泵送系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及栗送设备。
【背景技术】
[0002]本发明的设备适用于栗送介质(如浆料(slurry))。下文中参考此应用(即，参考浆料的栗送)描述了本发明，但这仅是示例性的而非限制性的。
[0003]国际申请号PCT/ZA2009/000071的说明书描述了一种栗送系统，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。
[0004]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。
[0005]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。来自栗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。
[0006]当一个容器填充水时，为了将其浆料内容物栗送出，另一个容器再填充浆料，且将其水转移到栗的入口。
[0007]该过程以此方式无限地继续，其中栗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。
[0008]在水栗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，以备栗送操作的转换。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。
[0009]对于有效栗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，浆料栗送速率受限。
[0010]除上述流动约束之外，该国际说明书中描述的栗送系统具有某些其它缺陷。
[0011]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，在使用中由栗送操作生成的循环的环向应力(hoop stress)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。
[0012]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。
[0013]如果栗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。栗组件是大的，且在运输时，认作是异常负载，且相关规定然后起效。
[0014]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。
[0015]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。
[0016]大体上，栗送系统的安装和服役需要大量现场工作。水栗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。
[0017]本发明的目的在于提供栗送设备，其旨在至少部分地解决上述方面中的若干。
【发明内容】
[0018]本发明首先提供了一种栗单元，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。
[0019]在本发明的一个形式中，栗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。
[0020]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。
[0021 ] 长形管状壳体可以以任何适合的方式形成，且优选地，在此方面，使用合适规格的管。管的相对的第一端和第二端可为带凸缘的。
[0022]端口可形成为穿过管的壁。
[0023]管状形式的囊可由适合的材料(例如，橡胶)制成。
[0024]囊的相对端(即，在入口和出口处)可在管的第一端和第二端处与相应的凸缘密封地接合。
[0025]入口止回阀可适于允许待栗送的介质优选地在重力作用下移动到囊的内部中。
[0026]出口止回阀可适于允许在压力下栗送通入排放管线中的介质。
[0027]促动流体可为任何适合的类型，但优选地为水。流入和流出操作体积的水由双向水量计监测，即，计量计可测量在一个方向上且然后在相反方向上流过其的水的量。这是重要的，因为在本发明的一个实施例中，栗送操作基于体积测量值，且非基于时间或其它测量值，以获得精确控制的栗送顺序。
[0028]在本发明的变型中，并未采用计量器件(在前述的具体示例中，双向流量计)，且改为使用一个或多个传感器来控制促动流体的流动。各个传感器定位在选择位置处，以获得在选择位置处或靠近选择位置的囊相对于管状壳体的位置的指示。各个传感器可为任何适合的种类。例如，感测功能可通过以下方式提供:将磁体定位在囊上或囊中，且使用霍尔效应装置或类似用具来检测磁体的邻近，或检测磁体何时移离霍尔效应装置或用具的感测区域。还可采用电容感测系统。在囊接近传感器定位的位置时，由适合的检测器感测到的电容变化，且这用作囊相对于在传感器处或邻近传感器的区域中的管状壳体的位置的指示。在另一途径中，金属插入件定位在囊上或附接到囊上，且当囊移动时，插入件移动对应的量，且此移动可由适合的传感器检测到，例如，对存在或不存在金属插入件做出响应的磁性装置。这些实例仅为示例性的，且非限制性的。
[0029]在本发明的优选形式中，使用了多个传感器，其中采用第一传感器来检测囊何时是满的，并且采用第二传感器来检测囊何时有效地排空(即，其内容物排尽)。至少一个中间传感器(第三传感器)可定位在第一传感器与第二传感器之间的位置处，以检测预定囊构造何时已出现，例如，囊(所述)何时半满。如下文进一步描述，这可用来确保在采用多个栗单元时的平稳且可控的顺序操作。
[0030]一个或多个传感器(除提到的传感器之外)可用作故障保护装置。例如，传感器可用于确保囊排空时(即，其内容物从囊排出)，不会发生可引起对囊的破坏的进一步操作。
[0031]此途径的特别利益(即，传感器的使用)在于其使双向流量计能够消除。流量计是昂贵的且需要小心操作来确保其功能的完整性。另一方面，提到的种类的传感器是强健且相对低成本的装置。由于囊约束在管状壳体内且在其入口和出口处装固到壳体上，故在操作期间，囊相对于壳体的任何可能的移动基本上限于在完全收缩构造与完全展开构造之间的移动。由于这些构造之间的囊的移动是可预测的，故有可能使用如所指示的传感器来以可靠方式检测囊的移动。有效地，这意味着在采用栗单元时，其可由响应于囊移动而生成的信号来控制，这与其它实施例是相反的，在其它实施例中，控制信号是响应于通过计量促动流体的体积流来确定的信号而生成的。
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