泵以及相关联的系统和方法技术方案

一种泵(100)包括：壳体(2、2

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】泵以及相关联的系统和方法


[0001]本专利技术涉及泵，并且特别是用于大规模应用的重型流体泵，以及用于这种泵的系统和方法。

技术介绍

[0002]往复式泵被用在各种应用中并且用于较宽范围的目的。一个这种应用是在用于钻探或采矿的大型工厂中输送流体。这样的泵的示例及其应用在本申请人较早的专利公开US 8,920,146 B2、US 2015/0260178 A1和US 9,695,808 B2中描述。这些示例中描述的泵的类型通常用于泵送采矿浆料(也称为煤泥)或钻井泥浆，即具有要求性能的流体混合物，例如具有悬浮在其中的固体颗粒。
[0003]其他可能有助于理解
技术介绍
的文献包括WO 2009/051474 A1；WO 2010/066754 A1；JP 4768244 B2；US 2003/0194328 A1；WO 94/019564 A1；WO 97/23705；WO 2018/091306 A1；国际(PCT)专利申请PCT/EP2018/075908；以及德国专利申请No.10 2018110 847.8和No.10 2018110 848.6。
[0004]用于上述应用或其他类似使用领域的这种泵通常具有要求运行条件，这可能包括对高输出压力或流速的要求，以及需要处理具有挑战性的介质，例如研磨性液体和/或含有固体颗粒的液体。许多这样的泵用于移动或远程安装，例如在钻机上，并且对运行可靠性和低维护要求有很高的要求。在大多数应用中，还需要低的重量和高的效率。如上述文献中的一些文献所述，来自这种往复式泵的压力脉动在某些应用中也可能是不期望的问题。
[0005]本专利技术的目的是提供与已知解决方案相比在上述方面中的一个或更多个方面具有改进的流体泵。

技术实现思路

[0006]根据第一方面，我们提供了一种泵，该泵包括：壳体，壳体具有泵室，该泵室具有流体入口和流体出口；膜，该膜布置在壳体内并且对泵进行划界，将泵室与中间流体室划界；往复式泵送构件，该往复式泵送构件操作性地布置在中间流体室中；以及蓄液器，蓄液器经由节流阀流体连接至中间室。
[0007]蓄液器构造成抑制中间室中的压力波动，压力波动具有比泵的往复速度更高的频率。
[0008]蓄液器可以是第一蓄液器，并且节流阀是第一节流阀，并且其中，泵包括经由第二节流阀流体连接至中间室的第二蓄液器。
[0009]第一蓄液器构造成抑制与泵的设计进气压力对应的第一压力水平(PS)下的压力波动，并且第二蓄液器构造成抑制与泵的设计排出压力对应的第二压力水平(PD)下的压力波动。
[0010]第一节流阀和第二节流阀中的一者或者两者可以构造成具有可调节的流动阻力。
[0011]根据第二方面，我们提供了一种用于抑制泵中的压力波动的方法。该方法包括提
供经由一个或更多个节流阀流体连接至泵的中间室的一个或更多个蓄液器；以及通过一个或更多个蓄液器抑制中间室中的压力波动，压力波动具有比泵的往复速度更高的频率。
[0012]压力波动可以处于与泵的设计进气压力对应的第一压力水平。第一压力水平下的压力波动可以由第一蓄液器抑制。
[0013]压力波动可以是与泵的设计排出压力对应的第二压力水平。第二压力水平下的压力波动可以由第二蓄液器抑制。
[0014]一个或更多个节流阀可以具有可调节的流动阻力。
[0015]在所有方面中，泵可以具有大于1000kW、大于1500kW或大于2000kW泵送功率的设计输出。
[0016]在所有方面中，泵可以是用于泵送浆料或钻井泥浆的泵。
[0017]在所有方面中，最大设计出口压力可以例如是大于200bar，大于250bar或者大于300bar。
附图说明
[0018]这些和其他特征将通过参照附图对以下作为非限制性示例给出的说明性实施方式的描述而变得清楚，在附图中：
[0019]图1是根据实施方式的往复式泵的示意图。
[0020]图2是一个泵循环的示例性压力
‑
冲程曲线图。
具体实施方式
[0021]以下描述可以使用诸如“水平”、“竖向”、“侧向”、“前和后”、“上和下”、“上部”、“下部”、“内部”、“外部”、“向前”、“向后”等之类的术语。这些术语通常是指如附图中示出的视图和取向，并且这些术语与本专利技术的正常使用相关联。术语仅为了方便读者而使用并且不应当是限制性的。
[0022]图1示出了根据实施方式的往复式泵100的示意图。活塞泵和活塞膜泵的某些基本工作原理是众所周知的，因此这里将不再进行详细介绍。例如，参照上述文献。
[0023]活塞隔膜泵100具有泵活塞1(或等效的驱动元件，比如柱塞)，该泵活塞1由驱动单元(未示出)以振荡运动驱动，并且在泵气缸2内来回移动。驱动单元可以是例如曲柄系统。通过这种运动，活塞2使中间流体室3中的一定容积的流体、通常是液压油移位。中间流体室3由活塞1、泵壳体2
’
(包括泵气缸2)和柔性分离膜4界定。经由柔性分离膜4，流体室3操作性地连接至泵室5，泵室5包含要泵送的介质。介质可以例如是泥浆或浆料。因此，活塞1的运动引起分离膜4的来回移位，并且从而增大或减小泵室5的容积，其中，分离膜4在其外部位置a与b之间移动。端冲程位置a表示吸入冲程的结束/排出冲程的开始，而端冲程位置b(虚线)表示排出冲程的结束/吸入冲程的开始。
[0024]泵室5具有入口25并且经由液压管路9、吸入阀8和第二液压管路7流体连接至流体源10。流体源10可以例如是要由泵100泵送的流体的坑或管道供应。泵室5还具有出口26，该出口26经由液压管路11、排出阀12和第二液压管路13流体连接至流体贮存器14(或任何其他类型的流体接纳器，比如用于输送泵送的流体以供进一步使用的管道系统)。在正常运行期间，流体贮存器14中的压力高于流体源10处的压力。
[0025]阀8、12通常是被动单向阀，然而可选地可以是不同类型，例如主动控制阀。通过活塞1的振荡运动和由此产生的泵室5的容积变化，要泵送的流体经由吸入阀8被吸入至泵室5中，并且然后被压缩。当泵室5和液压管路11中的压力超过第二液压管路13和流体贮存器14的压力时，排出阀12打开，并且将泵送的流体从泵室5输送至贮存器14。
[0026]当操作活塞隔膜泵、比如泵100时，往复式泵原理固有的诸如泵活塞1的振荡运动和阀的开启/关闭动作的操作特性导致在进气中和泵100的出口26处两者的不一致且变化的体积流量。这些特性可能导致泵送的流体中和/或中间室3中的介质中的压力脉动，这可能对泵100的功能产生负面影响。这种脉动可能例如导致相邻管道系统或泵部件中的不期望的振动。在进气侧，这种脉动可能引起局部空化，这一方面可能降低泵100的效率，并且另一方面可能导致泵100的损坏。
[0027]图2示出了泵在一个循环内的压力
‑
冲程图。P表示泵室5中的压力，并且S表示活塞1的位置。在左下方处开始(活塞1在其最左边的端点处，膜4在如图1所示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于泵送泥浆或浆料的泵(100)，所述泵(100)包括：壳体(2、2
’
)，所述壳体(2、2
’
)具有泵室(5)，所述泵室(5)具有流体入口(25)和流体出口(26)，膜(4)，所述膜(4)布置在所述壳体(2、2
’
)内并且将所述泵室(5)与中间流体室(3)划界，往复式泵送构件(1)，所述往复式泵送构件(1)操作性地布置在所述中间流体室(3)中，蓄液器(17、23)，所述蓄液器(17、23)经由节流阀(16、22)流体连接至所述中间室(3)。2.根据前一权利要求所述的泵(100)，其中，所述蓄液器(17、23)构造成抑制所述中间室(3)中的压力波动，所述压力波动具有比所述泵(100)的往复速度更高的频率。3.根据任一前述权利要求所述的泵(100)，其中，所述蓄液器(17、23)是第一蓄液器(17)且所述节流阀(16、22)是第一节流阀(16)，并且其中，所述泵(100)包括经由第二节流阀(16、22)流体连接至所述中间室(3)的第二蓄液器(23)。4.根据前一权利要求所述的泵(100)，其中，所述第一蓄液器(17)构造成抑制与所述泵(100)的设计进气压力对应...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗曼，
申请(专利权)人：玫海伟尔特股份有限公司，
类型：发明
国别省市：