CN105578868A - 两栖泵送载具 - Google Patents

Abstract

一种两栖泵送载具，包括：可漂浮载具主体；配置为相对于载具主体提升和降下的地面接合推进结构；流体泵；配置为导引流体通过空中的第一流体喷嘴，该流体喷嘴通过流体导管连接到流体泵；以及配置为将动力提供给地面接合推进结构和流体泵的动力源。所述载具尤其很好地适于泵送和再循环厩肥粪池内的流体并且能够在粪池水平面已经降下时被驱动出粪池。

Description

两栖泵送载具

技术领域

本发明涉及泵和整装用于泵送的载具。具体地，本发明涉及厩肥泵和整装用于泵送液态厩肥的两栖载具，液态厩肥例如包含在农场粪池中的动物厩肥。

背景技术

在动物养殖过程中产生的厩肥，尤其是猪和牛厩肥，通过冲洗而被转移到坑或粪池中，用于在土地施用或进一步处理的迁移之前进行存储。在存储过程中，在坑或粪池的表面上会形成外壳，在迁移厩肥之前或其过程中必须要被破坏该外壳。带有喷射器的泵用于该目的，所述喷射器将一定百分数的厩肥以高容量喷射的形式返回到坑或粪池中以破坏所述外壳并使厩肥再循环。用于使厩肥从较小的坑再循环的泵是已知的；然而，这些泵一般适于从坑或粪池的边缘进入坑或粪池并且被连接至拖拉机或类似的陆用载具而寻求操作动力。因此，它们在其使厩肥再循环至大的粪池中部的能力方面有限，随着动物饲养经营的规模增大，大的粪池正变得更加普遍。

因而，存在对于改进的泵和整备用于泵送的载具、尤其是适于与大的厩肥粪池一起使用的泵和载具的需求。

发明内容

根据本发明，提供了一种两栖泵送载具，包括：可漂浮载具主体；配置为相对于载具主体提升和降下的地面接合推进结构；流体泵；配置为导引流体通过空中的第一流体喷嘴，所述流体喷嘴通过流体导管连接到流体泵；以及配置为将动力提供给地面接合推进结构和流体泵的动力源。

可漂浮载具主体可以呈单体船、双体船或驳船的形状。载具主体的漂浮可以由排水船体、浮筒元件或有浮力的元件提供，例如泡沫填充的有浮力的室体，例如用于支撑漂浮码头的那些。载具主体可以利用各种不同的合适材料制造，例如玻璃纤维、铝、塑料、钢铁等。

地面接合推进结构可以包括类型适于给载具供以动力以跨越潮湿或泥泞地形的地面接合元件。例如，地面接合推进结构包括履带或一组轮子。所述一组轮子包括两个或更多个轮子，例如四个轮子、六个轮子或八个轮子。可以成对提供，其中每对中的一个轮子布置在载具的相对侧上。当载具包括一组轮子时，可以驱动任何数量的轮子以便为载具提供推进。尽管可以驱动至少两个轮子，然而优选的是驱动四个轮子。尽管所述载具可以提供有配置为改变轮子中的一个或多个对的方向的转向结构，然而优选的是轮子以可变的速度独立地被驱动，使得它们能够在相对于载具主体的方向上固定。这提供了甚至是在常规的转向由于可转向轮子组的滑动而有可能失灵的潮湿或泥泞条件下对载具的导向控制。各种驱动机构可以用于以可变速度独立操作轮子；例如，可以将至少一个电机连接到可以以可变速度液压地或电气地操作的每个轮子。传动机构可以备选地提供有配置为使得每个轮子能够以可变速度被操作的结构。

地面接合推进结配置为相对于载具主体提升和降下。提升和降下可以通过套筒结构或配置为相对于载具主体枢转的杆结构而提供。所述杆结构可以包括线性致动器，其例如被液压地驱动以造成杆臂相对于载具主体的枢转并且因此造成提升或降下轮子。每个轮子优选在相同时间被提升或降下。备选地，杆结构可以包括机械地或液压地被供以动力以造成杆臂的枢转的行星驱动机构。

所述载具还包括配置为将动力提供给地面接合推进结构和流体泵的动力源。所述动力源可以自包含在载具上或者可以被连接到岸上。例如，动力源可以包括内燃发动机、燃料电池、蓄电池等。所述动力源可以包括可以经由电缆被离岸驱动的电马达。所述动力源可以被连接到发电机以将电动力供应到载具上的电气系统。所述动力源可以被连接到液压泵以将液体压力供应到载具上的液压系统。所述动力源可以液压地、电气地或经由机械驱动机构被联接到流体泵。单个动力源可以用于将动力提供到所有的载具系统，包括流体泵。在一个实施方式中，所述动力源可以是经由机械驱动机构联接到流体泵和液压泵的内燃发动机。所述机械驱动机构可以包括齿轮箱以给流体泵提供合适的旋转速度。所述机械驱动机构可以包括齿轮箱以给液压泵提供合适的旋转速度。所述流体泵和液压泵可以以相同或不同的旋转速度被操作。

所述流体泵可以包括配置成浸入在流体内的泵壳体。所述泵壳体可以包括底部流体入口和至少两个切向的流体出口。可以提供更多数量的切向流体出口，例如三个流体出口。切向流体出口可以被组合到单个流体导管中以将流体泵的组合输出导引到期望位置。所述载具可以包括配置为造成流体泵、尤其是流体泵壳体相对于载具主体提升和降下的结构。例如，液压地或电气地被驱动的线性致动器可以被设置在载具上并且可以配置为提升和降下流体泵。这可以经由载具的套筒结构或杆结构来实现。切向流体出口可以配备有到单个流体导管的柔性或套筒连接件。降下流体泵以浸入到流体中免除了对于引动流体泵的需要，引动流体泵在流体是包含可能会塞住泵和引动结构的固体材料的厩肥时可能是成问题的。由于消除了引动的潜在损失，泵的浸入还简化了泵的间断性操作并且减少了泵维护的需要。

载具包括配置为导引流体通过空中的第一流体喷嘴。该流体喷嘴通过流体导管而连接到流体泵。将流体喷嘴连接到流体泵的流体导管可以包括被连接到泵的切向流体出口的单个流体导管。载具还可以包括多个流体喷嘴，所述多个流体喷嘴包括第一流体喷嘴和连接到流体导管的至少一个第二流体喷嘴。第一流体喷嘴可以包括前喷嘴并且第二流体导管可以包括后喷嘴或一对后喷嘴。多个流体喷嘴可以包括连接到流体导管的、在载具的相对侧上的至少两个侧流体喷嘴。所述至少两个侧流体喷嘴可以包括连接到流体导管的、在载具的相对侧上的一对流体喷嘴；因此，所述至少两个侧流体喷嘴可以包括总共四个流体喷嘴。所述载具还可以包括配置为在多个流体喷嘴之间按比例分配流体流的阀结构。所述阀结构可以包括与每个流体喷嘴对应的阀。与每个流体喷嘴对应的阀可以是可致动的，例如液压地或电气地可致动。所述阀结构可以是远程可致动的。

所述多个喷嘴和阀结构可以配合以在载具漂浮时提供对载具的导向控制、机动动力或其组合。例如，通过关闭与在载具的右侧上的一个或多个流体喷嘴关联的阀结构，流体流被导引到在载具的左侧上的一个或多个喷嘴，致使载具转到右侧。在一个实施方式中，转向仅通过多个流体喷嘴和阀结构的配合而实现；因而，所述载具不包括舵。在一个实施方式中，在漂浮时载具的运动仅通过至少所述第二流体喷嘴和阀结构的配合而实现；因而，所述载具不包括螺旋桨。

一个或多个流体喷嘴可以包括被供以动力并配置为调节流体喷嘴相对于可漂浮载具主体的角度的调节结构。例如，第一流体喷嘴可以包括第一调节结构并且一个或多个第二流体喷嘴可以包括第二调节结构，每个调节结构配置为调节其各自的一个或多个流体喷嘴在垂直和/或水平平面内的角朝向。在一个实施方式中，第一流体喷嘴和一个或多个第二流体喷嘴均可以在垂直平面内被调节。一个或多个第二流体喷嘴在垂直平面内可以以足够造成载具在漂浮时前向和或后向运动的量来调节。换言之，一个或多个第二流体喷嘴可以调节成至少部分地指向载具的前侧至少部分地指向载具的后侧。一个或多个第二流体喷嘴可以配置为在大致向下的方向上导引流体通过空中。第一流体喷嘴可以配置为在大致向上的方向上导引流体通过空中。一个或多个侧流体喷嘴可以配置为在大致向下的方向上导引流体通过空中。一个或多个侧流体喷嘴可以包括配置成调节其各自的一个或多个侧流体喷嘴在垂直平面内的角朝向的调节结构。

至少所述地面接合推进结构、动力源和流体泵的位置可以选择为给载具的重心提供期望的位置。载具的重心的期望的位置可以选择为改善载具在漂浮时的操纵特性。所述重心可以沿着载具的纵向中心线定位。所述重心可以大致位于载具的中部，例如在载具的纵向中心线和载具的横向中心线的相交处。所述重心可以位于载具的横向中心线的后部。所述重心可以位于载具的横向中心线的前部。这样，地面接合推进结构、动力源和流体泵一起配合以改善载具的操纵特性。

所述载具可以包括配置为致使载具能够被远离载具的操作员远程地控制的远程控制结构。在载具与地面接合以及在载具正在漂浮时，载具都可以被远离载具的操作员远程地控制。远程控制结构可以包括无线发射器和无线接收器。远程控制结构可以配置为在地面接合及当漂浮时控制载具的速度和或方向。远程控制结构可以配置为控制从至少第一喷嘴喷出的流体流的量。远程控制结构可以配置为控制至少第一喷嘴相对于载具主体的角朝向。远程控制结构可以配置为控制从至少第二喷嘴喷出的流体流的量。远程控制结构可以配置为控制至少第二喷嘴相对于载具主体的角朝向。远程控制结构可以配置为控制所述阀结构以便在多个流体喷嘴之间按比例分配流体流。远程控制结构可以配置为控制流体泵的旋转速度。远程控制结构可以配置为提升和降下流体泵。远程控制结构可以配置为提升和降下地面接合推进结构。远程控制结构可以配置为起动和停止动力源。

在下面的描述的过程中，将会描述本发明的另外特征或者这些另外特征将变得明了。

附图说明

为了使得本发明能够被更透彻地理解，现在将参考附图通过举例的方式详细描述本发明的实施方式，在附图中：

图1示出了轮子降下的载具的实施方式的立体图；

图2示出了轮子提升的载具的另一立体图；

图3示出了载具的下侧的立体图；以及

图4示出了从载具的下侧观察的载具的一组轮子的立体图；

图5示出了载具的第一流体喷嘴的立体图；

图6示出了载具的第二流体喷嘴的立体图；

图7示出了将载具的动力源连接到载具的流体泵以及液压泵的机械驱动机构的立体图；

图8是从载具的下侧观察的流体泵的立体图。

具体实施方式

在描绘附图时，相似的特征由相似的参考标记指代。尽管没有必要针对特定附图描述在该附图上指示的所有特征，但是所有的特征都参考附图中的至少一个来进行描述。

参考图1-3，两栖载具包括结合了有浮力的元件2的载具主体1。有浮力的元件包括下述类型的漂浮箱：可以是泡沫填充的并且可以用于例如漂浮码头的建造中。所述载具包括地面接合推进结构，所述地面接合推进结构包括两组轮子3、4。每个轮子可旋转地安装到枢转地附接到载具主体的杆结构5。每个杆结构5由可操作成通过枢转杆结构5而造成轮子3、4的提升和降下的液压致动器6驱动。包括内燃发动机的动力源7(例如柴油发动机)被安装到载具主体。机械驱动机构8将动力源7连接到流体泵9和液压泵10，液压泵10被用于给载具提供液压系统流体压力。

流体泵9包括泵壳体18，泵壳体18具有组合到单个流体导管20中的三个切向流体出口19。单个流体导管20随后被分成左侧21和右侧22流体导管，它们连接在载具的前端和后端以形成完整的回路。流体泵9因而经由流体导管20-22被流体地连接到载具的所有流体喷嘴。

第一流体喷嘴11设置在载具的前端。第一流体喷嘴11包括第一铰接构件12，第一铰接构件12被液压地供以动力以致使喷嘴在垂直平面内相对于载具主体1改变角朝向。一对第二流体喷嘴13设置在载具的后端。第二流体喷嘴13包括第二铰接构件14，第二铰接构件14被液压地供以动力以致使喷嘴在垂直平面内相对于载具主体1改变角朝向。第一和第二流体喷嘴是载具的多个流体喷嘴中的一部分。多个流体喷嘴还包括在载具的相对侧上的侧流体喷嘴16、17。设置了一对左侧流体喷嘴16和一对右侧流体喷嘴17。

还设置了阀结构，阀结构包括与每个流体喷嘴11、13、16、17对应的阀15。阀15被供以动力并且可操作成打开或关闭。阀15可以完全打开或者部分打开以在多个流体喷嘴之间按比例分配流。阀15和多个流体喷嘴之间的配合用于在漂浮时给载具提供导向控制和机动动力。例如，从右侧流体喷嘴17到左侧流体喷嘴16按比例分配流体流致使载具在浮动时转到左边。类似地，流体流可以在第一流体喷嘴11和第二流体喷嘴13之间按比例分配以致使载具向前移动或向后移动。通过使用第二铰接构件14将第二流体喷嘴13完全向下旋转并且之后朝载具的前端向上旋转，载具还可以被向后导引和/或在其向前移动速度上减速。这样，利用阀结构在多个流体喷嘴之间按比例分配流和/或铰接喷嘴的组合可以用于控制载具的向前、向后、左和右运动以及速度。流体泵9的流率还可以调节成在漂浮时经由多个喷嘴增强导向和速度控制。

另外，参考图4，前组轮子3中的每个轮子通过主轴23而可旋转地附接到其对应的杆5。固定地安装到杆5的是支撑一对液压马达25的支架24。每个液压马达25具有与驱动齿轮26接合的输出齿轮(未示出)。驱动齿轮26固定地附接到与主轴23同心的每个轮子3的边缘27。参考轮子3的组的右侧轮子(示出边缘27的内部)，液压马达25沿顺时针方向的操作致使驱动齿轮26沿逆时针旋转，使得载具向前运动。使液压马达25的操作的方向反向致使载具向后运动。通过相对于在左侧的马达25增加在右侧的液压马达25的旋转速度，载具被致使转向左边。连接到后组轮子4的马达25以与针对前组轮子3所描述的类似方式工作。这样，通过变化液压马达25的相对速度和旋转方向而控制在陆地上时载具的导向和发动机动控制(向前/反向)。

现在参考图5，第一流体喷嘴11能够通过供以动力的第一铰接构件12相对于载具主体1在垂直平面内改变角方向。第一铰接构件12包括耦接到四连杆机构29的液压第一铰接油缸28。所述四连杆机构用于放大第一铰接油缸28的有效行程长度以使喷嘴在垂直平面内比如果连杆机构29不存在的情形移动通过更大程度的运动。第一流体喷嘴11经由允许喷嘴的铰接的柔性导管30而连接到流体导管21、22。设置阀15以前述方式将流按比例分配到第一流体喷嘴。

现在参考图6，第二流体喷嘴13通过铰接构件14连接到流体导管21、22，铰接构件14包括安装到载具主体1并连接到可旋转导管段32的液压第二铰接油缸31。第二铰接油缸31的致动致使可旋转导管段32相对于第一和第二流体导管21、22旋转。第二流体喷嘴13被设置在可旋转导管段32上并且因此在铰接油缸31的致动之后与导管段一起旋转。这致使喷嘴13在垂直平面内改变相对于载具主体1的角朝向。第二铰接油缸31和可旋转导管段32的几何形状使得喷嘴13可以被完全向下旋转并且然后朝载具的前端向上旋转。这使得操作员能够改变向前运动的量以减慢载具的向前运动或者甚至使得载具的向前运动反向。当联合阀15一起操作时，喷嘴13和第二铰接结构14对于载具的向前和反向运动提供了高度的控制。

参考图7，动力源7包括连接到机械驱动机构8的内燃发动机，机械驱动机构8将动力传递到泵9(在图7中未示出)并且还传递到用于将液压流体压力提供到载具的液压系统的液压泵10。传动机构可以设置在机械驱动机构8内，该机械驱动机构8使得能够独立于液压泵10的旋转速度调节流体泵9的旋转速度。因此，动力源7被机械地连接到流体泵9和液压泵10二者。

参考图8，流体泵9包括泵壳体18，泵壳体18包括三个切向流体出口19，三个切向流体出口19经由柔性泵出口导管33连接到组合器34，组合器34用于将切向流体出口19的流体出口组合到单个导管20中。泵致动油缸35设置成造成泵9并且尤其是泵壳体18相对于载具主体1的提升和降下。设置了套筒泵支撑结构36以与泵致动油缸35联合使用。机械驱动轴(未示出)穿过套筒泵支撑结构36以将动力提供到泵叶轮37。当被供以动力时，叶轮37通过泵壳体18的扩大的底部流体入口38抽吸待泵送的流体。通过将泵壳体18浸入在流体中，使得流体能够进入泵壳体，从而消除了对于引动泵的需要。经由泵致动油缸35和套筒泵支撑机构36提升泵9允许载具在不损害泵的情况下退出粪池(或类似的流体库)。因此，这些机构与地面接合推进结构配置以使得载具能够在陆地上操作。

适于与载具一起使用的泵9的例子披露在2011年3月1日提交、名为“PumpforImmersionWithinaFluidReservoir”的共同未决的美国专利申请13/038,189中，将上述申请通过引用并入本文。

至少所述地面接合推进结构、动力源和流体泵的位置可以选择为给载具的重心提供期望的位置。载具的重心的期望的位置可以选择为改善载具在漂浮时的操纵特性。所述重心可以定位成沿着载具的纵向中心线，大致位于载具的中部。

远程控制结构40包括配置为致使载具能够被远离载具的操作员远程地控制的天线。所述远程控制结构包括由操作员使用的无线发射器和在载具上的无线接收器。无线接收器与载具上的液压控制重心交互以允许对液压操作的部件进行控制，液压操作的部件例如液压油缸、阀、马达等。这使得操作员能够控制载具的陆上或漂浮时的速度和方向，提升轮子以及改变第一和第二流体喷嘴的角朝向。设置无线发动机起动器以控制用作动力源的内燃发动机的操作。可选地设置一组液压控制件以调节发动机速度和/或流体泵旋转速度。这样，可以远程地控制允许载具在陆上或在漂浮时的操作的各种功能。

在操作中，操作员使用远程控制件以调遣载具到粪池入口、驱动载具进入粪池、升起地面接合推进结构(轮子)、降下流体泵、通过流体导管借助流体泵开始泵送流体以及选择性地打开至少第二流体喷嘴以致使载具移动出去到达粪池的表面。与侧流体喷嘴关联的阀还可以被打开或关闭以在粪池上提供对载具的导向控制。一旦载具处于期望的位置，与第一流体喷嘴关联的阀就被打开并且使用第一铰接结构用于将第一流体喷嘴相对于载具主体定位在期望的角朝向。这一般来说是向上的朝向以使得流体普遍地喷射以使浮动在粪池表面上的材料的外壳破裂。以这种方式，流体被再循环并且被导引到粪池中的期望位置。随着流体从粪池排空，浮动的载具被允许随着流体水平面而降下。当粪池已经被充分排空时，操作员能够逆转前述过程以便将载具调遣到粪池出口、降低轮子并驱动载具爬上泥泞的池岸从粪池出来。

在查阅上述说明之后，新颖的特征对于本领域技术人员将变得明了。然而，应当理解，权利要求的范围不应当由实施方式限制，而是发明人打算给予权利要求与权利要求的措辞和说明书作为一个整体一致的最宽广的解释。

Claims (20)

1.一种两栖泵送载具，包括：

可漂浮载具主体；

配置为相对于载具主体提升和降下的地面接合推进结构；

流体泵；

配置为导引流体通过空中的第一流体喷嘴，该流体喷嘴通过流体导管连接到流体泵；以及

配置为将动力提供给地面接合推进结构和流体泵的动力源。

2.根据权利要求1所述的载具，其中，地面接合推进结构包括一组轮子。

3.根据权利要求2所述的载具，其中，所述一组轮子包括至少两个被供以动力的轮子。

4.根据权利要求3所述的载具，其中，所述一组轮子包括四个被供以动力的轮子。

5.根据权利要求2-4中任一项所述的载具，其中，所述一组轮子中的每个轮子被独立地供以动力并且能够以可变的速度操作。

6.根据权利要求5所述的载具，其中，轮子能够通过液压马达以可变的速度操作。

7.根据权利要求2-6中任一项所述的载具，其中，每个轮子都通过杆臂枢转地附接到可浮动载具主体，杆臂被驱动以造成轮子相对于可浮动载具主体的提升和降下。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的载具，其中，动力源通过机械驱动机构连接到液压泵并且通过所述机械驱动机构连接到所述流体泵。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的载具，其中，载具包括配置成相对于可漂浮载具主体提升和降下泵的结构。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的载具，其中，流体泵包括用于浸入在流体中的泵壳体，所述泵壳体包括底部流体入口和至少两个切向流体出口。

11.根据权利要求10所述的载具，其中，至少两个切向流体出口被组合到流体导管中。

12.根据权利要求1-11中任一项所述的载具，其中，载具包括多个流体喷嘴，所述多个流体喷嘴包括第一流体喷嘴和连接到流体导管的至少一个第二流体喷嘴。

13.根据权利要求12所述的载具，其中，载具还包括在流体管道中的阀结构，该阀结构配置为在多个流体喷嘴之间按比例分配流体流。

14.根据权利要求13所述的载具，其中，所述多个流体喷嘴包括连接到流体导管的、在载具的相对侧上的至少两个侧流体喷嘴。

15.根据权利要求14所述的载具，其中，所述多个流体喷嘴和所述阀结构配合以在载具漂浮时给载具提供导向控制和机动动力。

16.根据权利要求12-15中任一项所述的载具，其中，至少所述第一流体喷嘴包括第一调节结构，第一调节结构被供以动力并且配置成调节第一流体喷嘴相对于可漂浮载具主体的角度。

17.根据权利要求12-16中任一项所述的载具，其中，第二流体喷嘴包括第二调节结构，第二调节结构被供以动力并且配置成以足够造成载具在漂浮时向前或向后运动的量来调节第二流体喷嘴相对于可漂浮载具主体的角度。

18.根据权利要求1-17中任一项所述的载具，其中，地面接合推进结构、动力源和流体泵的位置选择为给载具的重心提供期望的位置。

19.根据权利要求1-18中任一项所述的载具，其中，当载具地面结合时和在载具漂浮时，远离载具的操作员能够远程地控制载具的速度和方向。

20.根据权利要求19所述的载具，其中，当载具漂浮时，远离载具的操作员能够远程地控制从第一喷嘴喷出的流体流的量和第一喷嘴的方向。