[发明专利]气动排空泵

说明书

技术领域

这项发明涉及一种气动排空泵。本发明特别应用于一种用于输送钻井泥浆以及夹带有物料的其他采矿和钻井液流的气动排空泵，并且为了说明性的目的，本发明将参照这一应用进行描述。但是我们设想本发明还可以应用于其他应用，例如输送在流体流中夹带的颗粒，通常诸如输送湿润的、潮湿的或干燥的固体，泥质物品，泥浆和液体以及粒料。

背景技术

在本说明书中对于任何现有技术的引用不是并且也不应被认为是承认或以任何形式认可所述引用的现有技术组成澳大利亚的公知常识的一部分。

带式输送机和螺旋输送机不受物料的约束和/或维护要求很高。由于叶轮与具有磨蚀作用的混合物接触，因此叶轮泵是不适宜的。

越来越多地使用用于夹带颗粒的物料的气动方式操作的泵，特别用于海上和陆地的钻井应用中。该技术利用具有最少量的运动部件的泵提供了大吞吐量，该泵可以被硬化或者设置廉价的牺牲部件以适应热的、磨蚀性和/或高腐蚀性的物料流。使用气动动力可以基本上从侵蚀性环境中去除了电气元件。

WO/2006/037186描述了这样的泵设备，该泵设备包括：壳体，该壳体具有用于所要泵送物料的物料进口和输送出口；在所述进口和出口的每一个上的阀门；以及控制装置，该控制装置用于选择性地打开和关闭各个阀门并且使得压力在壳体内循环变化。当壳体内的压力较低同时进口阀门打开时，物料能够进入壳体。当控制装置关闭进口阀门时，壳体内被增压并且出口阀门打开以从壳体排出所述物料。通过压缩空气和文丘里管实现压力循环变化。该设备可以完全以气动方式操作，避免了在其基本操作方面对电子设备的依赖。

为了调节吞吐量，可以使用多个单元。然而，所述单元具有特定的不可缩减的尺寸，该特定的不可缩减的尺寸由形成用于其所在的喷射/压力系统的工作腔室的罐的容积确定。

PCT/AU2007/001107描述了对上述泵的输出可大小变化的开发，其中四个罐与通向各个进口的进口歧管相关联，每个进口均由刀闸阀门控制。成对的罐的下末端将物料穿过相应的出口刀闸阀门输送至相应的第一输送管线和第二输送管线。成对的罐的各个刀闸阀门和出口刀闸阀门可以由各自的共同的气动致动器操作。每个罐均具有具有上腔室的喷射器组件、空气喷射器喷嘴和加速器管，以产生文丘里管作用。空气循环阀门使得该上腔室在降压空间和增压空间之间转换。加速器管排至各自的输送管线。喷射器组件空气经由空气控制阀供应。各个输送管线各自均有排放装置端口，该排放装置端口使得空气能够输入管线。通过气动PLC和气动计时器来控制已完成的加载循环和排出循环。通过操作PLC来停用一对罐或一对罐中的一个罐，输出可以变化大小。

以具有4个罐的基底面为代价获得输出的可调节性(scalability)。

发明内容

一方面，本发明主要在于一种气动排空泵，该气动排空泵包括：

进口组件，该进口组件具有进口阀门和可选择性操作的吹扫空气注入装置，该进口阀门插设在装料端口和接收来自物料供给装置的物料的进口之间，该可选择性操作的吹扫空气注入装置位于所述进口阀门的装料端口一侧上；

腔室，该腔室具有可选择的长度和基本不变的横截面并且具有排放末端和通向所述装料端口的装料末端；以及

输送组件，该输送组件具有：通向所述排放末端并且延伸至输送出口的通道，在所述排放末端和所述输送出口之间的所述通道内插设的输送阀门，通向在所述排放阀门和所述排放末端之间的所述通道的可选择性操作的文丘里管真空源，以及可选择性操作的排出空气注入装置，该排出空气注入装置位于所述排放阀门的下游并且利用来自文丘里管的排出空气；

压缩空气供给装置，其为所述文丘里管和吹扫空气注入装置提供供给；以及

控制装置，该控制装置用于协调所述文丘里管真空源、所述吹扫空气注入装置、所述排出空气注入装置和所述进口阀门和输送阀门的运行周期。

进口组件可设有到物料供给装置的任意适宜的连接。例如，进口组件的进口可被配置为通过偏心夹式接合装置(cam locking coupling arrangement)选择性地与料斗出口接合。为此目的，进口可被构造为诸如100mm名义内径(notional bore)(NB)的标准内径尺寸。在可调节性方面，料斗或其它物料供给装置可以包括歧管，以接收两个或更多个进口组件。

进口阀门可以是由所要泵送的物料所确定的任意类型。例如进口阀门可以是闸阀、球阀或者其他阀门。在钻井应用中，该阀门可以是刀闸阀门。优选地，进口阀门以气动方式操作，虽然设想的是该阀门可以以机电的方式或液压方式来操作。