[发明专利]泵送系统

说明书

技术领域

本发明涉及泵送设备。

背景技术

本发明的设备适用于泵送介质(如浆料(slurry))。下文中参考此应用(即，参考浆料的泵送)描述了本发明，但这仅是示例性的而非限制性的。

国际申请号PCT/ZA2009/000071的说明书描述了一种泵送系统，其利用了两个压力容器。各个容器为带有半球形端的圆柱形，且定向成以便其纵轴线是垂直的。喷嘴设在容器的上端和下端处。

各个容器均包含长形的柔性囊(bladder)，其与纵轴线对准。囊在上端处具有开口颈部，其与上喷嘴密封地接合，以限定囊内的第一体积，以及在囊与容器的壁的相对的内表面之间的第二体积。

浆料经由第一单向止回阀给送穿过底部喷嘴来重力地填充，以填充第二体积。此动作将囊围绕纵轴线向内转移，且在这样进行时，囊内的水穿过上喷嘴从囊转移。来自泵的在压力下的测得体积的水然后经由开口颈部引入囊中。囊膨胀，且在这样进行时，第二体积中的浆料经由第二单向止回阀穿过底部喷嘴排到排放管线中。

当一个容器填充水时，为了将其浆料内容物泵送出，另一个容器再填充浆料，且将其水转移到泵的入口。

该过程以此方式无限地继续，其中泵送操作从一个压力容器变到另一个，以产生平稳的浆料的排出流。

在水泵送到一个容器的囊中的周期期间，另一个囊必须减压，且浆料流速必须从零值增大，以便填充第二体积。此后，浆料流速必须逐渐地减小到零。容器中的压力然后升高到操作值，以备泵送操作的转换。称为“重叠时间”的若干秒等待时间然后在实施切换之前允许。

对于有效泵送操作来说重要的第二容器中的各种功能是耗时的，且限制了各个容器中的囊填充水的速度，即，浆料泵送速率受限。

除上述流动约束之外，该国际说明书中描述的泵送系统具有某些其它缺陷。

容器制造昂贵。半球形端的形成复杂且昂贵，且喷嘴在上端和下端处是机加工的铸件。这是费用高昂的且需要大量生产时间。随着各个容器的直径增大，在使用中由泵送操作生成的循环的环向应力(hoopstress)增大，并且容器的壁的厚度必须增大，以能够处理环向应力。与浆料接触的容器的内表面需要保护性衬里来抵抗磨损。

各个容器垂直地对准，以便浆料可经由下喷嘴流入和流出第二体积。这导致了带有高重心的高结构，这继而又需要扩大的结构支承框架，以及用于稳定性的显著的土木基础，特别是在遭受地震或类似事件的区域中。

如果泵送系统在建筑物中组装，则在用于用来组装容器的吊车的结构上方必须允许足够的空隙。泵组件是大的，且在运输时，认作是异常负载，且相关规定然后起效。

必须符合安全要求来提供高水平的操作平台和楼梯，以便容器和相关联的阀可接近来用于维护目的。此外，该系统必须具有可取出和插入囊的升降装置，以及在需要保养时通过上喷嘴的阀管。

当浆料重力给送到系统中时，浆料供应罐的水平必须高于压力容器的顶部。

大体上，泵送系统的安装和服役需要大量现场工作。水泵和电机单元必须分离地安装在适当的地基上；VSD(变速驱动器)必须安装在现场的空调房间中；且楼梯和辅助甲板必须在现场组装，因为它们在组装状态下过于庞大而不能运输。

本发明的目的在于提供泵送设备，其旨在至少部分地解决上述方面中的若干。

发明内容

本发明首先提供了一种泵单元，其包括：

(a)长形管状壳体，其带有内开孔、第一端和相对的第二端，

(b)管状形式的长形柔性囊，其带有内部、在囊的一端处的至内部的入口、以及在囊的相对端处从内部的出口，其中囊定位在开孔内，且囊与壳体在囊的相对端处密封接合，由此入口与壳体的第一端连通，出口与壳体的第二端连通，且可变尺寸的操作体积形成在囊的外表面与壳体的相对内表面之间，

(c)用于促动流体的端口，其设在壳体上，与所述操作体积连通，

(d)入口止回阀，其连接到管状壳体的第一端上，

(e)出口止回阀，其连接到管状壳体的第二端上，

(f)第一控制阀，其用于控制促动流体经由端口进入操作体积中的流动，以及

(g)第二控制阀，其用于控制促动流体经由端口从操作体积的流动。

在本发明的一个形式中，泵单元包括用于计量穿过端口的促动流体的流动的计量器件。这可基于体积来完成。计量器件可包括双向流量计。

计量器件可连接到控制器上，且控制器可监测流入操作体积和流出操作体积的促动流体的体积。