CN102265034A - 具有两个泵单元的泵装置、系统、用途和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及包括两个泵单元的泵装置，各个泵单元包括泵缸、可往复移动的泵活塞、连接在泵活塞上的促动器、以及用于确定取决于泵缸中的泵活塞的位置的值的装置，所述泵活塞在泵缸中限定了与用于流体的泵端口相通的泵送室，所述泵装置还包括第一组阀，其将各个泵单元的泵端口连接到用于泵送流体的源管线和输送管线上，其中泵装置还包括基于取决于泵单元中的泵活塞的位置的值而用于调节泵送流体的流量的装置。本发明还涉及一种包括这种泵装置的系统和一种用于在所述泵装置中泵送流体的方法。

Description

具有两个泵单元的泵装置、系统、用途和方法

本发明涉及一种用于泵送流体的泵装置、包括这种泵装置的系统、这种泵装置的用途和用于控制这种泵装置的方法。

本发明

今天的泵装置可以是正排量泵，例如齿轮泵、离心泵和柱塞泵或活塞泵。已知的泵装置具有与控制泵送的流体流量、与有或没有任何流体流动的条件下以恒定的压力供给流体、与泵送流体期间的压力变化、与泵装置中的气穴、与缓慢的起动程序和与操作噪声相关的问题。

因此，本发明通过提供一种泵装置而提供了对上述问题的一种解决方案，其包括用于在受控制的流体压力下泵送所述流体的第一泵单元和第二泵单元。本发明的泵装置还提供了所述流体的连续流量或脉动流量。合适的是，这种泵装置可用于在有或没有任何流体流动的条件下供给恒定的压力，并且泵装置可提供快速起动程序。本发明的进一步的好处是获得一种具有安全且可控制的压力限制的泵装置。

因而，本发明涉及一种用于泵送流体的泵装置，其包括至少第一泵单元和第二泵单元。流体可被限定为气体、液体、粒子或其混合物，其可被制成在应用剪应力下流动。各个泵单元包括泵缸和位于所述泵缸中可往复移动的泵活塞。泵活塞的横截面可以是基本圆形的、椭圆形的、矩形的或具有任何其它合适的形状。泵活塞通过密封或任何其它已知的手段而密封地装配在所述泵缸中。泵活塞在泵缸中限定了泵送室，其与一个或多个用于待泵送流体的泵端口相通。泵单元还包括连接在泵活塞上，用于移动所述泵活塞的促动器。促动器可以是线性促动器，其能够相对于活塞的位置独立地，并且在整个相关的冲程长度上，产生恒定且明确限定的作用力。

所提到的泵单元还可包括用于确定取决于泵活塞在泵缸中的连续位置的值的装置。该值可为连续的值，或连续值的离散表达，其具有应用场合所要求的足够高的分辨率以分辨泵活塞的运动或位置。该连续位置可在整个泵活塞的相关冲程上进行确定。根据本发明，所确定的值可由以下任一备选值或备选值的组合组成，或转变成以下任一备选值或备选值的组合。所述确定装置可包括转换器，其用于确定取决于泵活塞在泵缸中的位置的值。作为位置的备选，该取决于位置的值可以是泵活塞的速度、泵活塞的加速度，或者任何其它与泵活塞位置相关的参数。泵活塞在泵缸中的位置还可由转换器确定，其设置成可确定取决于驱动活塞在驱动缸中的位置或与杆相对于驱动缸即泵缸的位置的值。该转换器可以是线性编码器，其将位置进行编码，并将位置转换成模拟的或数字的位置信号。运动速度或加速度可通过位置随时间的变化来确定。该转换器可利用任何已知的用于位置测量的电阻装置、电容装置、电感装置、涡电流装置、磁装置或光学装置或其组合。该位置转换器还可以是旋转式译码器或联接在旋转部件上的转换器，其相对于泵活塞的运动而旋转，并将角位移转换成模拟的或数字的位置信号。

泵装置可包括第一组阀，其将各个泵单元的一个或多个泵端口连接到至少一个源管线和输送管线上，用于输送待泵送的流体。泵装置还可包括一装置，该装置用于基于取决于至少其中一个泵单元中的泵活塞的连续位置的值，来调节至少其中一个所述泵单元中待泵送的流体的体积流量。因此，通过输送管线泵送的流体流量可基于至少其中一个泵单元的泵缸中的泵活塞的位置或运动进行调节。因此在泵装置的操作条件发生变化时，可快速且正确地调节待泵送的流体的流量。

所确定的取决于位置的值可以是泵单元中泵活塞的速度的测量值、计算值或转换值，由此该用于调节流体流量的装置可用于控制来自所述泵单元的体积流量。所确定的取决于位置的值还可以是泵单元中泵活塞的加速度的测量值、计算值或转换值，由此用于调节流体流量的装置可用于控制流量的变化率(ramping)，从而提高或降低来自所述泵单元的流速。

所确定的取决于若干泵单元中的泵活塞的位置的值可组合起来，从而根据其组合性能而调节待泵送的流体流量。通过基于取决于位置的值调节流量，可控制组合流量。该流量还可基于取决于位置的值之差，或任何其它合适的方式。

所确定的取决于位置的值还可以是泵单元中的泵活塞的实际位置。这可被用来检测泵装置中的问题，例如泄漏或气穴，并且用于调整待泵送的流体流量的装置可设置成停止系统或调节促动器控制的驱动参数，从而避免这些问题或到达正确的体积流量。泵装置性能上的变化可用于指示泵装置中的问题，该变化由取决于一个或几个泵单元中的泵活塞的位置的值来确定。可通过不同的泵单元中的泵活塞之间的速度上的变化，通过不同的泵单元的循环时间上的变化，或通过在填充或排空泵送室期间泵单元中的泵活塞速度上的变化，来检测泵装置中的问题。

泵装置还可包括用于测量泵装置中的压力的装置。泵装置可包括用于测量输送管线中的压力的装置，其位于用于调节待泵送的流体流量的装置的上游或下游。该泵装置可具有用于测量泵装置的泵送室中的压力的装置。计算机控制系统可设置成接收代表所述压力的输入参数，并处理所述输入参数至一个或多个输出参数，以用于控制该用于调节待泵送的流体流量的装置。输出参数可用于控制促动器的驱动，从而调整供给泵活塞的作用力。这可用于抵消泵单元之间的任何不平衡或变化。所测量的压力参数也可取决于位置的值一起使用，用于检测泵装置中的问题，例如泄漏或气穴。

促动器可以是流体动力促动器，包括驱动缸、位于所述驱动缸中的可往复移动的驱动活塞，其连接在泵活塞上，用于移动泵活塞。驱动活塞将驱动缸分成与用于驱动介质的第一和第二驱动端口相通的第一和第二驱动室。泵装置可包括第二组阀，其用于控制驱动介质输送到泵单元的驱动室中。根据上面的定义，合适的驱动介质可以是流体或部分真空。流体动力促动器可以是气动促动器，其中驱动介质包括气体例如空气，或者是液压促动器，其中驱动介质包括本领域中已知的液压流体，例如油、水、合成化合物或其混合物。具有气动促动器的一个优点是，可调节最大压力，从而最大限度地减小在泵装置的输送侧输送太高压力的风险。第二组阀可以是开/关阀，但还可设置成连续地调节进入或流出相应的驱动室中的驱动介质的流量和/或压力。第二组阀可通过打开相应驱动室至驱动介质的通风回路，从而用于使该相应驱动室通风。如果驱动介质包括气体，例如空气，那么驱动介质可排放到周围环境中。驱动缸可包括第一和第二专用的通风阀，其用于来自所述第一和第二驱动室的驱动介质。

促动器可以是电磁促动器，包括至少一个固定部件和一个可往复移动的部件，所述部件包括至少一个线圈和一个磁铁。电磁促动器可具有音圈类型，其中一可往复移动的电线圈包围固定的永久磁铁或电磁铁或被其包围。电磁促动器可包括可往复移动的磁铁，其包围固定的电线圈或被该固定的电线圈包围。

用于调节待泵送的流体流量的装置可包括至少一个位于输送管线上的阀。这个阀可以是用于调节连续的流体流量的比例阀，或者是用于对流体流量进行脉宽调制的开/关阀。比例阀可以是具有可变流通截面积或可变流动阻力的任何合适的阀。用于调节待泵送的流体流量的装置可包括用于调节由相应的促动器施加在泵活塞上的作用力的装置。

第一组阀可包括将第一和第二泵单元各连接到源管线上的两个止回阀，以及将第一和第二泵单元各连接到输送管线上的两个止回阀。止回阀设置成可允许流体从源管线通过泵送室流向输送管线。第一组阀可包括开/关阀，其在泵装置的泵送循环期间受到控制以打开和关闭，从而允许流体从源管线通过泵送室流向输送管线。第一组阀还可包括通过位于或靠近可移动的泵活塞的泵端口而将泵送室连接到源管线或输送管线上的阀，泵端口例如与泵缸中的泵活塞的密封集成为一个整体。

第二组阀可包括阀，用于控制将具有压力P₁的驱动介质输送到泵单元的第一驱动室，和/或将具有压力P₂的驱动介质输送到泵单元的第二驱动室。具有压力P₁和P₂的驱动介质可从公共压力供应中通过至少一个调节单元而被供给到泵单元。泵单元的第一和第二驱动室可连接在单独的压力源上，其供给具有压力P₁，P₂，P₃和P₄的驱动介质。驱动室可备选地经由一个或多个调节单元而连接在一个或多个压力源上，所述一个或多个调节单元控制驱动介质流向不同的泵单元和/或泵单元的不同驱动室的压力或流量。调节单元可以是压力调节器、比例阀、各种控制阀或其组合。

泵活塞具有横截面积A_P，并且驱动活塞具有横截面积A_D。泵活塞的横截面积A_P可合适地比驱动活塞的横截面积A_D小一些，从而相对于第一驱动室中的压力带来泵送室中的压力的上升。

流体动力促动器可包括一个或多个附加驱动缸，各个附加驱动缸包括可往复移动的驱动活塞，其将所述附加驱动缸分成与用于驱动介质的第一和第二驱动端口相通的第一和第二驱动室。所述附加驱动缸中的驱动活塞可通过连接装置而连接到主驱动缸中的驱动活塞上。所述附加驱动缸中的驱动活塞的横截面积适合比主驱动缸中的驱动活塞的横截面积A_D更大。当需要更高的泵送压力时，可使用一个或多个附加驱动缸将作用力施加在泵缸中的泵活塞上。在这种情况下，当需要泵送压力具有高的精度时，可使用主驱动缸将作用力施加在泵缸中的泵活塞上。附加驱动缸中的驱动活塞可连接在另一驱动缸等等上。所述另一驱动缸中的驱动活塞的横截面积适合比所述附加驱动缸中的驱动活塞的横截面积更大。通过利用一个或多个驱动缸，可将大范围的作用力施加在相应的泵单元的泵送室中的流体上。第二组阀还包括用于控制驱动介质输送到附加驱动缸的驱动室中的阀。

用于将附加驱动缸中的驱动活塞连接到主驱动缸中的驱动活塞上的连接装置可设置成将推力从附加驱动缸传递至主驱动缸中的驱动活塞上，但不传递拉力。这可通过在驱动缸中的驱动活塞之间提供机械接触来完成。因此主驱动缸可用于从泵送室中以高精度泵送流体，而不必移动附加驱动缸中的泵活塞。在一系列驱动缸的附加驱动缸之间，可使用相似的连接装置。

用于调节待泵送的流体流量的装置可包括连接在泵装置的阀上的计算机控制系统。计算机控制系统可设置成接收输入参数，其代表所述取决于泵缸中的泵活塞的位置的值，并且处理所述输入参数至一个或多个输出参数，从而控制用于调节有待由泵装置泵送的流体流量的装置。计算机控制系统还可控制第一组和第二组阀在预定的时间间隔内或在泵缸中的泵活塞的预定位置打开和关闭，这由用于确定取决于泵缸中泵活塞的位置的值的装置来确定。

泵装置可在输送管线上设有喷嘴，所述喷嘴包括用于使待泵送的流体扩散的扩散器元件。喷嘴在出口端可包括一个或多个孔，从而使离开喷嘴的流体扩散开。在WO 2007050013 A1中进一步公开了喷嘴的一个示例，其可连接在用于连续化学反应器或流动模块中喷射流体的泵装置上，根据本发明，其它类型的合适的喷嘴也是可行的。

这种泵装置可包括至少两个泵单元，其中各个泵单元包括具有泵端口的泵缸、可往复移动的泵活塞、具有两个用于驱动介质的驱动端口的驱动缸、以及可往复移动的驱动活塞，其中杆将泵活塞与驱动活塞互连起来，并且泵装置还包括两个或多个止回阀，其将至少两个泵单元的泵端口连接到待泵送的流体的至少一个源管线和至少一个输送管线上，泵装置还包括两个或多个阀，其将驱动缸连接到至少一个驱动介质源上，并且泵装置还包括流量调节装置，其根据泵缸中的泵活塞的连续位置而用于调节来自至少其中一个所述泵单元中的待泵送的流体的体积流量。

本发明还涉及一种包括泵装置和连续化学反应器或流动模块的系统，其中所述泵装置的输送管线连接在连续化学反应器或流动模块的端口上。泵装置的输送管线可设有喷嘴，其适合将流体喷射到另一流体的流中。喷嘴可包括扩散器元件，其适合于将待泵送的流体喷射或扩散到连续化学反应器或流动模块的流体通道中。喷嘴因而可用于产生可混合或不可混合的液体的精细扩散，该液体被引入化学反应器或流动模块的工艺流中。扩散器可包括一个或多个细孔，以便产生精细的流体扩散。泵装置可连续地将流体泵送至喷嘴或以脉动模式供给喷嘴。泵受到合适的控制，以保持给定的压力水平。

本发明还涉及使用泵装置或包括泵装置的系统将流体引入到连续化学反应器或流动模块中。根据本发明的泵装置可供化学反应器或流动模块使用。WO 2007050013 A1或SE 0950247-7公开了连续化学反应器或流动模块的合适的示例。泵装置和连续化学反应器或连续流动模块的组合可用于反应、萃取、分离、混合等等，用以设计化学工艺或其组合。

本发明还涉及一种用于控制本发明的泵装置的方法。该方法包括如下步骤：

(i)用待泵送的流体填充泵送室，直至每个泵活塞到达第一位置，

(ii)选择第一泵单元，并通过起动相应的促动器来启动相应泵送室的排空过程。作为一种备选，相应的促动器的起动可通过在相应的驱动缸的驱动室中引入驱动介质，或者通过在相应的电磁促动器的线圈中引入电流来实现。第一泵的选择可随机地或根据预定的方案来实现，例如每隔一段时间在泵单元之间轮流交替。

该方法还包括重复以下步骤：

(iii)当所述被起动的泵单元的泵活塞已经到达第二位置时，选择另一泵单元，并通过起动促动器启动该另一泵单元的泵送室的排空过程，

(iv)在某一段时间期间容许两个促动器都是活动的，从而容许任何泵活塞移动并输送待泵送的流体，且

(v)使到达所述第二位置的泵单元的促动器停用，并启动用待泵送的流体填充相应泵送室的过程，直至泵活塞到达所述第一位置。

以所述的方式，其中一个或多个泵活塞总是获得向前作用的泵送力的供给。通过在某一时间周期内容许两个泵单元都是活动的，而不预先确定这两个泵单元的泵活塞在所述时间周期内如何移动，从而获得基本上无脉动的流体泵送。

基于取决于至少其中一个泵单元中的泵活塞的连续位置的值，可调节至少其中一个所述泵单元的泵送流体的体积流量。为了获得恒定的体积流量，取决于至少其中一个泵单元中的泵活塞的位置的值是泵缸中向前移动的泵活塞的速度之和。通过调整输送管线上的至少一个阀或通过调节由相应的促动器施加在至少一个泵活塞上的作用力，从而可调节被泵送的流体的流量。

在权利要求中限定了本发明的进一步的备选实施例。以下将参照附图更详细地解释本发明的各种实施例。附图用于举例说明本发明的目的，而并不意图限制其范围。

附图简述

图1显示了根据本发明一个实施例的泵装置。

图2显示了根据本发明另一实施例的泵装置。

图3显示了根据本发明又一实施例的泵装置。

图4显示了根据本发明还一实施例的泵装置。

图5显示了根据本发明还一实施例的泵装置。

图6显示了用于控制根据本发明的泵装置的一种方法的流程图。

本发明的详细描述

在附图中，双线用于显示用于流体的管路、管道或管线，并且单线用于显示用于信号的线路或导线，例如控制信号和与测量参数相关的信号。图1中显示了用于泵送流体的泵装置，其包括第一泵单元A和第二泵单元B。在下文中，标记A或B是多余的，因为在与其相关的地方，数字标号包括这两者。图1显示各个泵单元包括泵缸1和位于所述泵缸中的可往复移动的泵活塞2。该泵活塞限定了泵缸中的泵送室3，所述泵送室与泵端口4相通，用于将待泵送的流体输送到泵送室中或从其中输送出流体。促动器5连接在泵活塞上，用于使所述泵活塞在泵送室中移动。线性位移转换器6连接在泵活塞上，并设置成可确定泵缸中的泵活塞的位置。

第一组阀7和8将图1所示的泵装置中的各个泵单元的泵端口4连接到用于待泵送的流体的源管线9和输送管线10上。第一组中的阀设置成可允许流体从源管线9流向输送管线10。这些阀是止回阀，进一步参见图2-4中的7′和8′，但作为备选，这些阀可以是开/关阀，其受到控制以便在泵装置的泵送循环期间打开和关闭，从而允许流体从源管线9通过泵单元流向输送管线10。

泵装置包括基于取决于至少其中一个泵单元中的泵活塞的位置的值而用于调节待泵送的流体流量的装置。图1显示了位于泵装置中的泵送管线的输送侧的阀11。阀11基于泵单元中的泵活塞的位置、速度或加速度进行控制。在一个实施例中，阀11是比例阀。在另一实施例中，阀11是适合于对流体流量进行脉宽调制的开/关阀。

在以下图2-4的描述中，当提到泵装置的其中一个泵单元的特征时，相同的特征可适用于的泵装置中的两个泵单元，类似于图1中的A或B。

图2中所示的泵装置还包括基于计算机的控制系统20，该控制系统20设置成可从泵单元的位移转换器中接收取决于泵缸中的泵活塞的位置的值，其采用模拟或数字位置信号的形式，并且设置成可将相应的控制信号发送给所述用于调节待泵送流体的流量的装置。泵装置还包括位于输送管线上的压力传感器25，其处于用于调节待泵送的流体流量的装置的上游。图2中所示的泵装置中的基于计算机的控制单元系统20设置成可从位移转换器6和压力传感器25中接收信号，并将控制信号发送给输送管线上的促动器5和阀11。

图3中所示的泵装置包括用于使所述泵活塞在泵送室中移动的流体动力促动器。各个流体动力促动器包括驱动缸12和位于所述驱动缸中的可往复移动的驱动活塞13，所述驱动活塞将驱动缸分成与用于驱动介质的第一驱动端口16和第二驱动端口17相通的第一驱动室14和第二驱动室15。流体动力促动器设有第二组阀18和19，其用于控制将驱动介质输送到泵单元的第一驱动室14和第二驱动室15中。阀是开/关阀，但是作为备选，也可设置成连续地调节驱动介质进出相应的驱动室的流量和/或压力。图3中所示的泵装置还包括压力源21，其通过用于调节流向泵单元的驱动介质的压力和/或流量的调节单元22而连接到泵单元的第二组阀上。调节单元22可单独地进行控制，并用于将不同压力的驱动介质供给各个泵单元，从而考虑不同的条件，例如内在的摩擦变化。图3所示泵装置中的基于计算机的控制单元系统20进一步设置成可发送和/或接收来自阀18和19以及调节单元22的信号。

图4中所示的泵装置包括用于使所述泵活塞在泵送室中移动的流体动力促动器。泵装置还包括压力源21，其通过用于调节流向泵单元的不同驱动室中的驱动介质的压力和/或流量的调节单元23和24而连接到泵单元的第二组阀上。调节单元23设置成可将驱动介质输送至第一驱动室14，并且调节单元24设置成可将驱动介质输送至泵单元的第二驱动室15。调节单元23和24可用于将不同压力的驱动介质供给泵单元的第一驱动室和第二驱动室，从而在用待泵送的流体填充和排空泵单元的泵送室期间调整施加于泵活塞上的作用力。因此泵送室的填充可以是快速的，并且可控制泵送室中的气穴和泄漏的风险。

图4所示泵装置中的基于计算机的控制单元系统20设置成可发送和/或接收来自位移转换器6、阀18和19以及调节单元23和24的信号。在图4所示的泵装置中，基于泵单元中的泵活塞的位置、速度或加速度，可控制调节单元，以调节流向不同驱动室的驱动介质的压力和/或流量。作为图3和图4中所示的驱动介质调节的备选方案，可将驱动介质直接从压力源或通过公共调节单元(例如压力调节器)而输送给流体动力促动器。作为另一备选，在连同流体动力促动器的条件下，可将驱动介质从分开的可单独控制的压力源，或从公共压力源中，通过一组各连接到单个阀18或19上的调节单元，而输送到阀18和19。

图5显示了其中促动器包括一对连接在主驱动缸12上的附加驱动缸26的泵装置。各个附加驱动缸包括可往复移动的驱动活塞27，其将附加驱动缸分成与用于驱动介质的第一驱动端口30和第二驱动端口31相通的第一驱动室28和第二驱动室29。各个附加驱动缸中的驱动活塞27通过连接器而连接在主驱动缸中的驱动活塞13上，连接器设置成可将附加驱动缸的推力传递给主驱动缸。作用在连接器上的任何拉力将断开该连接。图中的附加驱动缸中的驱动活塞27设有杆，该杆包括与连接在主驱动缸的驱动活塞13上的杆处于机械接触的杯状体。

当图1-5中的任一图中的泵单元的泵活塞在填充泵送室期间向后移动时，即，泵活塞在增加相应泵送室的体积的方向上移动时，流体通过阀8或8′而从源管线抽送到泵送室中。如果阀7和8是开/关阀，那么在相应泵送室的填充期间，阀8是打开的，并且阀7是关闭的。在泵装置的起动阶段期间，泵送室的初始填充通过使泵单元的泵活塞在几个冲程中前后移动直至泵送室被填充且泵活塞处于第一位置来实现，所述第一位置指示满的或几乎满的泵送室。作为一种备选，只通过泵活塞的一个填充冲程来填充泵送室。

当泵单元的泵活塞在排空泵送室期间向前移动时，即，泵活塞在减少相应泵送室的体积的方向上移动时，流体通过阀7或7′从泵送室推动到输送管线中。如果阀7和8是开/关阀，那么在相应泵送室的排空期间，阀8是关闭的，并且阀7是打开的。

对于包括流体动力促动器的泵单元，如图3和图4中所示，通过将驱动介质供给第一驱动室14并使第二驱动室15通风，可使泵活塞向前移动。通过将驱动介质供给第二驱动室15并使第一驱动室14通风，可使泵活塞向后移动。

对于包括电磁促动器的泵单元，通过经由促动器线圈供给相反方向的电流，可使泵活塞向前和向后移动。

图6显示了根据本发明一个备选例的控制泵装置的工艺流程图。用于控制泵装置的工艺包括以下步骤：

i)通过使泵活塞向后移动从而用待泵送的流体填充泵单元的泵送室，直至各个泵活塞已经到达所述第一位置，

ii)选择第一泵单元，并通过起动所述第一泵单元的促动器，以便将向前方向的作用力施加于泵活塞上，从而启动相应泵送室的排空过程。作为一种备选，第一泵的选择是随机的。作为另一备选，第一泵的选择可根据预定的方案来实现，例如每隔一段时间在泵单元之间轮流交替。

在泵送期间重复以下步骤iii-v：

iii)当所述被起动的泵单元的泵活塞已经到达第二位置时，选择另外一个泵单元(或者如果泵单元的数量不止两个时，选择另一泵单元)，并通过起动所述另外一个泵单元的促动器，以便将向前方向的作用力施加于泵活塞上，从而启动相应泵送室的排空过程。该第二位置可被设定，以指示泵单元的泵送室即将变空。

iv)在某一时间周期内，使两个泵单元的促动器都是活动的，并在各个泵活塞的向前方向上将作用力施加于泵活塞上，从而容许任何泵活塞移动和输送待泵送的流体。在所述时间周期内的某个时间点上使哪个泵活塞移动不是预先确定的。哪个泵活塞移动是泵单元中的各自条件的结果，例如各个泵活塞在相应泵缸中的摩擦力和泵装置中的流动阻力变化。

v)在所述时间周期之后，使到达所述第二位置的泵单元停用，并在用待泵送的流体填充泵送室时，通过使所述泵活塞向后移动直至其已经到达所述第一位置，而与相应的促动器接合。

Claims (25)

1.一种用于泵送流体的泵装置，至少包括第一泵单元和第二泵单元，各个泵单元包括：

泵缸，

位于所述泵缸中的可往复移动的泵活塞，所述泵活塞在所述泵缸中限定了泵送室，所述泵送室与一个或多个用于待泵送的流体的泵端口相通，

连接在所述泵活塞上的促动器，用于使所述泵活塞移动，和

用于确定取决于所述泵缸中的泵活塞的连续位置的值的装置，

所述泵装置还包括：

第一组阀，其将每个泵单元的一个或多个泵端口连接到至少一个源管线和输送管线，用于输送待泵送的流体，

其中，所述泵装置包括用来基于取决于其中至少一个所述泵单元中的泵活塞的连续位置的值，而调整来自其中一个所述泵单元中的待泵送的流体的体积流量的装置。

2.根据权利要求1所述的泵装置，其特征在于，所述促动器包括驱动缸，

所述驱动缸中的可往复移动的驱动活塞，所述驱动活塞将所述驱动缸分成与用于驱动介质的第一驱动端口和第二驱动端口相通的第一驱动室和第二驱动室，所述驱动活塞连接在所述泵活塞上，

所述泵装置还包括：

第二组阀，其用于控制所述驱动介质输送至所述泵单元的驱动室。

3.根据前述权利要求中的任一项所述的泵装置，其特征在于，所述取决于所述泵活塞位置的值与所述泵单元中的泵活塞的位置的时间导数之和相关。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的泵装置，其特征在于，所述用于调节待泵送流体的流量的装置包括位于所述输送管线上的至少一个阀。

5.根据权利要求4所述的泵装置，其特征在于，位于所述输送管线上的所述至少一个阀包括比例阀。

6.根据权利要求4所述的泵装置，其特征在于，位于所述输送管线上的所述至少一个阀包括用于脉宽调制的开/关阀。

7.根据权利要求1-3中的任一项所述的泵装置，其特征在于，所述用于调节待泵送流体的流量的装置包括用于调节由所述相应的促动器施加于泵活塞上的作用力的装置。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的泵装置，其特征在于，所述第一组阀包括将所述第一和第二泵单元中的每一个连接到所述源管线上的两个止回阀，以及将所述第一和第二泵单元中的每一个连接到所述输送管线上的两个止回阀。

9.根据权利要求8所述的泵装置，其特征在于，所述止回阀设置成允许流体从所述源管线经由所述泵送室而流到所述输送管线。

10.根据前述权利要求中的任一项所述的泵装置，其特征在于，所述驱动介质包括压缩气体。

11.根据权利要求2所述的泵装置，其特征在于，所述第二组阀包括用于控制具有压力(P₁)的驱动介质输送至所述泵单元的第一驱动室的阀。

12.根据权利要求11所述的泵装置，其特征在于，所述第二组阀包括用于控制具有压力(P₂)的驱动介质输送至所述泵单元的第二驱动室的阀。

13.根据权利要求12所述的泵装置，其特征在于，具有压力(P₁)和(P₂)的所述驱动介质从公共压力供应经由至少一个压力调节器而供应至所述泵单元。

14.根据权利要求2所述的泵装置，其特征在于，所述泵活塞具有横截面积(A_P)，并且所述驱动活塞具有横截面积(A_D)，其中，所述面积(A_P)小于所述面积(A_D)。

15.根据权利要求2所述的泵装置，其特征在于，所述促动器包括一个或多个附加驱动缸，每个附加驱动缸包括可往复移动的驱动活塞，其将所述附加驱动缸分成与用于驱动介质的第一驱动端口和第二驱动端口相通的第一驱动室和第二驱动室，

所述附加驱动缸中的所述驱动活塞通过连接装置而能够连接到所述驱动缸中的驱动活塞上，或者连接到另一附加驱动缸的驱动缸中的驱动活塞上，所述第二组阀还包括用于控制驱动介质输送至所述附加驱动缸的驱动室的阀。

16.根据前述权利要求中的任一项所述的泵装置，其特征在于，所述用于调节待泵送流体的流量的装置包括连接在所述泵装置的阀上的计算机控制系统。

17.根据前述权利要求中的任一项所述的泵装置，其特征在于，所述输送管线包括喷嘴。

18.根据权利要求17所述的泵装置，其特征在于，所述喷嘴包括扩散器元件。

19.一种用于泵送流体的泵装置，包括：至少两个泵单元，其中每个泵单元包括具有一个或多个泵端口的泵缸、可往复移动的泵活塞、具有两个用于驱动介质的驱动端口的驱动缸、以及可往复移动的驱动活塞，其中杆将所述泵活塞与所述驱动活塞互连起来，并且所述泵装置还包括两个或多个止回阀，其将所述至少两个泵单元的泵端口连接到待泵送的流体的至少一个源管线和至少一个输送管线上，所述泵装置还包括两个或多个阀，其将所述驱动缸连接到至少一个驱动介质源上，并且所述泵装置还包括流量调节装置，其用于依据所述泵缸中的泵活塞的连续位置，而调节来自至少其中一个所述泵单元中的待泵送的流体的体积流量。

20.一种系统，其包括根据前述权利要求中的任一项所述的泵装置以及连续化学反应器或连续流动模块，其中，所述泵装置的输送管线连接在所述连续化学反应器或所述连续流动模块的端口上。

21.根据权利要求1-19中任一项所述的泵装置或根据权利要求20所述的系统在将流体引入到连续化学反应器或连续流动模块方面的用途。

22.一种用于控制根据权利要求1-19中任一项所述的泵装置或根据权利要求20所述的系统的方法，所述方法包括如下步骤：

i)用待泵送的流体填充所述泵送室，直至每个泵活塞已经到达第一位置，

ii)选择第一泵单元，并通过起动相应的促动器来启动相应泵送室的排空，

进一步重复如下步骤：

iii)当所述被起动的泵单元的泵活塞已经到达第二位置时，选择另一泵单元，并通过起动相应的促动器来启动相应泵送室的排空，

iv)在一定量的时间期间容许两个促动器都是活动的，而不预先确定所述两个泵单元的泵活塞在所述一定量的时间期间如何移动，从而容许任何所述泵活塞移动和输送待泵送的流体，

(v)使到达所述第二位置的所述泵单元的促动器停用，并开始用待泵送的流体来填充相应的泵送室，直至所述泵活塞已经到达所述第一位置。

23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，基于取决于至少其中一个泵单元中的泵活塞的连续位置的所述值，来调节来自至少其中一个所述泵单元中的泵送流体的体积流量。

24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，通过调整所述输送管线上的所述至少一个阀，来调节所述泵送流体的流量。

25.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，通过调整由相应的促动器施加于至少一个泵活塞上的作用力，来调节所述泵送流体的流量。

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