CN110382871A - 用于运行双重构造方式的循环泵的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于运行双重构造方式的循环泵的方法，其中，该循环泵包括至少两个分开的单泵，这些单泵的压力套管汇合至共同的输出压力套管，并且设置有至少一个布置在压力套管中的切换阀瓣，用于在单泵运行与多泵运行之间切换，其中，对所述循环泵的调节，获取了用于在多泵运行中至少两个单泵的泵驱动件的个体的调整参量，以便稳定阀瓣位置。

Description

用于运行双重构造方式的循环泵的方法

技术领域

本发明涉及一种用于运行双重构造方式的循环泵的方法。

背景技术

双泵或者双重构造方式的循环泵由安置在共同的壳体中的至少两个彼此分开的独立单泵、尤其是离心泵构成。这些独立单泵的压力套管汇合至双泵的共同的输出压力套管。这种构造方式一方面提供了冗余运行，其中，如果运转的泵因缺陷而失效，则冗余的泵套管（独立单泵运行）。另一方面，两个泵可以按双泵运行同步地运行，这在一定的前提下允许节能的运行以及增大两个独立单泵的输送功率。

为了在单泵运行中避免反向穿流未运行的泵，在压力套管的位置安装了所谓的切换阀瓣，两个泵的单个套管在此处汇合。在单泵运行中，由于压力原因，该切换阀瓣使得静止的泵的输出套管磨损。在双泵运行中，切换阀瓣应理想地居中，从而两个泵的输送介质能够尽可能不受妨碍地流动到共同的压力套管中。

切换阀瓣的功能在图1中示意性地示出，其中，左边的图1a示出单泵运行，在该单泵运行中，静止的泵2的压力套管借助阀瓣3而关断，并且图1b示出了具有切换阀瓣3的尽量精确的中间位置的双泵运行。

对双泵的传统的调节通过设备控制机构来进行，对于加热循环泵，通过加热设备的设备控制机构来进行。该设备控制机构根据双泵的待实现的目标压力（目标输送高度）来调节两个泵。为了实现该目标输送高度，两个泵得到共同的调整参量，其形式为它们的驱动设备的目标转速。相关的方框图由图2可见。

在此，传统的调节假定，两个独立单泵在目标转速相同的情况下提供同样的输出压力，该输出压力于是对应于系统的总输送高度。实际上，两个独立单泵由于结构空间所致的不同的流动引导而在目标转速相同的情况下提供略微不同的输出压力。由于两个泵的转向相同，理想地只能例如引导一个泵的流动。第二泵于是具有较长的流动引导，特别是带有较大的曲线部分。制造公差也会进一步强化这种不同。输送高度的这种偏差（Abweichung）导致切换阀瓣被加载不同的力矢量，由此阀瓣偏移离开其中间位置。有时候，阀瓣位置类似于相反的摇摆那样不稳定。阀瓣从中间位置离开的最小的偏移导致阀瓣翻转（Umschlagen）至一侧，这种偏移例如可能由漩涡引起。

在这种情况下，若没有合适的应对措施，两个泵之一就始终都会液压地堵塞，并且无法再实现利用两个泵并行地输送。由现有技术已知机械的解决方案。一种方案规定利用扰流器（Spoiler）对阀瓣予以改型，该扰流器要通过在其上产生的背压使得阀瓣位置稳定。一种替代的解决方案基于被设计成蝶式阀瓣（Schmetterlingsklappe）的切换阀瓣，其包括在两个翼片（Flügeln）之间的弹簧元件。

但这些解决方案要求切换阀瓣的构造上的措施，由此不仅必须忍受更高昂的生产成本，而且会在阀瓣的磨损方面产生缺点。

因此，力图获知一种能克服上述问题的解决方案。

发明内容

该目的通过一种根据权利要求1的特征的方法得以实现。该方法的有利的设计是从属权利要求的主题。

根据本发明，提出一种用于运行双重构造方式的循环泵的方法。该方法的基础是一种带有至少两个分开的独立单泵的循环泵，这些独立单泵的压力套管汇合至共同的输出压力套管。尽管本发明明确地提及了双重构造方式，理论上在泵内部也可以有多于两个的独立单泵配合作用。为简明起见，下面称之为双重构造方式或两个独立单泵。但根据本发明的设计也无限制地适用于具有多个两个的独立单泵的结构。

所用的各独立单泵可以分别设计成离心泵，并且布置在循环泵的共同的壳体内部。每个独立单泵都包括自身的、可变转速的驱动设备，其形式优选为电动马达。

此外，设置了有至少一个布置在压力套管中的可偏转的切换阀瓣，该切换阀瓣能实现在单泵运行与多泵运行之间切换。在单泵运行中，阀瓣偏转离开其中间位置，从而独立单泵的压力输出套管关断。在双泵运行中，阀瓣理想地位于中间位置，在该中间位置，独立单泵的压力套管打开，且两个独立单泵的压力套管的开口直径要么完全不受阀瓣影响，要么至少以相同的方式受其影响。

不同于现有技术中的实践，本发明提出，借助对循环泵的调节，产生用于循环泵的至少两个独立单泵的泵驱动件的各自个体的调整参量，并且相应地操控这些调整参量。在此，这些各自个体的调整参量这样确定，从而切换阀瓣在双泵运行中被稳定、优选稳定在其中间位置。特别地，在这些独立单泵的转速相同的情况下在所导致的输送高度之间的有问题的偏差，借助对独立驱动单个驱动件的各自个体的调节而被调控调节至零，由此可以有效地稳定阀瓣位置。

根据一种有利的实施方式，第一种解决途径在于，各独立单泵按所谓的主-从-模式予以操控。在这种情况下，把作为从泵运行的独立单泵调控调节至作为主泵运行的独立单泵的实际-输送流量。例如，为此可以采用输送流量调节器，主-独立单泵的实际-输送流量作为目标值且作为从泵运行的独立单泵的当前的输送流量作为实际值被输送给该输送流量调节器。基于提到的输入参量，输送流量调节器输出作为从泵运行的泵的目标转速的校正值作为调节值。因此，作为从泵运行的泵能够以相对于主-独立单泵不同的目标转速运行。通过该措施能有针对性地补偿在各独立单泵的几何构造上的由结构引起的差异，并且保证切换阀瓣的足够稳定的位置。

根据一种优选的实施方式，一种替代于主-从-设计的解决方案在于，把双泵视为多参量系统，其带有至少两个输入端和输出端。这些输入参量在该例子中是各独立单泵的相应的转速，而其调节参量是各独立单泵的各自个体的输送高度和/或输送流量。在此也对两个独立单泵的输送高度/输送流量进行单独的调节，并由此个体地产生合适的调整参量。

由于各独立单泵之间的液压的耦联，一个独立单泵的调节的转速同样作用于另一独立单泵。在数学上，可以借助于所谓的传递环节和耦联环节来描述循环泵的调节路径，其中，传递环节表征调整参量对所属独立单泵的影响，并且耦联环节表征调整参量对另一独立单泵的影响。液压的耦联因而可以导致至少两个独立单泵之间的相互作用，这有时可以引起干扰信号的振荡。可能的结果是，能耗提高、发出更大的噪声、磨损增大或者管路系统内部可能也有压力冲击。

为了避免这种相互作用，根据一种优选的设计，提出在各独立单泵之间的解耦调节。所谓的P-典型结构在此适宜作为合适的变型方案。通过引入与前述耦联模块相反地动作的解耦模块，可以补偿各独立单泵的相互影响。在理想情况下，于是可以利用独立的输入参量调节器来稳定各个调节参量。循环泵的每个独立单泵可以借助于独立的输入参量调节器予以操控，该输入参量调节器得到目标输送高度作为调整参量，且得到相应的独立单泵的实际输送高度作为调整参量。基于此输出合适的转速。

除了根据本发明的方法外，本发明还涉及一种调节单元、特别是用于加热件的设备控制机构，以便按照本发明的方法或者该方法的一种有利的设计来调控调节双重构造方式的至少一个循环泵。相应地，对于调节单元，产生了先前已经借助根据本发明的方法详述过的同样的优点和特性。出于这个原因，略去重复的介绍。

本发明的主题还有双重构造方式的循环泵、特别是加热循环泵。该循环泵适合于通过外部接口接收各自个体的调整参量，用于操控其至少两个电的泵驱动件。

最后，本发明涉及液压设备、特别是加热设备，其具有至少一个根据本发明的调节单元。

附图说明

下面借助附图中所示的实施例例会详述本发明的其它优点和特性。

图1为用于示出在单泵运行和双泵运行中阀瓣位置的草图；

图2为在双泵运行中传统的加热设备的方框图；

图3为本发明的第一实施例的方框图；并且

图4为本发明的替代的实施例的方框图。

具体实施方式

如已在说明书的引言部分详述，传统的双双泵的各独立驱动单个驱动件至今以相同的目标转速予以操控，其通过合适的调节器根据目标输送高度来确定（见图2）。

根据本发明的解决方案与这种实践不同，且替代地设置了对各独立单泵的个体调节，由此对于这些独立单泵也能根据循环泵的目标输送高度产生不同的调整参量、即目标转速。由此可以补偿在双泵的各独立单泵之间的由结构引起的在流动引导上的差异以及可能的制造误差，从而在理想情况下能使得二者以相同的输送高度运行。由此可以使得切换阀瓣在其中间位置稳定。

为了具体地实现对各独立单泵的调节提供两种不同的做法，即一方面，按照主-从-原理予以调节，并且另一方面，按照多参量系统予以调节。

首先介绍第一种变型。图3示出相应的方框图。设备控制机构10调节整个系统的目标输送高度。在所示范例中，泵1用作主泵，而泵2作为从泵运行。通过设备控制机构10产生的目标转速作为调整参量被输送给泵1（主泵），并且同时被输送给泵2用于其预控。泵2附加地被调控调节至泵1的实际-输送流量（Förderstrom）。这借助于输送流量调节器20来进行，其目标值是泵1的所产生的输送流量Q1，并且其实际值是泵2的所导致的输送流量Q2。作为目标值，输送流量调节器20输出用于泵2的转速校正值，该泵的转速随后予以调整，且必要时可以不同于泵1的转速。

通过对泵1的调节来确保达到系统的目标输送高度。通过对泵2的调节来确保在泵1、2的输出套管处存在相同的输送流量，由此把切换阀瓣保持在中间位置。

替代于根据图3的主-从-调节，双泵可以视为多参量系统30，其分别带有两个输入端和输出端。输入参量是两个转速n1和n2。调节参量是输送高度H1和H2。图4中示出了方框图。

由于液压的耦联，两个转速n1、n2分别不仅影响利用相应的转速操控的泵，而且同样影响双重构造的相邻的独立单泵。传递环节G11和G22描述了相应的转速n1、n2对自身的泵的影响。耦联环节G12和G21分别描述了转速n1对另一泵的输送高度H2的影响，或者描述了转速n2对输送高度H1的影响。系统的数学描述是非线性的。

为了使得系统解耦，引入了解耦模块R11、R21、R12、R22。这些解耦模块与调节路径30的耦联模块G12和G21相反地（invers）动作。通过这种方式，横向耦联环节抬升，并且多参量系统30可以描述为带有两个独立的输入端的系统，这些输入端可以分别独立地利用输入端调节器40a、40b予以稳定。

与相对于图3的主-从-方案相比，该解决方案的优点在于，可以使得两个独立单泵1、2解耦。通过两个泵1、2的耦联，出现会导致干扰信号振荡的相互作用。可能的结果会是，能耗提高、发出更大的噪声、磨损增大或者有时感应到管路系统中的压力冲击。这种振荡通过图4的多参量方案得以避免。

Claims (10)

1.一种用于运行双重构造方式的循环泵的方法，其中，所述循环泵包括至少两个分开的单泵，所述单泵的压力套管汇合至共同的输出压力套管，并且设置有至少一个布置在压力套管中的切换阀瓣，用于在单泵运行与多泵运行之间切换，

其特征在于，

对所述循环泵的调节，产生了用于至少两个单泵的泵驱动件的个体的调整参量，以便在多泵运行中稳定阀瓣位置。

2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，通过在双重运行中的个体调节，把单泵调节至相同的输送流量和/或输送高度，以便使得切换阀瓣稳定在其中间位置。

3.按权利要求1或2中任一项所述的方法，其特征在于，所述调节采用主-从-原理，并且相应地把作为从泵运行的单泵调节至作为主泵运行的单泵的实际-输送流量。

4.按权利要求3所述的方法，其特征在于，采用一种输送流量调节器，把作为主泵运行的单泵的实际-输送流量作为目标值且把作为从泵运行的单泵的实际-输送流量作为实际值输送给所述输送流量调节器，其中，所述输送流量调节器输出作为从泵运行的泵的转速的校正值作为调节值。

5.按前述权利要求1或2中任一项所述的方法，其特征在于，所述调节将具有至少两个单泵的循环泵作为多参量系统予以调节，利用相应的泵转速作为调整参量并利用其输送高度或输送流量作为调节参量。

6.按权利要求5所述的方法，其特征在于，优选基于P-典型结构，在相应的调整参量和/或调节参量之间进行解耦调节。

7.按权利要求5或6所述的方法，其特征在于，借助个体的和彼此独立的输入参量调节器来稳定多参量系统的各个调节参量。

8.一种调节单元、特别是用于加热的设备控制机构，用来按照根据前述权利要求中任一项的方法来调节双重构造方式的至少一个循环泵。

9.一种双重构造方式的循环泵、特别是加热循环泵，其中，所述循环泵适合于通过外部接口接收个体的调整参量，用于操控其至少两个电的泵驱动件。

10.一种液压设备、特别是加热设备，具有至少一个根据权利要求8所述的调节单元和/或根据权利要求9所述的循环泵。