FI70982B - Pump av deplacementtyp - Google Patents

Description

Uppoumatyyppinen pumppu 7 0 9 8 2

Tekniikan ala Tämän keksinnön kohteen on uppoumatyyppinen pumppu, joka on tarkoitettu erityisesti nesteiden ja kiinteiden osasten 5 välisten erilaisten suspensioiden (liete) pumppaamiseksi ja/tai suuria pumpun paineita varten, käsittäen pumpun rungon, jossa on pumpun pesä tulojohtoineen ja poistojohtoineen sekä niihin kuuluvine tulo- ja poistoventtiileineen sekä pumpun pesään sovitettu pumpun mäntä, pumpun rungossa oleva 10 työmäntä, ainakin yksi mekaaninen liitoselin ja paineen alainen huuhtelunesteosasto työmännän ja pumpun männän välillä, jolloin mainittu mekaaninen liitoselin ulottuu työ-männän ja pumpun männän välille huuhtelunesteosaston läpi, ja jolloin uudelleentäyttöjohto on liitetty huuhtelunesteo-15 sastoon uuden huuhtelunesteen syöttämiseksi mainittuun osastoon imutahdin aikana.

Keksinnön mukainen pumppu on tarkoitettu erityisesti kuluttavien aineiden, esimerkiksi malmirikasteiden, hiilijau-heiden, väripigmenttien ja sen tapaisten kuljettamiseksi 20 lietteen muodossa putkijohdoissa, samoin kuin luonnollisesti myöskin vähemmän kuluttavien tuotteiden, kuten nostetun turpeen pumppaamiseksi. Myöskin sitkaiden väliaineiden, joilla on tai ei ole kuluttavia ominaisuuksia, pumppaamiseksi, samoin kuin korkeilla pumpun paineilla pumppausvällaineesta 25 riippumatta, pumpulla on tiettyjä etuja. Esimerkiksi öljynporauksessa, sekä meren pohjan että kuivan maaperän kysymyksessä ollessa, pumppua voidaan käyttää öljyliejun pumppaamiseksi .

30 Tekniikan taso

Uppoumapumppuja, jotka on tarkoitettu lietteiden pumppaamiseksi, on olemassa pääasiallisesti kahtena sovellutus-muotona, nimittäin toisaalta mäntäpumppuina, sopivimmin kaksoismäntäpumppuina ja toisaalta uppomäntäpumppuina. Män-35 täpumppuja pidetään parhaiten soveltuvina painealueilie aina 200 baariin saakka ja vähemmän kuluttaville aineille, kun taas uppomäntäpurnppujen edullisin käyttöalue on ollut painoalueella 250-300 baaria kuluttaville väliaineille.

70982

Syy siihen, että uppomäntäpumput soveltuvat paremmin korkeille paineille, on yhteydessä yleensä tukevamman rakenteen kanssa (massiivinen uppomäntä), kun taas parempi kulutuskestävyys riippuu mahdollisuudesta yksinkertaisesti ^ suorittaa yksitoimisen uppomännän vesihuuhtelu. Kuitenkin julkaisusta DE-OS 2 552 828 on tunnettua suorittaa vesi-huuhtelu myöskin mäntäpumpuissa, vaikka se tekniikka, joka esitetään tässä julkaisussa, ei ole saavuttanut mitään teknistä läpimurtoa. Tämän voidaan pitää johtuvan siitä, et-10 tä rakenteessa muutoin esiintyy useita epätäydellisyyksiä ja epäkohtia. Niinpä männän tiivistys, männänvarren tiivistys ja mäntäpumpun sylinterin työskentelyosa merkitsevät suuria teknisiä ongelmia, jotka ovat yhteydessä sen kanssa, että pumppua käyttää ulkopuolinen moottori männän-15 varren välityksellä, joka kulkee pumpun rungon läpi. Uppo-mäntäpumpuissa, kuten US-patenttijulkaisun 2 836 122 mukaisessa pumpussa uppomäntänä ja sen tiivisteenä ovat kriittiset kuluvat os^t.

Aikaisemmin esimerkiksi julkaisusta SE 412 939 on tun-20 nettu myöskin uppoumatyyppinen hydraulikäyttöinen pumppu.

Tällä pumpulla voidaan poistaa mäntä- ja uppomäntäpumppu-jen mainitut epäkohdat tai rajoittaa niitä. Sen vuoksi tämä pumppu merkitsee huomattavaa teknistä edistystä. Kuitenkin se eroaa tekniseltä rakenteeltaan perusteellisesti män-25 tä- ja uppomänt*ätyyppisistä pumpuista, koska se toimii let-kupumppuelimillä.

Edelleen US-patenttijulkaisusta 3 146 721 on tunnettu hydraulikäyttöinen pumppu lietteiden ja erityisesti betonin pumppaamiseksi. Pumpattavan aineen jähmeiden osasten 30 on edellytetty voivan kulkea pumpun männän tiivisteen ohi pumpun männän ja sylinterin takimmaisen päädyn väliseen tilaan, joka on täytetty ulkoilman paineessa olevalla huuhteluvedellä. Tarkoituksena on siis se, että nämä osaset voidaan huuhdella pois huuhteluvesiosastosta pumpun männän pa-35 luuiskun (imutahdin) yhteydessä. Hydraulimäntä on sovitettu erityiseen hydraulisylinteriin, joka on erillään pumpun rungon huuhteluvesiosastosta mainitun päädyn välityksellä.

70982

Hydraulimäntä ja pumpun mäntä on yhdistetty keskenään män-nänvarrella, joka kulkee päädyn tiivisteen kautta ja pumpun runko on erotettu välillä olevan huuhteluvesiosaston, joka aina on paineeton, hydraulisylinteristä. Pumpun män-5 nän tiiviste ei ole siis painetasapainotettu, ts. paine-ero tiivisteen yli vastaa pumpun täyttä työpainetta. Lisäksi huuhtelujärjestelmän tehtävänä on ainoastaan pitää huoli sellaisista osasista ja epäpuhtauksista, jotka jo ovat kulkeneet pumpun männän tiivisteen ohi. Pumpun männän tiivisio tettä ei siis suojata millään erityisellä tavalla pumpattavan väliaineen osasten aiheuttamaa kulumista ja mahdollisia vaurioita vastaan, joka väliaine on välittömässä kosketuksessa tiivisteen kanssa.

15 Keksinnön selostus

Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada pumppu, joka soveltuu korkeille paineille ja jähmeitä osasia sisältävien suspensioiden pumppaamiseen. Tarkemmin määriteltynä tarkoituksena on aikaansaada pumppu, joka rakenteeltaan on 20 verrattavissa lähinnä mäntäpumppuun, mutta jolla kuitenkin on ominaisuuksia, jotka tekevät sen hyvin soveltuvaksi up-pomäntäpumpun käyttöalueella.

Keksinnön tarkoituksena on myöskin luoda edellytykset, jotta pumpulla olisi seuraavat edut.

25 - Pumpun tiiviste, eroavaisuutena tavallisten mäntä- ja uppomäntäpumppujen männän ja männänvarren tiivisteistä, ei saa toimia välittömässä kosketuksessa pumpattavan väliaineen eikä voitelemattoman väliaineen (veden) kanssa, vaan sen on voitava toimia toimia voitelevassa ja puhtaassa väliainees-30 sa olosuhteissa, jotka tekevät pumpun tiivisteen pääasiallisesti huoltoa kaipaamattomaksi. Se on erittäin tärkeää pumpattaessa kuluttavia väliaineita, jolloin tavallisilla pumpun tiivisteillä on hyvin rajoitettu kestävyys.

Pumpulla on hyvin korkea mekaaninen hyötysuhde sen 35 ansiosta, että ainoastaan mitättömiä kitkahäviöitä syntyy pumpun liikkuvien ja liikkumattomien osien väJillä.

4 70982

Tiivistykselle kriittiset yksityiskohdat eivät joudu alttiiksi syövyttäville aineille, minkä vuoksi nämä yksityiskohdat voidaan valmistaa huokeista ja tiivistyksen kannalta tarkoituksenmukaisimmista aineksista.

5 - Pumpulla voi olla edestakaisin liikkuvien osien hy vin pieni hitausmassa verrattuna tavallisten pumpputyyp-pien vastaavaan liikkuvaan massaan. Liikkuvan järjestelmän pienet hitausmassat merkitsevät muun muassa sitä, että pumppu tarvitsee kevyen jalusta- ja perustusjärjestelyn, 10 mikä helpottaa ja huoistaa asennusta. I.,isäksi tärinä ja värähtelyt pienenevät myöskin verraten suurilla iskutaa-juuksilla.

Sen johdosta, että pumppu on hydraulikäyttöinen, hydraulinen käyttöosa (hydrauliagcrecaalti) voidaan sijoitin taa mielivaltaisen matkan päähän pienikokoisesta pumppu-osasta. Tämän ansiosta itse pumppuosan tilantarve pienenee hyvin selvällä tavalla verrattuna tavallisiin pumppu-lait· oksiin.

Verraten pieni fysikaalinen koko, pienet hitausvoi-20 mat (kevyt rakenne) sekä vähemmän vaateliaat ainesyhdi s te .1 -rnät tekevät mahdolliseksi pumpun verraten pienet valmistuskustannukset .

Nämä ja muut edut on mahdollista saavuttaa siten, että a) pumppu on sovitettu pystysuoraan, 25 b) että ainakin ensimmäinen tiivistävä elin on sovitettu työmäntään, jolloin mainittu ensimmäinen tiivistävä elin tiivistää pumpun rungossa olevan yläsylinterin seinämää vastaan , c) että pumpun runkoon on sovitettu öljyllä täytetty 30 osasto, jonka määrittää työmännän yläpuoli, yläsylinter in seinämä ja yläsylinterin ylempi päätyseinämä, d) että mainitussa öljyosastossa on liittymä korkea-painehydrauliaggregaattiin työpaineen synnyttämiseksi työ-männässä saaden aikaan työmäntään ja pumpun mäntään kohdis- 35 tuvan voiman välittämällä voiman työmännästä pääasiallisesti huuhtelunesteosaston nesteen kautta, joka voima välittyy pumpun mäntään, 70982 e) että paine Ph öljyosastossa on samaa suuruusluokkaa kuin paine Pv huuhtelunesteosastossa, mistä on tuloksena verraten pieni paine-ero Ph _ pv, joka vaikuttaa mainittuun työkolvin ensimmäiseen tiivistävään elimeen, 5 f) että ilmanpoistojohto on liitetty huuhtelunesteosas- toon ilman ja epäpuhtauksien poistamiseksi tästä osastosta, joka ilmanpoistojohto on sovitettu huuhtelunesteosaston taka-toisin sanoen yläosaan, mihin ilmaa ja epäpuhtauksia kerääntyy, kun liikkuva mäntäjärjestelmä on ala-asennossaan, ja 10 g) että huuhtelunestetilavuus, joka vastaa ainakin osaa siitä uudesta huuhtelunestemäärästä, joka syötetään imutah-din aikana, on järjestetty poistumaan yhdessä ilman ja epäpuhtauksien kanssa ilmanpoistojohdon kautta imutahdin aikana.

Ilmaisulla "verraten pieni paine-ero P^ - Pv" tarkoite-15 taan tässä yhteydessä sitä, että paine-ero P^ - Pv ei ole suurempi kuin +/- 10 % pumpun paineesta ja sopivimmin korkeintaan +/- 5 %.

Työmäntä, joka on varustettu tiivistävällä elimellä ympäröivää sylinterin seinämää vasten, toimii siis voitele-10 vassa väliaineessa (öljyssä), jolla on verraten korkea viskositeetti. Lisäksi toiminta tapahtuu hyvin pienellä paine-erolla, mikä yhdessä öljyn verraten korkean viskositeetin kanssa aikaansaa sen, että "vuotopyrkimys" tulee tavattoman paljon pienemmäksi kuin tavallisen männän tai 25 uppomännän tiivisteen kysymyksessä ollessa, joka toimii viskositeetiltaan alhaisessa väliaineessa (vedessä) sekä paine-erolla, joka vastaa pumpun täyttä työpainetta.

Keksinnön mukaisessa pumpussa painetasapainon ansiosta on mahdollista ja edullista antaa kaikille mäntäelimille 30 hyvin pieni aksiaalinen ulottuvuus, niin että männät tule vat levyn muotoiseksi. Seuraavansa kuitenkin käytetään ilmaisua mäntä.

Sylinterin vuorauksen kulumisen eliminoimiseksi ja rump- pausväliaineen huuhteluneste- ja öljyosastoihin tun- vr- keutumisen estämiseksi, edelleen on edullista tehdä pumpun D P e , männän ja sylinterin seinämän väliin verraten suur? rako, jonka kautta tietty määrä huuhto-lunestc·Itä voi viivasta huuhtelu- nesteosastosta pumpun pesään ja sovittaa huuhtelunesteen uustäyt- 70982 tÖ johto huuhtelunesteosastoon tavalla, joka sinänsä on ori tt a in tunnettu mainitusta julkaisusta DE-OS 2 55? δ2δ. Eroavaisuutena viimeksi mainittuun sitävastoin keksinnön mukaisen pumpun mainittu rako varustetaan sopivasti kimmoisalla man-5 settitiivisteellä, joka kuitenkaan el ole kosketuksessa sylinterin seinämän kanssa painetahdin aikana (antaa vähäisen vastuksen huuhteluveden virtaukselle huuhtelunaotoosastosta pumpun pesään), mutta sitävastoin on sovitettu tiivistämään raon imutahdin aikana. Tällä estetään pumpattavan väliai-10 neen tunkeutuminen huuhtoiunesteosastoon imutahdin aikana tai pumpun ollessa pysähtyneenä. Keksinnön mukaisen pumpun eräänä tärkeänä etuna on se, että tämä vaikutus voidaan täysin yhdistää hydraulisesti käytettyyn pumppuun.

Keksinnön muut edut sekä tunnusmerkit käyvät selville 15 erään edullisen sovellutusmuodon seuraavasta selityksestä ja sen jälkeen seuraavista patenttivaatimuksista.

Kuvien lyhyt selitys

Erään edullisen sovellutusmuodon seuraavassa selityk-20 sessä viitataan oheisiin piirustusten kuviin, joista kuva 1 esittää aksiaalista pysty leikkausta erään edullisen sovellutusmuodon mukaisesta pumpusta, jolloin tietyt pumppuun liittyvät toiminnat on esitetty ainoastaan kaa-viollisesti.

25 Kuva 2 havainnollistaa suuremmassa koossa pumpun pai ne- ja virtausolosuhteita painetahdin aikana. Kuva 2a esittää pumpun männän yksityiskohtaa painetahdin aikana suuremmassa koossa.

Kuva 3 havainnollistaa olosuhteita imutahdin aikana, 30 jolloin kuva 3A esittää vastaavalla tavalla samaa yksityiskohtaa kuin kuva 2A.

Kuva havainnollistaa keksinnön ensimmäisen muunnoksen mukaista sovellutusmuotoa.

35 Kuva 5 esittää keksinnön mukaisen pumpun toisen muun noksen mukaista kehitysmuotoa.

Kuva 5 esittää sivulta nähtynä keksinnön mukaista pumppua, havainnollistaen pumpun ulkomittoja.

70982

Kuva 7 esittää kolmen pumpun ryhmää kolrrii pumppujärj es-telmänä, vastaten kuvasta 6 viivaa VII-V1I pitkin otettua kuvaa.

Kuva 8 esittää kuvan 7 mukaisen kelmipumppujärjestel-[ män eri sylintereiden nopeusprofiilei ta.

Eräiden edullisten sovellutusmuotojen selitys

Kuvassa 1 osittain kaaviollisesti esitetyssä pumpussa 1 on pumpun runko 2 ja pumppu on rakennettu pystysuoraksi 2o mäntäpumpuksi. Pumpun runko 2 sisältää kolmea erilaista nesteväliainetta, nimittäin hydrauliöljyä, huuhtelunestettä tai pumpattavaa lietettä. Viimeksi mainittu sijaitsee pumpun pesässä . Huuhtelunesteosasto on merkitty viitenumerolla 5 Ja se on sovitettu pumpun pesän ^ päälle. Öljyosasto 6 on so-25 vitettu puolestaan huuhtelunesteosasto!: 3 päälle ja sen muodostaa ylemmän sylinterin 10 öljynpainekammio, jonka sisäsivu on merkitty viitenumerolla 3. Cljycsasto 6 on yhdistetty hydrauliaggregaatin kanssa johdon 7 välityksellä. Pumpun runko 2 käsittää myöskin alemman sylinterin 8, joka muodos-2o taa alemman kappaleen 9 vuorin. Kuvassa 1 esitetyssä tilassa, joka havainnollistaa pumpun iskun loppuhetkeä, alempi sylinteri 8 muodostaa mainitun huuhtelunesteosaston 5. Ylempi sylinteri 10, joka on yksiseinäinen, on yhdistetty alemman sylinterin 8 kanssa väliosan 11 välityksellä. Yläkap-25 pale on merkitty viitenumerolla 12 ja apukammiokansi on merkitty viitenumerolla 13. Yksityiskohdat 9, 10, 11, 12 ja 13 pidetään yhdessä pulttien 1*4 ja 15 avulla.

Ylemmän sylinterin 10 sisäläpimitta on alemman sylinterin 8 sisäläpimittaa suurempi. Huuhtelunesteosastolla 5 on si-50 ten suurempi poikkipinta-ala A^ yläosassaan ylemmän sylinterin 10 alueeseen kuin alaosassaan alemman sylinterin 8 alueessa, kuten havainnollistetaan kuvassa 2 (A.^ > A^).

Lieteosasto on muodostettu tavalliseksi pumpun pesäksi ^, jossa on tulo- ja poistojohdot pumpattavaa lietettä var-55 ten. Nämä johdot on varustettu tunnettuun tapaan takaisku-venttiileillä .

70982

Liikkuvan mäntäjärjestelmän muodostaa kaksi [levymäistä rajoitinta eri osastojen välissä. Nämä rajoittimet muodostuvat pumpun männästä 1G ja työmännästä (hydraulimännästä) eli työlevystä 17, joka erottaa paineöljykammion 6 huuhtelu-5 nesteosastosta. Ainoastaan ylempi mäntä, työmäntä 17 on varus tettu tiivistyselimellä, joka vastaa männän tiivistettä tavallisessa pumpussa, ti i v.i stysrenkaan ]8 muodossa ylemmän sylinterin seinämää 3 vasten. Lumpun mäntä 16 on varustettu tosin mansettitiivisteellä, mansetilla 19 pumpun pesän ^ 10 ja huuhtelunesteosaston 3 välissä, mutta tämän mansetin tehtävänä on tiivistää mainittujen osastojen välinen rako 20 ainoastaan imutabdin aikana tai pumpun ollessa seisahduksissa, samalla kun sitävastoin huuhtelunesteen annetaan kulkea raon läpi pumpun työtahdin (painetahdin) aikana, kuva 2Λ. Molern-15 mat männät 16 ja 17 on varustettu myöskin j ?;-'E: tä tai vastaavaa pienikitkaista ainesta olevilla ohjaimilla 21 vast. 22 mäntäjärjestelmän liukuominai suuksi en edelleen parantamiseksi. Työmäntä 17 ja pumpun mäntä 16 on yhui eletty toistensa kanssa pystysuoralla, aksiaalisella liitostan-20 golla 23-

Työmännän 17 yläpuolella oleva öljynpainekammio, ts. öljyosasto 6 on täytetty öljyllä, kun taas huuhtelunesteosas-to, ts. työmännän 17 ja pumpun männän Ιό välinen tila 3, on täytetty huuhtelunesteellä, jonka tilavuus pienenee pumpun pai-25 netahdin aikana sen johdosta, että , jolloin veden osa pakotetaan virtaamaan ulos raon 20 kautta sen ansiosta, että taipuisa mansetti 19 taipuu alaspäin, kuten esitetään kuvassa 2A. Tämän virtauksen helpottamiseksi kanavat 2 A on järjestetty pumpun mäntään 16. Huuhtelunesteosaston 3 30 vesitilavuutta jälkitäytetään automaattisesti imutahdin ai kana ulkopuolisen, huuhtelunesteosastoon 5 liitetyn johon 23 kautta, joka on varustettu takaiskuventliiiillä 26, joka painetahdin aikana sulkee tämän yhteyden. Huuhtelunestesäiliö on merkitty viitenumerolla 27.

35 Huuhtelunesteosaston 5 yläosassa, kun molemmat männät 16 ja 17 ovat ala-asemassaan, on rengasmainen tila 28.

Tämän muodostaa sylinterin 10 alaosassa oleva ulkopuolinen 70982 syvennys ja alemman sylinterin 8 ja ylemmän sylinterin 10 välisessä väliosassa 11 oleva sisäpuolinen syvennys. Tuleva huuhtelunestejohto 25 päättyy välittömästi tämän rengasmaisen tilan 28 alle. Rengasmaisen tilan 28 aseman johdosta 5 kerääntyy ilma, jota saattaa tulla huuhtelunesteosastoon 5 täyttöveden mukana, ja pieni öljymäärä, joka mahdollisesti voi tunkeutua öljypainekammiosta 6, tilaan 28. Tästä ei-toivot-tavat ilma- ja öljyosaset voidaan huuhdella pois johdon 29 kautta pumpun imutahdin aikana. Johto 29 on sovitettu rengao-10 maisen tilan 28 yläosaan. Venttiili 30, jota olijaa cljynpaine- kammiossa 6 oleva paineöljy, pysyy suljettuna pumpun painetahdin aikana, kuva 2, mutta avaa tilan 28 ja ympäristön välisen yhteyden, kuva 3, samanaikaisesti kun täyttöventtiili 26 avautuu huuhtelunesteosaston 5 uustäyttöä ja huuhtelua varten.

15 Huuhtelunesteosaston 5 automaattisen ilman poistamisen lisäksi merkitsee järjestely sitä, että männän tiivisteen 18 absoluuttinen tiiviys ei ole toiminnan mikään kriittinen tekijä. Juuri päinvastoin, voitelevan öljykalvon esiintyminen sylinterin seinämällä 3 on edulli-20 nen ja toivottava. Tästä syystä myöskin erilaisia tehokkaita alueita on sovitettu sillä tavalla, että aina pienempi ylipaine vallitsee öljyosastossa 6 huuhtelunesteosaston 5 paineeseen nähden. (P^ > Py). Tässä yhteydessä männän tiivisteeseen 18 voidaan käyttää siis edullisesti pienikitka-25 tyyppisiä, yksinkertaisia ja huokeita männän tiivisteitä, jotka eivät pysty poistamaan öljykalvoa.

Pumpun rungon 2 ylin osa käsittää apukammiokannen 13 alla olevan apusylinterin 30 yläkappaleessa 12. Liitostan-ko 23 ulottuu ylöspäin tähän apusylinteriin 30, jossa se on 30 varustettu melko pienellä apumännällä 31. Apumännän 31 alla oleva kammio 32 on yhteydessä paineöljyn kanssa, joka tulee esittämättä jätetystä hydrauliaggregaatista johdon 33 kautta. Apumännän 31 yläpuolella oleva tila 3¾ on yhteydessä hydraulijärjestelinän paluupuolen kanssa paluujohdon 35 35 välityksellä. Hydrauliaggregaatista käyttö-öljyä johde taan öljynpainekammioon 6 painetahdin aikana mainitun johdon 7 kautta. Liitostangon tiiviste 36, joka ei ole kriit- 70982 tinen, on sovitettu öljynpainekammion 6 ja kammion H viiliin apumännän 31 alapuolelle.

Näin selitetty pumppu toimii seuraavalla tavalla. Kun pumpun tulee suorittaa työtahti (painetabti ) , kuva ?, on 5 edellytetty, että mäntä j är j estelmä, to. ne komponentit, jotka on yhdistetty liitostangon 23 välityksetlä, aluksi ovat ylimmässä asemassaan ja että pumpun pesä t on täytetty lietteellä, jota on syötetty (imetty) sisään pumpun tu-loventtiiIin kautta, samalla kun huuhtelunesteosasto 0 on tuytet-10 tetty huuhteluvedellä . huurpaineölj yä kulj el. e taan johon 7 kautta öljynpainekamm.ioon 6 työmännän 17 yläpuolelle sekä ilmanpoisto- ja huuhteluventtiHiin 30, niin että rengasmaisen tilan 28 ja ympäristön välinen yhteys 29 sulkeutuu, öljycsastossa 6 oleva paineöljy aikaansaa alaspäin suunna-15 tun voiman tiivistysrenkaalIa 18 varustettuun työ-mäntää n 17.

Tästä on seurauksena, että mäntäjärjestelmä alkaa liikkua alaspäin, jolloin vastaava vastapaino Kehittyy pumpun pesään siksi, kunnes esittämättä jätetty poistoventtiili pumpun poistopuolella avautuu, minkä jälkeen liete painuu 20 ulos pumpun poistojohdon kautta. Alaspäin suuntautuvan liikkeen aikana nesteen tilavuus pienenee h u u h a e 1 u n e s t e o s a s t o s -sa 5 aikaisemmin mainitun pinta-alaeron Λ1 - A,, johdosta, mikä puolestaan johtaa välittömään paineen kasvuun' huuhteluneste-osastossa. Huuhtelunesteosastossa 5 vallitseva paine suure-25 nee siksi, kunnes se tulee vähän korkeammaksi Kuin pumpun pesässä 1| vallitseva paine, minkä jälkeen mansetti 19, joka antaa pienen vastuksen veden virtaukselle, avaa huuhtelunes-teosaston ja pumpun pesän välisen yhteyden, jolloin puhdasta vettä voi virrata huuhtelunosteosastosta raon 20 kautta 30 alas pumpun pesään H Sen jälkeen männän liikkeen jat kuessa erotustilavuus huuhtelunosteosastosta tulee painetuksi alas pumpun pesään raon 20 kautta mansetin 19 ohi. Tällä tavalla huuhdellaan pumpun pesän ^ sylinterin seinämä välittömästi pumpun levyn 16 edessä tämän alaspäin suuntautu-3 g van liikkeen aikana, s.amanai kai sonti kun tehotkaa]la taval la estetään lietteen tunkeutuminen muihin osaa toih in tai kiinteiden osasten tarttuminen sylinterin ja liikkuvan män- I Ί 70982 täjärjestelmän väliin. Pinta-alaerotuksen - A0 valinnalla määrätään huuhteluveden tilavuuden suuruus ja pumpun virtauksen prosentuaalinen sekoittuminen pumpun virtauksessa tulee tällä tavoin aina vakioksi.

5 Edellä esitetystä käy selville myöskin se, että rnäntä- järjestelmän pääkomponentit, nimittäin työmäntä 17 ja pumpun mäntä l6, tulevat pääasiallisesti tasapainotetuksi pai-nevoimiin nähden. Tämän ansiosta voidaan käyttää hyvin kevyitä mäntiä myöskin silloin, kun pumpun työpaine on hyvin 10 korkea. Voidaan sanoa, että työlevy 17, huuhtelunestf-nnasto h ja pumpun mäntä 16 yhdessä muodostavat yhtenäisen pumpun männän, jolla on huomattava aksiaalinen pituus, mutta verraten pieni hitausmassa.

Ylöspäin suunnattu imutahti aikaansaadaan tilassa 32 15 apumännän 31 allaolevan paineöljyn avulla, samanaikaises ti kun öljyosastossa 6 oleva öljy palautetaan hydrauliagg-regaattiin johdon 7 kautta, joka nyt toimii paluujohtona. Samanaikaisesti kevennetään venttiilin 30 kuormaa, jolloin rengasmaisen tilan 28 ja ympäristön välinen yhteys 29 avau-20 tuu. Imutahdin aikana huuhtelunesteosaston 3 tilavuus suure nee pinta-alaeroktuksen A-j - A^ johdosta (vastaten työtahdin aii:una pumpun pesään painetun huuhteluveden tilavuutta) ja osasto 5 täyttyy automaattisesti puhtovesisäiliöstä 27 johdon 25 ja takaiskuventtiilin 26 kautta. Lisäksi poistuvat mahdol-25 lisesti ilmakokoumat ja öljyjäännökset huuhtelunesteosastosta 5 jotka huuhdotaan ulkoilmaan rengasmaisesta tilasta 28 yhdessä ylimääräisen huuhteluveden kanssa johdon 29 ja venttiilin 30 kautta, kuten esitetään kuvassa 3·

Pumpun paluuiskun aikaansaamisen lisäksi edellä maini-50 tun apumännän tehtävänä on aikaansaada männän liikkeen sää detty vaimennus vastaavissa pcääteaserriissa. Lisäksi apumän-tää voidaan käyttää pumppausliikkeiden ohjaamiseen esimerkiksi sellaisessa kolmipumppujärjestelmässä kuin on esitetty kuvassa 7 ja tällä tavoin saada pääasiallisesti täysin 35 sykkeetön poistovirtaus. Kuvassa 8 esitetään nopeusprofii-lit tällaisen kolmipumppujärjestelmän eri sylintereille ihanteellisessa tapauksessa.

1? 70982

Paine olosuhteet kuvassa 1 esitetyssä pumpussa 1 voidaan havainnollistaa seuraavalla esimerkillä. Täydellä hydrau-lipaineella = 100 bar öljynpaineosastossa 6 työmännän 17 yläpuolella, jonka ala on A^ ja tilassa 32 apumän-5 nän 31 alla, jonka ala on A-^-A^, saadaan pumpun paine P^ = 9^ bar pumpun pesässä . Huuhtelunesteosastossa 9 vallitseva paine Py kohoaa arvoon 95 bar, mikä antaa paine-eroksi männän tiivisteen 18 yläpuolella ainoastaan 5 bar. Kun työmännän 17 yläpuolella olevan liitostangon 23 poikkipinnan ala 10 on Ajj, saadaan seuraavat tasapainosuhteet + <VV -ph = A2 · Ps * CA,-A?) · l'v + (Aj-A„) · Ph t

Kun pumppu on tarkoitettu toimimaan myöskin hyvin suu-15 rilla pumpun paineilla, tällaisissa tapauksissa täytyy ottaa huomioon myöskin nesteen kokoonpuristuvuus. Kuvissa H ja 5 esitetään kaksi erilaista järjestelyä nesteen kokoonpuristuvuuden kompensoimiseksi huuhtelunesteosastossa 5. Kuvassa ^ esitetyn sovellutusmuodon mukaan aikaansaadaan 20 tämä kompensoiminen siten, että työrnäntä 17’ sovitetaan aksiaalisesta liikkuvasti liitostangon 23’ päälle, jolloin se tilavuuden muutos, joka aiheutuu nesteen puristuvuudes-ta huuhtelunesteosastossa 5, voidaan huomata mäntien 17' ja 16' vähäisestä keskinäisestä liikkeestä, mikä tapah-25 tuu ennen varsinaisen pumppaus liikkeen alkamista.

Mäntien 17' ja 16' välisen jousen ^0 tehtävänä on palauttaa pumpun mäntä l6* ylimpään lähtöasemaansa imutahdin aikana.

Kuvan 5 mukainen järjestely perustuu siihen, että eril-30 linen sylinteri h1 liikkuvine ja jousikuormitteisine mänti- neen k2 on liitetty johtojen k~j> ja välityksellä huuhtelunes-teosastoon 5 vast, pumpun kammioon 4 pumpussa, joka muuten on samanlainen kuin kuvan 1 mukainen pumppu. Tällöin aikaansaadaan nesteen tilavuuden muutosten automaattinen kom-35 pensoiminen huuhtelunesteosastossa 5 ja liikkuvan männän k2 avulla ylläpidetään pääasiallisesti yhtäsuuri paine huuhtelunesteosastossa ja pumpun pesässä, huolimatta veden tilavuuden muutoksista kokoonpuristuksen johdosta korkeissa paineissa.

Claims (7)

70982 13

1. Uppoumatyyppinen pumppu, joka on tarkoitettu erityisesti nesteiden ja kiinteiden osasten välisten erilaisten suspensioiden (liete) pumppaamiseksi ja/tai korkeita pumpun 5 paineita varten, käsittäen pumpun rungon (2), jossa on pumpun pesä (4) tulojohtoineen ja poistojohtoineen sekä niihin kuuluvine tulo- ja poistoventtiileineen sekä pumpun pesään sovitettu pumpun mäntä (16), pumpun rungossa (2) oleva työ-mäntä (17), ainakin yksi mekaaninen liitoselin (23) ja pai-10 neen alainen huuhtelunesteosasto (5) työmännän ja pumpun männän välillä, jolloin mainittu mekaaninen liitoselin ulottuu työmännän ja pumpun männän välille huuhteluneste-osaston läpi, ja jolloin uudelleentäyttöjohto (25) on liitetty huuhtelunesteosastoon uuden huuhtelunesteen syöttämi-15 seksi mainittuun osastoon imutahdin aikana, tunnet-t u siitä, että a) pumppu on sovitettu pystysuoraan, b) että ainakin ensimmäinen tiivistävä elin (18) on sovitettu työmäntään (17), jolloin mainittu ensimmäinen tii- 20 vistävä elin tiivistää pumpun rungossa olevan yläsylinterin (10) seinämää vastaan, c) että pumpun runkoon on sovitettu öljyllä täytetty osasto (6), jonka määrittää työmännän yläpuoli, yläsylinterin seinämä ja yläsylinterin ylempi päätyseinämä, 25 d) että mainitussa öljyosastossa on liittymä (7) korkea- painehydrauliaggregaattiin työpaineen synnyttämiseksi työ-männässä saaden aikaan työmäntään ja pumpun mäntään kohdistuvan voiman välittämällä voiman työmännästä pääasiallisesti huuhtelunesteosaston nesteen kautta, joka voima välittyy 30 pumpun mäntään, e) että paine öljyosastossa (6) on samaa suuruusluokkaa kuin paine Pv huuhtelunesteosastossa, mistä on tuloksena verraten pieni paine-ero Ph - Pv» j°^a vaikuttaa mainittuun työkolvin ensimmäiseen tiivistävään elimeen, 35 14 70982 f) että ilmanpoistojohto (29) on liitetty huuhtelunes-teosastoon ilman ja epäpuhtauksien poistamiseksi tästä osastosta, joka ilmanpoistojohto on sovitettu huuhtelunes-teosaston taka-, toisin sanoen yläosaan, mihin ilmaa ja 5 epäpuhtauksia kerääntyy, kun liikkuva mäntäjärjestelmä on ala-asennossaan, ja g) että huuhtelunestetilavuus, joka vastaa ainakin osaa siitä uudesta huuhtelunestemäärästä, joka syötetään imutah-din aikana, on järjestetty poistumaan yhdessä ilman ja epä- 10 puhtauksien kanssa ilmanpoistojohdon (29) Kautta imutahdin aikana.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen pumppu, tunnettu siitä, että pumpun pesässä työskentelevässä pumpun männässä (16) on verraten suuri rako (20) männän ja sy- 15 linterin seinän välillä, että pumpun mäntä on varustettu toisella tiivistävällä elimellä, joka tiivistää pumpun rungossa olevaa alasylinter in (8) seinämää vasten, ja että huuhtelunestetilavuus, joka vastaa sen uuden huuhtelunesteen tilavuutta, joka on syötetty uudelleentäyttöjohdon 20 kautta vähennettynä sillä huuhtelunestetilavuudella, joka on poistettu ilmanpoistojohdon kautta jokaisen imutahdin aikana, on järjestetty virtaamaan jokaisella pumpun iskulla ulos huuhtelunesteosastosta pumpun pesäcän mainitun raon kautta ja puhdistamaan välittömästi pumpun männän yläpuo- 25 lella olevan syl. inter iseinämän , ja että mainittu toinen tiivistävä elin imutahdin aikana ja silloin, kun pumppu ei ole käytössä, tiivistää syl inter iseinärnää vastaan ja estää pumpun väliainetta virtaamasta ylös huuhtelunesteosastoon.

3. Jonkin patenttivaatimuksen 1-2 mukainen pumppu, 30 tunnettu apumännästä (31) öljyosaston yläpuolella ja erotettuna tästä kiinteällä seinällä, joka muodostaa öljyosaston yläseinän, joka apumäntä on yhdistetty työmännän kanssa ja sovitettu suorittamaan pumpun ylöspäin suunnatun imutahdin. 35 15 70982

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen pumppu, tunnettu ilmanpoistojohdossa (29) olevasta venttiilistä (30), jota ohjaa hydrauliväliaineen paine siten, että venttiili on sovitettu avautumaan, kun hydrauliväliaineen 5 paine on alhainen, toisin sanoen pumpun imutahdin aikana.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen pumppu, tunnettu siitä, että ilmanpoistojohto (29) on liitetty rengasmaiseen tilaan (28) huuhtelunesteosaston yläosassa.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen pumppu, tunnettu siitä, että pumpun mäntä (16') ja työmäntä ovat aksiaalisesti liikkuvia toisiaan kohti jousen (40) ko-koonpuristuessa, joka jousi on sovitettu mäntien väliin, nesteen kokoonpuristumisen kompensoimiseksi huuhteluneste-15 osastossa hyvin korkeilla pumpun paineilla.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen pumppu, tunnettu erillisestä sylinteristä (41) liikkuvine, jousikuormitteisine mäntineen (42), joka sylinteri on yhdistetty johdoilla (43, 44) huuhtelunesteosaston (5) ja 20 pumpun pesän (4) kanssa kompensoimaan automaattisesti huuhtelunesteosaston tilavuusmuutoksia, jotka johtuvat kokoonpuristumisesta hyvin korkeilla pumpun paineilla. K) 70982