NO149146B

NO149146B - PUMP SYSTEM FOR PLACING IN EXPLOSIBLE AREAS ON BOARD IN TANKSHIP.

Info

Publication number: NO149146B
Application number: NO813688A
Authority: NO
Inventors: Roald A Stephansen
Original assignee: Patents & Dev As
Priority date: 1981-11-02
Filing date: 1981-11-02
Publication date: 1983-11-14
Also published as: NO813688L; WO1983001660A1; NO149146C

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører et pumpesystem for plassering i eksplosjonsfårlig område ombord i et tankskip, omfattende to tandem-pumper, hvorav en første pumpe som er neddykket i lasten i en lastetank drives av en hydraulisk motor via en kort aksel som gjennomløper et trykkmediumstyrt dreneringskammer, mens en annen pumpe som er frittliggende i det eksplosjonsfårlige område drives av en elektrisk motor via en kort aksel som gjennomløper et trykkmediumstyrt dreneringskammer, hvilken motor er forsynt med et omsluttende hus som gjennomstrømmes av væske. The present invention relates to a pump system for placement in a potentially explosive area on board a tanker, comprising two tandem pumps, of which a first pump which is immersed in the cargo in a cargo tank is driven by a hydraulic motor via a short shaft which passes through a pressure medium-controlled drainage chamber, while another pump which is detached in the potentially explosive area is driven by an electric motor via a short shaft which passes through a pressure medium-controlled drainage chamber, which motor is provided with an enclosing housing through which liquid flows.

Med uttrykket "eksplosjonsfårlig område" skal man særlig forstå tankskipets dekksområde over skipets lastetanker. Imidlertid vil man ha et tilsvarende eksplosjonsfarlig område også The term "explosive area" is to be understood in particular as the tanker's deck area above the ship's cargo tanks. However, you will also have a corresponding explosive area

i de såkalte pumperom i slike tilfeller hvor den annen pumpe er plassert i et slikt rom. in the so-called pump room in such cases where the other pump is located in such a room.

Den nevnte første pumpe, som er neddykket i lasten og som drives av hydraulisk motor, er fortrinnsvis av den utførelse som er vist og beskrevet i NO-PS 123.115. Den nevnte første pumpe av den foretrukne utførelse er spesielt beskyttet mot innblanding av lastmedium i pumpens drivmedium henholdsvis mot innblanding av drivmedium i lastmediet, kontrollert via det trykkmediumstyrte dreneringskammer samt en samvirkende trykkmediumstyrt "kofferdam" eller vernekammer. I praksis har man med en slik løsning kunnet transportere aggressive og far-lige laster eller på annen måte problemfylte laster på sikker måte med så å si 100% atskillelse av lastmediet og drivmediet. The aforementioned first pump, which is submerged in the cargo and which is driven by a hydraulic motor, is preferably of the design shown and described in NO-PS 123.115. The aforementioned first pump of the preferred embodiment is particularly protected against mixing of load medium in the pump's drive medium, respectively against mixing of drive medium in the load medium, controlled via the pressure medium-controlled drainage chamber as well as a cooperating pressure medium-controlled "case dam" or protection chamber. In practice, with such a solution it has been possible to transport aggressive and dangerous loads or loads full of problems in another way in a safe way with, so to speak, 100% separation of the load medium and the drive medium.

Den nevnte annen pumpe, som er plassert på skipets dekk (som generelt kan utgjøre eksplosjonsfarlig område) og som drives av en elektrisk motor, er særlig utsatt for eksplosjonsfare, idet det i forbindelse med motoren og dennes elektriske forbindelser har lett for å oppstå gnistdannelser som kan antenne gassene i det eksplosjonsfarlige område og særlig gasser som har trengt inn i eller er dannet i den elektriske motor. The aforementioned second pump, which is located on the ship's deck (which can generally constitute an explosive area) and which is driven by an electric motor, is particularly exposed to the risk of explosion, as in connection with the motor and its electrical connections it is easy for sparks to occur which can ignite the gases in the potentially explosive area and especially gases that have penetrated or are formed in the electric motor.

Det er kjent systemer til å beskytte en elektrisk drevet motor mot eksplosjonsfarlige gasser, ved å fylle elektromotorens hus med inertgass for derved å hindre at eksplosjonsfarlige gasser skal trenge inn i og fylle motorhuset. Det henvises f.eks. til US-PS 2.911.919, hvor det benyttes inertgass under trykk og et tilhørende, ganske omfattende kontrollutstyr til å sikre at inertgasseas trykk overstiger trykket i tilstøtende trykksoner. ,Så lenge motorhuset med tilhørende tetninger er relativt tette og så lenge kontrollutstyret er fullt intakt, har man mulighet for å opprettholde den ønskede inertgass-atmosfære i motorhuset, men etter en tids bruk har det tendens til å oppstå lekkasje med relativt stort forbruk av inertgass. There are known systems to protect an electrically driven motor against explosive gases, by filling the electric motor housing with inert gas to thereby prevent explosive gases from entering and filling the motor housing. It is referred to e.g. to US-PS 2,911,919, where inert gas is used under pressure and an associated, rather extensive control equipment to ensure that the inert gas's pressure exceeds the pressure in adjacent pressure zones. ,As long as the motor housing with associated seals is relatively tight and as long as the control equipment is fully intact, it is possible to maintain the desired inert gas atmosphere in the motor housing, but after a period of use, leakage tends to occur with a relatively large consumption of inert gas .

Det er også kjent systemer til å beskytte en elektrisk drevet motor ved å la motoren omsluttes av smøreolje eller hydraulisk væske (olje), for derved å smøre lagre og tetninger og for å skaffe omgivelser med høy dielektrisitet, i tillegg til den tilsiktede beskyttelse mot inntrengning av et fremmed medium, såsom lastmedium, i motoren og dennes tilstøtende deler. Det kan f.eks. henvises til US-PS 3.304.877 som viser en sats av pumpe og motor neddykket i selve pumpemediet, hvor det sir-kuleres en hydraulisk olje fra pumpens egen drivmotor i pumpehuset for å hindre at lastmedium skal lekke innad til motorens stator og rotor og andre tilstøtende deler. Systems are also known to protect an electrically driven motor by encasing the motor in lubricating oil or hydraulic fluid (oil), thereby lubricating bearings and seals and providing a high dielectric environment, in addition to the intended protection against ingress. of a foreign medium, such as load medium, in the engine and its adjacent parts. It can e.g. refer to US-PS 3,304,877 which shows a batch of pump and motor immersed in the pump medium itself, where a hydraulic oil is circulated from the pump's own drive motor in the pump housing to prevent the load medium from leaking inward to the motor's stator and rotor and other adjacent parts.

Med den foreliggende oppfinnelse tar man sikte på en særlig enkel og driftssikker løsning som er muliggjort ved kombinasjonen av den nevnte første, hydraulisk drevne pumpe og den annen, elektrisk drevne pumpe. The present invention aims at a particularly simple and reliable solution which is made possible by the combination of the aforementioned first, hydraulically driven pump and the second, electrically driven pump.

Pumpesystemet ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at huset gjennomstrømmes av hydraulisk trykkmedium som tilføres fra returledningen fra den første pumpes hydrauliske motor. The pump system according to the invention is characterized by the fact that hydraulic pressure medium flows through the housing which is supplied from the return line from the first pump's hydraulic motor.

Ved ifølge oppfinnelsen å anvende den første pumpes drivmedium, som leveres fra den hydrauliske motors returside, som sirkulerende beskyttelsesmedium for den annen pumpes elektriske motor kan man oppnå et enkelt og effektivt anlegg med rikelig tilgang på beskyttelsesmedium og derved med en effektiv sirkula-sjon iden elektriske motors motorhus, uten særlige kontroll-midler. By using, according to the invention, the first pump's drive medium, which is delivered from the hydraulic motor's return side, as a circulating protective medium for the second pump's electric motor, a simple and efficient installation can be achieved with ample access to protective medium and thereby with an effective circulation while the electrical motor's engine housing, without special means of control.

Ved å benytte en første pumpe av den type som er vist og beskrevet i NO-PS 123.115, kan man sikre seg at returoljen fra den første pumpes hydrauliske motor er fri for innblandet lastmedium. By using a first pump of the type shown and described in NO-PS 123.115, you can ensure that the return oil from the first pump's hydraulic motor is free of mixed load medium.

Det foretrekkes imidlertid at den annen pumpes motorhus However, it is preferred that the other is pumped motor housing

er innskutt i en grenledning fra returledningen fra den første pumpes hydrauliske motor, med en tilbakeslagsventil anordnet i grenledningens tilløpsdel, mens det i en del av returledningen, som løper parallelt med grenledningen, er innskutt en trykkreguleringsventil. is inserted into a branch line from the return line from the first pump's hydraulic motor, with a non-return valve arranged in the inlet part of the branch line, while a pressure regulating valve is inserted in part of the return line, which runs parallel to the branch line.

Ved hjelp av den parallellkoplete grenledning gjennom motorhuset på den annen pumpe med deler av returledningen fra den første pumpes hydrauliske motor, kan man fordele retur- By means of the parallel-connected branch line through the motor housing of the second pump with parts of the return line from the first pump's hydraulic motor, you can distribute the return

oljen på passende måte til motorhuset i den første pumpe. Ved å plassere en tilbakeslagsventil i nevnte grenledning, kan man danne sperre for slitasjestøv og annen forurensning fra den annen pumpes motorhus til motorhuset på den første pumpe. Tilsvarende kan sikkerhetsventilen i den parallellkoplete del av returledningen danne en tilsvarende sperre mot overføring av slitasjestøv fra motorhuset i den annen pumpe til motorhuset i den første pumpe, samtidig som man regulerer en passende mengde av den disponible returolje i kortsluttet løp utenom den annen motors motorhus. the oil appropriately to the motor housing of the first pump. By placing a non-return valve in said branch line, a barrier can be formed for wear dust and other contamination from the motor housing of the second pump to the motor housing of the first pump. Correspondingly, the safety valve in the parallel-connected part of the return line can form a corresponding barrier against the transfer of wear dust from the motor housing in the second pump to the motor housing in the first pump, while at the same time regulating an appropriate amount of the available return oil in a short-circuited run outside the motor housing of the second motor.

Ytterligere trekk ved oppfinnelsen vil fremgå av den etterfølgende beskrivelse under henvisning til den medfølgende tegning som viser et skjematisk riss av pumpesystemet ifølge oppfinnelsen. Further features of the invention will be apparent from the following description with reference to the accompanying drawing which shows a schematic outline of the pump system according to the invention.

Ved bunnen 10 av en skipstank 11 er det neddykket en At the bottom 10 of a ship's tank 11, there is a submerged one

første pumpe 12 som drives av en hydraulisk motor 13 via en forholdsvis kort drivaksel 14. Motoren 13 med drivakselens 14 lågere (ikke vist) er opptatt i et motorhus 15 (vist med strekete linjer). Like nedenfor motorhuset er det antydet et dreneringskammer 16 mellom motorhuset 15 og et pumpehus 17 som omslutter en pumperotor 12a på drivakselens 14 nedre ende. Fra pumpehuset 17 løper det oppad til skipets dekk 18 en pumpeledning 19. Fra dreneringskammeret 16 løper det oppad omkring motorhuset 15 et vernekammer 20 (kofferdam) med en ledningsforbindelse 21 parallelt med pumpeledningen 19 til skipets dekk 18. For oversiktens skyld er den hydrauliske motors tilførselsledning (høytrykksledning) 22 og tilsvarende dens returledning (lavtrykks- first pump 12 which is driven by a hydraulic motor 13 via a relatively short drive shaft 14. The motor 13 with the drive shaft 14 lower (not shown) is occupied in a motor housing 15 (shown with dashed lines). Just below the motor housing, a drainage chamber 16 is suggested between the motor housing 15 and a pump housing 17 which encloses a pump rotor 12a on the lower end of the drive shaft 14. From the pump housing 17, a pump line 19 runs upwards to the ship's deck 18. From the drainage chamber 16, a protective chamber 20 (sump dam) runs upwards around the engine housing 15 with a line connection 21 parallel to the pump line 19 to the ship's deck 18. For the sake of clarity, the hydraulic motor's supply line (high-pressure line) 22 and correspondingly its return line (low-pressure

ledning) 23 vist i et frittliggende opplegg, men i praksis foretrekkes det at tilførselsledningen 22 løper sentralt innvendig i returledningen 23, mens returledningen 23 på sin side løper innvendig i ledningsforbindelsen 21 til skipets dekk. line) 23 shown in a detached arrangement, but in practice it is preferred that the supply line 22 runs centrally inside the return line 23, while the return line 23 in turn runs inside the line connection 21 to the ship's deck.

Den viste pumpe 12 kan være utformet tilsvarende som vist og beskrevet i NO-PS 123.115, både med hensyn til konstruksjon og virkemåte. The shown pump 12 can be designed similarly to that shown and described in NO-PS 123.115, both with regard to construction and operation.

Ved skipets dekk 18 er pumpeledningen 19 og ledningsforbindelsen 21 med tilhørende ledninger 22, 23 ført gjennom dekket via et hode 24 hvorfra pumpeledningen 19 løper med en ledningsstump 19a til innløpet 2 5 til en annen pumpe 26 (booster-pumpe) anbrakt på skipets dekk mens ledningsforbindelsen 21 via en ledningsstump 21a leder til et passende utløp på dekk eller i passende avstand over og/eller utenfor dekk. Fra pumpen 26 løper det en pumpeledning 27 videre til et passende (ikke vist) av-leveringssted utenfor skipet. Det er antydet en første trykkbryter 28 i ledningsstumpen 19a foran pumpen 26 og en annen trykkbryter 29 i ledningen 2 7 fra pumpen 26. At the ship's deck 18, the pump line 19 and the line connection 21 with associated lines 22, 23 are led through the deck via a head 24 from which the pump line 19 runs with a line stub 19a to the inlet 25 of another pump 26 (booster pump) placed on the ship's deck while the cable connection 21 via a cable stub 21a leads to a suitable outlet on deck or at a suitable distance above and/or outside the deck. From the pump 26, a pump line 27 continues to a suitable (not shown) delivery point outside the ship. It is indicated a first pressure switch 28 in the line stub 19a in front of the pump 26 and a second pressure switch 29 in the line 27 from the pump 26.

Den nevnte andre pumpen 26 har en pumperotor 26a som drives via en kort aksel 31 fra en elektrisk motor 30. Motoren 30 med deler av akselen 31 og tilhørende lågere 32 er opptatt i et motorhus 33. Mellom motorhuset 33 og pumpens 26 hus 34 er det anordnet et dreneringskammer 35 som er avtettet spesielt ved akselen 31 mot så vel pumpehuset som mot motorhuset. Ved hjelp av en trykkovervåkingsanordning 36 (strekete linjer) sørger man for et passende trykkfall fra motorhuset og pumpehuset til dreneringskammeret 35. The mentioned second pump 26 has a pump rotor 26a which is driven via a short shaft 31 from an electric motor 30. The motor 30 with parts of the shaft 31 and associated bearings 32 is occupied in a motor housing 33. Between the motor housing 33 and the pump 26 housing 34 there is arranged a drainage chamber 35 which is sealed especially at the shaft 31 against both the pump housing and the motor housing. With the help of a pressure monitoring device 36 (dashed lines), a suitable pressure drop from the motor housing and the pump housing to the drainage chamber 35 is ensured.

I det viste utførelseseksempel er motorhuset 33 i hele lengden av motorens rotor og et stykke bakenfor motorens rotor omsluttet av en ekstra beskyttelseskappe 37 som avgrenser strøm-ningspassasje 38 fra motorhusets 33 innerhulrom 39 til et utløps-kammer 40 hvorfra det løper en øvre utløpsledning 41 til returledningens 2 3 nedstrømsende, mens det fra returledningens 23 oppstrømsende løper en grenledning 42 til bunnen av motorhuset 33 foran kappen 37. I grenledningen 42 er det innskutt en tilbakeslagsventil 43 som hindrer lavtrykks hydraulikolje å renne tilbake til den første pumpes hydrauliske motor. På tilsvarende måte er det i den paralleltløpende del 23a av returledningen 23 innskutt en trykkreguleringsventil 44 som hindrer lavtrykks hydraulikolje å renne tilbake til den første pumpes hydrauliske motor. Ved hjelp av ventilen 4 4 kan man fastlegge et trykk som kan sikre at returoljen strømmer i tilstrekkelig mengde med et dertil avpasset trykk gjennom motorhuset 33 og via utløpsled-ningen 41 til trykkavlastningskilden som er vist i form av en oljetank 45. Like foran innløpet til tanken 45 er det anbrakt en termostatstyrt oljekjøler 46 med et tilhørende filter 47. In the embodiment shown, the motor housing 33 along the entire length of the motor's rotor and a section behind the motor's rotor is enclosed by an additional protective cover 37 which delimits the flow passage 38 from the motor housing 33's inner cavity 39 to an outlet chamber 40 from which an upper outlet line 41 runs to the downstream end of the return line 2 3, while a branch line 42 runs from the upstream end of the return line 23 to the bottom of the motor housing 33 in front of the casing 37. In the branch line 42, a non-return valve 43 is inserted which prevents low-pressure hydraulic oil from flowing back to the first pump's hydraulic motor. In a similar way, a pressure regulating valve 44 is inserted in the parallel running part 23a of the return line 23 which prevents low-pressure hydraulic oil from flowing back to the first pump's hydraulic motor. With the help of the valve 4 4, a pressure can be determined which can ensure that the return oil flows in sufficient quantity with a suitable pressure through the engine housing 33 and via the outlet line 41 to the pressure relief source which is shown in the form of an oil tank 45. Just in front of the inlet to a thermostatically controlled oil cooler 46 with an associated filter 47 is placed in the tank 45.

Til tanken er det for øvrig tilkoplet en gassdetektor 48, en nivåbryter 49 og en temperaturbryter 50. A gas detector 48, a level switch 49 and a temperature switch 50 are also connected to the tank.

Fra tankens nedre parti løper en ledning 51 via en sikkerhetsventil 52 til en sats av pumper 53 med en tilhørende trykkreguleringsventil 54. Fra ventilen 54 løper en overstrømnings-ledning 55 tilbake til tanken 45, idet det i ledningen 55 er innskutt en tilbakeslagsventil 56. Fra ventilen 54 løper høy-trykksledningen 22 via en sikkerhetsventil 58 til en mengde-reguleringsventil 59 og fra ventilen 59 direkte til motoren 13 i den første pumpe 12. Mengdereguleringsventilen 59 er i det viste utførelseseksempel anbrakt inne i beskyttelseskappens 37 utløpskammer 40. Fra ventilen 59 løper en lavtrykks-grenledning 60 tilbake til returledningen 23. From the lower part of the tank, a line 51 runs via a safety valve 52 to a set of pumps 53 with an associated pressure control valve 54. From the valve 54, an overflow line 55 runs back to the tank 45, as a non-return valve 56 is inserted into the line 55. From the valve 54 runs the high-pressure line 22 via a safety valve 58 to a quantity control valve 59 and from the valve 59 directly to the motor 13 in the first pump 12. In the embodiment shown, the quantity control valve 59 is placed inside the outlet chamber 40 of the protective cover 37. From the valve 59 runs a low-pressure branch line 60 back to the return line 23.

Ved kombinasjonen av den hydraulisk drevne første pumpe By combining the hydraulically driven first pump

12 og den elektrisk drevne annen pumpe 26 oppnår man den fordel å kunne anvende det lavtrykks (retur-) hydraulikmedium fra den første pumpes drivmotor som beskyttelsesvæske for den annen pumpe. I og med at pumpene 12 og 26 skal drives i tandem kan man sikre en konstant tilførsel av sirkulerende beskyttelsesvæske til beskyttelse av den elektrisk drevne, andre motor, 12 and the electrically driven second pump 26, one obtains the advantage of being able to use the low-pressure (return) hydraulic medium from the first pump's drive motor as protective fluid for the second pump. As the pumps 12 and 26 are to be operated in tandem, a constant supply of circulating protective liquid can be ensured to protect the electrically driven, second motor,

så lenge den første pumpes drivmotor er i drift. Selv etter at den første pumpes drivmotor måtte være satt ut av drift er det sikret beskyttelsesvæsken på plass i den annen pumpes motorhus . as long as the first pump's drive motor is operating. Even after the first pump's drive motor had to be taken out of service, the protective fluid is secured in place in the second pump's motor housing.

Ved hjelp av prinsippene for å hindre sammenblanding av lastmedium og drivmedium i forbindelse med den nedre pumpe (basert på løsningen ifølge NO-PS 123.115) og ved hjelp av et liknende prinsipp ved dreneringskammeret i forbindelse med den annen pumpe, kan man holde drivmediet og lasten atskilt fra hverandre ved hjelp av forholdsvis enkle midler og med bruk av enkle kontrolltiltak. Samtidig oppnår man en særlig lettvint og effektiv beskyttelse av den annen pumpes elektriske drivmotor mot eksplosjonsfare, så vel i driftstilstand som under oppstarting henholdsvis under avslutning av pumpingen. By means of the principles to prevent mixing of load medium and drive medium in connection with the lower pump (based on the solution according to NO-PS 123.115) and by means of a similar principle in the drainage chamber in connection with the other pump, the drive medium and the load can be kept separated from each other using relatively simple means and with the use of simple control measures. At the same time, a particularly easy and effective protection of the second pump's electric drive motor against the risk of explosion is achieved, both in operating condition and during start-up or during termination of pumping.

Claims

1. Pump system for placement in an explosive area on board a tanker, comprising two tandem pumps (12, 26), of which a first pump (12) which is immersed in the cargo in a cargo tank (11) is driven by a hydraulic motor (13) via a short shaft (14) which passes through a pressure medium-controlled drainage chamber (16), while another pump (26) which is detached in the potentially explosive area is driven by an electric motor (30) via a short shaft (31) which passes through a pressure medium-controlled drainage chamber (35), which motor is provided with an enclosing housing (33) through which liquid flows, characterized by that the housing (33) is flowed through by hydraulic pressure medium which is supplied from the return line (23) from the first pump's (12) hydraulic motor (13).

2. Pump system in accordance with claim 1, characterized by that the motor housing (33) of the second pump (26) is inserted into a branch line (42) from the return line (23) from the hydraulic motor (13) of the first pump (12), with a non-return valve (43) arranged in the inlet part of the branch line, while in a part (23a) of the return line (23), which runs parallel to the branch line (42), a pressure regulating valve (44) is inserted.