可清管配比器和泵的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年12月16日提交的题为“piggableproportionerandorpump”的美国临时申请no.62/780,304的优先权，该申请通过引用整体并入本文。

背景技术：

本发明总体涉及泵系统，更具体地涉及允许有效冲洗和清洁泵和泵所在的流体管线的可清管旁通件。

流体配比器和其它泵送系统沿流体管线定位，从而以所需的流速或压力驱动流体。许多流体处理应用(例如，针对涂料)需要定期更换泵送流体，因此需要尽可能彻底地清洁流体管线和泵送系统，以防止流体的混合(即，污染)。即使在预期只能处理单一流体类型的泵送系统中，也可能需要定期清洁。可以通过利用空气、溶剂和/或其它流体冲洗系统来去除流体残留物。更粘稠的材料可能需要机械去除，即，通过沿着流体管线运行清管器或使清管器运行通过流体管线。然而，泵沿流体管线的存在带来了清洁挑战。在预期需要清管器的流体处理系统中，泵相应地仅安装在流体管线的端部处，以最小化清管器无法接近流体管线的范围。在传统的系统中，这种考虑限制了可以在可清管系统中使用的泵的位置和类型，并可能导致在流体转换期间浪费大量的泵送材料。

技术实现要素：

在一个方面，本公开涉及一种用于沿着主流体管线串联连接的泵组件。该泵组件包括泵和泵旁通件。泵具有入口侧和出口侧，并且被构造成从入口侧接收第一流体，并从出口侧排出该第一流体。泵旁通件能够在第一阀状态和第二阀状态之间致动。第一阀状态沿着主流体管线以流体连通的方式串联连接泵，并且仅经由泵将主流体管线的输入侧连接到主流体管线的输出侧。第二阀状态将泵与主流体管线流体隔离，并且经由可连续清管路径以流体连通的方式连接主流体管线的输入侧和输出侧。

在另一方面中，本公开涉及被配置为连接到泵和主流体管线的可清管旁通件。该可清管旁通件包括流体入口、流体出口和在流体入口和流体出口之间延伸的可清管通道。流体入口被设置成与主流体管线的输入部分以流体连通的方式连接，而流体出口被设置成与主流体管线的输出部分以流体连通的方式连接。可清管旁通件还包括旁通阀、从可清管通道到泵的泵输入连接部、和从泵到可清管通道的泵输出连接部。旁通阀沿着可清管通道设置在流体出口和流体入口之间。泵输入连接部位于流体入口和旁通阀之间，并且能够被泵输入阀流体密封，而泵输出连接部位于旁通阀和流体出口之间，并且能够被泵出口阀流体密封。

在又一方面中，本公开涉及一种冲洗连接到主流体管线的泵的方法。根据该方法，通过带阀旁通件绕过泵进行旁通，以使得泵和主流体管线流体隔离并并联。泵在与流体管线断开连接时被冲洗，并且流体管线在与泵断开连接时通过带阀旁通件被清管。然后经由带阀旁通件将泵与主流体管线重新连接，以使得泵沿着主流体管线以流体连通的方式串联连接。

本发明内容仅作为示例而不是限制提供。鉴于本公开的包括全文、权利要求和附图的整体，将理解本公开的其它方面。

附图说明

图1是带有可清管旁通件的泵的透视图。

图2是图1的泵和可清管旁通件的第一截面图。

图3是图1和图2的泵和可清管旁通件的第二截面图。

图4是包括图1至图3的泵和可清管旁通件的泵送系统的示意图。

虽然以上附图阐述了本公开的一个或更多个实施例，但是如随附的讨论中所指出的，也可以预期其它实施例。在所有情况下，本公开通过表示而非限制的方式呈现本发明。应当理解，本领域技术人员可以设计出许多其它修改和实施例，这些修改和实施例都落入本发明的原理的范围和精神内。附图可能未按比例绘制，并且本发明的应用和实施例可以包括附图中未具体示出的特征和部件。

具体实施方式

本公开涉及一种流体处理系统，该流体处理系统包括泵(例如，配比泵)、主流体管线和设置在泵和主流体管线之间的可清管旁通件。在泵送状态下，旁通件使泵以流体连通的方式串联连接，从而允许流体仅通过泵从主流体管线的入口侧流动到出口侧。在旁通状态下，旁通件直接将主流体管线的入口侧以流体连通的方式连接到出口侧，从而绕过泵进行旁通并与泵隔离。主流体管线和旁通件具有共同的几何形状(例如宽度、形状)，该共同的几何形状被选择为允许清洁清管器在系统处于旁通状态时不间断地经过主流体管线和可清管旁通件。旁通件还包括允许在泵与主流体管线隔离的同时冲洗泵的流体入口(例如，针对空气、溶剂等)和出口(针对废弃物)。

图1-4示出了泵送系统10，其中泵12和旁通组件14沿着主流体管线16定位。图1提供泵送系统10的透视图，图2和图3提供正交截面图，而图4提供示意图。泵送系统10是用于分配至少一种流体的系统或系统的一部分。例如，泵送系统10可以是涂料或其它可喷涂材料配比系统的一部分。

泵12最通常可以是具有输入侧18和输出侧20的任何流体泵。泵12被图示为具有输入侧18和输出侧20的往复泵，并且具有两个输入阀22、两个输出阀24、缸筒26和往复柱塞28。然而，更一般地，本领域技术人员将理解，在不背离本发明的范围或精神的情况下，可以在泵送系统10中使用其它泵类型。泵12将流体从输入侧18驱动到输出侧20，并且在一些实施例中可以是配比泵，由此计量由泵12驱替的流体体积。

旁通组件14是可在至少两个阀状态之间被致动的带阀歧管，如下文更详细地描述的。旁通组件14可以与泵12一体形成，或者可以是附接到泵12并且以流体密封的方式连接到泵12的单独部件(例如，模块化附加件)。泵12和旁通组件14一起形成泵送组件。主流体管线16是流体导管，该流体导管被设置成将流体输送到泵12和从泵12输送流体以便进行泵送。主流体管线16包括泵12上游的输入部分30和泵12下游的输出部分32。旁通组件14形成主流体管线16和泵12之间唯一的流体连通路径，并且至少部分地分别位于主流体管线16的输入部分18和输出部分20之间。

旁通组件14包括从流体入口36延伸到流体出口38的可清管通道34。尽管出于本讨论的目的，可清管通道34被认为是旁通组件14的一部分，而不是主流体管线16的一部分，但系统10的各种实施例可以将可清管通道34的结构并入主流体管线16的任一旁通组件14中。更一般地，可清管通道34在流体入口36处以流体连通的方式连接到输入侧30，并在流体出口38处以流体连通的方式连接到输出侧32，使得30、32和34一起形成连续的可清管管线。流体入口36附接到主流体管线16的输入部分30并从主流体管线16的输入部分30接收流体，以用于由泵12进行泵送。流体出口38附接到主流体管线16的输出部分32，并向主流体管线16的输出部分32提供流体。在所示的实施例中，可清管通道34是直接从流体入口36到流体出口38的直导管，所述直导管仅被旁通阀40中断。在旁通阀40的关闭状态下，所述旁通阀40将可清管通道34的输入部分和输出部分流体隔离，以使得流体可以仅通过泵12从流体入口36流动到流体出口38。在旁通阀40的打开状态下，所述旁通阀40允许直接在流体入口36和流体出口38之间通过。在此打开状态下，如下文更详细讨论的，可清管通道34与主流体管线16的输入部分和输出部分一起可以被清管器穿过(即，用于清洁)。主流体管线16(包括输入侧30和输出侧32)和可清管通道34共享共用横截面几何形状，该共用的横截面几何形状使得单个清管器(p；参见图4)能够沿着连续可清管路径行进通过主流体管线16和可清管通道34两者。例如，可清管通道34和主流体管线16可以具有相等直径的大致圆形横截面。更一般地，可清管通道34和主流体管线16可以具有任何共用形状和通道宽度，以使得清管器能够紧密地配合并且在旁通阀40打开时以不会被中断的方式行进通过流体管线和可清管通道。

旁通组件14还包括泵入口阀42和泵出口阀46，所述泵入口阀42沿着泵入口连接件44设置在可清管通道34和泵12的输入侧18之间，所述泵出口阀46沿着泵出口连接部38设置在可清管通道34和泵12的输出侧20之间。在所示的实施例中，泵入口阀42和泵出口阀46都是旋塞阀。泵入口阀42和泵出口阀46用作隔离阀，所述隔离阀将泵12和旁通组件14的大部分与包括主流体管线16和可清管通道34的可清管管线隔离开。当关闭时，泵入口阀42和泵出口阀46将泵与可清管通道34隔离开，并从而与主流体管线隔离开。当泵入口阀42和泵出口阀46打开并且旁通阀40关闭时，来自主流体管线16的输入侧18的流体可以流动通过流体入口36和泵入口连接部44进入到泵12的输入侧18，流动通过缸筒26，并从泵12的输出侧20流出，流动通过泵出口连接部48和流体出口38，进入到主流体管线16的输出侧32。

旁通组件14还包括用于通过利用清洁流体冲洗泵组件来清洁旁通组件14和泵12的阀和流体管线。例如，旁通组件14可以包括连接到清洁源52、清洁流体供应部或储存器的清洁入口阀50。旁通组件14的一些实施例还可以包括连接到另外的清洁源56的一个或更多个额外的清洁阀54。在至少一些实施例中，旁通组件14可以包括针对溶剂的清洁源52和针对空气的清洁源56，所述清洁源52、56具有包括溶剂流体旋塞阀的清洁入口阀50和包括空气截断阀的清洁入口阀54。当清洁源52(和56，如果存在)各自的清洁入口阀50、54打开时，所述清洁源52(和56，如果存在)与泵12的输入侧18连接。空气、溶剂和/或其它流体用于冲洗泵12，然后从泵组件排出泵12的输出侧20，通过清洁出口阀58进入用作废弃物堆的清洁出口60。例如，清洁出口60可以排放到废弃物处理收集器中。图1-3图示了没有第二清洁源和入口阀(即54/56)的实施例，而图4图示了具有两个清洁源和入口阀的实施例。

在图示的实施例中，泵送系统10包括控制器62，该控制器62可以控制旁通组件14的各个阀的致动，所述阀包括阀40、42、46、50、54和58。控制器62可以是专用于旁通组件14的操作以循环流体和清洁(通过冲洗泵12等)的单独控制器，或者可以是在本文中未详细讨论的泵送系统10的其它功能(例如泵12本身的控制和所述泵的用于按计量速率供应工作流体的配比操作)之间共享的控制器。控制器62可以是装载有适当专用任务软件的通用计算机的处理器，或者可以是仅用于泵送系统10的专用处理器。

控制器62负责在包括主泵送状态和清洁状态的多个阀状态之间控制泵送系统10内的阀的致动。在主泵送状态下，旁通阀40关闭，泵入口阀42和泵出口阀46打开，并且清洁阀50、54和58关闭。在清洁状态下，旁通阀40打开，泵入口阀42和泵出口阀46关闭，并且清洁阀50、54和58至少间歇性地打开，以例如为冲洗泵12提供空气和/或溶剂脉冲。更一般地，清洁状态可以分解为两个单独的子状态：清管器管线清洁子状态和泵清洁子状态。在清管器管线清洁子状态下，旁通阀40打开，而泵入口阀42和泵出口阀46关闭，从而允许主流体管线16和可清管通道34与泵12分开被清洁，例如使清管器经由可清管通道连续行进通过主流体管线16的输入侧和输出侧，和/或通过冲洗流体管线。在泵清洁子状态下，泵入口阀42和泵出口阀46关闭，清洁入口阀50和54至少间歇地打开以供应清洁材料的连续流或脉冲流，并且清洁出口58打开以排出废弃物。清管器管线清洁子状态和泵清洁子状态可以合并为单个清洁状态，或者也可以单独执行(即，清洁主流体管线或泵而不影响另一个)。控制器62还可以实现填充状态，所述填充状态与主泵送状态不同之处在于，当泵12被填充时，清洁出口阀打开，以允许排出废弃物和/或空气。

在正常操作期间，当主流体被加载到泵12中时，阀被致动到填充状态。在持续配比期间，阀被致动到主泵送状态。在更换主流体之前(例如在涂料喷涂系统中更换涂料)，阀首先被致动到清洁状态或清洁子状态。当系统处于清管器管线清洁子状态时，主流体管线16和可清管通道34可以例如通过使用清管器清除第一主流体，而泵12和旁通组件14的其余部分可以在系统处于泵清洁子状态时通过将溶剂和/或空气冲洗通过歧管来清洁第一主流体。这些子状态步骤可以单独或同时被执行。新的主流体然后可以在系统处于填充状态的情况下被加载，并且随后在系统处于主泵送状态的情况下被泵送。

以上阐述的泵送系统和相关方法允许通过旁通组件14将泵12与主流体管线16隔离。这允许独立地清洁泵12和主流体管线16。此外，即使当泵12设置在主流体管线16的中间区域处(即与位于主流体管线16的一端处或另一端处不同)时，这种布置也允许主流体管线16整体被清管。当系统清除主流体例如以切换主流体时，这种布置减少了流体浪费，并允许泵沿着主流体管线16自由定位而不会带来清洁挑战。在一些实施例中，前述结构允许来自管线16的未使用流体被强制返回到流体供应部。

可能的实施例的讨论

以下是对本发明的可能实施例的非排他性描述。

一种用于沿着主流体管线串联连接的泵组件，所述泵组件包括：泵，所述泵具有入口侧和出口侧，并且被配置为从所述入口侧接收第一流体，并从所述出口侧排出所述第一流体；和泵旁通件，所述泵旁通件可在第一阀状态和第二阀状态之间致动：所述第一阀状态沿所述主流体管线以流体连通的方式串联连接所述泵，并且仅经由所述泵将所述主流体管线的输入侧连接到所述主流体管线的输出侧；并且所述第二阀状态将所述泵与所述主流体管线流体隔离，并经由可连续清管路径以流体连通的方式连接所述主流体管线的输入侧和输出侧。

前一段落的泵组件可以任选地、另外地和/或替代地包括以下特征、配置和/或额外部件中的任何一个或更多个：

根据前述泵组件的进一步实施例，其中，所述泵旁通件还包括：可清管通道，所述可清管通道从所述主流体管线的输入侧延伸到所述主流体管线的输出侧，并且仅被旁通阀中断；泵入口阀，所述泵入口阀以流体连通的方式设置在所述可清管通道和所述泵的所述入口侧之间；和泵出口阀，所述泵出口阀以流体连通的方式设置在所述可清管通道和所述泵的所述出口侧之间。

根据前述泵组件的进一步实施例，其中，所述泵旁通件还包括：第一清洁入口，所述第一清洁入口经由第一清洁入口阀以流体连通的方式连接到所述泵的入口侧，并且可通过所述泵入口阀与所述可清管通道流体隔离开；和清洁出口，所述清洁出口经由清洁出口阀以流体连通的方式连接到所述泵的出口侧，并且可通过所述泵出口阀与所述可清管通道流体隔离开。

根据前述泵组件的进一步实施例，还包括控制器，所述控制器被配置为控制所述旁通阀、所述泵入口阀、所述泵出口阀、所述第一清洁入口阀、和所述清洁出口阀的致动，以使得：在所述第一阀状态下，所述旁通阀关闭，所述泵入口阀和所述泵出口阀打开，并且所述第一清洁入口阀和所述清洁出口阀关闭；以及在所述第二阀状态下，所述旁通阀打开，并且所述泵入口阀和所述泵出口阀关闭。

根据前述泵组件的进一步实施例，其中，所述控制器进一步被配置为使所述泵循环，从而在所述第一阀状态下，将流体从所述主流体管线的所述输入侧驱动到所述输出侧，并且在所述第二阀状态下，利用清洁流体冲洗所述泵。

根据前述泵组件的进一步实施例，其中，所述泵是配比泵，并且其中，使所述泵循环以将流体从所述主流体管线的所述输入侧驱动到所述输出侧包括按比例量驱动流体。

根据前述泵组件的进一步实施例，还包括平行于所述第一清洁出口的第二清洁入口，所述第二清洁入口经由第二清洁入口阀连接到所述泵的入口侧，并且可通过所述泵入口阀与所述可清管通道流体隔离开。

根据前述泵组件的进一步实施例，其中，所述可清管通道与所述主流体管线共享通道宽度和通道形状，以使得当所述旁通阀打开时，清管器能够在不中断的情况下以紧贴的方式行进通过所述主流体管线的输入侧、所述可清管通道和所述主流体管线的输出侧。

一种可清管旁通件，所述可清管旁通件被配置成连接到泵和主流体管线，所述可清管旁通件包括：流体入口，所述流体入口被设置成与所述主流体管线的输入部分以流体连通的方式连接；流体出口，所述流体出口被设置成与所述主流体管线的输出部分以流体连通的方式连接；可清管通道，所述可清管通道在所述流体入口和所述流体出口之间延伸；旁通阀，所述旁通阀沿着所述可清管通道设置在所述流体出口和所述流体入口之间；从所述可清管通道到所述泵的泵输入连接部，所述泵输入连接部位于所述流体入口和所述旁通阀之间，并且可被泵输入阀流体密封；和从所述泵到所述可清管通道的泵输出连接部，所述泵输出连接部位于所述旁通阀和所述流体出口之间，并可被泵出口阀流体密封。

前一段落的可清管旁通件可以任选地、另外地和/或替代地包括以下特征、配置和/或额外部件中的任何一个或更多个：

根据前述可清管旁通件的进一步实施例，其中，所述流体入口、所述流体出口和所述旁通阀与所述主流体管线共享共用几何形状，从而允许清管器以紧贴的方式且不会中断地行进通过所述流体入口、所述流体出口、所述旁通阀、所述主流体管线的所述输入部分、和所述主流体管线的所述输出部分。

根据前述可清管旁通件的进一步实施例，其中，所述共用几何形状包括共用通道宽度和共用通道形状。

根据前述可清管旁通件的进一步实施例，其中，所述共用形状是圆形横截面，并且所述共用通道宽度是共用直径。

根据前述可清管旁通件的进一步实施例，还包括：清洁入口，所述清洁入口以流体连通的方式连接到所述泵入口，并可被清洁入口阀流体密封；和清洁出口，所述清洁出口以流体连通的方式连接到所述泵出口，并可被清洁出口阀流体密封。

根据前述可清管旁通件的进一步实施例，其中，所述可清管旁通件能够在包括主泵送阀状态和清洁阀状态的两种阀状态之间致动：在所述主泵送阀状态下，所述旁通阀关闭，所述泵输入阀和所述泵输出阀打开，并且所述清洁输入阀和所述清洁输出阀关闭；以及在所述清洁阀状态下，所述旁通阀打开，所述泵输入阀和所述泵输出阀关闭，并且所述清洁输入阀和所述清洁输出阀打开。

根据前述可清管旁通件的进一步实施例，还包括控制器，所述控制器被设置成在所述主泵送阀状态和所述清洁阀状态之间控制致动。

一种冲洗连接到主流体管线的泵的方法，所述方法包括：经由带阀旁通件绕过所述泵进行旁通，以使得所述泵和所述主流体管线流体隔离并并联；当所述泵与所述流体管线断开连接时，冲洗所述泵；当所述流体管线与所述泵断开连接时，通过所述带阀旁通件对所述流动管线进行清管；以及经由所述带阀旁通件将所述泵与所述主流体管线重新连接，以使得所述泵沿着所述主流体管线以流体连通的方式串联连接。

前一段落的方法可以任选地、另外地和/或替代地包括以下特征、配置和/或额外部件中的任何一个或更多个：

根据前述方法的进一步实施例，其中，冲洗所述泵包括：将清洁流体引入到所述泵中，使所述泵循环，并且将所述清洁流体排出所述泵。

根据前述方法的进一步实施例，其中，绕过所述泵进行旁通的步骤和重新连接所述泵的步骤包括：致动所述带阀旁通件内的阀。

根据前述方法的进一步实施例，其中，所述带阀旁通件能够在至少两种阀状态下操作，所述至少两种阀状态包括：当所述泵被重新连接时所使用的第一阀状态，其中所述主流体管线的第一侧仅通过所述泵连接到所述主流体管线的第二侧；和当绕过所述泵进行旁通时所使用的第二阀状态，其中所述主流体管线的第一侧和第二侧通过所述旁通件连接，并与所述泵流体隔离。

一种在前述方法的泵中更换流体的方法，所述方法包括：当所述带阀旁通件处于所述第一阀状态时，将第一流体泵送通过所述泵；执行前述方法；以及当所述带阀旁通件处于所述第一阀状态时，将不同于所述第一流体的第二流体泵送通过所述泵。

总结

本文中使用的任何相关术语或程度术语，例如“基本上”、“本质上”、“一般”、“大约”等，应根据本文中明确陈述的任何适用定义或限制进行解释并受其约束。在所有情况下，本文使用的任何相关术语或程度术语应被解释为广泛地涵盖任何相关公开的实施例以及本领域普通技术人员鉴于本公开的全部内容将理解的此类范围或变化，例如包括普通制造公差变化、偶然对准变化、由热、旋转或振动操作条件引起的对准或形状变化等。

虽然已经参考(一个或多个)示例性实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，在不背离本发明的范围的情况下，可以进行各种改变并且等同物可以代替其元件。此外，在不背离本发明的基本范围的情况下，可以进行许多修改以使特定情况或材料适应本发明的教导。因此，本发明旨在不限于所公开的(一个或多个)特定实施例，而是本发明将包括落入所附权利要求的范围内的所有实施例。