用于抽吸介质的泵、泵系统及方法
【专利摘要】本发明涉及用于抽吸介质的泵、泵系统及方法。用于抽吸介质的泵包括入口、出口、可驱动轴以及至少两个从动轴，其中该可驱动轴和该至少两个从动轴以关于彼此的相互角设置。
【专利说明】用于抽吸介质的泵、泵系统及方法
[0001]本发明涉及泵，且更具体地涉及适合于从(搁浅的)船舶和货物空间抽吸燃料、油和原油的泵。
[0002]泵在实践中是已知的，其适合于抽吸介质，例如燃料。伴随这些泵的问题通常是，发现这些泵不能在充分大的操作范围内抽吸确定流速而不考虑介质的粘度。
[0003]在介质被从搁浅的船舶和/或货物空间抽吸的情况下，通常可利用有限的空间。例如双壁船舶在实践中是已知的，其中燃料罐设置在壁之间。这些燃料罐在船舶的发动机的方向上设有燃料管道，且通常还设有适合于测量燃料水平的连接件以及通风连接件。已发现当发生灾难时这些燃料罐易于泄漏，由此在这种情况下可能导致环境污染和其它问题。
[0004]本发明为了其目的而提供消除或至少减少上述问题的泵。
[0005]该目的通过根据本发明的用于抽吸介质的泵实现，该泵包括入口、出口、可驱动轴以及至少两个从动轴(follower spindle),其中该可驱动轴和该至少两个从动轴以关于彼此的相互角(mutual angle)设置。
[0006]如在横截面中所看到的，从第一从动轴的中心到可驱动轴/杆的中心的虚线例如与从第二从动轴的中心到可驱动轴的中心的虚线形成角度。
[0007]通过为泵设置有可驱动轴和两个或更多的非驱动/从动轴，可以抽吸大量介质。这就是所谓的螺旋轴泵(screw spindle pump)。以一角度设置杆，即不将其设置在一条线上，实现了泵壳体的尺寸可以保持有限。这例如使得将泵引入到液体管道特别是监控管或通风管中成为可能，而同时可以实现相对高的泵容量。这使得能够用在所谓的水下采油泵(SORP)应用中。这样的应用例如在必须将燃料例如重油抽吸到燃料罐以外时是有重大意义的，例如在双壁船舶中的中等空间中。这例如在灾难例如搁浅船舶的情况下发生。使用根据本发明的泵可以以这样的方式避免对搁浅船舶周围的区域的损害，或者在任何情况下都可以减轻损害。
[0008]可驱动轴/杆和至少两个从动轴优选地以视觉上不对称的构型设置。可驱动轴和至少两个从动轴优选在这里特别地以不对称力构型(asymmetrical forceconfiguration)设置。令人惊讶地，这实现了泵容量和泵尺寸之间的良好平衡，已发现这在例如SORP应用和其它类似应用中是特别地适合的。据此可避免由燃料的泄漏所导致的对例如搁浅船舶周围的区域的损害或在任何情况下在相对短的时间内减少损害。
[0009]可驱动轴/杆和至少两个从动轴例如相对于彼此设置，使得可驱动轴/杆和从动轴的组件的重心位于可驱动轴/杆的中心以外。
[0010]在根据本发明的有利的优选实施方式中，入口和出口设置在泵的纵向方向上。
[0011]通过将入口和出口设置在泵的纵向方向上，特别地将入口设置在泵的前侧或鼻侧上而将出口设置在泵的后侧上，当泵位于相对狭窄的空间例如管或管道中时，液体可以以有效的方式经由入口吸入并经由出口排出。据此可能省掉在泵的侧部或周边上设置连接件。该构型例如在必须将油抽吸到搁浅的航海船舰的罐系统以外以避免环境问题时是有利的。已发现，泵可以在这里被有效地部署成具有100-300mm的范围内的外径，优选100-200mm的范围且最优选大约150_。由于泵的特定构型，据此可能以有效的方式在狭窄的空间内工作，例如为了将燃料抽吸到搁浅船舶以外的目的。这减少了环境灾害的机会并使得更安全且更清洁的救助操作成为可能。
[0012]在根据本发明的有利的优选实施方式中，泵包括内管密封件。
[0013]提供内管密封件使得泵被引入到非完全地液密的管中成为可能，用于传递介质例如燃料的抽吸的目的。内管优选是塑料件的，使得其可以以相对简单的方式在现场制成合适的长度。由于内管，实质上避免了在用根据本发明的泵抽吸期间的泄漏。
[0014]塑料件优选在使用期间折叠。内管优选可释放地连接到泵。
[0015]应注意，根据本发明也可能单独地提供内管密封件，即不具有泵或具有替代的泵。
[0016]已发现，内管密封件可以结合将入口和出口设置在泵的纵向方向上而特别有利地应用。据此可能在狭窄且没有完全液密的空间中使用根据本发明的泵，特别是例如货物船舰的燃料系统的管和管道。当已经对货物船舰造成损害由此现有的管和管道不再是完全液密时，可以特别有利地使用内管密封件。
[0017]在根据本发明的有利的优选实施方式中，该至少两个从动轴设有比可驱动轴的直径小的直径。
[0018]通过对从动轴使用相对于可驱动轴的不同直径，根据本发明的泵的直径可以被进一步限制，同时获得实质上相似的泵性能。这进一步增加了泵的实用性，特别是在狭窄空间中的实用性。
[0019]本发明还涉及设有如上所述的泵的泵系统。
[0020]这样的泵系统提供了与关于泵所描述的效果和优势相同的效果和优势。在有利的实施方式中，泵系统设有用于将泵下降到管中的T形件。优选地设置开口以用于液压软管和被抽吸的介质的通过。
[0021]本发明还另外涉及用于抽吸介质的方法，该方法包括提供如上所述的泵和/或泵系统。
[0022]这样的方法提供了与关于泵和/或泵系统所描述的优势和效果相同的优势和效果。在优选实施方式中，根据本发明的方法还包括将泵和/或泵系统定位在船舶的空间中并将介质抽吸到船舶以外。根据本发明的泵优选地在这里使用以将例如燃料抽吸到搁浅船舶以外，其中根据本发明的泵必须被运载穿过或甚至定位在狭窄空间例如管和管道中。可以在这里有利地使用入口在泵的前侧上而出口在泵的后侧上的特定构型。
[0023]本发明的另外的优势、特征和细节基于其中参考附图的本发明的优选实施方式来阐述，在附图中:
[0024]-图1示出了根据本发明的常规轴泵的横截面；
[0025]-图2A示出了常规轴泵(spindlepump)的横截面；
[0026]-图2B示出了根据本发明的泵的横截面；
[0027]-图3和4示出了图2B的泵的视图；
[0028]-图5示出了具有内管密封件的图2B的泵的视图；
[0029]-图6示出了在泵系统中使用的T形件的视图；
[0030]-图7示出了被引入到管中的图2B的泵的视图；
[0031]-图8示出了内管密封件的视图；[0032]-图9示出了T形件的视图；
[0033]-图10示出了测试装置(testsetup)的视图；以及
[0034]-图11-13示出了用根据本发明的泵所获得的结果。
[0035]泵I (图1)设有中心驱动杆/驱动轴2和两个非驱动杆/从动轴3。轴2、3布置在壳体4中。在常规泵5 (图2A)中，驱动杆6和轴杆7位于一条线A上且在这里两者都是视觉上对称和力对称的。
[0036]在根据本发明的泵8 (图2B)中，驱动杆6和两个轴杆7没有位于一条线上，且在这里从视觉角度和力角度两者都是不对称的。连接第一从动轴的中心和驱动杆6的中心的中心线B与连接第二从动轴的中心和驱动杆6的中心的中心线C以角度z定位。将明显的是，通过相同的尺寸，泵8的壳体9可以比常规泵5的壳体小。
[0037]在示出的实施方式中，轴7的直径小于驱动杆6的直径。
[0038]泵8 (图3和4)在后侧11上设有马达10。在示出的实施方式中，马达10是使用液压软管12液压地驱动的。在示出的实施方式中，泵8的长度是大约613mm，直径是大约150mm且重量等于大约50-60kg。入口 14定位在前侧13上，燃料可以通过该入口 14吸取。泵8 (图4)被实施为使得在大约3巴的压力和在大约30°C下大约IOOcSt的粘度下，大约70立方米/小时的泵容量是可能的。在这里液压技术参数是210巴的最大压力以及54和631/min之间的最大流量，取决于马达的类型。
[0039]泵8 (图5)可以设有内管密封件15，内管密封件15防止吸取的燃料穿过泵8在其中放置的导管或管16中的开口泄漏到周围区域。导管或管16优选是DN250类型的。在示出的实施方式中，内管15是塑料材料的，使得其可以被切割或切断到合适的长度，例如根据管16的长度。塑料是例如可以折叠或扩展的塑料。
[0040]管16优选地设有T形件17(图6)。T形件17在介质的供给侧上设有DN200的第一凸缘18。DN200的第二凸缘19设置在用于排放介质的侧部上，且DN300的第三凸缘20优选地设有覆盖物21。用于液压软管12的通过的具有密封件23的开口 22布置在覆盖物21上或靠近覆盖物21布置。
[0041]泵8可以使用绞盘系统(winch system)24 (图7)放置在管16中。其它方法也是可能的。内管15 (图8)可以与泵8—起经由凸缘20引入到管16中。然后设置用于密封凸缘20的目的的覆盖物21 (图9)。在该构型中，内管15悬在T形件内部，由此泵可以随后被再次牵引到T形件以外。
[0042]测试表明，根据本发明的泵在不同粘度下具有在宽操作范围内大体恒定的泵容量。因此，泵在57.4和11.4mm2/s的不同粘度下、在分别36°C和20°C的温度和大约3.0巴的压力、2600rpm的旋转速度、分别为5.9和4.8mffC的净正吸引压头(NPSH)下进行测试。在不同粘度下的泵容量分别等于1189和1173.31/min。在比较测量中的功率消耗分别等于13.0和9.9kW。因此，在不同粘度下泵容量是大致恒定的。
[0043]另外的测试表明，在至少0-15巴的范围内的压力差下，泵容量保持大体恒定。在该压力范围内，12001/min的容量的变化相当于在不同粘度下小于1001/min。
[0044]在用测试装置25 (图10)的测试中，其中来自于罐26的燃料可以经由可调节流阻27在周围抽吸，已发现泵8可以被运载穿过管16的不同地成形的管部分。
[0045]测试表明，穿过管的具有230mm直径的弯曲部是可能的。对于以184mm的管直径的45° S形弯曲部和以230mm的管直径的70°弯曲部，这是同样的情况。
[0046]为了抽吸介质的目的，泵被引入到连接到燃料罐的管中。这例如是双壁船舶中的燃料罐，其中燃料罐设置在两个壁之间。泵被放置在管中，优选地结合内管密封件。该内管防止泵燃料向周围区域的不希望泄漏。泵设有在当前优选的实施方式中为液压驱动的马达。液压软管和内管密封件与泵一起下降到管中。泵将燃料吸取到罐外并将其抽吸到管道中。管道优选地设有T形件，其中液压软管被运载到管以外，内管的外端内侧地附接到T形件。被抽吸的介质经由其它侧部排出。燃料罐可以以这种方式被抽吸成空的，并避免不希望的泄漏。
[0047]另外的测试证实根据本发明的泵的操作。泵从而在0-6巴的压力差下、在2600rpm下以6cSt到900cSt的不同粘度被测试(图11)。该泵另外用所谓的伊顿马达(Eaton motor)(图12)来测试，其具有最高12001/min即72立方米/小时的流速。在其它的测试中，使用了莱斯泵(Leistritz pump)。另外的结果(图13)表明了以上所阐述的根据本发明的泵的大体恒定的运行状况。所述测试用泵I来进行。通过泵I的不同尺寸和/或构型，也可能根据本发明在其它的操作领域中使用泵I。
[0048]本发明不以任何方式被限制于本发明的以上描述的优选实施方式。寻求保护的权利通过所附权利要求定义，在所附权利要求的范围内，可以设想许多修改。因此，将如上所述的泵使用在其它应用中也是可能的。因此，例如可能设想将根据本发明的泵放置到油管中，例如在发生故障的情况下。根据本发明的其它应用也是可能的。
【权利要求】
1.一种用于抽吸介质的泵，包括入口、出口、可驱动轴以及至少两个从动轴，其中所述可驱动轴和所述至少两个从动轴以关于彼此的相互角设置。
2.根据权利要求1所述的泵，其中所述可驱动轴和所述至少两个从动轴以视觉上不对称的构型设置。
3.根据权利要求2所述的泵，其中所述可驱动轴和所述至少两个从动轴以不对称的力构型设置。
4.根据前述权利要求中的一项或多项所述的泵，其中所述入口和所述出口设置在所述泵的纵向方向上。
5.根据前述权利要求中的一项或多项所述的泵，其中所述泵的外径设置在100-300mm的范围内，优选在100-200mm的范围内，且最优选等于大约150mm。
6.根据前述权利要求中的一项或多项所述的泵，还包括内管密封件。
7.根据前述权利要求中的一项或多项所述的泵，其中所述至少两个从动轴设有比所述可驱动轴的直径小的直径。
8.一种泵系统，包括根据前述权利要求中的一项或多项所述的泵。
9.一种用于抽吸介质的方法，包括提供在前述权利要求中的一项或多项所述的泵和/或栗系统。
10.根据权利要求9所述的方法，还包括将所述泵和/或所述泵系统定位在船舶的空间中并将介质抽吸到船舶外。
【文档编号】F04C3/06GK103547807SQ201280024209
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2012年5月21日 优先权日:2011年5月20日
【发明者】杰罗恩·赫拉尔杜斯·玛丽亚·凡赫克 申请人:吉格姆凡赫克比希尔公司