专利名称：包括主泵和辅助泵的泵系统的制作方法
技术领域：
本发明的实施例涉及能够使大体积的水流动的泵系统。更具体地，本发明的实施例涉及使用主泵的泵系统，所述主泵由一个或更多潜水可移动供给泵供给。
背景技术：
输送大体积和流量的水的泵系统有很多用途，包括城市和工业消防、引用水输送、紧急响应和/或其它减灾需要。这些情况会以很大流速需要很大体积(或称为大量)的水，例如每分钟5000加仑(GPM)或更多。典型的水源包括湖泊、河流、和海湾。然而，水源不会方便地位于或相对可接近于需要水的区域。例如，通常，需要水的区域离最近的水源很远(例如几英里)。由此，需要设计用来从长距离抽水并且使很大体积的水流过很长距离的泵系统。
很多当前的装置采用典型的吸/排供给泵，例如消防泵设备。然而这些装置显示出有限的吸升高度和距离的缺点，以致它们只能使用可就近获得的水源。更进一步，这些装置的垂直扬程能力有限，或从低于装置的水源抽水的能力有限。最通用的设计只能从不低于泵的吸口10-12英尺的水源将水汲入到泵内。尽管这些装置可以适于它们的目的，但是这些缺点说明仍然需要下面的改进的泵系统所述泵系统能够长距离输送大流量的水、并可以具有用于接近更低水源的改进的垂直扬程。
发明内容
本发明的实施例涉及能够使很大体积的水流动的泵系统。更特别地，本发明的实施例涉及使用主泵的泵系统，所述主泵由一个或更多潜水(或称为水下的)可移动供给泵供给。
在一个实施例中，所述泵系统包括主泵、潜水辅助供给泵、控制系统、和柴油机驱动器。优选地，所述泵系统装有5000GPM或更大的柴油机驱动的主泵。所述主泵由两个可移动液压驱动漂浮/潜水供给泵供水。供给泵可以被单独的发动机驱动。所述泵系统整装在联合运输式容器中。
在一个实施例中，所述泵系统可以构造有软管卷盘模块，所述软管卷盘模块包括很大的软管展开和存储设备。
在一个实施例中，所述泵系统可以构造有添加剂(例如，泡沫)或去污模块，所述添加剂或去污模块包括添加剂存储和调配箱。
在另一实施例中，所述泵系统可以构造有增压泵模块。优选地，仅当直列式增压必要时，所述泵系统包括5000GPM或更大的泵，且没有使用潜水泵。
在另一实施例中，所述泵系统可以设置有水分配模块。优选地，所述泵系统包括建立使用12英寸软管的很大流量系统必要的配件和歧管(或称为总管)。
在一个实施例中，本发明的实施例提出了运输系统模块。优选地，所述泵系统可以使用展开车辆进行运输，所述展开车辆例如滚上式载重汽车和/或吊钩提升式载重汽车和拖车。
一个实施例可以包括排水系统模块。优选地，所述泵系统可以包括大流量水位监控器，所述大流量水位监控器既是固定的又是拖车安装式的。
在一个实施例中，所述泵系统可以包括潜水遥控泵送供给系统(具有或不具有主增压泵)。这种系统使用一个或更多潜水遥控泵可以将水供给到独立的增压泵。
在一个实施例中，泵系统包括主泵，和用于驱动主泵的第一发动机。所述泵系统也包括辅助泵，所述辅助泵通过软管连接到主泵，且所述辅助泵构造成展开到水源中；和用于驱动辅助泵的第二发动机，其中所述辅助泵将水从水源输送到主泵。
在一个实施例中，泵系统包括主泵，和用于驱动主泵的第一液压发动机。所述泵系统包括第一辅助泵，所述第一辅助泵通过第一软管连接到主泵，且所述第一辅助泵构造成展开到水源内；第二辅助泵，所述第二辅助泵通过第二软管连接到主泵，且所述第二辅助泵构造成展开到水源内；和用于驱动第一和第二辅助泵的第二液压发动机。第一和第二辅助泵构造成将水从水源输送到主泵，且第二发动机驱动第一和第二辅助泵以给主泵灌水使主泵准备起动。
在一个实施例中，泵系统包括主泵，和用于驱动主泵的第一液压发动机。泵系统包括第一辅助泵，所述第一辅助泵通过第一软管连接到主泵，且第一辅助泵构造成展开到水源中；第二辅助泵，所述第二辅助泵通过第二软管连接到主泵，且第二辅助泵构造成展开到水源中；第二液压发动机，所述第二液压发动机用于驱动第一和第二辅助泵；液压控制系统，所述液压控制系统构造成感应主泵的水入口压力，并控制第一和第二辅助泵的输出。动力驱动的展开和收回系统构造成将第一和第二辅助泵展开到水源中并将第一和第二辅助泵从水源中收回，所述第一和第二辅助泵构造成将水从水源输送到主泵，且所述第二发动机驱动第一和第二辅助泵以给主泵灌水使主泵准备起动。所述液压控制系统构造成控制辅助泵的输出以在主泵处产生正水压。
使用辅助供给泵向主泵供水可以具有一个或更多下面的好处。通常，泵系统允许不必靠近水源的灵活性。操作者可以将水汲取到主泵200直到200英尺，且比使用标准的吸入软管供给装备通常能够实现的长度更远15倍。辅助供给泵将垂直扬程能力增加到50英尺，比典型消防设备的通常汲取能力大5倍。
本发明的实施例能够增加同时被抽吸以提供用于泵送的水的供水库和水源的数量和类型。主泵可以放置得离水源非常远，并仍然提供大流量能力，且在液压效率和输出上没有很大的降级。
多个主泵可以串联设置以便增加泵送距离。本发明的实施例可以利用大直径消防灭火水带，所述大直径消防灭火水带可适于饮用水使用。
主泵单元也装有整装(即独立成整体)的水流和压力控制系统，所述整装的水流和压力控制系统防止失去控制、损害自身或失去排水能力。本发明的实施例包括双发动机泵系统，一个发动机用于主泵，且另一发动机用于辅助供给泵。此构造可以有助于保证主泵不会在空转条件下运行。此构造也考虑到泵系统使用中的灵活性。本发明的实施例可以提供用于潜水供给泵的液压驱动系统的手动和自动控制，并考虑到增加泵系统的灵活性。
此外，本发明的实施例可以提供用于主泵的电子控制管理系统，所述电子控制管理系统设计成包括自动泡沫配比的选项。容器结构考虑到联合运输能力和泵系统模块化，例如滚下、钩臂(hook arm)和线缆牵引能力以及与其它连接模块的互连能力。
根据流体对环境的影响，考虑和选择使用在泵系统中的流体。泵系统也可以包括防滴泄漏装置以防止模块流体进入环境。
下面详细描述这些和其它各种优点和特征。也可以参照附图，所述附图形成详细描述的一部分，且可以参照所附的描述性文件资料，在所述描述性文件资料中图示和描述了具体示例。
现在参照附图，其中相同的标号始终表示对应的部分，其中图1A显示了根据本发明原理的泵系统的一个实施例的透视图，所述泵系统没有使用并被封闭在容器内；图1B显示了图1A中的泵系统的侧视图；图1C显示了图1A中的泵系统的侧视图，并显示了与图1B中图示的侧面相对的侧面；图1D显示了图1A中的泵系统的主视图；图1E显示了图1A中的泵系统的后视图；图1F显示了图1A中的泵系统的俯视图；图2A显示了图1A中的泵系统的透视图，且容器的外壳被移除以允许看到泵系统的内部构件；图2B显示了图2A中的泵系统的侧视图；图2C显示了图2A中的泵系统的侧视图，并显示了与图2B中图示的侧面相对的侧面；图2D显示了图2A中的泵系统的主视图；图2E显示了图2A中的泵系统的后视图；图2F显示了图2A中的泵系统的俯视图；图3A显示了根据本发明原理的泵系统的另一实施例的俯视图，并显示了顶部，且没有容器壳以允许看到内部构件；图3B显示了图3A中的泵系统的侧视图；图3C显示了图3A中的泵系统的后视图，且后端打开以允许看到后部的内部构件；图3D显示了图3A中的泵系统的后视图，且后端被门关闭；图4A显示了准备运输到现场的图1A中的泵系统的透视图；图4B显示了正卸下到现场的图1A中的泵系统的透视图；图5显示了使用在表面上并具有水源的、图1A中的泵系统的透视图；图6显示了根据本发明原理并在使用中的泵系统的另一实施例的示意图；图7A显示了根据本发明原理的泵系统的另一实施例的透视图，所述泵系统没有使用并被围绕在容器内；图7B显示了图7A中的泵系统的侧视图；图7C显示了图7A中的泵系统的侧视图，并显示了与图7B中图示的侧面相对的侧面；图7D显示了图7A中的泵系统的主视图；图7E显示了图7A中的泵系统的后视图；图8A显示了图7A中的泵系统的侧视图，且容器外壳被移除以允许看到泵系统内部构件；图8B显示了图8A中的泵系统的侧视图；图8C显示了图8A中的泵系统的侧视图，并显示了与图8B中图示的侧面相对的侧面；
图8D显示了图8A中的泵系统的后视图；图9A显示了图8A中的辅助泵的单独后透视图；图9B显示了图9A中的辅助泵的前透视图；图10显示了根据本发明原理的、并在使用中的泵系统的另一实施例的示意图；图11A显示了根据本发明原理的泵系统的另一实施例的俯视图，且容器的外壳被移除以允许看到泵系统的内部构件；图11B显示了图11A中的泵系统的后视图；图12显示了根据本发明原理的、并在使用中的泵系统的另一实施例的示意图；和图13显示了根据本发明原理的、并在使用中的泵系统的另一实施例的示意图。
具体实施例方式
下面参考附图描述图示的实施例，所述附图形成实施例的一部分，且在附图中通过图示其中本发明可以被实践的实施例显示本发明。要理解的是可以实施其它实施例，因为在不偏离本发明的精神和保护范围的情况下可以做出结构上的改变。
图1和图2图示了泵系统10的一个优选实施例。图1A-1F图示了被封闭在容器15中且没有使用的泵系统。容器15为泵系统10提供了外壳和框架，以供使用期间在例如不平的地形上支撑用。泵系统10可以大约重450001bs，且容器15也在使用和没有使用期间提供了保护，并提供了运输能力。容器15包括顶部板12和底部板14，并包括前端板11和后端板13，且侧板16、18在前端板11与后端板13之间。
容器15具有沿侧板16、18的长度L，和沿前板和后板的宽度W(图1F)，以及高度H(图1D)。作为一个非限制性的优选示例，长度L大约22英尺长，宽度W大约102英寸。优选地，高H大约7英尺。
优选地，容器15构造成钢箱或矩形框架，且它的侧板16、18可以用钢壁板制成。优选地，容器也包括钢结构基部，用于为内部的泵系统构件提供支撑，并允许在各种地形上操作。当不能获得适当的照明时，例如夜晚，内部的照明组件也可以装入容器内(没有示出)。照明组件可以构造成由12/VDC或120/220VAC电源供电。可以设置现场照明以便照亮主泵的周围(图2)，从而在光线很暗的条件下安全操作。可以提供内部照明，以便照亮所有的隔间、泵和发动机区域(见图2)。此外，可以设置配电盘(没有示出)以便分配照明，配电盘可以给插座电路供电，所述插座电路位于主增压泵控制面板附近的可接近区域。
容器15也可以包括在它的框架上的结构上成一体的运输元件。这些运输元件可以是升降机可接近的多个凹穴36。凹穴36可以是通孔从而可被自动装卸车(例如叉式升降装卸车或起重机接近。图5图示了两个凹穴36，然而，可以理解的是需要时可以装有更多凹穴。牵引点或前钩圈38可以被包括在前端11处用于将容器15拉到载重汽车或运输平台上。另外，导轨34可以提供滚到平台上或从平台滚下的能力。容器构架的结构整体性允许通过起重机、直升飞机、缆索牵引车、叉式升降装卸车移动。优选地，容器15可以结构上完好，不论是从顶角提升还是从基部提升。另外，容器15优选地具有结构整体性，从而提升点和叉穴大约位于重心，以便保证提升期间的平衡和稳定。要理解的是，在容器15上的构造的运输元件的数量、构造和类型在必要时可以改变。
如图1A、1B和1C中所示，侧门20、22、24沿侧板16、17设置。优选地，一个侧门被设置用于接近控制面板、吸入连接(或称为吸入接头)、和排出连接(或称为排出接头)中的一个。更具体地，侧门20提供到操作器板的接近，侧门22提供到吸入连接的入口，且侧门24提供到排出连接的入口。此外，后门26设置在后端13。优选地，后门26提供到任何辅助供给泵和辅助供给泵的任何软管卷盘展开元件(下面将详细讨论)的入口。优选地，后门26是具有斜面(或称之为坡道)的外摆式或向下折式的后门，以便提供到辅助供给泵的入口和便于辅助供给泵展开。要理解的是，图1中的门结构在必要时可以修改，并只提供了一种非限制性的优选示例。
图2显示了泵系统10，且容器的外壳被移除以允许看到容纳在容器15内的泵系统10的内部构件。液压油箱28可以位于容器15的基部结构的隔间内。油箱28在辅助供给泵60的运行(下面讨论)中用于液压泵66。燃料箱28a也可以位于容器15的基部结构隔间内。优选地，燃料箱28a是柴油箱，所述柴油箱具有8小时运行时间的容量。在容器15内部，泵系统10包括由第一发动机40驱动的主泵50，和将水供给到主泵50的至少两个辅助供给泵60。两个辅助供给泵60可以被第二发动机68驱动以在每一个辅助泵60产生压力，从而在辅助泵60处产生从水源到主泵50的想要的水流。
主泵50优选地构造为离心式水平分开壳体的泵。主泵可以包括铸铁主体、不锈钢轴、青铜叶轮、带法兰的排出管和吸入管。更具体地，主泵是Peerless Model 10AE20或等同物。主泵50位于容器15内且辅助泵在容器的后部展开并具有轮子。
第一发动机40优选地是C6直列式6缸柴油发动机或等同物。第一发动机40可以包括电子控制界面，且具有12或24VDC电气系统，12或24VDC起动系统电池组、和与表示充电水平的测量仪表一起操作的、具有110/220VAC的陆上运输线的12或24VDC充电系统。优选地，第一发动机包括具有路上运输线连接的块加热器，住宅火花抑止消弧件和在歧管上的排气覆盖层，涡轮，花线和消音器(11-115dB)。第一发动机40可以由燃料箱28a供给燃料。
主泵50与通过侧门22可接近的至少一个吸入连接56连接。优选地，主泵50与至少两个吸入连接56连接以便配合来自示出的两个辅助供给泵60的吸入管。主泵50也与通过侧门24可接近的至少一个排出连接52连接。如图2B中所示，主泵50可以与两个排出连接52连接。但是要理解的是，吸入连接和排出连接的数量在必要时可以修改，以便配合辅助供给泵的数量和想要的终端。
优选地，主泵50包括被发动机40驱动的5000GPM、150psi或更大容量，且发动机40是600马力或更大的柴油发动机。优选地，排出连接是具有维多利克(victaulic)接头和遥控操作的排出阀(没有示出)的12英寸排出连接。吸入连接56优选的是具有维多利克接头和遥控操作的排出阀的8英寸吸入连接。连接在需要时可以修改为可选构造。
紧邻吸入连接56布置的添加剂喷射连接(或称为接头)58可以被用于与任选的添加剂(例如泡沫)喷射系统连接。添加剂喷射连接可以是3英寸接管，以便允许这种的喷射系统连接到泵系统。优选地，喷射连接58可以包括遥控操作的供给阀和流量计(没有示出)。紧邻排出连接52可以采用另一较小的排出连接54。优选地，排出连接54是具有Storz接头和遥控操作的排出阀(没有示出)的5英寸排出接管。
更优选地，排出连接被设计为排出歧管，所述排出歧管由涂有材料304SS粉的钢制成、并具有入口尺寸为10英寸的法兰。排出连接52优选地构造为12英寸的，并装有12/24VDC液压蝶阀，且终止为12”带槽接管。排出连接54优选地是5英寸的，并装有12/24VDC液压蝶阀，且终止为5英寸Storz接头。更优选地，吸入连接设计为吸入歧管，所述吸入歧管由涂有材料304SS粉的钢制成、并具有排出尺寸为12英寸的法兰。吸入连接56优选地构造为最小8英寸的带槽入口。添加剂喷射入口58优选地是添加剂集中入口，所述集中入口构造为3英寸的装有阀的Storz入口。
散热器42可以设置用于冷却主泵50和第一发动机。优选地如图2A和2D中所示，散热器42紧邻第一端11设置且通过第一端通风。流量计55可以任选地安装成紧邻泵系统10的排出侧。优选地，如果使用，流量计是12英寸水流量计。
辅助供给泵60可以由第二发动机68驱动。优选地，第二发动机68驱动液压泵66，所述液压泵66形成压力以操作辅助供给泵60。第二发动机可以构造为300马力或更大的柴油机驱动系统。液压泵66从软管卷盘62操作液压软管，在软管卷盘62处软管可连接到辅助供给泵60。软管卷盘可以安装在顶部板12上，且紧邻后端13并在辅助供给泵60处于容器15内的位置之上。优选地，软管卷盘操作用于将水能通过软管传递到供给泵60，并操作作为供给泵60的装有动力的收回系统。优选地，辅助供给泵60构造为2500GPM或更大的液压驱动的潜水辅助泵。辅助供给泵60每一个可以被过滤器载架61支撑和容纳以便展开。优选地，过滤器载架设计为展开滚动载架，并包括轮子64以便于朝向水源移动。这些载架也可以用作入口过滤器。
辅助泵每一个可以具有一体的过滤器底盘，所述一体的过滤器底盘显著地增加可获得的用于吸入的开口面积量。由此，底盘可以允许过滤器为大约50％堵塞时却仍然比其它已知系统向泵提供更多的水流。优选地，底盘可以是管状的一体底盘，所述管状的一体底盘包括过滤器、展开轮、浮袋和展开/收回连接点。辅助泵安装在展开底盘内。优选地，使用时辅助泵从不需要从它的底盘移除。
优选地，辅助供给泵60与可展开的、漂浮的“鱼状”的泵相似。更优选地，两个辅助泵60可操作用于向主泵供给水。辅助泵可以由热轧钢、不锈钢或表面覆盖有304 SS的不含铁的金属制成，或可以是青铜叶轮结构。辅助泵60在低RPM(例如1250-1300rpm)、100英尺总水头时可以具有2500GPM或更大容量。过滤器载架61可以是安装有吸入入口过滤器的一体的展开载架。优选地，供给泵60通过液压系统(闭合回路)操作。供给泵60可以包括液压马达，所述液压马达驱动主泵50，并可以适于驱动供给泵60，以便能够充分利用液压油流。
液压马达可以被设计成使用对环境无害的植物油操作。在一些实施例中，液压马达可以用不锈钢壳体封闭，所述不锈钢壳体容纳液压马达和软管连接(没有示出)。这种壳体可以用于收集任何泄漏的液压油并防止油溢出到周围的水中。
此外，供给泵可以包括连接到其上的可去除的漂浮浮筒。优选地，辅助泵通过具有轮子64的载架61可展开，所述轮子64具有置入载架的支撑框架内的充气轮胎。在可选实施例中，通过拉销释放系统(没有示出)轮胎可缩回到浮筒水平。也要理解的是，轮胎可以变成漂浮功能的一部分。软管卷盘62和液压软管是泵收回系统的一部分，所述泵收回系统包括电驱动绞盘，所述绞盘提供动力以将潜水泵在大约150英尺的距离展开和收回。液压软管收回系统包括两个液压驱动的软管卷盘，一个软管卷盘用于每一个辅助泵60，并对于每一个软管卷盘具有大约150英尺的三重液压软管集成管束的容量。
泵收回系统可以包括收回系统控制面板(没有示出)。收回系统控制面板可以是304 SS构造、位于左侧上并紧邻后板13。控制面板可以位于容器15内，并避免受到元件的影响并且在光线不足条件下可以得到照明。这种控制面板提供了对辅助泵收回系统的电子控制，所述电子控制包括液压软管收回控制。
优选地，第二发动机68是液压泵驱动器，且构造为CatC9直列式6缸柴油机驱动器或等同物。第二发动机68可以利用J1939控制界面、并在300BHP和1900RPM处进行操作。在可选实施例中，第二发动机可以包括具有14英寸飞轮的SAE 1飞轮壳、手动节流控制、可更改地设定在2100RPM的电子自动调速器控制、和SAE“E”飞轮适配器。第二发动机也包括12英寸螺栓圆直径、6.5英寸导向器(pilot)。第二发动机68优选地为散热器冷却。第二发动机68优选地包括12/24VDC电气系统，和电池组(也与第一发动机共用)。第二发动机68设置有供有岸电(例如110/220VAC)的、具有陆上运输线连接的块加热器，与表示充电水平的测量仪表一起操作的、具有供有岸电(例如110/220VAC)的陆上运输线的12/24VDC的充电系统。第二发动机进一步的构件包括住宅火花抑止消弧件(residential spark arrestingmuffler)、在歧管上的排气覆盖层、涡轮、花线与消音器(flex andmuffler)，和具有8小时供给容量的燃料箱(与主泵共用)，以及液压泵联接器，所述液压泵联接器的尺寸形成为适于液压泵想要的速度和扭矩。
液压泵66优选地被平行安装，并被第二发动机68驱动。液压泵66可以包括与气冷交换器一起在散热器上的水油热交换器。优选地，为了与液压泵66使用，可以包括具有足够容量(例如150加仑)的液压系统油箱。液压泵66可以使用伺服液压控制系统，所述伺服液压控制系统利用传感的入口水压和/或偏压的空气压力，控制水能输出到潜水辅助供给泵60。
第二发动机68可以设置有液压泵驱动器控制面板(没有示出)。液压泵驱动器控制面板可以由304 SS构造制成，并具有报警和停止运转功能，且位于泵系统10的左侧。优选地，此控制面板位于主壳体内并避免受到元件的影响，且在光线不足条件下会被照明。优选地，液压泵驱动器控制面板可以提供以下的控制和报警指示器(例如听觉和/或视觉)(1)发动机的自动速度控制(例如使用脉冲宽度信号)，(2)发动机手动速度控制，(3)用于输入和输出压力的自动压力管理系统，(4)超压控制，(5)发动机超温报警(视觉/听觉)，(6)发动机低油压报警(视觉/听觉)，(7)电池电压报警(视觉/听觉)，(8)发动机温度，(9)发动机RPM，(10)发动机油压，(11)泵排出压力，(12)泵真空压力，和(13)电池电压。
图3图示了泵系统的另一实施例，且没有容器壳以允许看到内部构件。相同的构件用相同的附图标记表示。图3A-3D中描绘的泵系统，例如也设置了由第一发动机40a驱动的主泵50a，排出连接52a和吸入连接56a。优选地，主泵50构造为5000GPM或更大的离心泵，且第一发动机40a是履带传动C16柴油发动机或等同物。优选地，排出连接52a和吸入连接56a分别是12英寸和8英寸接头。这些连接需要时能够修改为可选构造。
散热器68a与第二发动机和液压泵66a一起示出。优选地，第二发动机是使用散热器68a散热器冷却的C9柴油机驱动器。与图2不同，液压箱65a可以被置入结构基部内、或不同地安装在容器的顶部板上。图3C和3D图示了后端13a的可选构造。后门24a可以是卷门以便接近供给泵60a和使用软管卷盘62a和液压软管。优选地，一对卷门24a可以被实施为适于接近两个辅助供给泵60a中的每一个。
图4A图示了准备运输到现场的泵系统10。图4B图示了正被卸载到现场的泵系统10。泵系统10可以使用运输车辆90被运输和卸载。作为图示在图4A和4B中的一个非限制性示例，运输车辆90可以是自动装卸车。然而，运输车辆可以是任何合适的运载工具，例如叉式装卸车、其它自动装卸车、运输工具、平台、起重机、直升飞机、钢轨搬运机、轮船、驳船等。
图5和6显示了使用中的泵系统。图5显示了使用在表面80上并具有水源82的泵系统10。泵系统10显示为在倾斜表面80上操作，在倾斜表面80处水源82低于泵系统10所处的位置。可通过侧门20接近的控制面板70使得可以控制泵系统10。供给软管72一端连接到辅助供给泵60，且另一端连接到通过侧门22可接近的吸入连接56。优选地，供给软管72将水输送到容器15内主泵50的吸入侧。液压软管74将水压供给到辅助供给泵60。软管74可以被软管卷盘62展开，所述软管卷盘62也可以用作液压软管和辅助泵60的装有动力的收回系统。
控制面板70可以包括泵系统10的总系统控制。优选地，控制面板设置有涂有304SS粉的钢构造，并具有报警和停止运转功能，且位于泵系统10的左侧，并且通过侧门20可接近。控制面板70可以位于容器15内并避免受到元件的影响，并且在光线不足条件下会被照明。通过控制面板70系统控制可以包括(1)通过压力传送器脉冲带宽信号对第一发动机进行手动/自动速度控制，以随时保证潜水辅助供给泵60的10psi的入口压力，同时手动控制每一个辅助泵，(2)发动机手动速度控制，用于输入和输出压力的自动压力管理系统，(3)超压控制，(4)发动机超温报警(视觉/听觉)，(5)发动机低油压报警(视觉/听觉)，(6)电池低电压报警(视觉/听觉)，(7)发动机温度，(8)发动机RPM，(9)发动机油压，(10)泵排出压力，(11)泵真空压力，(12)电池电压，(13)发动机计时表，(14)油位，(15)照明控制，(16)外部现场照明起动/关闭控制，(17)内部照明控制，(18)通过门开关的室照明自动控制，(19)，主发动机停止运转，和(20)低油位报警(听觉/视觉)。
图6示意性图示了使用中的泵系统10b。与图5中相似的构件用相同的附图标记表示并具有后缀“b”。泵系统10b也包括以相似的构造与辅助供给泵60b连接的供给软管72b和液压软管74b。与泵系统10相似，供给泵60b被携带在过滤器载架61b内。供给泵60b展开在水源82b内。图6图示了优选的、水源82b与泵系统10b之间的距离D。优选地，操作距离D为大约150英寸。图6中的构造显示了高度距离E，所述高度距离E允许泵系统10b从水源82b的表面上的水平面到设置泵系统10b的水平面操作。优选地，高度操作距离为大约50英尺，即提供了大约直到50英尺的垂直扬程。由此，泵系统10b和主泵可以位于小山、悬崖和很高的码头上，同时辅助泵可以将水流供给到主泵。
图6显示了排出软管76b，所述排出软管76b可以用于从主泵输送供给自辅助泵60b和供给软管72b的水流。排出软管76b可以供给到任何想要的终端85和/或消防喷嘴100，例如大流量消防喷嘴。终端可以是任何需要水的区域，例如用于饮用水、城市和工业消防、或减灾区域。
在另一优选的实施例中，可以装有多个主泵模块。如图6中示意图所示，本发明的实施例可以装有附加泵系统10’，所述附加泵系统10’单独作为增压泵。附加泵系统10’可以串联构造为多个增压泵。优选地，增压泵组间隔开X距离，其中X表示在每一个泵系统10’之间的英里数。
本发明的实施例也提供了基于流量的直接喷射配比系统(没有示出)。配比系统可以基于流量测量。例如通过装有具有输送泵的槽车，泵系统可以使用泵送的添加剂供给品(例如泡沫)进行操作。大量供给的添加剂可以从大体积的容器泵送到泵系统的吸入侧。流量计可以显示从泵排出的溶液的流量以及进入泵系统的吸入歧管的添加剂的流量。这些流量然后可以被比较以确定将要取得的喷射百分比。喷射百分比可以通过调整将添加剂供给到泵系统的输送泵的rpm增加或降低。基于在流量计输出上显示的读数可以做出调整。
仅作为示例在图5和6中示出的本发明的实施例可以提供下面的操作步骤。泵系统可以使用线缆牵引展开系统、通过滚下输送车得以展开。在容器的、两个潜水泵被存储的后部，门被打开。当使用时，在容器的每一侧的门被打开以便接近吸入连接和排出连接。两个潜水辅助供给泵从端跨滚出并沿斜坡向下，所述斜坡可以从容器的地板拉出。快速连接收回线缆可以连接到每一个潜水泵。每一个泵滚动到水域边缘，在水域边缘8英寸供水软管连接到每一个潜水辅助泵的排出连接。然后8英寸供水软管从辅助泵展开，并连接到主泵吸入歧管连接。漂浮的潜水辅助泵然后滚入水中。然后可以使用浮筒系统将泵漂浮到水中的适当的位置。主泵的12英寸排出软管可以从泵系统的排出连接展开到下一个直列式装置(图6中的直列使用)。此装置可以是大流量的消防喷嘴或操作为增压泵的另一泵系统或终端。
在完成系统的装配之后，可以进行泵送(或抽吸)。操作顺序如下(1)起动潜水液压泵驱动器，并将rpm设定到大约1900rpm。这将驱动伺服液压泵系统，所述伺服液压泵系统可以感应主泵入口压力、并在必要时使辅助泵增速或降速以在主泵入口维持足够的水压(例如，5-15psi)。液压泵可以在每一个潜水辅助泵形成足够的水能(例如，50GPM、5000psi)。此水流和压力降驱动潜水辅助泵形成向上流到主泵的2500GPM或更大的水流。液压软管线可以相应地尺寸形成为允许大约150英尺的线性展开。(2)将液压泵手动控制转换到“开启”位置。这可以接合液压泵并由此给固定到漂浮的潜水辅助泵的液压马达加压。漂浮泵可以开始形成压力并通过8英寸供给软管将水泵送到主泵。(3)读取泵板上的压力计读数并确定主泵入口的正水压为最小10psi。(4)将液压泵手动控制转换到“自动”位置。这可以起动(initiate)液压控制系统，所述液压控制系统将跟踪主泵入口压力并在需要时自动增加或降低潜水泵速度，以在潜水泵速度的范围内向主泵连续供给。(5)起动(start)主泵，并开始以想要的压力将水泵送到排出装置。(6)将电子发动机控制设定到自动模式。这可以起动(initiate)电子发动机控制系统，所述电子发动机控制系统跟踪主泵排出压力、并在需要时自动增加或降低发动机速度以连续地维持排出量(或流量)。
更优选地，示范性实施例被设计成在主泵起动之前辅助泵将水泵送到主泵内。例如，第二发动机可以用于独立于第一发动机和主泵地驱动辅助泵。辅助泵可以将水输送到主泵以起动主泵。这使得主泵“空转”(即没有足够水情况下运转)的可能性最小化。空转是泵的制造商反对的情况，因为空转可以导致对主泵的损害。
现在参照图7-9，图中示出了泵系统200的示范性实施例。如图7A-7F中所示，泵系统200包括与上述泵系统10相似的容器15’。然而，泵系统200的不同在于泵系统200不包括主泵或驱动主泵的第一发动机。相反，如图8A-8D和9A-9B中所示，泵系统200只包括辅助泵60’和用于驱动辅助泵60’的发动机68’。
如图10中所示，泵系统200的辅助泵60’可以展开在水源82c内以将水供给到单独的增压泵250。单独的添加剂喷射模块260也可以连接到增压泵250以将添加剂喷射到供水中。
现在参照图11A-11B，图中示出了另一示范性泵系统300。除了泵系统300包括两个辅助泵60’之外，泵系统300与泵系统200相似。如图12中所示，辅助泵60’可以每一个将水从水源82d供给到单独的增压泵350。增压泵350反过来可以通过歧管360将水供给到移动消防输送装置370。关于歧管360和移动消防输送装置370的示范性实施例的另外的描述在序列号为N.10/926736的美国专利申请中可以发现，所述美国专利申请在2004年8月26日提交且名称为“High Flow Mobile Fire Fighting System”，并且所述美国专利申请在此通过引用整体并入。
现在参照图13，图中示出了泵系统300的辅助泵60’，如序列号为No.10/926736的美国专利申请中所述，辅助泵60’连接到水泵450。水泵450转而使用歧管360连接到移动消防输送装置370。
泵系统200和300优点在于辅助泵可以用于将水供给到各种构造的一个或多个独立的主泵。泵系统10通过使用第二发动机68和辅助泵60(没有使用主泵50和第一发动机40)能够以相似的方式使用，以将水输送到单独的主泵。
本发明的实施例相较于现有的泵系统提供了很多优点。使用辅助供给泵以将水供给到主泵具有下面的好处。操作者可以将水汲取到主泵200直到200英尺，且比使用标准的吸入软管供给装备通常能够实现的长度更远15倍。辅助供给泵将垂直扬程能力增加到50英尺，并比典型消防设备的通常汲取能力大5倍。
所述设计能够增加同时被抽吸以提供用于泵送的水的供水库和水源的数量和类型。主泵可以放置得离水源非常远，并仍然提供大流量能力，且在液压效率和输出上没有很大的降级。
多个主泵可以串联设置用于非限制性的泵送距离。本发明的实施例可以利用大直径消防灭火水带，所述大直径消防灭火水带可以适于饮用水使用。
主泵单元也装有整装的水流和压力控制系统，所述整装的水流和压力控制系统防止失去控制、损害自身或失去流动能力。本发明的实施例包括双发动机泵系统，一个发动机用于主泵，且另一发动机用于辅助供给泵。此构造可以有助于保证主泵不会在空转条件下运行。此构造也考虑到泵系统使用中的灵活性。此外，单独的液压泵驱动器以这样的方式可以操作其它附加装置，所述其它附加装置可以不仅用于实施单独的液压泵的准备起动的主要功能，也将水供给到主泵。此特征允许泵系统将水供给到任一主泵或可选的主泵。这也允许在多个泵系统的情况下，泵系统简单操作为串联的增压泵。由此，水和/或添加剂溶液可以泵送很长的距离。当在此增压泵的操作中时，泵系统不需要使用潜水辅助供给泵。由此辅助供给泵在不使用时可以收藏起来。
本发明的实施例提供了用于潜水供给泵的液压驱动系统的手动和自动控制，并考虑到了非限制性地设定的变量。
此外，本发明的实施例提供了用于主泵的电子控制管理系统，所述电子控制管理系统设计成包括自动添加剂配比的选项。容器结构考虑到联合运输能力和泵系统模块化，例如滚下、钩臂和线缆牵引能力以及与其它连接模块的互连能力。
根据流体对环境的影响，考虑和选择使用在泵系统中的流体，例如添加剂，液压用液体和冷却剂液体。泵系统也可以包括防滴泄漏装置以防止模块流体进入环境。
描述了本发明的示范性实施例之后，本领域普通技术人员可以想到各种修改和等同替换。要理解的是，这些修改和等同替换包括在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种泵系统，包括主泵；驱动主泵的第一发动机；辅助泵，所述辅助泵通过软管连接到主泵，所述辅助泵构造成展开到水源中；和驱动辅助泵德第二发动机；其中所述辅助泵将水从水源输送到主泵。
2.根据权利要求1所述的泵系统，进一步包括第二辅助泵，所述第二辅助泵通过第二软管连接到主泵，所述第二辅助泵构造成展开到水源中。
3.根据权利要求1所述的泵系统，其中所述辅助泵由第二发动机液压驱动。
4.根据权利要求1所述的泵系统，其中所述第二发动机驱动辅助泵以给主泵灌水使主泵准备起动。
5.根据权利要求4所述的泵系统，进一步包括液压控制系统，所述液压控制系统构造成感应主泵的水入口压力，并控制辅助泵的输出。
6.根据权利要求5所述的泵系统，其中所述液压控制系统构造成控制辅助泵的输出以在主泵处产生正水压。
7.根据权利要求1所述的泵系统，进一步包括容器，所述容器的尺寸形成为适于容纳主泵、辅助泵、和第一与第二发动机。
8.根据权利要求1所述的泵系统，进一步包括添加剂喷射模块，所述添加剂喷射模块构造成将添加剂加入到由泵系统泵送的水中。
9.根据权利要求1所述的泵系统，其中所述辅助泵包括过滤器，所述过滤器构造成降低辅助泵水入口处的堵塞。
10.根据权利要求1所述的泵系统，进一步包括动力驱动的展开和收回系统，所述展开和收回系统构造成将辅助泵展开到水源中并将辅助泵从水源中收回。
11.一种泵系统，包括主泵；驱动主泵的第一液压发动机；第一辅助泵，所述第一辅助泵通过第一软管连接到主泵，所述第一辅助泵构造成被展开到水源中；第二辅助泵，所述第二辅助泵通过第二软管连接到主泵，所述第二辅助泵构造成被展开到水源中；和驱动第一和第二辅助泵的第二液压发动机；其中所述第一和第二辅助泵构造成将水从水源输送到主泵；且其中所述第二发动机驱动第一和第二辅助泵以给主泵灌水使主泵准备起动。
12.根据权利要求11所述的泵系统，进一步包括液压控制系统，所述液压控制系统构造成感应主泵的水入口压力，并控制第一和第二辅助泵的输出。
13.根据权利要求12所述的泵系统，其中所述液压控制系统构造成控制第一和第二辅助泵的输出以在主泵处产生正水压。
14.根据权利要求11所述的泵系统，进一步包括容器，所述容器的尺寸形成为适于容纳主泵、第一和第二辅助泵、以及第一和第二发动机。
15.根据权利要求11所述的泵系统，进一步包括添加剂喷射模块，所述添加剂喷射模块构造成将添加剂加入到由泵系统泵送的水中。
16.根据权利要求11所述的泵系统，其中所述第一和第二辅助泵每一个包括过滤器，所述过滤器构造成降低第一和第二辅助泵水入口处的堵塞。
17.根据权利要求11所述的泵系统，进一步包括动力驱动的展开和收回系统，所述展开和收回系统构造成将第一和第二辅助泵展开到水源中并将第一和第二辅助泵从水源中收回。
18.一种泵系统，包括主泵；驱动主泵的第一液压发动机；第一辅助泵，所述第一辅助泵通过第一软管连接到主泵，所述第一辅助泵构造成被展开到水源中；第二辅助泵，所述第二辅助泵通过第二软管连接到主泵，所述第二辅助泵构造成被展开到水源中；驱动第一和第二辅助泵的第二液压发动机；液压控制系统，所述液压控制系统构造成感应主泵的水入口压力，并控制第一和第二辅助泵的输出；和动力驱动的展开和收回系统，所述展开和收回系统构造成将第一和第二辅助泵展开到水源中并将第一和第二辅助泵从水源中收回；其中所述第一和第二辅助泵构造成将水从水源输送到主泵；其中所述第二发动机驱动第一和第二辅助泵以给主泵灌水使主泵准备起动；且其中所述液压控制系统构造成控制辅助泵的输出以在主泵处产生正水压。
19.根据权利要求18所述的泵系统，进一步包括容器，所述容器的尺寸形成为适于容纳主泵、第一和第二辅助泵、以及第一和第二发动机。
20.根据权利要求18所述的泵系统，进一步包括添加剂喷射模块，所述添加剂喷射模块构造成将添加剂加入到由泵系统泵送的水中。
全文摘要
一种泵系统(10)，包括用于向主泵(50)供水的一个或多个辅助供给泵(60)。所述泵系统能够长距离传送很大体积流量的水。所述泵系统自身包括可运输的容器(15)。所述供给泵使水可以从多个水源抽吸。所述泵系统可以设置有或没有设置有主增压泵。所述泵系统能够包括一个、两个、或更多辅助泵。所述泵系统能够包括用于驱动主增压泵的第一发动机(40)，和用于驱动辅助泵的第二发动机(68)。
文档编号E03B5/00GK101035595SQ200580022789
公开日2007年9月12日 申请日期2005年7月6日 优先权日2004年7月7日
发明者亨利·谢弗, 比尔·德雷克, 弗雷德里克·帕尔丹, 阿什利·阿瑟·普赖斯, 约翰·弗欧 申请人:凯德消防设备公司