FI127251B - Arrangement for reciprocating piston pump - Google Patents

Description

Järjestely uppomäntäpumppua vartenArrangement for reciprocating piston pump

Keksinnön kohteena on järjestely uppomäntäpumppua varten, johon uppomäntä-pumppuun kuuluu: ainakin yksi männällä varustettu sylinteriyksikkö, joka mäntä on järjestetty liikkumaan sylinteriyksikön suhteen sylinteriyksikön sisäpuolisessa tilassa fluidin aineen pumppaamiseksi; välineet pumpatun fluidin aineen syöttämiseksi ulkoiseen järjestelmään.The invention relates to an arrangement for a reciprocating piston pump, the reciprocating piston pump comprising: at least one piston-mounted cylinder unit, the piston being arranged to move with respect to the cylinder unit within the cylinder unit for pumping fluid fluid; means for feeding the pumped fluid material to an external system.

Ennestään tunnetaan mäntäpumppusovelluksia, jotka on tarkoitettu fluidien aineiden, lähinnä nesteiden ja kaasujen pumppaamiseen. Niissä pumppaavana elimenä on fluidia ainetta liikkeensä avulla pumpussa olevasta tilasta syrjäyttävä mäntä. Tällaisia sovelluksia käytetään laajalti teollisuudessa erityisesti pienissä ja keskisuurissa sovelluksissa, jossa pumpulle tuotavan käyttövoiman saatavuus on varmaa (sähkö tai muu erillinen voimanlähde).Piston pump applications for pumping fluids, mainly liquids and gases, are known in the art. The pumping member is a piston displacing fluid from the space in the pump by its movement. Such applications are widely used in industry, especially in small and medium-sized applications, where the availability of propulsion power to the pump (electricity or other independent power source) is certain.

Uusiutuvaa energiaa, kuten aalto- ja tuulivoimaa hyödyntävissä pumppaussovelluk-sissa tarvitaan pumppua, joka pystyy mahdollisimman hyvin mukautumaan käyttövoiman vaihteluihin ja silti tuottamaan halutun paineen (tilavuusvirran). Tällaisissa sovelluksissa haluttu paine aikaan saadaan esimerkiksi sinänsä tunnetulla tavalla kytkemällä useita pumppuja rinnakkain ja kytkemällä haluttuja pumppuja vapaakier-rolle. Näin saadaan verrattain suurin välein portaittain muuttuva paine (tilavuusvir-ta). Lisäksi tunnetaan erilaisia mäntäpumpun sähkökäytön säätövälineitä (kuten taajuusmuuttajia), joilla pyritään pääsemään mahdollisimman hyvään hyötysuhteeseen.Pumping applications utilizing renewable energy, such as wave and wind power, require a pump that can best adapt to the variations in propulsion while still delivering the desired pressure (volumetric flow). In such applications, the desired pressure is exerted, for example, in a manner known per se by connecting several pumps in parallel and by connecting the desired pumps to free circulation. In this way, a pressure (volumetric flow) that changes at relatively large intervals is obtained. In addition, various means for controlling the electric drive of a piston pump (such as frequency converters) are known in order to achieve the best possible efficiency.

Nykyisillä ratkaisuilla ei kuitenkaan saavuteta kustannustehokkaasti riittävän tarkkaa säätöä halutun paineen (tilavuusvirran) aikaansaamiseksi, etenkin uusiutuvaa energiaa hyödyntävissä pumppaussovelluksissa. Esimerkiksi merivesisovelluksille tarkoitetut aksiaalimäntäpumput eivät yleensä ole säätyvätilavuuksisia. Yleensä uusiutuvaa energiaa hyödyntävissä sovelluksissa käyttövoiman vaihtelut ovat verrattain suuria, jolloin pumppujen mukautuminen halutun tilavuusvirran aikaansaamiseksi on verrattain monimutkaista. Etenkin alhaisilla I i i kenopeu ksi I la (pyörimisnopeuksilla) keskipakopumpun/pumppujen hyötysuhde on verrattain huono. Mäntäpumppujen hyötysuhde ei heikkene yhtä paljon mäntien liikenopeuden pienentyessä. Usein myös käyttöympäristö on vaativa, kuten meri. Meriveden aikaansaama korroosio ja veden sisältämät epäpuhtaudet rasittavat pumpun toisiaan vasten liikkuvia osia, kuten mäntää ja sylinteriä. Pumppujen valmistuksessa käytetäänkin ainakin vaativissa olosuhteissa kalliita erikoisseoksia (kuten Duplex-teräksiä).However, current solutions do not achieve cost-effective control of the desired pressure (volumetric flow) in a cost-effective manner, especially in pumping applications utilizing renewable energy. For example, axial piston pumps for seawater applications are generally not adjustable in volume. Generally, in applications utilizing renewable energy, the variations in propulsion are relatively large, whereby the adaptation of the pumps to achieve the desired flow rate is relatively complex. Especially at low speeds (rotational speeds), the efficiency of the centrifugal pump (s) is relatively poor. The efficiency of the piston pumps does not decrease as much as the movement speed of the pistons decreases. Often, the environment is demanding, such as the sea. Seawater corrosion and impurities in the water put pressure on the pump's moving parts, such as the piston and cylinder. At least under demanding conditions, expensive alloys (such as Duplex steels) are used in the manufacture of pumps.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on olennaisesti vähentää edellä mainittuja haittakohtia. Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada mäntäpumppujärjestely, joka on tietyissä käyttökohteissa aiempaa huomattavasti yksinkertaisempi ja halvempi, joka lisäksi mukautuu toimintakapasiteetiltaan nykyisiä ratkaisuja paremmin ulkoisen järjestelmän vaatimuksiin käyttövoiman vaihteluista huolimatta.It is an object of the present invention to substantially reduce the above-mentioned drawbacks. The object of the invention is to provide a piston pump arrangement which is considerably simpler and less expensive in certain applications, and which, in addition to adapting to the requirements of the external system, is more responsive to the requirements of the external system than the current solutions.

Edellä mainittu keksinnön tarkoitus saavutetaan keksinnön mukaisesti siten, että mainitun ainakin yhden sylinteriyksikön ja männän väliin on järjestetty liukuelement-ti, jonka varassa mäntä on tuettu liikkumaan matkan päähän mainitun ainakin yhden sylinteriyksikön sisäpuolisen tilan sisäpinnasta, jolloin mäntä muodostaa uppo-männän, että järjestelyyn kuuluvat liikevälineet energian lähteeltä kerätyn energian muuntamiseksi männän liikkeeksi, sekä välineet uppomäntäpumpun toimintakapasi-teetin mukauttamiseksi ulkoista järjestelmää varten. Tällaisella järjestelyllä saadaan aikaan niin sanottu uppomäntäpumppu, jossa sylinteriyksikön ja uppomännän väliin jää välys. Tällöin sylinteriyksikön sisäpinta ja up-pomännän ulkopinta eivät ole lainkaan suorassa kontaktissa toisiinsa. Tämä mahdollistaa epäpuhtauksia käsittävän fluidin aineen (nesteen), kuten meriveden pumppaamisen uppomäntäpumpun kautta vahingoittamatta pumppua, koska epäpuhtaudet eivät tartu sylinteriyksikön ja uppomännän välyksiin. Myös epäpuhtaiden kaasujen pumppaaminen on mahdollista. Perinteisillä mäntäpumpuilla on huomattavasti korkeammat puhtausvaatimukset pumpattavalle fluidille aineelle kuin keksinnön mukaisella uppomäntäpumpulla. Keksinnön mukaisen uppomäntäpumpun sylinteriyksikön sisäpintojen toleranssien ei tarvitse olla tarkkoja, jolloin valmistuskustannukset ovat perinteisiä mäntäpumppuja pienemmät. Edelleen eräänä etuna voidaan mainita verrattuna tekniikan tason mukaisiin pumppuihin, että uppomäntäpumpun sylinteriyksikön materiaali voidaan valita kulutusta vähemmän kestävistä ja samalla halvemmista materiaaleista. Lisäksi keksinnön mukaiseen uppomäntään kuuluvat välineet uppomäntäpumpun toimintakapasiteetin mukauttamiseksi ulkoista järjestelmää varten, joiden edullisia suoritusmuotoja on esitetty epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa. Tämän lisäksi keksinnön muita edullisia suoritusmuotoja on esitetty epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa.According to the invention, the above object of the invention is achieved by providing a sliding element between said at least one cylinder unit and the piston, on which the piston is supported to move at a distance from the inner surface of the internal space of said at least one cylinder unit. converting the energy collected from the source of energy into a piston movement; and means for adjusting the operating capacity of the submersible piston pump for the external system. Such an arrangement provides a so-called submersible piston pump, in which there is a clearance between the cylinder unit and the reciprocating piston. Thus, the inner surface of the cylinder unit and the outer surface of the up-piston are not in direct contact with each other. This allows the fluid-containing fluid substance (liquid), such as seawater, to be pumped through the plunger pump without damaging the pump, since the impurities do not adhere to the clearance between the cylinder unit and the plunger. It is also possible to pump impure gases. Conventional piston pumps have significantly higher purity requirements for the fluid being pumped than the submersible piston pump of the invention. The tolerances of the inner surfaces of the cylinder unit of the submersible piston pump according to the invention do not need to be precise, whereby the manufacturing costs are lower than conventional piston pumps. A further advantage compared to prior art pumps is that the material of the reciprocating piston pump cylinder unit can be selected from materials which are less durable and at the same time cheaper. Further, the plunger according to the invention includes means for adjusting the operating capacity of the plunger pump for an external system, the preferred embodiments of which are disclosed in the dependent claims. In addition, other preferred embodiments of the invention are set forth in the dependent claims.

Seuraavaksi keksintöä selostetaan tarkemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa:The invention will now be further described with reference to the accompanying drawings, in which:

Kuvio IA esittää kaaviollisesti keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisen järjestelyn uppomäntäpumppua varten,Figure IA schematically illustrates an arrangement for a reciprocating piston pump according to a preferred embodiment of the invention,

Kuvio IB esittää kuviossa IA esitetyn järjestelyn erästä toista suoritusmuotoa,Figure IB shows another embodiment of the arrangement shown in Figure IA,

Kuvio 1C esittää kuviossa IB esitettyjen hydraulisten liikevälineiden erästä toista edullista suoritusmuotoa,Figure 1C illustrates another preferred embodiment of the hydraulic actuating means shown in Figure IB,

Kuvio 2 esittää kaaviollisesti keksinnön mukaisen uppomäntäpumpun ja välineitä sen toimintakapasiteetin mukauttamiseksi ulkoista järjestelmää varten, jaFigure 2 schematically illustrates a submersible piston pump according to the invention and means for adjusting its operating capacity for an external system; and

Kuvio 3 esittää esimerkkiä uppomäntäpumpun sylinteriyksiköiden suhteellisten syrjäytyspinta-alojen jakaumasta.Figure 3 illustrates an example of the distribution of relative displacement areas of submersible piston pump cylinder units.

Kuviossa IA on siis esitetty kaaviollisesti keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukainen järjestely keksinnön mukaista uppomäntäpumppua varten. Järjestelyä kokonaisuudessaan on merkitty viitenumerolla 1. Järjestelyn peruselementteinä ovat keksinnön mukainen uppomäntäpumppu, jota on merkitty viitenumerolla 10'. Up-pomäntäpumppuun 10' kuuluu sylinteriyksikkö 10. Sylinteriyksikön 10 rungon 11 ja uppomännän 12 väliin on järjestetty liukuelementti 13, jonka varassa uppomäntä 12 on tuettu liikkumaan matkan päähän mainitun ainakin yhden sylinteriyksikön 10 sisäpuolisen tilan 15 ja 15a sisäpinnasta 15', 15a'. Uppomäntäpumpun 10'yhteyteen on järjestetty liikevälineet 101 (kuviossa IB ja 1C viitenumerot 101') energian lähteeltä 100, edullisesti uusiutuvan energian lähteeltä kerätyn energian (käyttövoiman) muuntamiseksi uppomännän 12 liikkeeksi. Tämän lisäksi järjestelyn peruselementtejä ovat ulkoinen järjestelmä, jota on merkitty viitenumerolla 200 sekä syöttö- välineet 18, 20 sylinteriyksikön 11 sisäpuolisesta tilasta 15 syrjäytetyn fluidin aineen syöttämiseksi ulkoiseen järjestelmään 200. Tämän lisäksi järjestelyyn kuuluvat jäljempänä tarkemmin esitetyt välineet uppo-mäntäpumpun 10'toimintakapasiteetin mukauttamiseksi ulkoista järjestelmää varten. Lyhyesti tässä mainittuna niihin kuuluvat uppomäntäpumppuun 10' kuuluvat yksi tai useampi männällä varustettu lisäsylinteriyksikkö, joiden sylinteriyksikön 10 ja yhden tai useamman Iisäsylinteriyksikön koot poikkeavat toisistaan.Fig. 1A thus schematically illustrates an arrangement for a reciprocating piston pump according to a preferred embodiment of the invention. The arrangement as a whole is designated by reference numeral 1. The basic elements of the arrangement are a submersible piston pump according to the invention, designated by reference numeral 10 '. The up-piston pump 10 'includes a cylinder unit 10. Between the body 11 of the cylinder unit 10 and the plunger 12, a sliding element 13 is provided on which the plunger 12 is supported to move at a distance from the inner surface 15', 15a of said at least one cylinder unit 10 '. Moving means 101 (reference numerals 101 'in Figs. 1B and 1C) for converting energy (propulsion) collected from an energy source 100, preferably a renewable energy source, into a movement of the reciprocating piston 12 is provided at the connection of the submersible piston pump 10'. In addition, the basic elements of the arrangement include an external system denoted by reference numeral 200 and a supply means 18, 20 for supplying fluid displaced fluid from an interior space 15 of the cylinder unit 11 to an external system 200. In addition, the arrangement includes means for adjusting the operating capacity of the submersible for. Briefly, as mentioned herein, the submersible piston pump 10 'includes one or more auxiliary piston cylinder units having different cylinder unit sizes and one or more auxiliary cylinder units.

Seuraavaksi selostetaan järjestelyn, erityisesti uppomäntäpumpun 10' tarkempi rakenne ja toiminta viittaamalla kuvioissa IA ja IB esitettyyn yhteen uppomännällä 12 varustettuun sylinteriyksikköön 10.In the following, the detailed structure and operation of the arrangement, in particular the reciprocating piston pump 10 ', will be described with reference to one of the cylinder units 10 provided with the reciprocating piston 12 shown in Figs.

Uppomäntäpumppu 10' on muodostettu siis ainakin yhdestä sylinteriyksiköstä 10, jonka rungon 11 muodostaa perusmuodoltaan putkimainen, pitkänomainen elementti. Rungon 11 sisäpuolinen tila 15,15a on varustettu ulkopinnaltaan lieriömäisellä uppomännällä 12. Uppomännän 12 ulkopinnan poikkipinnan muoto voi poiketa ympyrämäisestä, jolloin ulkopinnan poikkipinnan muoto voi olla esimerkiksi soikea, nelikulmion tai suorakaiteen muotoinen. Sylinteriyksikön sisäpinnan poikkipinnan muoto voi myös poiketa lieriömäisestä, jolloin sisäpinnan poikkipinnan muoto voi olla esimerkiksi soikea, ovaali, nelikulmion tai suorakaiteen muotoinen. Uppomäntä 12 on tuettu liikkumaan pituussuunnassa sylinteriyksikön 10 rungon 11 suhteen edullisesti rengasmaisen liukuelementin 13, edullisesti laakerielementin varassa. Tässä runko 11 on järjestetty liikkumattomaksi, esimerkiksi kiinnittämällä se ei esitettyyn tukielementtiin tai -rakenteeseen ja uppomäntä 12 on järjestetty liikkuvaksi. On mahdollista myös järjestää uppomäntä 12 liikkumattomaksi ja runko 11 liikkuvaksi. Liukuelementti 13 on järjestetty liikkumattomasti rungon 11 sisäpinnalle 15' tai 15a'. Tämän lisäksi liukuelementin 13 viereen liikkumattomasti sylinteriyksikön 10 rungon 11 suhteen on järjestetty rengasmainen tiiviste 14, joka yhdessä uppomännän 12 kanssa jakaa rungon 11 sisäpuolisen tilan 15,15a kahdeksi toisistaan erilliseksi tilaksi 15 ja 15a. Näin ollen uppomäntä 12 liikkuu jäljempänä esitetyllä tavalla sisäpuolisessa tilassa 15,15a siten, että sylinteriyksikön 10 rungon 11 sisäpinta 15', 15a'ja uppomännän 12 ulkopinta ovat matkan päässä toisistaan. Kuvioissa liukuelementti 13 ja rengasmainen tiiviste 14 ovat esitetty kiinni toisissaan, mutta ne voivat olla myös toisistaan jonkin verran erillään uppomännän 12 pituussuunnassa.The submersible piston pump 10 'is thus formed of at least one cylinder unit 10 whose body 11 is formed by a tubular, elongated element. The inner space 15,15a of the body 11 is provided with a cylindrical plunger 12 having an outer surface, the cross-sectional shape of the outer surface of the plunger 12 may be different from circular, e.g. The shape of the cross-section of the inner surface of the cylinder unit may also differ from the cylindrical one, whereby the shape of the cross-section of the inner surface may be, for example, oval, oval, rectangular or rectangular. The plunger 12 is supported to move longitudinally with respect to the body 11 of the cylinder unit 10, preferably on an annular sliding element 13, preferably a bearing element. Here, the body 11 is arranged to be stationary, for example by attaching it to a non-shown support element or structure, and the plunger 12 is arranged to be movable. It is also possible to arrange the plunger 12 as stationary and the body 11 as movable. The sliding element 13 is fixedly arranged on the inner surface 15 'or 15a' of the body 11. In addition, an annular seal 14 is disposed fixedly adjacent to the slide element 13 relative to the body 11 of the cylinder unit 10, which together with the plunger 12 divides the interior space 15,15a of the body 11 into two separate spaces 15 and 15a. Thus, the plunger piston 12 moves in the inner space 15,15a, as shown below, with the inner surface 15 ', 15a' of the body 11 of the cylinder unit 10 and the outer surface of the plunger 12 spaced apart. In the figures, the sliding element 13 and the annular seal 14 are shown with each other, but they may also be somewhat separated in the longitudinal direction of the plunger 12.

Uppomännän 12 toisen päädyn asemaa työntöliikkeen ääripäässä erillisessä tilassa 15 on havainnollistettu katkoviivalla esitetyllä uppomännällä. Nähdään, että tilan 15 fluiditilavuus on riippuvainen uppomännän 12 toisen päädyn asemasta erillisessä tilassa 15.The position of the other end of the plunger 12 at the extreme end of the plunger in a separate space 15 is illustrated by the plunger shown by the dashed line. It is seen that the fluid volume of the space 15 is dependent on the position of the other end of the plunger 12 in the separate space 15.

Uppomännän 12 liikkeen aikaansaava voima eli käyttövoima kohdistetaan uppomännän 12 vastakkaiseen päähän, joka sijaitsee toisessa erillisessä tilassa 15a. Tätä varten järjestelyyn kuuluvat edellä mainitut liikevälineet 101 energian lähteeltä 100 kerätyn energian (käyttövoiman) muuntamiseksi uppomännän 12 liikkeeksi. Mainittakoon, että liikevälineet voidaan muodostaa monin tavoin ja että kuvissa IA ja IB on esitetty kaaviollisesti vain kaksi esimerkkiä liikevälineistä. Kuviossa IA on esitetty mekaaniset liikevälineet 101. Tässä mekaaniset liikevälineet 101 ovat osa ulkoista tehonsiirtojärjestelmää, esimerkiksi osa uusiutuvaa energialähdettä 100 hyödyntävää laitteistoa 101a, kuten osa tuuli- tai aaltovoimalaa, jotka muuttavat esimerkiksi tuulivoimalan roottorin pyörivän liikkeen uppomäntään 12 yhteydessä olevien kampien avulla uppomännän 12 edestakaiseksi liikkeeksi. Uppomännän iskuliike nuolen Q1 suuntaan ja paluuliike katkoviivan osoittamasta asemasta nuolen Q2 suuntaan alkuperäiseen asentoon muodostaa yhden syklin. Energian lähde (100) voi olla jokin seuraava uusiutuvan energian lähde (kuitenkaan niihin rajoittumatta): tuulivoima, vesivoima, aurinkoenergia, maalämpö, geoterminen energia tai bioenergia.The driving force, i.e. the driving force, of the plunger 12 is applied to the opposite end of the plunger 12 located in the second discrete space 15a. To this end, the arrangement includes the aforesaid means of movement 101 for converting the energy (propulsion) collected from the energy source 100 into the movement of the reciprocating piston 12. It should be noted that the motion means can be formed in many ways and that only two examples of the motion means are schematically shown in Figures IA and IB. IA shows mechanical actuating means 101. Here, mechanical actuating means 101 are part of an external power transmission system, for example part of a renewable energy source 100 apparatus 101a, such as a wind or wave power, which for example converts rotating motion of . Stroke movement of the plunger in the direction of the arrow Q1 and the return movement of the position indicated by the broken line arrow Q2 direction of the initial position forms a single cycle. The energy source (100) may be, but is not limited to, the following renewable energy sources: wind, hydropower, solar, geothermal, geothermal or bioenergy.

Kuviossa IB on esitetty hydrauliset liikevälineet 101'. Siinä uppomännän 12 toisessa päässä oleva männänvarsi 12a on järjestetty hydraulisten liikevälineiden 101' avulla hydraulitilaan 102. Hydraulitila 102 on puolestaan hydraulisiin liikevälineisiin 101' kuuluvan sisäänottoaukon kautta yhteydessä uusiutuvaan energialähteeseen yhteydessä olevaan hydraulisen väliaineen syöttövälineisiin, esimerkiksi syöttöputkeen tai -letkuun. Hydraulitila 102 on jaettu männänvarren 12a päähän järjestetyllä luistilla 12a' kahteen tilaan, joihin hydraulinen väliaine syötetään eri aikaan männän varren 12a ja edelleen uppomännän 12 liikuttamiseksi molempiin suuntiin. Näin ollen up-pomäntä 12 liikkuu männänvarteen 12a kohdistuvan hydraulisen paineen mukaisesti. Uusiutuvalta energian lähteeltä saatu energia (käyttövoima) voi olla sellaisenaan syöttövälineisiin tuotu hydraulinen paine tai voidaan monin tavoin muuttaa syöttövä-lineille sopivaksi hydrauliseksi paineeksi.Figure IB shows hydraulic actuating means 101 '. Here, the piston rod 12a at the other end of the plunger 12 is provided by hydraulic actuators 101 'to a hydraulic space 102. Hydraulic space 102 is in turn connected to a renewable medium supply means, e.g. a feed pipe or hose, through a inlet port of hydraulic actuators 101'. The hydraulic space 102 is divided by a slide 12a 'at the end of the piston rod 12a into which the hydraulic medium is supplied at different times to move the piston rod 12a and further the plunger 12 in both directions. Thus, the up piston 12 moves in accordance with the hydraulic pressure exerted on the piston rod 12a. The energy (propulsion) from the renewable energy source may be the hydraulic pressure supplied to the supply means as such or may be converted in many ways to a suitable hydraulic pressure for the supply means.

Kuviossa 1C on esitetty hydraulisten liikevälineiden 101' eräs toinen edullinen suoritusmuoto, jossa hydraulitila 102 on jaettu männänvarren 12a luistilla 12a' kahteen tilaan, joihin hydraulinen väliaine syötetään eri aikaan männän varren 12a ja edelleen uppomännän 12 liikuttamiseksi molempiin suuntiin. Mainittakoon, että kuvion IB ja 1C suoritusmuotoa voidaan soveltaa siten, että hydraulisen väliaineen sijasta voidaan käyttää kaasua.Fig. 1C shows another preferred embodiment of the hydraulic actuating means 101 ', in which the hydraulic space 102 is divided by a slider 12a' of the piston rod 12a into which the hydraulic medium is fed at different times to move the piston rod 12a and further. It should be noted that the embodiment of Figure IB and 1C can be applied in such a way that gas can be used instead of the hydraulic medium.

Varsinainen pumpattava fluidi aine, kuten neste 50 tuodaan astiasta 5 erilliseen tilaan 15. Pumpattava fluidi aine voi olla myös kaasua. Kuviosta IA nähdään esimerkinomaisesti, että tämä tapahtuu uppomännän 12 paluuliikkeen (Q2) aikana, jolloin erillisen tilan 15 fluiditilavuus kasvaa ja neste 50 pääsee sisäänvientivälineiden 16, 16a ja 17 kautta tilaan fluiditilavuuden kasvun verran. Pumpattava neste 50 on tässä esimerkissä merivettä, joka pumpataan merestä (astia 5) uppomäntäpumpun 10' ja edelleen syöttövälineiden 18, 20 kautta ulkoiseen järjestelmään 200. Luonnollisesti suurikokoiset epäpuhtaudet ja partikkelit on poistettu merivedestä ennen kuin se viedään uppomäntäpumpulle 10'. Ulkoinen järjestelmä voi olla mikä tahansa hydraulista voimaa käyttävä laite tai järjestelmä, mutta kuviossa IA esitetty ulkoinen järjestelmä 200 on käänteisosmoosiin (reverse osmosis, RO) perustuva suodatinjär-jestelmä. Kun uppomäntä 12 tekee iskuliikkeen (Ql), purkautuu erillisessä tilassa 15 oleva merivesi 50 syöttövälineiden 18, 20 kautta suodatinjärjestelmään. Sinänsä tunnetussa suodatinjärjestelmässä merivesi paineistetaan/paineistuu tilassa 201 uppomäntäpumpun 10'välityksellä, jolloin osa merivedestä 50 siirtyy puoliläpäisevän kalvon 202 tai kalvoston läpi toiselle puolelle tilaan 203. Tällä tavoin suoloista ja muista pienemmistä epäpuhtauksista olennaisesti suodattunut vesi syötetään syöt-tökanavan 21 välityksellä jatkokäyttöön tai varastoitavaksi.The actual fluid to be pumped, such as liquid 50, is introduced into a space 15 separate from vessel 5. The fluid to be pumped may also be a gas. FIG. 1A shows, by way of example, that this occurs during the return movement (Q2) of the plunger 12, whereby the fluid volume of the discrete space 15 increases and the fluid 50 enters the space through the introduction means 16, 16a, and 17. Liquid 50 to be pumped in this example is seawater pumped from the sea (vessel 5) via submersible piston pump 10 'and further through inlet means 18, 20 to external system 200. Naturally large impurities and particles are removed from seawater before being introduced into submersible piston pump 10'. The external system may be any device or system using hydraulic power, but the external system 200 shown in Figure 1A is a reverse osmosis (RO) filter system. When the plunger 12 makes a stroke (Q1), the seawater 50 in the separate space 15 is discharged through the feed means 18, 20 into the filter system. In a filter system known per se, seawater is pressurized / pressurized in state 201 via a submersible piston pump 10 ', whereby a portion of the seawater 50 passes through the semipermeable membrane 202 or membrane to the other side into the space 203.

Osa merivedestä 50 ei mene kalvoston 202 läpi vaan se joudutaan poistamaan esimerkiksi paineen purkamiseksi tilasta 201 ohjattavalla venttiilillä 22a varustettua poistokanavaa 22 pitkin. Venttiilin 22a ohjaus on muodostettu esimerkiksi kytkemällä se sähköisesti, mekaanisesti tai hydraulisesti mäntään 12, jolloin venttiilin ohjaus tapahtuu männän 12 edestakaisen liikkeen perusteella. Tätä poistettavaa nesteen osaa kutsutaan rejektiksi. Normaalisti rejekti poistetaan hyödyttömänä takaisin astiaan eli tässä tapauksessa takaisin mereen. Kuviossa IA esitetyssä edullisessa suoritusmuodossa poistokanava 22 on järjestetty syöttämään paineinen rejekti takaisin uppomäntäpumpulle 10', uppomäntäpumpun 10'toiseen erilliseen tilaan 15a, tilaan 15a vievän syöttökanavan 23 kautta. Tämä järjestelyn edullinen suoritusmuoto toteuttaa näin ollen uppomäntäpumpulta 10' pumpatun hydraulisen energian re-generoinnin eli uudelleen käytön uppomäntäpumpun 10'varsinaisen käyttövoiman apuna. Toiseen erilliseen tilaan 15a syötetty rejekti poistetaan uppomäntäpumpulta 10'venttiilillä 26 varustettua poistokanavaa 24, 25 pitkin paluuliikkeen Q2 aikana.Part of the seawater 50 does not pass through the diaphragm 202, but must be discharged, for example, to release pressure from the space 201 via an outlet 22 provided with a controlled valve 22a. The control of the valve 22a is formed, for example, by electrically, mechanically or hydraulically connected to the piston 12, whereby the control of the valve is based on the reciprocating movement of the piston 12. This part of the fluid to be removed is called reject. Normally the reject is removed uselessly back to the container, in this case back to the sea. In the preferred embodiment shown in Fig. 1A, the outlet duct 22 is arranged to supply a pressurized reject back to the submersible pump 10 'via the second separate space 15a of the submersible pump 10' via the supply channel 23 leading to the space 15a. This preferred embodiment of the arrangement thus implements the regeneration or re-use of the hydraulic energy pumped from the submersible pump 10 'to aid in the actual propulsion of the submersible pump 10'. The reject fed to the second discrete space 15a is removed from the submersible pump 10 'along an outlet channel 24, 25 provided with a valve 26 during return movement Q2.

Kuviossa IB on esitetty keksinnön mukaisen järjestelyn eräs edullinen suoritusmuoto, jossa uppomäntä 12 saa käyttövoimansa edellä esitettyjen hydraulisten liikeväli-neiden 101'välityksellä. Järjestelyssä uppomäntä 12 pumppaa molempien liikesuuntien, iskuliikkeen Q1 ja paluuliikkeen Q2 aikana. Uppomännän tehollinen pinta-ala on iskuliikkeen Q1 aikana 100% ja paluuliikkeen aikana esimerkiksi 50% (toisin sanoen männän varsi 12a vie 50% tehollisesta pinta-alasta). Järjestelyssä on esitetty suoritusmuodon ymmärtämisen kannalta ainoastaan olennaiset elementit eli yksi sylinteriyksikkö 10 uppomäntineen 12, ulkoinen järjestelmä 200 (suodatinjärjestel-mä) sekä kolme ohjausventtiiliä 36, 60 ja 70 sekä vastaventtiilit 18a, 18b ja 18c. Ohjausventtiilien tarkoitus on aikaansaada uppomäntäpumpun 10' sylinteriyksikkö 10 pumppaamaan nestettä 50 eri hydraulisin kytkennöin siten, että tietty kytkentä-kombinaatio tuottaa tietyn fluidimäärän yhden aiemmin mainitun syklin aikana.Figure IB illustrates a preferred embodiment of the arrangement according to the invention, in which the reciprocating piston 12 is powered by the hydraulic actuators 101 'shown above. In the arrangement, the reciprocating piston 12 pumps during both movement directions, stroke Q1 and return stroke Q2. The effective surface area of the plunger is 100% during stroke Q1 and, for example, 50% during back stroke (i.e., piston rod 12a occupies 50% of effective surface area). Only the essential elements for understanding the embodiment are shown, namely one cylinder unit 10 with plunger 12, external system 200 (filter system), and three control valves 36, 60 and 70, and check valves 18a, 18b and 18c. The purpose of the control valves is to cause the cylinder unit 10 of the submersible piston pump 10 'to pump fluid 50 through various hydraulic couplings such that a given coupling combination produces a certain amount of fluid during one of the aforementioned cycles.

Kuviossa IB on esitetty tilanne, jossa ensimmäinen ohjausventtiili 36 on kiinni, toinen ohjausventtiili 60 on kiinni ja kolmas ohjausventtiili 70 auki. Tällöin sylinteriyksi-költä 11 iskuliikkeen Q1 aikana pumpattava neste virtaa kokonaisuudessaan erillisestä tilasta 15 syöttövälineiden 18, 20 ja kolmannen ohjausventtiili n 70 kautta takaisin tankkiin 5 (mereen). Samalla toiseen erilliseen tilaan 15a tuodaan neste tankista 5 virtauskanavan 33 ja sen vastaventtiilin 18c sekä virtauskanavan 23a, 23 kautta. Paluuliikkeen Q2 aikana toiseen erilliseen tilaan 15a tuotu neste purkautuu virtauskanavan 23, 23b ja sen vastaventtiilin 18b sekä syöttövälineiden 20 kautta ulkoiseen järjestelmään 200. Koska tässä uppomännän tehollinen pinta-ala on 50%, on näin ollen koko syklin fluidimäärän tuotto 50% iskuliikkeen Q1 mahdollisesta 100%:n tuotosta.Fig. 1B shows a situation where the first control valve 36 is closed, the second control valve 60 is closed and the third control valve 70 is open. Thereby, the liquid pumped from the cylinder unit 11 during stroke Q1 as a whole flows from the discrete space 15 through the feed means 18, 20 and the third control valve 70 back to the tank 5 (sea). At the same time, fluid is introduced from the tank 5 into the second separate space 15a via the flow passage 33 and its check valve 18c, as well as through the flow passage 23a, 23. During the return movement Q2, the liquid introduced into the second discrete space 15a is discharged through the flow passage 23, 23b and its non-return valve 18b and the supply means 20 to the external system 200. Since the immersed piston has an effective surface area of 50% % return.

Edellä esitetyn perusteella alan ammattimies ymmärtää, että kytkemällä ohjausvent-tiilejä auki ja kiinni eri tavoin, on mahdollista toteuttaa sykliä kohti erilaisia tilavuus-virran tuottoja. Seuraavassa esitetään lyhyesti kytkentöjen kolme muuta variaatiota. 1. Tilanne, jossa ensimmäinen ohjausventtiili 36 on auki, toinen ohjausventtiili 60 on kiinni ja kolmas ohjausventtiili 70 kiinni: Tällöin ulkoiseen järjestelmään iskuliikkeen Q1 aikana tilan 15 fluiditilavuudesta syötetystä 100% fluidimäärän tuotosta 50% ohjautuu ensimmäisen ohjausventtiilin 36 kautta toiseen erilliseen tilaan 15a, jolloin paluuliikkeen Q2 aikana vastaava 50 % fluidimäärän tuotosta ohjautuu toisesta erillisestä tilasta 15a virtauskanavan 23, 23b ja sen vastaventtiilin 18b sekä syöttöväli-neiden 20 kautta ulkoiseen järjestelmään 200. Tällöin syklin fluidimäärän kokonaistuotto on 100% 2. Tilanne, jossa ensimmäinen ohjausventtiili 36 on kiinni, toinen ohjausventtiili 60 on kiinni ja kolmas ohjausventtiili 70 kiinni: Tällöin ulkoiseen järjestelmään iskuliikkeen Q1 aikana syötetystä 100% fluidimäärän tuotosta 100% ohjautuu ensimmäisen ulkoiseen järjestelmään 200. Paluuliikkeen Q2 aikana 50 % fluidimäärän tuotosta, joka on ohjautunut iskuliikkeen Q1 aikana virtauskanavan 33 ja sen vastaventtiilin 18c sekä virtauskanavan 23a, 23 kautta toiseen erilliseen tilaan 15a, ohjautuu toisesta erillisestä tilasta virtauskanavan 23, 23b ja sen vastaventtiilin 18b sekä syöttövälineiden 20 kautta ulkoiseen järjestelmään 200. Tällöin syklin fluidimäärän kokonaistuotto on 150%. 3. Tilanne, jossa ensimmäinen ohjausventtiili 36 on kiinni, toinen ohjausventtiili 60 on auki ja kolmas ohjausventtiili 70 auki: Tällöin sylinteriyksikkö 11 on kytketty va-paakierrolle ja fluidimäärän kokonaistuotto on 0%.From the foregoing, one of ordinary skill in the art will recognize that it is possible to realize different volume flow rates per cycle by actuating the control valves in different ways. The following are three other variations of the circuits briefly. 1. The first control valve 36 is open, the second control valve 60 is closed, and the third control valve 70 is closed: Thus, 100% of the fluid volume input from the fluid volume of space 15 during stroke Q1 is directed to the second separate space 15a through the first control valve 36. During Q2, the corresponding 50% of the fluid volume output is directed from the second discrete space 15a through the flow passage 23, 23b and its non-return valve 18b and supply means 20 to the external system 200. This results in a 100% total cycle fluid flow rate. 60 is closed and third control valve 70 is closed: Then 100% of the amount of fluid supplied to the external system during stroke Q1 is 100% directed to the first external system 200. During return Q2, 50% of the amount of fluid that is controlled sensing during stroke Q1 through the flow passage 33 and its check valve 18c and through the flow passage 23a, 23 into the second discrete space 15a, is diverted from the second discrete passage through the flow passage 23, 23b and its check valve 18b and the supply means 20 to an external system 200. 3. A situation in which the first control valve 36 is closed, the second control valve 60 is open and the third control valve 70 is open: In this case, the cylinder unit 11 is engaged in free rotation and the total fluid flow rate is 0%.

Kuvioissa IA ja IB on esitetty ainoastaan esimerkinomaisesti yhden sylinteriyksikön toiminta. Keksinnön mukaisesti uppomäntäpumppuun kuuluu välineet uppomäntä-pumpun 10 toimintakapasiteetin mukauttamiseksi ulkoista järjestelmää 200 varten. Näiden välineiden erästä edullista suoritusmuotoa on esitetty kaaviollisesti kuviossa 2 viitenumeroilla 80 ja 90. Kuviossa 2 sylinteriyksikkö 10 ja ensimmäinen ohjausloh-ko OVI edustaa käytännössä kuviossa IB esitettyä järjestelyä. Välineisiin uppomän-täpumpun 10'toimintakapasiteetin mukauttamiseksi kuuluu ainakin yksi lisäsylinte-riyksikkö, tässä tapauksessa kaksi männällä varustettua IisäsyIinteriyksikköä 80 ja 90, jotka on kytketty vastaavasti toiseen ohjauslohkoon OV2 ja kolmanteen ohjaus-lohkoon OV3. Sylinteriyksikkö 10 sekä I i säsy I i nteriy ksi köt 80 ja 90 kytketään hydraulisesti rinnakkain ohjauslohkojen OVI, OV2 ja OV3 välityksellä siten, että esimerkiksi haluttu fluidimäärä syötetään yhteiseen syöttökanavaan 21 ja edelleen sitä kautta ulkoiseen järjestelmään. Ohjauslohkot OVI, OV2 ja OV3 ovat edullisesti toiminnoiltaan ja/tai rakenteeltaan identtisiä, mutta voivat myös poiketa toisistaan. Keksinnön eräässä edullisessa suoritusmuodossa sylinteriyksikkö 10 ja yksi tai useampi I isä syl i nte riy ksi kkö 80, 90 on kytkettävissä syöttämään fluidi aine jollekin toiselle lisäsylinteriyksikölle 80, 90. Tämä on saatu aikaan esimerkiksi ohjauslohkojen OVI, OV2 ja OV3 ei esitettyjen virtauskanavien välityksellä.Figures 1A and 1B illustrate, by way of example only, the operation of one cylinder unit. According to the invention, the plunger pump comprises means for adjusting the operating capacity of the plunger pump 10 for the external system 200. A preferred embodiment of these means is schematically shown in Fig. 2 by reference numerals 80 and 90. In Fig. 2, the cylinder unit 10 and the first control block OVI represent in practice the arrangement shown in Fig. 1B. The means for adjusting the operating capacity of the submersible piston pump 10 'include at least one auxiliary cylinder unit, in this case two piston auxiliary cylinder units 80 and 90, respectively connected to the second control block OV2 and the third control block OV3, respectively. The cylinder unit 10 and the I / O units 80 and 90 are hydraulically connected in parallel via control blocks OVI, OV2 and OV3 such that, for example, the desired fluid volume is fed to the common supply channel 21 and then to the external system. The control blocks OVI, OV2 and OV3 are preferably identical in function and / or structure, but may also differ from each other. In a preferred embodiment of the invention, the cylinder unit 10 and one or more parent cylindrical units 80, 90 are operable to supply fluid to another additional cylinder unit 80, 90. This is achieved, for example, by the flow channels not shown in control blocks OVI, OV2 and OV3.

Itse lisäsylinteriyksiköiden 80 ja 90 perusrakenne on samanlainen kuin sylinteriyksi-kön, mutta niiden koot (uppomännän 12 halkaisija ja uppomännän varren 12a halkaisija) poikkeavat edullisesti toisistaan. Rakenne voidaan toteuttaa myös siten, että sylinteriyksiköstä 10 ja Iisäsylinteriyksiköistä 80 ja 90 ainakin kaksi ovat samankokoisia tai kaikki ovat samankokoisia. Etenkin tällöin on mahdollista ohjata fluidimää-rää myös määrittelemällä männänvarren iskunpituus (iskuliike Q1 ja paluuliike Q2). Li säsyl i nteriy ksi köt 80 ja 90 voidaan kytkeä mekaanisesti kiinteästi syli nteriyksi kön 10 yhteyteen, jolloin uppomäntäpumpusta voidaan muodostaa rakenteellisesti yksi kokonaisuus. Lisäsylinteriyksiköt 80 ja 90 voidaan kytkeä myös modulaarisesti, jolloin uppomäntäpumpun rakennetta voidaan muutella esimerkiksi muuttamalla lisäsylinteriyksiköiden lukumäärää. Mekaaniset liikevälineet 101 ovat tässä kampiakseli, joka on yhteydessä kuhunkin uppomäntäpumpun männänvarteen 12a siten, että kampiakseli liikuttaa kutakin mäntää toistensa suhteen iskun tai syklin eri vaiheissa. Kampiakseli on yhteydessä uusiutuvaa energialähdettä 100 hyödyntävään laitteistoon 101a.The basic cylinder units 80 and 90 themselves have the same basic structure as the cylinder unit, but preferably have different sizes (diameter of the plunger 12 and diameter of the plunger rod 12a). The structure may also be implemented such that at least two of the cylinder unit 10 and the secondary cylinder units 80 and 90 are of the same size or all of the same size. Particularly in this case, it is also possible to control the amount of fluid by determining the stroke length of the piston rod (stroke Q1 and return stroke Q2). The insertion lugs 80 and 90 may be mechanically fixedly connected to the lingering unit 10, whereby a submersible piston pump may be structurally formed as a single unit. The auxiliary cylinder units 80 and 90 can also be coupled modularly, whereby the design of the reciprocating piston pump can be modified, for example, by changing the number of auxiliary cylinder units. Here, the mechanical actuating means 101 are a crankshaft communicating with each reciprocating piston rod 12a of the reciprocating piston pump such that each crank moves relative to one another at different stages of the stroke or cycle. The crankshaft is connected to the apparatus 101a utilizing the renewable energy source 100.

Kuvion 2 mukaisella järjestelyllä voidaan toteuttaa uppomäntärakenteella verrattain tarkka uppomäntäpumpun toimintakapasiteetin mukauttaminen ulkoista järjestelmää varten. Jos kaikissa kolmessa sylinteri-/mäntä-yhdistelmässä on erisuuret syr-jäytyspinta-alat (eli koot), jotka vastaavat syrjäytystilavuutta, saadaan pumpun yhdelle kierrolle 64 valinnaista tilaa eli syrjäytyspinta-alaa. Näin ollen voidaan tuottaa 64 eri fluidimäärää ja saadaan laaja fluidimäärän säätöalue.With the arrangement of Figure 2, a relatively precise adaptation of the operating capacity of the submersible pump to the external system can be achieved by the reciprocating piston structure. If all three cylinder / piston assemblies have different displacement areas (i.e. sizes) corresponding to displacement volume, 64 optional spaces, i.e. displacement areas, are obtained per pump cycle. Thus, 64 different fluid volumes can be produced and a wide fluid range control range is obtained.

Kuviossa 3 on esitetty suhteellisten syrjäytyspinta-alojen jakauma kun sylinteriyksi-kön 10 männän otsapinnan suhteellinen pinta-ala on 100 ja rengaspinnan pinta-ala on 50, sylinteriyksikön 80 männän otsapinnan suhteellinen pinta-ala on 80 ja rengaspinnan pinta-ala on 32, sylinteriyksikön 90 männän otsapinnan suhteellinen pinta-ala on 120 ja rengaspinnan pinta-ala on 65. Tämä on vain esimerkki, jolloin kek sintö ei rajoitu näihin suhteellisin arvoihin vaan keksintöä voidaan soveltaa tältä osin monin tavoin esimerkiksi lisäämällä lisäsylinteriyksikköjen lukumäärää, jolloin pumpatun fluidimäärän säätötarkkuus paranee edelleen huomattavasti. Kuviosta 3 nähdään kuitenkin, että keksinnön mukaisella järjestelyllä saavutetaan yhdellä pumpulla verrattain tarkka fluidimäärän säätö, joka on siis verrannollinen syrjäytyspinta-aloihin. Tässä voidaan mainita, että keksintö koskee myös tilanteita, joissa pumpun kuorma muuttuu, mutta pumpun syöttöteho pysyy vakiona. Mukautuvaa pumppua voi siis käyttää myös silloin kun ulkoisen järjestelmän 200 vaatima hydraulinen (tai pneumaattinen) teho (fluidimäärä ja paine) vaihtelee. Esimerkiksi jos pumpattava fluidi on kaasu ja ulkoinen järjestelmä 200 on kaasusäiliö, niin kaasusäiliö voidaan täyttää loppuun saakka pienelläkin syöttöteholla siitä huolimatta että vastapaine kasvaa merkittävästi. Tämä on mahdollista kytkemällä pumpussa yhä pienempi syrjäytys-pinta-ala täytön edetessä. Sovelluskohteita ovat esimerkiksi kaasumaisten polttoaineiden säiliöiden täyttäminen sekä energian talteenotto suuriin paineilmasäiliöihin, tuuliturbiinien säätövoiman mahdollistamiseksi.Figure 3 shows the distribution of relative displacement areas when the piston front surface of the cylinder unit 10 has a relative surface area of 100 and the annular surface area is 50, the piston front surface of the cylinder unit 80 has a relative surface area of 32 and the cylinder unit surface area the piston front face has a relative surface area of 120 and the annular surface area of 65. This is only an example where the invention is not limited to these relative values but the invention can be practiced in many ways by, for example, increasing the number of additional cylinder units. However, Figure 3 shows that the arrangement according to the invention achieves a relatively accurate fluid volume control with a single pump, which is thus proportional to the displacement areas. It may be mentioned here that the invention also relates to situations where the pump load changes but the pump power supply remains constant. Thus, the adaptive pump can also be used when the hydraulic (or pneumatic) power (fluid volume and pressure) required by the external system 200 varies. For example, if the fluid to be pumped is a gas and the external system 200 is a gas reservoir, the gas reservoir may be completely filled even at low feed rates, despite the significant increase in back pressure. This is possible by connecting an ever smaller displacement area in the pump as the filling progresses. Applications include filling gaseous fuel tanks and recovering energy to large compressed air tanks to enable wind turbine control.

Keksinnön mukaisen järjestelyn etuina voidaan mainita, että pumpun sylinteriyksi-köiden valmistus- ja materiaalikustannukset ovat edulliset. Koska uppomäntä ja runko eivät ole suorassa kosketuksissa toisiinsa, muototoleranssit eivät ole niin tiukat kuin tekniikan tason mukaisissa järjestelyissä. Runko voidaan valmistaa esimerkiksi helposti saatavilla olevista ja verrattain halvoista levymateriaaleista taivuttamalla ja hitsaamalla. Tämä mahdollistaa myös suurten pumppujen valmistamisen edullisin kustannuksin. Valmistuksen yhteydessä ei tarvitse ottaa tilojen 15 ja 15a sisäpinnan 15', 15a'toleransseja huomioon, koska pintoja ei tarvitse tehdä liukupinnoiksi. Tällöin sisäpinta tai mahdollisesti koko runko voidaan valmistaa eri materiaalista, kuten komposiitista. Rungon sisäpinta tai runko voidaan myös pinnoittaa esimerkiksi korroosiota hyvin kestävillä materiaaleilla. Myös uppomäntä voidaan valmistaa aiempaa huokeammista materiaaleista ja pinnoittaa kulutusta kestävällä pinnoitteella. Edelleen rungon ja uppomännän väliset välykset ovat suuria, jolloin uppomäntäpumpun konstruktio on tavanomaista vähemmän herkkä lialle ja muille abrasiivisille partikkeleille. Keksinnön eräs etu on se, että rungon 11 suhteen liikkumaton tiiviste 14 sekä liukuelementti 13 on aiempaa helpompi suojata kulumiselta. Tämä saadaan aikaan esimerkiksi järjestämällä huuhtelevan fluidin, kuten puhtaan veden, syöttölinja 30 syöttämään vettä tiivisteen 14 ja sylinteriyksikön 10 pituussuunnassa tiivisteen läheisyyteen järjestetyn rengasmaisen pyyhkijätiivisteen 14' väliin. Toinen vaihtoehto (jossa niin ikään hyödynnetään ettei konstruktiossa ole rungon suhteen liikkuvia tiivisteitä) on pumpun toiminnan varmistaminen kuluttavissa olosuhteissa järjestämällä kuvissa ei esitetty mekanismi, jolla voidaan kompensoida automaattisesti tiivisteen 14 kuluminen. Tällöin tiiviste on esimerkiksi jousivoimalla tai hydraulipaineel-la toimiva pakkatiiviste. Edelleen etuna voidaan mainita, että uppomäntäpumpun 10' fluidimäärää säädettäessä ohjausventtiileitä ei tarvitse ohjata toimintasyklien (edestakainen liike Q1 ja Q2) sisällä vaan tiettyä syrjäytyspinta-alaa vastaava toimintatila voi olla kytkettynä myös pitkiä aikoja. Kyseisen järjestelyn avulla voidaan mahdollistaa ohjausventtiilien hyvä toimintakestävyys.Advantages of the arrangement according to the invention are that the manufacturing and material costs of the pump cylinder units are advantageous. Because the plunger and body are not in direct contact with each other, the shape tolerances are not as tight as in prior art arrangements. For example, the frame can be made of easily accessible and relatively inexpensive sheet materials by bending and welding. This also allows large pumps to be manufactured at low cost. In the manufacture, it is not necessary to take into account the tolerances of the inner surfaces 15 ', 15a' of the spaces 15 and 15a, since the surfaces need not be made as sliding surfaces. In this case, the inner surface or possibly the entire body can be made of a different material, such as composite. The inner surface of the body or the body can also be coated with, for example, corrosion-resistant materials. The plunger can also be made from less expensive materials and coated with a wear-resistant coating. Further, the clearances between the body and the plunger are large, whereby the design of the plunger is less sensitive to dirt and other abrasive particles than usual. An advantage of the invention is that the seal 14 which is stationary with respect to the body 11 and the sliding element 13 are easier to protect against wear. This is achieved, for example, by providing a flushing fluid supply line 30 such as clean water to supply water between the seal 14 and the annular wiper seal 14 'arranged in the longitudinal direction of the cylinder unit 10 in the vicinity of the seal. Another option (which also utilizes no body-moving seals in the construction) is to ensure pump operation under abrasive conditions by providing a mechanism not automatically illustrated to compensate for wear of the seal 14. In this case, the seal is, for example, a spring seal or a hydraulic seal. A further advantage is that when adjusting the fluid volume of the submersible piston pump 10 ', the control valves do not need to be controlled within operating cycles (reciprocating movement Q1 and Q2), but an operating mode corresponding to a given displacement area can also be engaged for long periods. This arrangement allows good control valves to operate with good durability.

Esillä oleva keksintö ei rajoitu vain esitettyihin suoritusmuotoihin vaan sitä voidaan soveltaa monin tavoin esitettyjen patenttivaatimusten rajaaman suoja-alan piirissä.The present invention is not limited to the embodiments shown, but can be applied in many ways within the scope of the claimed claims.

Claims (11)

1. Arrangemang för en kolvpump (10') av plungetyp, där kolvpumpen (100 av plungetyp omfattar: åtminstone en med kolv (12) försedd cylinderenhet (10), där kolven (12) är anordnad att röra sig i förhållande till cylinderenheten (10) i cylinderenhetens (10) inre utrymme (15, 15a) för att pumpa ett fluidämne; medel (18, 20) för att mata det pumpade fluidämnet till ett yttre system (200), mellan nämnda åtminstone ena cylinderenhet (10) och kolven (12) är ett glidelement (13) anordnat, på vilket kolven (12) är stödd att röra sig till ett avstånd från innerytan (15', 15a') av nämnda åtminstone ena cylinderenhets (10) inre utrymme (15,15a), varvid kolven (12) utgör en kolv (12) av plungetyp, kännetecknat av att arrangemanget omfattar rörelsemedel (101,101') för att omvandla från en energikälla (100) uppsamlad energi till rörelse hos kolven (12) av plungetyp samt medel (80, 90) för att anpassa driftkapaciteten hos kolvpumpen (107) av plungetyp för ett yttre system (200), att medlen (18, 20) för matning av pumpat fluidämne omfattar styrventiler (36, 60, 70) för att bilda olika hydrauliska kopplingar för åtminstone en cylinderenhet (10), där varje skild hydraulisk kopplingskombination producerar en viss fluid-mängd för åtminstone en cylinderenhet (10) under slagrörelsen (Ql) och återgångs-rörelsen (Q2) hos kolven (12) av plungetyp.An arrangement for a plunger pump (10 ') of the plunger type, wherein the plunger pump (100 of the plunger type comprises: at least one cylinder unit (10) provided with the plunger (12), the piston (12) being arranged to move relative to the cylinder unit (10). ) in the interior space (15, 15a) of the cylinder unit (10) for pumping a fluid blank; means (18, 20) for feeding the pumped fluid blank to an outer system (200), between said at least one cylinder unit (10) and the piston ( 12) is provided a sliding element (13), on which the piston (12) is supported to move to a distance from the inner surface (15 ', 15a') of said at least one cylinder unit (10) inner space (15,15a), the piston (12) is a plunger type (12), characterized in that the arrangement comprises movement means (101,101 ') for converting energy from a source of energy (100) into movement of the plunger (12) of plunger type and means (80, 90). to adjust the operating capacity of the plunger pump (107) of the plunger type for an external system (200), the means (18, 20) for feeding pumped fluid material comprise control valves (36, 60, 70) to form different hydraulic couplings for at least one cylinder unit (10), where each different hydraulic coupling combination produces a certain fluid flow rate. amount for at least one cylinder unit (10) during the stroke movement (Q1) and the return movement (Q2) of the plunger (12) of the plunger type. 2. Arrangemang enligt patentkrav 1, kännetecknat av att medlen (80, 90) för anpassning av driftkapaciteten hos kolvpumpen (107) av plungetyp omfattar till kolvpumpen (107) av plungetyp hörande en eller flera med kolv försedda tilläggscylin-derenheter (80, 90), där storleken på cylinderenheten (10) och de en eller flera til-läggscylinderenheterna (80, 90) avviker från varandra.Arrangement according to claim 1, characterized in that the means (80, 90) for adjusting the operating capacity of the plunger pump (107) of the plunger type comprise the plunger pump (107) of the plunger type belonging to one or more additional cylinder cylinders (80, 90). , where the size of the cylinder unit (10) and the one or more additional cylinder units (80, 90) differ from each other. 3. Arrangemang enligt patentkrav 2, kännetecknat av att varje cylinderenhet (10) och en eller flera tilläggscylinderenheter (80, 90) kan kopplas till fri cirkulation.Arrangement according to claim 2, characterized in that each cylinder unit (10) and one or more auxiliary cylinder units (80, 90) can be connected to free circulation. 4. Arrangemang enligt patentkrav 2 eller 3, kännetecknat av att cylinderenheten (10) och en eller flera tilläggscylinderenheter (80, 90) kan kopplas att mata fluidämne till en annan tilläggscylinderenhet (80, 90).Arrangement according to claim 2 or 3, characterized in that the cylinder unit (10) and one or more auxiliary cylinder units (80, 90) can be coupled to supply fluid blank to another auxiliary cylinder unit (80, 90). 5. Arrangemang enligt något av de ovan nämnda patentkraven 2-4, kännetecknat av att cylinderenheten (10) och en eller flera tilläggscylinderenheter (80, 90) kan kopplas att mata fluidämne till ett yttre system (200).Arrangement according to any of the above-mentioned claims 2-4, characterized in that the cylinder unit (10) and one or more auxiliary cylinder units (80, 90) can be coupled to supply fluid material to an external system (200). 6. Arrangemang enligt patentkrav 5, kännetecknat av att matningsmedel (22, 23) är anordnade mellan det yttre systemet (200) och cylinderenheten (10) eller til-läggscylinderenheten (80, 90) för att mata fluidämne som matats till det yttre systemet (200) tillbaka till cylinderenheten (10) och/eller tilläggscylinderenheten (80, 90).Arrangement according to claim 5, characterized in that feed means (22, 23) are arranged between the outer system (200) and the cylinder unit (10) or the additional cylinder unit (80, 90) for feeding fluid material fed to the outer system ( 200) back to the cylinder unit (10) and / or the additional cylinder unit (80, 90). 7. Arrangemang enligt något av de ovan nämnda patentkraven 1-6, kännetecknat av att energikällan (100) är någon av följande förnybara energikällor: vindkraft, vattenkraft, solenergi, jordvärme, geotermisk energi eller bioenergi.Arrangement according to one of the preceding claims 1-6, characterized in that the energy source (100) is one of the following renewable energy sources: wind power, hydropower, solar energy, geothermal energy, geothermal energy or bioenergy. 8. Arrangemang enligt något av de ovan nämnda patentkraven 1-7, kännetecknat av att till rörelsemedlen (101,101') hör en hydraulisk eller mekanisk kopplingsdel, som är arrangerad att flytta motsvarande kolv (12) av plungetyp.Arrangement according to one of the preceding claims 1-7, characterized in that the moving means (101, 101 ') include a hydraulic or mechanical coupling part which is arranged to move the corresponding piston (12) of the plunger type. 9. Arrangemang enligt något av de ovan nämnda patentkraven 1-8, kännetecknat av att mellan nämnda åtminstone ena cylinderenhet (10) och kolven (12) av plungetyp är ett tätningselement (14) anordnat, vilket är orörligt i förhållande till cylinderenheten (10) och avgränsar cylinderenhetens (10) inre utrymme (15) för fluidämne, och där utrymmets (15) fluidvolym förändras i förhållande till rörelsen hos kolven (12) av plungetyp.Arrangement according to any of the above claims 1-8, characterized in that between said at least one cylinder unit (10) and the plunger (12) a plunger element (14) is arranged which is immobile in relation to the cylinder unit (10). and defining the inner space (15) of fluid blank of the cylinder unit (10), and wherein the fluid volume of the space (15) changes relative to the movement of the plunger (12) of the plunger type. 10. Arrangemang enligt något av de ovan nämnda patentkraven 1-9, kännetecknat av att innerytan (15', 15a7) på nämnda åtminstone ena cylinderenhets (10) utrymme (15) är belagt med ett korrosionsbeständigt material.Arrangement according to one of the preceding claims 1-9, characterized in that the inner surface (15 ', 15a7) of said at least one cylinder unit (10) space (15) is coated with a corrosion resistant material. 11. Arrangemang enligt något av de ovan nämnda patentkraven 1-10, kännetecknat av att det yttre systemet (200) är ett på omvänd osmos baserat filtersystem.Arrangement according to one of the preceding claims 1-10, characterized in that the outer system (200) is an inverse osmosis-based filter system.