CN108350867A - 液体提升装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于竖直提升液体的提升装置(10)，其中提升装置(10)包括：提升线路布置(18)，其用于将液体从敞开的下部贮液器(16)引导至上部贮液器(14)；下降线路布置(20)，其用于将液体从上部贮液器(14)引导到下部贮液器(16)；具有致动部件(36)的压力转换器(12)，所述压力转换器(12)构造成通过致动部件(36)的基本线性运动将所述下降线路布置(20)中的液体压力转换成所述提升线路布置中的液体压力；以及泵部件(38)，其用于朝向所述上部贮液器(14)泵送所述提升线路布置(18)中的液体和/或用于朝向所述压力转换器(12)泵送所述下降线路布置(20)中的液体。
Description
技术领域
本公开总体涉及用于竖直提升液体的提升装置。具体地，提供用于将液体从敞开的下部贮液器提升至上部贮液器以及用于将液体从上部贮液器下降返回下部贮液器的提升装置，以及包括所述提升装置的系统。
背景技术
在大范围的应用中，期望将液体从下部贮液器提升至在竖直方向上高于下部贮液器的较高的贮液器或者上部贮液器。这种应用的一个示例是用于养鱼的升高贮液器，其中新鲜的水从下部贮液器供应至升高贮液器并且使用过的水从升高贮液器排回下部贮液器。其他应用包括用于电力生产、加工工业、石油钻井平台、船舶及类似场合的冷却设施。
US 2014/299196 A1公开了一种提升水的系统，具体地，用于海上设施的灭火系统，包括带有泵单元以及涡轮单元的水泵水轮机组件。泵单元具有海平面以下的吸入端口以及通过第一线路连接至泵的排出端口。第二线路从泵引导至海上设施上的第一分配装置。第四线路将第一分配装置连接至涡轮单元。
US 2014/299196 A1中的提升水的系统具有复杂并且昂贵的设计。此外，系统产生高损耗并且效率因此较低。
发明内容
因此，本公开的一个目的是为用于提升液体的提升装置提供简单以及可靠的结构以及高效率。
根据一个方面，提供用于竖直提升液体的提升装置，其中提升装置包括：用于将液体从敞开的下部贮液器引导至上部贮液器的提升线路布置、用于将液体从上部贮液器引导至下部贮液器的下降线路布置、带有致动部件的压力转换器,所述压力转换器构造成通过所述致动部件的基本线性运动将下降线路布置中的液体压力转换成提升线路布置中的液体压力、以及用于朝向上部贮液器泵送提升线路布置中的液体和/或用于朝向压力转换器泵送下降线路布置中的液体的泵部件。
提升装置因此使液体(例如，水)能够在由下部贮液器、提升线路布置、上部贮液器以及下降线路布置形成的连续环路中循环。液体从而返回至其开始被从中泵送的下部贮液器。因此，在本公开内的下部贮液器可以由单一贮液器构成。
然而，可能下部贮液器由两个贮液器构成，例如，第一下部贮液器以及第二下部贮液器。第二下部贮液器可位于第一下部贮液器下方。在这种情况中，提升线路布置可以构造成将液体从第一下部贮液器引导至上部贮液器并且下降线路布置可以构造成将液体从上部贮液器引导至第二下部贮液器。第一下部贮液器和第二下部贮液器都可对周围空气开放。
压力转换器上方的下降线路布置内的液压头的重量在致动部件上施加静态力。由于该重力，强制致动部件移动以在提升线路布置中的液体上施加相应的向上的压力。泵部件的尺寸可以因此减小，例如，其尺寸仅用以克服液体与提升/下降线路布置内部之间的摩擦损耗。由于下降线路布置中的液体的潜在能量被收集并且用来朝向上部贮液器向上泵送提升线路布置中的液体，因此即使在与敞开的下部贮液器一起使用时，提升装置也与U形管相似。提升装置从而还用作能量回收设备或者能量采集器。
泵部件可以为传统泵和/或可以为电驱动的。泵部件优选地由容积泵，例如凸轮泵构成。凸轮泵，特别是如果其由频率控制器控制时，更易于独立于流速以及压力差而控制。
利用容积泵，可以使用较低的旋转速度并且例如相较于离心泵，泵送的液体具有更多层流。此外，离心泵在泵送液体中产生气泡，由于气泡附着在鱼鳃上，可能对养殖箱中的鱼有害。当气泡(通常为氮气)的饱和度达到特定阈值，鱼可能会死。
致动部件在下降线路布置以及提升线路布置之间构成了机械或者液压力传送器。在提升线路布置与下降线路布置之间没有实际流体连通通过压力转换器发生。
在本公开中，较高的或者上部贮液器定位在比下部贮液器更高的高度上。竖直液体提升装置包括竖直部件但其不必仅在竖直方向上执行。例如，提升线路布置以及下降线路布置的每个可以包括具有任意方向的一个或多个流动线路部分，只要下部贮液器以及压力转换器在竖直方向上位于上部贮液器下方。
上部贮液器可以或者不可以对周围空气开放。换言之，上部贮液器可以敞开或者封闭。上部贮液器可以由敞开的或者封闭的槽构成。替代地，上部贮液器可以由提升线路布置以及下降线路布置之间的管系统构成。
根据一个变型，提升线路布置构造成将液体从下部贮液器引导至热交换器并且下降线路布置构造成将液体从热交换器引导至下部贮液器。例如，可以通过由提升装置从海(构成下部贮液器)中提升的盐水冷却具有淡水的冷却回路。
如果上部贮液器封闭(例如，由管系统或者封闭的槽构成，例如封闭的养鱼箱)，可以通过提升装置实现虹吸效应。虹吸效应可以通过将下降线路布置的出口(例如，下部排水回路的下部端部)定位在下部贮液器的表面液位下方的竖直位置，液体从所述下部贮液器被引导至上部贮液器。
例如，如果下部贮液器由第一下部贮液器以及位于第一下部贮液器下方的第二下部贮液器构成，则提升线路布置的入口可以浸没在第一下部贮液器中并且下降线路布置的出口可以定位在第二下部贮液器的上方，或者浸没在第二下部贮液器中。虹吸效应随后取决于第一下部贮液器的表面液位与下降线路布置的出口之间的竖直距离。这一竖直距离可以例如为8－12米，例如10米。
以这种方式，下降线路布置中的液体的额外重量(产生虹吸效应)可以用来减少对泵部件的需求，例如，在压力转换器以及上部贮液器之间的提升线路布置上的泵可去除。如果泵部件与压力转换器整合或者由压力转换器构成，则泵部件可以仅由下降线路布置中的液体的重力驱动。
此外，如果上部贮液器封闭(例如，由槽、管系统、热交换器或者另一种封闭系统构成)，则上部贮液器可以构造成在液体中存储压能。如果上部贮液器内的液体压力增加，则这一额外压力或者过压可以被释放并且通过下降线路布置被引导至压力转换器。
上部贮液器中的这种额外液体压力可能来自多种来源。例如，上部贮液器中的液体压力可以通过泵部件、外部压力源或者通过液体中的温度变化而增加。
为了在上部贮液器中存储液体压力，上部贮液器可以构成、包括或者联接至蓄能器。蓄能器可以包括波纹管(bel lows)，其布置成独立于液体压力膨胀以及收缩。
敞开的下部贮液器意味着对周围空气开放的贮液器。下部贮液器可以例如由槽、海或者湖构成。如果下部贮液器由第一下部贮液器以及第二下部贮液器构成，则每个贮液器可由槽构成。替代地，第一下部贮液器可以由槽构成并且第二下部贮液器可以由海或者湖构成。并且，两个自然存在并且竖直放置的液体源可以用作第一下部贮液器以及第二下部贮液器。
提升线路布置可以包括用于将液体从压力转换器引导至上部贮液器的导管布置。提升线路布置可以或者不可以包括在下部贮液器以及压力转换器之间的导管布置。相近地，下降线路布置可以包括用于将液体从上部贮液器引导至压力转换器的导管布置并且下降线路布置可以或者不可以包括在压力转换器以及下部贮液器之间的导管布置。
例如，压力转换器可以浸没在下部贮液器中。在这种情况中，可以省去用于在下部贮液器和压力转换器之间供应/排放液体的导管布置。压力转换器可以仅设置有用于与下部贮液器连通的合适开口(例如，入口和出口)。
压力转换器可构造成连续地将下降线路布置中的液体压力转换成提升线路布置中的液体压力。致动部件可以例如构造成连续往复运动。
压力转换器可包括两个空心体和两个活塞部件，每个活塞部件可在相应的空心体内移动，以便将每个空心体密封地分成两个容积可变的室，其中，致动部件构造成将一个活塞部件的运动转换成另一个活塞部件的运动。
活塞部件可以由传统的活塞构成，即相对于相应空心体的内表面可滑动地布置的刚性活塞。替代地，活塞部件中的一个或两个可以由柔性活塞部件(例如隔膜)构成，其周边固定地附接到相应空心体的内表面。这样的柔性部件因此可以随着致动部件移动而通过前后弯曲(这适用于机械致动部件和液压致动部件两者)来移动。柔性部件可以额外地为可拉伸的。
两个空心体可以由具有分隔壁的管状部件构成。根据一个变型，管状部件是具有划分管状部件的内部空间以形成两个空心体的分隔壁的缸。管状部件因此构成壳体。替代地，两个空心体可以由两个分开的壳体构成，例如，彼此远离的壳体。
尽管在本公开内压力转换器主要被示例为包括两个空心体，但压力转换器也可以由一个双作用缸构成。在这种情况中，提升线路布置可以连接到双作用缸的第一室并且下降线路布置可以连接到双作用缸的、活塞的相对侧的第二室。
提升装置可以进一步包括在下降线路布置中的入口三通阀，该入口三通阀构造成交替地将来自上部贮液器的液体供应到一个空心体的室中。换言之，入口三通阀可以交替地采用第一状态和第二状态，在第一状态中至第一室的第一导管打开并且至第二室的第二导管关闭，在第二状态中第一导管关闭，第二导管打开。入口三通阀可以是任何合适的类型。替代地，可以通过不同于三通阀的阀布置来控制从上部贮液器到相应室的液体的交替供应。
根据一个变型，电子控制入口三通阀以切换供应。例如可以通过基于由两个端部位置传感器检测到的致动部件的端部位置来电子控制入口三通阀而实现。然而，也可以想到纯粹机械地实现入口三通阀的交替供应。
提升装置可以进一步包括位于压力转换器下方的下降线路布置中的出口三通阀，该出口三通阀构造成交替地将来自一个空心体的室的液体排到下部贮液器。出口三通阀可以是任何合适的类型。此外，可以电子控制出口三通阀以例如基于如上所述的相同的两个端部位置传感器来切换排水。然而，代替地，出口三通阀的交替排水也可以纯粹机械地完成。出口三通阀可构造成从当前未通过入口三通阀供应液体的室排出液体。
提升线路布置可进一步包括与一个空心体的每个室相关联的入口和出口以及与每个入口和出口相关联的单向阀。因此，在一个变型中，在提升线路布置中设置四个单向阀。单向阀用于防止提升线路布置中的液体分别返回到下部贮液器和返回到压力转换器。每个单向阀可以由在达到阈值压力时打开的传统止回阀构成。这些阀也可以用已知类型的标准可控阀实现，优选与入口三通阀和/或出口三通阀同步。
致动部件可以由互连两个活塞部件的活塞杆构成。两个活塞部件可以例如附接到活塞杆的相应端部。两个空心体可以设置有合适的密封布置，该密封布置在致动部件运动期间相对于外部密封空心体。活塞杆可以额外延伸穿过空心体的相应的外侧(例如，完全穿过压力转换器)。因此，活塞杆可以从相应的活塞部件的两侧延伸。由此，各活塞部件的两侧的有效面积(活塞部件的面积减去活塞杆的面积)可以相等。
根据本公开的致动部件可以构造成允许沿运动方向的压缩和膨胀(相对于中性状态)。这可以通过在致动部件上或内设置弹簧机构来实现。如果致动部件互连两个活塞部件，则一个室内的压力增加可以以一定的时间延迟传递到另一个室内的压力增加。时间延迟取决于弹簧机构的特性。利用该解决方案，可以减少或消除阀的惯性、滞后和/或正时性能方面的问题。
泵部件可与压力转换器整合并构造成通过驱动致动部件泵送液体。如果致动部件由活塞杆构成，则泵部件可以包括构造成往复驱动活塞杆的驱动机构。驱动机构可以由至少一个齿轮构成，所述至少一个齿轮通过啮合致动部件上的相应的齿来驱动致动部件。
可以在两个空心体之间实现以这种方式驱动活塞杆。然而，该驱动也可以在与一个空心体相反侧处从另一个空心体伸出的活塞杆上实现。
泵部件可布置在压力转换器与上部贮液器之间或下部贮液器与压力转换器之间的提升线路布置中。利用这两种变型，泵部件可以布置成朝向上部贮液器器向上泵送液体。作为替代，泵部件可以布置在上部贮液器和压力转换器之间的下降线路布置中。通过这种变型，泵部件可以布置成朝向压力转换器向下泵送液体并且由此增加作用于致动部件的下降线路布置内的液体的力。
根据另一方面，提供了一种系统，所述系统包括根据本公开的提升装置、上部贮液器和/或下部贮液器。提升装置可以与多种液体一起使用，包括天然水和更粘性的液体，例如浆液。上部贮液器可能对周围空气封闭。上部贮液器可以额外构造成将在液体中存储压能。
所述系统可以包括额外的液体源，例如，除下部贮液器和上部贮液器之外的第三个源。第三源可以将液体供应到上部贮液器中。替代地或额外地，第三源可以例如通过连接到接收来自上部贮液器的液体的上部排水导管而将液体供应到下降线路布置。以这种方式，来自第三源的液体的额外静水压力的功可以转换成用作泵部件的致动部件的功。因此，可以减少泵部件所需的功，或者可以去除压力转换器外部的泵部件。如果压力转换器包括两个空心体和两个活塞部件，则与下降线路布置连通的空心体内的活塞部件的面积可以大于与提升线路布置连通的空心体内的活塞部件的面积。
根据另一方面，提供了一种包括提升装置、热交换器和/或下部贮液器的系统。
附图说明
从以下结合附图的实施例中，本公开的进一步的细节、优点和方面将变得明白，其中：
图1：示意性地表示了具有与上部贮液器和下部贮液器一起操作的压力转换器的提升装置；
图2a：示意性地表示了替代的压力转换器；并且
图2b：示意性地表示了另一替代压力转换器。
具体实施方式
下面将描述用于将液体从敞开的下部贮液器提升到上部贮液器并且用于将液体从上部贮液器下降回到下部贮液器的提升装置以及包括所述提升装置的系统。相同的附图标记将用于表示相同或相似的结构特征。
图1示意性地表示了具有与上部贮液器14和下部贮液器16一起操作的压力转换器12的提升装置10。因此图1还示出了包括提升装置10、上部贮液器14和下部贮液器16的系统。
上部贮液器14位于比下部贮液器16高的高度处，例如在下部贮液器16上方20米处。上部贮液器14和下部贮液器16都对周围大气开放。在图1中，上部贮液器14是槽，下部贮液器16是湖。
提升装置10包括分别由附图标记18和20总体表示的提升线路布置和下降线路布置。如在图1中可以看到的那样，提升线路布置18构造成将液体从下部贮液器16引导至压力转换器12并且将来自压力转换器12的液体引导至上部贮液器14。下降线路布置20构造成将液体从上部贮液器14引导至压力转换器12并将来自压力转换器12的液体引导回下部贮液器16。
图1中的压力转换器12包括呈缸形式的管状部件22。管状部件22借助分隔壁28被分成两个空心体24、26。两个空心体24、26在图1中一体形成。连接提升线路布置18的空心体24被称为提升空心体24，并且与下降线路布置20相连的空心体26被称为下降空心体26。
活塞部件30可滑动地布置在提升空心体24内，从而将提升空心体24分成容积可变的左提升室32a和右提升室32b。类似地，活塞部件34可滑动地布置在下降空心体26内，并由此将下降空心体26分成左下降室32c和右下降室32d。根据需要，活塞部件30、34可以设置有密封环，以保持提升室32a、32b之间以及下降室32c、32d之间的流体密封。在图1中，活塞部件30、34由传统活塞构成，即相对于相应空心体24、26的内表面可滑动地布置的刚性活塞。
致动部件36(在此实施为活塞杆)互连活塞部件30、34。活塞部件30、34附接至致动部件36的相应端部。致动部件36和活塞部件30、34布置成相对于空心体24、26作为一个单元移动。换言之，致动部件36构造成将一个活塞部件34的运动转换成另一个活塞部件30的运动。管状部件22构成用于活塞部件30、34和致动部件36的壳体。
致动部件36布置成基本线性地移动通过分隔壁28中的开口。在该开口中提供密封以避免空心体24、26之间的流体连通。
提升装置10还包括泵部件38。泵部件38布置成将提升线路布置18中的液体向上朝上部贮液器14泵送。泵部件38由传统泵构成，优选地为诸如凸轮泵的容积泵，并且由电驱动。
在图1中，泵部件38定位在压力转换器12和上部贮液器14之间的提升线路布置18中。然而，泵部件38可以替代地定位在下部贮液器16和压力转换器12之间的提升线路布置18中以朝向压力转换器12泵送液体，或者定位在上部贮液器14和压力转换器12之间的下降线路布置20中以朝向压力转换器12泵送液体。
现在将更详细地描述提升线路布置18和下降线路布置20的特定布局。提升线路布置18包括下部供应导管40，该下部供应导管40的下端浸没在下部贮液器16中。下部供应导管40在交叉点44处以两个入口导管42a、42b的形式分支成两个入口。左入口导管42a连接到(关联)左提升室32a，右入口导管42b连接到右提升室32b。
单向阀46a设置在左入口导管42a上，单向阀46b设置在右入口导管42b上。单向阀46a、46b允许液体从下部贮液器16流至压力转换器12的提升空心体24，但是防止液体沿相反方向流动。
提升线路布置18还包括连接至左提升室32a的左出口导管48a形式的左出口和连接到右提升室32b的右出口导管48b形式的右出口。单向阀50a设置在左出口导管48a上，单向阀50b设置在右出口导管48b上。左出口导管48a和右出口导管48b在接合处54处一起分支至上部供应导管52。如在图1中可以看到的那样，泵部件38设置在上部供应导管52上。上部供应导管52连接至上部贮液器14，用于将提升的液体释放到其中。
提升线路布置18因此提供了用于从下部贮液器16到上部贮液器14的液体的两个可选的流动路径。第一流动路径由包括下部供应导管40、左入口导管42a、左提升室32a、左出口导管48a和上供应导管52的导管布置构成。第二流动路径由包括下部供应导管40、右入口导管42b、右提升室32b、右出口导管48b和上部供应导管52的导管布置构成。
下降线路布置20包括连接至上部贮液器14以用于从其接收液体的上部排水导管56。下降线路布置20还包括连接上部排水导管56的入口三通阀58、左入口导管42c形式的左入口和右入口导管42d形式的右入口。左入口导管42c连接至左下降室32c，右入口导管42d连接至右下降室32d。下降线路布置20还包括连接至左下降室32c的左出口导管48c形式的左出口和连接至右下降室32d的右出口导管48d形式的右出口。
入口三通阀58可以定位在第一状态或第二状态中，在第一状态中，液体从上部排水导管56被引导至左入口导管42c，并且来自上部排水导管56的液体被阻止进入右入口导管42d；在第二状态中，液体从上部排水导管56被引导至右入口导管42d，并且来自上部排水导管56的液体被阻止进入左入口导管42c。入口三通阀58因此构造成交替地将来自上部贮液器14的液体供应至下降空心体26的下降室32c、32d中。
在图1中，分别在左入口导管42c和右入口导管42d上设置单向阀50c、50d，并且在左出口导管48c和右出口导管48d上设置单向阀46c、46d。然而，单向阀50c、50d、46c、46d可以可选地省略。
出口三通阀60连接左出口导管48c、右出口导管48d以及下部排水导管62。出口三通阀60具有类似于入口三通阀58的结构构造，即出口三通阀60可以定位在第一状态或第二状态，在第一状态中液体从左出口导管48c被导入至下部排水导管62，并且其中来自右出口导管48d的液体被阻止进入下部排水导管62，在第二状态中液体从右出口导管48d被引导至下部排水导管62，并且来自左出口导管48c的液体被阻止进入下部排水导管62。
图1中的下部排水导管62包括浸没在下部贮液器16中的下端，用于释放下降的液体。然而，下部排水导管62的下端可以定位在下部贮液器16的表面的上方并且不需要浸没在下部贮液器16中。
出口三通阀60因此构造成交替地将来自下降空心体26的下降室32c、32d的液体排到下部贮液器16。在该变型中，出口三通阀60构造成从当前未通过入口三通阀58供应液体的下降室32c、32d排放液体。
两个端部位置传感器(未示出)设置在下降空心本体26的端部处，用于检测活塞部件34的相应端部位置。电子控制入口三通阀58以在活塞部件34位于或靠近下降空心体26的左端时切换至第一状态，并且当活塞部件34位于或靠近下降空心体26的右端时切换至第二状态。
出口三通阀60也基于端部位置传感器进行电子控制。电子控制出口三通阀60以在活塞部件34位于或靠近下降空心本体26的右端时切换至第一状态，并且当活塞部件34位于或靠近下降空心体26的左端时切换至第二状态。
下降线路布置20因此为从上部贮液器14到下部贮液器16的液体提供两个可选的流动路径。第一流动路径由包括上部排水导管56、左入口导管42c、左下降室32c、左出口导管48c和下部排水导管62的导管布置构成。第二流动路径由包括上部排水导管56、右入口导管42d、右下降室32d、右出口导管48d和下部排水导管62的导管布置构成。但是，当入口三通阀58和出口三通阀60如上所述工作时，即当入口三通阀58采用第一状态、出口三通阀60同时采用第二状态(反之亦然)时，这两个流动路径总是在一个点处暂时关闭。图1中的所有导管可以例如由刚性管、柔性软管或其任意组合构成，即用于提升和降低液体的任何合适类型的流动线路。
现在将描述图1中的提升装置10的操作。通过将入口三通阀58定位在第二状态并且通过将出口三通阀60定位在第一状态，来自上部贮液器14的液体被引导通过上部排水导管56、经过右部入口导管42d并且进入右下降室32d，同时借助于采用第二状态的出口三通阀60防止右出口导管48d内的液体进入下部排水导管62。
上部排水导管56和右入口导管42d内的液体的重量由此在活塞部件34的右侧上施加静态力。该力使致动部件36沿着箭头64指示的方向(图1中的基本上水平的方向)在下降空心体26内向左移动。在活塞部件34向左移动期间，右下降室32d将膨胀并且来自上部贮液器14的更多液体将被引导至右下降室32d中。同时，左下降室32c内的液体将被强制从左下降室32c排出，通过左出口导管48c，经过下部排水导管62并进入下贮液器16(来自左下降室32c的液体由于单向阀50c并且由于入口三通阀58采用第二状态而不会穿过左入口导管42c)。
同时，即当致动部件36沿方向64向左移动时，活塞部件30在提升空心体24内被强制向左。结果，由于压缩而在左提升室32a内产生压力，其中压力基本上对应于右下降室32d内的压力。因此，压力转换器12构造成通过致动部件36的基本线性运动将下降线路布置20中的液体压力转换成提升线路布置18中的液体压力。此外，致动部件36构成在下降线路布置20和提升线路布置18之间的机械力传递器。
左提升室32a内增加的液体压力通过打开单向阀50a强制液体通过左出口导管48a流出，经过上部供应导管52并进入上部贮液器14。上部供应导管52中的液流被赋予足够的附加力以借助泵部件38克服提升装置10中的摩擦损失。单向阀50b防止从左提升室32a泵出的液体进入右提升室32b。单向阀46a还防止左提升室32a中的液体进入下部供应导管40。
随着致动部件36沿方向64向左移动，右提升室32b膨胀并通过打开单向阀46b经由下部供应导管40和右入口导管42b从下部贮液器16吸取液体。
当活塞部件30、34已经到达左端位置(其可能在或可能不在相应的空心体24、26的最末端处)时，入口三通阀58切换至第一状态并且出口三通阀60切换至第二状态。由于上部排水导管56和左入口导管42c中的液体的重量现在在活塞部件34的左侧施加静态力，因此致动部件36开始向右反向运动，如箭头66所示。
在致动部件36在方向66上向右运动期间，通过打开单向阀46a，液体从下部贮液器16被吸入通过下部供应导管40、左入口导管42a，并进入左侧提升室32a，其中室32a通过致动部件36的运动而膨胀。同时，右提升室32b被压缩，并且通过打开单向阀50b，内部液体通过右侧出口导管48b强制排出、通过上部供应导管52并进入上部贮液器14。当致动部件36沿该相反方向66移动时，泵部件38连续地操作并且还向上部供应导管52中的液体提供额外的力。
同时，即当致动部件36沿方向66向右移动时，由于来自上部贮液器14的液体的重量作用在左下降室32c内，活塞部件34向右移动，从而右下降室32d排水。因此，右下降室32d的压缩将内部液体推动通过右出口导管48d，通过下部排水导管62并且进入下部贮液器16。然而，右下降室32d、右出口导管48d和下部排水导管62内的液体的重力也将有助于将致动部件36向右、即在方向66上拉动。
当活塞部件30、34已经到达右端位置(其可能在或可能不在相应的空心体24、26的最末端处)时，入口三通阀58再次切换至第二状态，并且重新将出口三通阀60切换至第一状态，并且重复致动部件36在方向64上向左移动的上述过程。
提升装置10因此允许液体在由下部贮液器16、提升线路布置18、上部贮液器14和下降线路布置20形成的连续回路中循环。液体由此返回至其原先泵出的下部贮液器16。由于入口三通阀58和出口三通阀60的切换，因此压力转换器12构造成连续地将下降线路布置20中的液体压力转换成提升线路布置18中的液体压力。压力转换器12和致动部件36具有简单且可靠的结构构造。
图2a示意性地表示了替代的压力转换器12。将描述对应于图1的主要差异。
在图2a中，提升体24、26彼此分离，并且互连活塞部件30、34的致动部件36(仍然以活塞杆的形式)是细长的。呈至少一个齿轮(图2a中的两个齿轮)形式的驱动机构68通过接合致动部件36上的相应齿(未示出)而以往复线性运动驱动致动部件36。驱动机构68由此构成与压力转换器12整合的泵部件38。驱动机构68因此可以替换或补充先前描述的泵部件38。
尽管驱动机构68设置在空心体24、26之间，但驱动机构68可以替代地设置在空心体24、26之一的外侧。例如可以通过使致动部件36延伸穿过活塞部件30、34中的一个并且穿过空心体24、26中的一个的端壁来实现。如果实施这种变型，则空心体24、26仍然可以一体形成，如图1所示。
图2b示意性地表示了另一替代性的压力转换器12。将描述对应于图1和图2a的主要差异。
在图2b中，每个活塞部件30、34由柔性活塞部件构成，这里是隔膜的形式。活塞部件30、34的周边固定地附接至相应空心体24、26的内表面。由于这些活塞部件30、34的柔性，致动部件36仍然可以往复运动，以如上所述改变室32a、32b、32c、32d的容积。
虽然已经参照示例性实施例描述了本公开，但应当理解的是，本发明不限于以上描述的内容。例如，可以理解的是，部件的尺寸可以根据需要而改变。因此，意为本发明可以仅由所附权利要求的范围来限制。
Claims (17)
1.用于竖直提升液体的提升装置(10)，该提升装置(10)包括：
－提升线路布置(18)，其用于将液体从敞开的下部贮液器(16)引导至上部贮液器(14)；
－下降线路布置(20)，其用于将液体从上部贮液器(14)引导到下部贮液器(16)；
－具有致动部件(36)的压力转换器(12)，所述压力转换器(12)构造成通过致动部件(36)的基本线性运动将所述下降线路布置(20)中的液体压力转换成所述提升线路布置(18)中的液体压力；以及
－泵部件(38)，其用于将所述提升线路布置(18)中的液体朝向所述上部贮液器(14)泵送和/或用于将所述下降线路布置(20)中的液体朝向所述压力转换器(12)泵送。
2.根据权利要求1所述的提升装置(10)，其中，所述压力转换器(12)构造成连续地将所述下降线路布置(20)中的液体压力转换成所述提升线路布置(18)中的液体压力。
3.根据权利要求1或2所述的提升装置(10)，其中，所述压力转换器(12)包括：
－两个空心体(24、26)；以及
－两个活塞部件(30、34)，每个活塞部件可在相应的空心体(24、26)内移动，以便将每个空心体(24、26)密封地分成两个容积可变的室(32a、32b、32c、32d)；其中，所述致动部件(36)构造成将一个活塞部件(30、34)的运动转换成所述另一个活塞部件(30、34)的运动。
4.根据权利要求3所述的提升装置(10)，其中，所述两个空心体(24、26)由具有分隔壁(28)的管状部件(22)构成。
5.根据权利要求3或4所述的提升装置(10)，还包括所述下降线路布置(20)中的入口三通阀(58)，所述入口三通阀构造成交替地将来自所述上部贮液器(14)的液体供应至一个空心体(26)的室(32c、32d)。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的提升装置(10)，还包括位于所述压力转换器(12)下方的所述下降线路布置(20)中的出口三通阀(60)，所述出口三通阀构造成交替地从一个空心体(26)的室(32c，32d)将液体排出至下部贮液器(16)。
7.根据权利要求5和6所述的提升装置(10)，其中，所述出口三通阀(60)构造成从当前未通过入口三通阀(58)供应液体的室(32c、32d)排出液体。
8.根据权利要求3至7中任一项所述的提升装置(10)，其中，所述提升线路布置(18)还包括与一个空心体(24)的每个室(32a、32b)相关联的入口(42a、42b)和出口(48a、48b)，和与每个入口(42a、42b)和出口(48a、48b)相关联的单向阀(50a、50b、46a、46b)。
9.根据权利要求3至8中任一项所述的提升装置(10)，其中，所述致动部件(36)由互连所述两个活塞部件(30、34)的活塞杆构成。
10.根据权利要求3至9中任一项所述的提升装置(10)，其中，所述泵部件(38)与所述压力转换器(12)整合并且构造成通过驱动所述致动部件(36)泵送液体。
11.根据权利要求9和10所述的提升装置(10)，其中，所述泵部件(38)包括构造成往复驱动所述活塞杆的驱动机构(68)。
12.根据权利要求1至9中任一项所述的提升装置(10)，其中，所述泵部件(38)布置在所述压力转换器(12)和所述上部贮液器(14)之间的所述提升线路布置(18)中。
13.根据权利要求1至9或12中任一项所述的提升装置(10)，其中，所述泵部件(38)为容积泵，例如凸轮泵。
14.一种包括根据前述权利要求中任一项所述的提升装置(10)、上部贮液器(14)和/或下部贮液器(16)的系统。
15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述上部贮液器(14)对周围空气封闭。
16.根据权利要求15所述的系统，其中，所述上部贮液器(14)构造成在所述液体中存储压能。
17.一种包括根据权利要求1至13中任一项所述的提升装置(10)、热交换器和/或下部贮液器(16)的系统。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109026669A (zh) * | 2018-10-08 | 2018-12-18 | 扬州四启环保设备有限公司 | 一种卧式双缸双进料泵体 |
| CN113513486A (zh) * | 2021-03-19 | 2021-10-19 | 四川宏华石油设备有限公司 | 用于提升海中矿浆的泵单元及组合结构及采矿提升系统 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3124553A1 (fr) * | 2021-05-07 | 2022-12-30 | Pierre Bignon | Système de relevage |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5564912A (en) * | 1995-09-25 | 1996-10-15 | Peck; William E. | Water driven pump |
| JP2001506916A (ja) * | 1996-11-21 | 2001-05-29 | ピアサン，コリン | 流体駆動ポンプおよび該ポンプを利用した装置 |
| US20040055316A1 (en) * | 2001-10-29 | 2004-03-25 | Claus Emmer | Cryogenic fluid delivery system |
| US20140299196A1 (en) * | 2011-12-12 | 2014-10-09 | Ksb Aktiengesellschaft | Water Lifting System and Method Having Such a System |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3234746A (en) * | 1964-04-28 | 1966-02-15 | Olin Mathieson | Process and apparatus for the transfer of liquid carbon dioxide |
| GB1238020A (zh) * | 1967-12-18 | 1971-07-07 | ||
| JPS619602U (ja) * | 1984-06-22 | 1986-01-21 | カヤバ工業株式会社 | 多段型ブ−スタ |
| GB2346178B (en) * | 1999-01-26 | 2003-03-19 | Brian William Young | Integral pump and control valve |
| JP2001123961A (ja) * | 1999-10-25 | 2001-05-08 | Ishikawajima Inspection & Instrumentation Co | 加圧供給方法及び装置 |
| US6293077B1 (en) * | 2000-05-02 | 2001-09-25 | Mtd Products Inc | Deck attachment and lift system |
| DE502004002450D1 (de) * | 2003-03-12 | 2007-02-08 | Ksb Ag | Armatur für anlagen mit drucktauschern |
| WO2004111452A1 (de) * | 2003-06-13 | 2004-12-23 | Dietmar Kaiser Ag | Hochdruckpumpe |
| EP2235362A4 (en) * | 2007-12-19 | 2013-07-10 | James Kwok | HYDRODYNAMIC ENERGY GENERATION SYSTEM |
| AU2010202837B2 (en) * | 2010-07-05 | 2013-09-05 | Lyng Composite As | An apparatus for treatment of water |
-
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5564912A (en) * | 1995-09-25 | 1996-10-15 | Peck; William E. | Water driven pump |
| JP2001506916A (ja) * | 1996-11-21 | 2001-05-29 | ピアサン，コリン | 流体駆動ポンプおよび該ポンプを利用した装置 |
| US20040055316A1 (en) * | 2001-10-29 | 2004-03-25 | Claus Emmer | Cryogenic fluid delivery system |
| US20140299196A1 (en) * | 2011-12-12 | 2014-10-09 | Ksb Aktiengesellschaft | Water Lifting System and Method Having Such a System |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109026669A (zh) * | 2018-10-08 | 2018-12-18 | 扬州四启环保设备有限公司 | 一种卧式双缸双进料泵体 |
| CN109026669B (zh) * | 2018-10-08 | 2023-07-14 | 扬州四启环保设备有限公司 | 一种卧式双缸双进料泵体 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20180731 |