KR20160077187A - 도관 라인에서 펌핑이 용이하지 않은 물질을 공급하고 펌핑하기 위한 시스템 - Google Patents

도관 라인에서 펌핑이 용이하지 않은 물질을 공급하고 펌핑하기 위한 시스템 Download PDF

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Abstract

도관 라인(28)에서 펌핑이 용이하지 않은 물질을 공급하고 펌핑하기 위한 시스템이 개시되어 있는데, 상기 시스템은 상기 펌핑이 용이하지 않은 물질을 상기 도관 라인(28) 내로 공급하기 위한 적어도 하나의 메인 펌프(10); 및 상기 펌핑이 용이하지 않은 물질을 상기 도관 라인(28)으로부터 받아들이기 위한 리시버 유닛(50)을 포함하고, 독립적으로 구동되는 하나 이상의 보상기(40)가 안정적인 유동을 유지하기 위하여 상기 도관 라인(28)에 포함되고, 상기 하나 이상의 보상기(40)는 상기 도관 라인을 통해 상기 물질을 추가 공급하기 위하여 제어가능하게 가압되도록 구성된 충전가능한 챔버(14; 70)이다.

Description

도관 라인에서 펌핑이 용이하지 않은 물질을 공급하고 펌핑하기 위한 시스템{SYSTEM FOR FEEDING AND PUMPING OF LESS PUMPABLE MATERIAL IN A CONDUIT LINE}
본 발명은 안정적인 유량을 보장하기 위하여 도관 라인에서 펌핑이 용이하지 않은 물질을 공급하고 펌핑하기 위한 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 주된 목적 중 하나는 도관 라인에서 안정적인 유동으로 "펌핑이 용이하지 않은 물질"(예컨대, 건조 물질, 점착성 물질, 고점성 물질 등)을 펌핑할 수 있는 시스템을 제공하는 것이다.
전통적인 피스톤 펌프는 높은 점성 또는 낮은 유동성으로 인하여 점착성 또는 건조 물질과 같은 물질을 수송할 수 없거나 또는 수송하는데 효율적이지 못하다. 이러한 펌프는 피스톤 중 하나가 스트로크의 방향을 전환할 때 발생하는 "펌프 브레이크(pump brake)" 때문에 안정적인 유동을 발생시키지 않는다.
연속적이고 균일한 공급 유량이 요구될 때, 사용가능한 펌프(특히 피스톤 펌프)는 여러 상황에서 그러한 특징을 가지고 있지 않다. 유량의 비연속성/비균일성은 실린더가 전환될 때 이중 피스톤 펌프에서의 스트로크 변화 때문일 수 있다. 즉, 제1 피스톤이 제1 실린더의 단부에 도달하면 다시 돌아가야 하고, 펌프의 배출구는 제1 실린더에서 제2 실린더로 전환되고, 제2 피스톤은 전방으로 움직이기 시작해야 한다. 실린더를 전환하고 피스톤 이동 방향을 변화시키는 이러한 운동에서, 일순간의 유량 손실 및 유량 강하가 존재할 것이다. 업체들은 가능한 한 전환 시간을 짧게 하여 가능한 한 이러한 시간을 줄이기 위해 노력하고 있다.
유량의 비연속성/비균일성은 라인의 막힘 때문일 수도 있다. 펌핑된 물질은 대개 펌핑하기 어렵기 때문에, 작업은 공급 라인(펌프에 의해 압력이 생성되는 라인)의 막힘을 겪게된다. 막힘이 있는 경우 유량이 강하한다.
본 발명에 따른 시스템은 이러한 펌핑이 용이하지 않은 물질의 수송 및 필요한 경우 유동 안정성 문제를 해결할 수 있다.
본 출원에 개시된 공급 시스템에서, 펌핑이 용이하지 않은 물질을 위한 충전 메커니즘은 챔버를 충전하기 위하여 중력(무게)을 이용하는 것일 수 있다. 이러한 물질은 개구를 통해 펌프 챔버 내로 들어갈 수 있고, 그런 다음 피스톤이 수송/운동을 시작하기 전에 챔버가 폐쇄(예컨대, 회전 또는 다른 폐쇄 메커니즘에 의해)된다. 충전 메커니즘은 챔버가 충분하게 또한 동시에 충전되는 것을 보장하기 위하여, 경사진 벽과 같은 외부 메커니즘 또는 가압된 기체/액체와 같은 임의의 외력의 도움을 받을 수 있다.
펌핑이 용이하지 않은 물질의 배출구는 챔버를 개폐하기 위하여 밸브, 예컨대 게이트 밸브/길로틴 밸브를 이용하여 제어될 수 있다. 그러한 목적으로 "S-튜브"가 일반적으로 사용된다.
슬루스 밸브라고도 칭해지는 게이트 밸브는 유동을 규제하도록 개폐되는 밸브이다. 게이트 밸브는 일반적으로 유동이 통과하도록 통로로부터 벗어나게 직사각형 또는 라운드형 게이트 또는 웨지를 들어올림으로써 개방된다.
밸브는 게이트 밸브, 구형 밸브, 볼 밸브, 버터플라이 밸브 등과 같은 선형 또는 회전형 밸브일 수 있다.
수개의 챔버가 펌프에 사용되면, 각각의 챔버는 독립적인 순서로 작동될 수 있다. 이 순서는 공급, 수축, 및 충전 기능이 안정적인 펌핑을 보장하도록 최적화되도록 설정될 수 있다. 바람직하게는, 피스톤들은 챔버 내에서 서로 다른 방향으로 개별적으로 운동한다. 그러나, 피스톤들이 동일한 방향으로 운동하는 것도 가능하다. 종래 디자인에서 가장 큰 유량 변화는 피스톤이 전환(펌프 브레이크라고 불림)될 때 발생한다. 설명된 시스템에서는 이러한 브레이크가 절대 발생하지 않는다. 스트로크의 일부에서 양 피스톤은 동일한 방향으로 이동할 수 있고, 그 중 하나가 전방에 있다. 전방 피스톤이 방향을 전환할 때(되돌아올 때), 다른 피스톤은 여전히 전방으로 움직인다. 따라서, 브레이크가 발생하지 않는다. 만약 매우 정확한 유량이 요구되면, 스트로크의 마지막에 근접하여 제1 피스톤의 속도를 늦추고 다른 피스톤의 속도를 증가시키는 것이 가능하다. 2개 이상의 챔버를 이용하는 것은 또한 더 안정적인 유량에 도움을 줄 수 있다.
챔버는 펌핑이 용이하지 않은 물질을 도관 라인 내로 공급하기 위한 피스톤을 포함할 수 있다. 각각의 피스톤의 운동과 속도는 독립적으로 제어될 수 있다. 이것은 피스톤이 유동의 중단을 방지하기 위하여 임의의 주어진 속도에서 동일 또는 다른 방향(예컨대, 전방 또는 후방)으로 운동하게 해준다. 피스톤의 제어는 손쉬운 디자인을 위하여 단순한 기계적 스위치 또는 좀 더 복잡한 디자인을 위하여 PLC에 의해 실행될 수 있고, 제어 시스템에 의해 제어될 수 있다.
어떠한 물질로 인해 발생할 수 있는 유동의 중단을 방지하기 위하여, 본 발명에 따른 하나 이상의 보상기가 펌핑 라인에 추가되어 유량의 강하를 보상할 수 있다. 이러한 추가적인 보상기는 메인 펌프의 통합된 부품일 수 있거나 또는 펌핑 라인에서 임의의 위치에 있는 독립적인 아마추어(armature)로서 사용될 수 있다. 이러한 여분의 펌핑 기능은 유동 불안정성을 해결하기 위하여 모든 종래의 피스톤과 조합되어 사용될 수 있다.
보상이 필요할 때, 추가 보상기에서의 피스톤(들)은 일정한 유동을 유지하기 위해 필요한 만큼 운동을 시작하여 지속된다.
보상기의 제어는 손쉬운 디자인을 위하여 단순한 기계적 스위치 또는 좀더 복잡한 디자인을 위하여 PLC에 의해 실행될 수 있고, 제어 시스템에 의해 제어될 수 있다.
매우 점착성이 강한 물질에 대하여, 가스 라인(예컨대, 질소 또는 공기)을 가진 자체 세척 시스템이 모든 유형의 퇴적물 및/또는 정착된 물질을 제거하기 위하여 사용될 수 있다. 이러한 가스 라인은 챔버 내부 벽을 세척하기 위하여 가입된 기체를 사용하여 상기 물질을 방출 및/또는 교란하기에 충분한 압력을 공급한다. 자체 세척 시스템은 스트로크 또는 피스톤 로드에 의해, 또는 제어 시스템에 의해 제어 및 작동될 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 전술한 바에 따른 시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적 및 다른 목적은, 도관 라인에서 펌핑이 용이하지 않은 물질을 공급하고 펌핑하기 위한 시스템으로서, 상기 펌핑이 용이하지 않은 물질을 상기 도관 라인 내로 공급하기 위한 적어도 하나의 메인 펌프; 및 상기 펌핑이 용이하지 않은 물질을 상기 도관 라인으로부터 받아들이기 위한 리시버 유닛을 포함하고, 독립적으로 구동되는 하나 이상의 보상기가 안정적인 유동을 유지하기 위하여 상기 도관 라인에 포함되고, 상기 하나 이상의 보상기는, 상기 도관 라인을 통해 상기 물질을 추가 공급하기 위하여 제어가능하게 가압되도록 구성된 충전가능한 챔버인 시스템으로 달성된다.
대안적인 실시예는 종속 청구항에 개시되어 있다.
제어 시스템이 상기 보상기에 연결되고, 상기 제어 시스템은 작업 시 상기 도관 라인에서 상기 물질의 위치, 속도, 및 압력에 기초한 함수를 생성하고, 또한 유량을 증가, 감소, 또는 유지하기 위하여 상기 보상기로의 동작 신호를 생성하도록 배치된다.
제어 시스템은 상기 함수를 결정하기 위하여 상기 메인 펌프 및 상기 리시버 유닛으로부터의 신호를 수신한다.
보상기의 챔버는 상기 물질이 상기 챔버 내로 유입되는 유입 개구, 상기 물질이 상기 도관 라인 내로 배출되는 배출 개구, 및 제어 시스템으로부터의 동작 신호에 따라 챔버의 배출 개구를 제어가능하게 개방 또는 폐쇄하도록 배치되는 밸브를 가진 충전 챔버일 수 있다.
충전 챔버는 배출 개구 밖으로 상기 물질을 공급하기 위하여 피스톤 로드에 연결된 내부 피스톤을 구비하고, 상기 피스톤 로드는 상기 피스톤 및 상기 피스톤 로드를 작동하기 위한 구동 수단에 연결되고, 상기 구동 수단은 제어 시스템으로부터의 동작 신호에 따라 제어된다.
보상기의 챔버는 상기 물질이 상기 도관 라인으로부터 상기 챔버 내로 유입되는 개방 개구 및 상기 개방 개구를 통해 상기 도관 라인 내로 상기 물질을 공급하도록 배치된 스프링 장착 피스톤을 가진 충전 챔버일 수 있다.
보상기의 챔버 또는 챔버들은 유량이 많을 때 상기 도관 라인으로부터 물질을 받아들이고, 유량이 적을 때 상기 도관 라인으로 물질을 공급할 수 있다.
2개 이상의 챔버가 연합된 구성으로 배치될 수 있고, 각각의 챔버는 상기 도관 라인에서 상기 펌핑이 용이하지 않은 물질의 안정적인 유동을 보장하기 위하여 독립적인 순서로 작동하도록 배치된다.
각각의 챔버는 상기 물질을 가압하기 위한 피스톤을 포함하고, 상기 피스톤의 전방 또는 후방 이동은 상기 제어 시스템에 의해 독립적으로 제어되고, 상기 제어 시스템은, 제2 챔버의 피스톤이 정지되어 있는 동안 제1 챔버의 피스톤을 상기 챔버 내에서 전방으로 이동시키고; 상기 제1 챔버의 피스톤의 속도가 느려질 때 상기 제2 챔버의 피스톤의 이동을 시작하고; 상기 제1 챔버의 피스톤이 후방으로 이동할 때 상기 제2 챔버의 피스톤을 상기 챔버 내에서 전방으로 이동시키도록 작동가능하다.
제어 시스템은 제3 챔버를 제어하도록 작동가능하고, 상기 제3 챔버의 피스톤의 스트로크는 상기 제1 및 제2 챔버의 피스톤의 스트로크와 중첩된다.
본 발명에 따른 보상기는 바람직하게는 상기 도관 라인에 통합 및/또는 장착된다.
챔버는 대안적으로 챔버 벽의 내부를 세척하기 위하여 가압된 기체를 공급하는 세척 시스템을 포함하거나 상기 세척 시스템에 연결될 수 있다.
가압된 기체를 공급하는 상기 세척 시스템은 필요한 경우 또는 상기 챔버에서의 스트로크 또는 피스톤 하중에 기초하여 활성화된다.
상기 시스템에서 메인 펌프는 전술한 챔버에 따른 하나 이상의 충전 챔버를 포함할 수 있다.
상기 시스템은 상기 도관 라인의 내부를 윤활하기 위한 윤활 장치를 포함할 수 있고, 상기 윤활 장치는 상기 제어 시스템으로부터의 입력에 기초하거나 또는 미리 정해진 간격으로 상기 보상기로부터 윤활유를 받아들이고 상기 도관 라인의 벽에 있는 개구를 통해 윤활유를 공급하도록 구성된다.
본 발명의 일례가 첨부된 도면을 참조하여 이하 좀 더 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 시스템을 도시하고 있다.
도 2는 본 발명에 따른 시스템에서 실행되는 제어 시스템을 도시하고 있다.
도 3은 본 발명에 따른 시스템에서 실행될 수 있는 공급 장치를 도시하고 있다.
도 4는 공급 장치에 있는 보상기/충전 챔버의 사시도이다.
도 5와 6은 충전 챔버에서 피스톤 운동의 스트로크 및 속도 다이어그램을 도시하고 있다.
도 7과 8은 본 발명에 따른 시스템에 포함될 수 있는 스프링/자체 조절 보상기를 도시하고 있다.
도 9는 본 발명에 따른 시스템에서 실행되는 세척 시스템을 도시하고 있다.
도 10은 도관 라인에서 상기 물질을 윤활하기 위한 수단을 도시하고 있고, 이러한 수단은 본 발명에 따른 시스템에 포함될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 시스템의 기본적인 개요를 도시하고 있고, 도관 라인(28) 내로 펌핑이 용이하지 않은 물질을 펌핑하고 공급하기 위한 메인 펌프(10)를 포함하고, 상기 펌핑이 용이하지 않은 물질은 리시버 유닛 또는 상기 물질을 추가적으로 가공하고 처리하는 시스템(50)에 공급된다. 도관 라인(28) 또는 도관 라인에 연결된 라인에 수개의 보상기(40)가 어떠한 물질로 인하여 발생할 수 있는 유동의 차단을 방지하기 위하여 연결되어 유량의 강하를 보상할 수 있다. 보상기(40)는 메인 펌프(10)로부터의 입력 신호(I)를 수신하고, 리시버 시스템(50)으로부터의 출력 신호(O)를 수신한다.
도 2는 보상기(40) 및 가능한 메인 펌프(10)의 제어를 위하여 본 발명에 따른 시스템에서 실행되는 제어 시스템(60)의 개요를 도시하고 있다. 도관 라인(28) 내의 물질의 위치, 속도, 및 압력에 기초하여, 보상기(40)는 제어 시스템(60)에 수신된 신호에 기초하여 도관 라인(28)의 유량을 증가, 감소, 또는 유지하도록 촉발될 것이다. 상기 신호는 예컨대 메인 펌프 또는 리시버 시스템으로부터 오지만, 신호는 도관 라인(28) 내에서 수미터로부터 올 수도 있다.
그러면 이 신호에 기초하여 제어 시스템(60)의 로직 유닛(62)은 도관 라인 내의 물질의 위치, 속도, 및 압력에 기초한 함수를 생성하고, 유량을 증가, 감소, 또는 유지하기 위하여 보상기(40)로 동작 신호(A1, A2, ..., An)를 생성한다. 취해지는 동작에 따라 피드백 신호(F)가 제어 시스템(60)으로 다시 보내진다.
도 1과 2에서 부호의 의미는 다음과 같다.
I - 입력 신호
O - 출력 신호
A - 동작 신호
F - 피드백 신호
예컨대 도 3에 도시된 바와 같이, 펌핑이 용이하지 않은 물질을 위한 메인 펌프(10)는 펌핑이 용이하지 않은 물질을 수용하기 위한 용기(12)를 포함한다. 그러나, 어떠한 유형의 메인 펌프도 사용될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 용기(12)는 개방형 컨테이너 또는 바스켓의 형태일 수 있고, 용기 및/또는 충전 챔버(14)의 손쉬운 충전을 위하여 경사진 벽 또는 다른 수단을 포함할 수 있다. 용기(12)의 하부에 하나 이상의 충전 챔버(14)가 위치한다. 충전 챔버(14)는 베이스(26)에 배치될 수 있고, 용기는 베이스 상에 위치할 수 있다.
용기(12)는 임의의 방식으로 펌핑이 용이하지 않은 물질로 채워질 수 있고, 상기 물질은 중력, 즉 무게에 의해 충전 챔버(14) 내로 유동할 수 있고/있거나, 진동, 가압 등과 같은 외부 수단의 도움을 받을 수 있다.
도면에 도시된 바와 같이, 충전 챔버(14)는 내부 피스톤(18)을 가진 종방향 중공 실린더를 포함하고, 내부 피스톤(18)은 챔버 내의 물질을 가압하기 위하여 실린더 챔버에서 앞뒤로 운동할 수 있다. 피스톤(18)은 피스톤 로드(20)에 연결되고, 피스톤 로드는 임의의 적절한 구동 수단에 연결된다. 충전 챔버(14)는 펌핑이 용이하지 않은 물질을 챔버 내로 받아들이기 위한 유입 개구(16) 및 상기 물질을 도관 라인(28) 내로 공급하기 위한 배출 개구 또는 구멍(24)을 더 포함한다. 유입 개구(16)에는 충전 챔버가 가득 채워지거나 또는 미리 정해진 레벨까지 충전되었을 때 폐쇄되는 폐쇄 메커니즘(미도시)가 구비된다. 챔버(14)는 실린더의 회전에 의해 폐쇄될 수도 있다.
배출 개구(24)는 개구를 개폐하기 위한 밸브(22)를 포함할 수 있다. 밸브(22)는 임의의 형태의 폐쇄 또는 개방가능한 밸브, 예컨대 게이트 밸브 또는 길로틴 밸브일 수 있다. 밸브(22)가 개방되면, 충전 챔버(14)는 폐쇄된 공급 상태가 되어, 피스톤(18)의 운동에 의해 개구(24)를 통해 도관 라인 내로의 물질의 배출을 허용한다. 밸브(22)가 폐쇄되었을 때, 충전 챔버(14)는 개방 충전 상태가 되고, 유입 개구(16)가 개방되어, 도관 라인 내로 물질의 공급을 차단한다.
2개 이상의 충전 챔버(14)가 도관 라인 내로 물질을 협동하여 공급하기 위하여 사용될 수 있다. 그러나, 어떠한 경우에는 오직 하나의 챔버만이 사용될 수도 있다는 점에 유의해야 한다. 2개의 챔버(14)는 도 5에 도시된 바와 같이 독립적인 순서로 구동될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이 3개의 챔버에 대해서도 동일하게 적용된다. 상기 순서는 공급, 후퇴, 및 충전 기능이 사용되는 챔버의 개수, 도관 라인의 특성, 및 펌핑이 용이하지 않은 물질의 특성, 또는 다른 임의의 중요 인자에 따라, 안정적인 펌핑을 보장하기 위하여 최적화되도록 설정될 수 있다. 이용가능한 펌프와 비교할 때 주요한 특징은 모든 챔버가 독립적으로 제어된다는 것이다.
본 시스템은 챔버의 제어를 위한 컨트롤러(미도시)를 더 포함하고, 제어는 쉽고 단순한 시스템을 위하여 단순한 기계적 스위치 또는 좀 더 복잡한 디자인을 위하여 PLC에 의해 실행될 수 있다. PLC(Programmable Logic Controller or Programmable Controller)는 전기기계식 처리의 자동화를 위해 사용되는 디지털 컴퓨터이다. 컨트롤러는 바람직하게는 제어 시스템(60)에 연결된다.
도 5는 안정적인 유동이 요구될 때 2개의 챔버 펌프를 위한 2개의 챔버의 속도 다이어그램(음의 속도는 후방 운동을 의미함)의 예시를 도시하고 있다. 다이어그램의 시작점에서 제1 피스톤(1)은 물질을 공급하기 위하여 제1 챔버에서 전방으로 운동하고, 제2 피스톤(2)은 예컨대 제2 챔버를 충전하기 위하여 제2 챔버에서 정지해 있다. 제1 피스톤(1)이 스토로크의 말단에 접근할 때, 제2 피스톤(2)은 전방 운동을 시작한다. 제1 피스톤(1)이 후방으로 운동할 때, 제2 피스톤(2)은 정상 속도로 전방으로 운동한다. 그리고 피스톤 스트로크가 반복된다. 피스톤은 다른 순서로 구동될 수 있거나, 도면에 도시된 바와 같이 스트로크가 부분적으로 서로 중첩될 수 있다는 것에 유의해야 한다.
도 6에는 3개의 챔버(14)를 이용하는 다른 순서가 도시되어 있다. 피스톤들(1, 2)은, 제1 피스톤(1)이 후방 운동을 시작한 이후에 제2 피스톤(2)이 시작된다는 점을 제외하고는 기본적으로 전술한 바와 같이 운동한다. 피스톤(1, 2)의 스트로크가 중첩될 때 제3 챔버에 있는 제3 피스톤(3)이 구동되어 정상 속도로 전방으로 운동할 수 있어서, 도관 라인 내로 물질을 더 잘 공급하고 연속적인 유동을 보장한다.
본 발명에 따르면, 본 시스템은 도관 라인(28), 즉 메인 펌프(10)와 리시버 유닛(50) 사이에 있거나 또는 메인 펌프(10)와 협력하는 도관 라인(28)에 설치된 하나 또는 수개의 보상기(40)를 포함한다. 보상기는 도관 라인(28)에서 일정하고 안정적인 유동을 보장하고 유지할 것이다. 보상기(40)는 전술한 충전 챔버(14)와 유사하게 디자인되고, 작동되며, 제어될 수 있다. 보상기(40)의 챔버(14) 또는 챔버들은 예컨대 유량이 많을 때 도관 라인으로부터 물질을 받아들이고, 유량이 적을 때 도관 라인(28)으로 물질을 공급할 수 있어서, 안정적인 유량을 유지한다. 그러나, 도관 라인(28)을 통해 물질을 공급하는 동안 보상기(40)의 챔버를 점차적으로 충전하는 것도 가능하여, 보상기는 유량이 갑자기 강하되면 도관 라인 내로 여분의 물질을 공급할 준비가 되어 있다. 물질은 제어 시스템(60)으로부터의 동작 신호에 기초하여, 챔버 내로 펌핑이 용이하지 않은 물질을 받아들이기 위한 유입 개구(16) 또는 적절한 다른 개구로 공급될 수 있고, 도관 라인(28) 내로 물질을 공급하기 위한 배출 개구 또는 구멍(24)을 통해 외부로 공급될 수 있다. 유입 개구(16)는 동일한 방식으로 폐쇄 메커니즘을 구비할 수 있고, 폐쇄 메커니즘은 충전 챔버가 완충될 때, 또는 충전 챔버가 미리 정해진 레벨까지 충전될 때 폐쇄될 것이다.
도 7과 8은 보상기(40)를 위한 다른 대안적 충전 챔버(70)를 도시하고 있지만, 전술한 것과 동일한 기능을 가진다. 충전 챔버(70)는 동일한 방식으로 실린더 챔버 내에서 전후방으로 운동할 수 있는 내부 피스톤(74)을 가진 예컨대, 종방향 중공 실린더 형태의 하우징(72)을 포함한다. 피스톤(74)은 피스톤 로드(80)에 연결되고, 피스톤 로드는 임의의 적절한 구동 수단에 연결될 수 있다. 충전 챔버(70)는 챔버 내로 펌핑이 용이하지 않은 물질을 받아들이기 위한 개방형 유입 개구(78)를 더 포함하고, 상기 유입 개구는 또한 도관 라인(28) 내로 물질을 다시 공급하기 위한 배출 개구로서 기능한다. 보상기의 충전 챔버(70)는 피스톤(74)의 전후방 운동이 예컨대 스프링(76)에 의해 조절된다는 점에서 안정적인 유량을 유지하도록 어느 정도 자체 조절가능할 수 있다. 유량이 많을 때, 도관 라인(28)의 물질로부터의 압력은 피스톤(74)에 작용하는 스프링 힘보다 더 클 것이고, 따라서 피스톤을 후방으로 가압하여 하우징(72)을 충전한다. 유량이 적을 때, 스프링 힘은 도관 라인(28)의 물질로부터의 압력보다 높을 것이고, 따라서 피스톤을 전방으로 가압하고 도관 라인 내로 물질을 공급하여, 안정적인 유량을 유지한다. 피스톤(74)의 운동은 화살표로 표시되어 있다. 제어 시스템(60)은 전술한 바와 같이 피스톤 로드(80)의 추가 제어를 위한 구동 수단에 연결될 수 있다.
본 발명에 따른 시스템은 도 9에 개략적으로 도시된 바와 같이 자체 세척 시스템(30)을 더 포함할 수 있고, 챔버(14), 챔버(70) 또는 도관 라인(28)은 챔버 벽 또는 라인의 내부를 세척하기 위하여 가압된 기체를 공급하는 장치(36)를 포함하거나 상기 장치(36)에 연결된다. 가압된 기체는 모든 유형의 침전물/브릿지 및/또는 정착된 물질(34)을 제거하기 위하여, 벽에 있는 작은 개구(32) 또는 밸브에 의해 챔버 내부 벽(14a)의 내부로 공급될 수 있다. 기체 라인은 이러한 물질을 해제 및/또는 교란하기에 충분한 압력을 공급한다. 가압된 기체를 공급하는 세척 시스템은 일반적으로 필요할 때, 또는 챔버(14, 70)에서의 스트로크 또는 피스톤 하중에 기초하여 활성화된다. 후장의 경우, 세척 시스템은 PLC 제어되고 제어 시스템(60)에 연결될 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 시스템은 도관 라인(28)의 내부의 윤활을 위한 윤활 장치(90)를 포함할 수도 있다. 보상기(40)는 제어 시스템(60)으로부터의 입력에 기초하거나 또는 미리 정해진 간격으로 도관 라인(28)에 있는 바람직하게는 작은 개구(92)를 통해 윤활유를 공급하도록 구성될 수 있다.

Claims (15)

  1. 도관 라인(28)에서 펌핑이 용이하지 않은 물질(less pumpable material)을 공급하고 펌핑하기 위한 시스템으로서,
    상기 펌핑이 용이하지 않은 물질을 상기 도관 라인(28) 내로 공급하기 위한 적어도 하나의 메인 펌프(10); 및
    상기 펌핑이 용이하지 않은 물질을 상기 도관 라인(28)으로부터 받아들이기 위한 리시버 유닛(50)
    을 포함하고,
    독립적으로 구동되는 하나 이상의 보상기(40)가 안정적인 유동을 유지하기 위하여 상기 도관 라인(28)에 포함되고, 상기 하나 이상의 보상기(40)는 상기 도관 라인을 통해 상기 물질을 추가 공급하기 위하여 제어가능하게 가압되도록 구성된 충전가능한 챔버(14; 70)인, 도관 라인에서 펌핑이 용이하지 않은 물질을 공급하고 펌핑하기 위한 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    제어 시스템(60)이 상기 보상기(40)에 연결되고, 상기 제어 시스템(60)은 작업 시 상기 도관 라인(28) 내의 상기 물질의 위치, 속도, 및 압력에 기초한 함수를 생성하고, 또한 유량을 증가, 감소, 또는 유지하기 위하여 상기 보상기(40)로의 동작 신호(A1, A2, ..., An)를 생성하도록 배치되는, 도관 라인에서 펌핑이 용이하지 않은 물질을 공급하고 펌핑하기 위한 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어 시스템(60)은 상기 함수를 결정하기 위하여 상기 메인 펌프(10) 및 상기 리시버 유닛(50)으로부터 신호를 수신하는, 도관 라인에서 펌핑이 용이하지 않은 물질을 공급하고 펌핑하기 위한 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 보상기(40)의 챔버(14)는, 상기 물질을 상기 챔버 내로 유입하기 위한 유입 개구, 상기 물질을 상기 도관 라인(28) 내로 배출하기 위한 배출 개구, 및 제어 시스템(60)으로부터의 동작 신호에 따라 상기 챔버의 배출 개구(24)를 제어가능하게 개방 또는 폐쇄하도록 배치되는 밸브(22)를 가진 충전 챔버인, 도관 라인에서 펌핑이 용이하지 않은 물질을 공급하고 펌핑하기 위한 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 충전 챔버(14)는 배출 개구(24) 밖으로 상기 물질을 공급하기 위하여 피스톤 로드(20)에 연결된 내부 피스톤(18)을 구비하고, 상기 피스톤 로드(20)는 상기 피스톤(18) 및 상기 피스톤 로드(20)를 작동시키기 위한 구동 수단에 연결되고, 상기 구동 수단은 제어 시스템(60)으로부터의 동작 신호에 따라 제어되는, 도관 라인에서 펌핑이 용이하지 않은 물질을 공급하고 펌핑하기 위한 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 보상기(40)의 챔버(70)는, 상기 물질을 상기 도관 라인(28)으로부터 상기 챔버 내로 받아들이기 위한 개방형 개구(78) 및 상기 개방형 개구(78)를 통해 상기 도관 라인(28) 내로 상기 물질을 공급하도록 배치된 스프링 장착 피스톤(74)을 가진 충전 챔버인, 도관 라인에서 펌핑이 용이하지 않은 물질을 공급하고 펌핑하기 위한 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 보상기(40)의 챔버 또는 챔버들(14; 70)은 유량이 많을 때 상기 도관 라인(28)으로부터 물질을 받아들이고, 유량이 적을 때 상기 도관 라인(28)으로 물질을 공급하는, 도관 라인에서 펌핑이 용이하지 않은 물질을 공급하고 펌핑하기 위한 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    2개 이상의 챔버(14)가 연합된 구성으로 배치되고, 각각의 챔버(14)는 독립적인 순서로 작동하도록 배치되어, 상기 도관 라인(28)에서 상기 펌핑이 용이하지 않은 물질의 안정적인 유동을 보장하는, 도관 라인에서 펌핑이 용이하지 않은 물질을 공급하고 펌핑하기 위한 시스템.
  9. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    각각의 챔버(14)는 상기 물질을 가압하기 위한 피스톤(18)을 포함하고, 상기 피스톤의 전방 또는 후방 운동은 상기 제어 시스템(60)에 의해 독립적으로 제어되고, 상기 제어 시스템은,
    제2 챔버의 피스톤이 정지되어 있는 동안 제1 챔버의 피스톤을 챔버 내에서 전방으로 운동시키고;
    상기 제1 챔버의 피스톤의 속도가 느려질 때 상기 제2 챔버의 피스톤의 운동을 개시하고;
    상기 제1 챔버의 피스톤이 후방으로 운동할 때 상기 제2 챔버의 피스톤을 챔버 내에서 전방으로 운동시키도록 작동가능한, 도관 라인에서 펌핑이 용이하지 않은 물질을 공급하고 펌핑하기 위한 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어 시스템(60)은 제3 챔버를 제어하도록 작동가능하고, 상기 제3 챔버의 피스톤의 스트로크는 상기 제1 및 제2 챔버의 피스톤의 스트로크와 중첩되는, 도관 라인에서 펌핑이 용이하지 않은 물질을 공급하고 펌핑하기 위한 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 보상기는 상기 도관 라인(28)에 통합 및/또는 장착되는, 도관 라인에서 펌핑이 용이하지 않은 물질을 공급하고 펌핑하기 위한 시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 챔버(14)는 챔버 벽(14a)의 내부를 세척하기 위하여 가압된 기체를 공급하는 세척 시스템(30)을 포함하거나 상기 세척 시스템(30)에 연결되는, 도관 라인에서 펌핑이 용이하지 않은 물질을 공급하고 펌핑하기 위한 시스템.
  13. 제1항에 있어서,
    가압된 기체를 공급하는 상기 세척 시스템(30)은 필요한 경우 또는 상기 챔버(14)에서의 스트로크 또는 피스톤 하중에 기초하여 활성화되는, 도관 라인에서 펌핑이 용이하지 않은 물질을 공급하고 펌핑하기 위한 시스템.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 메인 펌프(10)는 제4항, 제5항, 제8항, 제9항, 및 제10항 중 하나 이상의 항에 따른 충전 챔버(14)를 포함하는, 도관 라인에서 펌핑이 용이하지 않은 물질을 공급하고 펌핑하기 위한 시스템.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 도관 라인에서 펌핑이 용이하지 않은 물질을 공급하고 펌핑하기 위한 시스템은, 상기 도관 라인(28)의 내부를 윤활하기 위한 윤활 장치(90)를 포함하고, 상기 윤활 장치(90)는, 상기 제어 시스템(60)으로부터의 입력에 기초하거나 또는 미리 정해진 간격으로, 상기 보상기(40)로부터 윤활유를 받아들이고 상기 도관 라인(28)의 벽에 있는 개구(92)를 통해 윤활유를 공급하도록 구성되는, 도관 라인에서 펌핑이 용이하지 않은 물질을 공급하고 펌핑하기 위한 시스템.
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