NO20093517A1 - Pumpeinnretning - Google Patents

Abstract

Pumpeinnretning som gir trykksatt fluid i en fluidkrets hvor fluidkretsen er i kontakt med et fluidbehandlingsapparat og hvor en del av fluidet som passerer gjennom fluidkretsen passerer gjennom fluidbehandlingsapparatet og en gjenværende del av fluidet som passerer gjennom fluidkretsen returneres til pumpeinnretningen via en tilbakeføringslinje. Pumpeinnretningen består av en første stempelenhet som er anordnet for vekselvirkende bevegelse i en første sylinderenhet med et drivstag som har en ende forbundet med den første sylinderenheten og den andre enden drevet av en kraftkilde. Bevegelsesretningen av den første stempelenheten i den første sylinderenheten kan reverseres på en vilkårlig posisjon. Den første sylinderenheten har et indre som er delt i to deler med en delevegg hvor et stempel er plassert i hver av delene slik at hver av delene deles i et endekammer og et midtre kammer. Hver av disse stemplene er festet til hver ende av en stempelstang som passerer gjennom deleveggen og de midtre kamrene, og hvor stempelstangen og de to stemplene utgjør den første stempelenheten. Hver av endekamrene har et innløp for lavtrykksfluid inn i endekammeret og et utløp for fluid inn i fluidkretsen. Hver av de midtre kamrene har en åpning for fluidstrømning ut av og inn i det midtre kammeret. Pumpeinnretningen inkluderer også en strømningsreguleringsenhet som står i forbindelse med endekamrene i den første sylinderenheten og hvor operasjonsposisjonene til strømningsreguleringsenheten er styrt av trykkdifferansen mellom endekamrene, og hvor disse operasjonsposisjonene styrer fluidstrømning inn i og ut av hver av midtkamrene. Når den første sylinderenheten beveger seg med en økende del av stempelstangen inn i et av de midtre kamrene, sa ekspanderer dette kammeret mens volumet av endekammeret på den andre siden av stempelet som deler endekammeret fra det midtre kammeret reduseres. Samtidig reduseres det andre midtre kammeret i den første sylinderenheten ekspanderer. Den resulterende trykkdifferansen mellom det minkende endekammeret og det ekspanderende endekammeret plasserer strømningsreguleringsenheten i en operasjonsposisjon som tillater at fluidstrømmen fra tilbakeføringslinja ledes inn i det ekspanderende midtkammeret og etablerer en fluidstrømning av trykksatt fluid i fluidkretsen mellom det reduserende endekammeret og det ekspanderende midtkammeret. Samtidig sikrer denne operasjonsposisjonen av strømningsreguleringsenheten at fluid slippes ut fra det reduserende midtkammeret mens lavtrykksfluid slippes inn i det ekspanderende endekammeret fra et reservoar.

Description

Oppfinnelsen vedrører en pumpeinnretning for å levere trykksatt fluid i en fluidledning, der fluidledningen er i fluidforbindelse med et

fluidbehandlingsapparat i henhold til innledningen i krav 1.

En del av fluidet føres gjennom fluidbehandlingsapparatet og en gjenværende andel av fluidet føres tilbake til pumpeinnretningen gjennom en tilbakeføringslinje.

En del av fluidet som behandles i fluidbehandlingsapparatet kan resultere i et renset fluid, mens en del av fluidet føres tilbake til pumpeinnretningen gjennom tilbakeføringslinj a.

Fluidbehandlingsapparatet kan omfatte et filter eller en membran. I en utforming av oppfinnelsen kan fluidbehandlingsapparatet brukes i en omvendt osmoseprosess.

Pumpeinnretninger for å levere trykksatt fluid til et fluidbehandlingsapparat er tidligere kjent.

US 5462414 beskriver en pumpeinnretning spesielt egnet for omvendt osmoseprosesser. Pumpeinnretningen leverer trykksatt tilførselsfluid til en semipermeabel membran. En del av dette fluidet passerer gjennom membranen og et renset fluid ledes ut fra membranen. Det gjenværende fluidet passerer forbi membranen og ledes tilbake til pumpeinnretningen. Denne gjenværende delen av tilførselsfluidet nyttiggjøres i pumpeinnretningen til å levere trykksatt fluid til membranen. Trykksettingen i pumpeinnretningen i US 5462414 utføres ved å opprette en strømningsvei mellom et minkende kammer og et ekspanderende kammer på hver sin side av et stempel. Fluidet trykksettes siden volumet i det minkende kammeret reduseres raskere enn økningen i volum i det ekspanderende kammeret slik at en trykkøkning oppnås. Pumpeinnretningen har fire kamre som parvis kan virke som minkende og ekspanderende kamre avhengig av i hvilken retning de to sammenkoblede stemplene beveger seg. Pumpeinnretningen er utstyrt med en styreventil som reverserer retningen på de sammenkoblede stemplene når et av stemplene når endeposisjonen.

Pumpeinnretningen beskrevet i US 5462414 er bygget for å utnytte lavtrykksfluid

og mangler muligheten for å reversere de sammenkoblede stemplene på en vilkårlig posisjon. Dette gjør pumpeinnretningen uegnet til å drives av irregulære bevegelser slik som for eksempel bølgekraft der pumpeinnretningen må utstyres med stempler som kan skifte bevegelsesretning på en tilfeldig posisjon.

EP 059275 beskriver en pumpeinnretning for omvendt osmose som er egnet for kraftkilder som ikke har konstant amplitude eller frekvens som for eksempel bølgekraft- eller vindkraftkilder. EP 059275 beskriver en pumpeinnretning som har et pumpelegeme som er plassert innvendig i pumpeinnretningen. Innsiden av pumpeinnretningen består av et første kammer som er delt i et pumpekammer og et ekspanderende kammer ved hjelp av en stempelring plassert rund pumpelegemet. Et andre kammer er delt i et mottakskammer og et forsyningskammer ved hjelp av en annen stempelring som også er plassert rundt pumpelegemet. Stempelringen åpner og lukker forbindelser mellom forskjellige kamre avhengig av posisjonen av pumpelegemet i forhold til stempelringene.

Det er en hensikt med den foreliggende oppfinnelse å fremlegge en enkel og robust pumpeinnretning for å tilføre trykksatt fluid til et fluidbehandlingsapparat.

Hensikten oppnås ved hjelp av pumpeinnretningen som beskrevet i patentkrav 1 med ytterligere utførelser av oppfinnelsen som beskrevet i de uselvstendige krav.

En pumpeinnretning i samsvar med oppfinnelsen er utført for å gi trykksatt fluid i en fluidledning som er i fluidforbindelse med et fluidbehandlingsapparat. Pumpeinnretningen gir trykksatt fluid i en fluidkrets hvor en andel av fluidet føres til et fluidbehandlingsapparat i fluidforbindelse med fluidledningen og en gjenværende andel av fluidet føres tilbake til pumpen gjennom en tilbakeføringslinje.

Pumpeinnretningen består av en første stempelenhet anbrakt i en første sylinder. Et drivstag gjør det mulig å bevege stempelenheten i begge retninger i sylinderen. Drivstaget har en ende koblet til stempelenheten og den andre enden drevet av en kraftkilde, helst en mekanisk kraftkilde. Kraftkilden som driver drivstaget kan være irregulær og kan bestå av bølgekraft, vindkraft eller andre kraftkilder som krever at bevegelsesretningen på det første stempelet i den første sylinderen kan reverseres i en vilkårlig posisjon. Kraftkilden som driver drivstaget kan også være regulær av natur med en konstant amplitude (og frekvens) slik som for eksempel et drivstag festet til et møllehjul.

Den første sylinderenheten har et indre som er delt i to kamre ved hjelp av en delevegg. Den første stempelenheten omfatter to stempler som hver er tilknyttet respektive ender av en stempelstang og plassert i den første sylinderenheten slik at hvert av stemplene deler hvert respektive kammer i et endekammer og et midtre kammer. Stempelstangen befinner seg i de midtre kamrene og går gjennom deleveggen. Hvert av endekamrene er utstyrt med et innløp og et utløp i fluidforbindelse med fluidledningen. Hvert av de midtre kamrene har en åpning for fluidforbindelse inn i og ut av de midtre kamrene.

Pumpeinnretningen er også utstyrt med en strømningsreguleringsenhet som er i kontakt med endekamrene i den første sylinderenheten. Operasjonsposisjonene til strømningsreguleringsenheten styres av trykkdifferansen mellom endekamrene. Disse operasjonsposisjonene styrer fluidstrømningen inn i og ut av hver av de midtre kamrene. Når den første stempelenheten beveger seg med en økende del av stempelstangen inn i et av de midtre kamrene, utvider dette midtre kammeret seg mens endekammeret på motsatt side av stempelet, som deler det midtre kammeret fra endekammeret, minker. Samtidig minker det andre midtre kammeret mens det andre endekammeret ekspanderer. Denne bevegelsen av den første stempelenheten forer fluid fra det minkende endekammeret inn i fluidkretsen. Den resulterende trykkdifferansen mellom det minkende endekammeret og det ekspanderende endekammeret fører strømningsreguleringsenheten til en operasjonsposisjon som slipper den gjenværende delen av fluidet inn i det ekspanderende mellomkammeret, hvorved det etableres en trykksatt fiuidstrøm i fluidkretsen mellom det minkende endekammeret og det ekspanderende mellomkammeret. Denne posisjonen av strømningsreguleringsenheten tillater samtidig at lavtrykks spillfluid slippes ut fra det minkende mellomkammeret mens lavtrykks foringsfluid trekkes inn i det ekspanderende endekammeret fra et reservoar.

En utforming av strømningsreguleringsenheten omfatter en andre stempelenhet plassert innvendig i en andre sylinderenhet. Stempelenheten omfatter to endestempler, ett forbundet med en ende av en stempelstang og det andre med den andre enden av stempelstangen, samt et midtre stempel festet på stempelstangen mellom de to endestemplene. Den andre stempelenheten deler den andre sylinderenheten i to endekamre og to midtre kamre, og den andre sylinderenheten har to utløp og et innløp fra tilbakeføringslinja. Hver av åpningene i den første sylinderenheten muliggjør fluidforbindelse mellom hver av midtkamrene i den første sylinderenheten og et korresponderende midtre kammer i den andre sylinderenheten. I denne utførelsen er det fluidkanaler for forbindelse mellom hvert av endekamrene i den første sylinderenheten og et tilsvarende endekammer i den andre sylinderenheten. Når den første stempelenheten beveges slik at et av endekamrene i den første sylinderenheten minker, kommuniseres det økte trykket i dette reduserende endekammeret til det korresponderende endekammeret i den andre sylinderenheten ved hjelp av reguleringsanordningen. Det andre stempelsystemet bringes derved i en operasjonsposisjon slik at den gjenværende andelen av fluidet strømmer gjennom innløpet i den andre sylinderenheten og inn det midtre kammeret i den andre sylinderenheten og videre inn i det ekspanderende midtkammeret i den første sylinderenheten. Samtidig tillater denne posisjonen av den andre stempelenheten at fluid ledes ut fra det reduserende mellomkammeret i den første sylinderenheten, inn i midtkammeret på den andre sylinderenheten og videre ut gjennom et av utløpene i den andre sylinderenheten.

På grunn av stempelstangen vil volumet av endekammeret reduseres raskere enn volumet i det ekspanderende midtkammeret øker, slik at fluidet i fluidkretsen blir trykksatt slik som forklart over. Et fluidvolum tilsvarende tverrsnittsarealet av stempelstangen ganger forskyvningen av stempelenheten i den første sylinderenheten presses gjennom fluidbehandlingsapparatet.

I en utforming hvor strømningsreguleringsenheten omfatter den andre stempelenheten plassert i den andre sylinderenheten, er den andre stempelenheten anordnet slik at den flytter seg i en retning motsatt av bevegelsesretningen til den første stempelenheten. I denne utformingen vil en reversering av bevegelsesretningen på den første stempelenheten føre til en reversering av posisjon på den andre stempelenheten. På denne måten blir operasjonsposisjonen av den andre stempelenheten som styrer fylling og tømming av de to mellomkamrene i den første sylinderenheten, styrt av bevegelsesretningen på den første stempelenheten.

I en utforming av oppfinnelsen så passerer den delen av fluidet som trykkes gjennom fluidbehandlingsapparatet, fluidbehandlingsapparatet og slippes ut gjennom et utløp i fluidbehandlingsapparatet som en rensket fluid.

Tverrsnittene på de to stemplene i den første stempelenheten kan være av forskjellig størrelse.

Midtstempelet og de to endestemplene i den andre stempelenheten kan ha like eller forskjellige tverrsnitt. I en utforming kan midtstempelet ha et mindre tverrsnitt enn tverrsnittet til de to endestemplene. I en annen utforming kan endestemplene ha forskjellig tverrsnitt.

I en utforming kan fluidbehandlingsapparatet bestå av en membran eller et filter som kan brukes for eksempel i en omvendt osmoseprosess. Et omvendt osmoseapparat kan brukes til å behandle fluid som for eksempel avløpsvann. Omvendt osmose kan også brukes til avsalting av sjøvann.

For å gi en jevn strømning gjennom fluidbehandlingsapparatet, for eksempel når fluidbehandlingsapparatet består av en membran eller et filter, kan akkumulatorer monteres i fluidkretsen oppstrøms og nedstrøms av fluidbehandlingsapparatet.

I en utforming, så kan fluidkretsen utstyres med en omføringslinje forbi fluidbehandlingsapparatet slik at den trykksatte fluidet kan ledes forbi fluidbehandlingsapparatet. Strømningen gjennom omføringslinja kan styres av et ventilarrangement. Omføringslinja kan kombineres med akkumulatorer.

Det første stempelsystemet kan låses ved å hindre fluid å strømme gjennom strømningsreguleringsenheten.

I det følgende beskrives et eksempel på utforming av oppfinnelsen med referanse til figurene hvor: Figur 1 -7 illustrerer utformingen av pumpeinnretningen hvor retningen på kraften som virker på den første og den andre stempelenheten er vist.

Figur 8a-8c viser funksjonen av strømningsreguleringsenheten skjematisk.

Fgur 9a-9c viser utformingen av pumpeinnretningen vist i figur 1-7 inkludert i et bølgekraft anlegg.

Pumpeinnretningen 1 i henhold til oppfinnelsen gir trykksatt fluid i en fluidkrets 10 som står i forbindelse med et fluidbehandlingsapparat som for eksempel et apparat for omvendt osmose. I figurene er apparatet brukt til avsaltning av sjøvann ved hjelp av en omvendt osmoseprosess. I en omvendt osmoseprosess føres trykksatt fluid som for eksempel sjøvann gjennom hovedfluidkretsen 10 og en del av fluidet presses gjennom en semipermeabel membran 8. Det behandlede fluidet, i dette tilfelle avsaltet sjøvann, passerer gjennom membranen og ledes ut fra et utløp 9. Kun en del av fluidet i hovedfluidkretsen passerer gjennom membranen og slippes ut som renset fluid mens resten av fluidet i hovedfluidkretsen passerer forbi membranen 8 og har en høyere konsentrasjon av urenheter enn fluidet som slippes inn i fluidprossesseringsapparatet. I tilfellet hvor innretningen brukes til å avsalte sjøvann, så vil fluidet som har passert forbi membranen være en saltlake. Fluidet som passerer forbi membranen er uegnet for ytterligere rensing, men kan brukes til å assistere i å trykksette foringsfluid og ledes derfor tilbake til pumpeinnretningen gjennom en tilbakeføringslinje 13.

Pumpeinnretningen 1 består av en første stempelenhet 3 plassert i en første sylinderenhet 2. En delevegg 7 deler den første sylinderen i to deler. Den første stempelenheten 2 består av to stempler 4, 5 forbundet med en stempelstang 6. Et stempel 4 er plassert i en av sylinderdelene og deler derved denne delen i et endekammer 14 og et mellomkammer 15. Det andre stempelet 5 er plassert i den andre sylinderdelen og deler derved denne i et endekammer 12 og et mellomkammer 11. Stempelstangen 6 som forbinder de to stemplene 4,5 passerer gjennom deleveggen 7 og passerer derved gjennom begge mellomkamrene 11,15. Lengden på stempelstangen i hvert av mellomkamrene er avhengig av bevegelsen av den første stempelenheten 3 i den første sylinderenheten 2. Et drivstag 16 er festet til den første stempelenheten 3 og driver denne fram og tilbake i den første sylinderenheten 2. Drivstaget 16 er forbundet med en kraftkilde som gir regulær eller irregulær bevegelse. Eksempler på en kraftkilde med en irregulær bevegelse er bølgekraft, dampkraft eller andre mekaniske kraftkilder med varierende utslagsamplitude og frekvens. For å fungere med en irregulær kraftkilde er det nødvendig at pumpeinnretningen 1 er utstyrt slik at trykksatt fluid leveres fra pumpeinnretningen 1 selv når bevegelsen av den første stempelenheten 3 i den første sylinderenheten 2 reverseres på en vilkårlig posisjon av den første stempelenheten 3. Pumpeinnretningen 1 kan også drives med regulære kraftkilder.

Begge endekamrene 12,14 har innløp 17, 18 for foringsfluid fra en lavtrykkskilde slik som for eksempel sjøvann. Innløpene 17, 18 er utstyrt med tilbakeslagsventiler for å sikre fylling av endekamrene 12, 14. Endekamrene har 12, 14 har utløp 19, 20 utstyrt med tilbakeslagsventiler for å sikre utløp av trykksatt sjøvann fra endekamrene 12,14.

Pumpeinnretningen 1 inneholder også en strømningsreguleringsenhet 50. Figur 8a-8c viser funskjonen av strømningsreguleringsenheten 50 skjematisk mens figur 1-7 viser en utforming av strømningsreguleringsenheten 50 som en andre stempelenhet 21 plassert i en andre sylinderenhet 22. Strømningsreguleringsenheten 50 står i forbindelse med endekamrene 12, 14 i den første sylinderenheten hvor operasjonsposisjonene av strømningsreguleringsenheten er styrt av trykkdifferensen mellom endekamrene. Operasjonsposisjonene av strømningsreguleringsenheten 50 styrer fluidstrømmen inn og ut av de midtre kamrene 11, 15.

Den andre stempelenheten 21 vist i figur 1-7 består av to endestempler 23, 24 forbundet med en stempelstang 25 samt et midtre stempel 26 festet til stempelstangen mellom endestemplene 23, 24. Tverrsnittet på det midtre stempelet 26 er mindre enn tverrsnittet på endestemplene 23, 24 for å sikre at den andre stempelenheten 21 flytter seg til en endeposisjon motsatt av bevegelsesretningen til den første stempelenheten 3. Den andre stempelenheten 21 kan også ha et tverrsnitt som er likt som tverrsnittet til endestemplene. Tverrsnittet på midtstemplene og endestemplene kan bestemmes av en fagperson.

Plasseringen av den andre stempelenheten 21 i den andre sylinderenheten 22, deler innsiden av den andre sylinderenheten i to endekamre 26, 27 og to midtkamre 28,29. Den andre sylinderenheten er utstyrt med to utløp 30,31 for å tømme midtkamrene 11,15 i den første sylinderenheten 2 og ett innløp 32 for å fylle de samme midtkamrene 11,15 med spillfluid fra tilbakeføringslinja 13. Det er åpninger 33, 34 mellom første og andre sylinderenhet 2, 22 for å sikre fluidstrømning mellom de midtre kamrene 11, 15 i den første sylinderenheten 2 og de korresponderende midtkamrene 29,28 i den andre sylinderenheten 22.

Det er kommunikasjon mellom endekamrene 12, 14 i den første sylinderenheten og de tilsvarende endekamrene 26, 27 i den andre sylinderenheten. Når den første stempelenheten beveger seg slik at en av endekamrene 12, 14 minker i volum, vil det økende trykket i det minskende endekammeret bli kommunisert til det korresponderende endekammeret 26, 27 i den andre sylinderenheten ved hjelp av strømningsreguleringslinjer. Strømningsreguleringsinjene kan bestå av fluidpassasjer som vist i figur 1-7 eller et ventilsystem. En fluidpassasje 35 forbinder endekammeret 14 i den første sylinderenheten 2 med det korresponderende endekammeret 26 i den andre sylinderenheten 22. Likeledes forbinder en fluidpassasje 36 endekammeret 12 i den første sylinderenheten 2 med det korresponderende endekammeret 27 i den andre sylinderenheten 22. Fluidpassasjene 35,36 kan bestå av rør eller slanger som utjevner trykket mellom endekamrene.

Figur 2 viser kraftretningene på første og andre stempelenhet illustrert med pil 1 og II som peker motsatt retning når den første stempelenheten beveger seg mot høyre i tegningen. Når den første stempelenheten 2 beveger seg i retningen som vises, minker volumet i endekammer 12 slik at trykket i endekammer 12 øker og trykket i endekammer 14 minker. Økningen i trykket i fluidet i endekammer 12 kommuniseres til endekammer 27 i den andre sylinderenheten 22 gjennom fluidpassasje 36 slik at posisjonen til den andre stempelenheten 21 flyttes til operasjonsposisjonen vist i figur 2. Fluid slippes ut fra utløp 19 og presses gjennom membranen 8. Den andre sylinderenheten 21 er i en operasjonsposisjon hvor innløpet 32 er åpent for å motta fluid fra tilbakeføringslinja 13 i det midtre kammeret 28 i den andre sylinderenheten 22 og videre til det indre kammeret 11 i

den første sylinderenheten. Med den andre stempelenheten 22 i denne posisjonen er en høytrykks fluidkrets opprettet mellom endekammeret 12 og det midtre kammeret 11, og tilbakeført fluid som føres til det midtre kammeret 11 sørger for at trykket på begge sider av stempel 5 er høyt. Siden stempelstangen er til stede i det midtre kammeret 11 vil volumet i endekammeret 12 reduseres fortere enn den tilsvarende økningen av volum i det midtre kammeret 11, noe som fører til at fluidet blir satt under trykk når den forlater endekammeret 12. Et volum av trykksatt fluid som tilsvarer tverrsnittsarealet av stempelstangen 6 ganger forskyvningen av stempelet 5 i den første sylinderenheten 2 presses derved gjennom membranen 8. Når den andre stempelenheten 22 flyttes til posisjonen vist i figur 2, er utløpet 30 åpent og fluid kan strømme gjennom det midtre kammeret 28 i den andre sylinderenheten 22 slik at det midtre kammeret 15 i den første sylinderenheten 2 kan tømmes.

Figur 3 viser kraftretningene på første og andre stempelenhet illustrert med pil I og II som peker motsatt retning når den første stempelenheten beveger seg mot venstre i tegningen. Når den første stempelenheten 2 beveger seg i retningen som vises, minker volumet i endekammer 14 slik at trykket i endekammer 14 øker og trykket i endekammer 12 minker. Økningen i trykket i fluidet i endekammer 14 kommuniseres til endekammer 26 i den andre sylinderenheten 22 gjennom fluidpassasje 35 slik at posisjonen til den andre stempelenheten 21 flyttes til operasjonsposisjonen vist i figur 3. Fluid slippes ut fra utløp 20 og presses gjennom membranen 8. Den andre sylinderenheten 21 er i en operasjonsposisjon hvor innløpet 32 er åpent for å motta spillfluidet fra tilbakeføringslinja 13 i det midtre kammeret 28 i den andre sylinderenheten 22 og videre til det indre kammeret 15 i den første sylinderenheten 2. Med den andre stempelenheten 22 i denne posisjonen er en høytrykks fluidkrets opprettet mellom endekammeret 14 og det midtre kammeret 15, og tilbakeført fluid som fører til det midtre kammeret 15 sørger for at trykket på begge sider av stempel 4 er høyt. Siden stempelstangen er til stede i det midtre kammeret 15 vil volumet i endekammeret 14 reduseres fortere enn den tilsvarende økningen av volum i det midtre kammeret 15, noe som fører til at fluidet blir satt under trykk når den forlater endekammeret 14. Et volum av trykksatt fluid som tilsvarer tverrsnittsarealet av stempelstangen 6 ganger forskyvningen av stempelet 4 i den første sylinderenheten 2 presses derved gjennom membranen 8. Når den andre stempelenheten 22 flyttes til posisjonen vist i figur 3, er utløpet 31 åpent og fluid kan strømme gjennom det midtre kammeret 29 i den andre sylinderenheten 22 slik at det midtre kammeret 11 i den første sylinderenheten 2 kan tømmes. Figur 4 og 5 viser den andre stempelenheten 21 i to forskjellige posisjoner. Den første stempelenheten er ikke i bevegelse men utsatt for en ytre kraft. Pil I og II viser retningen på kreftene som virker på den første og den andre stempelenheten 3, 21. Styringen av posisjonen til den andre stempelenheten 21 ved hjelp av trykkdifferansen mellom endekamrene på den første sylinderenheten 2, sikrer at den andre stempelenheten ikke låser seg i noen av disse posisjonene, men bevegere seg til ytterposisjonen vist i figur 3 og forblir i denne posisjonen så lenge den første stempelenheten 3 beveger seg i kraftretning II.

En situasjon som likner på den vist i figur 4 og 5 er vist i figur 6 og 7, men retningen på kraft I som virker på den første stempelenheten er motsatt av kraft II på den første stempelenheten vist i figur 4 og 5. Styringen av posisjonen til den andre stempelenheten 21 ved hjelp av trykkdifferansen mellom endekamrene 12, 14 i den første sylinderenheten 2 sikrer at den andre stempelenheten ikke låser seg i noen av disse posisjonene, men beveger seg til ytterposisjonen vist i figur 2 og forblir i denne posisjonen så lenge den første stempelenheten 3 beveger seg i kraftretning I.

Figur 8a-8c viser funksjonen av strømningsreguleringsenheten 50 skjematisk. I figur 8a-8c viser pilen A fluidstrømmen gjennom tilbakeføringslinja 13. Pil B viser fluidstrømmen gjennom utløpene 30, 31. Pil C viser åpning 34 for fluidstrøm inn og ut av midtkammeret 15. Pil D viser åpning 33 for fluidstrøm inn og ut av midtkammer 11. Pl er trykket i endekammer 14 og P2 er trykket i endekammer 12.

Trykkdifferansen i kammer 12 og kammer 14 styrer posisjonen av strømningsreguleringsenheten 50. Figur 8a viser strømningsreguleringsenheten 50 i en låst posisjon som ikke tillater strømning gjennom strømningsreguleringsenheten 50.1 denne posisjonen som er en valgfri funksjonalitet i pumpeinnretningen kan ikke den første stempelenheten bevege seg og er derved i en låst posisjon.

I figur 8b beveger den første stempelenheten 3 seg i retningen indikert i figur 3 slik at volumet i endekammer 14 reduseres. Ved å redusere volumet i endekammer 14 øker trykket i dette kammeret mens trykket i endekammer 12 reduseres. Trykkdifferansen i endekamre 14 og 12 fører strømningsreguleringsenheten 50 til en operasjonsposisjon som vist i figur 8b. Pil E viser strømningsløpet som forbinder tilbakeføringslinja 13 til åpning 34 i mellomkammer 15 for fluidstrøm inn i dette kammeret. Pil F viser strømningsløpet som forbinder åpning 33 i midtkammeret 11 til utløp 31 som tillater samtidig tømming av midtkammeret 11. På denne måten etableres strømning mellom endekammer 14 og midtkammer 15 slik at trykksatt fluid strømmer fra endekammer 14 og inn i fluidkretsen 10.

I figur 8c beveger den første stempelenheten 3 seg i retningen indikert i figur 2 slik at volumet i endekammer 12 reduseres. Ved å redusere volumet i endekammer 12 øker trykket i dette kammeret mens trykket i endekammer 14 reduseres. Trykkdifferansen i endekamre 14 og 12 fører strømningsreguleringsenheten 50 til en operasjonsposisjon som vist i figur 8c. Pil E' viser strømningsløpet som forbinder tilbakeføringslinja 13 til åpning 33 i mellomkammer 11 for fluidstrøm inn i dette kammeret. Pil F' viser strømningsløpet som forbinder åpning 34 i midtkammeret 15 til utløp 30 som tillater samtidig tømming av midtkammer 15. På denne måten etableres strømning mellom endekammer 12 og midtkammer 11 slik at trykksatt fluid strømmer fra endekammer 12 og inn i hovedfluidkretsen 10.

Som nevnt tidligere, så kan strømningsreguleringsenheten 50 vist i figur 8a-8c utføres som vist i figur 1-7 eller utføres av en fagperson i henhold til funksjonaliteten illustrert skjematisk i figur 8a-8c der man utnytter trykkdifferansen mellom endekamrene 14, 12 til å strømningsreguleringsere operasjonsposisjonen til strømningsreguleringsenheten og dermed styrer fluidstrømmen inn og ut av kamrene i pumpeinnretningen 1. Som fagpersonen vil innse kan funksjonaliteten i strømningsreguleringsenheten 50 oppnås ved å kombinere forskjellige antall ventiler. Figur 9a-9c viser et eksempel på en anvendelse av pumpeinnretningen 1 når den innlemmes i et frittfiytende bølgekraftanlegg 31. En komplett beskrivelse av dette bølgekraftanlegget 31 er gitt i NO 2009XXXX. Figur 9a viser bølgekraftanlegget 31 i ro i en posisjon uten bølgebevegelse. Bølgekraftanlegget 31 består av et første flytende legeme 32 og et andre flytende legeme 33 innlemmet i et kammer 36 i det første flytende legemet 32. Det første flytende legemet 32 og det andre flytende legemet 33 er forbundet med forbindelsesmidler 38 som tillater relative bevegelse mellom det første og det andre flytende legemet 32, 33. Når den relative bevegelse mellom det første flytende legemet 32 og det andre flytende legemet 33 beveger drivstaget 16 i forhold til sylinderenheten 2 omdanner pumpeinnretningen 1 energi fra bølgebevegelsene til trykkenergi for å trykksette fluid som føres til fluidbehandlingsapparatet som kan være for eksempel den omvendte osmoseprosessen beskreves ovenfor. I figur 9a-9c har drivstaget en ende forbundet med det andre flytende legemet 33 og beveger seg med det andre flytende legemet 33. Den andre enden av drivstaget er festet til den første stempelenheten 3 som vist i de øvrige figurene. Den første sylinderenheten 2 er forbundet til det første flytende legemet 32 og beveger seg med det første flytende legemet 32.

Bølgekraftanlegget 31 utnytter relative bevegelser med tre frihetsgrader hvor hver av komponentene er nødvendige for å utnytte bevegelser i tre frihetsgrader. De tre frihetsgradene av relativ bevegelse er bevegelse i retningen Z som er vertikal når bølgekraftanlegget er i ro samt rotasjon rundt en første akse X som er horisontal når bølgekraftanlegget er i ro og rotasjon rundt en annen akse Y som er horisontal når bølgekratfanlegget er i ro og hvor de tre aksene X, Y, Z står vinkelrett på hverandre. Bevegelse i Z retningen er vist i figur 9b, og rotasjon rundt en av aksene X, Y er vist i figur 9c.

Som en fagperson vil innse, så kan pumpeinnretningen selvfølgelig innlemmes i andre bølgekraftanlegg enn den beskrevet her. I tillegg kan bevegelsen som overføres til pumpeinnretningen leveres slik at drivstaget beveger seg i forhold til sylinderenheten. Sylinderenheten 2 kan være i ro eller i bevegelse som i tilfellet vist i figur 9a-9c.

Claims (10)

1. Pumpeinnretning for å gi trykksatt fluid i en fluidkrets, hvor fluidkretsen er i fluidforbindelse med et fluidbehandlingsapparat og hvor en del av fluidet føres gjennom fluidbehandlingsapparatet og en gjenværende del av fluidet returneres til pumpeinnretningen via en tilbakeføringslinje, hvor pumpeinnretningen erkarakterisert vedat en første stempelenhet er anordnet for vekselvirkende bevegelse i en første sylinderenhet med et drivstag som har en ende forbundet med den første sylinderenheten og den andre enden drevet av en kraftkilde, hvor bevegelsesretningen av den første stempelenheten i den første sylinderenheten kan reverseres ved en vilkårlig posisjon, og at den første sylinderenheten har et indre som er delt i to kamre med en delevegg og hvor et stempel er plassert i hvert kammer slik at hvert kammer deles i et endekammer og et midtre kammer, og hvor hvert av de to stemplene er festet til hver sin ende av en stempelstang som passerer gjennom deleveggen og de midtre kamrene, og hvor stempelstangen og de to stemplene utgjør den første stempelenheten, og hvor hver av de ytre kamrene har et innløp for lavtrykksfluid inn i endekammeret og et utløp for fluid inn i fluidkretsen, og hvor hver av de midtre kamrene har en åpning for fluidstrømning ut av og inn i det midtre kammeret, og hvor pumpeinnretningen også inkluderer en strømningsreguleringsenhet som står i forbindelse med endekamrene i den første sylinderenheten og hvor operasjonsposisjonene til strømningsreguleringsenheten er styrt av trykkdifferansen mellom endekamrene, og hvor disse operasjonsposisjonene styrer fluidstrømning inn i og ut av hver av midtkamrene, og når den første sylinderenheten beveger seg med økende del av stempelstangen inn i et av de midtre kamrene så ekspanderer dette kammeret mens volumet av endekammeret på den andre siden av stempelet som deler endekammeret fra det midtre kammeret reduseres, og samtidig reduseres det andre midtre kammeret i den første sylinderenheten i volum mens det andre endekammeret i den første sylinderenheten ekspanderer, den resulterende trykkdifferansen mellom det minkende endekammeret og det ekspanderende endekammeret plasserer strømningsreguleringsenheten i en operasjonsposisjon som tillater at fluidstrømmen fra tilbakeføringslinja ledes inn i det ekspanderende midtkammeret og etablerer en fluidstrømning av trykksatt fluid i fluidkretsen mellom det reduserende endekammeret og det ekspanderende midtkammeret, og samtidig sikrer denne operasjonsposisjonen av strømningsreguleringsenheten at fluid slippes ut fra det reduserende midtkammeret mens lavtrykksfluid slippes inn i det ekspanderende endekammeret fra et reservoir.

2 Pumpeinnretning i henhold til krav 1,karakterisert vedat strømningsreguleringsenheten består av en andre stempelenhet plassert i en andre sylinderenhet hvor den andre stempelenheten består av to endestempler forbundet med hver sin ende av en stempelstang samt et midtre stempel festet til stempelstangen mellom de to endestemplene, og hvor den andre stempelenheten deler den andre sylinderenhetens innside i to endekamre og to midtre kamre, og hvor den andre sylinderenheten har to utløp og ett innløp fra tilbakeføringslinja, og at hver av åpningene i den første sylinderenheten sørger for kontakt mellom hver av de midtre kamrene i den første sylinderenheten og et korresponderende midtre kammer i den andre sylinderenheten, og i tillegg at strømningsreguleringsenheten er utstyrt med strømningsreguleringsinjer for kommunikasjon mellom hvert av endekamrene i den første sylinderenheten og et korresponderende endekammer i den andre sylinderenheten, så når den første stempelenheten beveger seg slik at et av endekamrene i den første sylinderenheten reduseres i volum, vil det økte trykket i dette endekammeret kommuniseres ved hjelp av strømningsreguleringsinjer til det korrresponderende endekammeret i den andre sylinderenheten, og derved flytte den andre stempelenheten til en operasjonsposisjon som tillater at den tilbakeførte delen av fluidet strømmer gjennom innløpet i den andre sylinderenheten og videre inn i det ekspanderende kammeret i den første sylinderenheten, og samtidig vil den andre sylinderenheten i denne operasjonsposisjonen sikre utløp av fluid fra det reduserende midtre kammeret i den første sylinderenheten og inn i det midtre kammeret av den andre sylinderenheten og videre ut gjennom et av utløpene i den andre sylinderenheten.

3. Pumpeinnretning i følge krav 1 eller 2,karakterisert vedat renset fluid slippes ut fra fluidbehandlingsapparatet.

4. Pumpeinnretning i følge krav 2 eller 3,karakterisert vedat tverrsnittene av det midtre stempelet og de to endestemplene har forskjellig størrelse.

5. Pumpeinnretning i følge et av de foregående kravene,karakterisert vedat drivkilden er bølgekraft.

6. Pumpeinnretning i følge et av de foregående kravene,karakterisert vedat fluidbehandlingsapparatet inneholder en membran eller et filter.

7. Pumpeinnretning i følge et av de foregående kravene,karakterisert vedat akkumulatorer er plassert nedstrøms og oppstrøms av fluidbehandlingsapparatet.

8. Pumpeinnretning i følge et av de foregående kravene,karakterisert vedat en omføringslinje gir en forbindelse mellom fluidkretsen oppstrøms av fluidbehandlingsapparatet og tilbakeføringslinja nedstrøms av fluidbehandlingsapparatet for å lede fluidstrømmen forbi fluidbehandlingsapparatet, og hvor strømningen gjennom omføringslinja reguleres av et ventilarrangement.

9. Pumpeinnretning i følge et av de foregående kravene,karakterisert vedat den første stempelenheten kan låses ved å styre strømningsreguleringsenheten slik at fluid ikke kan strømme gjennom strømningsreguleringsenheten.

10. Pumpeinnretning i følge et av de foregående kravene,karakterisert vedat tverrsnittene på de to stemplene i den første stempelenheten har forskjellig størrelse.