專利名稱：利用第二流體輸送第一流體的泵系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開了用于泵送流體的系統(tǒng)和設(shè)備。所述系統(tǒng)和設(shè)備特別應(yīng)用于泵送顆粒 泥漿。然而，應(yīng)當認識到，所述方法和設(shè)備可以應(yīng)用于如水力提升、集成冷卻和脫水系統(tǒng)、以 及反滲透脫鹽的領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中存在使用流體壓力泵送其它流體的大量可用技術(shù)。這些裝置本質(zhì)上為 壓力交換裝置，并且還可用于從流體中提取壓力。Seimag三腔室管，DWEER和ERI系統(tǒng)(在下文更詳細討論)是流體壓力交換系統(tǒng)， 其中，流體可以在一定程度上相互作用(即，混合)。存在大量的其它流體壓力交換裝置，其具有位于剛性管內(nèi)的隔膜(柔性軟管)以 限定環(huán)狀空間(位于軟管和管之間)和容積(位于軟管內(nèi))。環(huán)狀空間和容積可用于在兩 個流體之間交換或回收能量，同時保持流體分離以防止混合，以及提高能量傳遞效率。這些 泵中的能量傳遞典型地通過容積式作用進行。這種泵的實例在下列專利申請和專利中進行了描述PCT/AU2003/000953 (West 和 Morriss), GB2, 195，149A(SB Services), W082/01738(Riha), US6, 345, 962 (Sutter), JP1 1-1 17872 (Iwaki) , US4, 543, 044 (Simmons) , US4, 257, 75 1 (kofahl), US4,886，432(Kimberlin)，GB992, 326(Esso)，US5,897，530(Jackson)。在這些文獻中，PCT/AU2003/000953 (West和Morriss)中描述的泵在采礦業(yè)實現(xiàn) 了商業(yè)應(yīng)用。在它的典型應(yīng)用中，骯臟或腐蝕性流體在低壓下在柔性軟管內(nèi)泵送，例如液壓 油的另一流體在高壓下泵入環(huán)狀空間內(nèi)，導致骯臟或腐蝕性流體在高壓下流出軟管。使用 液壓油作為能量源允許能量在清潔、長壽環(huán)境下有效獲得。使用能量交換裝置的一些其他典型應(yīng)用如下。⑴水力提升水力提升是將泥漿礦物礦石(或類似物質(zhì))從礦場地下泵送至地面或礦藏中的較 高層面。礦藏可以為露天或地下。從礦藏中去除礦石的典型可選方法是通過翻斗提升機中 的提升、通過傳送機或通過自卸卡車。水力提升在原理上應(yīng)當提供比這些可選方案更低的 使用周期成本，但是在市場上仍然占有重要位置。水力提升的現(xiàn)有形式通常由下列組成1.使用活塞隔膜或其他高壓泵以將均質(zhì)泥漿礦石泵送到礦藏地面。在這種情況 下，泥漿泵送到地面，沒有物質(zhì)返回或再循環(huán)到原始泵送點，因此不可能有壓力回收；或2.利用三腔室管路系統(tǒng)(例如，Siemag型系統(tǒng))將泥漿礦石泵送至礦藏地面，但 是利用來自地面的循環(huán)水輔助泵送泥漿。三腔室系統(tǒng)依賴于利用泥漿和水順序填充和排空
三個腔室。在該系統(tǒng)中，在用水在高壓下排出泥漿之前，一個腔室首先被填充泥漿。在排出行 程期間，另一個腔室被填充泥漿，隨后通過高壓水排出，同時第三腔室被填充。然后，步驟繼續(xù)進行，按照正在進行的順序，第三腔室被排出，第一腔室被填充。盡管這個系統(tǒng)從循環(huán)水回收能量，但是在兩個介質(zhì)之間可以產(chǎn)生混合，也會導致 能量損耗和泥漿稀釋或污染。同樣，通常有必要給所述系統(tǒng)施加附加能量，從而由于水和泥 漿之間的密度差以及系統(tǒng)中的摩擦損失將礦藏中的泥漿提升。已經(jīng)提出了一些水力提升系統(tǒng)，其中，高密度泥漿介質(zhì)作為用于泵送要從礦藏 (以顆粒形式)中去除的礦石的載流，壓力在高密度介質(zhì)循環(huán)回流至礦藏時從所述高密度 介質(zhì)回收(例如，通過三腔室管路系統(tǒng))(參見Hydraulic Hoisting for Platinum Mines, 2004, RobertCooke et al)。應(yīng)當注意，在許多壓力回收回路中，必須給回路施加補償流動和/或壓力以保持 壓力和流動平衡。(ii)集成冷卻和脫水系統(tǒng)在這些集成系統(tǒng)中，水典型地在礦藏地面上冷卻，隨后在地下泵送。因此，它產(chǎn)生 了相當大的(勢能)能量。該能量在三腔室管路系統(tǒng)或佩爾頓水輪機系統(tǒng)中回收并且用于 輔助泵送來自礦藏的污水。(iii)反滲透在海水反滲透系統(tǒng)中，咸海水通常通過多級離心泵達到大約7，000kPa(1000psi)。 加壓水隨后注入反滲透膜腔室中，清水在膜的一側(cè)流出，高鹽度水從另一側(cè)流出。高鹽度水 仍然處于高壓，但是大約為流入海水流量的一半。存在多種壓力回收系統(tǒng)以便從高鹽度水中回收能量(例如，DWEER(管內(nèi)的實心浮 動活塞)和ERI (旋轉(zhuǎn)液體活塞系統(tǒng)))。這些允許在兩個介質(zhì)之間發(fā)生一定程度的混合或 者具有摩擦勢能(在實心活塞和壁之間)，其共同導致能量和效率損失。同樣，使用多級泵 作為主泵送機構(gòu)在這些壓力下不是最有效的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的第一方面，提供了利用第二流體輸送第一流體的泵系統(tǒng)，所述系統(tǒng)至 少包括第一泵，所述第一泵至少由以下部件組成限定第一內(nèi)部空間的第一剛性外殼，容納在所述第一內(nèi)部空間內(nèi)的第一柔性管結(jié)構(gòu)，其中，所述第一柔性管結(jié)構(gòu)的內(nèi)部布置為接收所述第一流體或第二流體之一，其中，所述第一內(nèi)部空間圍繞所述第一柔性管結(jié)構(gòu)的區(qū)域布置成接收所述第一流 體和第二流體中的另一個，其中，所述第一柔性管結(jié)構(gòu)能夠在橫向膨脹和收縮狀態(tài)之間移 動以改變所述第一柔性管結(jié)構(gòu)的內(nèi)部容積，從而對所述第一流體施加連續(xù)的排出和吸入行 程，其特征在于，所述泵系統(tǒng)包括第二泵，所述第二泵至少由以下部件組成限定第二內(nèi)部空間的第二剛性外殼，容納在所述第二內(nèi)部空間內(nèi)的第二柔性管結(jié)構(gòu)，其中，所述第二柔性管結(jié)構(gòu)的內(nèi) 部布置成接收通過所述第一泵的所述連續(xù)排出和吸入行程排出的所述第二流體或第三流 體之一，其中，所述第二內(nèi)部空間圍繞所述第二柔性管結(jié)構(gòu)的區(qū)域布置成接收通過所述第 一泵的被施加的所述連續(xù)排放和吸入行程排出的所述第二流體和第三流體中的另一個，和
其中，所述第二柔性管結(jié)構(gòu)能夠在橫向膨脹和收縮狀態(tài)之間移動以改變所述第二 柔性管結(jié)構(gòu)的內(nèi)部容積，從而對所述第三流體施加連續(xù)的排放和吸入行程。能量回收裝置和壓力泵送裝置集成在一起提供了一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠從第一流 體回收能量并且將能量傳遞給第二流體，隨后利用第二流體中的能量連同施加給第二流體 的附加外部能量和/或流動在比第一流體高的壓力和/或流量下泵送第三流體。第三流體 可以是與第一流體相同的流體類型。該類型集成系統(tǒng)用于例如下列的應(yīng)用水力提升，集成冷卻和脫水系統(tǒng)，和反滲透脫鹽。在每一種應(yīng)用中，需要在高壓和高流量下通過一步驟或者從一個位置向另一個位 置泵送流體。當泵送流體到達其目的地或者已經(jīng)被處理時，它仍可能包含相當大的能量或 者能夠返回其初始位置并且回收相當大(勢能)能量。如果能量能夠有效提取的話，這種 能量可用于幫助泵送更多的原始流體。這類系統(tǒng)可看作閉環(huán)或半閉環(huán)再循環(huán)系統(tǒng)?？蛇x地，可能存在包含相當大能量的附加流體源，所述能量可有助于對泵送流體 進行泵送。這類系統(tǒng)在很大程度上看作開環(huán)系統(tǒng)。與這種能量回收和泵送系統(tǒng)相關(guān)的特別之處是確保最大量的能量從流體源回收，泵送流體不與流體源混合或者最小程度地混合，和用于回收能量和對泵送流體進行泵送的系統(tǒng)的機械原理簡單。本發(fā)明通過能夠提高能量回收效率，以及處理能量回收回路和泵送流體回路中的 多種不同流體來克服已知現(xiàn)有技術(shù)中組合式壓力回收和泵送系統(tǒng)的一些限制。在一個實施例中，所述系統(tǒng)可以包括流體沖洗回路，該回路布置成與所述系統(tǒng)流 體連通以從該系統(tǒng)中清除顆粒和其它碎石。在一個實施例中，所述系統(tǒng)可以包括控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)布置成以預定方式控 制所述閥和泵的操作。在本發(fā)明的第二方面，提供了一種通過利用第一流體的運動輸送第二流體，并依 次利用所述第二流體的運動輸送第三流體的泵系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括第一泵，所述第一泵具有在使用中分離第一流體和第二流體的柔性內(nèi)部阻擋件， 其中，所述柔性阻擋件為可移動的以改變在任一時刻存在于所述泵內(nèi)的第一流體或第二流 體的容積，和第二泵，所述第二泵具有在使用中分離第二流體和第三流體的柔性內(nèi)部阻擋件， 其中，所述柔性阻擋件為可移動的以改變在任一時刻存在于所述泵內(nèi)的第二流體或第三流 體的容積，其特征在于，使第二流體運動的所述第一泵的連續(xù)排出和吸入行程構(gòu)成所述第二 泵的被施加的連續(xù)排出和吸入行程的一部分。在一個實施例中，所述柔性阻擋件可以是管結(jié)構(gòu)。在一個實施例中，所述系統(tǒng)的其它方面如第一方面所述。


現(xiàn)在將參考附圖以舉例方式對所述方法和設(shè)備的特定實施例進行描述，但是在落 入如發(fā)明內(nèi)容所限定的方法和設(shè)備范圍內(nèi)可以具有任何其它形式。圖1顯示了適合于利用再循環(huán)的均質(zhì)泥漿載流流體進行水力提升顆粒礦石的系 統(tǒng)的構(gòu)造；圖2顯示了適合于利用再循環(huán)的均質(zhì)泥漿載流流體進行水力提升顆粒礦石的系 統(tǒng)的另一種構(gòu)造。
具體實施例方式本發(fā)明包括可以利用一個、兩個或多個腔室進行工作的泵系統(tǒng)。本發(fā)明可以利用一個、兩個或多個腔室進行工作，所述腔室構(gòu)造為回收能量，通常 成對構(gòu)造。這些是容積式裝置，由位于剛性管(腔室)內(nèi)的軟管狀隔膜組成，以限定環(huán)狀空 間(位于軟管和管之間)和容積(位于軟管內(nèi))。軟管為柔性的，但是通常沒有彈性。它可 以保持張緊，固定在端部處的適當位置或者自由懸掛在腔室內(nèi)。在圖1所公開的第一實施例中，參考數(shù)字10表示由至少第一、剛性外殼IOa組成 的第一泵，所述外殼限定第一內(nèi)部空間或環(huán)狀空間11，其中填充第一流體(圖1中的泥漿 載流流體，由參考數(shù)字100表示)。在外殼IOa-環(huán)狀空間11中容納有第一柔性管或軟管 12，所述軟管12限定填充第二流體(用于回收和傳遞能量的油或其它適當流體，用參考數(shù) 字200表示)的第一容積12'。第一環(huán)狀空間11具有通過進口 /出口管路13與其相連 的第一流體進口閥14a和第一流體出口閥14b，以允許第一流體100流入和流出環(huán)狀空間 11 (圖1中的泥漿進口閥和出口閥14a-14b)。第一流體進口閥14a通過管路33與第一流 體100的高壓源30連通，所述第一流體由地面(或地平面)1上的載流儲罐30供給。第一 流體出口閥14b通過管路33與第一流體100的低壓罐51連通，所述低壓罐在圖1中用作 載流緩沖罐51。第一柔性管或軟管I2內(nèi)的容積12'還具有通過液壓泵28和管路系統(tǒng)或液壓回 路27(圖1中的進口閥和出口閥15a-15b)與其相連的第二流體進口閥15a和第二流體出 口閥15b，以允許第二流體200流入和流出供給罐26。在一些實施例中，根據(jù)結(jié)構(gòu)和操作環(huán)境可以具有一個以上的進口閥和/或一個以 上的出口閥。對于第一流體和第二流體100和200來說，根據(jù)應(yīng)用可以從相同或不同的端部 IOa' -IOa" ； 12a_12b流入和流出腔室。能量回收腔室的正常工作順序如下第二流體200通過其第二流體進口閥15a在低壓下流入并填充軟管12。第一柔性 管或軟管12充填到希望程度。當?shù)诙黧w200流入軟管12時，它從第一內(nèi)部空間或環(huán)狀 空間區(qū)域11中排出等 量容積的空氣或第一流體100。第一流體100通過第一流體出口閥 14b(或多個閥，圖1中為多個動力閥)從第一剛性外殼10a(和第一內(nèi)部空間或環(huán)狀空間 11)在低壓下排出到罐(圖1中為緩沖罐51)中。如果必要的話(未顯示)，空氣通過附加 的閥從環(huán)狀空間12流出。將第一內(nèi)部空間或環(huán)狀空間11連接到加壓第一流體100的源30_30a的第一流體進口閥14a(圖1中為動力閥)，隨后打開以允許第一流體100在壓力下進入環(huán)狀空間11。 當流入環(huán)狀空間11時，第一流體100在壓力下使等量容積的第二流體200從第一柔性管或 軟管12排回到液壓回路27。在圖1中，由于載流流體的豎直水頭在管路33中上升至礦藏 地面1的緣故，第一流體(載流流體)100處于壓力之下。在第一流體100流入環(huán)狀空間11之前，軟管12內(nèi)的第二流體200可以通過第二流體回路27中的泵送裝置29a加壓到等于或大體上等于第一流體工作壓力的壓力，使得當 將環(huán)狀空間11連接到加壓的第一流體100的進口閥14a打開時，閥14a在有或沒有限定壓 差的情況下打開。通過控制來自軟管12的第二流體200的流動實現(xiàn)流動控制。這顯著減 少了第一流體回路或管襯套33的進口閥14a上的磨損，并且在多腔室系統(tǒng)中實現(xiàn)了平滑的 壓力和流動曲線。當?shù)谝蝗嵝怨芑蜍浌?2中的第二流體200已經(jīng)排出到希望的程度，第二 流體200的流動以及第一流體100的流動停止。隨后重復所述過程，即，第一流體100(勢能已經(jīng)回收的流體)在流入第一柔性管 或第一軟管12的低壓第二流體200的作用下再次從環(huán)狀空間11排出到(緩沖)罐51。當 第一流體100從能量回收腔室10流出時，可在供主泵送腔室20中使用的第二流體回路27 中獲得加壓的第二流體。在多腔室系統(tǒng)中，交替填充和排出第一流體和第二流體100-200的過程順序進 行，使得當一個腔室10正填充第一流體時，另一個腔室20正將其減壓的第一流體100排出 到低壓罐51，使得存在連續(xù)或接近連續(xù)的第一流體100和第二流體200流入和流出腔室的 組合 10-11-12 ；20-21-22。本發(fā)明可以利用一個、兩個或多個構(gòu)造為液壓泵10 ；20的腔室進行工作，所述腔 室通常成對。與能量回收腔室或第一泵10-11-12相同、另一泵20-21-22由位于第二剛性 外殼或剛性管(腔室)20a內(nèi)的第二柔性管或軟管狀隔膜22組成，以限定第二內(nèi)部空間或 第二環(huán)狀空間21 (位于軟管22和管20a之間，由參考數(shù)字21表示)和第二容積22'(在 第二柔性管或軟管22內(nèi))。第二軟管22為柔性的，但是通常沒有彈性。它可以保持張緊， 固定在端部22a-22b處的適當位置或者自由懸掛在腔室或第二內(nèi)部空間21內(nèi)。第二環(huán)狀空間21填充第二流體200 (例如，用于回收和傳遞能量的油或其它適當 流體)，第二柔性管或軟管22填充第三流體300(在該實例中，載流流體和顆粒礦石的非均 質(zhì)混合物)。軟管22內(nèi)的容積22'具有與其相連的進口閥24a和出口閥24b以允許第三 流體300流入和流出(在圖1中為第三流體泥漿進口閥24a和第三流體出口閥24b)。第三 流體進口閥24a與來自圖1中的載流和礦石的混合罐53中的第三流體300的低壓供給管 線36連通。第三流體出口閥24b與用于輸送至圖1中的制煉廠31的第三流體回路的高壓 輸送管線37連通。載流和礦石的混合罐53通過中間管路35與緩沖罐51流體連通。第一流體100 通過管路34流入低壓緩沖罐51。在緩沖罐51中，第一流體100利用混合元件52連續(xù)混合 并且通過泥漿泵50和中間管路35朝向載流和礦石的混合罐53輸送。通過供給裝置55， 礦石添加到罐53中并且利用混合元件54與第一流體100混合?；旌袭a(chǎn)物300由泥漿和礦 石組成并且隨后作為第三流體300通過泥漿泵56和低壓供給管線36朝向第三流體進口閥 24a輸送。主泵送腔室(第二泵20的第二剛性外殼20a)的第二內(nèi)部空間或環(huán)狀空間21具有與其相連的第二流體進口閥25a和第二流體出口閥25b以允許第二流體200流入和流出 (圖1中的液壓進口閥和液壓出口閥25a-25b)。對于第二流體200和第三流體300來說，可以從相同端部或不同端部 20a‘ -20a" ；22a-22b流入和流出腔室或第二泵20 (尤其是第二內(nèi)部空間21和第二柔性 管 22)。
正常操作順序如下第三流體300在低壓下通過管路36、第三流體進口閥24a和 第三流體輸送管線23泵送到第二柔性管或軟管22內(nèi)。第二流體200 (例如，液壓油)隨后 在高壓下泵入第二內(nèi)部空間或環(huán)狀空間21，使第三流體300在高壓下流出軟管22，通過第 三流體輸送管線23，第三流體出口閥24b流向輸送管線37和位于地平面1上的制煉廠31。可以使用止回閥24a_24b控制流入和流出軟管22的第三流體300的流動，然而， 在第三流體300是載流流體100和顆粒礦石或其它硬質(zhì)顆粒材料的非均質(zhì)混合物的水力提 升情況下很可能需要動力控制閥24a-24b。在第三流體300流出軟管22之前，第二內(nèi)部空間或環(huán)狀空間21內(nèi)的第二流體200 可以通過第二流體回路27中的泵送裝置29b加壓至等于或大體上等于第三流體輸送管線 36-23的壓力。這確保了在連接環(huán)狀空間21和第二流體回路27的閥25a_25b打開并且連 接軟管22內(nèi)的容積22'和第三流體輸送管線23的閥24a-24b同樣打開時，兩組閥在有或 沒有限定壓差的情況下打開。這減少了閥的磨損，同樣確保了多腔室系統(tǒng)中的第三流體300 的輸送管線23中的平滑壓力和流動曲線。當允許加壓的第二流體200將環(huán)狀空間21填充到希望的程度并且排出已知量的 第三流體300時，第二流體200的流動停止，這使得第三流體300通過其出口閥24b和輸送 管線37的流動停止。所述過程隨后重復進行，當新容積的第三流體300在低壓下通過管路36、第三流 體進口閥24a和輸送管線23泵入軟管22時，將第二流體200在低壓下排回到罐26 (圖1 中的液壓罐26)以準備進行下一次循環(huán)。在多腔室系統(tǒng)中，交替填充和排出第二流體和第三流體的過程順序進行，使得 當一個腔室正填充第三流體300時，另一個腔室正將其加壓的第三流體排出到輸送管線 23-37，從而存在連續(xù)或接近連續(xù)流動的第三流體300流出腔室的組合。在所示附圖中，主泵送腔室10-20利用PCT專利申請PCT/AU2003/000953中描述 的容積式泵進行布置，該申請的全文在此引入作為參考，并且這類泵的變體用作能量回收 腔室。本發(fā)明的關(guān)鍵特征在于從能量回收腔室產(chǎn)生的加壓的第二流體與從傳統(tǒng)(液壓) 泵送系統(tǒng)產(chǎn)生的附加的加壓第二流體的組合，和/或增大從能量回收腔室產(chǎn)生的第二流體 的壓力，從而存在足夠的第二流體(油)流動和壓力以符合要泵送流體(即，第三流體)的 要求。在所示實例中，在單位時間內(nèi)輸送的第一流體100(泥漿載流流體)的容積小于同 時泵送的第三流體300的容積(即，載流流體和顆粒礦石的總?cè)莘e)。這要求附加的第二流體200(油)的容積引入第二流體(液壓)回路27，以補償從 能量回收腔室產(chǎn)生的第二流體流的減少。同樣，在所示實例中，泵送第三流體所需壓力大于 能量回收腔室中的第一流體產(chǎn)生的壓力(因為第三流體比單獨的第一(載流)流體密度更大)。因此，必須使能量回收腔室產(chǎn)生的第二流體增壓到第三流體輸送管線所需壓力。可以通過使用位于能量回收腔室和主泵送腔室(在本實例中為液壓泵29a)之間 的第二流體(液壓)回路中的一或多個傳統(tǒng)泵實現(xiàn)這種增壓。補償容積流動所需的附加的第二流體200 (油)的容積通過單獨的液壓泵29b在 該較高的第三流體輸送管線壓力下提供。各種閥29c位于第二流體回路27中以確保有效和安全的操作。一或多個緩沖器 29d可以設(shè)置在第二流體回路27中以提供壓力和流動阻尼。在第三流體(如果在系統(tǒng)關(guān)閉時留在系統(tǒng)中)有可能沉積或硬化或者與材料不利 (aggressively)反應(yīng)的一些應(yīng)用，典型地泥漿應(yīng)用中需要沖洗回路(未顯示)。沖洗系統(tǒng) 典型地使用水并且在停機或啟動，或者停機和啟動時沖洗能量回收腔室的環(huán)狀空間區(qū)域、 主泵送腔室的軟管區(qū)域和第一和第三流體管線的選定區(qū)段。控制系統(tǒng) 根據(jù)本發(fā)明的泵系統(tǒng)由電子控制系統(tǒng)(或其它類型的控制器)控制，所述電子控 制系統(tǒng)通過控制系統(tǒng)中的泵和閥的操作使流入和流出能量回收腔室以及流入和流出主泵 送腔室順序進行。在多腔室系統(tǒng)中，不必要使能量回收腔室的循環(huán)和順序同步以與主泵送腔室的循 環(huán)和順序相匹配。在只具有單個壓力回收腔室和單個主泵送腔室的系統(tǒng)中，腔室的順序在理論上應(yīng) 當同步?？刂葡到y(tǒng)還控制所述系統(tǒng)、沖洗回路、操作員接口和從所述系統(tǒng)排氣所需的任何 排放回路的啟動和關(guān)閉順序以保證容積式作用。可選構(gòu)造在典型的反滲透系統(tǒng)中，第三流體壓力(海水)與第一流體壓力(高鹽度水)相 同，因此，在位于能量回收腔室和主泵送腔室之間的第二流體回路中不需要增壓泵。然而，在流量方面存在差異(第三流體流量大約是第一流體流量的兩倍)，并且需 要附加的加壓第二流體提供給回路以提供足夠的第三流體流動。在如圖2所示的另一實施例中，第一泵10和第二泵20相互交換。同樣，參考數(shù)字10表示至少由第一、剛性外殼IOa組成的第一泵，所述第一、剛性 外殼限定當前填充第二流體200的第一內(nèi)部空間或環(huán)狀空間11。在外殼IOa-環(huán)狀空間11 中容納有第一柔性管或軟管12，所述軟管12限定第一容積12'并填充第一流體(用于回 收和傳遞能量的油或其它適當流體，用參考數(shù)字100表示)。軟管12具有通過進口 /出口 管路I3與其相連的第一流體進口閥14a和第一流體出口閥14b，以允許第一流體100流入 和流出軟管12(圖2中的泥漿進口閥和出口閥14a-14b)。同樣，另一第二泵20-21-22由位于第二剛性外殼或剛性管(腔室)20a內(nèi)的第二 柔性管或軟管狀隔膜22組成，以限定第二內(nèi)部空間或第二環(huán)狀空間21 (位于軟管22和管 20a之間，由參考數(shù)字21表示)和第二容積22'(在第二柔性管或軟管22內(nèi))。第二環(huán)狀空間21填充第三流體300，第二柔性管或軟管22填充第二流體200。軟 管22具有與其相連的第二流體進口閥25a和第二流體出口閥25b以允許第二流體200流 入和流出。
然而，第三流體300在低壓下通過管路36、第三流體進口閥24a和第三流體輸送管 線23泵送到第二內(nèi)部空間或環(huán)狀空間21內(nèi)。第二流體200 (例如，液壓油)隨后在高壓下 泵入第二柔性管或軟管22，使第三流體300在高壓下流出環(huán)狀空間21，通過第三流體輸送 管線23、第三流體出口閥24b流向輸送管線37和位于地平面1上的制煉廠31。 除了第一和第二泵10-20的構(gòu)造被相互交換之外，根據(jù)第二實施例的泵系統(tǒng)的功 能與圖1的泵系統(tǒng)的功能相同。盡管已經(jīng)參考優(yōu)選實施例對所述方法和設(shè)備進行了描述，但是應(yīng)當認識到，所述 方法和設(shè)備可以體現(xiàn)為許多其它形式。在下列權(quán)利要求和在先說明中，除了上下文由于表述語言或必要含義所要求的之 夕卜，術(shù)語“包括”和如“包含”或“含有”的變形表示包括的意思，即，列舉所述特征的存在，但 不排除所述方法和設(shè)備的各種實施例中的其它特征的存在或增加。
權(quán)利要求
一種利用第二流體輸送第一流體的泵系統(tǒng)，所述泵系統(tǒng)包括至少第一泵，所述第一泵包括至少限定第一內(nèi)部空間的第一剛性外殼，容納在所述第一內(nèi)部空間內(nèi)的第一柔性管結(jié)構(gòu)，其中，所述第一柔性管結(jié)構(gòu)的內(nèi)部布置為接收所述第一流體或第二流體之一，其中，所述第一內(nèi)部空間圍繞所述第一柔性管結(jié)構(gòu)的區(qū)域布置成接收所述第一流體和所述第二流體中的另一個，和其中，所述第一柔性管結(jié)構(gòu)能夠在橫向膨脹和收縮狀態(tài)之間移動以改變所述第一柔性管結(jié)構(gòu)的內(nèi)部的容積，從而對所述第一流體施加連續(xù)的排出和吸入行程，其特征在于，所述泵系統(tǒng)包括第二泵，所述第二泵包括至少限定第二內(nèi)部空間的第二剛性外殼，容納在所述第二內(nèi)部空間內(nèi)的第二柔性管結(jié)構(gòu)，其中，所述第二柔性管結(jié)構(gòu)的內(nèi)部布置成接收通過所述第一泵的被施加的所述連續(xù)排出和吸入行程而排出的所述第二流體或第三流體之一，其中，所述第二內(nèi)部空間圍繞所述第二柔性管結(jié)構(gòu)的區(qū)域布置成接收通過所述第一泵的被施加的所述連續(xù)排出和吸入行程而排出的所述第二流體和所述第三流體中的另一個，和其中，所述第二柔性管結(jié)構(gòu)能夠在橫向膨脹和收縮狀態(tài)之間移動以改變所述第二柔性管結(jié)構(gòu)的內(nèi)部的容積，從而對所述第三流體施加連續(xù)的排出和吸入行程。
2.如權(quán)利要求1所述的泵系統(tǒng)，其特征在于，所述第一泵的所述排出行程作為所述第 二泵的吸入行程。
3.如權(quán)利要求2所述的泵系統(tǒng)，其特征在于，所述第一泵的所述吸入行程作為所述第 二泵的排出行程。
4.如在先權(quán)利要求中任一項所述的泵系統(tǒng)，其特征在于，第一流體儲罐布置成與所述 第一泵的第一流體進口閥流體連通。
5.如在先權(quán)利要求中任一項所述的泵系統(tǒng)，其特征在于，所述第一泵的第一流體出口 閥與所述第二泵的第三流體進口閥流體連通。
6.如權(quán)利要求5所述的泵系統(tǒng)，其特征在于，所述第一泵的所述第一流體出口閥通過 流體礦石混合罐與所述第二泵的所述第三流體進口閥流體連通。
7.如權(quán)利要求4-6中任一項所述的泵系統(tǒng)，其特征在于，所述第二泵的第三流體出口 閥與所述第一流體儲罐流體連通。
8.如權(quán)利要求4-7中任一項所述的泵系統(tǒng)，其特征在于，所述第一泵的所述第一流體 進口閥與所述第一內(nèi)部空間圍繞所述第一柔性管結(jié)構(gòu)的所述區(qū)域流體連通。
9.如權(quán)利要求8所述的泵系統(tǒng)，其特征在于，所述第一泵的第二流體進口閥與所述第 一柔性管結(jié)構(gòu)的內(nèi)部流體連通。
10.如權(quán)利要求4-9中任一項所述的泵系統(tǒng)，其特征在于，所述第二泵的所述第三流體 進口閥與所述第二柔性管結(jié)構(gòu)的內(nèi)部流體連通。
11.如權(quán)利要求10所述的泵系統(tǒng)，其特征在于，所述第一泵的第二流體出口閥通過所 述第二泵的第二流體進口閥與所述第二內(nèi)部空間圍繞第二柔性管結(jié)構(gòu)的所述區(qū)域流體連iM o
12.如在先權(quán)利要求中任一項所述的泵系統(tǒng)，其特征在于，所述第一柔性管結(jié)構(gòu)或所述 第二柔性管結(jié)構(gòu)中的至少一個為大體上無彈性的。
13.如在先權(quán)利要求中任一項所述的泵系統(tǒng)，其特征在于，所述第一柔性管結(jié)構(gòu)或所述 第二柔性管結(jié)構(gòu)中的至少一個在所述第一剛性外殼或所述第二剛性外殼內(nèi)的端部之間保 持張緊狀態(tài)。
14.如在先權(quán)利要求中任一項所述的泵系統(tǒng)，其特征在于，所述第一柔性管結(jié)構(gòu)或所述 第二柔性管結(jié)構(gòu)中的至少一個的一個端部封閉，另一個端部連接到使所述第一流體或所述 第二流體可以流入和排出的端口。
15.如權(quán)利要求14所述的泵系統(tǒng)，其特征在于，所述管結(jié)構(gòu)的封閉的所述端部可移動 支撐以適應(yīng)所述柔性管結(jié)構(gòu)的縱向延伸和收縮。
16.如在先權(quán)利要求中任一項所述的泵系統(tǒng)，其特征在于，所述第一流體與所述第三流 體相同。
17.如在先權(quán)利要求中任一項所述的泵系統(tǒng)，其特征在于，流體沖洗回路布置成與泵系 統(tǒng)流體連通以從所述泵系統(tǒng)中清除顆粒和其它碎石。
18.如在先權(quán)利要求中任一項所述的泵系統(tǒng)，其特征在于，控制系統(tǒng)布置成以預定方式 控制所述閥和泵的操作。
19.一種通過利用第一流體的運動輸送第二流體，并依次利用所述第二流體的運動輸 送第三流體的泵系統(tǒng)，所述泵系統(tǒng)包括第一泵，所述第一泵具有在使用中分離第一流體和第二流體的柔性內(nèi)部阻擋件，其中， 所述柔性阻擋件為可移動的以改變在任一時刻存在于所述泵內(nèi)的第一流體或第二流體的 容積，和第二泵，所述第二泵具有在使用中分離第二流體和第三流體的柔性內(nèi)部阻擋件，其中， 所述柔性阻擋件為可移動的以改變在任一時刻存在于所述泵內(nèi)的第二流體或第三流體的 容積，其特征在于，使第二流體運動的所述第一泵的被施加的連續(xù)排出和吸入行程構(gòu)成所述 第二泵的被施加的連續(xù)排出和吸入行程的一部分。
20.如權(quán)利要求19所述的泵系統(tǒng)，其特征在于，所述柔性阻擋件是管結(jié)構(gòu)。
21.如權(quán)利要求19或20所述的泵系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)在其它方面如權(quán)利要求 2-18中任一項所述。
全文摘要
本發(fā)明涉及利用第二流體輸送第一流體的泵系統(tǒng)，所述系統(tǒng)至少包括第一泵，所述第一泵至少包括限定第一內(nèi)部空間的第一剛性外殼，容納在所述第一內(nèi)部空間內(nèi)的第一柔性管結(jié)構(gòu)，其中，所述第一柔性管結(jié)構(gòu)的內(nèi)部布置為接收所述第一流體或第二流體之一，其中，所述第一內(nèi)部空間圍繞所述第一柔性管結(jié)構(gòu)的區(qū)域布置成接收所述第一流體和第二流體中的另一個，和其中，所述第一柔性管結(jié)構(gòu)可在橫向膨脹和收縮狀態(tài)之間移動以改變所述第一柔性管結(jié)構(gòu)的內(nèi)部容積，從而對所述第一流體施加連續(xù)的排出和吸入行程。
文檔編號F04B43/113GK101861462SQ200880116638
公開日2010年10月13日 申請日期2008年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月17日
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