CN106051461A - 流体循环*** - Google Patents

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Abstract

一种流体循环***，所述流体循环***被构造成用于将流体从流体容器循环到一机械并且返回至流体容器。流体循环***包括具有泵入口和泵出口的第一流体泵送设备。入口与流体容器连通。该***还包括用于至少部分地容纳所述机械的壳体。壳体与泵出口连通。另外地，返回导管被定位成允许流体从壳体流动到流体容器。该***进一步地包括被构造成用于将空气引入流体中的空气引入设备。流体循环***没有或未设置第二流体泵送设备。

Description

流体循环***
技术领域
本发明涉及流体循环***。特别地，本发明涉及在未使用专用泵送设备的情况下用于返回流体的流体循环***。
发明内容
在一个实施例中，本发明提供一种流体循环***，该流体循环***被构造成用于将流体从流体容器循环到一机械并且返回至流体容器。流体循环***包括具有泵入口和泵出口的第一流体泵送设备。所述入口与流体容器连通。该***还包括用于至少部分地容纳所述机械的壳体。壳体与泵出口连通。另外地，返回导管被定位成允许流体从壳体流动到流体容器。该***进一步地包括被构造成用于将空气引入流体中的空气引入设备。流体循环***没有或未设置第二流体泵送设备。
在另一实施例中，本发明提供一种流体循环***，该流体循环***被构造成用于将流体从流体容器循环到一机械并且返回至流体容器。流体循环***包括具有泵入口和泵出口的流体泵送设备。所述入口与流体容器连通。壳体被包括以用于至少部分地容纳所述机械。壳体与泵出口连通。该***还包括被构造成用于允许流体从泵出口流动至壳体的第一导管。返回导管被构造成用于允许流体从壳体流动到流体容器。并且，空气引入设备定位在第一导管处。第二导管被连接在空气引入设备和空气源之间。
在另一实施例中，本发明提供一种将流体从流体容器循环到一机械并且返回至流体容器的方法。该方法包括将流体从流体容器移动到至少部分地容纳所述机械的壳体，以及在流体移动到壳体时将空气引入流体中。该方法还包括在流体进入壳体中时将空气从流体分离，并且从而增加壳体中的内压力。此外，该方法包括在壳体中的流体中润滑所述机械的部分，以及通过所述内压力将流体从壳体排出到流体容器。
通过考虑详细描述和附图，本发明的其它方面将变得显而易见。
附图说明
图1是具有空气引入设备的流体循环***的示意图。
图2是具有图1的空气引入设备的另一流体循环***的示意图。
图3是具有另一空气引入设备的流体循环***的示意图。
图4是具有又一空气引入设备的流体循环***的示意图。
图5是具有多个壳体和空气引入设备的流体循环***的示意图。
图6是具有多个壳体和空气引入设备的另一流体循环***的示意图。
具体实施方式
在任一实施例被具体地描述之前，应该理解，在其应用上，本发明不被限制到在下文描述中阐述或在下文附图中图示的部件的布置和构造的细节。本发明能够支持其它实施例并且以各种方式被实践或被执行。
图1和2示意性地图示了用于将流体12(例如，油或另一润滑/冷却介质)从流体容器18循环到一机械的流体循环***10，所述机械例如为往复或转动机械(例如，马达或发动机)或要求润滑或冷却的其它机械，所述机械至少部分地被包封在壳体14中，壳体14被密封以容纳内压力。流体循环***10可以包括一个或多个流体泵送设备22。如图所示，流体泵送设备22(如，泵)和空气引入设备26定位在流体容器18和壳体14之间。泵22具有包括入口的吸入侧30和包括出口的排放侧34。入口导管或入口管道38将流体容器18与泵22的吸入侧30连接。排放导管或排放管道42在泵22的排放侧34和壳体14之间延伸。返回导管或返回管道46将壳体14与流体容器18连接，并且包括回流阻止装置或止回阀50。
流体容器18限定部分地填充有流体12和部分地填充有空气的体积或空间，并且包括与返回导管46连通的入口64和与入口导管38连通的出口68。
可以成文丘里管式注射器形式的空气引入设备26定位在排放导管42中，并且经由辅助导管72与流体容器18连通，辅助导管72被构造成具有回流阻止装置或止回阀76。辅助导管72将空气引入设备26连通到流体容器18中的空气。可替换地，导管72可以连接到独立的清洁干燥空气源。在图1和2的实施例中，作为常规文丘里管式注射器的空气引入设备26包括入口、出口和在入口以及出口之间的缩颈部，所述缩颈部具有用于连接到导管72的吸入孔。
壳体14具有与排放导管42连通的入口124和与返回导管46连通的出口128。在图1的实施例中，入口124大致定位在壳体14的上部132处或附近，并且出口128定位在壳体14的下部136处，位于壳体基部138上方的高度H处，下文将更详细地描述该布置的意义。
在操作中，泵22通过流体容器18的出口68将流体12泵送进入第一导管38中。泵22增加流体压力并且将流体12引导到排放导管42。当流体12进入空气引入设备入口中时，空气引入设备26减少流体12在缩颈部处的静压力，如所已知。低压流体12将大气中的空气从流体容器18(或从另一源)引入导管72中并且通过导管72，其中空气被夹带在通过的流体12中以形成空气-流体混合物。在设备26中，空气-流体混合物恢复失去的部分静压力并且流动到壳体14的入口124。
当空气-流体混合物进入壳体14中时，夹带的空气从流体分离并且，由于密度差，空气聚集在壳体14的上部132中，同时流体12润滑和/或冷却转动部件并且聚集在下部136中。随着额外的空气随着进入的空气-流体混合物而进入壳体14中，壳体14中的压力积累，该压力对壳体中的体积或空间加压并且因此对聚集的流体12加压。一旦壳体14中的内压力达到足够的强度，则聚集的流体通过出口128从壳体14排出并且进入返回导管46中。具体地，通过定位在基部138上方高度H处的出口128，流体12聚集在壳体14中，直到流体12达到高度H，在该点处，具有足够的施加的压力，流体12抵抗返回导管46中的背压或反压力(back pressure)而被推压通过出口128。在一些实施例中，出口128可以连接到壳体14中的汲取管，汲取管从出口128向下延伸小于或等于高度H的距离。可替换地，出口128可以定位在壳体14的基部138处，如图2所示。
在任一构造中，1)存在于返回导管46中的背压或反压力(该背压或反压力通常为容器18在出口128上方的高度D和本领域的技术人员已知的其它因素的函数)、2)相对于下部136中聚集的流体的液位的出口(或汲取管的开口)高度H、和3)在壳体14中出现的、通过引入空气而生成的压力之间的关系，将表示聚集的流体12将开始在返回导管46中流动以返回至流体容器18的条件。举例，在一个实施例中，出口128可以被定位在壳体14的基部138处(见图2)，流体12仍将首先聚集在下部136中，并且仅当通过引入和收集空气而在壳体14中出现的压力超过返回管线46中的背压或反压力时，流体被从壳体14驱动。在一些应用中，在壳体14中出现的压力可以大于5磅/平方英寸，并且更具体地可以大于10磅/平方英寸，和/或可以在从约5磅/平方英寸至15磅/平方英寸的范围。在操作过程中通过注射器26引入的空气的速度可以小于十个标准立方英尺每小时，并且更具体地，该速度可以在从约七个标准立方英尺每小时到十个标准立方英尺每小时的范围内。
返回至流体容器18的流体12保持在流体容器18中以用于再循环，并且流体冷却器或其它的流体调节设备(未示出)可以被用于18容器18中或容器18外，以处理流体12。
根据一个实施例，流体循环***10仅包括一个流体泵送设备22，并且在未在返回导管46或壳体14中使用单独的驱动设备(例如，返回泵或扫气泵)的情况且另外地在没有使用基于重力的排水装置的情况下，该***通过在壳体14中生成压力作为驱动力，完成流体12的再循环。在循环流体需要较少的活动部件的情况下，该***提供了减少的安装和维护成本。另外地，如本文中讨论，从壳体14排出流体在***10中减少了与流体相关的阻力损耗(即，由于往复机械或转动机械至少部分地在流体容器中移动而造成的损耗)。在其它的实施例中，流体循环***10可以包括多个流体泵送设备22。
其它的空气引入技术可以用于将空气引入流体流中。参见图3，在泵22的排放侧34与排放导管42连通的压缩机200用作替换的空气引入设备。可以从如图示的流体容器18中的空气，或从另一源，得到用于压缩机200的源空气。处于高于排放导管42中的静压力的压力下的压缩空气可以被引入或以其它方式分布进入流体12中，以产生前述的空气-流体混合物。
在其它的实施例中，空气可以被引入在泵22的吸入侧30处的入口导管38。例如并且如图4所示，单独的导管204可以从流体容器18或其它的空气源延伸至泵22的入口处的一位置，该入口在操作过程中处于足够低压力下以引起来自空气源的流动。在一些应用中，根据可在泵处获得的入口压力并且鉴于可能出现的操作泵的问题(例如，气穴现象问题)，文丘里管式注射器可以定位在泵22的吸入侧30。多个空气引入设备因此可以被构造成用于在泵22的吸入侧30或排放侧34使流体12与空气混合，以产生上述空气-流体混合物。
然而，除了空气如何引入流体12中的不同，图3和4的***如上关于图1和2描述的那样操作。
在其它的实施例中(图5和6)，往复机器或回转机器可以向齿轮组或其它的减速装置输出动力，使得壳体14被联接或连接到第二壳体208。举例，第二壳体208可以包括行星齿轮装置(未示出)。虽然未在图5和6中示出，但是驱动轴在壳体14和第二壳体208之间延伸，以在其中的装置之间传输动力。高压密封件210密封壳体14与第二壳体208，并且减少流体12从壳体14至第二壳体208的泄漏。
在图5的实施例中，定位在排放导管42中的空气引入设备26经由辅助导管212与第二壳体208连通，辅助导管212直接地延伸到壳体208中或经由附接至出口220的被单独地连接的汲取管216延伸到壳体208中。汲取管被定位成与壳体208的基部230离开一距离(H’)，该距离对应于壳体208中需要的流体的最大液位。附加的导管234通过入口238将流体容器18(或另一空气源)中的空气连通到第二壳体208的内部。
在图5的***的操作过程中，预期流体12可以从具有较高压力的壳体14泄漏并且聚集在壳体208中。在设备26的缩颈部处出现的较低压力通过导管212或汲取管216将第二壳体208的内容物(所述内容物可以包括流体12和空气)的一部分引入设备26中，并且进入排放导管42中，其中该部分被夹带在经过的流体12中以形成空气-流体混合物。具体地，通过定位在基部230上方高度H’处的汲取管216，流体12聚集在第二壳体208中，直到流体12达到高度H’，在高度H’处，流体12经由引入作用被从第二壳体208有效地被排除或移除并且通过空气引入设备26最终被再引入循环***中。从壳体208移除的流体/空气的体积由通过导管234的空气替代。
在另一实施例中(图6)，代替地，排放导管42在设备26的下游分开，并且进入两个壳体14和208中，其中壳体208现在被密封以容纳内压力。来自每个壳体14、208的出口导管250、254都分别地包括单独的回流阻止装置或止回阀258、262，并且将相应的壳体14、208连接到返回管线46。还参照图6，出口220可以定位在壳体208的基部230处，但是在其它的实施例中，出口220可以在基部230上方的高度(例如，高度H”)处定位在上部266和下部270之间，在构造上类似于图1图示的壳体14的出口128。
除了空气-流体混合物进入壳体14、208二者中之外，图6的***的操作类似于上文关于图1和2描述的操作(考虑图5的往复机械或转动机械和所连接的齿轮组)，其中如前所述，压力增加出现，以抵抗返回导管46中的背压或反压力而从壳体14、208排出流体12。该***不必被构造成使得在壳体14、208中的每一个中出现相同的压力。
在以下权利要求中阐述本发明的多个特征和优点。

Claims (19)

1.一种流体循环***，所述流体循环***被构造成用于将流体从流体容器循环到一机械并且返回至流体容器，所述流体循环***包括：
第一流体泵送设备，所述第一流体泵送设备具有泵入口和泵出口，所述入口与流体容器连通；
壳体，所述壳体用于至少部分地容纳所述机械，所述壳体与所述泵出口连通；
返回导管，所述返回导管定位成允许流体从壳体流动到流体容器；和
空气引入设备，所述空气引入设备被构造成用于将空气引入所述流体中，其中所述流体循环***未设置第二流体泵送设备。
2.根据权利要求1所述的流体循环***，其中，所述空气引入设备定位在泵出口和壳体之间。
3.根据权利要求1所述的流体循环***，其中，所述空气引入设备定位在流体容器和泵入口之间。
4.根据权利要求1所述的流体循环***，其中，所述空气引入设备与流体容器流体连通。
5.根据权利要求1所述的流体循环***，其中，所述空气引入设备是文丘里管式注射器。
6.根据权利要求1所述的流体循环***，其中，所述空气引入设备包括压缩机。
7.根据权利要求1所述的流体循环***，进一步包括第二壳体，所述第二壳体用于至少部分地容纳连接到所述机械的齿轮组，所述第二壳体的内部与泵出口连通。
8.一种流体循环***，所述流体循环***被构造成用于将流体从流体容器循环到一机械并且返回至流体容器，所述流体循环***包括：
流体泵送设备，所述流体泵送设备具有泵入口和泵出口，所述入口与流体容器连通；
壳体，所述壳体用于至少部分地容纳所述机械，所述壳体与泵出口连通；
第一导管，所述第一导管被构造成用于允许流体从泵出口流动至壳体；
返回导管，所述返回导管被构造成用于允许流体从壳体流动到流体容器；
空气引入设备，所述空气引入设备被定位在第一导管处；和
第二导管，所述第二导管被连接在空气引入设备和空气源之间。
9.根据权利要求8所述的流体循环***，其中，空气引入设备是文丘里管式注射器。
10.根据权利要求9所述的流体循环***，其中，文丘里管式注射器包括连接到第二导管的吸入口。
11.根据权利要求8所述的流体循环***，其中，空气源是压缩空气。
12.根据权利要求8所述的流体循环***，其中，所述流体泵送设备是流体循环***中仅有的泵送设备。
13.一种用于将流体从流体容器循环到一机械并且返回至所述流体容器的方法，所述方法包括下述步骤：
将流体从流体容器移动到至少部分地容纳所述机械的壳体中；
在所述流体移动至壳体时，将空气引入所述流体中；
在所述流体进入壳体中时将空气从流体分离，从而增加壳体中的内压力；
通过壳体中的流体润滑所述机械的部分；以及
通过所述内压力将所述流体从壳体排出至流体容器。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，在所述流体移动至壳体时将空气引入流体中的步骤包括使用文丘里管式注射器将空气引入所述流体中。
15.根据权利要求13所述的方法，其中，在所述流体移动至壳体时将空气引入流体中的步骤包括将压缩空气引入所述流体中。
16.根据权利要求13所述的方法，其中将所述流体从流体容器移动至壳体的步骤包括通过泵移动所述流体，并且其中在所述流体移动至壳体时将空气引入所述流体中的步骤包括将空气引入邻近所述泵的吸入侧的流体中。
17.根据权利要求13所述的方法，其中将空气引入所述流体中的步骤包括从流体容器引起气流。
18.根据权利要求13所述的方法，其中通过所述内压力将所述流体从壳体排出至流体容器的步骤包括通过大于5磅/平方英寸的内压力将所述流体从壳体排出。
19.根据权利要求13所述的方法，其中将空气引入所述流体中的步骤包括以小于10个标准立方英尺每小时的速度将空气引入所述流体中。
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