用于預起動離心泵吸入口的起動閥系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種起動離心泵（14）的起動閥（18）包括閥組件（46），該閥組件將入口室（40）與出口室（42）分隔開。入口室流體地接合至離心泵的吸入口，并且出口室流體地接合至起動泵（12）?？刂崎y（36）被提供以操作閥組件，以使入口室與出口室流體地連接。在閥組件將入口室與出口室流體地連接的同時，起動泵可操作，以用水取代吸入口和離心泵中的空氣。
【專利說明】用于預起動離心栗吸入口的起動閥系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]根據(jù)美國法典第35篇第119條(e)款，本申請要求于2011年9月2日提交的美國臨時專利申請序列第61/530，622號的優(yōu)先權(quán)，并且將該美國臨時專利申請通過引證結(jié)合到本文中。
【背景技術(shù)】
[0003]為了使離心泵恰當?shù)毓ぷ鳎褂闷饎?priming)系統(tǒng)以用水來取代泵的吸入管線中的空氣。在水輸送系統(tǒng)(諸如消防卡車上所使用的那些水輸送系統(tǒng))中，當前起動系統(tǒng)包括起動泵和相應的起動閥，以用水來取代吸入管線和離心泵中的空氣。在一些情況中，離心泵包括定位在卡車上的單獨位置(例如，前部、后部、側(cè)部)中的多個吸入口。為了通過多個吸入口來處理起動離心泵，當前起動系統(tǒng)包括用于每個吸入口的單獨起動泵。這些起動系統(tǒng)實現(xiàn)和維護起來可能是昂貴的。在其它當前起動系統(tǒng)中，使用聯(lián)接裝置(例如，機械的或電的)將操作者控制面板與每個相關(guān)聯(lián)的起動閥接合。機械聯(lián)動裝置操作起來可能是繁瑣的，而與電磁閥的電聯(lián)接裝置操作起來可能需要大量的電流(例如，約70安培的數(shù)量級)。因此，對起動系統(tǒng)的改進將是有益的。
[0004]概要
[0005]本文提供的一個構(gòu)思涉及一種用于起動離心泵的起動閥，該起動閥包括將入口室與出口室分隔開的閥組件。入口室流體地接合至用于離心泵的吸入口，并且出口室流體地接合于起動泵。控制閥被提供以操作閥組件，以使入口室與出口室流體地連接。在一個特定的實施例中，控制閥可以操作成在閥組件上設置大氣壓力，該閥組件又使入口室與出口室流體地接合。在閥組件使入口室與出口室流體地連接的同時，起動泵可操作，以用水取代吸入口和離心泵中的空氣。
[0006]在另一個構(gòu)思中，一種起動閥系統(tǒng)包括起動泵和多個起動閥，這些多個起動閥與起動泵和具有多個吸入口的離心泵流體地接合。每個起動閥與多個吸入口中的一個流體地接合。控制系統(tǒng)接合于多個起動閥中的每個以控制其操作。當所選的起動閥選擇性地操作至打開位置并且起動泵選擇性地操作至接通位置時，空氣從與所選的起動閥相對應的吸入口抽出，并且水通過該吸入口到達離心泵。
[0007]在又一個構(gòu)思中，一種起動離心泵的方法包括接通(access)起動閥系統(tǒng),該起動閥系統(tǒng)具有起動泵和與起動泵流體地接合的多個起動閥。將起動閥中的一個選擇性地轉(zhuǎn)換到打開位置。操作起動泵，以便通過所選的起動閥從吸入口抽取空氣并且將水抽入吸入口中。
[0008]附圖的簡沭
[0009]圖1是起動系統(tǒng)的示意圖。
[0010]圖2是起動閥的等距視圖。
[0011]圖3是處于第一關(guān)閉位置中的圖2的起動閥的剖視圖。
[0012]圖4是處于第二打開位置中的圖2的起動閥的剖視圖。[0013]圖5是用于操作起動系統(tǒng)的開關(guān)的側(cè)視圖。
[0014]圖6是操作起動系統(tǒng)的示例性方法的流程圖。
[0015]詳沭
[0016]圖1是起動閥系統(tǒng)10的示意圖,該起動閥系統(tǒng)具有與離心泵14接合的起動泵12。多個吸入口 16 (表示為11-14)與起動泵12和離心泵14流體地接合。特別地，多個導管或管線(總體地表示在17處)在多個吸入口 16中的每個與離心泵14之間延伸。此外，多個導管或管線(總體地表示在19處)使多個吸入口 16與起動泵12流體地接合。多個起動閥18(表示為V1-V4)流體地定位在多個吸入口 16中的每個與起動泵12之間，以便有助于選擇性起動相應的吸入口 16和離心泵14。
[0017]多個閥18中的每個可在打開位置與關(guān)閉位置之間操作，打開位置允許起動泵12從閥的相應吸入口去除空氣，關(guān)閉位置關(guān)閉從相應吸入口到起動泵12的流體流動?？刂葡到y(tǒng)20與起動泵12和多個起動閥18可操作地連接。在一個特定的實施例中，控制系統(tǒng)20被構(gòu)造成將信號提供給起動泵12以控制操作并且將信號提供給多個閥18以選擇性地打開和關(guān)閉每個閥。
[0018]在一個實施例中，系統(tǒng)10是與消防卡車的水輸送系統(tǒng)一起使用的起動系統(tǒng)。各個吸入口 11-14中的每個可以定位在卡車的不同位置上。例如，吸入口 11-14可包括主罐吸入口、前部吸入口、側(cè)部吸入口、后部吸入口和/或它們的組合。在可替代的實施例中，吸入口的數(shù)量可以是單個吸入口或任何數(shù)量的多個吸入口而不需要包括4個吸入口。無論吸入口的數(shù)量是多少，起動系統(tǒng)10 (并且特別是控制系統(tǒng)20)能夠獨立地操作每個吸入口 11-14，以起動待使用的離心泵14和各個吸入口。在一個示例性的實施例中，起動泵12是這樣的正排量泵(positive displacement pump,容積式泵)，即，該正排量泵操作以從待使用的吸入口去除空氣。一旦閥被選擇且被操作，則其它閥保持關(guān)閉，以允許起動泵12起動與所選的閥相對應的吸入口。當完成起動離心泵14時，相關(guān)聯(lián)的起動閥被關(guān)閉。
[0019]離心泵14可采用各種形式并且如傳統(tǒng)離心泵那樣操作，該傳統(tǒng)離心泵具有向通過多個吸入口 16中的一個進入離心泵的水提供離心力的葉輪，所述水最終通過出口 24流出。當與消防卡車一起使用時，離心泵14可根據(jù)期望從消防卡車發(fā)動機獲取旋轉(zhuǎn)動力或者被單獨地驅(qū)動。
[0020]在操作起動系統(tǒng)10之前和之后，起動泵12處于斷開位置中，并且多個閥18中的每個均處于關(guān)閉位置中。因此，起動泵12以及延伸到多個閥18中的每個的導管19被保持在恒定的壓力下并且與環(huán)境空氣流體地隔離開。在操作期間，多個吸入口 16中的至少一個接合于水源，以向離心泵14提供水。另外，起動泵12被切換至接通位置，并且多個閥18中的一個轉(zhuǎn)換到打開位置。例如，為了起動吸入口 Il和離心泵14，相應的起動閥Vl被轉(zhuǎn)換到打開位置。起動泵12然后操作以從離心泵14和吸入口 I1、以及在離心泵與吸入口之間延伸的任何導管去除空氣。特別地，操作者觸發(fā)接合于起動閥VI和起動泵12的控制開關(guān)。該開關(guān)接通起動泵12并打開閥VI，使得空氣可從吸入口 Il到達起動泵12并且排出到環(huán)境空氣。起動泵12的操作迫使空氣離開吸入口 II，使得離心泵14被起動。在離心泵14被起動之后，起動閥VI可被關(guān)閉，離心泵14進而可被正確地操作以根據(jù)期望連續(xù)地輸送水。
[0021]圖2-4示出了示例性的起動閥18,該起動閥可用作上面討論的起動系統(tǒng)10中的閥V1-V4中的任一個。起動閥18包括殼體30，該殼體限定多個入口端口 32 (這些入口端口中的一個示出于圖2中)、出口端口 34和控制閥36。雖然閥18被示出為具有多個入口端口 32，但是閥18可僅包括單個入口端口。在一個實例中，多個端口可用于提供與各種尺寸的閥18的連接。在任何情況下，端口 32中的一個或多個流體地接合于系統(tǒng)10的相應吸入口 16 (圖1)。此外，出口端口 34通過導管19 (圖1)流體地接合于起動泵12。控制閥36通過合適的連接器38電連接于控制系統(tǒng)20 (圖1)，并且被構(gòu)造成流體地接合于環(huán)境空氣。連接器38電接合于操作者開關(guān)(在圖5中示出)，以便促進閥的操作。當操作開關(guān)時，控制閥36操作以使入口端口 32與出口端口 34流體地連接。因此，起動泵12可被操作，以用水取代接合于入口端口 32的吸入口 16中的空氣。
[0022]如最佳地示出于圖3和4中的，殼體30進一步限定入口室40、出口室42和控制室44。多個入口端口 32流體地接合于入口室40。類似地，出口端口 34流體地接合于出口室42，而控制閥36流體地接合于控制室44?？刂崎y36可選擇性地使控制室44暴露于環(huán)境空氣(并因此暴露于大氣壓力)，以選擇性地打開和關(guān)閉閥組件46。當控制閥36處于如圖3中所示的關(guān)閉位置中時，控制室44與環(huán)境空氣隔離開。進而，閥組件46也處于關(guān)閉位置中，使得出口室42與入口室40流體地隔離開。相反地，當控制閥36處于如圖4中所示的打開位置中時，控制室44通向環(huán)境空氣。進而，閥組件46處于打開位置中，使得出口室42通向入口室40。因此，空氣可通過第一室40、第二室42并進入起動泵12中。
[0023]所示實施例中的控制閥36是這樣的電磁閥，即，該電磁閥操作以使控制室44與環(huán)境空氣選擇性地流體地連接/斷開。為此，控制閥36包括入口 50、軸52、活塞54和偏壓元件56 (例如,彈簧)?；钊?4利用合適的卡環(huán)(snap ring) 57接合于軸52。在活塞54的與入口 50相對的側(cè)部上，通路58使控制閥36與出口室42接合。第一密封件(例如，O形環(huán))60被提供，以使活塞54密封流體地接合于空氣入口 50的臺肩62。以類似的方式，第二密封件(例如，O形環(huán))64被提供，以使活塞54密封流體地接合于通路58的臺肩66。
[0024]當控制閥36處于如圖3中所示的關(guān)閉位置中時，偏壓元件56作用在臺肩68上，以推動密封件60抵靠臺肩62，從而密封空氣入口 50，從而阻止環(huán)境空氣通過通路70進入控制室44?？刂剖?4因此通過通路58與出口室42流體地接合。當控制閥36處于打開位置中時，如圖4中所示，控制閥36工作，以推動軸52和活塞54遠離入口 50，將密封件64壓在臺肩66上。因此，環(huán)境空氣可通過通路70進入通過入口 50并到達控制室44中。該環(huán)境空氣在向下方向上推動閥組件46，使入口室40通向出口室42。
[0025]特別地，閥組件46包括將出口室42與控制室44流體地分隔開的隔膜80、板82、偏壓元件84(例如，彈簧)、保持元件86、閥桿88和閥座90。緊固件92和墊圈94使隔膜80和板82接合于閥桿88。偏壓元件84定位在保持元件86與板82之間。當控制閥36處于圖3的關(guān)閉位置中時，密封件60被壓在臺肩62上，使輸出室42和控制室44流體地接合。在出口室42與控制室44之間沒有壓力差的情況下，偏壓元件84朝向控制閥36推動板82和隔膜80，迫使室44中的空氣進入通路58中。
[0026]當控制閥36處于圖4的打開位置中時，密封件64被壓在臺肩66上。當出口室42經(jīng)受來自起動泵12的負壓時，環(huán)境空氣進入入口 50并且通過通路70，以迫使隔膜80偏斜且壓縮偏壓元件84，移動閥桿88以脫離與閥座90的接觸。因此，在起動泵12的操作期間，空氣被允許通過入口端口 32中的一個從相應的吸入口進入入口室40中、進入出口室42中并且通過出口端口 34。特別地，在控制閥36處于打開位置中且泵12處于操作中的情況下，出口室42中的由起動泵12造成的負壓在控制室44 (其通過入口 50而通向環(huán)境空氣)與出口室42之間形成壓差。該壓差促使隔膜80向下偏斜，將閥桿88從與閥座90的接合中釋放，使入口室40流體地接合于出口室42。
[0027]圖5示出了在操作起動閥18和起動泵12中的一個時使用的開關(guān)100。如所示的，開關(guān)100是按鈕開關(guān)，其中操作者可按下并保持開關(guān)100，以實現(xiàn)控制閥36的打開以及起動泵12的操作。為此，開關(guān)100可為單擲雙極開關(guān)，其包括連接器102、104和106。在一個實例中，連接器102與連接器38 (圖3和4)接合以操作控制閥36。只要開關(guān)100被按下，控制閥36保持打開以允許離心泵14的起動。以類似的方式，連接器104連接于起動泵12，使得開關(guān)100的操作啟動起動泵12的操作。連接器106可與控制系統(tǒng)20接合，以提供開關(guān)100處于操作中的信號。
[0028]圖6是用于操作起動系統(tǒng)10的示例性方法的流程圖,其中使用閥Vl和吸入口 Il來起動離心泵14。附加地參照圖1，方法150開始于步驟152，其中起動泵12處于斷開位置中，并且多個起動閥18中的每個都處于關(guān)閉位置中。因此，起動系統(tǒng)10與環(huán)境空氣流體地隔離開并且保持恒定的壓力。在步驟154，將吸入口 Il接合于水源。吸入口 Il用點劃線示出，以表明其與水源接合。
[0029]在步驟156，使控制開關(guān)100 (圖5)操作以打開閥Vl (也以點劃線示出)并將起動泵12切換到接通位置。在該步驟中，使相應的控制閥36打開以使閥Vl的相應控制室44暴露于環(huán)境空氣，允許空氣從入口室40到達出口室42。接著，在步驟158，起動泵12操作以從吸入口 Il去除空氣。特別地，起動泵12操作，以沿空氣路徑A1、A2和A3泵送空氣，如圖1中所示。
[0030]在步驟160，當空氣離開吸入口 Il時，沿水路徑Wl和W2從水源泵送水以到達離心泵14。水將繼續(xù)沿路徑Wl和W2流動，直到離心泵14內(nèi)的壓力達到表明離心泵14被起動的值。在步驟162使離心泵14接通，以沿水路徑W3將水泵送至出口 24。一旦離心泵14處于操作中，方法150可回到步驟152，其中，起動泵12處于斷開位置中，并且起動閥18處于關(guān)閉位置中。在一個實例中，開關(guān)100可由操作者釋放，所述操作者關(guān)閉相應的控制閥36，使閥Vl移動到圖3的關(guān)閉位置。
[0031]雖然已參照優(yōu)選實施例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可對形式和細節(jié)進行改變。
【權(quán)利要求】
1.一種用于起動離心泵的起動閥，包括: 殼體，限定入口室和出口室，所述入口室適于接合至所述離心泵的吸入口，并且所述出口室適于接合至起動泵； 閥組件，流體地定位在所述入口室與所述出口室之間；以及 控制閥，能操作地接合至所述閥組件，以使所述入口室流體地連接至所述出口室，使得所述起動泵能從所述吸入口和所述離心泵去除空氣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的起動閥，其中，所述控制閥是接合在所述殼體中的控制室與環(huán)境空氣之間的電磁閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的起動閥，其中，所述殼體進一步限定能選擇性地與所述出口室和環(huán)境空氣接合的控制室。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的起動閥，進一步包括將所述出口室與所述控制室流體地分隔開的隔膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的起動閥，其中，所述隔膜接合于所述閥組件，使得當所述隔膜遠離所述控制室而偏斜時，所述閥組件打開以允許空氣從所述入口室到達所述出口室。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的起動閥，其中，所述控制閥包括具有第一密封件和第二密封件的活塞，所述第一密封件被構(gòu)造成相對于所述出口室密封所述控制室，所述第二密封件被構(gòu)造成相對于環(huán)境空氣密封所述控制室。
7.一種能與具有多個吸入口的離心泵接合的起動閥系統(tǒng)，包括:起動泵； 多個起動閥，每個起動閥均與所述離心泵的所述多個吸入口中的一個吸入口流體地接合，所述多個起動閥中的每個起動閥均與所述起動泵流體地接合；` 控制系統(tǒng)，接合至所述多個起動閥中的每個起動閥，以選擇性地使所述多個起動閥中的每個起動閥在打開位置與關(guān)閉位置之間轉(zhuǎn)換，其中，當所述多個起動閥中的一個起動閥轉(zhuǎn)換到所述打開位置時并且在所述起動泵的操作期間，空氣從與所述多個起動閥中的所述一個起動閥相對應的吸入口抽出。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，所述多個起動閥中的每個起動閥均包括控制室和控制閥，所述控制閥被構(gòu)造成當所述起動閥處于所述打開位置中時將所述控制室流體地接合至環(huán)境空氣。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，所述多個起動閥中的每個起動閥均包括出口室和導管，所述導管將所述出口室與所述起動泵流體地接合，并且此外其中，當所述多個起動閥中的每個起動閥均處于所述關(guān)閉位置中并且所述起動泵處于斷開位置中時，每個導管、每個出口室和所述起動泵與環(huán)境空氣流體地隔離開。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，所述控制系統(tǒng)包括與所述多個起動閥中的每個起動閥和所述起動泵接合的多個開關(guān)。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，所述多個起動閥中的每個起動閥均包括: 殼體，限定入口室和出口室，所述入口室適于接合至所述離心泵的相關(guān)聯(lián)的吸入口，并且所述出口室適于接合至所述起動泵； 閥組件，流體地定位在所述入口室與所述出口室之間；以及 控制閥，連接至所述控制系統(tǒng)，所述控制閥能操作地接合至所述閥組件以使所述入口室流體地連接至所述出口室，使得所述起動泵能從所述相關(guān)聯(lián)的吸入口和所述離心泵去除空氣。
12.—種起動具有多個吸入口的離心泵的方法，包括: 提供具有起動泵和多個起動閥的起動系統(tǒng)，所述多個起動閥中的每個起動閥均流體地接合至所述多個吸入口中的一個吸入口； 使所述多個起動閥中的一個起動閥通向環(huán)境空氣；以及 操作所述起動泵，以從與所述多個起動閥中的所述一個起動閥相對應的吸入口去除空氣。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，進一步包括: 使所述吸入口接合至水源；以及 通過所述吸入口將水提供給所述離心泵。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，進一步包括: 操作所述離心泵，以使水轉(zhuǎn)移到出口。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，進一步包括: 關(guān)閉所述多個起動閥中的所述一個起動閥；以及 使所述起動泵切換到斷開位置。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，進一步包括: 使所述多個起動閥和所述起動泵與環(huán)境空氣流體地隔離開。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，進一步包括: 操作控制系統(tǒng)的開關(guān)，以打開所述多個起動閥中的所述一個起動閥并且接通所述起動栗。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述多個起動閥中的每個起動閥均包括: 殼體，限定入口室和出口室，所述入口室適于接合至所述離心泵的相關(guān)聯(lián)的吸入口，并且所述出口室適于接合至所述起動泵； 閥組件，流體地定位在所述入口室與所述出口室之間；以及 控制閥，能操作地接合至所述閥組件，以使所述入口室流體地連接至所述出口室，使得所述起動泵能從所述相關(guān)聯(lián)的吸入口和所述離心泵去除空氣。
【文檔編號】F04D9/00GK103827501SQ201280042077
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2012年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月2日
【發(fā)明者】大衛(wèi)·威廉·約翰松 申請人:沃特勞斯公司