申请/专利权人：热流体有限公司

申请日：2017-09-01

公开（公告）日：2021-09-21

公开（公告）号：CN109661519B

主分类号：F04F1/06(20060101)

分类号：F04F1/06(20060101);F04F5/10(20060101);F04F7/02(20060101)

优先权：["20160902 GB 1614962.7"]

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.09.21#授权;2019.07.12#实质审查的生效;2019.04.19#公开

摘要：本申请公开了一种液体吸入泵，所述泵包括：驱动管，所述驱动管用于接收用于所述泵的液体驱动流；液体导管，所述液体导管具有用以提供泵送液体的第一和第二液体输送臂以及在所述臂之间的连接阀装置；第一和第二泵入口，所述第一和第二泵入口通向所述第一和第二臂，所述第一和第二泵入口具有相应的第一和第二单向入口阀；所述阀装置，所述阀装置具有联接到所述驱动管的阀入口和联接到所述第一和第二臂的阀出口，以交替地关闭所述阀入口与所述第一和第二臂中的相应臂之间的液体连接；和顺应性元件，所述顺应性元件联接到所述驱动管；其中，所述吸入泵被配置成使得在操作中，由于所述阀装置的交替切换，所述驱动流的压力流量振荡；并且其中，所述顺应性元件的顺应性使得所述吸入泵的几何形状结合所述顺应性限定了用于所述泵的共振条件，并且所述振荡处于所述泵的共振频率。

主权项：1.一种液体吸入泵，所述液体吸入泵包括：驱动管，所述驱动管用于接收用于所述液体吸入泵的液体驱动流；液体导管，所述液体导管具有用以提供泵送液体的第一液体输送臂和第二液体输送臂，以及在所述第一液体输送臂和第二液体输送臂之间的连接阀装置；第一泵入口和第二泵入口，所述第一泵入口和所述第二泵入口通向所述第一液体输送臂和所述第二液体输送臂，所述第一泵入口和所述第二泵入口具有相应的第一单向入口阀和第二单向入口阀；所述连接阀装置，所述连接阀装置具有联接到所述驱动管的阀入口和联接到所述第一液体输送臂和所述第二液体输送臂的阀出口，以交替地关闭所述阀入口与所述第一液体输送臂和所述第二液体输送臂中的相应臂之间的液体连接；和顺应性元件，所述顺应性元件联接到所述驱动管；其中，所述液体吸入泵被配置成使得在操作中，由于所述连接阀装置的交替切换，所述液体驱动流的压力流量振荡；并且其中，所述顺应性元件的顺应性使得所述液体吸入泵的几何形状结合所述顺应性限定了所述液体吸入泵的共振条件，并且所述振荡处于所述液体吸入泵的共振频率，其中，所述振荡引起所述交替切换，并且其中在所述连接阀装置处，所述振荡的压力变化的幅度足以在所述压力最小时使所述连接阀装置在交替位置之间切换。

全文数据：吸入泵发明领域本发明涉及一种可以被称为吸入柱塞的类型的液体吸入泵，并且涉及操作这样的泵的方法。这样的泵的示例性应用包含从井、钻孔等泵送水。背景技术吸入柱塞类型可以分为两大类，单作用和双作用，如下：单作用：具有单个驱动管和输送管、在驱动管与输送管之间的脉冲阀、直接位于脉冲阀下游的单个进入止回阀那些吸入柱塞类型。大多数示例包括连接到驱动管的底部的蓄能器，以将动能存储在驱动管中并限制由于产生未被利用的排放冲击波而对设备造成的损坏。US799428、DE804288和US4948341中描述了示例。它们倾向于在关闭位置中容易停转，从而需要在启动时可以进行重新尝试之前释放驱动压力。AU708806解决了这个难题，但是在包括蓄能器的所有单作用液压吸入柱塞泵中，蓄能器中的最小压力发生在脉冲阀已经打开的时候，并且因此不能用作重新打开的装置。双作用：具有单个驱动管但具有两个输送管的那些吸入柱塞类型，每个输送管连接到进入止回阀，其中脉冲阀是分流阀，使得当在操作中时，两个输送管中的一个在任何时候都关闭，但是另一个不关闭。FR435032、US3123009、US4121895中描述了示例。在WO2010130002中描述了更近的示例，但是这个泵难以设置并且相对低效。更一般地，现有的双作用吸入柱塞具有在阀从一个输送管切换到另一个输送管的能力和脉冲分流阀周围的流动摩擦损失之间进行权衡的缺点。切换在低流速下发生，但是流量相对阻塞，或者切换仅在高流速下发生。发明人已经对潜在的流体动力学进行了实际和理论研究，并且已经确定了可以做出的令人惊讶和实质性的改进。发明内容因此，根据本发明的第一方面，提供了一种液体吸入泵，该泵包括：驱动管，所述驱动管用于接收用于所述泵的液体驱动流；液体导管，所述液体导管具有用以提供泵送液体的第一和第二液体输送臂以及在所述臂之间的连接阀装置；第一和第二泵入口，所述第一和第二泵入口通向所述第一和第二臂，所述第一和第二泵入口具有相应的第一和第二单向入口阀；所述阀装置，所述阀装置具有联接到所述驱动管的阀入口和联接到所述第一和第二臂的阀出口，以交替地关闭在所述阀入口与所述第一和第二臂中的相应臂之间的液体连接；和顺应性元件，所述顺应性元件联接到所述驱动管；其中，所述吸入泵被配置成使得在操作中，由于所述阀装置的交替切换，所述驱动流的压力流速振荡；并且其中，所述顺应性元件的顺应性使得所述吸入泵的几何形状结合所述顺应性限定了所述泵的共振条件，并且所述振荡处于所述泵的共振频率。广泛地说，所述吸入泵的实施例依赖于自持振荡。然而，发明人已经确定，令人惊讶的是，如果所述顺应性元件的所述顺应性被正确地设置，则这将与所述输送臂的惯性以及所述泵的二阶其它特征协作，使得所述振荡有效地处于所述泵的共振频率。在没有这样的共振条件存在的情况下，所述驱动流可以容易地驱动所述自持振荡，但是通过调谐所述顺应性元件的所述顺应性，系统可以进入共振条件中，其中在实施例中，可以观察到泵送效率提高了10％到20％。原则上，可以调谐所述泵的其它元件以调节所述共振条件，但在实践中，这是困难的，通常是因为例如所述输送和驱动管的长度和面积的因素由所述泵意在操作的环境例如，所述泵的深度决定。在操作中，所述驱动流通常在压力和流速两者中振荡，尽管一个或另一个可能占主导地位通常所述流速和压力两者都相对恒定，其中所施加的波动大约为10％，通常在所述顺应性元件处更大。在实施例中，在所述阀装置处的所述压力变化的所述幅度足以将所述阀装置在其交替位置之间切换，特别是当在所述阀入口处的所述压力处于最小值时。广义上讲，这可以被认为是将所述阀从第一位置“吸”到交替位置。在实施例中，在所述顺应性元件处或顺应性元件中的所述压力变化的幅度等于或大于所述阀入口与关闭的阀出口之间的跨越所述阀装置的压力差，因此“吸入”足以在其交替位置之间移动所述阀。以这种方式，所述泵的所述共振操作可以负责切换所述阀，并且在实施例中，可以基本上在没有任何文丘里venturi效应和或粘性拖曳来辅助所述切换的情况下实现所述切换。这是有利的，因为引入文丘里管以引起压力降低是通过限制流体流动来实现的，这是不期望的；引入粘性拖曳同样是不期望的。在优选实施例中，所述顺应性元件位于所述阀装置处或附近，因为这有助于实现前述条件。在一种方法中，这可以通过将所述顺应性元件实施为包括充气区域的腔室来实现；在这种情况下，所述腔室可以方便地位于所述阀装置中或所述阀装置周围。这样的配置还促进使所述顺应性元件的所述顺应性可调谐或可调节，以便所述泵可以被调谐成共振。尽管如此，然而，所述顺应性元件被布置，在优选实施例中，这个元件的顺应性被选择为足够小，使得在所述阀装置的所述入口处的压力变化足以致动所述切换。在一个替代布置中，所述顺应性元件包括弹簧加载的活塞或隔膜。这可以设置有端部止动螺钉以预加载弹簧。优选地，所述顺应性元件预载荷是可调节的、以补偿所述顺应性元件中的所述压力与外部压力之间的时间平均差-在实施例中、允许设备中的静水压力在更大的泵送深度处更高、而活塞或隔膜的背侧保持在大气压力下。例如，在一个实施例中，螺纹提供线性可调节预载荷，例如每米一圈的泵深度补偿；这可以在安装期间设置。如果采用具有非线性响应的弹簧或其它顺应性元件，则也可以使用改变所述预加载来调节所述顺应性。在又一种方法中，所述顺应性元件可以通过为所述驱动管提供弹性腔室或区域来实现。在实施例中，所述弹性腔室或区域可以含有所述阀装置。技术人员将会了解，存在可以在所述泵中采用的阀装置的许多变型。广义上讲，所述阀装置操作以将所述驱动流转向到所述第一输送臂或所述第二输送臂中。因此，它可以包括可移动桨叶或球或者能够在所述阀入口的任一侧的端部止动件之间在一定长度的管内来回穿梭的其它元件，或者可以使用一些其它配置。实际上，由于其中所述泵可以被约束操作的相对受限的空间，例如因为它在窄井下面，所以这样的梭阀装置可以垂直地定向而不是水平地定向。在采用桨叶的情况下，所述桨叶可以铰接或以其它方式安装以围绕垂直轴线旋转，例如，使得它可以围绕这个轴线周向地来回摆动以与一个或多个孔口密封接合。这有助于所述阀装置配合在小直径内，这又促进所述布置装配到钻孔中。在相关方面中，本发明提供了一种操作如上文和之后所描述的吸入泵的方法，所述方法包括：使液体基本上连续地流入所述驱动管中并且通过所述输送臂中的每一个交替地流出，和在来自所述驱动管的液体通过所述臂流出时，将更多的液体吸入每个输送臂的所述入口阀中；和选择或调节所述顺应性元件的顺应性，使得所述吸入泵的几何形状结合所述顺应性限定了用于所述泵的共振条件。如先前在实施例中所描述，选择或调节所述顺应性元件的所述顺应性例如，通过选择适当的顺应性元件，使得结合所述吸入泵的几何形状，其限定用于所述泵的共振条件。发明人已经确定，控制所述共振条件的所述泵的所述几何形状中的主要因素中的一个是与所述顺应性的相结合的所述输送臂中的液体的惯性。这个流体惯性与所述流体的密度和所述管的长度成比例，并且与所述管的内部横截面积成反比。在实施例中，所述泵以基本上恒定的驱动流流速操作。然后，所述共振条件可以基本上完全取决于所述输送臂中的所述惯性。可替选地，所述泵可以以例如由集管箱提供的基本上恒定的压力驱动流操作。在这种情况下，所述驱动管中的惯性以及因此所述驱动管的所述几何形状长度直径也对所述共振条件具有影响。所述泵的输出功率可以被定义为输入压力与输出压力之间的差与驱动输入流量和输出流量的体积流速之间的差的乘积。在其中所述泵用于井的典型应用中，压力差可以等于井的静水压力或升力。所述泵的输入功率可以被定义为所述驱动输入流量和所述驱动压力的乘积，所述驱动压力可以被定义为所述驱动管的所述入口与所述输送管的所述出口之间的压力差。所述泵的效率可以被定义为所述输出功率与所述输入功率的比率。在这个效率定义的情况下，如先前所提到，可以实现大约20％的效率提高。在相关方面中，本发明提供了一种操作液体吸入泵的方法，该泵包括：驱动管，所述驱动管用于接收用于所述泵的液体驱动流；液体导管，所述液体导管具有用以提供泵送液体的第一和第二液体输送臂以及在所述臂之间的连接阀装置；第一和第二泵入口，所述第一和第二泵入口通向所述第一和第二臂，所述第一和第二泵入口具有相应的第一和第二单向入口阀；所述阀装置，所述阀装置具有联接到所述驱动管的阀入口和联接到所述第一和第二臂的阀出口，以交替地关闭所述阀入口与所述第一和第二臂中的相应臂之间的液体连接；和顺应性元件，所述顺应性元件联接到所述驱动管；所述方法包括：操作所述吸入泵，使得所述驱动流的压力流量由于所述阀装置的交替切换而振荡，并且使得在所述顺应性元件中或在顺应性元件处的所述压力变化的幅度等于或大于所述阀入口与关闭的阀出口之间的跨越所述阀装置的压力差；将所述顺应性元件定位在所述阀装置处或附近；和当所述阀入口处的压力处于或接近最小值时，将所述阀装置在交替位置之间切换。如稍后所描述，所述顺应性元件的所述顺应性，特别是与所述驱动管和输送管的特性惯性相结合，可以限定共振频率，在实施例中，特别是取决于l2，其中l是输送管的长度或者如果长度不同则是平均长度，以及取决于c，其中c是所述输送管内含有的液体中的声速，通过设置顺应性和这个特性惯性的乘积的值，所述共振频率可以有利地设置为所述吸入泵的操作频率。如稍后所描述，这也可以特别是通过选择所述输送管和或驱动管的惯性例如，通过设置其内部横截面积将所述泵驱动器设置到最佳效率点。在实施例中，提供所述驱动流的泵驱动器可以是位于地表水平或其它位置处的驱动泵。所述驱动泵可以包括可以提供基本上恒定的驱动流的排量泵，或者它可以包括可以在基本上恒定的入口压力下提供变化的驱动流的离心泵和蓄能器。如先前所提到，在其它布置中，所述泵驱动器可以包括例如集管箱。所述吸入泵的所述共振频率可以同时被设置为这样一个值，所述值通过设置顺应性与所述特性惯性的比率也迫使所述驱动泵以其最佳效率操作，所述比率将所述泵的输入阻抗Z压力：流量的比率设置为值ZBEP，该值ZBEP基本上等于所述驱动泵的特性压力流量曲线上最佳效率点处的驱动压力：驱动流速的比率。根据这个示例，顺应性和特性惯性I可以被设置成满足以下条件中的一个或两个：其中，c是在输送管中含有的液体中的声速，l是表示输送管的长度或者如果长度不同，则是平均长度，并且n是输出和返回膨胀波通道的数量，所述通道可以采取任何整数阀，这可能取决于所述吸入泵驱动泵和泵送输送压头的相对尺寸比例。然而，如稍后所描述，当考虑到摩擦时，针对C的上述不等式可能会变为或甚至。当n＝1时，通常可以获得最佳的整体效率，但是可能优选的是，例如，为了保持部件的寿命，和或在管直径受到应用的约束的情况下，和或在期望高的驱动和输送压力比的情况下，以n1操作所述泵。特性惯性I可以定义如下：在系统中，其中所述泵和泵驱动器的组合被配置成存在恒定驱动管流量I＝IL，其中IL是输送管惯性或平均输送管惯性。在系统中，其中所述泵和泵驱动器的组合被配置成存在驱动管的恒定入口压力I＝ILIDIL+ID，其中ID是或平均驱动管惯性。技术人员将会了解，对于特定的实际泵和泵驱动器组合，所述特性惯性可以由设备的管长度和横截面积确定。上文呈现的等式可以限定针对理想无粘情况下的最佳值，并且由于流动摩擦的影响，最佳顺应性和惯性值可能小于这些值。本发明进一步提供了一种包括用以实施这种方法的装置的泵。在另一相关方面中，本发明提供一种液体吸入泵，所述泵包括：驱动管，所述驱动管用以接收用于所述泵的液体驱动流；液体导管，所述液体导管具有用以提供泵送液体的第一和第二液体输送臂以及在所述臂之间的连接阀装置；第一和第二泵入口，所述第一和第二泵入口通向所述第一和第二臂，所述第一和第二泵入口具有相应的第一和第二单向入口阀；所述阀装置，所述阀装置具有联接到所述驱动管的阀入口和联接到所述第一和第二臂的阀出口，以交替地关闭所述阀入口与所述第一和第二臂中的相应臂之间的液体连接；和顺应性元件，所述顺应性元件联接到所述驱动管；其中，所述吸入泵被配置成使得在操作中，由于所述阀装置的交替切换，所述驱动流的压力流量振荡；并且其中，所述顺应性元件的顺应性是可调节的。如上文所描述，所述顺应性元件的所述顺应性可以被选择成使得其限定用于所述泵的共振条件。这可以在所述泵的设计阶段期间完成，或者所述顺应性元件的所述顺应性可以是可选择的或可调节的。然而，在实施例中，所述泵可以在相对宽的带上共振，使得可以不需要为了调谐到共振而就地调节顺应性。尽管如此，出于其它原因，它对于顺应性是可调节的可能是有用的。一个原因是改变所选择的顺应性会改变整个设备的阻抗。改变所述泵设备的所述输入阻抗的能力是有用的，因为它使得所述设备能够与一系列不同驱动系统——例如机械驱动泵、离心泵或叶轮泵、正排量泵或热力发动机参见我们之前提交的专利申请WO2005121539，在此通过引用并入的功率点相匹配。另外，调节顺应性也将会改变所述共振频率。这可能是有用的，因为它允许更好地匹配所述驱动器的最佳操作频率。特别地，调节所述顺应性可以增加远离其中所述驱动泵效率低下的区域例如其中存在高流量和低压差的低频区域的所述共振频率。因此，提供可变的顺应性促进调谐所述共振频率以及所述泵呈现给所述驱动系统的阻抗。因此，在另一方面中，本发明提供了一种操作液体吸入泵的方法，所述泵包括：驱动管，所述驱动管用以接收用于所述泵的液体驱动流；液体导管，所述液体导管具有用以提供泵送液体的第一和第二液体输送臂以及在所述臂之间的连接阀装置；第一和第二泵入口，所述第一和第二泵入口通向所述第一和第二臂，所述第一和第二泵入口具有相应的第一和第二单向入口阀；所述阀装置，所述阀装置具有联接到所述驱动管的阀入口和联接到所述第一和第二臂的阀出口，以交替地关闭所述阀入口与所述第一和第二臂中的相应臂之间的液体连接；和顺应性元件，所述顺应性元件联接到所述驱动管；所述方法包括：选择或调节所述顺应性元件的顺应性，以使所述液体吸入泵的阻抗和或共振频率与所述泵驱动器匹配，更特定地，选择或调节所述顺应性元件的顺应性，以使所述液体吸入泵的共振频率与所述泵驱动器匹配，和或选择或调节所述顺应性元件的顺应性，以使所述泵的共振频率与所述泵的操作频率一致。在本发明的上文和先前描述的方面中，已经观察到，通过设置所述顺应性使得泵共振匹配所述泵在其下操作的频率，实现了所述吸入泵效率的惊人提高。还已经确定，特别是通过设置特性惯性和或通过设置调节所述顺应性元件以将所述吸入泵的所述输入阻抗所述驱动管入口与所述输送管出口之间的压差除以驱动流速输入与到所述泵驱动器的最佳阻抗匹配，所述驱动泵的效率可以被最大化。所述泵驱动器的所述最佳阻抗通常由例如限定最大液压效率点的所述泵驱动器的压头流量曲线确定。所述泵驱动器和输入阻抗可以各自定义为驱动泵压头或压力与驱动泵流量的比率。已经发现，在实际的泵中，这两种效率可以同时最佳化，如稍后所描述。特别地，这可以取决于：i一个输送臂或两个输送臂其可具有基本上相同的长度的长度和所述输送管中含有的所述液体中的声速和iii应用于所述泵驱动器的最佳阻抗，而通过缩放所述泵的所述顺应性和特性惯性来实现。本发明进一步提供一种制造如上文所描述的吸入泵的方法。所述方法包括设计如上文所指定的吸入泵；和然后根据所述设计制造所述吸入泵。附图说明现在将参考附图，仅以示例的方式进一步描述本发明的这些和其它方面，在附图中：图1示出了根据本发明的实施例的液体吸入泵；图2示出了液体输送臂中的一个的加速阶段的开始；图3示出了本发明的实施例，其中阀装置包括梭阀，所述梭阀具有能够在端部止动件之间的管内来回穿梭至阀入口的任一侧的封闭元件；图4图示了图2的泵的操作，其中在每个点处指示的流速是实际流速减去在该点处的时间平均流速，并且其中泵在通向驱动管的入口处以基本上恒定的压力驱动流驱动；图5图示了图2的泵的操作，其中在每个点处指示的流速是实际流速减去在该点处的时间平均流速，并且其中在通向驱动管的入口处以基本上恒定的流速驱动；图6示出了本发明的实施例，其中顺应性元件位于阀装置处或附近；图7示出了本发明的实施例，其中顺应性元件包括联接到驱动管或是驱动管的一部分的弹性腔室或区域；图8示出了本发明的实施例，其中顺应性元件包括部分或全部由气体填充的缓冲空间，气体的质量在缓冲空间内可调节，缓冲空间进一步包括封闭阀装置的腔室；图9示出了本发明的实施例，其中顺应性元件包括具有可调节预载荷的可调节弹簧加载的活塞；图10示出了在三个完整泵送循环期间在第一输送管中的流速变化。图11示出了在三个完整泵送循环期间在第二输送管中的简化的流速变化；图12示出了在三个完整泵送循环期间作用在顺应性元件上的阀装置的阀入口处的压力变化；和图13示出了针对与图11和12中所示出的流速和压力变化相对应的流速和压力变化的顺应性元件中的压力变化。具体实施方式我们将描述液压柱塞泵，其中驱动液体在较高压力下提供并且在较低压力下排放，以便加速液柱，从而增加其动能，动能通过儒可夫斯基Joukowski效应转换成泵送能量。更具体地，我们将描述吸入柱塞，其中输入电源处于比被泵送的液体实质上高得多的水平或压力。液压柱塞泵涉及将驱动管中含有的液柱加速到“最终速度”，“最终速度”大于“儒可夫斯基速度”，“儒可夫斯基速度”等于其中p是泵的总压力升力，ρ是泵送液体的密度，c是吸入液体的一个或多个管中所含有的泵送液体中的声速。这个最终速度可以取高于儒可夫斯基速度的任何值，但是有有利地选择为最大化动能与做功的比率，从而以克服液体加速到该速度时的流动摩擦损失。通过脉冲阀使液体突然停止。在脉冲阀上游的液体压力增加到泵的排放压力，而在脉冲阀下游的液体减小到泵的吸入压力。可用于转换成排放功的能量等于紧接在封闭之前的脉冲阀上游的动能，并且可用于转换成吸入功的能量等于紧接在其封闭之前的脉冲阀下游的动能。排放事件的持续时间等于耗散在脉冲阀上游传播的排放冲击所花费的时间，并且吸入事件的持续时间等于耗散在其下游传播的膨胀波所花费的时间。吸入柱塞设计应旨在基本上最小化排放冲击的幅度并且最大化和利用膨胀波。我们描述的吸入泵的实施例被用于将液体从基本上较低的水平或压力升高到较高的水平或压力，由循环液体流动提供动力，所述液体流动可以由处于其它水平或压力之间的水平或压力的各种可能的装置驱动。因此，我们将描述一种双作用吸入柱塞泵，其中分流阀通过独立于文丘里效应或粘性拖曳的方式来致动，从而交替地将驱动管联接到两个液体输送臂中的一个。这是通过鼓励在分流阀的入口处或附近的顺应性元件中的压力变化来实现的。这个压力变化取决于顺应性元件与液体输送臂和驱动管中的惯性之间的联接，这可以被视为系统的共振。在实施例中，使这个共振变化的幅度大于或等于阀上的落座力；这通过将顺应性元件的顺应性保持在非常低的水平来促进。这可以通过将阀布置成容易快速地操作来进一步促进。这可以通过减小阀座的密封面积和或在多个密封元件周围提供低阻力液体路径例如通过在阀操作期间增加液体围绕密封元件流动并且流向密封元件背部的区域的横截面积来实现。这与双作用吸入柱塞形成对比，其中文丘里效应或粘性拖曳导致切换：通常，文丘里力的鼓励使得横截面流动面积在密封面附近基本上受到限制。这导致当阀打开时高流动摩擦损失和高阀致动力和或缓慢的阀致动。这种切换的频率高于任何共振频率，所述共振频率低是由于其空气体积蓄能器的顺应性大。在实施例中，驱动管连接到分流阀入口和顺应性元件。分流阀出口连接到两个液体输送臂。每个液体输送臂连接到单向阀入口。顺应性元件的顺应性被设置为将压力幅度升高到其中在操作中其足以通过瞬时反转其上的落座压力来致动分流阀的水平。完整的泵送循环由两个液体输送臂中的加速阶段和输送阶段表征。两个液体输送臂以反相方式操作：加速阶段发生在一个液体输送臂中，而输送阶段发生在另一个输送臂中。顺应性元件的主要功能是，当联接到驱动管和液体输送臂中的一个的惯性时，提供在泵送循环中最合适的点处致动分流阀的有效装置。因此，在完整的泵送循环期间发生两个加速阶段。加速阶段使顺应性元件首先压缩，并且然后在泵送循环的每一半上膨胀。对应于顺应性元件的膨胀的蓄能器中的压降导致分流阀上的落座力瞬间反转，从而导致分流阀致动。当分流阀致动时，打开的液体输送臂中的流动被迅速切断，从而导致该液体输送臂中的压力降低到导致与其连接的单向入口阀打开并且液体被抽取直到流动减速到零的水平。顺应性元件的顺应性优选地非常低，否则共振频率可能太低而无法利用，从而可能不会发生分流阀的切换并且泵可能停转。现在参考图1，这图示了根据本发明的液体吸入泵10的一个优选实施例。泵包括用以接收用于泵的液体驱动流的驱动管11、具有用以提供泵送液体的第一液体输送臂13和第二液体输送臂14以及在臂之间的连接阀装置15的液体导管12。存在通向第一臂和第二臂的第一泵入口16和第二泵入口17，第一和第二泵入口具有相应的第一和第二单向入口阀。阀装置具有联接到驱动管的阀入口和联接到第一和第二臂的阀出口，以交替地关闭阀入口与第一和第二臂中的相应臂之间的液体连接。因此，吸入泵被配置成使得在操作中，驱动流的压力流量由于阀装置的交替切换而振荡。顺应性元件18联接到驱动管，并且选择顺应性元件的顺应性，使得吸入泵的几何形状与顺应性相结合限定了泵的共振条件。因此，振荡处于或基本上接近泵的共振频率。尽管如此，技术人员将理解，例如，流动摩擦效应可以从其理想化的非粘性值改变这个共振。在一些优选应用中，液体吸入泵基本上垂直地定向，并且然后驱动管和液体输送臂可以延伸设备的高度。在这样的布置中，可以采用泵来例如将水从井或钻孔中的较低水平提升到地面以上的较高水平。在实施例中，存在操作循环的两个加速阶段和操作循环的两个输送阶段。当第一液体输送臂中的流体从静止加速时，发生加速阶段中的一个，如图2中所图示。现在参考图2，基于图1的优选实施例而示出了本发明的实施例，并且其中阀装置是分流阀25，分流阀25可以例如采取梭阀的形式，所述梭阀具有能够在端部止动件之间的管内来回穿梭至阀入口的任一侧的封闭元件。应当理解，在实施例中，分流阀可以在任何轴线上定向，但是可能优选的是，将其定向为其出口与驱动管或液体输送臂中的一个成直角或平行。在图2中所示的实施例中，第一液体输送臂23示出为处于其加速阶段中。在这个阶段的开始时，顺应性元件28中的压力取接近其最小值的值，该值是发生切换的条件，其定义了一个加速阶段的结束和下一个加速阶段的开始。第一液体输送臂中的流速最初接近于零，而驱动流是是正的和向下的，从而导致净正向流进入顺应性元件中，从而导致其中含有的压力上升。这个上升压力导致第一液体输送臂中含有的液体加速到超过如果顺应性元件中的压力已经保持在其初始低值时将已经发生的水平的水平。这个加速度与其增加的动能相关联。在第一输送臂中的所得流不能通过驱动流来维持，使得输送流的加速度降低并且顺应性元件中的压力以共振变化的方式返回到其初始值。这瞬时反转分流阀上的密封力，借此导致其致动关闭第一输送臂23并且导致液体通过入口26被吸入，从而消耗其内含有的流中的动能。在第二液体输送臂24中重复这个过程，最终导致液体通过入口27被吸入，因此完成泵的一个循环。图3示出了图2中所示的泵的示例的其它细节。因此，参考图3，分流阀包括梭阀35，梭阀35具有能够在端部止动件之间的管内来回穿梭至阀入口的任一侧的封闭元件。图3的泵被示出在第一液体输送臂33的加速阶段的开始处，随后引起通过入口36吸入液体，其后续阶段引起第二液体输送臂34中的液体加速，从而引起通过入口37吸入液体。梭子的行程可能很大，从而导致开口很宽；这通过基本上共振并且独立于文丘里效应和粘性拖曳的操作来促进。图4示出了图2的布置，其中驱动流在驱动管的入口处由基本上恒定的压力驱动流驱动。以示例方式，但不排它地，这可以包括处于大于输送水平的固定水平的箱。另一个示例可以包括泵，例如在其出口处具有蓄能器的离心泵。在图4中，示出了驱动管41中的液体流速，其时间平均值减去为双向箭头411，指示修改后的参考系中的振荡流。类似地，示出了第一液体输送臂43中的加速流，其时间平均值减去为双向箭头431。在这个参考系中，所有流以共振变化的方式在顺应性元件48中起源或终止，所述共振变化具有由驱动管41、输送臂43、44的几何形状和顺应性48的组合确定的频率，并且在其中的加速阶段期间基本上没有净流入或流出第一输送臂。图5示出了图2的布置，其中驱动流在驱动管的入口处由基本上恒定的驱动流速驱动。以示例方式，但不排它地，这可以包括以近似恒定的速度操作的排量泵。在图5中，示出了具有接近于零的其时间平均值的驱动管51中的液体流速。类似地，示出了第一液体输送臂53中的加速流，其时间平均值减去为双向箭头531。在这个参考系中，所有流以共振变化的方式在顺应性元件58中起源或终止，所述共振变化具有由输送臂53、54的几何形状和顺应性58的组合确定的频率，并且在其中的加速阶段期间基本上没有净流入或流出第一输送臂。现在参考图6，顺应性元件68可以位于阀装置处或附近，意图是使顺应性元件中的压力始终与阀装置的入口处的压力基本上相同。现在参考图7，顺应性元件78可包括联接到驱动管71或是驱动管71的一部分的弹性腔室或区域781。弹性腔室可采取形成驱动管与阀装置75的入口之间的连接部的弹性管的形式。现在参考图8，顺应性元件88可以包括部分或全部由气体填充的缓冲空间881。缓冲空间中的气体质量可以例如通过空气阀装置882在缓冲空间内可调节。缓冲空间可以位于阀装置和或单向入口阀的上方或下方。调节气体质量使得能够调节顺应性元件的顺应性。在所有实施例中，顺应性元件可以进一步包括封闭阀装置85的腔室。现在参考图9，顺应性元件98可以包括弹簧加载的活塞或隔膜981。弹簧982可以在顺应性元件内可互换。弹簧可以具有可以借助于螺纹调节螺钉或帽983调节的可调节预载荷。图10图示了在零损失和恒定驱动管流速QD的理想条件下，在三个完整泵送循环期间，第一液体输送臂中的流体流速变化的形式。通过永久连接到第一液体输送臂的对应入口抽取的流体体积由曲线下方的阴影区域表示。图11图示了在零损失和恒定驱动管流QD的理想条件下，在三个完整泵送循环期间，第二液体输送臂中的流体流速变化的形式。通过永久连接到第二液体输送臂的对应入口抽取的流体体积由曲线下方的阴影区域表示。图11和图12中所示的流速曲线是反相的。在图13中图示了对应于图11和12的顺应性元件中的压力变化。压力变化假定理想化的阀布置，其将顺应性元件中的压力立即切换减小到阀装置致动处于的压力。对于这样的理想化的无损系统，在恒定驱动管流量QD的情况下，系统共振频率f以Hz为单位可以通过下式与顺应性元件顺应性C和输送管惯性IL有关：而对于这样的理想化的无损系统，在驱动管的恒定入口压力pD、惯性ID的情况下，系统共振频率f以Hz为单位、可以通过下式估算：在实际的实施例中，每个输送阶段的观察的时间周期τ大于并且近似等于τ＝2nlc其中n是输送管中的输出和返回膨胀波通道的数量，l是每个输送管的长度，并且c是通过管内含有的液体的声速。这个时间周期与实际振荡频率v＝12τ以Hz为单位相关联。这通常是有利的，并且如果共振频率f通过使顺应性C变化来调谐，使得f变得基本上等于v，则通常观察到泵的最佳效率，其中其中在常数QD的情形下I＝IL，并且在常数pD的情形下I＝ILIDIL+ID。当n＝1时，通常可以获得最佳的整体效率，但是可能优选的是，例如，为了保持部件的寿命，和或在管直径受到应用的约束的情况下，和或在期望高驱动和输送压力比的情况下，以n1操作泵。现在我们考虑包括泵的系统的整体效率，其中驱动流由驱动泵例如位于表面水平的离心泵提供。为清晰起见，我们将驱动泵称为“驱动器”。整个系统的整体效率可以被定义为泵和驱动器的各个效率的乘积。在无粘性近似中，可以示出泵的输入阻抗Z是其中pD和QD在必要时被解释为时间平均量。在与泵输入阻抗的特定值对应的pD和QD的特定值比率处发生驱动器的最佳效率点BEP，其可以由ZBEP指示。ZBEP的值由驱动器决定。通过将泵的顺应性元件的顺应性设置为近似下式的值，可以迫使驱动器在其BEP处操作如果上面呈现的针对C的两个表达式基本上相等，则泵可以以其最佳效率操作，同时迫使驱动器以其最佳效率同时操作，其中在实际的实施例中，流动摩擦可以为泵增加显著的附加阻抗，结果是整体最佳顺应性和惯性可以小于上面呈现的值。因此，当考虑到摩擦时，针对C的上述不等式可能会变为或甚至再次参考上述等式，顺应性元件的第一优选最佳化涉及泵并且具有IC～12，针对顺应性元件的第二优选最佳化涉及驱动器并且具有并且组合的优选最佳化具有其中I～lZBEP。较高的功率输出和效率通常与共振频率的增加相关，这对应于给定惯性的较低顺应性较刚性的系统。在实际的实施例中，可以对系统损失进行调节。随着共振频率降低，效率通常降低但驱动流通常增加。随着共振频率增加，效率通常增加但驱动流通常减小。在非常高的频率下，与切换过程相关联的粘性损失可能超过由于管道中较低的流动摩擦损失而产生的增益。因此，可以选择最佳频率来设置吸入柱塞的输入阻抗，以匹配驱动系统压头流量曲线的最大功率点压力对流速。这可以通过为给定的管惯性设置顺应性元件的顺应性的适当值来实现。这样的泵的实施例将以远低于影响文丘里驱动的切换所需的驱动流速的非常适度的驱动流速自启动，这是由驱动流中的不稳定成分促进的。这可以在启动时电子地实现如果驱动流由电动泵提供或者借助于适当的附加流动元件流体机械地实现，所述附加流动元件被设计成在驱动管或者液体输送臂中一个或两个中产生不稳定性。当驱动流由具有显著时变输出的系统例如，排量泵提供时，已经发现自启动可自发并且可靠地发生。上文所描述的泵方法的实施例提供包含最小故障、由少量移动部件特别是滑动密封件实现的低生产成本以及由大范围的驱动泵或流动液体源驱动的能力的优点。在实施例中，可以通过改变顺应性元件的顺应性来改变控制操作频率。实施例的另一个优点是，可以维持相对高频率的操作，从而最小化驱动管和液体输送臂中的液体的平均速度，并且借此最小化流动摩擦损失。本发明的实施例的另一个优点是，分流阀可以具有更宽的开口，因为它不需要设计成通过文丘里效应或粘性拖曳来鼓励静压降低。这导致分流阀中的流体动力损失较低。泵的实施例能够以相对低的最小驱动流速操作，并且能够在大范围的驱动压力和驱动流速下有效地泵送液体。针对从井或钻孔提升水的应用，泵的一些优选实施例具有驱动管、输送管和分流阀的垂直布置。毫无疑问，技术人员将会想到许多其它有效的替代方案。应当理解，本发明并不限于所描述的实施例，并且涵盖归于所附权利要求书的精神和范围内的本领域技术人员显而易见的修改。

权利要求：1.一种液体吸入泵，所述泵包括：驱动管，所述驱动管用于接收用于所述泵的液体驱动流；液体导管，所述液体导管具有用以提供泵送液体的第一液体输送臂和第二液体输送臂，以及在所述第一液体输送臂和第二液体输送臂之间的连接阀装置；第一泵入口和第二泵入口，所述第一泵入口和所述第二泵入口通向所述第一液体输送臂和所述第二液体输送臂，所述第一泵入口和所述第二泵入口具有相应的第一单向入口阀和第二单向入口阀；所述阀装置，所述阀装置具有联接到所述驱动管的阀入口和联接到所述第一液体输送臂和所述第二液体输送臂的阀出口，以交替地关闭所述阀入口与所述第一液体输送臂和所述第二液体输送臂中的相应臂之间的液体连接；和顺应性元件，所述顺应性元件联接到所述驱动管；其中，所述吸入泵被配置成使得在操作中，由于所述阀装置的交替切换，所述驱动流的压力流量振荡；并且其中，所述顺应性元件的顺应性使得所述吸入泵的几何形状结合所述顺应性限定了所述泵的共振条件，并且所述振荡处于所述泵的共振频率。2.根据权利要求1所述的吸入泵，其中，所述振荡引起所述交替切换，并且其中在所述阀装置处，所述共振振荡的压力变化的幅度足以在所述压力最小时使所述阀装置在交替位置之间切换。3.根据权利要求1或2所述的吸入泵，其中，所述阀装置包括梭阀，所述梭阀具有封闭元件，所述封闭元件能够在端部止动件之间的管内来回穿梭至所述阀入口的任一侧。4.根据权利要求1、2或3所述的吸入泵，其中，所述顺应性元件包括至少部分地容纳所述阀装置的弹性腔室或区域。5.根据权利要求1、2、3或4所述的吸入泵，其中，所述阀装置包括安装成围绕垂直轴线旋转的桨叶。6.根据前述权利要求中的任一项所述的吸入泵，所述吸入泵与联接到所述驱动管的泵驱动器相结合；其中，所述顺应性元件的顺应性另外将所述泵驱动器设置到最佳效率点。7.根据前述权利要求中的任一项所述的吸入泵，所述吸入泵与联接到所述驱动管的泵驱动器相结合；其中，所述泵的特性惯性小于或等于和或其中，所述顺应性元件的所述顺应性被定义为近似等于或由与以下相关的不等式来定义其中，c是声音通过所述液体输送臂中的水的声速，l是一个或两个液体输送臂的长度，n是正整数，ZBEP是所述泵在所述泵驱动器的最佳效率点处的输入阻抗。8.一种操作根据前述权利要求中的任一项所述的吸入泵的方法，所述方法包括：使液体基本上连续地流入所述驱动管中并且通过所述输送臂中的每一个交替地流出，和在来自所述驱动管的液体通过所述输送臂流出时，将更多的液体吸入每个输送臂的所述入口阀中；和选择或调节所述顺应性元件的顺应性，使得所述吸入泵的几何形状结合所述顺应性限定所述泵的共振条件。9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述共振条件由所述驱动管和或所述输送臂的几何形状和所述顺应性的组合限定。10.根据权利要求8或9所述的方法，包括在所述驱动管的入口处以基本上恒定的压力驱动流驱动所述泵，和将所述顺应性元件定位在所述入口与所述阀装置之间。11.根据权利要求8或9所述的方法，包括在所述驱动管的入口处以基本上恒定的流速驱动所述泵。12.根据前述权利要求中的任一项所述的泵或方法，其中，所述顺应性元件位于所述阀装置处或附近。13.根据权利要求1到12中任一项所述的泵或方法，其中，所述顺应性元件包括联接到所述驱动管或是所述驱动管的一部分的弹性腔室或区域。14.根据权利要求1到13中任一项所述的泵或方法，其中，所述顺应性元件包括部分或全部由气体填充的缓冲空间。15.根据权利要求14所述的泵或方法，其中，所述缓冲空间包括封闭所述阀装置的腔室。16.根据权利要求1到12中任一项所述的泵或方法，其中，所述顺应性元件包括弹簧加载的活塞或隔膜。17.根据权利要求16所述的泵或方法，其中，所述弹簧加载的活塞或隔膜具有能够调节的预载荷。18.根据前述权利要求中的任一项所述的泵或方法，其中，所述顺应性元件具有能够调节的顺应性。19.根据权利要求2和从属于权利要求2时的权利要求3-18中的任一项所述的泵或方法，其中，在顺应性元件中或在顺应性元件处的所述压力变化的幅度等于或大于在所述阀入口与关闭的阀出口之间的跨越所述阀装置的压力差。20.一种液体吸入泵，所述泵包括：驱动管，所述驱动管用以接收用于所述泵的液体驱动流；液体导管，所述液体导管具有用以提供泵送液体的第一液体输送臂和第二液体输送臂，以及在所述第一液体输送臂和所述第二液体输送臂之间的连接阀装置；第一泵入口和第二泵入口，所述第一泵入口和所述第二泵入口通向所述第一液体输送臂和所述第二液体输送臂，所述第一泵入口和所述第二泵入口具有相应的第一单向入口阀和第二单向入口阀；所述阀装置，所述阀装置具有联接到所述驱动管的阀入口和联接到所述第一液体输送臂和所述第二液体输送臂的阀出口，以交替地关闭所述阀入口与所述第一液体输送臂和所述第二液体输送臂中的相应臂之间的液体连接；和顺应性元件，所述顺应性元件联接到所述驱动管；其中，所述吸入泵被配置成使得在操作中，由于所述阀装置的交替切换，所述驱动流的压力流量振荡；并且其中，所述顺应性元件的顺应性是能够调节的。21.根据权利要求20所述的液体吸入泵，其中，所述顺应性元件包括部分或全部由气体填充的缓冲空间。22.一种操作液体吸入泵的方法，所述泵包括：驱动管，所述驱动管用以从泵驱动器接收用于所述泵的液体驱动流；液体导管，所述液体导管具有用以提供泵送液体的第一液体输送臂和第二液体输送臂，以及在所述第一液体输送臂和第二液体输送臂之间的连接阀装置；第一泵入口和第二泵入口，所述第一泵入口和所述第二泵入口通向所述第一液体输送臂和所述第二液体输送臂，所述第一泵入口和所述第二泵入口具有相应的第一单向入口阀和第二单向入口阀；所述阀装置，所述阀装置具有联接到所述驱动管的阀入口和联接到所述第一液体输送臂和所述第二液体输送臂的阀出口，以交替地关闭所述阀入口与所述第一液体输送臂和所述第二液体输送臂中的相应臂之间的液体连接；和顺应性元件，所述顺应性元件联接到所述驱动管；所述方法包括：选择或调节所述顺应性元件的顺应性以使所述液体吸入泵的阻抗与所述泵驱动器匹配，和或选择或调节所述顺应性元件的顺应性以使所述泵的共振频率与所述泵的操作频率一致。23.一种操作液体吸入泵的方法，所述泵包括：驱动管，所述驱动管用以接收用于所述泵的液体驱动流；液体导管，所述液体导管具有用以提供泵送液体的第一液体输送臂和第二液体输送臂以及在所述第一液体输送臂和所述第二液体输送臂之间的连接阀装置；第一泵入口和第二泵入口，所述第一泵入口和所述第二泵入口通向所述第一液体输送臂和所述第二液体输送臂，所述第一泵入口和所述第二泵入口具有相应的第一单向入口阀和第二单向入口阀；所述阀装置，所述阀装置具有联接到所述驱动管的阀入口和联接到所述第一液体输送臂和所述第二液体输送臂的阀出口，以交替地关闭所述阀入口与所述第一液体输送臂和所述第二液体输送臂中的相应臂之间的液体连接；和顺应性元件，所述顺应性元件联接到所述驱动管；所述方法包括：操作所述吸入泵，使得所述驱动流的压力流量由于所述阀装置的交替切换而振荡，并且使得在所述顺应性元件中或在顺应性元件处的所述压力变化的幅度等于或大于在所述阀入口与关闭的阀出口之间的跨越所述阀装置的压力差；将所述顺应性元件定位在所述阀装置处或附近；和当所述阀入口处的压力处于或接近最小值时，使所述阀装置在交替位置之间切换。24.根据前述权利要求中的任一项所述的泵或方法，其中，所述阀装置在交替位置之间的切换基本上在没有文丘里效应辅助的情况下发生。25.一种制造前述权利要求中的任一项所述的吸入泵的方法，所述方法包括设计根据前述权利要求中的任一项所述的吸入泵；和根据所述设计制造所述吸入泵。

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