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CN118715375A - 具有离心泵和混合单元的泵装置 - Google Patents

具有离心泵和混合单元的泵装置 Download PDF

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CN118715375A
CN118715375A CN202380022336.5A CN202380022336A CN118715375A CN 118715375 A CN118715375 A CN 118715375A CN 202380022336 A CN202380022336 A CN 202380022336A CN 118715375 A CN118715375 A CN 118715375A
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CN
China
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inlet
piston
flapper valve
fluid
pump device
Prior art date
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Application number
CN202380022336.5A
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延斯·哈尔德
克劳斯·弗雷泽里克森
本特·奥勒·埃姆达尔·多米诺
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Original Assignee
Grundfos Holdings AS
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Publication date
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Abstract

一种泵装置(1)，其包括离心泵(2)和混合单元(4)，两种流体在所述混合单元中被混合。混合单元(4)包括挡板阀(10)，该挡板阀被配置成在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一位置和第二位置，该挡板阀分别关闭混合单元的第一入口(7)和第二入口(8)。入口中的至少一个容纳可移动的活塞(13)，该活塞被偏置朝向与挡板阀接触。活塞具有至少一个活塞通路(15)或环形空间(23)，流体通过该活塞通路或环形空间以受控制的方式流入到混合单元。

Description

具有离心泵和混合单元的泵装置
技术领域
本发明涉及一种泵装置，其包括离心泵和用于混合来自第一流体源和第二流体源的流体的混合单元。特别地，本发明涉及一种泵装置，其包括至少一个活塞和挡板阀，，所述挡板阀被配置成保持在两个入口之间的中间位置，从而允许控制来自两个流体入口的流体之间的混合比。
背景技术
离心泵用于各种各样的应用，包括加热系统和冷却系统。对于这些应用中的一些，泵与分流器结合使用，该分流器与泵串联布置并且用于在来自两个不同流体源的入口之间切换，流体从这两个不同流体源被泵送。分流器通常包括挡板阀，该挡板阀能够在两个不同位置之间移动，在所述两个不同位置中，挡板阀一次关闭与一个流体源的连接，同时使另一个流体源完全打开。
对于一些应用，有必要混合来自两种不同流体源的流体，以获得期望的混合比，从而得到混合流体的参数的给定值。例如，当冷水和热水被混合以获得期望的水温，例如，用于加热或用于淋浴时就是这种情况。另一个示例是用于房间供暖和地板供暖的组合系统，其中在散热器中流动的水的温度通常高于用于地板供暖的水的温度，因此需要来自两个水供应源的不同混合比的水。在使用混合的系统中，这通常通过布置与泵串联的单独的混合单元来实现。
对于提到的所有类型的系统，有必要布置一个与泵串联的附加单元。这需要足够的空间，并且这也意味着附加单元以及连接元件通常在安装位置处与离心泵组装在一起。
因此，改进的泵装置将是有利的。
发明目的
本发明的一个目的是提供一种泵装置，利用该泵装置可以在流体流入离心泵之前将来自第一流体源和第二流体源的流体混合。
本发明的另一个目的是提供一种泵装置，以用于混合由离心泵泵送的两种流体，利用该泵装置，在安装到离心泵或与该离心泵成一体的混合单元中进行混合。
本发明的至少一些实施例的目的是提供一种泵装置，利用该泵装置可以获得比相应的现有技术的泵装置所能实现的由泵装置泵送的两种流体之间的混合比的更精确地控制。
本发明的至少一些实施例的另一个目的是提供一种泵装置，该泵装置比由两个或更多个串联组装或布置的单元组装的相应现有技术方案更紧凑。通过这种紧凑的设计，获得了许多优点，包括较低的材料用量、不需要互连件、较低的成本以及安装所需的较小空间。
本发明的至少一些实施例的另一个目的是提供一种泵装置，该泵装置更容易在使用现场安装，因为该泵装置能够作为预先组装单元或者准备就绪以作为一个单元安装的一体式单元提供。
本发明的另一个目的是提供现有技术的替代方案。
特别地，可以认为本发明的目的是提供一种解决现有技术的上述问题的泵装置。
发明内容
在本发明的第一方面，上述目的和多个其他目的旨在通过提供一种泵装置来实现，该泵装置包括：
离心泵，该离心泵具有用于接收待泵送流体的泵入口，以及
混合单元，该混合单元安装到离心泵或与该离心泵成一体，
其中，所述混合单元包括：
第一入口，该第一入口被配置成连接到第一流体供应源，
第二入口，该第二入口被配置成连接到第二流体供应源，
出口，该出口与泵入口流体连通，以及
挡板阀，该挡板阀被配置成在第一位置和第二位置之间移动：
该第一位置，所述挡板阀与第一入口的第一阀座接合，使得挡板阀关闭第一入口，同时提供第二入口和出口之间的流体连通，以及
在该第二位置，所述挡板阀与第二入口的第二阀座接合，使得挡板阀关闭第二入口，同时提供第一入口和出口之间的流体连通，
其中，第一入口和第二入口中的至少一个容纳活塞，该活塞：
被配置成沿着相应入口的内表面移动，
在使用期间被偏置朝向以与挡板阀接触，
设置有至少一个活塞通路或环形空间，该活塞通路或环形空间在活塞的面向相应流体供应源的端部和活塞的圆周表面的区域之间延伸，该区域：
在挡板阀与相应入口的阀座接合时由相应入口的内表面覆盖，
在挡板阀与相应入口的阀座脱离接合时延伸超出相应入口的内表面，并且
被设定形状和尺寸以提供流动通道，该流动通道经由活塞通路或环形空间的流通面积小于相应入口的横截面面积，并且
其中，挡板阀的位置是可控制的，并且挡板阀被配置成保持在第一位置和第二位置之间的中间位置，从而在泵装置的使用期间提供经由第一入口和第二入口流入离心泵的流体的相应混合比。
通过说明“挡板阀被配置成保持中间位置”，意味着挡板阀保持在中间位置，直到其主动地移动到另一位置，比如另一中间位置、第一位置或第二位置。
所提及的“环形空间”也可以被认为是具有环形形状的活塞通路。然而，为了更清楚地区分两种不同类型的实施例，从附图中可以更清楚地看出，使用了两个术语。
在本发明的一些实施例中，每个活塞包括环形空间，并且还包括：
活塞杆，该活塞杆被环形空间包围，
圆盘形活塞顶部，该圆盘形活塞顶部包括活塞的圆周表面，其中活塞顶部：
布置在活塞杆上，
朝向挡板阀面向，并且
在相对于容纳活塞的相应第一入口或第二入口的纵向轴线倾斜的平面中延伸，以及
至少一个导向元件，所述至少一个导向元件从活塞顶部延伸并且被配置成在使用期间引导活塞沿着相应入口的内表面的运动。
围绕活塞顶部使用的术语“圆盘形”意味着它在所述的倾斜平面中具有延伸部。活塞顶部的分别面向和远离挡板阀的表面可以是平面，比如平行的，或者它们中的一个或两个可以是非平面的，比如具有弯曲形状。所述形状将作为泵装置的给定应用的设计过程的一部分进行确定，以确保在负载分布和接触点方面都令人满意的运行。这影响了例如运动的精度、流体密封性和磨损的风险。设计通常通过使用计算机模拟和/或原型的物理测试来确定。
活塞通常是弹簧加载的，因此它被偏置朝向以与挡板阀接触。由此可以得出，只需要将挡板阀主动地移动到期望的位置，然后活塞通过弹簧的影响自动地执行相应的运动。
通过如上所述的活塞的设计及其相对于入口的布置，实现了流体流经活塞通路或环形空间，并经由圆周表面处的区域离开所述活塞通路或环形空间。因此，对于挡板阀的一些位置以及活塞的一些位置，活塞通路或环形空间的一部分将被关闭。因此，活塞通路或环形空间的流通面积通过改变挡板阀的相对于布置有活塞的入口的位置而改变。因此，通过使用根据本发明的泵装置，来自第一流体源和第二流体源的流体的流量及其产生的混合比由至少一个活塞本身的位置和通过至少一个相应的活塞通路或环形空间所产生的流体流动进行控制。
通过本发明，可以获得对经由第一入口和第二入口中的每一个流入混合单元中的流体的量的更精确的控制。这将结合附图进行更详细的解释。
在本发明的一些实施例中，混合单元在第一入口和第二入口的每一个中都包括活塞。替代地，仅在入口中的一个中具有活塞。通过在第一入口和第二入口的每一个中都具有活塞，可以更容易地确保对来自第一流体供应源和第二流体供应源的流体的混合比的精确控制。其中一个活塞可能就足够的实施例的一个示例是用于其中一种流体的供应量明显小于另一种流体的供应量，并且只需要精确控制这一较小的量的应用。
每个活塞(具有一个或两个)可以被布置在安装于相应入口中的插入件中，并且该插入件可以包括相应入口的阀座。插入件可以引导布置在其中的活塞的运动。在活塞被弹簧加载的实施例中，插入件也可以被用于将弹簧保持在正确的位置。这种至少一个插入件的另一个优点是，可以用不同于混合单元的壳体的另一种材料制造插入件，比如相对于在其中移动的活塞的材料具有所需摩擦特性的材料。另一个优点是，与没有此类插入件的情况相比，可以更容易获得入口的特定几何形状和尺寸公差。此外，通过在待安装在给定壳体中的相应活塞和一系列入口中进行选择，可以获得具有混合单元的壳体的固定设计的混合单元的入口的不同配置。
在本发明的一些实施例中，至少一个插入件可围绕纵向轴线倾斜，比如插入件可倾斜±3度，比如可倾斜±2度，比如可倾斜±1.5度，比如可倾斜±1度。这对于插入件包括阀座的实施例尤其有利。通过这种倾斜，更容易确保与通常进行枢转运动的挡板阀的表面紧密接合。当在第一位置和第二位置之间移动时，挡板阀可以例如枢转±10度的角度，比如±8度，比如±6度。挡板阀的精确角度定向提供了它所保持的实际中间位置，并且通过使用通常设置有O形环的可倾斜插入件，它们能够倾斜到匹配的角度定向，从而可以确保挡板阀和相应阀座之间的均匀接触压力。这提供了尽可能均匀分布的闭合力，从而也提供了尽可能紧密的接合。此外，这种设计可以降低挡板阀和阀座之间的局部接触压力。因此，它还降低了由于阀座上的作用力的不均匀分布而引起的磨损或其他可能损坏的风险。
挡板阀的位置可以通过使用电动马达(比如步进马达)来控制。这种电动马达的布置以及如何使用该电动马达来枢转挡板阀的示例将在附图中示出。
在本发明的当前优选实施例中，在使用期间，挡板阀的位置是可控制的，这取决于：
经由出口离开混合单元的流体的期望最终温度。
例如，这种控制可以由控制系统通过使用例如结合在P、PI、PD或PID控制器中的智能算法来定义挡板阀的某个位置来获得。替代地，其他控制器比如MPC(模型预测控制器)、前馈或模糊逻辑可能同样适用。
在本发明的一些实施例中，在使用期间，挡板阀的位置还可根据以下因素进行控制：
经由第一入口进入混合单元的流体的已知第一温度，和/或
经由第二入口进入混合单元的流体的已知第二温度。
对于此类实施例，在流入流体的温度变化的系统中获得期望的最终温度可能更快，因为附加信息使得在达到稳态之前控制系统需要更少的迭代次数。
例如，最后提及的这两个实施例可以用于供暖系统中，该供暖系统向散热器供应热水用于房间供暖，同时向地板供暖。与适用于地板供暖的水温相比，散热器通常需要更高的水温。然后，可以使用第一流体加热源将热水直接供应到房间供暖，其中，泵装置可以用于将热水与来自第二流体源的适量冷水混合，所述第二流体源通常是地板下供暖的回流，以满足系统的地板供暖部分的需求。然而，本发明可以用于希望以受控制的方式混合来自两种不同流体供应源的流体的任何系统。
当泵装置在使用中并且流体流经混合阀时，挡板阀的位置可以变化。因此，可以改变来自第一流体源和第二流体源的流体的混合比，并从而改变被泵送的流体的选择参数，而不必中断泵送。它还可以用于调节流体源处的流体的给定参数的变化。
挡板阀可以由橡胶材料或具有弹性的其他类型材料制成，以允许与第一阀座和第二阀座建立流体密封接合。
在本发明的一些实施例中，至少一个活塞和/或至少一个插入件(当存在时)已经通过3D打印进行制造。通过使用3D打印，可能比使用其他方法(比如注射成型)更容易获得至少一些特定的几何形状。使用3D打印来制造小批量的部件也可能是有利的。这里使用的措辞“至少一个”是因为如上所述，在第一入口和第二入口中的一个或两个中可以具有活塞。所述一个或两个活塞可以被布置在如上所述的插入件中。
在第二方面，本发明涉及一种通过使用根据前述权利要求中任一项所述的泵装置来混合来自第一流体源和第二流体源的流体的方法，该方法包括以下步骤：
确定从混合单元的出口流入泵入口的流体的参数的期望值，
确定挡板阀的中间位置，这将提供混合流体的参数的期望值，
将挡板阀定位在确定的中间位置，以及
将流体经由混合单元泵送到泵入口中。
这种方法还可以包括以下步骤：
基于从第一流体源以及从第二流体源流出的流体的参数的已知值，确定来自第一流体源和第二流体源的流体的混合比，该混合比将产生混合流体的参数的期望值，
确定挡板阀的中间位置，这将提供确定的混合比。
所述参数可以是温度，例如在上文给出的示例中所描述的与用于提供房间供暖和地板供暖的系统相关的温度。
本发明的第一方面和第二方面可以各自结合。参考下文描述的实施例，本发明的这些和其他方面将变得清楚并得到阐述。
附图说明
现在将参照附图更详细地描述根据本发明的泵装置及其用于混合流体的用途。附图示出了实现本发明的一种方式，并且不应该被解释为限制于落入所附权利要求书的范围内的其他可能的实施例。
图1a至图1c示意性地示出了泵装置的总体设计，其中挡板阀分别处于第一位置、第二位置和中间位置。
图2a至图2d示意性地示出了具有布置在第一入口和第二入口中的活塞的泵装置的两个实施例的局部剖视图。
图3a和图3b示意性地示出了具有布置在第一入口和第二入口中的插入件的实施例的局部剖视图，并且每个入口具有布置在其中的活塞。
图4a和图4b示意性地示出了仅有一个活塞的实施例的局部剖视图。
图5a和图5b示出了在插入件中如何使用活塞改变流量曲线。图5a示出了没有活塞的入口的示例性流量曲线，并且图5b示出了具有活塞的相似入口的示例性流量曲线。
图6示意性地示出了图3中的泵装置的分解视图。
图7a和图7b示意性地示出了本发明的一个实施例，该实施例包括活塞，每个活塞具有倾斜的活塞顶部和用于流体流动的环形空间。
图8a至图8d示意性地示出了图7a和图7b中的泵装置的功能。
图9是根据本发明的第二方面的方法的流程图。
具体实施方式
图1a至图1c示意性地示出了根据本发明的泵装置1的总体设计。泵装置1包括离心泵2和混合单元4，该离心泵具有用于接收将被泵送的流体的泵入口3。离心泵2还具有本领域技术人员熟知的其他元件。然而，由于它们与主要涉及混合单元4的本发明没有直接关联，因此在下文的描述中将不再提及。
在图1a至图1c中，为了说明的目的，离心泵2和混合单元4被示出为略微地分离，但是实际上，混合单元4安装到离心泵2或者与该离心泵成一体。附图示出了处于准备使用的配置(即连接到第一流体供应源5和第二流体供应源6)中的泵装置1。混合单元4用于在混合流体流入离心泵2中之前混合来自两个流体供应源5、6的流体。图1a至图1c示出了混合单元4，其具有连接到第一流体供应源5的第一入口7和连接到第二流体供应源6的第二入口8。混合单元4的出口9与泵入口3流体连通。混合单元4进一步包括挡板阀10，该挡板阀被配置成在如图1a所示的第一位置和如图1b所示的第二位置之间移动。在第一位置，挡板阀10与第一入口7的第一阀座11接合，使得挡板阀10关闭第一入口7，同时提供第二入口8和出口9之间的流体连通。在第二位置，挡板阀10与第二入口8的第二阀座12接合，使得挡板阀10关闭第二入口8，同时提供第一入口7和出口9之间的流体连通。这两个位置对应于现有技术的泵装置1中已知的位置。然而，本发明的一个基本特征是挡板阀10的位置是可控制的，使得挡板阀10被配置成保持在第一位置和第二位置之间的中间位置，如图1c示意性所示。因此，在泵装置1的使用期间，挡板阀(与至少一个活塞结合)提供了经由第一入口7和第二入口8流入离心泵2中的流体的相应混合比。
图2a至图2d示意性地示出了本发明的两个实施例的局部剖视图，其中第一和第二入口7、8中的每一个都容纳有活塞13。图1中的实施例在入口7、8的至少一个中也具有活塞，但是在该示意图中省略了该活塞。每个活塞13被配置成沿着相应入口7、8的内表面7a、7b移动，同时被偏置朝向以与挡板阀10接触。例如，这可以通过设置有弹簧14的活塞13来确保。图2a、图2b和图2c分别示出了处于第一位置、中间位置和第二位置的挡板阀10。挡板阀10通常是可控制的，以保持任何期望的中间位置。尽管图2a至图2c示出了两个活塞13都是弹簧加载的，但是保护的范围也涵盖了没有弹簧14的实施例。这种实施例在图2d中被示意性地示出，其中挡板阀10处于与图2b相同的位置。在此类实施例中，由于流体的流动，活塞13两侧的压差将迫使活塞13朝向与挡板阀10接合。如果需要的话，也可以使两个活塞13中的仅一个活塞设置有弹簧14。
在本发明的一些实施例中，每个活塞13设置有至少一个活塞通路15(见图3b)，该活塞通路在活塞13的朝向相应流体供应源5、6面向的端部16和活塞的圆周表面的区域17之间延伸。当挡板阀10与相应入口7、8的阀座11、12接合时，区域17被相应入口7、8的内表面7a、8a覆盖，并且当挡板阀10与相应入口7、8的阀座11、12脱离接合时，该区域延伸超过相应入口7、8的内表面7a、8a。此外，每个活塞13被设定形状和尺寸以提供流动通道，该流动通道经由活塞通路15的流通面积小于相应入口7、8的横截面面积。除了通过活塞通路的流体流动之外，还可能存在沿着活塞的外圆周的流体流动。
图3a和图3b示意性地示出了在第一入口7和第二入口8中都具有活塞13的本发明的实施例的局部剖视图。该实施例在图6的分解视图中示出，其中可以更清楚地看到各个元件。在该实施例中，每个活塞13被布置在安装于相应入口7、8中的插入件18中。插入件18包括阀座11、12，挡板阀10在第一位置和第二位置与该阀座接合，以确保相应入口的关闭。如上所述，插入件18优选地可围绕纵向轴线倾斜。图3b示出了图3a中的实施例的活塞13的剖视图，以更清楚地示出活塞13中的流动通路15的可能设计。在该实施例中，流体在其端部16处进入活塞13中，并且通过圆周处的开口17离开活塞13；该流动路径在图中用箭头示出。挡板阀10的位置通常可通过使用电动马达19来控制，比如图3a和图3b所示的步进马达。电动马达19经由致动器20移动挡板阀10，该致动器连接到固定地安装到挡板阀10的杠杆臂21。在本发明的一些实施例中，当泵装置1在使用中并且流体流经混合单元4时，挡板阀10的位置可以变化。因此，可以改变来自第一流体源5和第二流体源6的流体的混合比，并因此改变被泵送的流体的选择参数，而不必中断泵送。然而，保护的范围还涉及在挡板阀10的位置被调节之前有必要停止离心泵2并因此停止流体流动的实施例。
图4示出了本发明的一个实施例，该实施例在第一入口7和第二入口8中都具有插入件18，但是其中活塞13仅被布置在第二入口8中。图4a示出了具有弹簧14的实施例，而图4b示出了没有这种弹簧的相似实施例。如上所述，例如，当仅有一种流体以需要精确控制的量被供应时，仅使用一个活塞13是适宜的。对于此类实施例，避免由流体必须流经活塞引起的流动阻力可能是有利的。
图5示出了本发明如何提供对进入每个入口7、8的流体流动的更平稳的控制，从而可以通过来自第一流体源5和第二流体源6的流体的更精确的混合比。图5a示意性地示出了对于没有活塞并且挡板阀不可控制地保持在中间位置的现有技术解决方案，根据打开步骤通过入口的流量。这意味着挡板阀从与入口的阀座接合的位置快速地移动到与相对入口的阀座接合的位置。因此，对于这种现有技术的解决方案，当将挡板阀从例如第一位置移动到第二位置时，曲线是陡峭的。图5b示出了本发明的实施例的对应曲线，其中如上所述的活塞13被插入到入口7、8中。从图中可以看出，阀特性曲线呈现出不太陡峭但仍然相当线性的曲线。这意味着更容易控制流量，从而更容易确保相应混合比的高精度。
图6示意性地示出了图3中的泵装置的分解视图，以更清楚地示出不同元件的设计。该图还示出了围绕插入件18布置的O形环22，以提供与入口7、8的内表面7a、8a的流体密封接合，并允许插入件18如上所述的较小的倾斜。
图7a和图7b示意性地示出了本发明的一个实施例，该实施例包括活塞，每个活塞具有倾斜的活塞顶部和用于流体流动的环形空间。整体功能类似于上述实施例的功能，因此不再重复。这将结合图8a至图8d进一步解释。对于上述实施例，除了仅在入口中的一个中有活塞的实施例之外，保护范围还包含类似于图7a和图7b中的实施例。图7a示出了处于第一位置的挡板阀，并且图7b示出了处于中间位置的挡板阀。在该实施例中，第一阀座11和第二阀座12被设置在泵装置1的壳体上，而不是如图4所示被设置在插入件18上。每个活塞13包括环形空间23和被环形空间23包围的活塞杆24。在图示的实施例中，活塞13由围绕活塞杆24布置的弹簧14朝向挡板阀10偏置。圆盘形活塞顶部25被布置在活塞杆24上，并且朝向挡板阀10面向。如图所示，活塞顶部25在相对于容纳活塞13的相应第一入口7或第二入口8的纵向轴线倾斜的平面中延伸。因此，当将该实施例与前面附图中的实施例相比较时，可以看出活塞顶部25包括活塞13的圆周表面。每个活塞进一步包括导向元件26，该导向元件从活塞顶部25延伸并且被配置成在使用期间引导活塞13的运动。在图7a和图7b的实施例中，泵装置1具有被布置在第一入口7和第二入口8的每一个中的插入件18，从而在该实施例中，导向元件26沿着插入件18的内表面滑动。在图示的实施例中，每个活塞设置有三个导向元件26。然而，不同于附图中所示的其它数量和其它形状的导向元件也包含在保护范围内，只要它们满足泵装置1的整体功能。
图8a至图8d示意性地示出了图7a和图7b中的泵装置的功能。在该附图中，插入件被省略以使附图简单，使得容易显示功能。在图8a中，挡板阀10处于第一位置，在该第一位置，该挡板阀与第一阀座11接合，使得仅有来自第二入口8的流体流动。在图8b中，挡板阀10在第一阀座11处开始打开，并且具有来自第一入口7以及围绕活塞顶部25的少量流体流动。由于活塞顶部25的倾斜定向，从第一入口7开始的流动开口仅沿着活塞顶部25的圆周表面的一小部分区域开始，然后随着越来越多的圆周表面脱离入口而增加流量。这使得可以提供平滑的过渡，从而更有效地控制流动，如图5所示。在图8c中，挡板阀10已经进一步远离第一阀座11，使得来自第一入口7的流量增大。在图8d中，挡板阀处于两个阀座11、12之间的中间位置。
图9是根据本发明的第二方面的方法的实施例的流程图；即通过使用如上所述的泵装置1混合来自第一流体源5和第二流体源6的流体的方法。图9中所示的方法包括步骤A至E。然而，如上所述，保护范围还涉及挡板阀10的位置是在不使用关于从第一流体源5和第二流体源6流出的流体的参数值的信息的情况下确定的实施例，即，在该图中没有步骤B和C。图9所示的步骤是：
A)确定从混合单元4的出口9流入泵入口3的流体的参数的期望值。
B)基于从第一流体源5以及从第二流体源6流出的流体的参数的已知值，确定来自第一流体源5和第二流体源6的流体的混合比，该混合比将产生混合流体的参数的期望值，
C)确定挡板阀10的中间位置，这将提供确定的混合比。
D)将挡板阀10定位在确定的中间位置。
E)将流体经由混合单元4泵送到泵入口3中。
如上文更详细描述的，该参数可以是温度。在这种方法中，挡板阀10在使用期间通常是可控制的，这取决于：
经由出口9离开混合单元4的流体的期望最终温度，
经由第一入口7进入混合单元4的流体的已知第一温度，以及
经由第二入口8进入混合单元4的流体的已知第二温度。
尽管已经结合特定实施例描述了本发明，但是它不应该被解释为以任何方式局限于所呈现的示例。本发明的范围由所附的权利要求书阐述。在权利要求的上下文中，术语“包括”不排除其他可能的元件或步骤。此外，提及比如“一”或“一个”等的引用不应该被解释为排除多个。权利要求中关于图中所示元件的参考符号的使用也不应该被解释为限制本发明的范围。此外，在不同权利要求中提到的各个特征可以被有利地组合，并且在不同权利要求中提到这些特征并不排除特征的组合是不可能的和不利的。

Claims (15)

1.一种泵装置(1)，其包括：
离心泵(2)，所述离心泵具有用于接收待泵送流体的泵入口(3)，以及
混合单元(4)，所述混合单元安装到所述离心泵(2)或与所述离心泵成一体，
其中，所述混合单元(4)包括：
第一入口(7)，所述第一入口被配置成连接到第一流体供应源(5)，
第二入口(8)，所述第二入口被配置成连接到第二流体供应源(6)，
出口(9)，所述出口与所述泵入口(3)流体连通，以及
挡板阀(10)，所述挡板阀被配置成在第一位置和第二位置之间移动：
在所述第一位置，所述挡板阀与所述第一入口(7)的第一阀座(11)接合，使得所述挡板阀(10)关闭所述第一入口(7)，同时提供所述第二入口(8)和所述出口(9)之间的流体连通，并且
在所述第二位置，所述挡板阀与所述第二入口(8)的第二阀座(12)接合，使得所述挡板阀(10)关闭所述第二入口(8)，同时提供所述第一入口(7)和所述出口(9)之间的流体连通，
其中，所述第一入口(7)和所述第二入口(8)中的至少一个容纳活塞(13)，所述活塞：
被配置成沿着相应入口(7，8)的内表面(7a，8a)移动，
在使用期间被偏置朝向以与所述挡板阀(10)接触，
设置有至少一个活塞通路(15)或环形空间(23)，所述活塞通路或环形空间在所述活塞(13)的面向相应流体供应源(5，6)的端部(16)和所述活塞(13)的圆周表面的区域(17)之间延伸，所述区域(17)：
在所述挡板阀(10)与所述相应入口(7a，8a)的阀座(11，12)接合时被所述相应入口(7，8)的内表面(7a，8a)覆盖，
在所述挡板阀(10)与所述相应入口(7，8)的阀座(11，12)脱离接合时延伸超出所述相应入口(7，8)的内表面(7a，8a)，并且
所述活塞被设定形状和尺寸以提供流动通道，所述流动通道经由所述活塞通路(15)或所述环形空间(23)的流通面积小于所述相应入口(7，8)的横截面面积，并且
其中，所述挡板阀(10)的位置是能控制的，并且所述挡板阀(10)被配置成保持在所述第一位置和所述第二位置之间的中间位置，从而在所述泵装置(1)的使用期间提供经由所述第一入口(7)和所述第二入口(8)流入所述离心泵(2)中的流体的相应混合比。
2.根据权利要求1所述的泵装置(1)，其中，每个活塞(13)包括所述环形空间(23)，并且还包括：
活塞杆(24)，所述活塞杆由所述环形空间(23)包围，
圆盘形活塞顶部(25)，所述圆盘形活塞顶部包括所述活塞(13)的圆周表面，其中所述活塞顶部(25)：
布置在所述活塞杆(24)上，
面向所述挡板阀(10)，并且
在相对于容纳所述活塞(13)的相应第一入口(7)或第二入口(8)的纵向轴线倾斜的平面中延伸，以及
至少一个导向元件(26)，所述至少一个导向元件从所述活塞顶部(25)延伸并且被配置成在使用期间引导所述活塞(13)沿着所述相应入口(7，8)的内表面(7a，8a)运动。
3.根据权利要求1或2所述的泵装置，其中，每个活塞(13)都是弹簧加载的，使得所述活塞被偏置朝向以与所述挡板阀(10)接触。
4.根据前述权利要求中任一项所述的泵装置(1)，其中，所述混合单元(4)在所述第一入口(7)和所述第二入口(8)中的每一个中包括活塞(13)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的泵装置(1)，其中，每个活塞(13)被布置在安装于所述相应入口(7，8)中的插入件(18)中，并且可选地，其中，所述插入件(18)包括所述相应入口(7，8)的阀座(11，12)。
6.根据权利要求5所述的泵装置(1)，其中，所述插入件(18)能够围绕纵向轴线倾斜，比如其中所述插入件(18)能够倾斜±3度，比如能够倾斜±2度，比如能够倾斜±1.5度，比如能够倾斜±1度。
7.根据前述权利要求中任一项所述的泵装置(1)，其中，所述挡板阀(10)的位置能够通过使用比如步进马达的电动马达(19)进行控制。
8.根据前述权利要求中任一项所述的泵装置(1)，其中，在使用期间，所述挡板阀(10)的位置能够根据经由所述出口(9)离开所述混合单元(4)的流体的期望最终温度进行控制。
9.根据前述权利要求中任一项所述的泵装置(1)，其中，在使用期间，所述挡板阀(10)的位置还能够根据经由所述第一入口(7)进入所述混合单元(4)的流体的已知第一温度和/或经由所述第二入口(8)进入所述混合单元(4)的流体的已知第二温度进行控制。
10.根据前述权利要求中任一项所述的泵装置(1)，其中，当所述泵装置(1)处于使用状态并且流体流经所述混合阀(4)时，所述挡板阀(10)的位置能够改变。
11.根据前述权利要求中任一项所述的泵装置(1)，其中，所述挡板阀(10)由橡胶材料制成。
12.根据前述权利要求中任一项所述的泵装置(1)，其中，当存在时，所述至少一个活塞(13)和/或所述至少一个插入件(18)已经通过3D打印进行制造。
13.一种通过使用根据前述权利要求中任一项所述的泵装置(1)来混合来自第一流体源(5)和第二流体源(6)的流体的方法，所述方法包括以下步骤：
确定从所述混合单元(4)的出口(9)流入泵入口(3)的流体的参数的期望值，
确定所述挡板阀(10)的中间位置，这将提供混合流体的参数的期望值，
将所述挡板阀(10)定位在确定的中间位置，并且
将流体经由所述混合单元(4)泵送到所述泵入口(3)中。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括以下步骤：
基于从所述第一流体源(5)以及从所述第二流体源(6)流出的流体的参数的已知值，确定来自所述第一流体源(5)和第二流体源(6)的流体的混合比，所述混合比将产生所述混合流体的参数的期望值，
确定所述挡板阀(10)的中间位置，这将提供确定的混合比。
15.根据权利要求13和14所述的方法，其中所述参数是温度。
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