NL2015261B1 - Pomp. - Google Patents

Abstract

Beschreven wordt een pomp omvattende een zuigruimte die althans gedeeltelijk door een flexibel lichaam is begrensd en tussen kopelementen is gelegen, waarvan er ten minste één heen en weer beweegbaar aandrijfbaar is, een de zuigruimte omgevende persruimte met daaromheen een behuizing, en in de behuizing en in ten minste één van de kopelementen aangebrachte kleppen die zodanig zijn uitgevoerd dat bij het vergroten van het volume van de zuigruimte daarin een medium wordt aangezogen dat bij volumeverkleining via een van de kleppen naar de persruimte stroomt om bij volumeverkleining van de persruimte te worden uitgedreven.

Description

POMP

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een pomp. De onderhavige uitvinding heeft tevens betrekking op een werkwijze waarbij de pomp als zuigperspomp fungeert, en op het gebruik van een dergelijke pomp bij het verplaatsen van het medium.

Een pompsamenstel in de vorm van een door middel van een vacuümpomp met vlottervoorziening zelfstartende centrifugaalpomp is bekend uit US 6,616,427 B2. Dit samenstel is zodanig opgebouwd dat een zuigperspomp ontstaat die twee onderling samenwerkende pompen omvat, namelijk de centrifugaalpomp en de vacuümpomp. De vacuümpomp omvat een behuizing met een door een flexibel ringvormig vlak diafragma begrensde zuigruimte met tegenover elkaar gelegen kopplaten waarvan de bovenste heen en weer beweegbaar is. Het flexibele ringvormige diafragma dat rondom ligt ingeklemd tussen de bovenste kopplaat en de beide delen van de behuizing en bij beweging op rek wordt belast, verdeelt de behuizing in twee ruimtes met gelijke volumes. Aan de ene kant ligt de zuigruimte, en aan de andere kant van de bovenste kopplaat ligt de persruimte. De onderste kopplaat is voorzien van een bij onderdruk in de zuigruimte te openen klep waardoor lucht wordt aangezogen vanuit een luchtinvoer en de bovenste kopplaat is voorzien van een bij overdruk in de zuigruimte door middel van een klepstoter te openen klep, waardoor lucht bij de volgende bewegingsslag via een bij overdruk in de persruimte te openen klep wordt uitgedreven naar een luchtafvoer.

Nadeel is dat het slagvolume van de alleen als vacuümpomp werkende pomp beperkt is, en dat deze kwetsbaar is voor water en/of waterdamp in het aangezogen medium, te weten lucht. Bovendien blijkt in de praktijk het heen en weer bewegende flexibele diafragma relatief snel te scheuren en slijten, wat de levensduur beperkt.

Doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een universeel toepasbare pomp en dito werkwijze die niet gevoelig zijn voor water of waterdamp, en in staat zijn om grote hoeveelheden van verschillende media, zoals een vloeistof maar ook lucht, te verplaatsen en die een lange levensduur paart aan een verminderde gevoeligheid voor slijtage.

Daartoe heeft de pomp overeenkomstig de uitvinding het kenmerk dat de pomp omvat: - een zuigruimte die althans gedeeltelijk door een flexibel lichaam is begrensd en tussen kopelementen is gelegen, waarvan er ten minste één heen en weer beweegbaar aandrijfbaar is, - een de zuigruimte omgevende persruimte met daaromheen een behuizing, en - in de behuizing en in ten minste één van de kopelementen aangebrachte kleppen die zodanig zijn uitgevoerd dat bij het vergroten van het volume van de zuigruimte daarin een medium wordt aangezogen dat bij volumeverkleining via een van de kleppen naar de persruimte stroomt om bij volumeverkleining van de persruimte te worden uitgedreven.

De dienovereenkomstige werkwijze overeenkomstig de uitvinding heeft het kenmerk dat in een pomp door middel van het heen en weer bewegen van een daarbij op buigen belast flexibel lichaam: - tijdens een eerste fase het volume van een althans gedeeltelijk door het lichaam begrensde zuigruimte wordt verkleind, waardoor daarin aanwezig medium via een klep naar een de zuigruimte omgevende persruimte wordt geperst, waarna - tijdens een tweede fase bij expansie van de zuigruimte, als de klep zich sluit, daarin een onderdruk ontstaat en tegelijkertijd in de persruimte een overdruk ontstaat waardoor het medium wordt uitgedreven.

Voordeel van de pomp en werkwijze volgens de uitvinding is dat het tussen de kopelementen gelegen flexibele lichaam bij een op en neer bewegen ervan slechts op buiging wordt belast en niet op rek. Hierdoor wordt de levensduur van de pomp aanzienlijk verlengd en kunnen bovendien ook grotere pompvolumes van diverse soorten media worden verwerkt. De te verwerken media beperken zich niet tot gasvormige media, omdat de gasvormige media ook water of waterdamp kunnen bevatten, maar bovendien kunnen ook vloeibare media of gassen door de pomp volgens de uitvinding worden aangezogen en getransporteerd.

Binnen de behuizing van de pomp bevindt zich de persruimte en binnen de persruimte ligt de zuigruimte, waardoor het flexibele lichaam tijdens de heen en weer gaande beweging binnen de persruimte buigend beweegt. Met voordeel kunnen desgewenst de in de pomp volgens de uitvinding toe te passen kleppen automatisch werkend zijn, waarbij door middel van overdruk of onderdruk in het te verpompen medium de kleppen worden bediend. Dit maakt voorzieningen om de kleppen de openen en te sluiten, en op de juiste momenten te openen en te sluiten overbodig, waardoor de pomp volgens de uitvinding lichter in gewicht wordt en de kostprijs laag kan blijven, zonder dat hierdoor de optimale werking negatief wordt beïnvloed. Maar bovendien is het daardoor eenvoudig mogelijk om pompen parallel te schakelen, als verwerking van een grotere capaciteit dat noodzakelijk maakt, of om pompen is serie te schakelen ingeval de media over grotere afstanden dienen te worden getransporteerd.

Een bijzonder kostprijsvriendelijke pomp heeft het kenmerk dat het flexibele lichaam een balg, of een band, voertuigband, in het bijzonder een buitenband is.

Met voordeel kunnen de pomp en werkwijze volgens de uitvinding universeel worden gebruikt en toegepast bij het verpompen van een medium dan wel een mengsel van media die al of niet lucht bevatten, of van water of waterdamp dat al of niet lucht bevat, of van lucht dat al of niet water en/of waterdamp bevat.

Verder gedetailleerde mogelijke uitvoeringsvormen die in de overige conclusies zijn uiteen gezet, zijn samen met de daarbij behorende voordelen in de navolgende beschrijving vermeld.

Thans zullen de pomp en de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding nader worden toegelicht aan de hand van de onderstaande figuur, waarin weliswaar een mogelijke uitvoeringsvorm is getoond, maar met behulp waarvan verdere mogelijk uitvoeringen en het principe zal worden toegelicht dat aan de onderhavige uitvinding ten grondslag ligt.

De figuur toont een pomp 1 die een behuizing 2 heeft waarbinnen zich een persruimte 3 bevindt met daarbinnen een zuigruimte 4. De wanden van de in hoofdzaak cilindrische zuigruimte 4 zijn gevormd door een flexibel lichaam 5, dat is bevestigd aan kopelementen 6-1, 6-2. In dit geval is het kopelement 6-1 heen en weer beweegbaar aandrijfbaar door middel van hierna toe te lichten mechaniek 7. In het geval dat de kopelementen 6-1 en 6-2 elkaar naderen is het volume van de zuigruimte 4 minimaal, en ligt het dan ingebogen lichaam 5 opgevouwen als een balg tussen die elementen, en is het volume van de persruimte 3 maximaal. Omgekeerd, in het geval dat de kopelementen 6-1 en 6-2 maximaal uit elkaar zijn bewogen, ligt het dan uitgebogen lichaam 5 uitgevouwen tussen die elementen, is het volume van de zuigruimte 4 maximaal en dat van de persruimte 3 minimaal.

De pomp 1 omvat een op de zuigruimte 4 aangesloten invoer 8 met daartussen een klep 9 die in het getoonde geval automatisch opent als via de klep 9 een medium vanuit de invoer 8 wordt aangezogen. Weergegeven is een kopelement in de vorm van een kopplaat 6-1 die heen en weer beweegt onder invloed van een daarmee verbonden beweegbare stang 10 die onderdeel uitmaakt van het mechaniek 7 van de pomp 1.

De kopplaat 6-2 maakt in de getoonde uitvoeringsvorm deel uit van de vaste onderzijde van de behuizing 2.

De pomp 1 omvat verder een uitvoer 11 die via een klep 12 op de persruimte 3 is aangesloten. In de kopplaat 6-1 is een klep 13 aangebracht die tijdens het voornoemde aanzuigen van medium automatisch sluit. Als de beweging van de stang 10 omkeert, waardoor als gevolg daarvan de mediumdruk in de zuigruimte 4 de klep 9 automatisch sluit en evenzo de klep 13 opent, stroomt het medium tijdens deze overgangsfase van de zuigruimte 4 naar de persruimte 3 totdat het minimale volume van de zuigruimte 4 is bereikt. Als de beweging van de stang 10 opnieuw omkeert en de ruimte 4 expandeert sluit de klep 13 automatisch en wordt tijdens deze persfase het medium via de zich openende klep 12 naar de uitvoer 11 geperst. Tevens wordt tijdens deze persfase de zuigruimte 4 via de open klep 9 weer met medium volgezogen. De hiervoor toegelichte werkwijze zet zich verder voort.

Het flexibele lichaam 5, dat zoals de figuur toont volledig in de persruimte 3 is gelegen, kan een op zichzelf bekende balg zijn, maar kan ook een band, voertuigband, in het bijzonder een buitenband zijn. De beide in het algemeen in de praktijk nagenoeg vlakke platen 6-1, 6-2 waarmee de respectieve randen van de banden zijn verbonden zijn dan vergelijkbaar met de velg van een wiel, echter zijn de platen 6, zoals reeds toegelicht, ten opzichte van elkaar beweegbaar uitgevoerd. Met voordeel kan zelfs gebruik worden gemaakt van versleten en weinig tot niets kostende buitenbanden 5 van een voertuig.

De in de figuur getoonde beweegbare kopplaat 6-1 is zoals toegelicht verbonden met een heen en weer beweegbare stang 10 die via een doorvoer 14 in de andere kopplaat 6-2 is verbonden met het geschikte mechaniek 7, zoals een excenter- of krukasmechaniek. Op op zichzelf bekende wijze is dit mechaniek 7 ingericht om de slaglengte van de stang in te stellen, waarmee de zuig- en perscapaciteit van de pomp 1 kan worden beïnvloed. Het mechaniek 7 is in de praktijk verbonden met een niet getoonde roterende aandrijfmotor.

De pomp 1 kan op zichzelf staan, bijvoorbeeld om een medium dan wel een mengsel van media die al of niet lucht bevatten aan te zuigen en weg te pompen. Dat mengsel kan water zijn dat waterdamp of lucht bevat, maar ook lucht zijn dat water en/of waterdamp bevat. De pomp 1 kan ook als vacuümpomp fungeren of bijvoorbeeld zijn verbonden met een niet zelfstartende pomp, zoals een centrifugaalpomp om water naar het oog van een dergelijke pomp te zuigen, waardoor deze combinatie eenvoudig zelf kan starten.

De pomp 1 zelf is ongevoelig voor enige vervuiling in het medium waardoor zelfs vervuild water, zoals afval-, riool- of grondwater kan worden getransporteerd, al of niet afgewisseld met medium dat afkomstig is van oppervlaktewater of water uit bronbemaling.

Claims (15)

1. Pomp omvattende: - een zuigruimte die althans gedeeltelijk door een flexibel lichaam is begrensd en tussen kopelementen is gelegen, waarvan er ten minste één heen en weer beweegbaar aandrijfbaar is, - een de zuigruimte omgevende persruimte met daaromheen een behuizing, en - in de behuizing en in ten minste één van de kopelementen aangebrachte kleppen die zodanig zijn uitgevoerd dat bij het vergroten van het volume van de zuigruimte daarin een medium wordt aangezogen dat bij volumeverkleining via een van de kleppen naar de persruimte stroomt om bij volumeverkleining van de persruimte te worden uitgedreven.

2. Pomp volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de zuigruimte een nagenoeg cilindervormige ruimte is, waarvan althans een deel van de omtrek door het flexibele lichaam is gevormd.

3. Pomp volgens één van de conclusies 1 of 2, met het kenmerk dat het flexibele lichaam een balg, of een band, voertuigband, in het bijzonder een buitenband is.

4. Pomp volgens één van de conclusies 1-3, met het kenmerk dat de ten minste ene tussen de zuig- en de persruimte in betreffend kopelement aangebrachte klep, een zich bij overdruk resp. onderdruk in de zuigruimte openende respectievelijk sluitende klep is.

5. Pomp volgens één van de conclusies 1-4, met het kenmerk dat de pomp een invoer en een uitvoer voor het medium heeft die elk via een van de kleppen met respectievelijk de zuig- en de persruimte zijn verbonden.

6. Pomp volgens één van de conclusies 1-5, met het kenmerk dat een gedeelte van de behuizing van de pomp een vast kopelement van de zuigruimte vormt.

7. Pomp volgens één van de conclusies 1-6, met het kenmerk dat de kopelementen praktisch vlakke kopplaten zi jn.

8. Pomp volgens één van de conclusies 1-7, met het kenmerk dat de pomp een heen en weer beweegbaar aandrijfbare stang heeft die is verbonden met het ten minste ene heen en weer beweegbaar aandrijfbare kopelement.

9. Pomp volgens conclusie 8, met het kenmerk dat de pomp een met de aandrijfbare stang verbonden mechaniek, zoals een excenter- of krukasmechaniek omvat, waarmee desgewenst de slaglengte van de stang instelbaar is.

10. Pomp volgens één van de conclusies 1-9, met het kenmerk dat de kleppen automatisch werkende kleppen zijn.

11. Werkwijze waarbij in een pomp door middel van het heen en weer bewegen van een daarbij op buigen belast flexibel lichaam: - tijdens een eerste fase het volume van een althans gedeeltelijk door het lichaam begrensde zuigruimte wordt verkleind, waardoor daarin aanwezig medium via een klep naar een de zuigruimte omgevende persruimte wordt geperst, waarna - tijdens een tweede fase bij expansie van de zuigruimte, als de klep zich sluit, daarin een onderdruk ontstaat en tegelijkertijd in de persruimte een overdruk ontstaat waardoor het medium wordt uitgedreven.

12. Werkwijze volgens conclusie 11, met het kenmerk dat door de onderdruk in de zuigruimte tijdens de tweede fase medium via een invoer naar de zuigruimte wordt gezogen, en door de overdruk in de zuigruimte tijdens de eerste fase dat medium via de klep naar de persruimte wordt geperst.

13. Werkwijze volgens één van de conclusies 11 of 12, met het kenmerk dat de pomp een pomp volgens één van de conclusies 1-10 is die fungeert als vacuümpomp en verbonden is met een niet zelfstartende pomp, zoals een centrifugaalpomp.

14. Gebruik van de pomp volgens één van de conclusies 1-10 bij het verpompen van een medium dan wel een mengsel van media die al of niet lucht bevatten, of van water of waterdamp dat al of niet lucht bevat, of van lucht dat al of niet water en/of waterdamp bevat.

15. Gebruik volgens conclusie 14, met het kenmerk dat de pomp als vacuümpomp fungeert waarbij het medium lucht is, dat al of niet vervuild water, zoals afval-, riool- of grondwater kan bevatten, dan wel oppervlaktewater of water dat afkomstig is uit bronbemaling omvat.