NL8502193A - PUMP DEVICE. - Google Patents

Abstract

Three cylinder pump (1,2,3) device having displacer members (5,6,7) driven by hydraulic cylinders (22-24) and a control mechanism (31) programmed to ensure constant values for suction as well as delivery of the device, the control mechanism (31) comprising a position recorder (36,38) for the displacer members (8-10).

Description

* f"—' N408* f "- 'N408

Holthuis B.V.Holthuis B.V.

Venlo 5 PompinrichtingVenlo 5 Pump installation

De uitvinding heeft betrekking op een pompinrichting met tenminste drie parallel aangebrachte verdringercylinders van het zuiger-, plunjer-, zuigermem-10 braan of dergelijk type waarvan de verdringingsorganen worden bewogen door zuigers in hydraulische cylinders die worden aangedreven door een aandrijfmedium dat wordt geleverd door een door een motor aangedreven pomp en voorts zuig- en perskleppen aanwezig zijn die op de verdringercy-15 linders aan hun zuig-, respectievelijk perszijde zijn aangesloten.The invention relates to a pumping device with at least three displacement cylinders of the piston, plunger, piston diaphragm or the like arranged in parallel, the displacement members of which are moved by pistons in hydraulic cylinders which are driven by a drive medium supplied by a a motor-driven pump and suction and discharge valves are also present, which are connected to the displacement cylinders on their suction and discharge sides, respectively.

Bij pompinrichtingen van deze soort is het van belang, dat de opbrengst per tijdseenheid en de geleverde druk zo gelijkmatig mogelijk zijn en dat er dus zo weinig 20 mogelijk versnellingen en vertragingen zijn van vloeistof-massa's in de persleiding zowel als in de aanzuigleiding. Wanneer opbrengstwisselingen en drukpieken vermeden kunnen worden maakt dit pulsatiedempende middelen geheel of grotendeels overbodig. Het wordt dan raogelijk, pompinrich-25 tingen van deze soort toe te passen in die gevallen waar zulke middelen niet of nauwelijks toepasbaar zijn zoals bij temperaturen boven 100 graden C of bij zeer hoge viscositeit. Ook van belang is, dat bij het niet optreden van pulserend bewegende massa's de leidingsystemen 30 dynamisch veel lager belast worden.With pumping devices of this type it is important that the flow per unit time and the delivered pressure are as uniform as possible and that there are therefore as few accelerations and decelerations of liquid masses in the discharge pipe as in the suction pipe. When yield fluctuations and pressure peaks can be avoided, this makes pulsation damping means wholly or largely unnecessary. It then becomes possible to use pumping devices of this kind in those cases where such agents are not or hardly applicable, such as at temperatures above 100 ° C or at very high viscosity. It is also important that, in the absence of pulsating moving masses, the pipe systems 30 are dynamically loaded much lower.

Volgens de uitvinding wordt de inrichting voorzien van een regelmechanisme dat zodanig is ingesteld dat in bedrijf de opbrengst van de inrichting per tijdseenheid een constante of nagenoeg constante waarde 35 heeft.According to the invention, the device is provided with a control mechanism which is set such that in operation the yield of the device per unit time has a constant or virtually constant value.

De inrichting wordt nog verder verbeterd wanneer het regelmechanisme zodanig is ingesteld dat ook de door de inrichting per tijdseenheid aangezogen hoeveelheid constant of nagenoeg constant is.The device is further improved when the control mechanism is set such that the amount drawn in by the device per unit time is also constant or substantially constant.

3502193 * g ï -2-3502193 * g ï -2-

Een gunstige uitvoeringsvorm is gekenmerkt doordat voor het beheersen van de toe- en afvoer van het aandrijfmedium een door het regelmechanisme gestuurde klep aanwezig is voor ieder van de hydraulische cylinders, 5 en dat ieder van de verdringercylinders is voorzien van een opneeminrichting voor de positie van de verdringer, waarvan het uitgangssignaal aan de regelinrichting wordt toegeleid.A favorable embodiment is characterized in that for controlling the supply and discharge of the drive medium a valve controlled by the control mechanism is provided for each of the hydraulic cylinders, and that each of the displacement cylinders is provided with a receiving device for the position of the displacer, the output signal of which is fed to the control device.

De zuig- en perskleppen die op de verdringercylinders zijn aangesloten kunnen zijn uitgevoerd als 10 terugslagkleppen. In een voorkeursuitvoering van de uitvinding zijn deze kleppen uitgevoerd als van buiten af te bekrachtigen terugslagkleppen en is de regelinrichting ingesteld voor het afgeven van een stuursignaal voor deze bekrachtiging.The suction and discharge valves connected to the displacement cylinders can be designed as 10 check valves. In a preferred embodiment of the invention, these valves are designed as check valves which can be actuated from the outside and the control device is set for supplying a control signal for this actuation.

15 Het is soms gewenst dat de kleppen een zekere tijd krijgen om te openen of te sluiten. In dat geval is het van voordeel wanneer de regelinrichting zodanig is ingesteld dat aan het einde van iedere zuig- of persslag van de verdringers een stilstandsperiode is voorzien waarin 20 de kleppen gelegenheid hebben te openen of te sluiten. Dit is vooral van belang wanneer vloeistoffen met hoge viscositeit verpompt moeten worden.It is sometimes desirable for the valves to have a certain time to open or close. In that case it is advantageous if the control device is set such that a standstill period is provided at the end of each suction or discharge stroke of the displacers, in which the valves have the opportunity to open or close. This is especially important when high viscosity fluids need to be pumped.

Een voorkeursuitvoering is gekenmerkt doordat de regelinrichting zodanig is ingesteld, dat door de 25 verdringers de zuigslag versneld wordt uitgevoerd en voor het begin van de persslag een voorcompressie plaatsheeft. Dit is vooral van belang wanneer vloeistoffen zodanig samendrukbaar zijn dat de gelijkmatige opbrengst tijdens de persende slag nadelig wordt beïnvloed.A preferred embodiment is characterized in that the control device is set such that the suction stroke is accelerated by the displacers and pre-compression takes place before the start of the compression stroke. This is especially important when liquids are compressible such that the uniform yield during the pressing stroke is adversely affected.

30 De uitvinding zal nu worden toegelicht aan de hand van de tekening waarin: fig. 1 schematisch een uitvoeringsvoorbeeld van een pompinrichting volgens de uitvinding weergeeft, fig. 2 en 3 schema's zijn van het hydraulisch 35 systeem met de regelinrichting voor deze pompinrichting in 3502133 -3- twee uitvoeringsvormen en fig. 4, 5 en 6 diagrammen zijn waarin op de horizontale assen de tijd en op de verticale assen de door de verdringers geleverde opbrengsten per tijdseen-5 heid zijn weergegeven.The invention will now be elucidated with reference to the drawing, in which: Fig. 1 schematically shows an embodiment of a pumping device according to the invention, Figs. 2 and 3 are diagrams of the hydraulic system with the control device for this pumping device in 3502133 - 3- two embodiments and Figures 4, 5 and 6 are diagrams showing on the horizontal axes the time and on the vertical axes the yields supplied by the displacers per unit time.

In fig. 1 zijn met 1, 2 en 3 een drietal pompcylinders aangeduid. In de cylinders bevinden zich heen en weer beweegbare verdringers 5, 6 en 7 die worden aangedreven door de stangen 8, 9 en 10. Op de cylinders 10 zijn aangesloten de perskleppen 11, 12 en 13 die verbonden zijn met de persleiding 14 en de zuigkleppen 15, 16 en 17, die verbonden zijn met de aanzuigruimte 18.In Fig. 1, 1, 2 and 3 indicate three pump cylinders. The cylinders contain reciprocating displacers 5, 6 and 7, which are driven by the rods 8, 9 and 10. Connected to the cylinders 10 are the discharge valves 11, 12 and 13 which are connected to the discharge line 14 and the suction valves 15, 16 and 17, which are connected to the suction space 18.

De verdringerstangen 8, 9 en 10 worden aangedreven door de zuigers 19, 20 en 21 (fig. 2 en 3) die 15 zich bevinden in cylinders 22, 23 en 24 en daarin worden aangedreven door een aandrijfmedium, dat wordt geleverd door een pomp 25 die wordt aangedreven door een electromotor 26. Het aandrijfmedium zal als regel olie zijn, terwijl als pomp 25 een regelbare plunjerpomp gekozen kan worden.The displacement rods 8, 9 and 10 are driven by the pistons 19, 20 and 21 (Figures 2 and 3) which are located in cylinders 22, 23 and 24 and are driven therein by a driving medium supplied by a pump 25 which is driven by an electric motor 26. The driving medium will as a rule be oil, while as the pump 25 an adjustable plunger pump can be chosen.

20 De pomp zuigt de olie aan uit een voorraadreservoir 27, waarin de olie ook weer terugkeert. In de leidingen van de pomp 26 naar de cylinders 22, 23 en 24 en van deze cylinders naar het reservoir 27 zijn kleppen 28, 29 en 30 aangebracht die worden geregeld door een electronisch 25 regelorgaan 31 dat zodanig is opgebouwd dat de cylinders 22, 23 en 24 via de kleppen 28, 29 en 30 de juiste hoeveelheid aandrijfmedium krijgen toegevoerd of kunnen afvoeren om aan de verdringers 5, 6 en 7 de snelheden te kunnen geven die deze nodig hebben voor zo constant 30 mogelijke totale opgeleverde en aangezogen hoeveelheden te verpompen medium. In de schema’s volgens de figuren 2 en 3 is ter vereenvoudiging het regelorgaan getekend met zijn verbindingen met de cylinder 24. Identieke verbindingen bestaan met de cylinders 22 en 23. Van het 35 regelmechanisme gaan tenslotte verbindingen 32 uit 8502193 i » -4- naar de kleppen 11, 12 en 13 en 15, 16 en 17 voor het geven van de open- en sluitcommando’s aan deze kleppen.The pump sucks the oil from a storage reservoir 27, into which the oil also returns. Valves 28, 29 and 30 are arranged in the lines from the pump 26 to the cylinders 22, 23 and 24 and from these cylinders to the reservoir 27, which are controlled by an electronic control member 31 which is constructed such that the cylinders 22, 23 and 24 are supplied or can discharge the correct amount of drive medium through valves 28, 29 and 30 in order to be able to supply displacers 5, 6 and 7 with the speeds they need for as constant as possible 30 total delivered and drawn in volumes of pumped medium. . In the diagrams according to figures 2 and 3 the control member is shown for simplification with its connections to the cylinder 24. Identical connections exist with the cylinders 22 and 23. Finally, connections 32 go from 8502193 i--4 to the control mechanism. valves 11, 12 and 13 and 15, 16 and 17 for giving the opening and closing commands to these valves.

Het schema volgens figuur 2 geeft het hydraulisch systeem weer voor de verdringerbewegingen zoals die zijn 5 weergegeven in de figuren 4 en 5. In deze figuren is in diagramvorm weergegeven hoe het regelorgaan 31 moet worden ingesteld om de gewenste zuigerbewegingen te verkrijgen. In deze figuren zijn op de horizontale assen de tijd en op de verticale assen de zuigersnelheden uitgezet. Deze zuiger-10 snelheden zijn evenredig met de opbrengsten die door de verdringers 5, 6 en 7 worden geleverd voor wat betreft de diagramdelen boven de tijdassen en met de door de verdringers aangezogen hoeveelheden voor de diagramdelen onder de tijdassen. De kurven voor de zuigers 19, 20 en 21 15 zijn hier aangeduid met de verwijzingscijfers voor de zuiger zelf. Om de som van de opbrengsten van twee zuigers constant te houden (de derde zuiger voert dan een aanzuigslag uit) is het nodig, een korte periode van stilstand van de zuigerbeweging in te lassen (33 in het 20 diagram fig. 4). Dit is niet het geval wanneer de zuigerbewegingen worden ingesteld zoals weergegeven in fig.The schematic of Figure 2 shows the hydraulic system for the displacement movements as shown in Figures 4 and 5. These Figures are diagrammatic representations of how to adjust controller 31 to obtain the desired piston movements. In these figures the time is plotted on the horizontal axes and the piston speeds on the vertical axes. These piston speeds are proportional to the yields delivered by the displacers 5, 6 and 7 in terms of the diagram parts above the time axes and to the quantities drawn in by the displacers for the diagram parts below the time axes. The curves for the pistons 19, 20 and 21 15 are here denoted by the reference numbers for the piston itself. In order to keep the sum of the yields of two pistons constant (the third piston then performs a suction stroke) it is necessary to insert a short period of stoppage of the piston movement (33 in the diagram fig. 4). This is not the case when the piston movements are adjusted as shown in fig.

5 (zogenaamd scheve sinusbeweging).5 (so-called crooked sine wave motion).

In de variant zoals weergegeven in fig. 6 ontstaan voorcompressiefasen 34, die gebruikt worden door 25 de verdringers om de aangezogen vloeistof te comprimeren alvorens het door de perskleppen af te voeren. De zuigslagen worden hierbij versneld uitgevoerd. Aangezien voorcompressie niet tot opbrengst leidt blijft de totale opbrengst van de pompinrichting constant.In the variant as shown in Fig. 6, precompression phases 34 are created, which are used by the displacers to compress the suctioned liquid before discharging it through the discharge valves. The suction strokes are accelerated. Since pre-compression does not lead to yield, the total yield of the pumping device remains constant.

30 Bij deze variant behoort het hydraulische schema volgens fig. 3. Zoals hierin te zien worden daarin ook de terugvoerleidingen 35 via de door het regelorgaan 31 gestuurde kleppen 28, 29 en 30 geleid en wordt de olie niet rechtstreeks naar het reservoir 27 teruggeleid. In het geval 35 van fig. 2 worden de cylinders aan hun stangzijden onderling met elkaar verbonden zodat er geen rechtstreekse retourleiding nodig is en een:of twee persende cylinders een of twee zuigende cylinders kunnen aandrijven.This variant includes the hydraulic scheme according to Fig. 3. As can also be seen herein, the return lines 35 are also passed through the valves 28, 29 and 30 controlled by the control member 31 and the oil is not returned directly to the reservoir 27. In the case of Fig. 2, the cylinders are interconnected on their rod sides so that no direct return line is required and one or two pressing cylinders can drive one or two suction cylinders.

85021938502193

Claims (6)

1. Pompinrichting met tenminste drie parallel aangebrachte verdringercylinders van het zuiger-, plunjer-, 5 zuigermembraam of dergelijk type, waarvan de verdringings-organen worden bewogen door zuigers in hydraulische cylinders die worden aangedreven door een aandrijfmedium dat wordt geleverd door een door een motor aangedreven pomp en voorts zuig-, en perskleppen aanwezig zijn die op de 10 verdringercylinders aan hun zuig-, respectievelijk perszijde zijn aangesloten, met het kenmerk, dat de inrichting is voorzien van een regelmechanisme dat zodanig is geprogrammeerd, dat in bedrijf de opbrengst van de inrichting per tijdseenheid een constante of nagenoeg 15 constante waarde heeft.1. Pump device having at least three displacement cylinders of the piston, plunger, piston diaphragm or the like arranged in parallel, the displacement members of which are moved by pistons in hydraulic cylinders driven by a driving medium supplied by a motor-driven pump and also suction and discharge valves are present which are connected to the 10 displacement cylinders on their suction or discharge side, characterized in that the device is provided with a regulating mechanism which is programmed in such a way that the yield of the device in operation has a constant or nearly constant value per unit time. 2. Pompinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk dat het regelmechanisme zodanig is ingesteld dat ook de door de inrichting per tijdseenheid aangezogen hoeveelheid constant of nagenoeg constant is.A pumping device according to claim 1, characterized in that the control mechanism is set such that the amount drawn in by the device per unit time is also constant or substantially constant. 3. Pompinrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat voor het beheersen van de toe- en afvoer van het aandrijfmedium een door het regelmechanisme gestuurde klep aanwezig is voor ieder van de hydraulische cylinders en dat ieder van de verdringercylinders is 25 voorzien van een opneeminrichting voor de positie van de verdringer, waarvan het uitgangssignaal aan de regelinrichting wordt toegeleid.3. Pump device according to claim 1 or 2, characterized in that for controlling the supply and discharge of the drive medium a valve controlled by the control mechanism is provided for each of the hydraulic cylinders and in that each of the displacement cylinders is provided with a displacer position sensor, the output of which is fed to the controller. 4. Pompinrichting volgens een der voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat de zuig- en perskleppen 30 zijn uitgevoerd als van buiten af te bekrachtigen terugslagkleppen en is de regelinrichting ingesteld voor het afgeven van een stuursignaal voor deze bekrachtiging.A pumping device according to any one of the preceding claims, characterized in that the suction and discharge valves 30 are designed as check valves which can be actuated from the outside and the control device is set for supplying a control signal for this actuation. 5. Pompinrichting volgens een der conclusies 1-4, met het kenmerk, dat de regelinrichting zodanig is 35 ingesteld dat aan het einde van iedere zuig- of persslag van de verdringers een stilstandsperiode is 3302193 -6- voorzien waarin de kleppen gelegenheid hebben te openen of te sluiten.Pump device according to any one of claims 1-4, characterized in that the control device is set such that at the end of each suction or discharge stroke of the displacers, a standstill period 3302193-6 is provided in which the valves have the opportunity to open or to close. 6. Pompinrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de regelinrichting zodanig 5 is ingesteld ., dat door de verdringers de zuigslag versneld wordt uitgevoerd en voor het begin van de persslag een voorcompressie plaatsheeft. Eindhoven, 10 juli 1985 85021936. Pump device according to any one of the preceding claims, characterized in that the control device is set such that the suction stroke is accelerated by the displacers and pre-compression takes place before the start of the compression stroke. Eindhoven, July 10, 1985, 8502193