NO822895L

NO822895L - VOLUMETRIC DIAGRAM PUMP FOR SUSPENSIONS OF TREATED PARTICLES

Info

Publication number: NO822895L
Application number: NO822895A
Authority: NO
Inventors: Enzo Capitani
Original assignee: Scumra
Priority date: 1981-08-27
Filing date: 1982-08-26
Publication date: 1983-02-28
Also published as: FR2512123A1; ES515261A0; OA07191A; DK382582A; AU8773482A; FI822968L; FI822968A0; GR76432B; FR2512123B1; FI822968A7; ES8306225A1; PT75468A; EP0074321A1; PT75468B

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en volumetrisk diafragmapumpe ment for transport av suspensjoner og mere spesielt suspensjoner inneholdende sprø partikler. The present invention relates to a volumetric diaphragm pump intended for the transport of suspensions and more particularly suspensions containing brittle particles.

Det er blant fagfolk kjent at diafragmapumper er den beste måte for transportering fra et punkt til et annet av suspensjoner inneholdende høye andeler faststoffer slik som f.eks. tykke slam, metallurgiske konsentrater, leire, papirmasser, pigmenter, osv. It is known among those skilled in the art that diaphragm pumps are the best way of transporting from one point to another suspensions containing high proportions of solids such as e.g. thick sludges, metallurgical concentrates, clays, paper pulps, pigments, etc.

Imidlertid er denne type pumpe ledsaget av mangler idet de er konstruert på en slik måte at under kompresjonsfasen virker diafragmaet hardt på partiklene som transporteres og som således kan knuses eller rystes, hvis de ikke har tilstrek-kelig mekanisk styrke. However, this type of pump is accompanied by shortcomings in that they are constructed in such a way that during the compression phase the diaphragm acts hard on the particles being transported and which can thus be crushed or shaken if they do not have sufficient mechanical strength.

Selv om opprettholdelse av den" fysikalske integritet for partiklene ved de aller fleste produkter som transporteres ved slike pumper ikke medfører problemer hverken på grunn av de høye kompresjonskrefter som utøves på partiklene eller fordi formen forandres eller fordi fordelingen ikke er av viktighet, gjelder dette ikke suspensjoner som inneholder sprø partikler slik som f.eks. korn av ionebytteharpikser som skal behandles med omhyggelighet for å unngå dannelse av såkalte finoppdelte stoffer som kan skade deres brukslevetid og driften av kolonnene som fylles med disse partikler. Although maintaining the "physical integrity" of the particles for the vast majority of products transported by such pumps does not cause problems either because of the high compression forces exerted on the particles or because the shape changes or because the distribution is not important, this does not apply to suspensions which contain friable particles such as, for example, grains of ion exchange resins that must be treated with care to avoid the formation of so-called finely divided substances that can damage their useful life and the operation of the columns filled with these particles.

Dette er grunnen til at foreliggende søkere har lett etterThis is the reason why the present applicants have been looking for

og perfeksjonert en pumpe der nedbrytning av sprø partikler i suspensjonen som transporteres, forhindres. and perfected a pump in which the breakdown of brittle particles in the suspension being transported is prevented.

Pumpen ifølge oppfinnelsen omfatter en diafragma som sepa-rerer et kontrollrom utstyrt med midler for å forskyve diafragmaet fra et overføringsrom inn i hvilket suspensjonen trekkes fra et materør under påvirkning av denne fortrengning, og deretter tvinges tilbake til et utslippsrør via ikke-retur ventiler, og karakteriseres ved at overføringsrommet strekker seg perpendikulært på planet av denne diafragma ved'et ytterligere rom, ved at utslippsrøret er anbragt i enden av nevnte rom lengst fra diafragmaet og at materøret er anbragt på den laterale vegg av rommet og ved at aksen strekker seg i en retning bort fra diafragmaet til et punkt fjernt fra horisontalplanet og passerer gjennom det laveste nivået for diafragmaet. The pump according to the invention comprises a diaphragm which separates a control chamber equipped with means for displacing the diaphragm from a transfer chamber into which the suspension is drawn from a feed pipe under the influence of this displacement, and then forced back to a discharge pipe via non-return valves, and is characterized by the fact that the transmission space extends perpendicular to the plane of this diaphragm by a further space, by the fact that the discharge pipe is placed at the end of said space farthest from the diaphragm and that the feed pipe is placed on the lateral wall of the space and by the axis extending in a direction away from the diaphragm to a point far from the horizontal plane and passes through the lowest level of the diaphragm.

Pumpen ifølge oppfinnelsen omfatter således på samme måte som hovedandelen av de konvensjonelle pumper en diafragma anordnet horisontalt mellom to rom. Ett av disse rom er kalt kontrollrommet, fordi det inneholder drivfluidet ved hjelp av hvilket diafragmaet forskyves og som er en væske eller en gass under trykk, tilført til rommet gjennom en ventil hvis åpning er kontrollert via en tidsbryter. Det andre rom er kalt overføringsrommet fordi det står i forbindelse både med materøret og utslippsrøret gjennom ikke-retur ventiler og, under påvirkning av diafragmaets forskyvning, sikrer passasje av suspensjon fra et av disse rør til det andre på følgende måte: når diafragmaet heves fra den nedre posi-sjon er det en økning i volumet i overføringsrommet som resulterer i et redusert trykk og som et resultat i åpning av mateventilen og lukning av tilbakestrømsventilen; en mengde suspensjon tilsvarende det volum som dannes innføres således i pumpen. Diafragmaet faller deretter tilbake til den opp-rinnelige lavere stilling og utøver et trykk på suspensjonen som overføres til tilbakeløpsventilen som åpnes og til inn-løpsventilen som lukkes; et volum suspensjon tilsvarende volumet som ble sluppet inn tvinges deretter ut av pumpen. Således omfatter hver full syklus av diafragmapumpen over-føring av et visst suspensjonsvolum og det er av denne grunn at pumpen kalles "volumetrisk". The pump according to the invention thus comprises, in the same way as the majority of the conventional pumps, a diaphragm arranged horizontally between two rooms. One of these rooms is called the control room, because it contains the driving fluid with the help of which the diaphragm is displaced and which is a liquid or a gas under pressure, supplied to the room through a valve whose opening is controlled via a timer. The second compartment is called the transfer compartment because it communicates both with the feed pipe and the discharge pipe through non-return valves and, under the influence of the displacement of the diaphragm, ensures the passage of suspension from one of these pipes to the other in the following way: when the diaphragm is raised from the lower position there is an increase in the volume in the transfer chamber which results in a reduced pressure and as a result in opening the feed valve and closing the return valve; an amount of suspension corresponding to the volume formed is thus introduced into the pump. The diaphragm then falls back to its original lower position and exerts a pressure on the suspension which is transmitted to the return valve which opens and to the inlet valve which closes; a volume of suspension equal to the volume admitted is then forced out by the pump. Thus, each full cycle of the diaphragm pump involves the transfer of a certain volume of suspension and it is for this reason that the pump is called "volumetric".

Under disse driftsbetingelser er det intet som forhindrer at partiklene i suspensjonen kommer i kontakt med diafragmaet og som et resultat kan underkastes en sjokkvirkning når diafragmaet faller tilbake, noe som kan medføre mer eller mindre betydelig disintegrering av partiklene. Under these operating conditions, there is nothing to prevent the particles in the suspension coming into contact with the diaphragm and as a result may be subjected to a shock action when the diaphragm falls back, which may cause more or less significant disintegration of the particles.

Søkeren har modifisert disse driftsbetingelser ved å' for-lenge overføringsrommet med et ytterligere rom eller kammer der i tilmåtings- eller utslippsrørledninger er anordnet slik at partiklene i suspensjonen permanent er atskilt fra hele diafragmaoverflaten ved hjelp av et sjikt av en klar væske og i stand til dekantering under fyllefasen for pumpen. The applicant has modified these operating conditions by extending the transfer space with an additional room or chamber in which forcing or discharge pipelines are arranged so that the particles in the suspension are permanently separated from the entire diaphragm surface by means of a layer of a clear liquid and capable of decanting during the filling phase for the pump.

Ekstrarommet kan innta en hvilken som helst form. Imidlertid er en viss symmetri i forhold til aksen loddrett på diafragmaet ønskelig. Således er generatrisene for den laterale overflate fortrinnsvis parallelle med diafragma-aksen og kan ha en hvilken som helst kontur av kvadratisk, rektangulær, sirkulær eller lignende form. For enkelhetens skyld er diafragmaet vanligvis en skive med sirkulær form, noe som gir rommet en sylindrisk form. I tillegg kan sylinderen gis et tverrsnitt der omkretsen er lik"diafragmaet. Rommet kan være variabelt hva høyden angår. For imidlertid å oppnå de ønskede resultater finnes det en minimal høyde lik tre ganger forsyningen av diafragmaet på midten. The extra room can take any shape. However, a certain symmetry in relation to the axis perpendicular to the diaphragm is desirable. Thus, the generatrices for the lateral surface are preferably parallel to the diaphragm axis and may have any contour of square, rectangular, circular or similar shape. For simplicity, the diaphragm is usually a disc of circular shape, giving the chamber a cylindrical shape. In addition, the cylinder can be given a cross-section where the circumference is equal to the "diaphragm. The space can be variable as regards the height. However, in order to achieve the desired results, there is a minimum height equal to three times the supply of the diaphragm in the middle.

Røret som mater ekstrarommet strekker seg vanligvis gjennom en ikke-retur ventil i sideveggen i en retning bort fra diafragmaet og har vanligvis en vinkel på mindre enn 60° mot vertikalaksen. The pipe feeding the extra space usually extends through a non-return valve in the side wall in a direction away from the diaphragm and usually has an angle of less than 60° to the vertical axis.

Det punktet der røraksen.munner ut befinner seg i en avstand fra horisontalplanet gjennom det laveste nivå av diafragmaet minst lik fortrengningen av diafragmaet mellom de ekstreme posisjoner. The point where the pipe axis opens is at a distance from the horizontal plane through the lowest level of the diaphragm at least equal to the displacement of the diaphragm between the extreme positions.

Utslippsrøret er forbundet med en ikke-retur ventil til enden av det ytterligere rom lengst fra diafragmaet for å gi en bedre partikkelstrømning. The discharge pipe is connected by a non-return valve to the end of the additional chamber furthest from the diaphragm to provide a better particle flow.

Diameteren for de to rør avhenger av strømningshastigheten for suspensjonen som skal behandles og også av pumpedimensjo-nene. The diameter of the two pipes depends on the flow rate of the suspension to be treated and also on the pump dimensions.

Når installeringen startes opp, er det nødvendig å fylle rommet riktig og således være i stand til å fjerne luft som ikke kan slippe ut på grunn av tilbakeløp. En lufte-ventil er anbragt i sideveggen i rommet nær diafragmaet for å kunne gjennomføre dette. When the installation is started, it is necessary to fill the room correctly and thus be able to remove air that cannot escape due to backflow. A vent valve is placed in the side wall of the room near the diaphragm to be able to do this.

Fylling kan gjennomføres med deionisert vann eller med suspensjon som omhyggelig er dekantert for å danne et sjikt av klar væske som kommer i kontakt med diafragmaet. Filling can be accomplished with deionized water or with suspension carefully decanted to form a layer of clear liquid contacting the diaphragm.

Når diafragmaet i drift heves, etterlates et tomt rom som umiddelbart fylles med et tilsvarende suspensjonsvolum. De faste partikler som har en høyere densitet enn væsken strøm-mer mot bunnen av det ytterligere rom, mens væskefasen flyter over, eventuelt i blanding med tidligere innført vann. Det ytterligere rom inneholder således" et suspensjonsvolum hvorpå • det befinner seg et volum av klar væske. When the diaphragm in operation is raised, an empty space is left which is immediately filled with a corresponding volume of suspension. The solid particles which have a higher density than the liquid flow towards the bottom of the additional space, while the liquid phase overflows, possibly in a mixture with previously introduced water. The additional space thus contains a suspension volume on which there is a volume of clear liquid.

Når diafragmaet faller tilbake, utøver det trykk på partiklene gjennom volumet av klar væske, noe som resulterer i åpning av tilbakeløpsventilen og i utslipp av et volum suspensjon tilsvarende det volum som ble fortrengt av diafragmaet. Deretter heves diafragmaet igjen og tillater tilførsel av ytterligere et volum av suspensjon, isolert fra diafragmaet ved volumet av klar væske. Således kommer partiklene aldri i direkte kontakt med membranet og enhver risiko for nedbrytning av partiklene er eliminert. As the diaphragm falls back, it exerts pressure on the particles through the volume of clear liquid, resulting in the opening of the check valve and in the discharge of a volume of suspension equal to the volume displaced by the diaphragm. The diaphragm is then raised again allowing the delivery of a further volume of suspension, isolated from the diaphragm by the volume of clear liquid. Thus, the particles never come into direct contact with the membrane and any risk of breakdown of the particles is eliminated.

Oppfinnelsen skal forklares bedre under henvisning til den ledsagende tegning som skjematisk og ufullstendig viser diafragmapumpen representert ved diafragmaet 1 der fortrengningen oppnås ved et fluid under trykk, tilført i pilretningen 2 og begrenset av et sete 3 utstyrt med en åpning 4. Under setet befinner seg det ytterligere rom 5 i henhold til oppfinnelsen. Dette er sylindrokonisk i form og på sideveggen utstyrt med en luftekanal 6 med ventil 7, ment for fjerning av luft, en suspensjonsmaterør 8 utstyrt med en ventil 9 samt et utløps- The invention shall be better explained with reference to the accompanying drawing which schematically and incompletely shows the diaphragm pump represented by the diaphragm 1 where the displacement is achieved by a fluid under pressure, supplied in the direction of the arrow 2 and limited by a seat 3 equipped with an opening 4. Below the seat there is further room 5 according to the invention. This is cylindroconical in shape and equipped on the side wall with an air duct 6 with valve 7, intended for the removal of air, a suspension feed pipe 8 equipped with a valve 9 and an outlet

rør 10 utstyrt med en ventil 11.pipe 10 equipped with a valve 11.

Det ytterligere rom er fra topp til bunn fylt med et sjiktThe additional space is filled from top to bottom with a layer

av klar væske 12 og et suspensjonsvolum 13.of clear liquid 12 and a suspension volume 13.

Oppfinnelsen skal illustreres ved følgende eksempel:The invention shall be illustrated by the following example:

En pumpe med et neoprendiafragma med diameter 4 00 mm og et sete utstyrt med en sirkulær åpning med diameter 100 mm og drevet av en trykkluftkilde (6 bar) ble utstyrt med et sylindrokonisk rom med en diameter tilsvarende det for diafragmaet, en sylinderhøyde på 500 mm og en konisk høyde på 300 mm og utstyrt med to 100 mm rør, et materør som var skrådd i 60° i forhold til vertikalaksen og hvis akse munner ut 300 mm fra planet gjennom diafragmaet nederste nivå, den andre ver-tikalt anbragt i konens bunn. En luftspylteventil med diameter 15 mm var anordnet i diafragmasetets nivå. A pump with a neoprene diaphragm of diameter 400 mm and a seat equipped with a circular opening of diameter 100 mm and driven by a source of compressed air (6 bar) was equipped with a cylindroconical chamber with a diameter corresponding to that of the diaphragm, a cylinder height of 500 mm and a conical height of 300 mm and equipped with two 100 mm tubes, one feed tube which was inclined at 60° in relation to the vertical axis and whose axis exits 300 mm from the plane through the diaphragm's lowest level, the other vertically placed in the bottom of the cone . An air flushing valve with a diameter of 15 mm was arranged at the level of the diaphragm seat.

Pumpen ble matet med en suspensjon av harpikskorn med en tilsynelatende densitet på 1140 g/l hvori forholdet mellom faststoff og væske var lik 1:2 på volumbasis. Pumpen ga et volum på 4 liter pr. syklus og var anordnet for å fullføre 600 sykler pr. time i regulær rytme. Grenseflaten mellom klar væske og suspensjon forble på nivået for sideveggs-lufteventilen. The pump was fed with a suspension of resin granules with an apparent density of 1140 g/l in which the ratio of solid to liquid was equal to 1:2 on a volume basis. The pump gave a volume of 4 liters per cycle and was arranged to complete 600 cycles per hour in a regular rhythm. The interface between clear liquid and suspension remained at the level of the sidewall vent.

Det ble funnet at prosentandelen finoppdelte stoffer i suspensjonen før og etter passasje gjennom pumpen ikke undergikk noen forandring. It was found that the percentage of finely divided substances in the suspension before and after passage through the pump did not undergo any change.

Oppfinnelsen er anvendbar på behandling av suspensjoner der de faste partikler er sprø og tettere enn den flytende fase. Spesielt skal nevnes behandling av korn av ionebytteharpikser i forbindelse med fikserings- eller elueringsinnretninger av kolonnetypen. The invention is applicable to the treatment of suspensions where the solid particles are brittle and denser than the liquid phase. Particular mention should be made of the treatment of grains of ion-exchange resins in connection with column-type fixation or elution devices.

Claims

1. Volumetric diaphragm pump for transporting suspensions containing friable particles and comprising a control chamber equipped with means for displacing the diaphragm and a transfer chamber to which the suspension is withdrawn from a pipeline under the influence of the displacement and forced to a discharge pipe through non-return valves, characterized by that the transfer chamber is extended vertically on the diaphragm plane by a further chamber, that the discharge tube is located at the end of the further chamber farthest from the diaphragm, that the feed pipe is located on the side wall of the further chamber and that the axis extends in a direction away from the diaphragm to a point far from the horizontal plane, through the lowest level of the diaphragm.

2. Pump according to claim 1, characterized in that the additional space is a cylinder whose cross-section is equal to the cross-section of the diaphragm.

3. Pump according to claim 1, characterized in that the additional space has a height that is three times greater than the movement distance for the diaphragm in the middle.

4. Pump according to claim 1, characterized in that the axial direction of the feed pipe forms an angle of less than 60° with the vertical axis.

5. Pump according to claim 1, characterized in that the feed tube axis extends to a point located at a distance from the horizontal plane through the lowest level of the diaphragm which is at least equal to the movement of the diaphragm between the end positions.