JPS6065286A - 流体ポンプ装置 - Google Patents

流体ポンプ装置

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JPS6065286A
JPS6065286A JP58170513A JP17051383A JPS6065286A JP S6065286 A JPS6065286 A JP S6065286A JP 58170513 A JP58170513 A JP 58170513A JP 17051383 A JP17051383 A JP 17051383A JP S6065286 A JPS6065286 A JP S6065286A
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JP
Japan
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glycol
gas
dry
chamber
piston
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JP58170513A
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English (en)
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チヤールズ リチヤード ガーラツチ
ロドニイ トーマス ヒース
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Original Assignee
Individual
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B9/00Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members
    • F04B9/08Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid
    • F04B9/10Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid the fluid being liquid
    • F04B9/103Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid the fluid being liquid having only one pumping chamber
    • F04B9/107Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid the fluid being liquid having only one pumping chamber rectilinear movement of the pumping member in the working direction being obtained by a single-acting liquid motor, e.g. actuated in the other direction by gravity or a spring
    • F04B9/1076Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid the fluid being liquid having only one pumping chamber rectilinear movement of the pumping member in the working direction being obtained by a single-acting liquid motor, e.g. actuated in the other direction by gravity or a spring with fluid-actuated inlet or outlet valve
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/22Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by means of valves

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  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Drying Of Gases (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は流体ポンプ装置、詳しくはガス、油および水の
混合物から成る坑井の流れから水を除去するためにガス
坑口で使用する形式の天然ガス脱水装置と共に使用する
流体ポンプ装置に関する〇前記のようなガス脱水装置の
例は引例として特に本明細書に含めである米国特許第3
.094.574号、同第3,288.448号および
同第3.541.763号に示されている。一般に、前
記のような装置は坑口からガス、油、水の混合物を受取
り、〔蒸気を含有する〕「湿り」ガスから油と水とを分
離する分離器と、湿りガスから水蒸気を除去し、商業用
に適した「乾燥」ガスをつくるため例えば、グリコール
のような脱水剤を使用する吸収装置とを含む。グリコー
ルは「乾いた」低水蒸気圧状態で吸収装置へ連続的に供
給され、「湿った」高水蒸気圧状態で吸収装置から除去
される。湿りグリコールは吸収装置から連続的に除去さ
れ、乾燥グリコールを再供給するよう吸収された水から
グリコールを除去するために再沸器を通して循環する。
通常グリコール再沸器は蒸発により、吸収された水を除
去して乾燥した高温のグリコールをつくるため湿りグリ
コールを加熱するガスバーナに付属した蒸溜塔を含む。
高温の乾燥グリコールは、高温の乾燥グリコールが冷却
され、送入されつつある湿りグリコールが加熱される熱
交換器を通って乾燥グリコール貯蔵タンクへ送られる。
吸収装置から再沸器へ湿pグリコールを通し、かつ乾燥
グリコールを貯蔵タンクから吸収装置を通すようにする
グリコール通路装置が設けられている。
引例として本明細書に含めた、1981年6月25日出
願の本願出願人による米国特願第27ム266号および
米国特許第4,286.929号に記載の発明以前は、
坑口で利用できる天然ガスは比較的高い圧力と温度があ
るためそのエネルギを利用して天然ガス脱水装置のグリ
コールポンプ用モータを作動させるよう設計していた。
さらに、1963年6月11日付サックニック(5ac
hnik )の米国特許第3,093,122号に示す
ように、乾燥グリコール用のシングルピストンポンプを
駆動するため、ある先行技術によるボ′ンゾは湿りグリ
コールのエネルギを使用していた。
ザックニック(5achnik )のポンプ装置は流体
駆動の動力ビストンを使用し、同じ流体により駆動され
るパイロット弁が、流体をピストンポンプに分配する主
摺動弁の作動速度を制御する。
前述のような従来技術によるポンプ構造に係る問題の1
つは天然ガス坑井からのガス流の圧力が極めて変動し、
ガスによって作動するポンプが大量のエネルギを要する
ことが度々あることである。
さらに、日によって変わる圧力の変化がポンプを停止さ
せたり、脱水装置全体を阻害することが変度あった。脱
水装置は坑井現地において、作業者が連続的にモニター
することなく連続運転するためポンプの連続運転の信頼
性が重要な問題である。
性能上の別の重要彦要素は、利用しうるガスの圧力と流
量とに応じて自動的にポンプが吸上げ速度を調整しつる
ことである。さらに、坑井現地で利用可能なエネルギ源
を最大効率と最小のエネルギ損失で以ってポンプの運転
に使用できることは極めて好ましい。
本発明は販売可能の乾燥天然ガス以外の坑口での利用可
能なエネルギ源によって作動し、停止することなく比較
的低速、低圧で作動可能であり、かつ広範囲の作動条件
下で自動的に連続運転可能の新規かつ改良されたグリコ
ール用ポンプ装置を提供する。
当該式ンプ装置はグリコール作動のモータ・ポンプ部と
ガス作動のモータ・制御装置部とを含む。
グリコール作動のモータ・ポンプ部はシリンダと、該シ
リンダ内で往復運動自在であって、そδ一方の側におい
て容積可変のグリコールモータチャンバとその他方の側
において容積可変のグリコールボンゾチャンパとを提供
するピストンとを含む。
モータチャンバは吸水器からの湿った高圧グリコールと
、湿りグリコール用流量制御弁装置を介して再沸器とへ
交互に接続される。前記モータチャ・ンバ内の湿った高
圧のグリコールが吸上げストロークの間ピストンを一方
の方向に駆動し、ぎストンの戻りストロークの間一方の
チャンバから排出される。低圧の乾燥グリコールが戻9
ストロークの間乾燥グリコールタンクからポンプチャン
バへ吸引され、ピストンの吸上げストロークの間適当な
逆止弁装置を介してポンプチャンバから吸水器へ圧送さ
れる。ガス作動のモータ、制御装置部はシリンダと、該
シリンダ内で往復運動自在であって、ピストンの両側に
おいて一対の容積可変がスチャンバを提供するピストン
とを含む。グリコール作動のモータピストンと、ガス作
動のモーターストンとはグリコール作動シリンダとがス
作動シリンダとの間を延びるぎストンロッドの両端に接
続されている。比較的高圧の乾燥ガスはガスピストンの
両側にあるガスチャンバに接続され、かつガス流量制御
弁装置を介して前記がスチャンバから交互に排出される
ことによって、ガス圧がガスピストンに作用して吸上げ
ストロークの間グリコール作動ピストンの運動を助け、
かつグリコール作動ピストンの戻りストロークの間主要
な動力として作用する。
現在の好適実施例においては、ガス流量制御弁装置は、
ガスシリンダ内のピストンの位置によって制御されるス
プールタイプの弁の両端へガスを交互に供給することに
よってガスチャンバに対して、反対方向のガス吸入およ
びガス排出位置との間で作動する往復運動自在のスプー
ルタイプの弁である。さらに、湿りグリコールの流量制
御弁は、ガス流量制御弁装置によって制御されるスプー
ルの両端にガスを交互に供給、排出することによって、
反対方向に隔置したグリコール吸入位置と排出位置との
間で作動する往復運動自在のスプールタイプの弁である
。このように、モータ・ポンプ部のグリコール用モータ
チャンバにおける湿りグリ」−ルの吸入排出はモータ・
制御装置部のガスチャンバにおけるガスの吸入・排出と
同期化する。
本発明の図示好適実施例においては、ガス作動のピスト
ンとグリコール作動のピストンとは、該ピストンより直
径が著しく小さいピストンロッドの両端で同心状に取シ
付けられている。ガス作動およびグリコール作動のピス
トンは、所期の用途に対する設計要件に応じて同じ直径
にしてもよいし、しなくともよい。ガス作動とグリコー
ル作動のピストンとは、それぞれ軸線方向に隔置された
個別のガス用およびグリコール用シリンダの孔内で軸線
方向に運動し、かつ密封されている0ガス用とグリコー
ル用のシリンダとは、ぎストンロッドが貫通する中央配
置の密封板の両端に取り付けられている。シリンダから
密封板の中空空洞へのガスおよびグリコールの漏洩を通
常防止する、密封板に取り付けたシールを分岐しつるグ
リコールおるいはガスを受入れるために、密封板には中
央配置の流体集め用空洞が設けられている。ガス作動ピ
ストンの往復運動はスプールタイプでガス作動の四方シ
ャツトル弁によって制御される。ガス作動のスプール弁
の運動は、ガスシリンダの両端のボートと、ガス作動ス
プール弁の両端まで延びる通路へ交互に接続されるガス
ピストンの周囲に設けた溝を含むガス作動パイロット弁
装置によって行われる。一般的にボンデ速度はガス入口
配管に取り付けられた手動制御弁によって制御される。
関連のモータシリンダチャンバへ、かつそこからの湿9
グリコールの制御はスプールタイプの三方シャツトル弁
によって達成され、該シャツトル弁の運動はグリコール
用シャツトル弁の両端へ弾性ダイヤフラムを介して作用
するガス用シャツトル弁からのガス圧信号によりグリコ
ール用シャツトル弁を湿りグリコールの吸入位置から反
対側の湿りグリコール排出位置へ移動させることにより
行われる。
本発明を添付図面に示す。
第1図を参照すれば、本発明によるポンプ装置18は、
三相、二重接触の通常の天然ガス脱水装置の主要部分と
関連して示す、モータ・ポンプ組合せ部19.20およ
びモータ・調整器部21を含む。前記天然ガス脱水装置
は、水蒸気を含有した坑井ガスから油と水を除去するガ
ス、液体分離装置22と;共に下方向へ流れている間に
坑井ガスを乾燥グリコールに接触させることにより坑井
ガスから水蒸気を第一段除去するパッケージ化されたグ
リコール・ガス接触器24と;坑井ガスから水蒸気を第
二段除去するものであって、坑井ガスの上方への対流に
対して乾燥グリコールを下方へ頁力で流すようにする受
皿の積重体装置28と、乾燥グリコールが前記受皿積重
体装置28へ入る前に該乾燥グリコールを冷却する内側
のガス・グリコール熱交換器30とを含む吸収装置26
と;グリコール・ガス接触装置へ入る前に乾燥グリコー
ルを冷却する、ガス・グリコール用外部熱交換器32と
;グリコールから水を除去するものであって、湿りグリ
コールを加熱するガスバーナ装置36と、水を蒸発する
ことにより水とグリコールを分離する蒸溜塔装置38と
、高温の乾燥グリコールを加熱するためのタンク装置4
0に設けた燃焼管装置42とを含むグリコール再沸装置
34と;吸収装置へ戻す前に乾燥グリコールを貯える乾
燥グリコール貯蔵タンク装置44と;再沸装置1ffi
へ入る前に吸収装置からの湿りグリコールを予熱する間
に、貯蔵タンク装置へ入る前に再沸装置6からの高温の
乾燥グリコールを冷却するグリコール対グリコールの熱
交換器46とを含む。
第1図に示す装置の作動において、圧力下の坑井ガスは
入口配管50を介して分離装置22へ入る0坑井ガスは
液状の油、水および天然ガスと水蒸気を含有する湿シガ
スに分離される。液状の油と水とは出口配管52.54
を介して分離器から除去される。圧力下の湿りガスは配
管56を介して、パッケージ化されたグリコールとガス
接触装置24へ送られ、そこで配管58からの乾燥グリ
コールは湿ゆガスと混合される。乾燥したグリコールと
湿りガスとは接触装置24を通って下方へ流れ、接触装
置24において乾燥グリコールが水蒸気の一部を吸収す
る。湿ったグリコールと部分的に湿ったガスとは配管6
0全通して接触装置から除去される。該配管60は吸収
装置の底部に設けた湿りグリコール用溜め62と受皿の
積重体製(近28との間で吸収器#26の底端に接続さ
れている。配管60からの湿りグリコールはグリコール
用溜め62へ下方へ流れる。湿りガスは受皿の積重体装
置全通して吸収器を上方へ流れ、該受皿装置は配管64
から受取られた乾燥ガスのグリコール面めへの下方向の
流路を提供する。このように、ガスから水蒸気が付加的
に除去され、ガスは次いで熱交換器30を通って出口配
管66捷で上方に流れ、次に熱交換器装置32を通して
配管721で下方に流ねる。前記配管72は例えば3.
5 kg/cTn2(50:psi )から70kg/
cm”(1000pθi)までの比較的高圧の販売可能
な乾燥天然ガスを入れている。乾燥グリコールは圧力下
で、ポンプ入口配管73、ボンダ20、主ポンプ出口配
管74、それぞれの熱交換器30j32に貫通する分岐
管76.78、および入口配管58.64を介してパッ
ケージ化されたガス・グリコール接触装置24と吸収装
置26へ送られる。湿りグリコールは配管80を介して
ポンプモータ19ヘゲリコール溜め62から排出され、
配管82、グリコール対グリコールの熱交換器46およ
び配管84を介して再沸装置34の蒸ン留塔38へ送ら
れる。湿りグリコールは点線で示すように再沸タンク装
置40に同かつて蒸溜塔を下方へ流れる。グリコール内
の水分は再沸タンク装置40へ延びる燃焼管装置42を
介してガスバーナ装置36がら発生する熱によって蒸発
する。水蒸気の形態の蒸発水分は出口配管88を介して
蒸発塔装置38の上端から除去される。高温の乾燥グリ
コールはタンク装置40に集められ、配管89を介して
、グリコールを加熱するコイル装置83を含む熱交換器
46の頂部へ下方向に流れる。冷却された乾燥グリコー
ルは熱交換器の底部から、配管90を介して乾燥グリコ
ール貯蔵装置44へ、送られる。ガス貯蔵装置91が調
整装置92によシ乾燥ガス配管72に接続されており、
調整装置は前記貯蔵装装置91内で比較的低圧(例えば
1.05 kg/ am2=15 psi)に乾燥ガス
を保持する。バーナ36は、乾燥ガスの圧力を約0.7
 kg/crIL” (10psi)まで減圧する調整
装置94を介して乾燥ガス配管93により貯蔵装置91
に接続されている。ガス貯め装置91はその中の乾燥ガ
スを制御する圧力逃し弁95を有する。ポンプ調整装置
と二次モータ装置21とは、調整装置97a、97b′
Jk介して出口配管72に接続された作動配管96を介
して受取られた比較的低圧(例えば4.2 kg/ c
m”= 601)81から5.6 kg/ cm2= 
8 D I)81g)の乾燥ガスと、パイロット配管9
76に介して受取られた比較的高圧(例えば5.6 k
g / crn2= 80 psiから7.0に9/a
m2= 100 psi)の乾燥ガスによって作動する
。ポンプ調整器21内の乾燥ガスは配管98を介して貯
め装置91あるいはバーナ36へ排出される。
配管96にある調整可能の流量制御弁装置99はポンプ
19の作動速度を制御する。
第2A図および第6A図に全体的に示すように、本発明
によるポンプ装置18のモータとポンプ部19.20は
、流体ポンプ用ピストン装置面102゜104と、反対
方向に面した駆動モータ用ピストン装置面106を提供
するよう、往復運動するピストンロッド装置101の一
端に装着された一体形の往復運動ピストン装置100を
會む。シリンダ装置108はぎストン装置100を往復
運動自在、摺動運動自在に支持する。容積可変のポンプ
室装瞳110がピストン100の一方の側に、容積可変
のモータ室装置112が反対の側に設けられている。シ
リンダ装置108の周囲に設けられた球形式の逆止弁組
立体の形態の流量制御装置114.116はポンプ室1
10へ、かつそこからの乾燥グリコール流体の流量を制
御する。シリンダ!1110Bの一端において弁ハウジ
ング装置120内で摺動自在に中央に装着された往復運
自在スプールタイゾの弁部材118の形態である流体流
量制御装置118はモータ室112へ、かつそこからの
湿りグリコールの流量を制御する。第2B図と第3B図
に示すポンプ装置18のモータ・調整装置部21は、ロ
ッド装置124の他端に接続され、シリンダ装置124
内に往復運動自在、摺動自在にに装置され、その両側に
おいて容積可変の流体室126,128を形成している
ピストン装置122を含む。往復自在のスプール弁部材
132を含む流体流量制御装置130は流体室126.
128へ、かつそこからの乾燥ガスの流量を制御する。
ポンプ装置のモータ・ポンプ・調整装置部19゜20.
21は両端に端板140,142を有し、中央の円筒状
密封板部材144によって、モータ・ポンプの組合せ体
のハウジング部19.20およびモータ・調整装置のハ
ウジング部21に分離された、全体的に円筒形で細長く
多数部分からなるハウジングユニットを形成する。モー
タ・ポンプのハウジング部19と20ならびにモータ・
調整装置のハウジング部21とは、共軸線方向の円筒形
の、孔150.152を有し、ピストンロッド装置10
1を受入れるための共軸線方向の円筒形の孔154 、
156’t=有する中央の円筒形部材1440両側に、
かつ該部材144と当接関係で位置し、軸線方向に隔置
され全体的に円筒形の部材146゜148を含む。流量
制御装置114と116とは同一の構造である。それぞ
れの制御装置は円筒形部材146の周囲の支持面で固定
され当接・密封関係で摺動自在に装着されたブロック部
材160を含む。流量制御ハウジング装置120は端板
140上で固定され、共軸線方向に当接して密封関係で
装着された弁ハウジング部材161を含む。
流量制御装置130は円筒形部材148に固定され、当
接し密封関係で装着されたブロック部材162.164
を含む。ハウジングの部材は適当なボルト装置(図示せ
ず)によって固足され、当接支持密封係合状態で取り付
けられ、流体通路とチャンバとの干渉面には適当な密封
装置(図示せず)が設けられている。
第2A図と第3A図とに示すポンゾチャンバ110は弁
装置116f介して入口ポート166により乾燥グリコ
ールの入口配管73に接続されている。ピストン装置1
00が第6A図において左方へ運動すると、チャンバ1
10の容積が増加し圧力が下がることによって弁装置1
16が開放し、弁装置114が閉鎖することによって乾
燥グリコール貯蔵配管73から乾燥グリコールがチャン
バ110へ流れうるようにする。ピストン100が第2
A図において右方へ運動すると、チャンバ110の容積
が減少してチャンバ110内の乾燥グリコールの圧力を
増加させ、弁装置116を閉鎖位置へ押圧し一方弁11
4をその開放位置へ運動させて乾燥グリコールが吸収装
置74へ流れうるようにする。弁装置f114.116
の各々は球167と、着脱自在の壁インサート168と
、着脱自在の通路インサート170と、弁ブロック16
0の孔174に装置されたインサート保持はね72とを
含む。ねじ付プラグ178上のピン部材176は玉形弁
の運動を制限する。
湿りグリコール用入口配管80はハウジング部材161
0入口チャンバ200に、湿りグリコール用出口配管8
2はハウジング部材161の出口チャンバ202に接続
されることによって湿りグリコールが後述するように弁
のスプール装置118の吸入および排出通路を通してモ
ータチャンバ112へ交互に受入れられたり排出される
。端板140の軸線方向通路204とハウジング部材1
61の整合した共軸線通路206とがチャンバ112を
ハウジング部材161内に位置(7たスプールの中央孔
208へ連通している。該ハウジング部材は弁のスプー
ル部材209を摺動自在往復運動自在に支持している。
スプールの中央孔208へのチャンバ200からの湿り
グリコールの流れは弁のスプール部材209弁の中央環
状部分210によって制御される。前記環状部分210
は軸線方向の幅が通路206の直径より大きいため弁の
スプール部材の中央位置で通路206を閉鎖する。
前記弁の環状部分2100両側に隣接したスプール部材
の部分は径が小さくされ、環状の部分216.218で
終り、軸線方向に延び長さが等しい環状通路212,2
14を提供する。前記通路212,214はそれぞれチ
ャンバ200゜202に接続された、湿シダリコール用
入口通路220あるいは出口通路222のいづれかに通
路206を交互に接続する。スプール118の反対側の
両端部は直径が小さくされ、細長い環状通路228.2
30を提供する。スプール部材118の中央孔232は
半径方向に延びる通路234゜236.238によって
通路214,228゜230に接続されている。ピスト
ン部材240゜242はハウジング部材161の直径の
大きい座ぐり孔248j250により画成され、キャッ
プ部材252,254で覆われたチャンバ244゜24
6の内部で端部224.226に固定されている。弾性
ダイヤフラム部材256,258がチャンバ244,2
46を横切って延び密封された外側チャンバ部分260
j262を提供する。前記の外側チャンバ部分260,
262の各々は適当な通路268.270によって制御
弁装置132を介して乾燥ガス源に接続され、以下説明
するようにスプール部材209が湿りグリコールの吸入
位置と排出位置との間で確実に移動するようにする制御
手段を提供する。第2A図に示す位置において、弁のス
プール部材209は高圧の湿りグリコールがポート20
0から通路220,212゜206.204を介してモ
ータのチャンバ112へ流れる吸入位置に位置している
。スプール118はダイヤフラム256を介してピスト
ン240に作用するチャンバ部分260内のガス圧によ
り吸入位置に保持される。ピストン240が面271上
の後退した着座位置に向かって運動するにつれて、チャ
ンバ部分244内のグリコールは通路236.232,
234,238,222を通って移動する。ピストン2
42とダイヤフラム258はキャップの表面273に対
して延長位置へ運動し、通路270を介してチャンバ部
分262からガスを排出させる。
汲上げストロークの間ピストン100が右方へ運動した
後、チャンバ部分260内のガスが排出され、一方圧力
下のガスは通路270を介してチャンバ部分262へ送
られる。ガスの圧力はダイヤフラム258f介してぎス
トン242に作用しぎストン242を肩部272に向か
って内方へ押圧し該肩部272に着座させ、スプール2
09を第6A図に示す排出位−へ運動させる。ピストン
242の初期運動によってグリコールを通路238を介
してチャンバ部分246から通路232へ圧出する。若
干のグリコールは通路228へ、次いでチャンバ部分2
44へ圧出され、ピストン240とダイヤフラム256
に力を加えることによりチャンバ部分260内のガスの
排出を促進し、ピストンとダイヤフラムをキャップ面2
74に対するグリコール排出位置へ運動させる。弁のス
プール部材209は同様にグリコール排出位置からグリ
コール吸入位置へ運動し、ぞうすればチャンバ部分26
0が圧力下のガスに連かり、一方テヤンバ部分262は
ガス排出位置に連がることが理解される。現在の好適実
施例では、通路268.270は装置の構成部材を貫通
する穿孔で構成される。
モータ・ポンプピストン装置100に対するモータ制御
弁のスプール部材209の位置は第2B図と第3B図と
に示す調整器のピストン装置122の位置によって制御
され、該ピストン装置#122は乾燥ガスの入口テート
および出口ボー) 304゜306から交互に吸入・排
出される圧力下の乾燥ガスによってチャンバ126.1
28の端壁300.302の間で往復運動自在である◇
チャンバ126,128へ、かつそこからの乾燥ガスの
流量は弁のスプール部材132によって制御され、該ス
プール部材132はプラグ部材310゜311によって
閉鎖され弁のブロック部材164の孔308において、
栓の隣接する端部と端面312.313が当接する反対
方向に移動した制御位置の間で往復運動自在である。弁
のスプール部材132はピストン122と作動関連した
ガス圧制御通路装置314.315により一方あるいは
他方の制御位置に確実に交互に位置する。弁のスプール
装置132は中央の環状部分318と端部320.32
2の間に位置した一対の細長く直径の小さい流体通路部
分316,317を含む。
スプール装置132が第2B図に示すように最右方の位
置に位置すると、ガスの入口304が弁のブロック部材
162,164の通路324、スプールの通路317、
ブロック部材164の通路326、シリンダ部材148
の通路328.329を介してチャンバ126に接続さ
れる。排出ポート306は弁のブロック部材162,1
64の通路330、スプールの通路316、ブロック部
材164の通路334およびシリンダ部材148の通路
336,337,338を介してチャンバ128と接続
される0このように、加圧された乾燥ガスは矢印348
の方向にピストン面346に力を加え、ピストン122
を矢印348の方向に運動させる一方モータ・ポンプピ
ストン装置100は、モータチャンバ112内の湿シダ
リコールニよりM2A図に示すように、モータピストン
の面部分106に力を加えることにより同方向に運動す
る。同時に、通路314はチャンバ126を弁スプール
のチャンバ340に接続することにより、ガスがチャン
バ340に流れ、スプールの端面312に圧力を加え、
スプールの端面313を栓311との係合状態に保持す
る。同時に、通路314はチャンバ126をスプールの
チャンバ340に接続することによってガスがチャンバ
340へ流れスプールの端面312に圧力を加え、スフ
’−ルの反対側の端面313をプラグ311との係合状
態に保持する。スプール132を運動させるために、四
角に切断した適当な密封リング装置351.352の間
でピストン122の周囲に密封された溝350(第2B
図、第3B図および第4図)が設けられている。溝35
0は円筒状部材148の通路356により常時ガス配管
97(!と圧力調整装置971)に接続されている。調
整装置97bは入口承’−)304におけるガス圧(例
えば4.2 kg/ cIIL’ = 601)81か
ら5.6 kg / cm” = 80pθ1)に比較
して比較的高いガス圧(例えば5.6 kg/α”= 
80 psiから7ゆ/鑞”= I Q Q psi)
を保持し、その間で約1.4 kg/ crn2(20
psi)の差圧を保持している。ピストン122がグリ
コールの吸上げストロークの終9に達すると(第4図)
、溝350は通路315に連通され、比較的高圧のガス
がスプール弁チャンバ358へ流れ、入口ポー)3(+
4と通路314を介してチャンバ126からのガスによ
ってスプールの端面312に作用する力より大きい力を
スプールの端面313に作用させる。このためスプール
弁132は第4図において左方の位置へ移動する。スプ
ール弁132が左方へ移動するにつれて、スプールの通
路317は排出]出路330と306と整合し、一方ス
プールの通路316は吸入通路304,354,334
と整合してガスをチャンバ128へ送り、2ストン12
2を左方へ駆動する。同時に、湿ったグリコール用スゾ
ール制御チャンバ260,262が、通路270を介し
てチャンバ258へのガスの流れによって発生するスプ
ール弁132の運動に応答して通路268,270?介
して高圧ガスの吸入および排出ポー)304.306に
接続される。
ポンプチャンバ110からの乾燥したグリコールおよび
ピストンロッド101に沿ったガスチャンバ126から
ガスの漏洩を阻止するために中央プレート144にピス
トンロッド密封装置360゜362が設けられている。
密封装置360,362を通って洩れるグリコールある
いはガス分受入れるよう通気チャンバ装置364が設け
られている。
検討した通路366.368が前記通気チャンバ装置3
64からグリコールあるいはガスを除去できるようにす
る。密封装置360はリップ形の密封リング部材370
と、スリーブ部材372と、リップ形の密封リング部材
374と、ワッシャ部材316と保持リング部材378
とを含む。スリーブ部材372は半径方向の通路384
によって接続された内周および外周の溝380,382
を有する。帥380は通路386に接続され、該通路3
86は逆止弁装置116の下流で乾燥グリコール用配管
73に接続することによって吸引作用を発生させ溝38
0に受入れられた乾燥グリコールの漏洩分が通路、38
4、溝382および通路386e介して配管13へ吸入
されるようにする〇このように、密封装置360からの
乾燥グリコールを除去するための確実な排出手段が提供
される。
密封装置362はリップ形の密封リング部材388と、
ワッシャ部材390と保持リング部材392とを含む。
第5図を参照する。本発明によるシャツトル制御装置の
代替実施例はスプール弁1320両端とガスチャンバ1
26.128の間を延びた一対の通路400,402を
含むものとして示されている。通路400,402はピ
ストン122の各ストロークの終りではチャンバ126
,128内の高圧ガスに、ピストンの各ストロークの中
間部分の間は溝350と交互に接続されるように軸線方
間に隔1aさ−t”tている。溝350は大気、あるい
は配管98のような低圧配管に、あるいは通路356を
弁してガス貯め91のような受入れ容器に接続される。
このように、高圧がスは通路400゜402の中め一方
を介して溝350へ、かつ通路356を介してチャンバ
340.358の中の一方から排出され、高圧ガスはチ
ャンバ340゜358の中の反対側のチャンバへ交互に
送られスプール弁を運動させる。
第6A図と第6B図とは左方へ運動しているぎストン1
00.122を示す。ガスシャツトル弁132は左方へ
運動した状態で示され、高圧ガスが右側のシリンダのが
スチャンバ128へ入りつツアリ、−万屋側のシリンダ
がスチャンバ126が低圧に接続されている。また高圧
ガスがダイオフラム258に作用しスプール弁118を
第3A図に示す上方位置へ運動させている。この状態で
モータチャンバ112を低圧の湿りグリコールの出口配
管82と接続させ湿りグリコールをモータチャンバから
排出させる。同時に乾燥したグリコールが乾燥グリコー
ルの吸引逆止弁116を介して乾燥グリコール用示ンゾ
テヤンバ110へ吸引される。第3A図と第3B図に示
す作動はポンプの低圧サイクルであって、このサイクル
のための全てのエネルギはガス用モニタの端部から引き
出される。
第2A図と第2B図とはポンプの高圧サイクルを示す。
今やガスおよびグリコール用ピストン100.122は
右方へ運動している0ガス用シヤツトル弁132は右方
へ移動し高圧ガスをガス用ピストン122の左端346
へ導き、一方布側のガスチャンバ128は低圧ガス出口
306に接続されている。弁の上方のダイヤフラム25
6に作用する高圧ガスはグリコール用スゾール弁118
を第2A図に示す下方位置へ移動させており、高圧の湿
りグリコール用配管200が湿9グリコール用モータチ
ャンバ112に接続されている。ガス用ピストン122
に作用しているガスの差圧の力にグリコール用ぎストン
100のモータ面106に作用する高圧の湿りグリコー
ルの力を加えたものが双方のピストンとピストンロッド
を右方へ圧送することにより乾燥したグリコールが高圧
のポンプ排出逆止弁114を迫して圧出されるようにす
る。
ガス用ピストン122が第4図で示すそのストロークの
右端に達すると、ピストンの四角に切断したシール35
2がパイロット移動通路315を越え溝350内のパイ
ロット圧がガス用シャツトル弁132の右端チャンバ3
58と連通できるようにする。パイロットガス圧はガス
用シャツトル弁の左端312に作用するガス圧より大き
いので弁は左方へ移動する。ガス用ピストンのストロー
クの反対側の終りにおいて同様の作用が発生しガス用シ
ャツトル弁を右方へ戻す。
現在特に好適な実施例に関連して本発明を説明してきた
が、前記の説明から当該技術分野の専門家には種々の修
正が明らかであろう。例えば、本明#l書でモータある
いは駆動部分として説明した部分はポンプ部分と指示し
てよく、一方ポンプ部分として説明した部分はモータ、
あるいは駆動部分と指示してもよい。前記およびその他
の修正は先行技術により除外されるものを除いて特許請
求の範囲に含める意図である。
【図面の簡単な説明】
第1図は天然ガス脱水装置に使用するポンプ装置の概略
図、 第2A図と第2B図とは本発明の図示実施例の断側面図
であって、図示の都合上固定部材のあるものは省略し、
モータ・ポンプ部とモータ・調整装置部の往復運動ピス
トンの諸部材は乾燥グリコールの吸上げ作用ストローク
の始点における関連シリンダの諸部材に対して左方位置
に位置させた図、 第6A図と第3B図とは第2A図と第2B図とに示す装
置aの断側面図でピストンの諸部材を戻りストロークの
終りにおける左方移動位置に位置させた図、 第4図は第1図に示す装置のモータ・調整装置部の断側
面図で、ピストンの諸部材をポンプ作用ストロークの終
9における右方移動位置に位置させた図、および 第5図は第1図に示す装置のモータ・調整装置部の断側
面図で、制御装置の修正を示す図である。 図において、 18・・・ポンプ装置 19.20・・・モータ・ポン
プ部 2トモータ・調整器部 22・・・分離装置24・・・
接触装置 26・・・吸収装置30.32・・・熱交換
器 34・・・再沸装置38・・・蒸溜塔 40.44
・・・タンク100・・・ピストン 110・・・ポン
プチャンバ112・・・モータチャンバ 114.116・・・流量制御装置 118・・・弁部材 120・・・ハウジング122・
・・ピストン 124・・・シリンダ130・・・流量
制御装置 132・・・スゾール140 、142・・
・端板 144・・・密封板200・・・入ロチャンパ
 202・・出口チャンバ209・・・スグール 24
0.242・・・ピストン256.258・・・ダイヤ
フラム 300.302・・・端壁 304.306・・・入口・出口ポート312.313
・・・端面 314,315・・・通路346・・・ピ
ストン面 350・・・溝364・・・通気チャンバ 
380.382・・・溝400.402・・・通路 図面の浄ごく内容に変更なし) 手続補正書(自発) 昭−8年11 月17日 特許庁長官殿 事件の表示 昭和58年特許願第j70515 号 1明の名称 流体ポンプ装置 補正をする者 事件との関係 特許出願人 代理人 補正命令の日付 昭和 年 月 日 明細書の浄11(内容に変更なし) 手続補正書(方式) 昭和、ぐン2年ノ月シフ日 特許庁長官殿 1、事件の表示 昭和5りを年特許願第12ρr/?号 2、発明の名称 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 4、代理人 5、補正命令の日付 昭和37年7月J/日 8、補正の内容 別紙のとおり

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)グリコールのような脱水剤を使用して乾燥した天然
    ガスをつくるよう湿った天然ガスから水分を除去する吸
    収装置と、天然ガスを燃焼することにより得た熱で前記
    吸収装置からの湿りグリコールから乾燥グリコールの供
    給源をつくるグリコール再沸装置を有する天然ガス脱水
    装置等に使用する流体ポンプ装置において、 乾燥グリコール源と吸収装置との間で作動接続され前記
    乾燥グリコール源から前記吸収装置へ乾燥グリコールを
    汲出し、一方の方向における吸入ストロークの間乾燥グ
    リコールを受入れ、反対方向における排出ストロークの
    間乾燥グリコールを排出する片方の容積可変流体チャン
    バを形成するピストン装置とシリンダ装置とを含む一段
    往復運動流体ボンゾ装置と; 前記排出ストロークの間前記ポンプ装置を作動させるよ
    う前記ポンプ装置に作1IJJ接続され、前記吸入スト
    ロークの間前記吸収装置から湿りグリコールを受取る流
    体入口通路と前記排出ストロークの間前記グリコール再
    沸装置へ湿りグリコールを送る流体出口通路装置とを有
    することによって湿りグリコールからのエネルギが排出
    ストロークの間モータ装置と前記ポンプ装置の主要な駆
    動力を提供する一段の往復運動自在で流体作動の主モー
    タと; 乾燥した天然ガスによって作動し、前記ポンプ装置とモ
    ータ装置とに作動接続され前記ポンプおよびモータ装置
    の速度を自動調整する速度制御装置とを宮み; 前記速度制御装置が天然ガスの圧力源に作動接続され、
    かつガス圧によって作動可能で、排出ストロークの間前
    記主モータ装置と流体ポンプ装置とを作動させる第2の
    モータ装置を提供するよう構成配置゛されている流体作
    動装置であることを特徴とする流体ポンプ装置。 2、特許請求の範囲第1項に記載の装置において、前記
    V′ストン装置1イとシリンダ装置とが、前記ポンプの
    排出ストロークの間湿りグリコールを受入れ、前記ポン
    プの吸入ストロークの間湿9グリコールを排出する片方
    の容積可変チャンバ装置をさらに含むことを特徴とする
    流体ポンプ装置。 3)特許請求の範囲第1項に記載の装置において、前記
    速度制御装置が、 天然ガスを受入れたり排出するよう両端で容積可変の流
    体チャンバを有するシリンダ装置と;Vストンヘッドの
    両側の面を有し、前記容積可変流体チャンバへ、かつそ
    こから天然ガスを交互に吸入、排出するよう前記シリン
    ダ装置内で往復運動するよう摺動自在に前記シリンダ装
    置内に取り付けられているピストン装置と; 前記容積可変流体チャンバへ、かつそこからの天然ガス
    の吸入・排出を制御するガス流量制御弁装置とを含むこ
    とを特徴とする流体ポンプ装置。 4〕 特許請求の範囲第6項に記載の装置において、前
    記ガス流量制御弁装置が、 軸線方向の第1と第2の移動位置の間を運動するよう往
    復運動自在摺動自在に取り付けられたスプール弁装置と
    、 前記スプール弁装置を前記ピストン装置に作動接続し確
    実作動するスプール弁制御装置を含むことを特徴とする
    流体ポンプ装置。 5)特許請求の範囲第1項に記載の装置において、排出
    ストロークの間の前記片方のチャンバへの湿りグリコー
    ルの流れ、および吸入ストロークの間の前記片方のチャ
    ンバからの湿りグリコールの流れを制御する制御弁装置
    をさらに含むことを特徴とする流体ポンプ装置。 6)特許請求の範囲第5項に記載の装置において、前記
    制御弁装置が、 各ストロークの終りにおいて乾燥天然ガスrC交互に連
    通可能な両側端面を有するスプール弁装置をさらに會む
    ことを特徴とする流体ポンプ装置。 ツ)湿りグリコール源から湿りグリコールを利用し、乾
    燥グリコール源から吸収装置へ乾燥グリコールを汲出し
    、天然ガスによって制御されるポンプ装置において、 グリコールシリンダ装置に往復運自在に取り付けられた
    ピストン装置であって、乾燥グリコールの汲上げストロ
    ークの間一方向に該ぎストンを駆動するよう湿りグリコ
    ールを受入れる容積可変の湿りグリコール用チャンバを
    その一方の側に設け、戻りストロークの間尺対方向に運
    動する間は前記容積可変の湿りグリコール用チャンバか
    ら湿りグリコールの再沸装置へ湿υグリコールを排出し
    、該ぎストンの反対方向の運動の間乾燥グリコール源か
    ら乾燥グリコールを受入れる容積可変の乾燥グリコール
    用チャンバをその他方の側に設け、該ピストン装置の一
    方の方向での運動の間前記乾燥グリコール用チャンバ装
    置から乾燥グリコールを吸収装置へ汲出すグリコールボ
    ンゾぎストン装置と; 前記乾燥グリコールチャンバ装置と作動接続し、前記グ
    リコールピストン装置の戻pストロークの間前記乾燥グ
    リコールチャンバ装置への乾燥グリコールの流量と、吸
    上げストロークの間前記乾燥グリコールチャンバからの
    乾燥グリコールの流量全制御する乾燥グリコール流量制
    御弁装置と;ガスシリンダ装置に往復運動自在に装着さ
    れたガス作動ピストン装置であって、反対の方向に該ピ
    ストン装置を駆動するようガス源から第1の圧力でガス
    を受取る容積可変のガスチャンバ装#をその両側に設け
    ているガス作動のピストン装置と;前記のグリコールポ
    ンプピストン装置を前記ガス作動のピストン装置に接続
    し、前記乾燥グリコールチャンバ装置を越えて前記ガス
    チャンバ装置の次の隣接するチャンバまで外方に延びて
    いるピストンロッド装置と; 前記容積可変の湿りグリコール用チャンバ装置に対する
    湿シダリコールの吸入・排出を制御するよう前記容積可
    変の湿シダリコールチャンバと作動連通し、前記湿りグ
    リコール源が前記グリコールポンプ装置を第1の方向に
    駆動するよう前記湿りグリコール用チャンバと接続され
    る湿りグリコール吸入位置と前記反対方向のグリコール
    ポンプ装置の運動の間前記湿シダリコールチャンバ装置
    が前記吸収装置に接続される湿シダリコール排出6’l
     fiffiとの間で、運動自在のガス作動の湿りグリ
    コール流量制御シャツトル弁装置と; 前記ガスチャンバ装置に対する反対方向の吸入位置と排
    出位置の間で交互に運動自在で、前記ガスぎストン装置
    と作動連通しガス源から前記容積可変のガスチャンバ装
    置への第1の圧力での作動ガスの流量を制御し、かつ前
    記容積可変のガスチャンバからの作動ガスの排出を制御
    することによって、吸上げストロークの間前記ガスピス
    トン装置は前記グリコールピストン装置と同じ方向に駆
    動され、前記一方の方向における前記グリコールピスト
    ン装置の運動を促進し、かつ前記ガスピストン装置が前
    記グリコールピストン装置の戻りストロークの間尺対方
    向に駆動され、前記反対方向に前記グリコールピストン
    装置を運動させる主要な駆動力を提供するガス作動のガ
    ス流量制御シャツトル装置と; 前記ガス流量制御シャツトル弁装置を前記グリコール流
    量制御シャツトル弁装置へ接続することによって、前記
    グリコール流量制御シャツトル弁装置は、前記ガス流量
    制御シャツトル弁装置が前記吸入および排出位置との間
    を交互に運動すると同時にグリコール吸入位置とグリコ
    ール排出位置の間を運動するようにするガス通路装置と
    を含むことを特徴とする流体ポンプ装置。 8)特許請求の範囲第7項に記載の装置において、前記
    ガスシリンダ装置に設けられ、前記ガス流量制御シャツ
    トル弁装置と作動連通し、前記がスピストン装置の各ス
    トロークの終りにおいて前記ガス流量制御シャツトル弁
    装置の両端に作用するガス圧を変えることによって、前
    記ガス流量制御シャツトル弁装置と前記グリコール流量
    シャツトル弁装置とを前記ガスピストン装置の位置に応
    答して同期的に移動させるガス流路装置をさらに含むこ
    とを特徴とする流体ポンプ装置。 9)特許請求の範囲第8項に記載の装置において、前記
    ガス流路装置が、前記ガス流量制御シャツトル弁装置を
    介して前記がスチャンバ装置に接続されているガス源よ
    りも高い圧力で前記ガスピストン装置を介してガス源に
    接続されていることを特徴とする流体ポンプ装置。 10) 特許請求の範囲第8項に記載の装置において、
    前記ガス流路装置が、前記ガス流量制御シャツトル弁装
    置を介して前記ガスチャンバ装置に接続されているガス
    源より低い圧力で前記ガスピストン装置を介してガス出
    口装置に接続されていることを特徴とする流体ポンプ装
    置0 11)@許請求の範囲第7項に記載の装置において、 前記乾燥グリコールチャンバ装置からの前記ぎストンロ
    ッド装置NK対する乾燥グリコールの流量を規制し、か
    つ隣接する次のがスチャンバ装置からのAfr 記ピス
    トンロッド装置に対するガスの流量を規制するよう前記
    ピストンロッド装置の周囲に軟着された乾燥グリコール
    とガスの密封装置と;前記の乾燥グリコール密封装置と
    前記乾燥グリコール流量制御弁装置の間に接続され、前
    記乾燥グリコール流量制御弁装置を介して前記乾燥グリ
    コール密封装置から前記乾燥グリコールチャンバ装置へ
    乾燥グリコールを流すようにする乾燥グリコール通路装
    置とを含むことを特徴とする流体ポンプ装置。 12) 特許請求の範囲第11項に記載の装置において
    、前記乾燥グリコールチャンバ装置と次の隣接するガス
    チャンバ装置との間に取り付けられ、前記ピストンロッ
    ド装置と、前記乾燥グリコールおよびガス密封装置とを
    往復運動自在に支持し、前記密封装置の間で排出チャン
    バを有する密封板をさらに含むことを特徴とする流体ポ
    ンプ装置。 13) 乾燥グリコール源から天然ガス脱水装置系統の
    中の脱水装置へ乾燥グリコールを汲出す方法において、 乾燥グリコール源から脱水装置へ乾燥グリコールを汲出
    すポンプ装置を作動するために脱水装置からの湿りグリ
    コールのエネルギを利用し;ポンプ装置の往復運動速度
    を制御するために脱水装置からの乾燥ガスを利用し; ポンプ装置へ、かつそこからの湿すグM−ルの吸入およ
    び排出を制御するために脱水装置からの乾燥ガスを利用
    する過程を會むことを特徴とする乾燥グリコール源から
    乾燥グリコールを脱水装置へ汲出す方法。 14) 特許請求の範囲第13項に記載の方法において
    、 前記モータ装置と作動接続したガス作動のポンプ・ル〃
    整器装置を介して乾燥ガスの流量を制御することにより
    乾燥グリコールポンプ装置と湿りグリコールのモータ装
    置の往復運動速度を調整する過程をさらに含むことを特
    徴とする乾燥ダリコニル源から乾燥グリコールを脱水装
    置へ汲出す方法。 ユ5) 特許請求の範囲第14項に記載の方法において
    、汲出しストロークの間前記ポンプ装置の運動を促進し
    ポンプ装置を復帰させるために乾燥ガスのエネルギを利
    用する過程をさらに含むことを特徴とする乾燥グリコー
    ル源から乾燥グリコールを脱水装置へ汲出す方法。
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