CN105408630A - 泵送系统 - Google Patents

Abstract

一种泵单元，其包括管(24)、管(24)内部的柔性囊(76)、囊(76)的外表面(92)与管(24)的相对内表面(90)之间的操作体积(88)、将加压水引入操作体积(88)中且允许加压水从操作体积(88)流出的阀装置(54、56)、以及在水从操作体积(88)排出时允许浆料流入囊(76)的内部中且在水引入操作体积(88)中时允许浆料从囊(76)流出的另一个阀装置(62、64)。

Description

泵送系统

技术领域

本发明涉及泵送设备。

背景技术

本发明的设备适用于泵送介质(如浆料(slurry))。下文中参考此应用(即，参考浆料的泵送)描述了本发明，但这仅是示例性的而非限制性的。

国际申请号PCT/ZA2009/000071的说明书描述了一种泵送系统，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。

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。

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。来自泵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。

当一个容器填充水时，为了将其浆料内容物泵送出，另一个容器再填充浆料，且将其水转移到泵的入口。

该过程以此方式无限地继续，其中泵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。

在水泵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，以备泵送操作的转换。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。

对于有效泵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，浆料泵送速率受限。

除上述流动约束之外，该国际说明书中描述的泵送系统具有某些其它缺陷。

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，在使用中由泵送操作生成的循环的环向应力(hoopstress)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。

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。

如果泵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。泵组件是大的，且在运输时，认作是异常负载，且相关规定然后起效。

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。

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。

大体上，泵送系统的安装和服役需要大量现场工作。水泵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。

本发明的目的在于提供泵送设备，其旨在至少部分地解决上述方面中的若干。

发明内容

本发明首先提供了一种泵单元，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。

在本发明的一个形式中，泵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。

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。

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。

端口可形成为穿过管的壁。

管状形式的囊可由适合的材料(例如，橡胶)制成。

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。

入口止回阀可适于允许待泵送的介质优选地在重力作用下移动到囊的内部中。

出口止回阀可适于允许在压力下泵送通入排放管线中的介质。

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，泵送操作基于体积测量值，且非基于时间或其它测量值，以获得精确控制的泵送顺序。

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。

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泵单元时的平稳且可控的顺序操作。

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。

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，这意味着在采用泵单元时，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。

在第二情况中，本发明延伸到包括三个泵单元的泵送设备，各个泵单元为上述种类的，其中三个泵单元大致平行于彼此安装在支承结构上，支承结构优选地具有与常规货运容器的外部大小大致相同的外部大小。

利用水平表面上的支承结构，管状壳体的第一端优选地升高，以便各个壳体然后在支承结构的长度之上朝其第二端向下倾斜。

第一单向阀和第一歧管在使用中可定位成以便它们位于支承结构外部。类似地，第二止回阀和第二歧管在使用中可位于支承结构外部。

在适合的控制器的控制下，三个泵单元的使用使介质能够连续地泵送，而没有有意义的压力变化。显著重要的是下列事实：泵送速度为在前述国际专利申请中描述的泵送系统的泵送速率的大约两倍。换言之，通过使用三个泵单元来替代两个泵单元，实现了泵送速度上的百分之百的增大。泵送速率可匹配待泵送的介质流入泵送设备中的速率。典型地，介质为在重力作用下流至泵送设备的浆料。

总体上，增大的泵送速率由可各自在最大速率下工作的泵单元的顺序操作引起，因为不需要中断泵送速率来允许使第二泵单元可准备用于操作的足够的时间，如在该国际申请中的泵送系统的情况那样。因此，在三泵单元装置中，介质从第一泵单元泵送，且同时，第二泵单元准备用于泵送。此后，泵送操作从第一泵单元转移至第三泵单元，且从第三泵单元的泵送发生，第二泵单元的准备完成，且第一泵单元用于泵送操作的准备开始。泵送操作然后转移到第二泵单元，第一泵单元的准备完成，且第三泵单元用于泵送操作的准备开始。

上述过程以此方式在控制单元的控制下无限地继续。泵送顺序通过监测流入且随后流出各个操作体积的促动流体(典型地是水)的体积来控制。在第一实施例中，使用双向流量计来监测这些水体积。此途径实践地消除了由于不准确的水测量所引起的增大的蠕变或重叠的前景，引起泵送操作中的故障。在各个计数循环中，各个流量计重设至零值。随后，流量计对流入泵单元中且随后流出泵单元的水的体积进行计数。

然而，在第二实施例中，未采用双向流量计。替代地，使用了提到的传感器。这些传感器也监测流入且随后流出各个操作体积的促动流体的通过。可论证地，传感器的监测准确性与通过使用流量计所实现的并非是相同级别的。然而，当使用传感器时，不需要精确的准确性。替代地，在各个囊已填充待泵送的介质时和在各个囊已排空时，所需的是指示(且这可在可接受的容限程度内完成)。此外，为了协助控制各种泵单元的顺序操作，至少一个中间传感器用来确定满和空之间的囊的状态。

泵送过程的控制容易地实现。在第一实施例中，当浆料流入囊中时，水从在囊的外表面与囊所处于其中的管的内表面之间的操作体积排出。流出的水由相应的水量计监测。当水流停止时，这指示出囊已填充浆料。水量计的计数然后在控制器(典型地是PLC)中重设至零。在实践中，来自水量计的脉冲以规则体积间隔生成，典型地，一个脉冲对于10升的水。当浆料将从囊排出时，水被引入操作体积中。

水流从第一泵单元转向至第二泵单元。在此类转向发生之前，第二泵单元的操作体积中的压力增大至占上风的操作压力。因此，当水流转向至第二泵单元时，在进入的水和操作体积中的水的压力之间存在大致零的压力差，且转向在没有产生压力峰等的情况下发生。

如指出那样，等同且等效的过程可通过以传感器替换水量计来实施。传感器提供与由水量计产生的信息等同的信息，即，各个囊何时已填充浆料的指示、各个囊何时已排空的指示、以及中间位置(例如，囊半满)的指示，适合的顺序动作可在这些位置处实施来确保平稳操作。

优选地，用于泵单元的支承结构为常规容器的性质。这大致便于组装泵送设备、其运输至使用地点、以及其在使用地点处的安装和服役。现场准备的需要被最小化。典型地，在安装地点处，第一歧管和第二歧管和随附的单向和控制阀(例如在第二容器中分离地运输)连接到泵单元上。用于泵单元的支承结构(容器)可已安装到其构台或起重臂上，来便于现场的组装过程。

取决于泵单元的尺寸，可采用常规40英尺容器来容纳泵单元。然而，此尺寸的容器可能难以处理和运输，特别是如果装置将在偏远地区中使用。因此，有可能使用两个较小的容器，比如，各个为常规20英尺容器的尺寸，且以分别的半区段来形成泵单元。当较小的容器以邻接关系在现场组装时，泵单元区段可按需要联接在一起，以形成一体式装置。

在前述装置中，泵单元置于结构中，该结构如所记述的那样为常规装运容器的性质。泵单元因此相当接近地面。按需要，在泵送过程期间，浆料的重力流可从浆料供应罐进入各个泵单元中，浆料供应罐因此仅需高于泵单元。换言之，不需要像上述PCT申请中的泵送系统中的情况那样使浆料供应源具有相当大的高度。

附图说明

本发明参考附图通过示例的方式来进一步描述，在附图中：

图1为透视了三个泵单元的视图，包括根据本发明的泵送设备，安装到支承结构上，支承结构为具有标准长度、高度和宽度的常规大型容器的形式，

图2为图1中所示的装置的立面视图，

图3为图1中的装置的平面视图，

图4为在图3中标记为4的箭头的方向上的装置的端视图，

图5透视地图示了在泵单元中使用的囊，

图6为从一侧且以横截面绘出了将图5的囊安装到管上的示意图，

图7为从泵单元的一侧(即，类似于图2中所示的)的视图，其中第一歧管和第二歧管和止回阀连接到泵单元上，

图8为图7中所示的第一歧管和入口止回阀的部分的放大比例且以截面的侧视图，

图9类似于图8，但示出了第二歧管和出口止回阀的一部分；

图10具有四个图像，即，图10A，其示出了入浆料歧管，图10B，其示出了入水歧管；图10C，其示出了出水歧管；以及图10D，其示出了出浆料歧管；

图11分别以平面和从一侧图示了组装的泵单元；

图12图示了各自具有标准长度、高度和宽度的两个常规小容器的形式的支承结构，两个常规小容器可互连来形成类似于图1中所示的装置；以及

图13为本发明的备选实施例的示意性展示，其中传感器而非水量计用来控制个体泵单元，以确保有效的顺序操作。

具体实施方式

图1到4分别为安装到支承结构18上的三个泵单元10、12和14的不同视图。

支承结构以骨架形式示出。典型地，支承结构体现为常规运输容器或由常规运输容器构成，即，结构18具有符合常规容器的大小的长度L、高度H和宽度W(图1)。支承结构的侧部不是闭合的，这便于接近安装到结构上的装备。

在下文中仅描述单元14的构造。单元10和12类似于单元14。

单元14包括以管的形式的长形管状壳体24，其制作成适合的规格，且其具有长度26和直径30。管24具有第一端34和相对的第二端36。各端设有相应的凸缘40、42。

在第一端34附近(图2)，管24形成有连接结构46，其包括入口端口48。供水管50连接到端口48上。双向水量计52连接成与管50共线。在远离端口48的端处，管50连接到控制阀54上，控制阀54联接到入水歧管54A上，并且管50连接到控制阀56上，控制阀56联接到出水歧管56A上。

在支承结构(容器18)在水平地面上时，管24在图2中从左向右向下地倾斜。

如指示的那样，泵单元在工厂条件下组装。支承结构和泵单元然后可使用常规容器运输技术来装运至安装地点。

未示出的第二容器收纳控制单元60(如PLC)、VSD、空调、泵组、仓库和现场办公室、三个第一止回阀62(图8)和三个第二止回阀64(图9)(各个之一用于各个泵单元)、入浆料歧管66(图10A)、出浆料歧管68(图10D)、入水歧管54A(图10B)以及出水歧管56A(图10C)。第二容器也在其内容物固定在内部的情况下装运到安装地点。在此地点处，可使用起重臂或吊车74，其固定到第一容器(图7)上，即，固定到支承结构18上，以协助将歧管和阀安装到三个泵单元的管的相应端上。

图6以横截面且从一侧图示了管24。囊76定位在管内部，囊76由柔性材料(如橡胶)制成，且其在图5中示出。囊为长形管状形式，且具有在相对端处的凸缘形成部78和80。这些凸缘形成部分别覆盖凸缘40和42的面，且在使用中分别夹持在止回阀62的匹配凸缘84与止回阀64的匹配凸缘86之间。囊具有与直径30相同的公称直径30A。囊76的第一开口端76A与管24的第一端直接连通，且囊的相对的第二开口端76B与壳体的第二端直接连通。可变尺寸的操作体积88形成在管24的内表面90与囊76的相对外表面92之间。入口端口48与操作体积88直接连通。囊例如借助于橡胶或其它材料的附加层94来在邻近凸缘78的其长度的一部分上加强。当囊放置于管内部时，加强为邻近端口48。

图8从一侧且以横截面示出了入口止回阀62和管24的一部分。作为管24的侧壁中的开口，端口48由网格结构96跨过，网格结构96在使用中防止囊76在囊填充浆料时被压迫入水管50中。增强层94也协助此方面。

管的第一端34经由管状结构98连接到止回阀62上，且第二端36借助于管状结构102连接到止回阀64上，见图9。

与相应的泵单元相关联的三个入口止回阀62在它们的入口处连接到图10A中所示的入浆料歧管66上。与相应的泵单元相关联的三个出口止回阀64在它们的出口处连接到图10D中所示的出浆料歧管68上。此歧管连接到排出管线上。

入浆料歧管66从浆料供应源102连接到浆料供应管线100上——见图7。源中的浆料的上部水平高于囊的最高点。

至三个泵单元的阀54的入口连接到图10B中所示的入水歧管54A上。来自三个泵单元的阀56的出口连接到图10C中所示的出水歧管56A上。

水量计将关于水流的数据提供至控制器60。控制阀54和56响应于来自控制器60的信号，该信号起作用为根据专利算法来调节各个泵送单元的操作。

假定泵送设备用来使用促动流体(如使用高压水泵108从水箱106吸出的水)在高压下泵送浆料。

浆料从源102(见图7)经由止回阀62重力给送到泵单元14的囊中。水从该泵单元的操作体积经由端口48流入管线50中，且从该处经由控制阀56流至水箱106。此水由囊的内部内的浆料施加的压力排出。一旦囊填充了浆料，则出于实际目的，相应的操作体积88的尺寸为零。流出的水的量由对应的计量计52监测，且记录在控制器60中。

泵送到泵单元14的体积88中的水的量由水量计测量，且控制成等于之前从囊排出且由计量计测得的量。泵单元14的操作体积88的尺寸随此体积加压而增大。囊的体积经历对应的尺寸减小。浆料因此从囊经由相应的单向阀64排入出浆料歧管68中，且排入排出管线中。

当泵单元14用来泵送浆料时，第二泵单元12准备好确保第二泵单元的操作体积中不存在水，且确保第二泵单元的囊以浆料填充。第二泵单元的操作体积88中占上风的压力经由控制器60来控制，且设置成等于用来将水泵送到泵单元中的可从水泵获得的压力。有效地，在此操作体积中的水通过略微打开对应的控制阀54来带至操作压力。这在从泵单元12泵送开始之前不久的时间处完成。由于水不可压缩，故必须引入操作体积88中来将其中的压力升高到期望水平的水的量是最小的。

一旦泵单元14已完成其如由来自水量计的测量值所确定的泵送周期，则保持在控制器中的水量计计数设置为零。在这点处，水流转向到第二泵单元12的操作体积88中。泵送操作从第三泵单元14平稳地移动到第二泵单元12，以便浆料从第二泵单元的囊经由对应的止回阀64排到图10D中所示的出浆料歧管68中。转移完成，而不产生任何压力峰且不中断浆料流。进入第二泵单元12中的水的量如先前一样由适合的双向水量计52监测。这是重要的方面，因为每次水从泵单元排出时，水的体积被计量且控制成等于之前流入泵单元中的水的体积。

在泵单元14操作时和在从泵单元14到泵单元12的切换发生时，泵单元10准备好用于操作，即，泵单元12的操作体积88以水来加压。因此，当泵单元12已完全排出其浆料时，泵送循环切换到泵单元10可容易地实现，且没有压力峰或流中断。在此发生之前和在其发生之后，泵单元14准备好用于操作，以便泵送过程可由泵单元14继续。

在各个泵单元中，在使用中是下端的对应的囊76具有一个或多个金属插入件120，例如，见图5。这些插入件嵌入橡胶中，或附接到制造囊的橡胶上。管(囊位于其中)具有响应于存在或不存在插入件的传感器126或若干传感器。

图6略微示意性地图示了囊在水引入操作体积88中时如何变形。当水流入体积88中时，囊在上端处压缩，且囊的上半部被压迫到囊的下半部上。随着进入体积88中的水增加，囊在其长度之上收缩到槽形，搁在管24的下半部上——见图6A中的横截面视图。收缩/压缩应当在金属插入件120仍在对应的传感器126的范围内时停止。如果囊收缩超过此点，则囊可损坏，且金属插入件将移离传感器。提供金属板因此用作后备，在于如果金属板从其对应的传感器分离，则这立即被检测到，且信号发送至自动地终止泵送操作的控制器60。

图1示出了装置，其中包括三个泵单元的泵送设备安装到支承结构18上，支承结构18为常规大型装运容器的形式，典型地带有等于40英尺的长度L。该尺寸的容器可难以处理和运输，特别是如果需要在偏远地点处安装泵送设备。为了至少在一定程度上解决此方面，可使用图11中所示的结构。支承结构18分别分成两个子容器18A和18B。各个子容器为常规小装运容器的尺寸，其具有20英尺的标准长度。泵单元分成相应的半区段，即，包括用于泵单元的壳体的管24中的各个均分成两个区段，且区段适配有凸缘130，凸缘130在适当时使区段能够在现场联接在一起。一旦此联接已实现，则各个组装的管可具有插入其中的对应的囊。

在提到的实施例中，使用双向流量计来提供流入各个管24和流出各个管24的水的体积的准确测量。在各个测量循环之末，各个流量计设置为零。这些双向流量计是昂贵的，且应当实施适当的保护措施，以确保它们不会意外地损坏，特别是在操作泵送地点处可存在的恶劣且艰苦的条件下。

在本发明的第二优选实施例中，省去了流量计。替代地，例如参考图6，使用了多个传感器132、134和136，它们轴向地间隔开，以监测在安装了相应传感器的各个位置处囊相对于管24的位置。传感器132接近水入口端口48。传感器136接近管的相对端，其邻近出浆料歧管56A。传感器134定位在传感器132与136之间的位置处。理想的是，采用第四传感器。有效地，这与传感器126是相同的，且其用于确保下列情况：如果泵送操作的适当切换未通过传感器132至136来实现，且由于囊在靠近出浆料歧管的端部处被压迫远离管24的内表面而出现非期望的情况，则可停止泵送操作。这在传感器126检测到囊远离管的相对表面的移动时发生。

例如，传感器132为霍尔传感器的性质，且响应于由附接到囊的对应和相对的表面上的一个或多个磁体132A所生成的磁场。当磁体接近传感器132时，导致第一输出信号，但如果磁体移离传感器132，则不同的信号由传感器132产生。为传感器134和136提供了类似的布置，因为磁体134A和136分别在适合位置处固定到囊上。

传感器可替代水量计有效地使用，因为已经实现的是：假如可靠且安全的切换在泵送顺序中的确定位置处发生，则没有必要需要获得流入和流出各个泵单元的水的体积的精确测量。因此，如果传感器同时检测到相应的磁场，则这是囊已填充浆料的肯定指示。如果传感器134和136仅是肯定的，则这是泵单元的水入口端处的囊已开始其收缩顺序的指示。在囊的进一步收缩中，达到了下列阶段：在该处，磁体134A从传感器134移离，且再次地，这在来自传感器134的输出信号的改变中清楚地反映。当磁体136A移离传感器136时，类似的情形发生。假如这些指示以可重复的方式可靠且一致地给出，则信号可用来实现包括三个泵单元的泵送设备的控制，更多地以已经描述的方式，其中依靠于使用水量计。

在此方面，参考图13，其图示了三个泵单元，在泵单元中的各个中，传感器在提到的水量计的位置上使用。为了方便起见，前文已采用的参考标号再次在图13中使用来指示类似的构件。水量计当然从图13中省去，图13将用于三个泵单元的传感器132到136分别示出为132A、134A和136A；132B、134B和136B；以及132C、134C和136C。至泵单元的水从源140由泵142经由网络144泵送，且经由网络146返回。来自源152的浆料150经由网络154重力给送至泵单元，且作为泵送操作的结果，排入到浆料排出管线156中。在图13中，至泵单元的水入口分别标为WIA、WIB和WIC；水出口标为WOA、WOB和WOC；浆料入口标为SIA、SIB和SIC；且浆料出口标为SOA、SOB和SOC。图13中所示的泵送设备的操作可简要描述为如下：

1)各个囊通过打开出水阀来填充浆料，且水从各个管完全排入到水箱中。出水阀然后闭合；

2)用于泵单元14的入水阀开启，且水泵142然后用来将水泵送到泵单元14的操作体积88中。囊如已联系图6描述的那样开始收缩，且移离传感器132C。囊逐渐地变形，直到传感器134C达到引起泵单元12上的入水阀略微开启来加压泵单元12的操作体积88的点；

3)当传感器136C检测到囊远离管的移动时，所认为的是所有浆料已从泵单元14内部的囊排出。在这点处，水流转向至泵单元12中的囊；

4)当传感器136B到达时，水转向至泵单元10，其之前已完全加压，且与已结合泵单元14描述的类似的顺序以泵单元10发生；

5)当泵单元14的入水阀完全闭合时，控制器引起泵单元14的出水阀开启。浆料流入泵单元14的囊中，且使水从泵单元14的操作体积88转移。当中心地定位的传感器134C接近时，控制器引起出水阀开始缓慢闭合，直到阀几乎完全闭合。当传感器132C接近时，控制器完全闭合出水阀。此控制水的流动的过程防止了水锤。

该顺序以此方式继续，其中各个泵单元的操作体积在从该单元的实际泵送发生之前内部地加压到期望的操作值。此过程有效地消除了来自系统的压力峰，且确保了来自泵送设备的浆料流保持恒定，且与泵142的水流速相匹配。

本发明持有诸多利益。例如，与在前述国际申请中描述的泵送系统相比，泵送设备的构造是简化的。现场要求主要地降低，因为构建和组装基本上在工厂条件下进行。通过使用三个泵单元，与前述国际申请中的泵送系统相比，泵送速率有效地加倍。

其它利益包括以下的，其中一些已经提到：

　　·浆料供应源102(图13中的152)仅需要略高于泵单元。

　　·由于安装了泵送设备的构件且出于输送目的而使用的容器出于实施目的为常规容器，故其装运和输送可使用标准技术在世界范围基础上实现。

　　·在各个泵单元内，相应的囊受保护而免受流中的浆料或水压损失。通过对比的方式，在提到的国际申请中描述的泵送系统中，如果存在下游浆料压力损失，则填充有水的囊中的至少一个将不可避免地损坏，因为其将不会由压力容器内部的浆料包绕和支承。

　　·泵送设备中的构件的维护可在地面水平处实现。

　　·设备中的水回到水箱106(或140)。因此，此箱仅作为缓冲器。图7和13中所示的装置建立了用于泵的净正吸入头，这意味着对于实用目的消除了泵的可能的气穴状态。

在之前的描述中，已经参考了止回阀62和64。在本发明的优选实施例中，各个止回阀62、64为国际专利申请号PCT/ZA2012/000005的说明书中描述的种类。

Claims (10)

1.一种泵单元，其包括：

(a)长形管状壳体，其带有内表面、内开孔、第一端和相对的第二端，

(b)管状形式的长形柔性囊，其带有外表面、内部、在所述囊的一端处的至所述内部的入口、以及在所述囊的相对端处从所述内部的出口，其中所述囊定位在所述开孔内部，且所述囊与所述壳体在所述囊的相对端处成密封接合，由此所述入口与所述壳体的所述第一端连通，所述出口与所述壳体的所述第二端连通，且能变尺寸的操作体积形成在所述囊的所述外表面与所述壳体的所述相对的内表面之间，

(c)用于促动流体的端口，其设在所述壳体上，与所述操作体积连通，

(d)入口止回阀，其连接到所述管状壳体的所述第一端上，

(e)出口止回阀，其连接到所述管状壳体的所述第二端上，

(f)第一控制阀，其用于控制所述促动流体通过所述端口进入所述操作体积中的流动，以及

(g)第二控制阀，其用于控制所述促动流体通过所述端口从所述操作体积的流动。

2.根据权利要求1所述的泵单元，其中，所述长形管状壳体为带有带凸缘的相对的第一端和第二端的管，且所述囊的相对端在所述管的所述第一端和所述第二端处与相应的凸缘密封地接合。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的泵单元，其中，所述入口止回阀允许待泵送的所述介质在重力作用下移动到所述囊的所述内部中。

4.根据权利要求1至权利要求3中任一项所述的泵单元，其中，所述出口止回阀适于允许泵送的所述介质在压力下通入排放管线中。

5.根据权利要求1至权利要求4中任一项所述的泵单元，所述泵单元包括用于计量穿过所述端口的所述促动流体的流的双向流量计。

6.根据权利要求5所述的泵单元，所述泵单元包括控制器，其连接到所述流量计上，且其监测流入所述操作体积和流出所述操作体积的促动流体的体积。

7.根据权利要求1至权利要求4中任一项所述的泵单元，所述泵单元包括在所述管状壳体上的相应的轴向地间隔开的位置处的多个传感器，各个传感器均提供指示所述囊至所述管状壳体的相应位置的接近的相应的信号。

8.泵送设备，其包括三个泵单元，各个泵单元为根据权利要求1至权利要求7中任一项的泵单元，其中所述三个泵单元大致平行于彼此安装在支承结构上，且其中，以所述支承结构在水平表面上，所述管状壳体的所述第一端升高，以便各个壳体然后在所述支承结构的长度之上朝其向第二端向下倾斜。

9.根据权利要求8所述的泵送设备，其中，所述第一止回阀和第一歧管在使用中定位成以便它们位于所述支承结构外部，且所述第二止回阀和第二歧管在使用中位于所述支承结构外部。

10.一种操作权利要求8或权利要求9的所述泵送设备的方法，按顺序：

　　1)介质从第一泵单元泵送且同时第二泵单元准备用于泵送，

　　2)所述介质从第三泵单元泵送且所述第二泵单元的准备完成，

　　3)用于泵送的所述第一泵单元的准备开始，以及

　　4)所述第一泵单元的准备完成，且用于泵送的所述第三泵单元的准备开始。