CN105829713A - 热泥浆泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种热泥浆泵，具有至少一个工作腔(1、1ˊ、1″、1″ˊ)和至少一个相对于工作腔不可移动的排压腔(2、2ˊ、2ˊ、2″ˊ)，以及使工作腔(1、1ˊ、1″、1″ˊ)和排压腔(2、2ˊ、2ˊ、2″ˊ)作用连接的往复输送管道(3、3ˊ、3ˊ、3″ˊ)，在所述往复输送管道中分别设置分离器(4)，其特征在于，往复输送管道(3、3ˊ、3ˊ、3″ˊ)没有包括冷却段或者冷却管道(3、3ˊ、3ˊ、3″ˊ)的长度(L)小于三米。

Description

热泥浆泵
技术领域
本发明涉及一种热泥浆泵。在本申请文件的范围内，泥浆特别是指任意的浆料，就是说任意由液态和固态组成成分构成的混合物。例如在土方作业或类似工作中例如会涉及泥浆。这种泥浆泵设计成用于持续使用并且必须在最高数年的长时间段上能可靠地尽可能无故障地工作，因为更换有故障的泥浆泵通常会导致较高的工作消耗和时间消耗。
背景技术
热泥浆泵是已知的。例如DE19782185C2给出一种热泥浆泵。在已知的热泥浆泵中不利的是，这些热泥浆泵的制造较为复杂，需要很多空间，使用寿命不高或者需要大量维护工作。
发明内容
本发明的目的是，提供一种热泥浆泵，所述热泥浆泵至少在所述缺点方面得到改进。
根据本发明的热泥浆泵具有至少一个工作腔。这里术语“工作腔”在本申请文件的范围内特别是指这样的腔室，泥浆被吸入所述腔室中并从所述腔室将泥浆压出。每个工作腔优选包括至少一对阀，优选是一个入口阀和一个出口阀。此外，所述热泥浆泵还包括至少一个排压腔。排压腔相对于工作腔不可移动。有利的是，排压腔以及工作腔都固定地安装，就是说不是设置在滑架、滑块或类似装置上。排压腔包括排压元件。所述排压元件可以是活塞。但排压元件优选是借助于活塞操作的膜片。就是说热泥浆泵优选包括活塞膜片泵。膜片优选是平板膜。所述热泥浆泵具有往复输送管道，优选是将工作腔与排压腔作用连接的往复输送管道。优选往复液体在所述往复输送管道中来回往返，并且在往复输送管道中，压力脉冲式地在抽吸水平和挤压水平之间交替变换。往复液体可以至少还包括泥浆。在往复输送管道中设置分离器。所述分离器将热的、要泵送的泥浆与较冷的往复液体分开。由此降低了膜片的温度负荷。分离器可以是分离活塞。
所述至少一个往复输送管道不包括冷却段或设有长度小于三米的冷却段。在设有冷却段的备选方案中，冷却段的长度优选小于两米或小于一米。
例如在泵开始使用并且由此导致往复输送管道由于往复液体被加热时，往复输送管道膨胀。这种膨胀在已知的热泥浆泵中会导致问题。例如必须设置补偿这种热长度变化的补偿器，或者必须采取其他措施，以便避免出现不允许地高的法兰应力。已经证实，当往复输送管道不包括冷却段时或冷却段的长度小于三米、优选小于两米、更为优选地小于一米时，只能出现可承受的法兰应力。这是因为此时仅出现很小的长度变化。
此外已经证实的是，可以省去冷却段或者可以省去较长的冷却段，这特别是因为已经通过分离器实现了明显的温度降低。
在本申请文件的范围内，冷却段特别是指这样的区段，所述区段仅用于或主要用于以冷却往复液体的热传输的方式进行冷却。
冷却段优选是其中没有设置分离器的区段。
冷却段优选从往复输送管道的设置有分离器的区域一直延伸到膜片壳体。原则上可以设想，往复输送管道构造成一体的。但优选往复输送管道的设置有分离器的区域不是与往复输送管道的其余部分一体地构成的，而是通过设置在该区域背向工作腔的侧面上的分离器管道法兰与往复输送管道的其余部分连接。冷却段此时优选从分离器管道法兰一直延伸到膜片壳体。可以设想，在冷却段和膜片壳体之间设置弯管。冷却段此时优选从往复输送管道的设置有分离器的区域或从分离器管道法兰一直延伸到弯管朝向冷却段的端部。
泥浆泵的往复输送管道优选不具有热交换器。
优选整个往复输送管道的长度小于五米。更为优选地，整个往复输送管道的长度小于四米，并且优选小于三米，或者小于两米。
往复输送管道优选从工作腔一直延伸到膜片壳体。往复输送管道特别优选地从工作腔的抽吸阀壳体的接头一直延伸到膜片壳体。
如优选的那样，如果没有设置用于补偿热长度变化的补偿装置，则实现了获得特别可靠的热泥浆泵的一个前提条件。就是说往复输送管道优选由刚性管道构成，就是说没有设置活动的元件、如例如金属波纹管或伸缩式的连接件。热膨胀优选也不是通过管道，例如通过胀缩弯头来补偿。
要泵送的介质优选可以是镍浆，所述镍浆例如可能具有约210℃的温度。
优选设置在排压腔中的膜片的材料优选包括高温材料。
膜片的材料优选包括含氟弹性体。膜片在一个实施例中由含氟弹性体组成。
有利的是，往复输送管道具有分离器的区域以最短的路径与排压腔连接。由此实现了特别短的往复输送管道，这种往复输送管道具有特别小的由于热膨胀导致的法兰应力，并且实现了特别紧凑的泵。
在本申请文件的范围内，术语“热泥浆泵”特别是指这样的泵，这种泵适用于泵送温度最高为300℃或250℃或210℃或170℃或160℃或140℃的泥浆。
优选所述热泥浆泵适于泵送温度为160℃至210℃的热泥浆。
本发明还涉及一种方法，在所述方法中，用根据权利要求1至5之一所述的泵来泵送热泥浆。在该方法中，对往复液不进行主动冷却体。表述方式“不进行主动冷却”在本申请文件的范围内特别是指，没有采取仅用于或主要用于以冷却往复液体的热传输的方式对往复液体进行冷却的措施。
优选的是，优选仅通过借助于分离器将要泵送的热泥浆与较冷的往复液体分离来在排压腔中实现膜片可承受的往复液体温度。
优选泵送处于130℃至300℃或130℃至250℃或130℃至210℃或130℃至170℃或130℃至160℃或130℃至140℃或160℃至210℃的温度范围内的泥浆。
有利地不对往复输送管道的热长度变化进行补偿。
附图说明
现在应根据在附图中示出的实施例来详细说明本发明。其中示意性地：
图1示出由现有技术已知的具有较长冷却段的泵的示意性横向剖视原理图；
图2示出根据本发明的热泥浆泵的一个实施例的一部分的透视图；
图3用与图2相比更大的比例示出在图2中示出的热泥浆泵的部分的纵向剖视图的一个局部；
图4示出根据本发明的热泥浆泵的一部分的侧视图；
图5示出在图4中示出的热泥浆泵的部分的俯视图；
图6用与图4相比更大的比例示出热泥浆泵的一部分局部剖开的侧视图。
具体实施方式
图1中在原理上示出由现有技术已知的热泥浆泵。这种已知的泵具有驱动单元A和泵单元B。这种由现有技术已知的泵的往复输送管道3具有带有热交换器T的冷却段K，所述热交换器应强化往复输送管道的冷却效果。冷却段K的长度L大于三米。
为了将例如在泵开始运行时由于往复输送管道3的热长度变化在工作腔法兰和排压腔法兰之间导致的力降低到不会造成损坏的程度，在往复输送管道3和排压腔2之间设置通过弯管示意性表示的、没有具体示出的胀缩补偿器D。
冷却段K从往复输送管道3的设有分离器的区域6一直延伸到将冷却段K与膜片壳体14连接的弯管，所述弯管这里设计成胀缩补偿器。具体而言，冷却段K从分离器管道法兰21一直延伸到弯管，具体而言一直延伸到弯管朝向冷却段的端部24。
图2和3示出根据的热泥浆泵的驱动单元A和泵单元B的一部分。在所示实施例中涉及双向作用的往复泵(Duplexpumpe)。驱动单元A包括驱动轴13，所述驱动轴通过未示出的马达、例如电机置于旋转。在驱动轴13上设置至少一个仅示意性示出的齿轮，所述齿轮与曲轴7的至少一个明显更大的、仅示意性示出的齿轮啮合。所述曲轴也可以直接受驱动。在曲轴上并排设置两个连杆8。所述连杆分别通过十字头9将其运动传递给十字头杆12，十字头杆过渡到活塞杆11。在每个活塞杆11上设置一个活塞10，所述活塞在缸中执行直线的往复运动。在两个缸5、5'中的每个缸中都设置传递介质10a，例如液压油。两个传递介质腔(在图2和3中没有示出)与每个缸5、5'邻接，这两个传递介质腔分别在缸5、5'与膜片壳体14、14'、14”、14”'之间建立连接。传递介质将活塞的运动传递到排压元件上，所述排压元件分别构造成平板膜19。由于泵是双向作用的，每个缸5、5'都与两个排压腔2、2'、2”、2”'作用连接，所述排压腔分别包括一个膜片19并构造成膜片壳体14、14'、14”、14”'。在活塞2在图2中向右运动时，传递介质流入膜片壳体14'、14”'，并使设置在这里的膜片19偏移。当活塞在图2中向左运动时，传递介质流入另外的膜片壳体14、14”，并在这里使得另外的膜片19偏移。
根据本发明的热泥浆泵的膜片壳体14、14'、14”、14”'本身可以如在图1中用横截面示出的已知的泵中那样构成。
图4特别是用侧视图示出所述泥浆泵的泵单元B。
图5特别是用该泵单元B的俯视图示出已在图2中示出的四个膜片壳体14、14'、14”、14”'以及已经在图2中示出的两个缸5、5'。在每个膜片壳体14、14'、14”、14”'上连接恰好一个往复输送管道3、3'、3”、3”'，所述往复输送管道将每个膜片壳体与恰好一个工作腔1、1'、1”、1”'连接。热泥浆通过输入管道15和没有具体示出的入口止回阀17、17'、17”、17”'流入每个工作腔中并接着通过同样没有具体示出的出口止回阀18、18'、18”、18”'被压入输出管道16。
根据本发明的热泥浆泵的所示实施例的驱动单元A和泵单元B是设计成不可移动的，就是说特别是固定地安装在基础上。因此工作腔1、1'、1”、1”'和排压腔2、2'、2”、2”'不能相对于彼此移动。
如将图5和6相结合观察能最好地看出的那样，根据本发明的热泥浆泵的所示实施例的往复输送管道3、3'、3”、3”'不具有冷却段K。
往复输送管道3、3'、3”、3”'分别从工作腔1、1'、1”、1”'一直延伸到膜片壳体14、14'、14”、14”'。具体而言，每个往复输送管道3、3'、3”、3”'都从入口止回阀17、17'、17”、17”'的壳体的接头23一直延伸到膜片壳体14、14'、14”、14”'。
往复输送管道3、3'、3”、3”'分别从工作腔1、1'、1”、1”'一直延伸到膜片壳体14、14'、14”、14”'。具体而言，每个摆动管道3、3'、3”、3”'都从入口止回阀17、17'、17”、17”'的壳体的接头23一直延伸到膜片壳体14、14'、14”、14”'。
如在图6中最好地示出的那样，四个往复输送管道3、3'、3”、3”'由于泵的几何结构具有两种不同的长度L1、L2。往复输送管道的长度L1和长度L2都小于五米。
根据本发明的热泥浆泵的所示实施例不具有热交换器T。
图6还示出，没有设置用于补偿往复输送管道3、3'、3”、3”'的热长度变化的补偿装置D或补偿措施。
往复输送管道3、3'、3”、3”'用于与要泵送的热泥浆的温度相比使膜片19受到明显更小的温度负荷。这借助于分离器4来实现。往复输送管道3、3'、3”、3”'在其朝向工作腔1、1'、1”、1”'的端部上具有分别包括一个分离器4的区域6、6'、6”、6”'。所述分离器设计成分离活塞。
往复输送管道的所述具有分离器4的区域6、6'、6”、6”'以最短的路径与排压腔2、2'、2”、2”'连接。
对往复液体20不进行主动冷却。就是说，没有设置仅用于或主要用于以冷却往复液体20的热传输的形式对往复液体20进行冷却的装置。
附图标记列表
1、1'、1”、1”'工作腔
1a热泥浆
2、2'、2'、2”'排压腔
3、3'、3”、3”'往复输送管道
4分离器
5、5'缸
6、6'、6”、6”'往复输送管道的设有分离器的区域
7曲轴
8连杆
9十字头
10活塞
10a传递介质
11活塞杆
12十字头杆
13驱动轴
14、14'、14”、14”'膜片壳体
15输入管道
16输出管道
17、17'、17”、17”'入口止回阀
18、18'、18”、18”'出口止回阀
19膜片
20往复液体
21分离器管道法兰
22弯管的连接法兰
23入口止回阀壳体的连接法兰
24弯管的端部
L冷却段的长度
L1、L2往复输送管道的长度
A驱动单元
B泵单元
D胀缩补偿器
K冷却段
T热交换器

Claims (7)

1.一种热泥浆泵，具有至少一个工作腔(1、1'、1”、1”')和至少一个相对于所述工作腔不可移动的排压腔(2、2'、2'、2”')以及至少一个往复输送管道(3、3'、3'、3”')，在所述往复输送管道中分别设置分离器(4)，其特征在于，所述往复输送管道(3、3'、3'、3”')不包括冷却段(K)或者所述往复输送管道(3、3'、3'、3”')包括长度(L)小于三米的冷却段(K)。
2.按照权利要求1所述的热泥浆泵，其特征在于，往复输送管道(3、3'、3'、3”')的长度(L1、L2)小于五米。
3.按照权利要求1或2所述的热泥浆泵，其特征在于，没有设置用于补偿往复输送管道(3、3'、3'、3”')的热长度变化的补偿装置(D)。
4.按照权利要求1至3之一所述的热泥浆泵，其特征在于，排压腔包括膜片(19)，并且所述膜片(19)的材料包括耐高温材料。
5.按照权利要求4所述的热泥浆泵，其特征在于，所述膜片(19)的材料包括含氟弹性体。
6.一种方法，在所述方法中，利用按照权利要求1至5之一所述的泵来泵送热泥浆，其特征在于，不对往复液体(20)进行主动冷却，并且通过借助于分离器4将要泵送的热泥浆与较冷的往复液体分离而在排压腔(2、2'、2'、2”')中实现膜片(19)能承受的往复液体温度。
7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于，不对往复输送管道(3、3'、3'、3”')的热长度变化进行补偿。
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