Pumpenanordnung gemäß Fig. 3 vermieden.The disadvantages of the pump arrangement according to FIG. 3 are avoided in the pump arrangement according to FIG. 4.
In der von der Hochdruckpumpe 1 zur Membran 4 führenden Roh¬ wasserleitung 10 ist zunächst ein Druckbegrenzungsventil (DBV) 14 angeordnet. Der Öffnungsdruck des Druckbegrenzungsventils 14 ist kleiner als der normale Arbeitsdruck der Membran 4, also z.B. 50 bar.A pressure limiting valve (DBV) 14 is initially arranged in the raw water line 10 leading from the high pressure pump 1 to the membrane 4. The opening pressure of the pressure relief valve 14 is less than the normal working pressure of the diaphragm 4, e.g. 50 bar.
Weiterhin ist parallel zu der Hochdruckpumpe 1 eine Kurz¬ schluß- bzw. By-Pass-Leitung geschaltet, die Druck- und Saug¬ seite der Hochdruckpumpe miteinander verbindet. Innerhalb der By-Pass-Leitung ist ein nicht dargestelltes By-Pass-Ventil angeordnet. Diese Anordnung dient dazu, die Membran 4 beim Hochfahren langsam und kontinuierlich zu belasten. Zum Hochfahren der Anlage ist das By-Pass-Ventil der By-Pass- Leitung 15 geöffnet. Wenn die Hochdruckpumpe zu fördern be¬ ginnt, wird der größte Teil des geförderten Rohwasservolumens durch die By-Pass-Leitung im Kreis gefördert. Durch die Lei¬ tung 9 wird ein Teil des geförderten Volumens der Strahlpumpe als Treibstrom zugeführt, woraufhin diese einen Vordruck auf¬ baut. Das Druckbegrenzungsventil 14 ist geschlossen und stellt sicher, daß ein Gegendruck vorhanden ist, der ein Anfahren der Anlage ermöglicht. Dem Druckbegrenzungsventil parallel ge¬ schaltet ist eine Drossel 16, die einen kleinen Teil des ge¬ förderten RohwasserStroms passieren läßt. Wird das By-Pass- Ventil allmählich geschlossen, so steigt der Druck an und der Volumenstrom, welcher durch die Strahlpumpe strömt, nimmt zu. Hierdurch baut die Strahlpumpe einen entsprechend höheren Vordruck auf. Wird der Grenzdruck des Druckbegrenzungsventils erreicht, so öffnet es und läßt einen Teilstrom durch die Membran und das geöffnete Drosselventil bzw. Druckregelventil 6 strömen. Bei dieser Stellung des By-Pass-Ventils wird das Rohwasser, das sich noch in der Membran befindet, ausge¬ tauscht, ohne daß eine Permeation und damit eine Produktion von Reinwasser erfolgt. Wird das By-Pass-Ventil weiter ge¬ schlossen, so baut sich bei entsprechend eingestelltem Dros¬ sel- bzw. Druckregelventil in der Membran ein Druck auf, wobei bei Überschreiten des osmotischen Drucks eine Permeation ein¬ tritt. Wenn das By-Pass-Ventil ganz geschlossen ist und das Drossel- bzw. Druckregelventil 6 entsprechend eingestellt ist, baut sich ein Druck auf, der über dem Grenzdruck des Druckbe¬ grenzungsventils liegt. Letzteres öffnet hierdurch ganz und läßt den Rohwasserstrom nahezu verlustfrei zur Membran strö¬ men.Furthermore, a short-circuit or by-pass line is connected in parallel to the high-pressure pump 1, which connects the pressure and suction side of the high-pressure pump to one another. A by-pass valve, not shown, is arranged within the by-pass line. This arrangement serves to load the membrane 4 slowly and continuously when starting up. The by-pass valve of the by-pass line 15 is opened to start up the system. When the high-pressure pump begins to be pumped, most of the pumped raw water volume is pumped through the by-pass line. Through the line 9, part of the delivered volume of the jet pump is supplied as a motive flow, whereupon the latter builds up a pre-pressure. The pressure relief valve 14 is closed and ensures that a back pressure is present which enables the system to be started up. A throttle 16, which allows a small part of the pumped raw water flow to pass, is connected in parallel with the pressure limiting valve. If the by-pass valve is gradually closed, the pressure rises and the volume flow that flows through the jet pump increases. As a result, the jet pump builds up a correspondingly higher pre-pressure. If the limit pressure of the pressure relief valve is reached, it opens and allows a partial flow to flow through the membrane and the open throttle valve or pressure control valve 6. In this position of the by-pass valve, the raw water that is still in the membrane is exchanged without permeation and thus production of pure water. If the by-pass valve is closed further, a pressure builds up in the membrane when the throttle or pressure control valve is set accordingly, permeation occurring when the osmotic pressure is exceeded. When the by-pass valve is completely closed and the throttle or pressure regulating valve 6 is set accordingly, a pressure builds up which is above the limit pressure of the pressure limiting valve. The latter thereby opens completely and allows the raw water flow to flow to the membrane almost without loss.
Wird die Meerwasserentsalzungsanlage zum Entsalzen von Brack¬ wasser eingesetzt, das einen niedrigeren osmotischen Druck aufweist, so daß die Drossel 6 bzw. das Regelventil 6 weit geöffnet werden muß, so tritt in der Hochdruckverdrängerpumpe saugseitig trotzdem keine Kavitation auf, da durch das Druck¬ begrenzungsventil sichergestellt ist, daß ein ausreichender Gegendruck und damit ein Treibmittelstrom zum Betrieb der Strahlpumpe und zum Erzeugen eines Vordrucks vorhanden ist.If the seawater desalination plant is used for desalting brackish water which has a lower osmotic pressure, so that the throttle 6 or the control valve 6 has to be opened widely, the high-pressure displacement pump enters Nevertheless, there is no cavitation on the suction side, since the pressure relief valve ensures that there is sufficient back pressure and thus a propellant flow for operating the jet pump and for generating a pre-pressure.
Steigt andererseits der in der Membran benötigte Druck stark an und liegt weit über dem Druck, auf den das Druckbegren¬ zungsventil 14 eingestellt ist, so sorgt ein in die Treibmit¬ telstromleitung 9 eingefügtes Druckminderventil 17 dafür, daß der der Strahlpumpe treibmittelseitig zugeführte Druck kon¬ stant bleibt.On the other hand, if the pressure required in the membrane rises sharply and is well above the pressure to which the pressure limiting valve 14 is set, a pressure reducing valve 17 inserted into the propellant flow line 9 ensures that the pressure supplied to the jet pump on the propellant side is constant remains constant.
Vor dem Treibmittelanschluß der Strahlpumpe ist weiterhin eine Drossel 18 angeordnet, die sicherstellt, daß Alterungserschei- nungen der Strahlpumpe eliminiert werden. Es kann nämlich durch Verschmutzung im Rohwasser, wie beispielsweise Sandan¬ teile, zu einem Verschleißen der Düse kommen, was eine Ver¬ änderung der Charakteristik der Strahlpumpe zur Folge hat. Dieser Effekt wird durch die Drossel 18 kompensiert.A throttle 18 is furthermore arranged in front of the propellant connection of the jet pump, which ensures that signs of aging of the jet pump are eliminated. This is because contamination of the raw water, such as sand, for example, can lead to wear on the nozzle, which results in a change in the characteristics of the jet pump. This effect is compensated for by the throttle 18.
Der Grenzdruck des Druckminderventils liegt vorzugsweise eben¬ falls niedriger als der Arbeitsdruck der Membran 4.The limit pressure of the pressure reducing valve is preferably also lower than the working pressure of the membrane 4.
Da die Hochdruckpumpe üblicherweise mit einer geringen Anzahl an Kolben bzw. Plungern ausgeführt ist und demgemäß unzulässig hohe Schwankungen im Förderstrom auftreten, sorgt ein Pulsa- tionsdämpfer 19 in Form eines Speichers für eine Vergleichmä¬ ßigung des geförderten Rohwasserstroms. Der Pulsationsdä pfer 19 ist üblicherweise in Form eines Blasenspeichers mit einer Gasblase ausgeführt, die mit einem Fülldrucks befüllt ist, der etwa 2/3 des Arbeitsdrucks beträgt, also etwa 40 bar bei¬ spielsweise. Beim Starten und Abschalten sowie beim Entsazen von Brackwasser tritt bei Meerwasserentsalzungsanlagen, die dem Stand der Technik gemäß der Fig. 1 entsprechen, das Pro- ble auf, daß der osmotische Druck bzw. der in der Membran auftretende Druck geringer ist als der Fülldruck in der Gas¬ blase des Pulsationsdämpfers, weswegen eine Dämpfung nicht möglich ist.Since the high-pressure pump is usually designed with a small number of pistons or plungers and accordingly inadmissibly high fluctuations occur in the delivery flow, a pulsation damper 19 in the form of a reservoir ensures that the delivered raw water flow is evened out. The pulsation damper 19 is usually designed in the form of a bladder accumulator with a gas bubble which is filled with a filling pressure which is approximately 2/3 of the working pressure, that is to say approximately 40 bar, for example. When starting and switching off as well as when sowing brackish water, seawater desalination plants which correspond to the state of the art according to FIG. ble on that the osmotic pressure or the pressure occurring in the membrane is lower than the filling pressure in the gas bubble of the pulsation damper, which is why damping is not possible.
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung gemäß Fig. 4 tritt an die Stelle des in der Membran herrschenden Drucks der Grenzdruck des Druckbegrenzungsventils, so daß der Fülldruck der Gasblase in jedem Fall geringer ist, als der herrschende Arbeitsdruck. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß abgesehen von einem kleinen durch die Drossel 16 fließendem Rohwasserstrom nur ein geglätteter Rohwasserstrom zur Membran gelangt.4 takes the place of the pressure prevailing in the membrane, the limit pressure of the pressure relief valve, so that the filling pressure of the gas bubble is in any case lower than the prevailing working pressure. In this way it is ensured that apart from a small raw water stream flowing through the throttle 16, only a smoothed raw water stream reaches the membrane.
Die bereits erwähnte, dem Druckbegrenzungsventil 14 parallel geschaltete Drossel 16 erfüllt in der erfindungsgemäßen Anord¬ nung von Pumpen gemäß Fig. 4 noch weitere Aufgaben. Wird die Meerwasserentsalzungεanlage über einen längeren Zeitraum bei einem Druck unterhalb des Grenzdrucks des Druckbegrenzungs- ventils betrieben, so läuft das in der Leitung enthaltene Rohwasser im Kreis um und erwärmt sich dabei. Die Drossel 16 stellt sicher, daß ein kleiner Volumenstrom des geförderten Rohwasserstroms durch die Membran abfließt und gleichzeitig ein kleiner Volumenstrom von der Strahlpumpe angesaugt werden kann. Auf diese Art und Weise wird für ein thermisches Gleich¬ gewicht gesorgt.The aforementioned throttle 16, which is connected in parallel with the pressure limiting valve 14, also fulfills further tasks in the arrangement according to the invention of pumps according to FIG. 4. If the seawater desalination system is operated for a longer period at a pressure below the limit pressure of the pressure relief valve, the raw water contained in the line circulates and heats up. The throttle 16 ensures that a small volume flow of the pumped raw water flow flows through the membrane and at the same time a small volume flow can be sucked in by the jet pump. In this way, thermal equilibrium is ensured.
Die parallel zum Druckbegrenzungsventil 14 geschaltete Dros¬ sel 16 dient auch dazu, die Meerwasserentsalzungsanläge auto¬ matisch zu entlüften. Wird die Anlage neu in Betrieb genommen, so wird die Hochdruckverdrängerpumpe mit Rohwasser manuell befüllt. Anschließend wird εie bei weit geöffnetem By-Pass- Ventil gestartet. Entsprechend der Stellung des By-Pass-Ven- tils wird das Rohwasser mit der noch enthaltenen Luft durch die By-Pass-Leitung sowie die Strahlpumpe umgewälzt. Dabei strömt jedoch auch ein Teilstrom durch die Drossel der Membran Strahlpumpe Rohwasser, welches keine Luft enthält, ansaugen. Durch diesen Vorgang wird die gesamte Anlage nach einer gewis¬ sen Zeit entlüftet.The throttle 16 connected in parallel to the pressure relief valve 14 also serves to automatically vent the seawater desalination plants. If the system is put into operation again, the high pressure positive displacement pump is filled with raw water manually. Then it is started with the by-pass valve wide open. Depending on the position of the by-pass valve, the raw water with the air still contained is circulated through the by-pass line and the jet pump. However, a partial flow also flows through the throttle of the membrane Suck in the raw water jet pump, which contains no air. Through this process, the entire system is vented after a certain time.
Anstelle des Druckminderventils 17 und der Drossel 18 kann in der Leitung zur Strahlpumpe 9 auch ein Konstantstromventil (Stromregelventil) geschaltet werden. Auch anstelle des Druck¬ begrenzungsventils 14 und der Drossel 16 kann ein Konstant¬ stromventil verwendet werden.Instead of the pressure reducing valve 17 and the throttle 18, a constant flow valve (flow control valve) can also be connected in the line to the jet pump 9. A constant flow valve can also be used instead of the pressure limiting valve 14 and the throttle 16.
Fig. 5 zeigt eine erfindungsgemäße Pumpenanordnung, bei der das Druckminderventil 17 in der Treibmittelstromleitung der Strahlpumpe 7' weggelassen worden ist.FIG. 5 shows a pump arrangement according to the invention, in which the pressure reducing valve 17 in the propellant flow line of the jet pump 7 'has been omitted.
Zum Ausgleich hierfür ist das Druckbegrenzungsventil 14 so ausgelegt, daß sein Öffnungsdruck größer ist als jeder zu er¬ wartende Arbeitsdruck in der Membran 4. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß sämtliche Veränderungen in der Membran 4 von der Pumpenanordnung ferngehalten werden. Bei einem zu erwartenden Arbeitsdruck in der Membran in einem Bereich zwi¬ schen 55 bar und 70 bar kann das Druckbegrenzungsventil bei¬ spielsweise auf einen Öffnungsdruck von 75 bar eingestellt sein.To compensate for this, the pressure relief valve 14 is designed such that its opening pressure is greater than any working pressure to be expected in the membrane 4. This ensures that all changes in the membrane 4 are kept away from the pump arrangement. With an expected working pressure in the membrane in a range between 55 bar and 70 bar, the pressure limiting valve can be set to an opening pressure of 75 bar, for example.
Der Nachteil dieser Anordnung ist, daß die Hochdruckpumpe in jedem Fall gegen den maximal denkbaren Druck zu fördern hat und der spezifische Energieverbrauch demgemäß zu hoch liegt, wenn in der Membran beiεpielεweise Meerwasser mit einem gerin¬ gen Salzanteil umgesetzt wird.The disadvantage of this arrangement is that the high-pressure pump has to be pumped against the maximum conceivable pressure in any case and the specific energy consumption is accordingly too high if, for example, sea water with a low salt content is reacted in the membrane.
Der Vorteil der Anordnung liegt darin, daß der Aufbau und da¬ mit die Herstellungskosten wesentlich vereinfacht werden. Eventuelle Fehlbedienungen des Regelventils 6 durch einen fachunkundigen Bediener führen bei dieser Anordnung nicht zu einer Beschädigung der Hochdruckpumpe durch Kavitation. Bei einer Pumpenanordnung gemäß Fig. 6 ist erfindungsgemäß darüber hinaus Sorge dafür getroffen, daß auch eine Fehlbedie¬ nung der By-Pass-Leitung 15 nicht zu einer Beschädigung der Anlage führt.The advantage of the arrangement is that the structure and thus the manufacturing costs are considerably simplified. Any incorrect operation of the control valve 6 by an unskilled operator does not damage the high-pressure pump due to cavitation in this arrangement. In the case of a pump arrangement according to FIG. 6, according to the invention, care is also taken to ensure that incorrect operation of the by-pass line 15 does not damage the system.
Auf der Saugseite der Hochdruckpumpe ist ein Puffer bzw. Spei¬ cher 20 angeordnet. Wird die Anlage gestartet, d.h. der Motor 2 eingeschaltet, obwohl die By-Pass-Leitung 15 geschlossen ist, so stellt der Puffer 20 ein Volumen zur Verfügung, das von der Hochdruckpumpe angesaugt werden kann, bis von der Strahlpumpe ein ausreichender Vordruck aufgebaut worden ist, so daß schädliche Kavitation vermieden wird.A buffer or memory 20 is arranged on the suction side of the high-pressure pump. If the system is started, i.e. the motor 2 is switched on, although the by-pass line 15 is closed, the buffer 20 provides a volume which can be sucked in by the high-pressure pump until a sufficient pre-pressure has been built up by the jet pump, so that harmful cavitation is avoided becomes.
Fig. 7 zeigt eine alternative Pumpenanordnung zu der in Fig. 6 gezeigten. Anstelle des Puffers 20 ist eine Leitung 21 vor¬ gesehen, die die Saugseite der Hochdruckpumpe mit der das Konzentrat abführenden Leitung 22 verbindet. Wird der Motor 2 eingeschaltet, obwohl die By-Pass-Leitung 15 geschlossen ist, so kann die Hochdruckpumpe durch die Leitung 21 Konzentrat an-, saugen, so daß schädliche Kavitation verhindert wird. Um ein Ansaugen von Meerwasser zu verhindern, ist in der Leitung 22 ein Rückschlagventil 23 angeordnet.FIG. 7 shows an alternative pump arrangement to that shown in FIG. 6. Instead of the buffer 20, a line 21 is provided which connects the suction side of the high-pressure pump to the line 22 discharging the concentrate. If the motor 2 is switched on, even though the by-pass line 15 is closed, the high-pressure pump can draw in concentrate through the line 21, so that harmful cavitation is prevented. In order to prevent sea water from being sucked in, a check valve 23 is arranged in line 22.
Weiterhin ist in der Leitung 21 selbεt ein Rückεchlagventil 24 angeordnet, das sicherstellt, daß der nach dem Hochfahren der Anlage von der Strahlpumpe 7' erzeugte Vordruck nicht durch die Leitung 21 abgebaut werden kann.Furthermore, a check valve 24 is arranged in line 21 itself, which ensures that the pre-pressure generated by jet pump 7 'after the system has started up cannot be reduced by line 21.
Fig. 8 zeigt eine erfindungsgemäße Pumpenanordnung gemäß Fig. 5, wobei verschiedene Bauelemente integriert worden sind.FIG. 8 shows a pump arrangement according to the invention according to FIG. 5, various components having been integrated.
Die Drossel 18 ist hier in die Strahlpumpe 7' so integriert worden, daß ein einziges Bauteil, d.h. eine Strahlpumpe 7" entsteht. In gleicher Weise ist die dem Druckbegrenzungsventil 14 parallel geschaltete Drossel 16 in ersteres integriert. Fig..10 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Druckbegrenzungs¬ ventils, in das eine parallel geschaltete Drossel in Form einer Bohrung 16 integriert ist.The throttle 18 has been integrated into the jet pump 7 'in such a way that a single component, ie a jet pump 7 ", is produced. In the same way, the throttle 16 connected in parallel with the pressure relief valve 14 is integrated in the former. Fig. 10 shows an embodiment of a pressure relief valve, in which a parallel throttle in the form of a bore 16 is integrated.
Das Druckbegrenzungsventil 14" gemäß Fig. 10 besteht aus einem Ventilsitz 26, in dem ein Ventilkörper 27 sitzt. Der Ventilkörper 27 ist über eine Kolbenstange 28 mit einem Kolben 29 verbunden, der von einer Feder 30 belastet wird. Unterhalb des Kolbens 29 befindet sich ein Hohlraum 32, der über einen Zufluß 33 mit dem Fluid in Verbindung steht, dessen Druck zu begrenzen ist. Das über den Zufluß 33 zuströmende Fluid übt einen Druck auf die kreisringförmige Fläche A des Kolbens 2 aus. Übersteigt die erzeugte Druckkraft die Federkraft 30, so wird der Ventilkörper 27 von dem Ventilsitz 26 abgehoben und gibt einen kreisringförmigen Spalt frei, durch den das Fluid abfließen kann.10 consists of a valve seat 26, in which a valve body 27 is seated. The valve body 27 is connected via a piston rod 28 to a piston 29, which is loaded by a spring 30. Below the piston 29 there is a Cavity 32, which is connected to the fluid, the pressure of which is to be limited, via an inflow 33. The fluid flowing in via the inflow 33 exerts a pressure on the annular surface A of the piston 2. If the pressure force generated exceeds the spring force 30, then the valve body 27 is lifted off the valve seat 26 and releases an annular gap through which the fluid can flow off.
Ist der im Hohlraum 32 herrschende Druck zu gering, um den Kolben 29 anzuheben, so verschließt der Ventilkörper 27 den Ventilsitz 26. Die sich im Ventilkörper 27 befindende Bohrung 16 wirkt dann als parallel geschaltete Drossel, wobei Fluid durch die Bohrung 16 abfließen kann.If the pressure prevailing in the cavity 32 is too low to raise the piston 29, the valve body 27 closes the valve seat 26. The bore 16 in the valve body 27 then acts as a throttle connected in parallel, whereby fluid can flow through the bore 16.
Fig. 9 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der sämt¬ liche hydraulischen Teile im Kopf der Hochdruckpumpe 1 inte¬ griert sind. Die Strahlpumpe 7' und die Drossel 18 können ebenso wie By-Pass-Leitung 15, Druckbegrenzungsventil 14 und Drossel 16 in einem gemeinsamen Gehäuse 40 untergebracht sein. Es sind dann lediglich noch der Motor 2 und der Pulsations- dämpfer 19 anzuflanschen. Die gesamte Einheit bzw. das Gehäuse 40 weist lediglich fünf Anschlüsse 41 bis 45 auf, mit denen die sie mit dem Filter 5 , der Membran 4 und dem Pulsations- dämpfer 19 verbunden werden muß. Der aus dem Gehäuse 40 her¬ ausführende Anschluß 41 dient der Zufuhr von Roh- bzw. Meer¬ wasser. Mit den Anschlüssen 42 und 43 wird der Filter 5 ver- bunden und der Anschluß 44 dient der Verbindung mit der Mem¬ bran 4. Der Anschluß 45 dient zur Montage des Pulsationsdämp- fers 45.FIG. 9 shows an embodiment of the invention in which all hydraulic parts are integrated in the head of the high-pressure pump 1. The jet pump 7 'and the throttle 18, like the by-pass line 15, pressure relief valve 14 and throttle 16, can be accommodated in a common housing 40. Only the motor 2 and the pulsation damper 19 then have to be flanged on. The entire unit or the housing 40 has only five connections 41 to 45, with which it must be connected to the filter 5, the membrane 4 and the pulsation damper 19. The connection 41 leading out of the housing 40 serves for the supply of raw or sea water. The filter 5 is connected to the connections 42 and 43. connected and the terminal 44 is used to connect with the Mem bran ¬ 4. The connector 45 serves to mount the Pulsationsdämp- fers 45th
Die erfindungsgemäße Pumpenanordnung ermöglicht es, eine kom¬ pakte Einheit zu konstruieren, die sich in vorzüglicher Weise dazu eignet, einen Vordruck für einen mit veränderlichen Strö¬ mungswiderständen behafteten Verbraucher zu erzeugen. Dabei ist die erfindungsgemäße Pumpenanordnung kostengünstig zu fertigen, weist geringe Abmessungen auf und ist Bedienerfeh¬ lern gegenüber unempfindlich.The pump arrangement according to the invention makes it possible to construct a compact unit which is excellently suitable for generating a form for a consumer with variable flow resistances. The pump arrangement according to the invention is inexpensive to manufacture, has small dimensions and is insensitive to operator errors.
Die erfindungsgemäße Pumpenanordnung eignet sich daher ins¬ besondere für die Versorgung einer Membran einer kleineren, nach dem Umkehrosmoseprinzip arbeitenden Meerwasserentsal¬ zungsanlage, insbeεondere an Bord von Schiffen o.a. The pump arrangement according to the invention is therefore particularly suitable for supplying a membrane to a smaller seawater desalination plant operating according to the reverse osmosis principle, in particular on board ships or the like
BezugszeichenlisteReference list
Figure imgf000019_0001
Hohlraum Anschlußstutzen Gehäuse Rohwasseranschluß Filteranschluß Filteranschluß Rohwasseranschluß Pulsationsdämpferanschluß kreisringförmige Fläche
Figure imgf000019_0001
Cavity connecting piece housing raw water connection filter connection filter connection raw water connection pulsation damper connection circular surface

Claims

Patentansprüche Claims
1. Pumpenanordnung zum Erzeugen eines Vordrucks für einen mit veränderlichen Strömungswiderständen behafteten Ver¬ braucher eines inkompressiblen Mediums, insbesondere für die Membran einer nach dem Umkehrosmoseprinzip arbeiten¬ den Meerwasserentsalzungsanlage, mit einer Hochdruckpumpe und mit einer mit dieser saugseitig in Serie geschalteten Niederdruckpumpe, dadurch gekennzeichnet, daß die Nieder¬ druckpumpe (7) eine Strahlpumpe (7') (Ejektor) ist, deren Treibstromeintritt über eine Leitung (9) und eine Rohr¬ verzweigung (11) mit der Druckseite der Hochdruckpumpe (1) verbunden ist, und daß die Anordnung zumindest ein Druckregelventil (14, 17) aufweist.1. Pump arrangement for generating a pre-pressure for a consumer of an incompressible medium with variable flow resistances, in particular for the membrane of a sea water desalination plant working according to the reverse osmosis principle, with a high pressure pump and with a low pressure pump connected in series with this on the suction side, characterized in that that the low-pressure pump (7) is a jet pump (7 ') (ejector), the drive current inlet of which is connected to the pressure side of the high-pressure pump (1) via a line (9) and a pipe branch (11), and that the arrangement has at least one pressure control valve (14, 17).
2. Pumpenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruckpumpe (1) eine nach dem Verdrängerprin¬ zip arbeitende Pumpe ist.2. Pump arrangement according to claim 1, characterized in that the high-pressure pump (1) is a pump operating according to the displacement principle.
3. Pumpenanordnung nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, daß das Druckregelventil (14) ein Druckbegrenzungsventil (DBV) ist, das auf der Druckseite der Hochdruckpumpe (1) nach der Rohrverzweigung (11) angeordnet ist. 3. Pump arrangement according to claim 2, characterized in that the pressure control valve (14) is a pressure relief valve (DBV) which is arranged on the pressure side of the high-pressure pump (1) after the pipe branch (11).
4. Pumpenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungεdruck des Druckbegrenzungsventils (DBV 14) größer ist als der Arbeitsdruck des Verbrauchers (4-).4. Pump arrangement according to claim 3, characterized in that the opening pressure of the pressure relief valve (DBV 14) is greater than the working pressure of the consumer (4-).
5. Pumpenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das Druckregelventil (17) ein Druckminder¬ ventil (DMV) ist, das vor dem Treibstromeintritt der Strahlpumpe (7') angeordnet ist.5. Pump arrangement according to claim 1 or 2, characterized gekenn¬ characterized in that the pressure control valve (17) is a Druckminder¬ valve (DMV), which is arranged before the drive flow of the jet pump (7 ').
6. Pumpenanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Grenzdruck des Druckminderventils (DMV 17) klei¬ ner ist als der Arbeitsdruck des Verbrauchers (4).6. Pump arrangement according to claim 5, characterized in that the limit pressure of the pressure reducing valve (DMV 17) is smaller than the working pressure of the consumer (4).
7. Pumpenanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehen¬ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Druck¬ seite der Hochdruckpumpe (1) nach der Rohrverzweigung (11) ein Druckbegrenzungsventil (14) angeordnet ist und daß vor dem Treibstromeintritt der Strahlpumpe ein Druck¬ minderventil (17) angeordnet ist.7. Pump arrangement according to one or more of the preceding claims, characterized in that a pressure relief valve (14) is arranged on the pressure side of the high-pressure pump (1) after the pipe branching (11) and that a pressure is present before the jet pump's drive current occurs reducing valve (17) is arranged.
8. Pumpenanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungsdruck des Druckbegrenzungsventils (14) kleiner ist als der Arbeitsdruck des Verbrauchers (4).8. Pump arrangement according to claim 7, characterized in that the opening pressure of the pressure relief valve (14) is less than the working pressure of the consumer (4).
9. Pumpenanordnung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, da¬ durch gekennzeichnet, daß der Grenzdruck des Druckminder¬ ventils (17) kleiner ist als der Arbeitsdruck des Ver¬ brauchers (4).9. Pump arrangement according to one of claims 7 or 8, da¬ characterized in that the limit pressure of the Druckminder¬ valve (17) is less than the working pressure of the consumer (4).
10. Pumpenanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehen¬ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hoch¬ druckpumpe (1) eine ihre Saug- und Druckseite verbindende Kurzschlußleitung (By-Pass-Leitung) (15) parallel ge¬ schaltet ist. 10. Pump arrangement according to one or more of the preceding claims, characterized in that the high-pressure pump (1) connects a short-circuit line (by-pass line) (15) connecting its suction and pressure sides in parallel.
11. Pumpenanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurzschlußleitung (11) ein Absperrventil enthält.11. Pump arrangement according to claim 10, characterized in that the short-circuit line (11) contains a shut-off valve.
12. Pumpenanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehen¬ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Druckbe¬ grenzungsventil (14) zumindest eine Drossel (16) parallel geschaltet ist.12. Pump arrangement according to one or more of the preceding claims, characterized in that the pressure limiting valve (14) has at least one throttle (16) connected in parallel.
13. Pumpenanordnung nach einem oder mehreren der vorherge¬ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Treibstromeintritt der Strahlpumpe (7') eine Drossel (18) in Serie geschaltet ist.13. Pump arrangement according to one or more of the preceding claims, characterized in that a throttle (18) is connected in series with the drive current entry of the jet pump (7 ').
14. Pumpenanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (18) in die Strahlpumpe (7-*) integriert ist.14. Pump arrangement according to claim 13, characterized in that the throttle (18) in the jet pump (7- * ) is integrated.
15. Pumpenanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehen¬ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Saug¬ seite der Hochdruckpumpe (1) zumindest ein Puffer (Spei¬ cher) (20) verbunden ist.15. Pump arrangement according to one or more of the preceding claims, characterized in that at least one buffer (memory) (20) is connected to the suction side of the high-pressure pump (1).
16. Pumpenanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehen¬ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugseite der Hochdruckpumpe (l) über eine Leitung (21) mit der Ausgangsseite des Verbrauchers (4) verbunden ist.16. Pump arrangement according to one or more of the preceding claims, characterized in that the suction side of the high-pressure pump (l) is connected via a line (21) to the outlet side of the consumer (4).
17. Pumpenanordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß in der Leitung (21) ein Rückschlagventil (24) ange¬ ordnet ist.17. Pump arrangement according to claim 16, characterized in that a check valve (24) is arranged in the line (21).
18. Pumpenanordnung nach Anspruch 17 oder Anspruch 16, da¬ durch gekennzeichnet, daß stromabwärts der Anschlußstelle der Leitung (21) mit der Ausgangsseite des Verbrauchers (4) ein Rückschlagventil (23) angeordnet ist. 18. Pump arrangement according to claim 17 or claim 16, da¬ characterized in that a check valve (23) is arranged downstream of the connection point of the line (21) with the outlet side of the consumer (4).
19. Pumpenanordnung nach Anpruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (16) in das Druckbegrenzungsventil (14) integriert ist.19. Pump arrangement according to claim 12, characterized in that the throttle (16) is integrated in the pressure relief valve (14).
20. Druckbegrenzungsventil zur Verwendung in einer Pumpen¬ anordnung nach Anspruch 19, mit einem Kegelsitz (26) und einem diesen verschließenden, federbelasteten Ventilkör¬ per (27), der über eine Kolbenstange (28) mit einem von dem zu regelnden Fluid mit Druck beaufschlagten Kolben (29) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ven¬ tilkörper (27) wenigstens eine Drosselbohrung (16) auf¬ weist.20. Pressure relief valve for use in a pump arrangement according to claim 19, with a conical seat (26) and a closing, spring-loaded Ventilkör¬ per (27), which is pressurized via a piston rod (28) with a fluid to be controlled by a pressure Piston (29) is connected, characterized in that the valve body (27) has at least one throttle bore (16).
21. Pumpenanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet daß die Hochdruckpumpe (1) eine nach dem Verdrängerprinzip arbeitende Pumpe ist und mit einem Motor (2) angetrieben wird, dessen Drehzahl in Abhängigkeit vom auf der Druckseite der Hochdruckpumpe herrschenden Druck regelbar ist.21. Pump arrangement according to the preamble of claim 1, characterized in that the high-pressure pump (1) is a pump operating on the displacement principle and is driven by a motor (2), the speed of which can be regulated depending on the pressure prevailing on the pressure side of the high-pressure pump.
22. Pumpenanordnung nach den vorhergehenden Ansprüchen, da¬ durch gekennzeichnet, daß Hochdruckpumpe (1) und parallel geschaltete Kurzschlußleitung (15), Strahlpumpe (7') und in Serie geschaltete Drossel (18) sowie Druckbegrenzungs¬ ventil (14) und parallel geschaltete Drossel (16) als integrierte Baueinheit ausgeführt sind.22. Pump arrangement according to the preceding claims, characterized in that the high pressure pump (1) and parallel-connected short-circuit line (15), jet pump (7 ') and series-connected throttle (18) as well as pressure relief valve (14) and parallel-connected throttle (16) are designed as an integrated unit.
23. Pumpenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckregelventil ein Konstantstromventil ist. 23. Pump arrangement according to claim 1, characterized in that the pressure control valve is a constant flow valve.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1791292A (en) * 1928-06-18 1931-02-03 Emanuel A Smith Pumping device
EP0055981A1 (en) * 1981-01-05 1982-07-14 D. José Luis Ramo Mesple Water desalination system using the reverse osmosis process
JPS61178088A (en) * 1985-02-01 1986-08-09 Hitachi Ltd Apparatus for making pure water
DE3831965A1 (en) * 1988-09-21 1990-03-29 Peter Ueberall Apparatus for desalting liquids, preferably sea water, by the reverse osmosis principle with a booster

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1791292A (en) * 1928-06-18 1931-02-03 Emanuel A Smith Pumping device
EP0055981A1 (en) * 1981-01-05 1982-07-14 D. José Luis Ramo Mesple Water desalination system using the reverse osmosis process
JPS61178088A (en) * 1985-02-01 1986-08-09 Hitachi Ltd Apparatus for making pure water
DE3831965A1 (en) * 1988-09-21 1990-03-29 Peter Ueberall Apparatus for desalting liquids, preferably sea water, by the reverse osmosis principle with a booster

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 10, no. 390 (C-394)26. Dezember 1986 & JP,A,61 178 088 ( HITACHI LTD ) 9. August 1986 *

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