CN102498299A - 液体泵设备和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的实施例提供液体泵设备。该设备可包括浸没组件,其包括至少一个浸没构件,浸没构件中沿着其长度至少一部分设有液体管道,浸没组件布置为在使用中浸没组件的至少一部分浸没于待泵送的液体中,该设备被布置为在该组件的多个竖向间隔开的位置之一处通过该至少一个浸没构件提供气态流体供应到箱中液体,由此使得液体从该组件的液体入口通过该组件传递到该组件的液体出口,该设备被配置成将向浸没组件供应气态流体的位置选择为箱中液体压头在规定值范围内的位置。
Description
技术领域
本发明涉及流体泵设备。特别地,但非排他性地,本发明涉及用于在船舶的压载箱中循环液体的设备。
背景技术
JP2007113295公开了空气提升泵,其用于挖掘在一段时间沉积和硬化于水下底部的沉淀物和污泥。该泵具有:立管,立管的下端集管到达到水下底部那样远;喷嘴,其由集管包围且喷射高压流体;以及,叶片,其用于从水下底部刮除材料。
JP1207535 公开了从诸如河床的水底部泵送泥的空气提升泵。
发明内容
在本发明的第一方面,提供液体泵设备,该设备包括:浸没组件,其包括至少一个浸没构件,浸没构件中沿着其长度至少一部分设有液体管道,浸没组件布置为在使用中浸没组件的至少一部分浸没于待泵送的液体中,该设备被布置为在该组件的多个竖向间隔开的位置之一处通过至少一个浸没构件提供气态流体供应到箱中液体,由此使得液体从该组件的液体入口通过该组件传递到该组件的液体出口,该设备被配置成将向浸没组件供应气态流体的位置选择为箱中液体压头在规定值范围内的位置。
本发明的实施例具有以下优点:在箱中可靠地实现例如用于在液体储存箱中循环或再循环液体的液体泵送,在箱中的液位可在相对较宽范围变化。举例而言,船或其它船舶的压载箱。
可能需要循环水,例如为了增加水中气体(诸如二氧化碳)的浓度,由此可杀死水生有害物种。
气体提升泵可用于在箱中循环液体且将气体合并到液体内作为气体提升泵操作方式的整体部分。即,向气体提升泵的浸没构件供应气体以通过泵入口泵送液体的行为可用于增加溶解或以其它方式合并到液体内的气体量以便实现杀死水生有害物种的目的。
在一些实施例中,气体被注入浸没构件内。将气体溶解或以其它方式合并到液体内的其它方法也是适用的。
已知气体提升泵的问题在于随着液体储存箱中的液体压头升高,需要逐渐升高的气体压力以迫使气体到气体提升泵的液体管道内。提供实现这些压力的设备的成本并非微不足道的。而且,对于给定应用而言,该设备的重量和成本可能太高。
本发明通过在液体储存箱中的不同竖向位置向气体提升泵的液体管道提供气体供应而克服了这些问题。随着箱中的液位升高,供应气体流体的竖向位置变化(升高)以便确保将气体供应到液体管道内所需气态流体压力不超过规定值或值范围。
优选地,该至少一个浸没构件中沿着其流体管道长度的至少一部分形成有至少一个液体出口,该至少一个出口被布置为允许液体从浸没构件通过它流出来。
该至少一个液体出口的大小基本上与浸没构件的液体入口相同。
因此,通过液体入口抽吸到浸没构件内的任何粒子、碎屑或水生物种可通过液体出口喷出。
优选地,液体入口的直径在大约15cm至大约80cm的范围,优选地在大约20cm至大约40cm的范围内。
浸没组件可具有多个气态流体入口,由此可供应气态流体,气态流体入口设于竖向间隔开的位置。
该至少一个浸没构件可具有多个气态流体入口,该多个气态流体入口设于该至少一个浸没构件的竖向间隔开的位置。
该设备可包括单个浸没构件。
或者,该浸没组件可包括多个浸没构件,每个浸没构件中具有沿着其长度的至少一部分的液体管道,浸没构件每一个具有气态流体入口,由此气态流体可供应给其液体管道,相应浸没构件的相应气态流体入口相对于彼此设于竖向间隔开的位置。
浸没组件的多个浸没构件可具有不同相应长度的流体管道。
优选地,确定规定的范围使得对于处于或高于最低气态流体入口递送气态流体供应的液位的液位,至少一个气态流体入口被布置为在给定时刻递送气态流体供应。
作为替代或作为补充,气态流体入口布置为可移动从而改变气态流体供应到该至少一个浸没构件的液体管道的竖向位置。
气态流体入口可被布置为与液体管道基本上同轴设置。
优选地,气态流体入口设于软管构件的自由端,软管构件被布置为降低到该至少一个浸没构件的液体管道内从而改变气态流体供应到液体管道的竖向位置。
该设备可包括:液位监视装置,该设备被布置为基于箱中的液位来确定将气态流体供应到液体管道的竖向位置。
液位监视装置可设于在该组件的每个气态流体入口上方规定距离处。
作为替代或作为补充,该设备被布置为基于通过气态流体入口的气态流体的流率来确定供应气态流体到液体管道的竖向位置。
该至少一个浸没构件的液体管道可基本上为L形。
该至少一个浸没构件的液体管道可包括基本上中空管构件。
管构件具有基本上圆形截面。
气态流体可为惰性气体。气态流体可包括选自二氧化碳、氮气和氧气中的至少一个。气态流体可基本上包括二氧化碳、氮气和氧气。气态流体可实质上由二氧化碳、氮气和氧气组成。
在本发明的第二方面,提供一种泵送液体储存箱中的液体的方法,包括:提供浸没组件,其包括至少一个浸没构件,该浸没构件中沿着其长度至少一部分设有液体管道;将浸没组件的至少一部分浸没于待泵送的液体中;以及在该组件的多个竖向间隔开的位置之一处通过该至少一个浸没构件提供气态流体供应到该箱中的液体,从而使得液体从该组件的液体入口由气体提升通过该组件传递到该组件的液体出口;该方法包括将向浸没组件供应气态流体的竖向位置选择为该箱中的液体压头在规定值范围内的位置。
该方法还可包括增加溶解于所述液体中的气态流体的浓度。
优选地,该气态流体为选择成使得在水生有害物种中产生高碳酸血的气态流体。
优选地,气态流体为二氧化碳。
液体箱为压载箱。
优选地,压载箱为船的压载箱。
在本发明的一方面,提供一种液体泵设备,其用于泵送液体储存箱中的液体,该设备包括:
浸没组件,其包括至少一个浸没构件,该浸没构件中沿着其长度至少一部分设有液体管道,浸没组件布置为在使用中浸没组件的至少一部分浸没于待泵送的液体中,该设备被布置为在该组件的多个竖向间隔开的位置之一通过该至少一个浸没构件提供气态流体供应到箱中液体,由此使得液体从该组件的液体入口通过该组件传递到该组件的液体出口,该设备被配置成可根据设备的操作者的要求来选择供应气态流体到浸没组件的位置。
附图说明
现将参看附图来描述本发明的实施例,在附图中:
图1示出本发明的实施例,其中,液体泵设备安装于船舶的压载箱中用于在该箱中循环液体;
图2示出本发明的另一实施例,其中液体泵设备安装于船舶的压载箱中;
图3示出本发明的再一实施例,其中液体泵设备安装于船舶的压载箱中。
具体实施方式
图1示出本发明的一实施例,其中提供液体泵设备以在液体储存箱中循环液体。该设备也可被称作液体循环设备。
提供该设备,其中,呈基本上中空管构件120形式的浸没构件120在压载箱105中设为基本上直立定向。
在图示实施例中,管构件120基本上为‘L’形,具有弯部121,弯部121被布置为允许在管构件120自由端处的液体入口122投射到相对于箱105内液体的自由表面107在横向(即基本上水平)移位的压载箱体积内。
管构件120具有两个气体入口131A、131B,可通过气体入口131A、131B迫使气体进入到管构件120的内部体积125内。这些入口沿着管构件120的长度设于竖向间隔开的位置。
阀132A、132B设于相应入口131A、131B处以允许该设备控制气体流动到管构件120内。
在图1所示的实施例中,液位传感器141A、141B设于气体入口131A、131B中每一个上方。液位传感器141A、141B的目的是提供信号给设备的控制器,其指示液位超过了相应气体入口131A、131B的高度。
液位传感器的其它位置也是适用的。举例而言,在一些实施例中,可采用液位传感器,其被布置为通过测量在规定位置,诸如箱105的下部区域的液体的压头来确定液位。其它液位传感器也是适用的。
该设备被布置为如果与入口131A相关联的液位传感器141A指示在传感器141A高度存在液体,通过气体入口131A供应气体流动,除非液位传感器141B指示在传感器141B的高度处存在液体。在此情况下,该设备被布置为允许气体通过气体入口131B流动且不通过气体入口131A流动。
应了解可提供多于两个气体入口和相对应的液位传感器,该设备被布置为允许气体通过对应于其相关联液位传感器141A、141B指示在液位传感器141A、141B高度处存在液体的最高气体入口的气体入口流动。
其它布置也是适用的。因此,可基于在流体箱中的液位来选择允许气体流动通过的气体入口,液位由单独流体高度测量装置确定。
图2示出其中可提供多于一个管构件的本发明的另一实施例。在图2的实施例中,提供三个管构件220A、220B、220C。应了解可提供任何合适数量的管构件。
在图示实施例中,每个管构件220A、220B、220C具有单个气体入口231A、231B、231C,可迫使气体通过单个气体入口231A、231B、231C到相应管构件220A、220B、220C的内部体积225A、225B、225C内。止回阀232A、232B、232C设于每个气体入口231A、231B、231C处用于此目的。
每个管构件具有分别设于相对应气体入口231A、231B、231C上方的液位传感器241A、241B、241C。一旦在流体箱205中的液位到达或超过液位传感器241A、241B、241C的高度,该设备被布置为允许气态流体传递到与液位传感器241A、241B、241C相关联的相应管构件220A、220B、220C内。如果在促动另一液位传感器241A、241B、241C时气态流体供应到任何其它管构件220A、220B、220C,那么在促动该另一液位传感器241A、241B、241C时以类似于图1的实施例的方式终止到该其它管构件220A、220B、220C的气态流体的供应。其它布置也是适用的。
图3示出根据本发明的实施例的设备300,其中用于管构件320的气体入口332被布置为可沿着管构件320的长度的至少一部分在竖向方向移动。在图示实施例中,气体入口332设于软管330的自由端,软管330被布置为缠绕于滚筒360上。应了解气体入口332可通过缠绕滚筒360来升高或降低。
该设备300被布置为确定流体箱305中的液位307且将气体入口332定位于液位307下方的合适距离处以提供流体在该箱中的有效循环。
在一些实施例中,提供流体高度监视装置,由此该设备布置为确定气体入口332的所需竖向位置。
在一些实施例中,作为提供流体高度监视装置的替代,该设备300被布置为通过向气体入口332提供规定的气态流体压力和降低气体入口332直到通过该气体入口的气态流体的流率由于在气体入口332处增加的压头而降低到低于规定值来确定供应给管构件320的气态流体的高度。
随着箱305中的液位变化,例如由于排放液体或添加液体,该设备被布置为相应地调整气体入口332的位置。
其它布置也是适用的。
气体入口332可被布置为在管构件320内自我定中。换言之,气体入口332可被布置为在气体从气体入口332流出时基本上与管构件同轴定位。气体从气体入口332流出的喷嘴的位置被布置为使得气体入口332自我定中。举例而言,喷嘴可被布置为将气体在径向从入口332导向出来。
在本文中对船舶的提及指任何舟、船或其它漂浮结构,其具有呈液体储存箱形式的至少一个压载箱。
在本说明书的整个描述和权利要求中,词语“包括”和“包含”和这些词语的变型,例如“包含(现在分词形式)”和“包含(单数形式)”表示“包括但不限于”,且并不意图(且不会)排除其它部分、添加物、部件、整体或步骤。
在本说明书的描述和权利要求的全文中,单数涵盖复数,除非上下文有其它要求。特别地,在使用不定冠词的情况下,该说明书应被理解为涵盖复数以及单数,除非上下文有其它要求。
结合本发明的特定方面、实施例或实例描述的特点、整体、特征、化合物、化学集团或化学基应被理解为可应用于本文所述的任何其它方面、实施例或实例,除非与之不相容。
Claims (42)
1.一种液体泵设备,其用于泵送液体储存箱中的液体,所述设备包括:
浸没组件,其包括至少一个浸没构件,所述浸没构件中沿着其长度至少一部分设有液体管道,所述浸没组件布置为在使用中所述浸没组件的至少一部分浸没于待泵送的液体中,所述设备被布置为在所述组件的多个竖向间隔开的位置之一处通过该至少一个浸没构件提供气态流体供应到箱中液体,由此使得液体从所述组件的液体入口通过所述组件传递到所述组件的液体出口,所述设备由此被配置成将向所述浸没组件供应气态流体的位置选择为所述箱中液体压头在规定值范围内的位置。
2.根据权利要求1所述的设备,其中,在所述至少一个浸没构件中沿着其流体管道长度的至少一部分形成有至少一个液体出口,所述至少一个出口被布置为允许液体从所述浸没构件通过它传递出来。
3.根据权利要求2所述的设备,其中,所述至少一个液体出口的大小基本上与所述浸没构件的液体入口相同。
4.根据前述权利要求中任一项所述的设备,其中,所述液体入口的直径在大约15cm至大约80cm的范围内,优选地在大约20cm至大约40cm的范围内。
5.根据前述权利要求中任一项所述的设备,其中,所述浸没组件具有多个气态流体入口,由此所述气态流体可供应到所述至少一个浸没构件,所述气态流体入口设于竖向地间隔开的位置。
6.根据权利要求5所述的设备,其中,所述至少一个浸没构件具有多个气态流体入口,所述多个气态流体入口设于所述至少一个浸没构件的竖向间隔开的位置。
7.根据权利要求6所述的设备,其中,所述浸没组件包括单个浸没构件。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的设备,其中,所述浸没组件包括多个浸没构件,每个浸没构件中具有沿着其长度的至少一部分的液体管道,所述浸没构件每一个都具有气态流体入口,由此气态流体可供应给其液体管道,相应浸没构件的相应气态流体入口相对于彼此设于竖向间隔开的位置。
9.根据权利要求8所述的设备,其中,所述浸没组件的多个浸没构件具有不同相应长度的流体管道。
10.根据前述权利要求中任一项所述的设备,其中,确定所述规定范围使得对于处于或高于最低气态流体入口递送气态流体供应的液位的所述液体箱中的液位,至少一个气态流体入口布置为在给定时刻递送气态流体供应。
11.根据前述权利要求中任一项所述的设备,其中,气态流体入口布置为可移动从而改变气态流体供应到所述至少一个浸没构件的液体管道的竖向位置。
12.根据权利要求11所述的设备, 其中,所述气态流体入口被布置为与所述液体管道基本上同轴设置。
13.根据权利要求11或权利要求12所述的设备,其中,所述气态流体入口设于软管构件的自由端,所述软管构件布置为降低到所述至少一个浸没构件的液体管道内以改变气态流体供应给所述液体管道的竖向位置。
14.根据前述权利要求中任一项所述的设备,包括液位监视装置,所述设备被布置为基于所述箱中的液位来确定将气态流体供应到所述液体管道的竖向位置。
15.当附属于权利要求5时根据权利要求14所述的设备,其中,液位监视装置设于在所述组件的每个气态流体入口上方规定距离处。
16.根据前述权利要求中任一项所述的设备,其被布置为基于通过气态流体入口的气态流体的流率来确定供应气态流体到所述液体管道的竖向位置。
17.根据前述权利要求中任一项所述的设备,其中,所述至少一个浸没构件的所述流体管道基本上为L形。
18.根据前述权利要求中任一项所述的设备,其中,所述至少一个浸没构件的所述液体管道包括基本上中空管构件。
19.根据权利要求18所述的设备,其中,所述管构件具有基本上圆形截面。
20.根据前述权利要求中任一项所述的设备,其中,所述气态流体为惰性气体。
21.根据前述权利要求中任一项所述的设备,其中,所述气态流体包括选自二氧化碳、氮气和氧气中的至少一种。
22.根据权利要求21所述的设备,其中,所述气态流体基本上包括二氧化碳、氮气和氧气。
23.根据权利要求21所述的设备,其中,所述气态流体实质上由二氧化碳、氮气和氧气组成。
24.根据前述权利要求1至21中任一项所述的设备,其中,所述气态流体为二氧化碳。
25.一种泵送液体储存箱中的液体的方法,包括:
提供浸没组件,其包括至少一个浸没构件,所述浸没构件中沿着其长度至少一部分设有液体管道,
将所述浸没组件的至少一部分浸没于待泵送的液体中;以及
在所述组件的多个竖向间隔开的位置之一处通过所述至少一个浸没构件提供气态流体供应到所述箱中液体,从而使得液体从所述组件的液体入口由气体提升通过所述组件传递到所述组件的液体出口,
所述方法还包括选择将气态流体供应到所述浸没组件的竖向位置为所述箱中的液体压头在规定值范围内的位置。
26.根据权利要求25所述的方法,其还包括:增加溶解于所述液体中的气态流体的浓度。
27.根据权利要求25或26所述的方法,其中,所述气态流体为选择成使得水生有害物种死亡的气态流体。
28.根据前述权利要求25至27中任一项所述的方法,其中,所述气态流体为惰性气体。
29.根据前述权利要求25至28中任一项所述的方法,其中,所述气态流体包括选自二氧化碳、氮气和氧气中的至少一个。
30.根据前述权利要求25至29之一所述的方法,其中,所述气态流体基本上包括二氧化碳、氮气和氧气。
31.根据权利要求30所述的方法,其中,所述气态实质上由二氧化碳、氮气和氧气组成。
32.根据前述权利要求25至29中任一项所述的方法,其中,所述气态流体为二氧化碳。
33.根据前述权利要求25至32中任一项所述的方法,其中,所述液体箱为压载箱。
34.根据权利要求33所述的方法,其中,所述压载箱为船的压载箱。
35.一种液体储存箱,其包括根据权利要求1至24中任一项所述的设备。
36.一种用于海洋船舶的压载箱,其包括根据权利要求1至24中任一项所述的设备。
37.一种船舶,其具有包括根据权利要求1至24中任一项所述的设备的压载箱。
38.一种基本上如说明书中参考附图所述的设备。
39.一种基本上如说明书中参考附图所述的方法。
40.一种基本上如说明书中参考附图所述的液体储存箱。
41.一种包括基本上如说明书中参考附图所述的设备的海洋船舶的压载箱。
42.一种基本上如说明书中参考附图所述的船舶。
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