CN109844385A - 旋转阀装置及包括其的液体提升装置 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种旋转阀装置(10、44)，其用于顺序地将第一管线(34、64)连接到多个第二管线(36、66)，旋转阀装置(10、44)包括：‑静止结构(12、46)，其包括用于连接到第一管线(34、64)的第一端口(18、48)和用于连接到相应的第二管线(36、66)的至少两个第二端口(30、50)；以及‑分配转子(14、52)，其可旋转地布置在静止结构(12、46)内，分配转子(14、52)包括至少一个转子开口(20、54)。本公开还公开一种包括两个旋转阀装置(10、44)的旋转阀组件，其中所述分配转子(14、52)布置成同步旋转。本公开还公开了一种提升装置(74)，其用于竖向地提升液体并且包括例如此种旋转阀装置或此种旋转阀组件。

Description

旋转阀装置及包括其的液体提升装置
技术领域
本公开大体涉及一种旋转阀装置。特别地，本公开提供了用于顺序地将第一管线连接到多个第二管线的旋转阀装置、包括两个此种旋转阀装置的旋转阀组件、包括旋转阀装置的提升装置、包括旋转阀组件的提升装置和控制提升装置的方法。
背景技术
在广泛的应用中，期望将液体从下部储存器升高到竖向地位于下部储存器上方的较高的或上部储存器。此种应用的一个示例是用于培养鱼类的高架储存器，其中未使用的海水从下部储存器供应到高架储存器，以及使用过的海水(例如，具有更少的氧气)从高架储存器排放回到下部储存器。其它应用包括用于发电、加工工业、石油钻井和船舶等的冷却装置。
US 2002106291 A1公开了一种用于世界偏远地区的供水的泵送单元。泵送单元用于将水从贮槽泵送到泵送单元上方的储罐。泵送单元包括泵、控制阀和倾斜桶机构。
Energy Harvest AS提交的PCT/EP2015/073298公开了一种用于竖向地提升液体的提升装置。提升装置包括：提升管线设备，其用于将液体从下部储存器引导至上部储存器；降低管线设备，其用于将液体从上部储存器引导至下部储存器；压力转换器，其构造成将降低管线设备中的液体压力转换成提升管线设备中的液体压力。
发明内容
传统的三通阀可能难以精确地控制以输送特定的流量，例如到压力转换器的充注流量(PCT/EP2015/073298中)。例如，一些阀在阀位置和流量之间缺乏比例性。由于阀突然冲撞到其阀座中，以及由于阀的突然释放，也存在压力脉冲的问题。其原因包括静摩擦、施加的力、抽吸效应等。用于将流体引导到包括往复活塞的缸体的腔室中的许多传统三通阀需要控制系统，其中基于包括缸体的系统(例如读取活塞位置的仪器)的测量状态来计算到阀的控制信号。
在用于将液体从下部储存器竖向地提升到上部储存器的提升装置中，难以通过传统三通阀在包括往复活塞的压力转换器缸体的两个腔室之间精确地分配充注流量，特别是在冲程之间的转换期间。传统的三通阀通常也经受相对高的磨损。
本公开的一个目的是提供对由流体驱动的一个或多个可移位构件(例如往复活塞)的精确控制，特别是在用于将液体从下部储存器竖向地提升到上部储存器的提升装置或用于将液体从上部储存器竖向地降低到下部储存器的降低装置中的压力转换器的可移位构件的精确控制。
本公开的另一个目的是提供对由一个或多个可移位构件输送和/或从其接收的流体容积的精确控制，特别是在用于将液体从下部储存器竖向地提升到上部储存器的提升装置中的压力转换器的可移位构件。
本公开的又一个目的是提供一种阀装置，其可以控制多个缸体的一个或多个流体驱动的可移位构件以进行连续的方向变化，即两个冲程之间的连续或平滑变化。
本公开的另一个目的是提供一种阀装置，其具有简单且可靠的设计。
本公开的又一个目的是提供一种用于将液体从下部储存器竖向地提升到上部储存器的提升装置，其具有简单且可靠的设计。
本公开的另一个目的是提供一种解决上述目的中的至少一个目的的方法。
根据一个方面，提供了一种用于顺序地将第一管线连接到多个第二管线的旋转阀装置，所述旋转阀装置包括：
-静止结构，其包括用于连接到第一管线的第一端口和用于连接到相应的第二管线的至少两个第二端口；以及
-分配转子，其可旋转地布置在静止结构内，分配转子包括至少一个转子开口；
其中，旋转阀装置构造成使得随着分配转子旋转，转子开口顺序地在第一端口和第二端口之间建立流体连通。
旋转阀实现此设计，其中精确的流量和/或精确的流体容积被输送(即充注)到包括可移位构件的流体驱动的缸体和/或从所述缸体被接收(即返回)。根据本公开的旋转阀装置是三通阀的替代方案。旋转阀装置可以用于控制提升装置，例如由Energy Harvest AS开发并在国际申请PCT/EP2015/073298中描述的提升装置。然而，旋转阀装置的其它应用也是可能的。
旋转阀装置可以构造成顺序地将入口管线连接到多个出口管线。换句话说，第一管线可以由入口管线构成，而第二管线可以由出口管线构成。替代地，旋转阀装置可以构造成顺序地将多个入口管线连接到出口管线。换句话说，第一管线可以由出口管线构成，而第二管线可以由入口管线构成。
第一腔室可以与第一端口直接流体连通。在第一端口联接到入口管线的情况下，第一腔室可以布置在第一端口的下游以及分配转子的上游，即，第一腔室可以由入口腔室构成。在第一端口联接到出口管线的情况下，第一腔室可以布置在第一端口的上游以及分配转子的下游，即，第一腔室可以由出口腔室构成。旋转阀装置可以包括多于一个的第一端口，以及与每个第一端口相关联的第一腔室。例如，旋转阀装置可以包括两个第一端口和两个第一腔室。
旋转阀装置还可以包括第二腔室，其具有多个隔室(例如四个)，每个隔室与相应的第二管线相关联。隔室可以由一个或多个隔室壁限定(也形成静止结构的一部分)。
在第二端口联接到出口管线的情况下，第二腔室可以布置在第二端口的上游和分配转子的下游，即第二腔室可以由出口腔室构成，以及隔室可以构成出口隔室。在第二端口联接到入口管线的情况下，第二腔室可以布置在第二端口的下游和分配转子的上游，即第二腔室可以由入口腔室构成，以及隔室可以构成入口隔室。包括隔室的第一腔室和第二腔室可以构成静止结构或静止结构的一部分。
分配转子可以由盘构成，即分配转子可以具有基本上平坦的外观。分配转子的转子开口可以采用各种不同的设计。根据一个变型，分配转子仅包括一个转子开口。根据另一个变型，分配转子包括多于一个的转子开口。因此，分配转子包括转子开口的定义表示分配转子包括至少一个转子开口。一个或多个转子开口可以设计成使得任何容积或流量分布随时间(即随着分配转子旋转)而被输送穿过其中。
根据一个示例，转子开口具有增大的径向延伸部。转子开口的具有较低的径向延伸部的部分可以在分配转子的旋转方向上布置“在前面”，以及转子开口的具有较高的径向延伸部的部分可以在分配转子的旋转方向上布置“在后面”。例如，转子开口可以具有大致液滴形状的外观，其中液滴的尖端在旋转中“首先出现”。在采用具有定子开口的定子构件的情况下，随着分配转子旋转，在转子开口的具有较高的径向延伸部的部分与定子开口重叠之前，转子开口的具有较低的径向延伸部的部分可以与定子开口重叠。
由于其功能，旋转阀装置可以替代地称为旋转分配阀、旋转分流阀或旋转顺序阀。静止结构可以由壳体构成或包括壳体。
分配转子可以具有或不具有沿旋转轴线的均匀的横截面设计。具有此种均匀横截面设计的分配转子的一个示例是如下分配转子，其具有圆柱形外观和直孔形式的转子开口，即与分配转子的旋转轴线平行并与其偏离。
旋转阀装置可以构造成随着分配转子旋转，在关闭第一端口与第二端口中的一个第二端口之间建立的流体连通之前在第一端口和第二端口中的另一个第二端口之间建立流体连通。以这种方式，如果旋转阀装置用于将充注流体交替地输送到缸体腔室以驱动往复活塞，则可以在活塞到达其端部位置之前将小的流量引导到活塞的前侧(如在移动方向上所示出的)，以便在冲程的结束位置处阻尼活塞。这同样适用于除活塞之外的可移位构件，例如隔膜或膜。
在分配转子的任何角位置，转子开口可以在第一端口和第二端口中的一个或多个第二端口之间提供流体连通。替代地或附加地，旋转阀装置可以构造成使得在分配转子的一个或多个角位置处防止第一端口和所有第二端口之间的流体连通。这可以例如通过增加隔室壁的厚度，通过沿旋转方向(即，在分配转子的旋转平面中)减小转子开口的长度，和/或通过沿旋转方向减小定子开口的长度来实现。
分配转子可以布置成连续旋转。以这种方式，可以避免传统阀的启动/停止特性。根据一个变型，分配转子布置成以基本连续的速度连续旋转(例如，与平均速度的偏差小于5％)。在该变型中，除了控制电动机的接通和断开之外，旋转阀装置可以在没有任何控制系统的情况下完全操作。
根据一个变型，旋转阀装置构造成控制分配转子，从而以与位置相关的速度旋转。为了此目的，可以提供例如用于感测分配转子的角位置的位置传感器和用于基于来自位置传感器的信号控制分配转子的旋转速度的驱动控制单元。
转子开口可以包括沿分配转子的旋转方向在两个径向的窄部分之间的径向的宽部分。径向的宽部分具有比径向的窄部分更长的径向延伸部。以这种方式，可以实现第一端口和第二端口之间的流体连通的平滑打开和平滑关闭。该设计还实现了可移位构件(例如活塞构件)的平滑操作。
转子开口可以包括具有基于正弦函数的形状的径向外部轮廓。另外，转子开口可以包括具有弧形形状的径向内部轮廓。在此种情况下，外部轮廓正弦形状可以与弧形形状相关。
根据本公开的旋转阀装置还可以包括在分配转子的下游固定地布置在静止结构内的定子构件，其中定子构件包括与每个第二端口相关联的定子开口。除了分配转子之外，定子构件可以用于完全地或部分地限制第一端口和第二端口之间的流体连通。换句话说，定子构件可以与分配转子一起确定流向第二端口(或流向与每个第二端口相关联的隔室)的流动的时间和特性。定子构件可以由盘构成，即定子构件可以具有基本上平坦的外观。
旋转阀装置可以构造成使得随着分配转子旋转总是建立第一端口和第二端口中的一个或多个第二端口之间的流体连通。也就是说，在分配转子的每个角位置处，在第一端口和第二端口中的一个或多个第二端口之间建立流体连通。
根据另一方面，提供了一种旋转阀组件，其包括两个根据本公开的旋转阀装置，其中旋转阀装置的分配转子布置成同步旋转。旋转阀组件可以用于控制提升装置。然而，旋转阀组件的其它应用也是可能的。
根据实现，同步旋转可能要求或不要求分配转子同相。两个分配转子可以在相位上偏移，即一个分配转子可以在另一个之前。相位偏移可以例如取决于旋转阀装置之间的中间容积的特性。两个分配转子中的转子开口的设计和/或尺寸可以彼此不同。
旋转阀组件还可以包括轴，其中旋转阀装置的分配转子经由轴连接以同步旋转。轴可以由电动机驱动。轴可以固定地连接到两个分配转子(即，共同旋转)。
替代地，旋转阀装置的分配转子可以独立地驱动，例如通过两个电动机。分配转子可以通过标准的先进电动机控制以对分配转子的精确位置控制被同步。
旋转阀组件还可以包括中空轴电动机，其构造成旋转地驱动轴。中空轴电动机可以例如布置在两个旋转阀装置之间。
旋转阀装置可以流体串联连接，其中第一旋转阀装置的第二端口是出口端口，以及第二旋转阀装置的第二端口是入口端口。
第一旋转阀装置的第二端口中的至少两个第二端口可以与第二旋转阀装置的第二端口中的相应第二端口流体连通。根据一个变型，第一旋转阀装置的每个第二端口与第二旋转阀装置的相应第二端口流体连通。根据一个变型，第一旋转阀装置的第二端口中的至少一个第二端口不与第二旋转阀装置的第二端口流体连通。可以例如将此种第二端口引导到涡轮机，以用于驱动一个或两个分配转子的旋转。
旋转阀装置可以构造成同时地在第一旋转阀装置的第二端口中的第一第二端口和第二旋转阀装置的第二端口中的第一第二端口之间填充第一中间容积，以及在第一旋转阀装置的第二端口中的第二第二端口和第二旋转阀装置的第二端口中的第二第二端口之间排出第二中间容积，反之亦然。
两个旋转阀装置可以堆叠。在每个分配转子由轴驱动的情况下，轴可以从堆叠轴向向外突出，并且由电动机驱动，例如由中空轴电动机驱动。在这方面，堆叠意味着旋转阀装置紧凑地布置，例如布置在例如共同的壳体内。
根据另一方面，提供了一种用于竖向地提升液体的提升装置，提升装置包括：提升管线设备，其用于将液体从下部储存器引导至上部储存器；降低管线设备，其用于将液体从上部储存器引导至下部储存器；压力转换器，其构造成用于将降低管线设备中的液体压力转换成提升管线设备中的液体压力，压力转换器包括中空主体和可移位构件，所述可移位构件能够在中空主体内移动以便将中空主体基本上密封地分成可变容积的两个腔室；以及根据本公开的旋转阀装置；其中第一端口在压力转换器的上游与降低管线设备流体连通，并且第二端口中的两个第二端口与压力转换器的相应腔室流体连通。在整个本公开中，可移位构件可以由活塞构件构成。然而，可移位构件可以替代地由隔膜或膜构成。
提升装置可以布置成使得在分配转子的一次旋转期间，可移位构件在中空主体内形成两个冲程，在每个方向上一个冲程。因此，旋转阀装置在这种情况下可以仅包括两个第二端口。
提升装置可以允许液体(例如水)在由下部储存器、提升管线设备、上部储存器和降低管线设备形成的连续环路中循环。因此，液体返回到下部储存器，其中液体从该下部储存器最初进行泵送。因此，在本公开内，下部储存器可以由单个储存器构成。
然而，可能的是下部储存器由两个储存器构成，例如，第一下部储存器和第二下部储存器。第二下部储存器可以位于第一下部储存器下方。在这种情况下，提升管线设备可以构造成将液体从第一下部储存器引导到上部储存器，以及降低管线设备可以构造成将液体从上部储存器引导到第二下部储存器。第一下部储存器和第二下部储存器都可以通向周围大气。
在压力转换器上方的降低管线设备内的液体压头的重量在可移位构件上施加静力。由于该重力，迫使可移位构件移动以在提升管线设备中的液体上施加相应的向上指向的压力，例如通过另一个可移位构件施加。由于降低管线设备中的液体的势能被“收集”并用于将提升管线设备中的液体向上朝向上部储存器泵送，所以即使在与打开的下部储存器一起使用时，提升装置也类似于U形管。因此，提升装置还用作能量回收设备或能量采集设备。
根据本公开的压力转换器可以包括两个中空主体和布置在每个中空主体内的可移位构件(例如，往复活塞构件)。可移位构件可以例如通过活塞杆刚性地联接以用于共同的往复运动。与旋转阀装置流体连通的中空主体可以是降低中空主体(例如，其中降低管线设备中的流体通过该中空主体被引导)，而另一个中空主体可以是提升中空主体(例如，其中提升管线设备中的流体通过该中空主体被泵送)。
在其中可移位构件改变方向的每个端部位置处，由提升中空主体中的可移位构件输送的流量将为零。当联接的可移位构件从端部位置开始加速时，流量将增加，直到达到稳定的流量。在主冲程期间(例如，在由活塞构件移动的或者由膜或隔膜的中心部分移动的距离的主要部分期间)，流动是稳定的。当可移位构件随着其接近相对的端部位置开始减速时，流量将减小直至零。因此，这种类型的提升装置将具有可变流量。如果提升装置仅包括一个此种压力转换器，则可移位构件的速度在加速和减速以改变冲程方向时将不可避免地变化。
代替根据本公开的提升装置，可以使用用于竖向地降低液体的降低装置。降低装置可以构造成将液体从其中液体具有相对较低压力的上部容积或储存器竖向地降低到其中液体具有相对较高压力的下部容积或储存器。上部容积和下部容积可以例如由不同深度的容积构成。
在此种降低装置中，每个压力转换器可以构造成将提升管线设备中的液体压力转换成降低管线设备中的液体压力。因此，代替在降低管线设备内使用液体压头的重力，如在提升装置中，降低装置可以使用提升管线设备中的较高压力。换句话说，提升装置抵抗重力提升液体，同时降低装置抵抗反作用力降低液体，例如两个液体容积之间的高度差。
根据本公开的提升装置和降低装置可以统称为用于竖向地泵送液体的装置。除非另有说明，否则降低装置可以具有相对于提升装置的相反构造和操作。
根据另一方面，提供了一种用于竖向地提升液体的提升装置，提升装置包括：提升管线设备，其用于将液体从下部储存器引导至上部储存器；降低管线设备，其用于将液体从上部储存器引导至下部储存器；多个压力转换器，其每个均构造成用于将降低管线设备中的液体压力转换成提升管线设备中的液体压力，其中每个压力转换器均包括中空主体和可移位构件，所述可移位构件能够在中空主体内移动以便将中空主体基本上密封地分成可变容积的两个腔室；以及根据本公开的旋转阀装置；其中第一端口在压力转换器的上游与降低管线设备流体连通，并且第二端口中的两个第二端口与每个压力转换器的相应腔室流体连通。多个压力转换器可以流体并联。
第二端口中的两个第二端口与每个压力转换器的相应腔室流体连通的定义表示第一对第二端口中的第一第二端口与第一压力转换器的第一腔室流体连通，第一对第二端口中的第二第二端口与第一压力转换器的第二腔室流体连通，第二对第二端口中的第一第二端口与第二压力转换器的第一腔室流体连通，以及第二对第二端口中的第二第二端口与第二压力转换器的第二腔室流体连通等。
在设置多个压力转换器的情况下，可以使由多个压力转换器泵送到上部储存器的提升管线设备中的液体的流量稳定，即可以消除流动和压力的波动。在该提升装置中，可以在没有控制系统的情况下驱动旋转阀装置。
根据一个变型，提升装置包括两个压力转换器。根据另一个变型，提升装置包括两个以上的压力转换器，例如四个、八个、十二个或二十四个压力转换器。如果提升装置包括两个以上的压力转换器，则可以使一个或多个压力转换器停止运行同时保持稳定的流动。一个或多个压力转换器可以暂时或永久地用作备用。
包括多个压力转换器的提升装置仍可能产生一些压力脉动和流量变化。然而，提供的压力转换器越多，脉动和流量变化就变得越小。另外，一个或多个阻尼器可以安装在提升装置中。这些可以是任何已知的类型。
在整个本公开中，包括仅一个压力转换器的提升装置可以被称为单能量收集构造，以及包括两个压力转换器的提升装置可以被称为双能量收集构造。
根据另一方面，提供了一种用于竖向地提升液体的提升装置，提升装置包括：提升管线设备，其用于将液体从下部储存器引导至上部储存器；降低管线设备，其用于将液体从上部储存器引导至下部储存器；压力转换器，其构造成用于将降低管线设备中的液体压力转换成提升管线设备中的液体压力，压力转换器包括中空主体和可移位构件，所述可移位构件能够在中空主体内移动以便将中空主体基本上密封地分成可变容积的两个腔室；以及根据本公开的旋转阀组件；其中第一旋转阀装置的第一端口在压力转换器的上游与降低管线设备流体连通，第一旋转阀装置的第二端口中的两个第二端口与压力转换器的相应腔室流体连通，第二旋转阀装置的第二端口中的两个第二端口与压力转换器的相应腔室流体连通，以及第二旋转阀装置的第一端口在压力转换器的下游与降低管线设备流体连通。
根据另一方面，提供了一种用于竖向地提升液体的提升装置，提升装置包括：提升管线设备，其用于将液体从下部储存器引导至上部储存器；降低管线设备，其用于将液体从上部储存器引导至下部储存器；多个压力转换器，其每个均构造成用于将降低管线设备中的液体压力转换成提升管线设备中的液体压力，每个压力转换器均包括中空主体和可移位构件，所述可移位构件能够在中空主体内移动以便将中空主体基本上密封地分成可变容积的两个腔室；以及根据本公开的旋转阀组件；其中第一旋转阀装置的第一端口在压力转换器的上游与降低管线设备流体连通，第一旋转阀装置的第二端口中的两个第二端口与每个压力转换器的相应腔室流体连通，第二旋转阀装置的第二端口中的两个第二端口与每个压力转换器的相应腔室流体连通，以及第二旋转阀装置的第一端口在压力转换器的下游与降低管线设备流体连通。
根据另一个方面，提供了一种控制根据本公开的提升装置的方法，该方法包括在第一序列中，通过旋转分配转子顺序地建立第一端口和与每个压力转换器的第一腔室相关联的每个第二端口之间的流体连通；以及在第一序列之后的第二序列中，通过旋转分配转子顺序地建立第一端口和与每个压力转换器的第二腔室相关联的每个第二端口之间的流体连通。
根据另一个方面，提供了一种控制根据本公开的提升装置的方法，该方法包括在第一打开序列中，通过旋转分配转子顺序地建立第一旋转阀装置的第一端口和第一旋转阀装置的与每个压力转换器的第一腔室相关联的每个第二端口之间的流体连通；以及在第一打开序列之后的第二打开序列中，通过旋转分配转子顺序地建立第一旋转阀装置的第一端口和第一旋转阀装置的与每个压力转换器的第二腔室相关联的每个第二端口之间的流体连通。
该方法还可以包括在第一关闭序列中，通过旋转分配转子顺序地关闭第二旋转阀装置的与每个压力转换器的第一腔室相关联的第二端口之间的流体连通；以及在第一关闭序列之后的第二关闭序列中，通过旋转分配转子顺序地关闭第二旋转阀装置的与每个压力转换器的第二腔室相关联的第二端口之间的流体连通。
第一打开序列和第一关闭序列可以同时进行，以及第二打开序列和第二关闭序列可以同时进行，使得第一旋转阀装置的第一端口和第一旋转阀装置的与一个压力转换器的第一腔室相关联的第二端口之间的流体连通基本上在关闭第二旋转阀装置的与压力转换器的第一腔室相关联的第二端口和第二旋转阀装置的第一端口之间的流体连通的同时建立。
附图说明
通过以下结合附图的实施例，本公开的其它细节、优点和方面将变得显而易见，其中：
图1：示意性地表示旋转阀装置的一些部件的正视图；
图2：示意性地表示旋转阀装置的剖视侧视图；
图3：表示图2的旋转阀装置的流动模式的示例；
图4：示意性地表示转子开口和定子开口的形状；
图5：示意性地表示转子开口相对于定子开口的不同角位置；
图6：示意性地表示包括两个旋转阀装置的旋转阀组件；
图7：示意性地表示包括两个旋转阀装置的另一个旋转阀组件的一些部件的分解透视图；
图8：示意性地表示处于组装状态的图7的旋转阀组件的一些部件的透视图；
图9：示意性地表示图5和图6的旋转阀组件的一些部件的透视图和局部剖视图；
图10：示意性地表示包括两个旋转阀装置和一个压力转换器的提升装置；
图11：表示图10的旋转阀装置的流动模式的示例；
图12：示意性地表示包括两个旋转阀装置和两个压力转换器的提升装置；以及
图13：表示图12的旋转阀装置的流动模式的示例。
具体实施方式
在下文中，将描述用于顺序地将第一管线连接到多个第二管线的旋转阀装置、包括两个此种旋转阀装置的旋转阀组件、包括旋转阀装置的提升装置、包括旋转阀组件的提升装置和控制提升装置的方法。相同的附图标记将用于表示相同或相似的结构特征。
图1示意性地表示旋转阀装置10的一些部件的正视图。该示例的旋转阀装置10包括静止结构12、分配转子14和定子构件16。静止结构12的第一部分(图1中的最左边)形成第一腔室并且包括第一端口18以用于连接到第一管线或导管，从而用于流体连通到第一腔室或从第一腔室流出。
分配转子14在此实现为基本上平坦的圆盘。转子开口20设置在分配转子14中并完全穿过其延伸。在该实现方式中，转子开口20具有细长的弯曲轮廓，其沿旋转方向22延伸大约70°。
定子构件16包括多个定子开口，通常附图标记为24。在图1中，定子构件16包括四个定子开口24a、24b、24c、24d。在该实现方式中，定子构件16是基本平坦的盘，以及定子开口24是圆形通孔。定子构件16可以固定地附接到静止结构12，或者可以与静止结构12一体地形成。
静止结构12的第二部分(图1中的最右边)形成第二腔室，所述第二腔室通过隔室壁28被分成四个隔室26a、26b、26c、26d。静止结构12包括多个第二端口，通常附图标记为30。在该示例中，静止结构12包括四个第二端口30a、30b、30c、30d。定子构件16的每个定子开口24a、24b、24c、24d与相应的隔室26a、26b、26c、26d和相应的第二端口30a、30b、30c、30d相关联。
旋转阀装置10可以包括除图1中所示的附加部件。还应注意，可以省略定子构件16。
图2示意性地表示旋转阀装置10的剖视侧视图。在图2中，可以看到静止结构12的第一部分(图2中的最左边)如何形成第一腔室32以及静止结构12的第二部分(图2中的最右边)如何形成第二腔室，所述第二腔室包括由隔室壁28限定的隔室26a、26b、26c、26d(在图2中仅两个可见)。
分配转子14可旋转地布置在静止结构12内。在该示例中，静止结构12实现为壳体。
图2还示出了第一端口18可以联接到第一管线34，以及每个第二端口30a、30b、30c、30d(图2中仅两个可见)可以联接到相应的第二管线36a、36b、36c、36d(图2中仅两个可见)。第二管线36a、36b、36c、36d通常表示为36。如箭头所示，在本实现方式中，第一管线34是入口管线，而第二管线36a、36b、36c、36d是出口管线。然而，相反的构造是可能的，这将在下面进行描述。
旋转阀装置10还包括轴38。轴38固定地联接到分配转子14，并且这两个部件围绕旋转轴线40一起旋转。随着分配转子14旋转，转子开口20变得与定子开口24a、24b、24c、24d中的一个定子开口对准，从而顺序地将第一腔室32连接到隔室26a、26b、26c、26d中的一个隔室。结果，旋转阀装置10顺序地建立第一端口18与第二端口30a、30b、30c、30d中的一个第二端口之间的流体连通。
图3示出了图2的旋转阀装置10的流动模式的示例。当分配转子14旋转360°时，产生四个冲程。由分配转子14的转子开口20的几何形状确定流量。该示例不是根据图1中的几何形状。
在第一冲程中，转子开口20与隔室26a对准，使得允许流体从第一端口18流到第二端口30a。在第二冲程中，转子开口20与隔室26b对准，使得允许流体从第一端口18流到第二端口30b，第一端口18和第二端口30a之间的打开被关闭，以及留在隔室26a内的流体可以被排出。作为排出的替代方案，流体可以保持在隔室26a内一段时间并且可以建立压力累积。
在第三冲程中，转子开口20与隔室26c对准，使得允许流体从第一端口18流到第二端口30c，第一端口18和第二端口30b之间的打开被关闭，以及留在隔室26b内的流体被排出。在第四冲程中，转子开口20与隔室26d对准，使得允许流体从第一端口18流到第二端口30d，第一端口18和第二端口30c之间的打开被关闭，以及留在隔室26c内的流体被排出。当重新执行第一冲程时，转子开口20与隔室26a对准，使得允许流体从第一端口18流到第二端口30a，第一端口18和第二端口30d之间的打开被关闭，以及留在隔室26d内的流体被排出。
可以通过重力来实现隔室26a、26b、26c、26d的排出。为了此目的，旋转阀装置10可以定向成使得旋转轴线40包括在竖向方向上的方向分量。旋转轴线40可以例如基本上竖向定向。替代地，第二端口30a、30b、30c、30d可以布置在相应隔室26a、26b、26c、26d的下部区域中以实现排出。
在上述流动模式示例中，转子开口20相对较短，从而将流体流动从第一端口18引导到第二端口30a、30b、30c、30d中的一个第二端口。然而，转子开口20可以延伸(和/或隔室壁28可以变得更薄和/或定子开口24a、24b、24c、24d可以变得更大)以覆盖多个隔室26a、26b、26c、26d，即使得在一个、一些或所有冲程之间的过渡期间，转子开口20将流体流动从第一端口18引导到两个相邻的第二端口30a、30b、30c、30d。同样在该变型中，转子开口20顺序地在第一端口18和第二端口30a、30b、30c、30d之间建立流体连通。分配转子14和定子构件16可以以各种形式设计，以在分配转子14在静止结构12内旋转时在第一端口18和第二端口30a、30b、30c、30d之间产生高级流量模式。
图4示意性地表示根据本公开的用于分配转子14(图4中未示出)的转子开口20的形状。参考图4，将描述转子开口20的形状。所例示的转子开口20的形状也可以用于定子开口24。在这种情况下，转子开口20的尺寸和定子开口24的尺寸也可以相同。
转子开口20包括在径向方向上相对较长的中心部分和在径向方向上相对较短的两个外部部分。因此，转子开口20包括沿着分配转子14的旋转方向在两个径向的窄部分之间的径向的宽部分。
转子开口20包括具有基于正弦函数的形状的径向外部轮廓和具有弧形形状的径向内部轮廓。以这种方式，随着分配转子14旋转，可以产生具有正弦形状的流动区域。
图5a至图5f示意性地表示在分配转子14旋转期间转子开口20相对于定子开口24的不同角位置。在图5a中，转子开口20和定子开口24之间没有重叠。因此，在第一端口18和与定子开口24相关联的第二端口30之间没有建立流体连通。
在图5b中，转子开口20已经旋转到其中转子开口20的径向的窄外部部分与定子开口24的径向的窄外部部分重叠的位置。结果，建立了第一端口18和与定子开口24相关联的第二端口30之间的流体连通。
在图5c中，重叠的面积增加直到达到完全重叠，如图5d所示，其中转子开口20和定子开口24对准。在图5e和图5f中，由于转子开口20的继续旋转，重叠区域减小，直到第一端口18和与定子开口24相关联的第二端口14之间的流体连通关闭。
通过转子开口20和定子开口24的这种设计，可以实现第一端口18和第二端口30之间的流体连通的平滑打开和平滑关闭。在第一端口18和与定子开口24相关联的第二端口30之间建立流体连通的时段期间，也产生平滑的流动。也可以在更长的时间内保持转子开口14和定子开口24之间的相对大的重叠区域。这种设计实现了可移位构件的平滑操作(如下所示)和更精确的流动控制。
分配转子14可以包括图4中所示的一个或多个(例如两个或三个)转子开口20，以及定子构件16可以包括相应量的定子开口24。
图6示意性地表示包括两个旋转阀装置10、44的旋转阀组件42。旋转阀装置10与图2中的类型相同，即第一端口18适于连接到入口管线形式的第一管线34，以及第二端口30a、30b、30c、30d适于连接到出口管线形式的第二管线36a、36b、36c、36d。旋转阀组件42可以用于控制包括多个压力转换器的提升装置，如下面将描述的。
与旋转阀装置10类似，旋转阀装置44也包括静止结构46、第一端口48、第二端口50a、50b、50c、50d(通常表示为50)、具有转子开口54的分配转子52、具有定子开口58a、58b、58c、58d(通常表示为58)的定子构件56、第一腔室60以及具有隔室62a、62b、62c、62d(通常表示为62)的第二腔室。
在图6的旋转阀组件42中，旋转阀装置44相对于旋转阀装置10相反地构造，即第一端口18适于连接到出口管线形式的第一管线64，以及第二端口50a、50b、50c、50d(仅示出两个)适于连接到入口管线形式的第二管线66a、66b、66c、66d(仅示出两个)。第二管线66a、66b、66c、66d通常表示为66。每条第二管线66的面积不应超过相关联的第二管线36的面积。优选地，每条第二管线66的面积与相关联的第二管线36的面积相同。
在每个旋转阀装置10、44中，定子构件16、56布置在分配转子14、52的下游。然而，在旋转阀装置10中，分配转子14布置在第一端口18和定子构件16之间，以及在旋转阀装置44中，定子构件56布置在分配转子52和第一端口48之间。
如图6所示，两个分配转子14、52固定地连接到轴38，并且三个部件围绕旋转轴线40一起旋转。旋转阀组件42还包括用于旋转地驱动轴38的中空轴电动机68。中空轴电动机68布置在两个旋转阀装置10、44之间。
轴38的旋转速度可以是恒定的。然而，可能存在此情况，其中围绕旋转轴线40的不同角位置处具有不同的速度设置是有利的。这可以用作微调压力转换器上的水动力特性的措施。
例如，如果在安装的压力转换器中发生压力脉动，或者由于压力转换器中的过度填充或未充满的腔室而在冲程中存在问题，则可以调节轴38的旋转速度(理论上至零速)以允许第一端口18、48与某个第二端口30a、30b、30c、30d、50a、50b、50c、50d之间的连接的更短或更长的流体连通的时间段。该控制可以仅应用于旋转阀装置10、44中的一个或全部两个旋转阀装置10、44。根据一个变型，控制包括针对围绕完整旋转的每个角位置的一个特定的旋转速度目标值。
该控制可以通过已知的电动机驱动控制系统实现，例如SCR(可控硅整流器)或VFD(变频驱动器)。作为一个示例，可以编程例如针对完整旋转的每个角度的速度设定，并且这些设定可以从数学计算中导出。
作为另一个示例，可以应用针对围绕完整旋转的速度设定的偏移曲线。该偏移曲线可以是来自系统(例如，根据本公开的提升装置)的操作的日志或从其导出。建立此种偏移曲线的一种方法是将流量计永久地或临时地安装在流体回路中，并将流量值与电动机68和/或轴38的位置一起记录。通过减去围绕完整旋转的理想流量，得到的曲线将是偏移曲线。其同样可以用例如压力测量而不是流量测量来实现，但这将需要更多的计算步骤来建立偏移曲线。
作为又一个示例，偏移信息可以直接馈送到旋转控制装置。这是前速方法的实时版本，其中测量值直接用作速度偏移设定(原始或计算后)。
图7示意性地表示包括两个旋转阀装置10、44的另一个旋转阀组件42的一些部件的分解透视图。在图7中，可以看出旋转阀装置10的第一腔室32包括四个第一腔室开口70a、70b、70c、70d(仅示出了两个)。每个第一腔室开口70a、70b、70c、70d基本上与定子构件16的相应定子开口24a、24b、24c、24d(仅示出两个)对准。旋转阀装置44的第一腔室60也包括与定子构件56的定子开口58a、58b、58c、58d相关联的四个第一腔室开口(未示出)。
图7还示出了旋转阀装置10、44的转子开口20、54，其具有大致液滴形状的外观，其中液滴的尖端在旋转方向22上“首先出现”。而且，可以看出，分配转子14、52和定子构件16、56中的每一个都是具有基本平坦外观的盘。在该示例中，每个盘的直径大约是其厚度的四倍(沿着旋转轴线40)。然而，厚度可以根据实现方式而变化。隔室壁28基本上彼此垂直。
图8示意性地表示处于组装状态的图7的旋转阀组件42的一些部件的透视图。在图8中，旋转阀装置10、44以紧凑的构造堆叠。轴38从堆叠的一个侧面突出，即从其中布置有旋转阀装置10的侧面突出。分配转子14、52固定地连接到轴38，以围绕旋转轴线40共同旋转。轴38可以由电动机(未示出)驱动，例如中空轴电动机68。两个旋转阀装置10、44可以布置在共同的壳体内。
图9示意性地表示图7和图8的旋转阀组件42的一些部件的透视图和局部剖视图。这些旋转阀装置10、44中的每一个与图2类似，其中旋转阀装置10的第一端口18连接到入口管线形式的第一管线34，第一旋转阀装置10的第二端口30a、30b、30c、30d(仅示出两个)连接到出口管线形式的相应的第二管线36a、36b、36c、36d，旋转阀装置44的第一端口48连接到入口管线形式的第一管线64，以及旋转阀装置44的第二端口50a、50b、50c、50d(仅示出两个)连接到出口管线形式的多个第二管线66a、66b、66c、66d(仅示出了两个)。
图9中的旋转阀装置10也类似于图2，其中旋转阀装置10包括第二腔室，所述第二腔室具有由隔室壁28分隔的多个隔室。然而，图9中的旋转阀装置44与图2中的旋转阀装置10的不同之处在于其不包括此种第二腔室。相反，第二端口50a、50b、50c、50d直接附接到定子构件56的相应的相关联的定子开口58a、58b、58c、58d。图9还示出了旋转阀装置44的第一腔室60的四个第一腔室开口72a、72b、72c、72d(仅表示出两个)。
图10示意性地表示提升装置74，其包括压力转换器76和基本上根据图6的旋转阀组件42，所述旋转阀组件具有两个旋转阀装置10、44。然而，旋转阀装置10、44通过仅包括两个第二端口30a、30b、50a、50b(未示出)而不同。在图10中，提升装置74与上部储存器78和下部储存器80一起操作。因此，图10还示出了包括提升装置74、上部储存器78和下部储存器80的系统。
上部储存器78定位在比下部储存器80更高的高度处，例如在下部储存器80上方20米处。在这种实现方式中，上部储存器78和下部储存器80都通向周围大气。在图10中，上部储存器78是罐，以及下部储存器80是湖。然而，上部储存器80可以是类似于罐的封闭容器，以及上部储存器80也可以是加压的。
提升装置74包括提升管线设备和降低管线设备，通常分别用附图标记82和84表示。如可以在图1中看到的，提升管线设备82构造成将液体从下部储存器80引导到压力转换器76以及将液体从压力转换器76引导到上部储存器78。降低管线设备84构造成将液体从上部储存器78引导到压力转换器76以及将液体从压力转换器76引导返回下部储存器80。
图1中的压力转换器76包括呈缸体形式的管状构件86。管状构件86通过分隔壁92分成两个中空主体88、90。两个中空主体88、90在图1中一体地形成。与提升管线设备82连接的中空主体88被称为提升中空主体88，以及与降低管线设备84连接的中空主体90被称为降低中空主体90。
这里实现为活塞构件的可移位构件94可滑动地布置在提升中空主体88内，从而将提升中空主体88分成可变容积的左提升腔室96a和右提升腔室96b。类似地，这里实现为活塞构件的可移位构件98可滑动地布置在降低中空主体90内，从而将降低中空主体90分成左降低腔室96c和右降低腔室96d。左降低腔室96c和右降低腔室96d构成根据本公开的中间容积的一个示例。
可移位构件94、98可以按需设置有密封环，以便在提升腔室96a、96b之间以及在降低腔室96c、96d之间保持流体密封或至少基本上流体密封。在图1中，可移位构件94、98由传统活塞构成，即由刚性活塞构成，其相对于相应中空主体88、90的内表面可滑动地布置。
活塞杆100将可移位构件94、98互连。可移位构件94、98附接到活塞杆100的相应端部。活塞杆100和可移位构件94、98布置成作为单元相对于中空主体88、90如箭头102和104所示前后往复运动。管状构件86构成用于可移位构件94、98和活塞杆100的壳体。
活塞杆100布置成穿过分隔壁92中的开口基本上线性地移动。在该开口中设置密封件，以避免中空主体88、90之间的流体连通。
提升装置74还包括泵构件106。泵构件106布置成帮助将提升管线设备82中的液体向上朝向上部储存器78泵送。泵构件106由传统的泵构成，优选地是容积泵，例如凸轮泵，并且可以被电驱动。
在图1中，泵构件106在提升管线设备82中定位在压力转换器76和上部储存器78之间。然而，泵构件106的替代位置是可能的。
现在将更详细地描述提升管线设备82和降低管线设备84的特定布局。提升管线设备82包括下部端部浸没在下部储存器80中的下部供应导管108。下部供应导管108在接合部112处分支成两个入口导管110a、110b形式的两个入口。左入口导管110a连接到左提升腔室96a(与之相关联)，以及右入口导管110b连接到右提升腔室96b。
单向阀114a设置在左入口导管110a上，以及单向阀114b设置在右入口导管110b上。单向阀114a、114b允许液体从下部储存器80流到压力转换器76的提升中空主体88，但是防止液体沿相反方向通过。
提升管线设备82还包括连接到左提升腔室96a的左出口导管116a形式的左出口以及连接到右提升腔室96b的右出口导管116b形式的右出口。单向阀118a设置在左出口导管116a上，以及单向阀118b设置在右出口导管116b上。左出口导管116a和右出口导管116b在接合部122处一起汇合到上部供应导管120。如可以在图1中看到的，泵构件106设置在上部供应导管120上。上部供应导管120连接到上部储存器78，以用于将提升的液体释放到其中。
因此，提升管线设备82为从下部储存器80到上部储存器78的液体提供了两种可选的流动路径。第一流动路径由如下导管设备构成，所述导管设备包括下部供应导管108、左入口导管110a、左提升腔室96a、左出口导管116a和上部供应导管120。第二流动路径由如下导管设备构成，所述导管设备包括下部供应导管108、右入口导管110b、右提升腔室96b、右出口导管116b和上部供应导管120。
降低管线设备84包括根据本公开的上部排水导管形式的第一管线34。第一管线34连接到上部储存器78，以用于从其接收液体。因此，旋转阀装置10的第一端口18(未示出)在压力转换器76的上游与降低管线设备84流体连通。
降低管线设备84还包括旋转阀装置10，以用于顺序地将第一管线34连接到两个第二管线36a、36b。第一管线34连接到旋转阀装置10的第一端口18(未示出)，以及第二管线36a、36b连接到旋转阀装置10的第二端口30a、30b(未示出)。
左第二管线36a连接到左降低腔室96c，以及右第二管线36b连接到右降低腔室96d。降低管线设备84还包括连接到左降低腔室96c的第二管线66a和连接到右降低腔室96d的第二管线66b。
如上所述，旋转阀装置10可以通过旋转分配转子14(未示出)顺序地将第一管线34连接到第二管线36a以及连接到第二管线36b。以这种方式，来自第一管线34的流体可以交替地分配到降低中空腔体90的左降低腔室96c和右降低腔室96d。
在图1中，单向阀124a、124b分别设置在左第二管线36a和右第二管线36b上，以及单向阀126a、126b分别设置在左第二管线66a和右第二管线66b上。然而，可以可选地省略单向阀124a、124b、126a、126b。
来自降低中空主体90的两条第二管线66a、66b连接到旋转阀装置44的两个第二端口50a、50b(未示出)。旋转阀装置44的第一端口48(未示出)连接到根据本公开的下部排水管道形式的第一管线64。
图1中的第一管线64包括浸没在下部储存器80中的下部端部，以用于释放降低的液体。然而，第一管线64的下部端部可以定位在下部储存器80的表面上方，并且不需要浸没在下部储存器80中。
通过驱动电动机68，轴38与相应的旋转阀装置10、44的分配转子14、52(未示出)一起旋转。分配转子14的旋转使得在第一管线34中引导的来自上部储存器78的液体交替地分配到左第二管线36a和右第二管线36b，并且因此也交替地分配到左降低腔室96c和到右降低腔室96d。
分配转子14、52同步，使得当旋转阀装置10在第一管线34和左第二管线36a之间建立流体连通以填充左降低腔室96c时，旋转阀装置44在右第二管线66b和第一管线64之间建立流体连通以排出右降低腔室96d，反之亦然。
当降低可移位构件98在降低中空主体90内往复运动时，提升可移位构件94也在提升中空主体88内往复运动，以将液体从下部储存器80泵送到上部储存器78。
图11示出了图10中的旋转阀装置10、44的流动模式的示例。通过第二管线36a、36b、66a、66b的流动对应于通过第二端口30a、30b、50a、50b的相应流动。在这种构造中，分配转子14、52每转仅有两个冲程。
在第一冲程中，连续地建立第一管线34和右第二管线36b之间的流体连通，以提供进入右降低腔室96d的流动。同时，连续地建立左第二管线66a和第一管线64之间的流体连通，以排出左降低腔室96c。第一管线34和右第二管线36b之间的打开与左第二管线66a和第一管线64之间的打开成比例。
当分配转子14、52已经旋转一定量时，这些流体连通完全打开，以提供向右降低腔室96d的最大流入和从左降低腔室96c的最大流出。当分配转子14、52已经进一步旋转时，通过建立的流体连通的流动开始减小，直到它们关闭。在第一冲程期间，降低可移位构件98向左移动(箭头104)。
在第二冲程中，连续地建立第一管线34和左第二管线36a之间的流体连通，以提供进入左降低腔室96c的流动。同时，连续地建立右第二管线66b和第一管线64之间的流体连通，以排出右降低腔室96d。当分配转子14、52已经旋转一定量时，这些流体连通完全打开，以提供向左降低腔室96c的最大流入和从右降低腔室96d的最大流出。当分配转子14、52已经进一步旋转时，通过建立的流体连通的流动开始减小，直到它们关闭。在第二冲程期间，降低可移位构件98向右移动(箭头102)。该过程实现了可移位构件98的两个侧上的平衡填充和排出。
如上所述，旋转阀装置10可以另外构造成随着分配转子14旋转，在关闭第一端口18和右第二管线36b之间建立的流体连通之前在第一管线34和左第二管线36a之间建立流体连通，反之亦然。
图12示意性地表示提升装置74，其包括两个压力转换器76和根据图6的旋转阀组件42，所述旋转阀组件具有两个旋转阀装置10、44。提升装置74可以替代地包括两个以上的压力转换器76。
图12的旋转阀装置10、44包括四个第二端口30a、30b、30c、30d、66a、66b、66c、66d(未示出)。提升装置74还包括两个提升管线设备82，其类似于图10中的提升管线设备82，不同之处在于来自两个接合部122的管线在泵构件106的下游汇合到一起。
降低管线设备84的在上部储存器78和压力转换器76之间的部分可以被称为提升装置74的充注侧，以及降低管线设备84的在压力转换器76和下部储存器80之间的部分可以被称为提升装置74的返回侧。
旋转阀装置10的第二端口30a(未示出)连接到第二管线36a，旋转阀装置10的第二端口30b(未示出)连接到第二管线36b，旋转阀装置10的第二端口30c(未示出)连接到第二管线36c，以及旋转阀装置10的第二端口30d(未示出)连接到第二管线36d。因此，旋转阀装置10的第二端口中的两个第二端口30a、30b(未示出)与左压力转换器76的相应腔室96c、96d流体连通，以及旋转阀装置10的第二端口中的两个第二端口30c、30d(未示出)与右压力转换器76的相应腔室96c、96d流体连通。
类似地，旋转阀装置44的第二端口50a(未示出)连接到第二管线66a，旋转阀装置44的第二端口50b(未示出)连接到第二管线66b，旋转阀装置44的第二端口50c(未示出)连接到第二管线66c，以及旋转阀装置10的第二端口50d(未示出)连接到第二管线66d。
图13示出了图12中的旋转阀装置10、44的流动模式的示例。详细地，图13示出了第二管线36a、66b在第一冲程开始时打开，第二管线36d、66c在第一冲程结束时关闭，第二管线36c、66d在第二冲程开始时打开，第二管线36a、66b在第二冲程结束时关闭，第二管线36b、66a在第三冲程开始时打开，第二管线36c、66d在第三冲程结束时关闭，第二管线36d、66c在第四冲程开始时打开，以及第二管线36b、66a在第四冲程结束时关闭。这是旋转阀装置10、44的一种类型的同步控制。
因此，上部旋转阀装置10(在充注侧)可以如下工作。在第一冲程中，在第一管线34和左压力转换器76的第二管线36a之间建立流体连通。在第二冲程中，在第一管线34和右压力转换器76的第二管线36c之间建立流体连通。在提升装置74中使用其它压力转换器76的情况下，可以在随后的冲程中建立到每个其它压力转换器76的腔室96c、96d中的一个腔室的流体连通。因此，这种流体连通的建立构成了第一打开序列，其中在第一端口18(未示出)和与每个压力转换器76的第一腔室96c、96d相关联的每个第二端口30(未示出)之间顺序地建立流体连通。
此外，在第三冲程中，在第一管线34和第二管线36a之间的流体连通关闭之后，在第一管线34和左压力转换器76的第二管线36b之间建立流体连通。在第四冲程中，在第一管线34和右压力转换器76的第二管线36d之间建立流体连通。在提升装置74中使用其它压力转换器76的情况下，可以在随后的冲程中建立到每个其它压力转换器76的“另一个”腔室96c、96d(即，在第一打开序列中未加压)的流体连通。因此，这种流体连通的建立构成了第二打开序列，其中在第一端口18(未示出)和与每个压力转换器76的第二腔室96c、96d相关联的每个第二端口30(未示出)之间顺序地建立流体连通。
图13还示出了下部旋转阀装置44可以如下工作。在第四冲程结束时(或在第一冲程开始时)，关闭第一管线64和来自左压力转换器76的第二管线66a之间的流体连通。在第一冲程结束时(或在第二冲程开始时)，关闭第一管线34和来自右压力转换器76的第二管线66c之间的流体连通。在提升装置74中使用其它压力转换器76的情况下，可以在随后的冲程中关闭来自每个其它压力转换器76的腔室96c、96d中的一个腔室的流体连通。因此，这种流体连通的关闭构成了第一关闭序列，其中在第一端口48(未示出)和与每个压力转换器76的第一腔室96c、96d相关联的每个第二端口50(未示出)之间的流体连通被关闭。
此外，在第二冲程结束时(或在第三冲程开始时)，关闭第一管线64和来自左压力转换器76的第二管线66b之间的流体连通。在第三冲程结束时(或在第四冲程开始时)，关闭第一管线64和来自右压力转换器76的第二管线66d之间的流体连通。在提升装置74中使用其它压力转换器76的情况下，可以在随后的冲程中关闭来自每个其它压力转换器76的“另一个”腔室96c、96d(即，在第一关闭序列中未关闭)的流体连通。因此，这种流体连通的关闭构成了第二关闭序列，其中在第一端口48(未示出)和与每个压力转换器76的第二腔室96c、96d相关联的每个第二端口50(未示出)之间的流体连通被关闭。
虽然已经参考示例性实施例描述了本公开，但是应当理解，本发明不限于上面已经描述的内容。例如，应当理解，部件的尺寸可以根据需要进行改变。因此，旨在本发明可以仅由在此所附权利要求的范围限制。

Claims (24)

1.一种旋转阀装置(10、44)，所述旋转阀装置用于顺序地将第一管线(34、64)连接到多个第二管线(36、66)，所述旋转阀装置(10、44)包括：
-静止结构(12、46)，所述静止结构包括用于连接到所述第一管线(34、64)的第一端口(18、48)和用于连接到相应的第二管线(36、66)的至少两个第二端口(30、50)；以及
-分配转子(14、52)，所述分配转子可旋转地布置在所述静止结构(12、46)内，所述分配转子(14、52)包括至少一个转子开口(20、54)；
其中，所述旋转阀装置(10、44)构造成使得随着所述分配转子(14、52)旋转，所述转子开口(20、54)顺序地在所述第一端口(18、48)和所述第二端口(30、50)之间建立流体连通。
2.根据权利要求1所述的旋转阀装置(10、44)，其中，所述旋转阀装置(10、44)构造成随着所述分配转子(14、52)旋转，在关闭所述第一端口(18、48)和所述第二端口(30、50)的一个第二端口之间建立的流体连通之前在所述第一端口(18、48)与所述第二端口(30、50)中的另一个第二端口之间建立流体连通。
3.根据权利要求1或2所述的旋转阀装置(10、44)，其中，所述分配转子(14、52)布置成连续地旋转。
4.根据前述权利要求中任一项所述的旋转阀装置(10、44)，其中，所述转子开口(20、54)包括沿着所述分配转子(14、52)的旋转方向(22)在两个径向的窄部分之间的径向的宽部分。
5.根据前述权利要求中任一项所述的旋转阀装置(10、44)，其中，所述转子开口(20、54)包括具有基于正弦函数的形状的径向外部轮廓。
6.根据权利要求5所述的旋转阀装置(10、44)，其中，所述转子开口(20、54)包括具有弧形形状的径向内部轮廓。
7.根据前述权利要求中任一项所述的旋转阀装置(10、44)，其还包括定子构件(16、56)，所述定子构件在所述分配转子(14、52)的下游固定地布置在所述静止结构(12、46)内，其中所述定子构件(16、56)包括与每个第二端口(30、50)相关联的定子开口(24、58)。
8.根据权利要求7所述的旋转阀装置(10、44)，其中，所述定子开口(24、58)具有与根据权利要求4至7中任一项所述的转子开口(20、54)相同的形状。
9.根据前述权利要求中任一项所述的旋转阀装置(10、44)，其中，所述旋转阀装置(10、44)构造成使得随着所述分配转子(14、52)旋转，总是建立所述第一端口(18、48)与所述第二端口(30、50)中的一个或多个第二端口之间的流体连通。
10.一种旋转阀组件(42)，所述旋转阀组件包括两个根据前述权利要求中任一项所述的旋转阀装置(10、44)，其中，所述旋转阀装置(10、44)的分配转子(14、15)布置成同步旋转。
11.根据权利要求10所述的旋转阀组件(42)，其还包括轴(38)，其中，所述旋转阀装置(10、44)的所述分配转子(14、15)经由所述轴(38)连接以同步旋转。
12.根据权利要求11所述的旋转阀组件(42)，其还包括中空轴电动机(68)，所述中空轴电动机构造成旋转地驱动所述轴(38)。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的旋转阀组件(42)，其中，所述旋转阀装置(10、44)流体串联连接，其中第一旋转阀装置(10)的所述第二端口(30)是出口端口，以及所述第二旋转阀装置(44)的所述第二端口(50)是入口端口。
14.根据权利要求13所述的旋转阀组件(42)，其中，所述第一旋转阀装置(10)的所述第二端口(30)中的至少两个第二端口与所述第二旋转阀装置(44)的所述第二端口(50)中的相应第二端口(50)流体连通。
15.根据权利要求14所述的旋转阀组件(42)，其中，所述旋转阀装置(10、44)构造成同时地在所述第一旋转阀装置(10)的所述第二端口(30)中的第一第二端口和所述第二旋转阀装置(44)的所述第二端口(50)中的第一第二端口之间填充所述第一中间容积(96c、96d)，以及在所述第一旋转阀装置(10)的所述第二端口(30)中的第二第二端口和所述第二旋转阀装置(44)的所述第二端口(50)中的第二第二端口之间排出第二中间容积(96c、96d)，反之亦然。
16.根据权利要求10至15中任一项所述的旋转阀组件(42)，其中，所述两个旋转阀装置(10、44)被堆叠。
17.一种提升装置(74)，所述提升装置用于竖向地提升液体，所述提升装置(74)包括：
-提升管线设备(82)，所述提升管线设备用于将液体从下部储存器(80)引导到上部储存器(78)；
-降低管线设备(84)，所述降低管线设备用于将所述液体从所述上部储存器(78)引导到所述下部储存器(80)；
-压力转换器(76)，所述压力转换器构造成将所述降低管线设备(84)中的液体压力转换成所述提升管线设备(82)中的液体压力，所述压力转换器(76)包括中空主体(90)和可移位构件(98)，所述可移位构件能够在所述中空主体(90)内移动，以便将所述中空主体(90)基本上密封地分成可变容积的两个腔室(96c、96d)；以及
-根据权利要求1至9中任一项所述的旋转阀装置(10、44)；
其中，所述第一端口(18)在所述压力转换器(76)的上游与所述降低管线设备(84)流体连通，以及所述第二端口(30)中的两个第二端口与所述压力转换器(76)的相应的腔室(96c、96d)流体连通。
18.一种提升装置(74)，所述提升装置用于竖向地提升液体，所述提升装置(74)包括：
-提升管线设备(82)，所述提升管线设备用于将液体从下部储存器(80)引导到上部储存器(78)；
-降低管线设备(84)，所述降低管线设备用于将所述液体从所述上部储存器(78)引导到所述下部储存器(80)；
-多个压力转换器(76)，所述多个压力转换器中的每个压力转换器均构造成将所述降低管线设备(84)中的液体压力转换成所述提升管线设备(82)中的液体压力，其中每个压力转换器(76)均包括中空主体(90)和可移位构件(98)，所述可移位构件能够在所述中空主体(90)内移动，以便将所述中空主体(90)基本上密封地分成可变容积的两个腔室(96c、96d)；以及
-根据权利要求1至9中任一项所述的旋转阀装置(10、44)；
其中，所述第一端口(18)在所述压力转换器(76)的上游与所述降低管线设备(84)流体连通，以及所述第二端口(30)中的两个第二端口与每个压力转换器(76)的相应的腔室(96c、96d)流体连通。
19.一种提升装置(74)，所述提升装置用于竖向地提升液体，所述提升装置(74)包括：
-提升管线设备(82)，所述提升管线设备用于将液体从下部储存器(80)引导到上部储存器(78)；
-降低管线设备(84)，所述降低管线设备用于将所述液体从所述上部储存器(78)引导到所述下部储存器(80)；
-压力转换器(76)，所述压力转换器构造成将所述降低管线设备(84)中的液体压力转换成所述提升管线设备(82)中的液体压力，所述压力转换器(76)包括中空主体(90)和可移位构件(98)，所述可移位构件能够在所述中空主体(90)内移动，以便将所述中空主体(90)基本上密封地分成可变容积的两个腔室(96c、96d)；以及
-根据权利要求10至16中任一项所述的旋转阀组件(42)；
其中，第一旋转阀装置(10)的第一端口(18)在所述压力转换器(76)的上游与所述降低管线设备(84)流体连通，所述第一旋转阀装置(10)的第二端口(30)中的两个第二端口与所述压力转换器(76)的相应腔室(96c、96d)流体连通，第二旋转阀装置(44)的第二端口(50)中的两个第二端口与所述压力转换器(76)的相应腔室(96c、96d)流体连通，以及所述第二旋转阀装置(44)的第一端口(48)在所述压力转换器(76)的下游与所述降低管线设备(84)流体连通。
20.一种提升装置(74)，所述提升装置用于竖向地提升液体，所述提升装置(74)包括：
-提升管线设备(82)，所述提升管线设备用于将液体从下部储存器(80)引导到上部储存器(78)；
-降低管线设备(84)，所述降低管线设备用于将所述液体从所述上部储存器(78)引导到所述下部储存器(80)；
-多个压力转换器(76)，所述多个压力转换器中的每个压力转换器均构造成将所述降低管线设备(84)中的液体压力转换成所述提升管线设备(82)中的液体压力，其中每个压力转换器(76)均包括中空主体(90)和可移位构件(98)，所述可移位构件能够在所述中空主体(90)内移动，以便将所述中空主体(90)基本上密封地分成可变容积的两个腔室(96c、96d)；以及
-根据权利要求10至16中任一项所述的旋转阀组件(42)；
其中，第一旋转阀装置(10)的第一端口(18)在所述压力转换器(76)的上游与所述降低管线设备(84)流体连通，所述第一旋转阀装置(10)的第二端口(30)中的两个第二端口与每个压力转换器(76)的相应腔室(96c、96d)流体连通，第二旋转阀装置(44)的第二端口(50)中的两个第二端口与每个压力转换器(76)的相应腔室(96c、96d)流体连通，以及第二旋转阀装置(44)的第一端口(48)在所述压力转换器(76)的下游与所述降低管线设备(84)流体连通。
21.一种控制根据权利要求18所述的提升装置(74)的方法，所述方法包括：
-在第一序列中，通过旋转分配转子(14)，顺序地在第一端口(18)和与每个压力转换器(76)的第一腔室(96c、96d)相关联的第二端口(30)中的每个第二端口之间建立流体连通；以及
-在所述第一序列之后的第二序列中，通过旋转所述分配转子(14)，顺序地在所述第一端口(18)和与每个压力转换器(76)的第二腔室(96c、96d)相关联的第二端口(30)中的每个第二端口之间建立流体连通。
22.一种控制根据权利要求20所述的提升装置(74)的方法，所述方法包括：
-在第一打开序列中，通过旋转分配转子(14)，顺序地在第一旋转阀装置(10)的第一端口(18)和第一旋转阀装置(10)的与每个压力转换器(76)的第一腔室(96c、96d)相关联的第二端口(30)中的每个第二端口之间建立流体连通；以及
-在所述第一打开序列之后的第二打开序列中，通过旋转所述分配转子(14)，顺序地在所述第一旋转阀装置(10)的第一端口(18)和第一旋转阀装置(10)的与每个压力转换器(76)的第二腔室(96c、96d)相关联的第二端口(30)中的每个第二端口之间建立流体连通。
23.根据权利要求22所述的方法，其还包括：
-在第一关闭序列中，通过旋转所述分配转子(14)，顺序地关闭所述第二旋转阀装置(44)的与每个压力转换器(76)的第一腔室(96c、96d)相关联的第二端口(50)之间的流体连通；以及
-在所述第一关闭序列之后的第二关闭序列中，通过旋转所述分配转子(14)，顺序地关闭所述第二旋转阀装置(44)的与每个压力转换器(76)的第二腔室(96c、96d)相关联的第二端口(50)之间的流体连通。
24.根据权利要求23所述的方法，其中，所述第一打开序列和所述第一关闭序列同时执行，并且其中所述第二打开序列和所述第二关闭序列同时执行，使得所述第一旋转阀装置(10)的所述第一端口(18)和所述第一旋转阀装置(10)的与一个压力转换器(76)的所述第一腔室(96c、96d)相关联的所述第二端口(30)之间的流体连通基本上在关闭所述第二旋转阀装置(44)的与所述压力转换器(76)的所述第一腔室(96c、96d)相关联的所述第二端口(50)和所述第二旋转阀装置(10)的所述第一端口(18)之间的流体连通的同时建立。
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