[发明专利]用于液体泵送的设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及气体提升泵设备和通过气体提升来泵送液体的方法。特别地，但非排他性地，本发明的某些实施例涉及在液体储舱/储罐中的液体的循环。

背景技术

存在诸如斑马贻贝/沙筛贝这样的水生公害物种（ANS）在海洋船只的压载舱中在地区之间诸如在不同国家的港口之间运输的问题。水生公害物种可以被定义为威胁到当地物种的多样性或丰富性、受影响水域的生态稳定性或者商业、农业、水产养殖或娱乐活动的水生、非当地生物体。已提出了防止ANS侵入环境的多种措施，包括在船只进入到对ANS敏感的区域之前在海上清洗压载舱。

然而，清洗压载舱需要排空并且再填充压载舱。将了解到这个程序可能对于特别是在风大浪急的海中的船只的稳定性带来不利影响并且在某些情况下是不当的。

发明内容

本发明的一方面提供这样的设备，即一种气体提升泵设备，其包括：管柱，其配置为至少部分地浸没在舱的液体介质中，并且所述管柱在使用中具有基本上直立部分，所述液体介质可以通过气体提升而泵送穿过所述基本上直立部分；以及流体递送装置，其用于在所述管柱的第一位置处将气态流体流动递送到所述管柱内，其中所述管柱包括提升部分，所述提升部分具有基本上连续的无穿孔的壁和穿孔部分，所述穿孔部分为具有穿孔壁的一部分，所述管柱的提升部分在所述管柱的第一位置与所述穿孔部分之间延伸；以及其中所述流体递送装置可操作以将气态流体流动递送到所述管柱内使得所述气态流体在进入所述穿孔部分之前通过所述提升部分上升，其中所述提升部分配置为使得在使用时其小于或等于其30%的长度在所述液体介质的液位上方延伸。本发明还提出了这样的方法：一种在舱中循环液体介质的方法，包括：在第一位置处将气态流体流引入设置在所述舱中的气体提升泵的管柱中；通过允许所述气体在进入所述管柱的穿孔部分之前在所述管柱中上升第一距离来将所述液体介质泵送通过所述管柱的提升部分，所述管柱的提升部分为具有基本上连续的无穿孔的壁的部分，并且在所述第一位置与所述穿孔部分之间延伸，其中允许所述液体介质和/或所述气体在舱中的液体介质的液位上方不超过所述第一距离的30%的高度从所述管柱经所述穿孔部分传出。

根据设法保护的本发明的另一方面，提供了气体提升泵设备，其包括：

管柱，其在使用中具有基本上直立部分，液体介质可以通过气体提升而被泵送穿过基本上直立部分；以及

流体递送装置，其用于在管柱的第一位置处将气态流体的流动递送到管柱内，

其中管柱包括提升部分，提升部分具有基本上连续的无穿孔壁和穿孔部分，穿孔部分为具有穿孔壁的一部分，流体递送装置可操作以将气态流体的流动递送到提升部分内，其中气态流体在进入穿孔部分之前穿过提升部分上升第一距离。

穿孔壁表示壁具有形成于其中的至少一个孔口。有利地，穿孔部分具有形成于其壁中的多个孔口。

本发明的实施例具有以下优点：液体介质可以利用该设备在液体储舱中再循环，即使在储舱中的液位的深度在较宽深度范围波动。这是因为通过管柱泵送的液体可以从管柱通过管柱的穿孔部分中的穿孔而传出，如果管柱本身并未完全浸没于液体中。因此，无需液体在从管柱出来之前行进到管柱的自由（上）端，而是可以通过管柱壁利用穿孔从侧向离开管柱。

在某些布置中，该设备可操作以仅在第一位置处向管柱内递送气态流体的流动。换言之，并不存在气态流体向管柱内注入的其它位置。在某些实施例中，多个流体递送装置可以各自基本上在第一位置处向管柱内递送气态流体的流动。在某些替代布置中，除了第一位置之外，气态流体可以沿着管柱长度在一个或多个位置注入。

气态流体注入到提升部分内的特征允许设备在气体进入到管柱的穿孔部分之前建立液体通过管柱的泵送，其中在管柱中液体与管柱外部的液体之间的差压减小。

应了解本发明的实施例具有令人意想不到的优点：一旦建立了通过管柱的液体泵送，注入到管柱内的气体变得夹带于向上液体流动中并且在管柱中的液体在其向上上升时倾向于保留在管柱中。这是因为在管柱中的液体所经受的压头小于在管柱外侧的液体压头，这是由于在液体中气泡的存在减小了液体柱的质量。因此，夹带的气体倾向于保留在管柱内，在管柱中，其也经受较低压力。

并未通过管柱中的穿孔从管柱逸出的任何气体可以由于在管柱内侧的液体与管柱外侧的液体之间建立的反压力梯度而被抽吸回到管柱内。从管柱逸出的气体中的某些可以变得被截留在包围着管柱的边界区域或边界层中并且在这个边界区域内上升到液面。