專利名稱：水滑道的冗余陣列控制系統(tǒng)的制作方法
背景技術(shù)：
發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明通常涉及水道，特別是涉及一種針對(duì)將一個(gè)或多個(gè)高速水流聯(lián)合起來(lái)在一個(gè)低摩擦滑道或其它滑道表面上傳遞動(dòng)能給滑水者和/或滑車的水道的冗余陣列泵系統(tǒng)和關(guān)聯(lián)控制及對(duì)該類水道的診斷系統(tǒng)。
相關(guān)技術(shù)背景在過(guò)去的二十年，家庭水上娛樂(lè)設(shè)施的增長(zhǎng)現(xiàn)象已被證實(shí)，比如家庭的水上樂(lè)園和在傳統(tǒng)娛樂(lè)場(chǎng)中的水上項(xiàng)目。典型的主要水道項(xiàng)目包括滑水、河上漂流和水道運(yùn)木。這些水道允許滑水者從一個(gè)上面的高處或開(kāi)始點(diǎn)沿斜面或斜槽滑向一個(gè)較低處(既可本人也可借助滑車)，比如一個(gè)水潭。重力或重力導(dǎo)致的滑水者的沖量是使參與者通過(guò)傳統(tǒng)水道向下滑行的主要驅(qū)動(dòng)力。
例如，Timbes的美國(guó)專利4,198,043，批露了一個(gè)典型重力導(dǎo)致的水滑道，其特征在于一個(gè)滑水者從上面的起始池子處借助重力滑到較低的池子處。相同地，Becker的美國(guó)專利4,196,900披露了一個(gè)傳統(tǒng)的帶有循環(huán)水的下坡水滑道。在每一個(gè)例子中，都把水主要用作滑水者和滑水表面的一種潤(rùn)滑劑和/或增加滑水的趣味和享受，比如飛濺的水花。
一個(gè)更為相近的現(xiàn)象是被叫做“注入水幕”的水滑道。這些水滑道典型地使用一種或多種高壓注入模式，在水滑道表面注入高速的水流，推進(jìn)參與者在水流中，或迎著水流，或在其中隨重力而增速。噴嘴的位置、規(guī)格和注入水流的速度和流量預(yù)示了最終的水流的形式和滑水者的路徑和速度。注入水幕技術(shù)使很多種水滑道及其規(guī)格成為可能。
例如，Master Blaster就銷售這種注入水幕水滑道，其也可以從德克薩斯的New Braunfels NBGS得到。有時(shí)Master Blaster的水滑道也參照了“水道過(guò)山車”類型的水滑道，因?yàn)樗举|(zhì)上提供了相當(dāng)于過(guò)山車滑道的水流。特別地，它有類似于傳統(tǒng)的過(guò)山車的上坡和下坡，也能使滑水者至少滑上一個(gè)斜面。
在典型的水道過(guò)山車型的水滑道中，高壓水噴嘴沿水平和/或水道的上坡部分布置，以提供高速水流，使滑水者抵消或增加由重力引起的滑水者的動(dòng)力。這樣的高速水流在水平或下坡能夠增加滑水者的速度，使其大于僅由重力本身所能夠產(chǎn)生的速度。高速水流也能用于減小和/或限制滑水者在滑道表面的速度，以避免滑水者的速度過(guò)高或在滑道的不適當(dāng)處飛出?？梢詤⒄彰绹?guó)專利5,213,547。
另一種流行的注入水幕類的水滑道是模擬水波的幕流水滑道。例如，F(xiàn)low Rider就銷售這種模擬水波水滑道，其從加里弗尼亞的Wave Loch，Inc of La Jolla也可以獲得。Flow Rider的模擬水波水滑道包括一個(gè)具有理想的水波模擬形狀的雕刻的襯墊滑道表面，可以產(chǎn)生一種或多種高速噴射水幕，注入的水幕流沿斜坡向上，因此形成了理想沖浪水波的近似表面。這樣的水幕流的厚度和速度同時(shí)在滑道表面和滑水者和/或滑車之間形成了打滑或滑動(dòng)的效果，并且形成了在水幕流上打滑的滑水者和/或水車上的拖動(dòng)效果。通過(guò)平衡向上的拖動(dòng)力和向下的重力，熟練的滑水者能夠駕御水幕流，并能在其上進(jìn)行類似于沖浪的撇水動(dòng)作并取得模擬的和/或增強(qiáng)的沖浪水波經(jīng)驗(yàn)?？梢詤⒁?jiàn)美國(guó)專利5,401,117。
在以上的每一個(gè)注入水幕流的描述中，水流是由連接到位于水道表面不同位置處的一個(gè)或多個(gè)水流噴嘴的高壓泵系統(tǒng)注入的。高壓泵系統(tǒng)作為主要的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，產(chǎn)生必要的前點(diǎn)或傳送從各個(gè)水流噴嘴形成所需水流的數(shù)量和速度所需要的水壓。傳統(tǒng)上，泵系統(tǒng)包括了一組泵，每一個(gè)泵向位于滑道表面特定位置的一個(gè)噴嘴提供水源。一系列的噴嘴相互連接，每一個(gè)泵有一個(gè)合適的歧管向每一個(gè)噴嘴提供必需的水源。為一個(gè)給定的系統(tǒng)選擇的泵的特定規(guī)格和數(shù)量決定于下列因素，比如每一個(gè)泵的成本和容量、特定滑道的尺寸和性狀、和所需滑道效果的種類。典型地，每個(gè)泵的吸入端連于水過(guò)濾器，過(guò)濾器又被連接于水池或水容器。
偶然地，也會(huì)發(fā)現(xiàn)水滑道泵系統(tǒng)中的一個(gè)泵壞掉或受損，而不能再提供需要的容量和/或前點(diǎn)。在這種情況下，這個(gè)泵就要被關(guān)閉，進(jìn)行更換或修理。類似地，一個(gè)相關(guān)的過(guò)濾器或噴嘴會(huì)因?yàn)閾頂D或堵塞而不能達(dá)到要求的流量，在這種情況下，整個(gè)水滑道都會(huì)受到不利的影響，需要關(guān)閉進(jìn)行維修和/或進(jìn)行失效元件的維修。
這是一個(gè)不利的和令人不快的情況，因?yàn)轭櫩驮诘却肋M(jìn)行維修和再開(kāi)動(dòng)時(shí)會(huì)變得不安或失去信心。在強(qiáng)行關(guān)閉的滑道上的顧客在進(jìn)行元件的維修和/或更換時(shí)會(huì)變得進(jìn)退兩難。過(guò)量的故障時(shí)間會(huì)導(dǎo)致滑水者數(shù)量的下降和滑道所有者利潤(rùn)的降低。對(duì)一定的水滑道，如果一個(gè)或多個(gè)噴嘴因?yàn)樗檬Ф蝗皇ニ畨?，也?huì)有安全隱患。例如，在具有上坡和下坡部分的水道過(guò)山車型的滑道中，在上坡部分的噴嘴水壓的突然喪失，很可能會(huì)引起滑水者的停止和倒退下來(lái)，與正進(jìn)入上坡部分的滑水者相撞。
如果這樣的弊端能夠被克服或減輕，將會(huì)是巨大的進(jìn)步并既有極大的商業(yè)價(jià)值。
技術(shù)方案相應(yīng)地，克服部分或全部這些缺陷，并為將一個(gè)或多個(gè)高速水流聯(lián)合起來(lái)在一個(gè)低摩擦滑道或其它滑道表面上傳遞動(dòng)能給滑水者和/或滑車的水道提供一種冗余陣列泵系統(tǒng)和關(guān)聯(lián)控制及對(duì)該類水道的診斷系統(tǒng)就是本發(fā)明的主要目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)。
相應(yīng)于一個(gè)具體實(shí)施例，本發(fā)明提供了一種包括一個(gè)冗余泵陣列和一個(gè)冗余過(guò)濾器陣列，保證向相關(guān)的水滑道不間斷供水的冗余陣列泵系統(tǒng)。冗余陣列泵系統(tǒng)最好包括至少一個(gè)主泵和至少一個(gè)輔泵，類似地，冗余陣列過(guò)濾器系統(tǒng)最好包括至少一個(gè)主過(guò)濾器和至少一個(gè)輔過(guò)濾器。最好地，噴嘴系統(tǒng)集成一組準(zhǔn)冗余噴嘴，每一個(gè)噴嘴有一組主噴口和至少一個(gè)儲(chǔ)備噴口。每一個(gè)主泵分別通過(guò)每一個(gè)主過(guò)濾器從一個(gè)水池或水容器中將水抽出，并分別提供給每一個(gè)噴嘴。噴嘴最好是沿水滑道按預(yù)定的位置間隔安置。
冗余陣列泵系統(tǒng)的泵最好由泵旁路歧管相連接。冗余泵系統(tǒng)最好用閥門機(jī)構(gòu)，包括手動(dòng)的或自動(dòng)的閥門機(jī)構(gòu)進(jìn)行布置。閥門機(jī)構(gòu)允許每一個(gè)主泵和輔泵循環(huán)出入。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是，在主泵被隔離出來(lái)進(jìn)行檢查、維護(hù)、修理或替換時(shí)，允許輔泵替換工作，因此保證了水滑道連續(xù)平滑和不間斷工作。
類似地，冗余過(guò)濾器陣列的過(guò)濾器最好由過(guò)濾器旁路歧管相連接。冗余過(guò)濾器系統(tǒng)最好用閥門機(jī)構(gòu)，包括手動(dòng)的或自動(dòng)的閥門機(jī)構(gòu)進(jìn)行布置。閥門機(jī)構(gòu)允許每一個(gè)主過(guò)濾器和輔過(guò)濾器循環(huán)出入。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是，在主過(guò)濾器被隔離出來(lái)進(jìn)行檢查、維護(hù)、修理或替換時(shí)，允許輔過(guò)濾器替換工作，因此保證了水滑道連續(xù)平滑和不間斷工作。
最好地，準(zhǔn)冗余噴嘴的每一個(gè)噴口由比如手動(dòng)的或自動(dòng)的水流控制閥門的水流控制機(jī)構(gòu)連接起來(lái)。形成一個(gè)特定噴嘴的噴口最好是相當(dāng)緊密地排列。這樣，如果主噴口被部分堵塞，相關(guān)的水流控制機(jī)構(gòu)能夠調(diào)整來(lái)補(bǔ)償這種堵塞。如果堵塞很嚴(yán)重，相臨儲(chǔ)備噴口的水流控制機(jī)構(gòu)能夠調(diào)整來(lái)補(bǔ)償堵塞的儲(chǔ)備噴口，由此保證水滑道連續(xù)平滑地運(yùn)轉(zhuǎn)而使其質(zhì)量受到較小地影響。
在本發(fā)明的另一個(gè)最佳的實(shí)施例中，可以將一個(gè)泵組并聯(lián)到每一個(gè)或一些主泵和輔泵上，這樣的一個(gè)或多個(gè)并聯(lián)的泵組可以在有或沒(méi)有本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例中所述的輔泵存在的情況下，起到一個(gè)輔助的作用。類似地，可以將一個(gè)過(guò)濾器組并聯(lián)到每一個(gè)或一些主過(guò)濾器和輔過(guò)濾器上，這樣的一個(gè)或多個(gè)并聯(lián)的過(guò)濾器組可以在有或沒(méi)有本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例中所述的輔過(guò)濾器存在的情況下，起到一個(gè)輔助的作用。這樣的優(yōu)點(diǎn)是，其增加了水滑道液力泵系統(tǒng)的冗余程度。
在另一個(gè)最佳實(shí)施例中，每一個(gè)或一些主泵向一組噴口供水，每個(gè)噴口是一個(gè)獨(dú)立的噴嘴的一部分。最好地，這些噴嘴一個(gè)挨一個(gè)地緊密排列，并且包括主噴嘴和與水流控制機(jī)構(gòu)，比如手動(dòng)或自動(dòng)的閥門相連的儲(chǔ)備噴口，在噴口堵塞的情況下，可以調(diào)整水流控制機(jī)構(gòu)，以激活相臨的儲(chǔ)備噴口，向水滑道提供充足的水量。這個(gè)準(zhǔn)冗余噴嘴的規(guī)格允許在兩個(gè)方向上的噴嘴準(zhǔn)冗余。
為了總結(jié)本發(fā)明和以前的技術(shù)所具有的優(yōu)點(diǎn)，在上面描述了本發(fā)明的特定的目的和優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)然可以理解，沒(méi)有必要全部這樣的目的和優(yōu)點(diǎn)可能在本發(fā)明的任何一個(gè)具體的實(shí)施例中同時(shí)取得。比如，本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明可以用某種方式實(shí)施，以取得或優(yōu)化這里所述的一個(gè)或一組優(yōu)點(diǎn)，而沒(méi)有必要取得這里所述的它的目的和優(yōu)點(diǎn)。
所有的這些具體實(shí)施例都在這里公布的本發(fā)明的范圍內(nèi)。對(duì)本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員來(lái)講，從參照附圖的對(duì)具體實(shí)施例的詳細(xì)描述中，本發(fā)明這里和其它的具體實(shí)施例是顯而易見(jiàn)地，本發(fā)明不限于這里所公布的任何具體的實(shí)施例。


本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員從參照附圖的詳細(xì)描述中，會(huì)很容易地認(rèn)識(shí)到本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和實(shí)用性。
圖1是具有本發(fā)明的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)的注入水幕式水滑道的一個(gè)實(shí)施例的示意圖；圖2a是用于圖1中注入水幕式水滑道的推進(jìn)模件的俯視圖；圖2b是圖2a中推進(jìn)模件的側(cè)視圖；圖2c是一系列連接起來(lái)的推進(jìn)模件的側(cè)視圖，其上畫(huà)了一個(gè)滑水者；圖3a是由多個(gè)連接起來(lái)的推進(jìn)模件組成的向上加速系統(tǒng)的側(cè)透視圖，其上畫(huà)了一個(gè)滑水者；圖3b是一個(gè)連接起來(lái)的圖3a中推進(jìn)模件的側(cè)透視圖，其上畫(huà)了一個(gè)滑水者；圖4是有本發(fā)明特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)的冗余陣列泵和過(guò)濾器系統(tǒng)的簡(jiǎn)化的示意圖；圖5是有本發(fā)明特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)的冗余陣列泵和過(guò)濾器系統(tǒng)的正面示圖；圖6是用于圖5的冗余陣列泵和過(guò)濾器系統(tǒng)的線形過(guò)濾器的部分橫截面示意圖；圖7a-d是圖5的冗余陣列泵和過(guò)濾器系統(tǒng)的水流回路示意圖，其中示列了各種最佳操作模式；圖8a，b是具有本發(fā)明特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)的冗余陣列泵和過(guò)濾器系統(tǒng)的可替換實(shí)施例的水流回路示意圖，其中示列了各種最佳操作模式；圖9a-d是具有本發(fā)明特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)的冗余陣列泵和過(guò)濾器系統(tǒng)的進(jìn)一步可替換實(shí)施例的水流回路示意圖，其中示列了各種最佳操作模式；圖10是具有本發(fā)明特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)的冗余陣列泵和過(guò)濾器系統(tǒng)的進(jìn)一步可替換實(shí)施例的水流回路示意圖；圖11是具有本發(fā)明特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)的冗余噴嘴陣列的部分透視示意圖；圖12是圖11的冗余噴嘴陣列的水流回路示意圖；圖13是具有本發(fā)明特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)的冗余噴嘴陣列的可替換實(shí)施例的水流回路的簡(jiǎn)化示意圖；圖14a-c是具有本發(fā)明特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)的冗余泵、過(guò)濾器和噴嘴陣列系統(tǒng)的進(jìn)一步可替換實(shí)施例的水流回路示意圖，其中示列了水流和壓力傳感器的使用；圖15是具有本發(fā)明特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)的水滑道的診斷和控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)化控制系統(tǒng)的邏輯圖；最佳實(shí)施例的具體描述為了說(shuō)明和容易理解的目的，我們主要依照水道過(guò)山車式的水滑道討論本發(fā)明，如圖1中所示。然而，應(yīng)該認(rèn)識(shí)到這里所述的本發(fā)明的一些或全部特征也可以有效地用于控制其它類型的具有多個(gè)噴水噴嘴的滑道，例如模擬水波水滑道和水槽滑道等等。
圖1是具有本發(fā)明特征的水道過(guò)山車式的水滑道90的簡(jiǎn)化示意圖。水道過(guò)山車90起始于一個(gè)傳統(tǒng)的出發(fā)水池32，其允許滑水者29進(jìn)入滑道?；腊ㄒ粋€(gè)形成通道的滑道表面70?；辣砻?0可以由一定數(shù)量的適當(dāng)材料制成，例如注入玻璃纖維的樹(shù)脂、混凝土、水泥漿、密封的木頭、乙烯樹(shù)脂、聚丙烯和金屬等，可以分段制造，并一端對(duì)一端地防水密封連接?；辣砻?0由適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)支撐如木頭、金屬、玻璃纖維、線纜、土壤和混凝土等71支撐。
盡管滑道表面70是連續(xù)的，但為了描述方便，仍然可以把它分成連接于起始水池72的下降斜面的第一個(gè)平頂部分70a’，第一個(gè)下降斜面部分70b’，下降斜面的第一個(gè)底部70c’，從下降底面70c’向上的第一個(gè)上升部分70d’，上升部分70d’的第一個(gè)頂部70e’。此后，滑道表面70繼續(xù)進(jìn)入下降斜面的第二個(gè)平頂部分70a”，第二個(gè)下降斜面部分70b”，下降斜面的第二個(gè)底部70c”，從下降底面70c”向上的第二個(gè)上升部分70d”，上升部分70d”的第二個(gè)頂部70e”。此后，滑道表面70繼續(xù)進(jìn)入下降斜面的第三個(gè)平頂部分70a”’，第三個(gè)下降斜面部分70b”’，下降斜面的第三個(gè)底部70c”’，從下降底面70c”’向上的第三個(gè)上升部分70d”’，上升部分70d”’的第三個(gè)頂部70e”’。此后，滑道表面70繼續(xù)進(jìn)入下降斜面的第四個(gè)平頂部分70a””，第四個(gè)下降斜面部分70b””，下降斜面的第四個(gè)底部70c””，從下降底面70c””向上的第四個(gè)上升部分70d””，上升部分70d””的第四個(gè)頂部70e””，其連接于與起始水池72和下降斜面的第一個(gè)頂部70a’相臨位置處的末端水池73。
向上加速模件42位于滑道表面72的上升部分70d’，水平加速器40A位于滑道表面70的第二個(gè)下降部分底面70C”。下降加速器44位于滑道表面70的第三個(gè)下降部分70B”’，第二個(gè)水平加速器40B位于滑道表面70的第四個(gè)下降部分的頂部70A””。各個(gè)加速模件用來(lái)向滑道表面70噴入幕狀水流，以推動(dòng)那里的滑水者或滑水車。溢出的水流，白水(就是濺出的水花)和滑水者瞬時(shí)激起的水浪可以通過(guò)滑水表面邊緣外面或沿滑道底面和/或側(cè)面的通孔排出?？蓞⒁?jiàn)這里的美國(guó)專利5,213,547。通到各加速模件40、42、44和起始水池72的水可由后面將要詳細(xì)描述的高壓水源提供。
參照?qǐng)D2a(俯視圖)和圖2b(側(cè)視圖)。描述了一個(gè)包括高壓水流/高壓水源22，水流控制閥門23，和帶有可調(diào)孔隙28的水流成型噴嘴24的推進(jìn)模件21，所有上述組件共同工作形成了如箭頭所示預(yù)定運(yùn)動(dòng)方向的離散噴射水流30。水流成型噴嘴24的孔隙28最好有一個(gè)伸長(zhǎng)的矩形，如圖所示，以便噴射出幕狀水射流?？紫兜拈L(zhǎng)乘寬尺寸可以分別從1/2厘米*20厘米到40厘米*200厘米?？蛇x擇地，其它形狀和尺寸也可以有效的使用。
推進(jìn)模件進(jìn)一步包括一個(gè)非常平滑的、噴射水流30可以在其上流動(dòng)的滑道表面段25?；辣砻?5最好有足夠的結(jié)構(gòu)完整性，以支撐滑水者、滑水車和水流的重量?；砻?5最好具有低摩擦系數(shù)，以使噴射水流30和滑水者29以最小的速度損失流動(dòng)和移動(dòng)。模件21可以用一定數(shù)量的下述材料制造注入玻璃纖維的樹(shù)脂、混凝土、水泥漿、密封木頭、乙烯樹(shù)脂、聚丙烯和金屬等，并端與端進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆浪B接。
圖2c(側(cè)視圖)描述了一個(gè)在一系列連接的模件21a、21b、21c上滑動(dòng)的滑水者(如箭頭所示的預(yù)定運(yùn)動(dòng)方向)。模件21a、21b、21c之間的連接件26a、26b和26c允許在連接的推動(dòng)模件的全部長(zhǎng)度上達(dá)到理想的角度，如在操作上、空間上和經(jīng)濟(jì)上。連接件26可以由螺栓連接、膠水粘結(jié)或模件21以端到端的形式連續(xù)鑄造。連接時(shí)，每個(gè)模件的滑道表面25與它的連接模件嚴(yán)格地線性對(duì)齊，使在上面滑動(dòng)的滑水者29和在上面流動(dòng)的噴射水流30分別安全平順地滑過(guò)。當(dāng)一個(gè)模件有從沿著滑道表面25(如圖1c所示)的長(zhǎng)度方向的一個(gè)位置出現(xiàn)的噴嘴24時(shí)，最好是滑道表面25的無(wú)噴嘴端在連接件26處擴(kuò)展到并疊置于連接噴嘴24的頂部。進(jìn)一步，最好是噴嘴24的底部擴(kuò)展并作為滑道表面25。
每個(gè)推進(jìn)模件21的長(zhǎng)度可以依據(jù)所需的操作特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)技術(shù)或運(yùn)輸參數(shù)進(jìn)行改變。模件21的寬度可以窄到允許一個(gè)滑水者坐在或臥在滑道上，腿與水流方向平直進(jìn)行滑動(dòng)，大約50厘米(20英寸)，或?qū)挼皆试S多個(gè)滑水者并肩地坐在滑水車上或滑水管中同時(shí)滑動(dòng)。
將每個(gè)噴嘴24作成并安置于適當(dāng)?shù)奈恢?，使其在與滑道表面25的長(zhǎng)度方向嚴(yán)格平行的方向上通過(guò)可調(diào)的孔隙28噴出噴射水流30。為了使滑水者的滑動(dòng)和水流保持連續(xù)性，當(dāng)模件系列地連成給定的設(shè)施(如圖2c所示)時(shí)，所有的噴嘴最好是調(diào)到相同的方向，以增加動(dòng)能的傳遞和滑水者的移動(dòng)。噴射水流30的狀態(tài)(就是溫度、渾濁度、酸堿值、氯殘留和鹽份等)是適合于人游泳的標(biāo)準(zhǔn)游泳池、湖或海水。
圖3a、3b示例了沿一部分滑水表面25從較低處向較高處推動(dòng)滑水者29的向上加速器42的和操作。滑水者29在靠近噴嘴24的一端進(jìn)入加速模件21并如圖3b所示沿其長(zhǎng)度向上運(yùn)動(dòng)。在每一個(gè)加速模件上(圖3b)，噴嘴24通過(guò)可調(diào)孔徑28將噴射水流30從水源22注入到滑道表面上，最好是在滑水者和滑道表面之間。水流控制閥門23和可調(diào)孔徑28允許對(duì)水流的速度、厚度、寬度和壓力進(jìn)行的調(diào)整。幕狀水流的厚度和速度最好調(diào)整為其在滑水者和/或滑水車輛上產(chǎn)生拖動(dòng)或拉動(dòng)的效果，在滑水表面和滑水者和/或滑水車之間產(chǎn)生打滑或滑動(dòng)的效果。打滑的效果降低或減少了滑水者/滑水車輛和滑道表面之間的摩擦力，同時(shí)，拖動(dòng)或拉動(dòng)的效果產(chǎn)生了對(duì)滑水者/滑水車輛沿滑道表面25的拉動(dòng)。
在加速模件21的情況中，噴射水流30移動(dòng)的速度比剛進(jìn)入的滑水者29的速度要高，因此，從高速水流到低速滑水者的運(yùn)動(dòng)傳遞使滑水者加速并接近快速運(yùn)動(dòng)的水流的速度。在這個(gè)運(yùn)動(dòng)傳遞的過(guò)程中，在滑水者的后面會(huì)形成小的瞬時(shí)水浪33。允許過(guò)量增長(zhǎng)的水浪流出滑道表面25能夠減小瞬時(shí)水浪。作為替代，其它通孔機(jī)構(gòu)如下水孔或可滲水的通孔也能夠用做同樣的目的。
向上加速器42可根據(jù)需要包括一個(gè)單獨(dú)的加速器模件21(圖3b)或若干模件21a、21b、21c等(圖3a)。在圖3a所示的多塊模件的實(shí)施例中，隨著從每個(gè)連續(xù)的噴嘴24a、24b、24c等噴出的水速的累進(jìn)增加而相應(yīng)增長(zhǎng)的加速度，滑水者29可以從模件21a移到模件21b、模件21c等，直到達(dá)到所期望的最大水速。每一個(gè)噴嘴孔24a、24b、24c的水壓可以調(diào)節(jié)來(lái)提供這樣所需的操作特性。
在典型的注入水幕式水滑道中，噴嘴壓力的范圍可以根據(jù)以下因素從大約5磅/英寸到250磅/英寸(1)噴嘴開(kāi)口的尺寸和規(guī)格；(2)滑水者相對(duì)于滑道表面的重量和摩擦力；(3)滑道表面摩擦力的連貫性；(4)滑水者進(jìn)入水流的速度；(5)滑水者相對(duì)于水流的物理方向；(6)滑道表面傾斜或向下的角度；(7)由于從水流到滑水者的動(dòng)能轉(zhuǎn)換而所期望的滑水者速度的增加或減少。在一個(gè)使用車輛的注入水幕式水滑道中，則噴嘴的壓力范圍可能會(huì)更高，假設(shè)車輛可以設(shè)計(jì)為能比人體承受更大的壓力并能在動(dòng)能轉(zhuǎn)換中具有更好的效果。加速模件21(圖3b)的液流控制閥門23可用來(lái)根據(jù)操作參數(shù)指示，調(diào)整噴嘴壓力和流量并可遠(yuǎn)程地控制和編程。
在每一個(gè)推進(jìn)模件21的水源22處提供所需水流和壓力的驅(qū)動(dòng)裝置或能源是一組內(nèi)置于比如一個(gè)合適的水泵房或建筑物92(圖1)中的水泵。這些水泵分別通過(guò)增壓供水管102、106、100、104與每一個(gè)加速器模件40a、40b、42、44保持液體連接。水泵還和起始水池72及一個(gè)可選擇的水浪水槽94保持液體連接。該水浪水槽94提供一個(gè)低處的蓄水池以收集和促使流出的水再泵出，還為循環(huán)水提供一個(gè)存水和/或過(guò)濾容器。
在傳統(tǒng)的水滑道結(jié)構(gòu)中，可以使用一個(gè)單個(gè)的大水泵通過(guò)分配管線向一組加速器模件和/或其它的水流注入單元提供水流。還可以使用分離的較小的水泵，用于每一個(gè)加速模件或一系列連接在一起的模件。為一個(gè)給定系統(tǒng)選擇的水泵的特定配置和數(shù)量，典型地被一些因素所限定，比如成本和每一個(gè)泵的容量，特定的滑道尺寸和性質(zhì)及所希望的滑道效果的類型。在正常的操作中，所選擇的特定水泵的配置不影響滑道的效果。
然而，有時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)水滑道泵系統(tǒng)中的一個(gè)泵將會(huì)失效或損壞，而不能再發(fā)揮所要求的能力。這種情況下，水泵就要關(guān)閉進(jìn)行替換或修理。類似的，相關(guān)連的過(guò)濾器和噴嘴可能變得不暢通，以至所要求的水流速度達(dá)不到要求。這種情況下，在常規(guī)方式下配置的水滑道出現(xiàn)相反的影響，并切一般都要求關(guān)掉設(shè)備和/或修理故障部件。
例如，考慮圖3a中的向上加速器42，如果供給遠(yuǎn)距離的下游水道噴嘴24c的水泵變得削弱或無(wú)論因哪種原因而不能操作，從噴嘴24a、24b剩余噴出的水流不足以推動(dòng)滑水者29爬上斜坡所剩余的部分。這種情況下滑水者將會(huì)在水道表面停止下來(lái)。如果水道不關(guān)閉，其他滑水者被向上加速器42加速滑上斜坡，那將很危險(xiǎn)，可能撞上停下的滑水者而導(dǎo)致傷害。
但是，關(guān)掉水滑道是我們所不期望的和不利的情形，因?yàn)榈却佬藓煤椭匦麻_(kāi)始會(huì)使滑水的顧客很難過(guò)或很不耐煩。而且，在強(qiáng)行關(guān)閉時(shí)，滑道上的顧客可能被擱淺在滑道上一些時(shí)間，直到滑道被修好并重新開(kāi)始。過(guò)多的關(guān)機(jī)會(huì)導(dǎo)致減少滑水者的客流量，因而，減少滑道擁有者或操縱者的收益。類似表明，水滑道液力泵系統(tǒng)的過(guò)濾器和噴嘴的堵塞會(huì)在水滑道的安全、質(zhì)量和收益上有同樣有害的影響。冗余水泵和過(guò)濾器陣列本發(fā)明部分或全部地克服了上述的限制，提供一種包括一個(gè)冗余水泵和過(guò)濾器陣列的水泵系統(tǒng)，在一個(gè)水泵或相關(guān)部件失效后，幫助快速的恢復(fù)水滑道的正常。圖4是一個(gè)簡(jiǎn)單示意圖，闡明了一種可能的泵系統(tǒng)10的實(shí)施例，它包括作為本發(fā)明的發(fā)明點(diǎn)的一個(gè)冗余水泵和過(guò)濾器陣列12。
圖4中的泵系統(tǒng)10是上文中圖1中所闡述的水道過(guò)山車的最好的論述和理解。如上面的示例和論述，水滑道90一般包括一個(gè)水庫(kù)或水池94和一個(gè)在水泵房中的泵系統(tǒng)92。供水管道100、102、104和106從水泵房92開(kāi)始，分別連接于各自加速器模件42、40a、44、40b的各自噴嘴N2、N5、N7和N10。
隨著圖1中的水滑道90開(kāi)始使用，滑水者29(使用或未使用車輛)進(jìn)入開(kāi)始水池72并以傳統(tǒng)方式沿向下的部分74開(kāi)始下滑。當(dāng)進(jìn)入一個(gè)向上的部分76時(shí)，滑水者遇到一個(gè)向上噴嘴N2，N2注入一股高速的水流加速并升高滑水者29的位置到達(dá)上坡的頂端76。此后，滑水者29滑向下坡部分的底部78，在底部，滑水者29遇到水平噴嘴N5，噴嘴N5注入一股高速的水流加速并升高滑水者29的位置到達(dá)上坡的頂端80。進(jìn)一步地，向下滑向一個(gè)下坡的部分82，滑水者29遇到水平噴嘴N7，N7注入一股高速的水流加速使滑水者29下滑，最后給予足夠的動(dòng)力使滑水者29上升翻過(guò)上坡部分的頂部84?；唠S后遇到水平噴嘴N10，N10注入一股高速的水流使滑水者29加速最終翻過(guò)上坡部分的頂部86，也即滑水者29到達(dá)滑道終點(diǎn)水池或噴水池73。
泵系統(tǒng)10(圖4)更對(duì)每一個(gè)噴嘴N2、N5、N7和N10提供一個(gè)足夠大的水壓，使得滑水者29完成前面所描述的路徑。在這方面，那些本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到噴嘴N2、N5、N7和N10既可同時(shí)操作，也可連續(xù)操作，比如為滿足連續(xù)不斷的大量的滑水者，或斷斷續(xù)續(xù)的滑水者(根據(jù)需要)，例如為單個(gè)的或相隔的滑水者。在每種情況下，從每一個(gè)不同的噴嘴N2、N5、N7和N10噴出的水的速度取決于水壓泵系統(tǒng)的以下因素，如噴嘴的尺寸和形狀，噴嘴入口的水壓，液力泵系統(tǒng)內(nèi)的摩擦力(或水流的堵塞)和噴嘴出口處自由水流的路線。
每一個(gè)噴嘴進(jìn)口的水壓最好由水泵系統(tǒng)維持(圖4)。通常，水泵系統(tǒng)10包括一個(gè)水泵和過(guò)濾器陣列系統(tǒng)12，其被安排為一個(gè)N+1冗余陣列---四個(gè)主泵/過(guò)濾器組合201--204和一個(gè)儲(chǔ)備泵/過(guò)濾器組合205。陣列12的每一個(gè)主泵/過(guò)濾器組合用來(lái)在壓力下，通過(guò)供水線100、102、104、106供水給一個(gè)相應(yīng)加速器模件42、40a、40b、44(圖1)。至少提供一個(gè)儲(chǔ)備泵/過(guò)濾器組合205并液力偶合于這個(gè)系統(tǒng)，以便主泵/過(guò)濾器組合201-204中的任何一個(gè)都可以從系統(tǒng)中被液力分離開(kāi)或被旁路掉并由儲(chǔ)備泵/過(guò)濾器組合205有效替代。這種方式，如果一個(gè)泵/過(guò)濾器組合遇到失?；驌p害，它可從系統(tǒng)分開(kāi)，并用儲(chǔ)備泵來(lái)取代。
更好地，組成水泵系統(tǒng)10中的各式各樣的水泵和過(guò)濾器通過(guò)適配閥門215、檢查閥門217、旁路歧管219、221等液力排列和連接，以便各個(gè)泵/過(guò)濾器結(jié)合體能與一個(gè)或多個(gè)儲(chǔ)備泵/過(guò)濾器能夠“即時(shí)交換”。在這種方式下，一個(gè)失效的泵或其他部件可很容易地在系統(tǒng)工作時(shí)從水泵系統(tǒng)中被替換或拆下，而不影響其他的泵和水道的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。最好地，這種“即時(shí)交換”由一個(gè)如下所述的適配閥門和診斷系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。
如果希望的話，一個(gè)另外的線路過(guò)濾器225(“彌補(bǔ)線”)可作為水泵系統(tǒng)10的一部分提供，來(lái)提供一個(gè)N+1的線路過(guò)濾器冗余。舉例來(lái)說(shuō)，假設(shè)一個(gè)主泵/過(guò)濾器組合失效，儲(chǔ)備泵/過(guò)濾器組合205被轉(zhuǎn)換到線路中彌補(bǔ)泵水能力的損失。但是，在失效的主泵/過(guò)濾器組合被修理或被替代之前，其中一個(gè)關(guān)聯(lián)線路過(guò)濾變得堵塞。在這種情況下，當(dāng)彌補(bǔ)線和過(guò)濾器225為堵塞的過(guò)濾器提供一個(gè)液壓替代時(shí)，N+1+1的過(guò)濾器冗余能使堵塞的過(guò)濾器從液體線路中斷開(kāi)，以便于清洗或修理。再有，最好是提供適配閥門215、檢驗(yàn)閥門217、歧管219、221等以便堵塞的過(guò)濾器能夠被彌補(bǔ)線和過(guò)濾器225“即時(shí)交換”(最好是自動(dòng)的)。作為選擇，本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)想到，各種各樣的線路過(guò)濾器可以設(shè)置為N+1或N+2冗余陣列中，并使用一個(gè)或多個(gè)適配閥門215、停止閥門217、歧管219、221等連接在一起。
圖4中所示的特殊的水泵系統(tǒng)10中，提供了一個(gè)可選擇的過(guò)濾器水泵230和關(guān)聯(lián)線路過(guò)濾器232，以便通過(guò)過(guò)濾水箱235、237提供用于平行或再循環(huán)水的脫機(jī)過(guò)濾。這些是典型的沙過(guò)濾器和可替代的彈子過(guò)濾器，并且如果希望的話，可以如圖所示被安排在一個(gè)N+1冗余陣列中。再有，最好提供適配閥門215、檢驗(yàn)閥門217歧管219、221等，使一個(gè)過(guò)濾器235能和其他的過(guò)濾器237進(jìn)行“即時(shí)交換”(自動(dòng)地)，以確保水道連續(xù)運(yùn)行。如果希望的話，從過(guò)濾泵230泵出的一部分水流可以通過(guò)一個(gè)旁路管線241被選擇性的轉(zhuǎn)移到一個(gè)關(guān)聯(lián)的水道，比如一條小河或其他地方。
圖5-7是一個(gè)選擇性的具有本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)的實(shí)施例的圖示說(shuō)明。此例中，泵系統(tǒng)10既包括一個(gè)供水給噴嘴陣列13冗余泵陣列16和一個(gè)的冗余過(guò)濾器陣列18。每一個(gè)噴嘴N1-11最好包括一個(gè)關(guān)聯(lián)的水流控制閥門FCV1、FCV2、FCV3、FCV4、FCV5、FCV6、FCV7、FCV8、FCV9、FCV10和FCV11，如圖7a所示，提供注入水流的局部調(diào)整和控制來(lái)獲得一個(gè)理想的滑道效果。
最好地，冗余泵陣列16包括一組主泵P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8、P9、P10和P11，至少一個(gè)輔助的或儲(chǔ)備的泵P12。冗余過(guò)濾器陣列18包括一組主過(guò)濾器F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7、F8、F9、F10和F11，和至少一個(gè)輔助的或儲(chǔ)備的過(guò)濾器P12。噴嘴系統(tǒng)13包括一組噴嘴N1、N2、N3、N4、N5、N6、N7、N8、N9、N10和N11。
如圖5所示，冗余泵陣列16、冗余過(guò)濾器陣列18和一組冗余噴嘴13之間是由一些比如管子、螺母、彎管接頭、套管、凸緣、螺絲縮接、擴(kuò)散管、閥門等等的標(biāo)準(zhǔn)管道接頭液壓地相互連接。儲(chǔ)水池94(圖6)是為一個(gè)注入水道或有多重入水噴嘴的其他水道提供水的水源(如圖1)。儲(chǔ)水池94外的主要管道裝置包括將儲(chǔ)水池分別連接到過(guò)濾器F1--F12的閥門SV1、SV2、SV3、SV4、SV5、SV6、SV7、SV8、SV9、SV10、SV11和SV12(見(jiàn)圖6)。
閥門SV1到SV12最好是開(kāi)關(guān)類型的閥門，比如蝴蝶閥門，并最好是通過(guò)比如一個(gè)螺線管、活塞或其他相應(yīng)于從相關(guān)控制器的激勵(lì)信號(hào)的合適的傳動(dòng)器進(jìn)行電力機(jī)械或液力機(jī)械的操作。作為選擇，其他適配閥門和傳動(dòng)器可以根據(jù)功效使用，包括入口閥門、活塞閥門和球閥門。本領(lǐng)域技術(shù)人員將直接地想到，如所期望的，也可以利用節(jié)流閥門來(lái)提供流量控制。
更好地，如圖5和圖6中所示的，冗余泵陣列16包括一個(gè)泵歧管20。泵歧管20和到噴嘴N1-N11的水管最好有一個(gè)大約25-30厘米(10-12英寸)的公稱直徑。歧管20允許從輔助泵P12的輸出水流被供給沿著水道90分布的噴嘴N1--N11中的一個(gè)，后面將會(huì)更詳細(xì)討論。泵陣列16最好還包括一組位于各自的泵P1到P11的流出端下游的閥門PV1、PV2、PV3、PV4、PV5、PV6、PV7、PV8、PV9、PV10和PV11。閥門PV1到PV11的設(shè)置用于管理從泵P1至P11分別到各自的噴嘴N1到N11的流量。更好地，泵陣列16進(jìn)一步包括一組連接于泵歧管20的閥門PMV1、PMV2、PMV3、PMV4、PMV5、PMV6、PMV、PMV8、PMV9、PMV10和PMV11，閥門APV12和APV13與輔助泵P12相連。閥門PMV1到PMV11的設(shè)置和與閥門PV1到PV11的設(shè)置相關(guān)聯(lián)的閥門APV12和APV13負(fù)責(zé)直接將從泵P1到P11，和P12的輸出水流，沿著預(yù)先設(shè)定的路線傳送到預(yù)定的目的地，對(duì)此后面將有長(zhǎng)篇討論。再有，這些閥門最好是開(kāi)關(guān)類型的閥門，比如蝴蝶閥門，并最好是通過(guò)比如一個(gè)螺線管、活塞或其他相應(yīng)于從相關(guān)控制器的激勵(lì)信號(hào)的合適的傳動(dòng)器進(jìn)行電力機(jī)械或液力機(jī)械的操作。作為選擇，其他適配閥門和傳動(dòng)器可以根據(jù)功效使用，包括入口閥門、活塞閥門和球閥門。本領(lǐng)域技術(shù)人員將直接地想到，如所期望的，也可以利用節(jié)流閥門來(lái)提供流量控制。
在圖7a中所述的最佳實(shí)施例中，冗余泵陣列16包括11個(gè)主泵P1到P11和一個(gè)輔助泵P12。當(dāng)然，主泵數(shù)量的多少可以根據(jù)需要增減，部分依水道的類型而定。相似地，如果需要或希望附加的備份容量的話，多于一個(gè)的輔助泵可能被合并進(jìn)入這里所描述的液壓泵系統(tǒng)。還有，一個(gè)組泵可以靠連接成串聯(lián)、并聯(lián)或其組合替換一個(gè)特別的泵。本領(lǐng)域技術(shù)人員直接地可以看出本發(fā)明的冗余泵系統(tǒng)可包括N+x個(gè)泵，N是主泵的數(shù)量，x是輔泵的數(shù)量，N和x都是大于或等于1的整數(shù)，x最好等于1。
圖5中冗余泵陣列16的泵P1到P12最好是離心泵，具有大約23-37米(75-120英尺)高的水頭壓力，并有大約為60-110L/S(1000到1800GPM)的容量，盡管也可用各式各樣其他類型的泵，比如旋轉(zhuǎn)泵(使用葉片、螺旋槳、瓣輪、累進(jìn)的模槽)、噴嘴泵和噴射泵。從每一個(gè)泵P1到P12的最大的可泵出功率最好是大約37-74千瓦(50-100馬力)。泵P1到P12最好能在大約0.35-17.2巴(5磅/平方寸到250磅/平方寸)的壓力下向噴嘴N1至N11供水。在一個(gè)最佳的實(shí)施例中，泵P1到P12是由康涅狄格的Flygt of Trumbull飛力泵業(yè)公司生產(chǎn)的ITT Marlow泵。
同樣地，如圖7a所示，冗余過(guò)濾器系統(tǒng)18包括一個(gè)過(guò)濾器歧管22。更好地，過(guò)濾器歧管22，它的連接管和到泵P1至P12的管有一個(gè)大約15-30厘米(6-12英寸)的公稱直徑。過(guò)濾器歧管22允許輔助的過(guò)濾器F12作為一個(gè)主過(guò)濾器F1到F11中的一個(gè)的替換，對(duì)此將隨后詳細(xì)討論。過(guò)濾器系統(tǒng)18，最好包括多個(gè)位于各自過(guò)濾器F1到F11出口的下游的閥門FV1、FV2、FV3、FV4、FV5、FV6、FV7、FV8、FV9、FV10和FV11。閥門FV1到FV11的設(shè)置用于管理通過(guò)各自的過(guò)濾器F1至F11到各自的泵P1到P11的流量。過(guò)濾器陣列18最好進(jìn)一步包括多個(gè)安排在與輔助過(guò)濾器F12相連的過(guò)濾器歧管22、閥門AFV12和AFV13中的閥門FMV1、FMV2、FMV3、FMV4、FMV5、FMV6、FMV7、FMV8、FMV9、FMV10和FMV11。
閥門FMV1至FMV11的設(shè)置和與閥門FV1至FV11的設(shè)置相關(guān)的閥門AFV12和AFV13負(fù)責(zé)直接將水流通過(guò)過(guò)濾器F1至F11，和F12，如需要的話，沿預(yù)定的傳送到泵P1到P11，和P12，如果需要的話，這將在后面詳細(xì)討論。再有，這些閥門最好是開(kāi)關(guān)類型的閥門，比如蝴蝶閥門，并最好是通過(guò)比如一個(gè)螺線管、活塞或其他相應(yīng)于從相關(guān)控制器的激勵(lì)信號(hào)的合適的傳動(dòng)器進(jìn)行電力機(jī)械或液力機(jī)械的操作。作為選擇，其他適配閥門和傳動(dòng)器可以根據(jù)功效使用，包括入口閥門、活塞閥門和球閥門。本領(lǐng)域技術(shù)人員將直接地想到，如所期望的，也可以利用節(jié)流閥門來(lái)提供流量控制。
在圖7a中所描述的最佳實(shí)施例中，冗余過(guò)濾器系統(tǒng)18包括11個(gè)主過(guò)濾器F1到F11和一個(gè)輔助過(guò)濾器F12。這些能用本領(lǐng)域眾所周知的任何商業(yè)上可用的各種過(guò)濾網(wǎng)。過(guò)濾器F1至F12的每一個(gè)過(guò)濾器元件都是可替代的過(guò)濾網(wǎng)或過(guò)濾器濾筒175，如圖6所示。在更多的最佳實(shí)施例中，過(guò)濾器F1至F12是由德克撒斯的NBGS國(guó)際新Braunfel公司附屬的美國(guó)ETA制造的過(guò)濾網(wǎng)。過(guò)濾器F1至F12的入口和出口最好有一個(gè)大約15-30cm(6英寸至12英寸)的公稱直徑。通過(guò)每一個(gè)線路過(guò)濾器F1至F12的壓力下降最好是在全部額定容量中相對(duì)較少(少于總量的5％)。
當(dāng)然，主過(guò)濾器的數(shù)量可根據(jù)需要進(jìn)行增減。同樣地，多于一個(gè)的輔助過(guò)濾器可以合并到這里描述的液壓泵系統(tǒng)中，并且如希望的話，多于一個(gè)的過(guò)濾器可以與多個(gè)過(guò)濾器進(jìn)行串聯(lián)、并聯(lián)混合連接。本發(fā)明的冗余過(guò)濾系統(tǒng)最好包括N+x個(gè)過(guò)濾器，N是主泵的數(shù)量，x是輔助泵的數(shù)量，N和x都是大于或等于1的整數(shù)，x最好等于1。
在水泵系統(tǒng)10的通常操作中，泵P1至P11通過(guò)各自的線路過(guò)濾器F1至F11吸水。泵P1至P11增加水的壓力并因此給各自的噴嘴N1至N11提供足夠的增壓的水流。這樣，到噴嘴N1的水流從儲(chǔ)水池94開(kāi)始，流過(guò)閥門SV1、過(guò)濾器F1、閥門FV1、泵P1、閥門PV1并最終到噴嘴N1。到噴嘴N2至N11的水流過(guò)各自相同的路徑。在正常的操作中，輔助泵P12和輔助過(guò)濾器F12通常并不啟動(dòng)。
圖7b描述了泵系統(tǒng)10在正常的操作中各種閥門的設(shè)置。一個(gè)開(kāi)放(工作中)的閥門用“白色”或“><”表示，一個(gè)關(guān)閉(堵塞)的閥門用“黑色”或“”表示，在正常的操作中，儲(chǔ)水池閥門SV1至SV11打開(kāi)，過(guò)濾器歧管閥門FMV1至FMV11關(guān)閉，過(guò)濾器閥門FV1至FV11打開(kāi)，泵歧管閥門PMV1至PMV11關(guān)閉，泵閥門PV1至PV11打開(kāi)。這樣使主泵P1至P11通過(guò)各自的主過(guò)濾器F1至F11，從儲(chǔ)水池94中抽取水，向各自的噴嘴N1至N11供水。還有與輔助泵P12和輔助過(guò)濾器F12相連的閥門SV12、AFV12、AFV13、APV12和APV13，雖然最好是關(guān)上，但也可開(kāi)關(guān)，如圖7b所示，在液壓泵系統(tǒng)10的正常操作中使冗余輔助泵P12和過(guò)濾器F12完全獨(dú)立。如上述討論，輔助泵P12和相關(guān)的輔助過(guò)濾器F12向泵系統(tǒng)10提供了冗余，并確保在泵P1至P11中的一個(gè)關(guān)機(jī)維護(hù)或替換或主過(guò)濾器F1至F11中的一個(gè)需要清潔或替代的情況下，水滑道的順利運(yùn)行。
圖7c中描述了比如主泵P1，不得不關(guān)機(jī)的情況。在那種情況下，輔助泵P12被接入來(lái)彌補(bǔ)喪失的動(dòng)力，并保證泵系統(tǒng)10給噴嘴N1提供必需的水。程序上，關(guān)上主泵P1，打開(kāi)輔助泵P12，關(guān)閉閥門PV1并打開(kāi)閥門PMV1、SV12、AFV13和APV12來(lái)完成，以便到噴嘴N1的水流不被中斷或僅僅是瞬時(shí)中斷。盡管以手動(dòng)操作該系統(tǒng)也是有效的，但這最好都是自動(dòng)完成，下面將要討論。在這個(gè)P1旁路結(jié)構(gòu)中，輔助泵P12從儲(chǔ)水池94抽出水，通過(guò)閥門SV12、輔助閥門F12、閥門AFV13，并通過(guò)閥門APV12、泵歧管20和閥門PMV1供水到噴嘴N1。閥門SV1和FV1可以保持打開(kāi)或關(guān)閉，但最好是關(guān)閉，如圖7c，使主泵P1和相關(guān)的主過(guò)濾器F1完全獨(dú)立。主泵P1外的回路和從輔助泵P12到噴嘴N1的水流的重新選擇路線，最好在剩余的泵和水道的運(yùn)行中完成，因而提供了受影響部件的“即時(shí)交換”。
當(dāng)主泵P1準(zhǔn)備再次打開(kāi)(檢查、維護(hù)、修理或替換后)，上述程序簡(jiǎn)單翻轉(zhuǎn)，輔助泵P12接出冗余泵系統(tǒng)16，水流再次從主泵P1到噴嘴N1，恢復(fù)液壓泵系統(tǒng)10的正常操作，所有這些都不關(guān)閉水道。程序上，可由關(guān)掉輔助泵P12，打開(kāi)主泵P1，關(guān)上閥門PMV1并打開(kāi)閥門SV1、FV1和PV1來(lái)完成，所以到水道90(圖1)的水流不被破壞或中斷。再有，閥門SV12、AFV1和APV12在液壓泵系統(tǒng)10的正常操作中，可保持開(kāi)放或關(guān)閉，雖然最好是如圖7c中所描述的關(guān)閉。
上述描述的接出主泵P1利用了與輔助過(guò)濾器F12相連接的輔助泵P12。本領(lǐng)域技術(shù)人員可容易想到通過(guò)液壓泵系統(tǒng)10的較小的修改，輔助泵P12可以用于連接一個(gè)主過(guò)濾器。舉例來(lái)說(shuō)，如果主泵P1需被關(guān)機(jī)但主過(guò)濾器F1正在運(yùn)行，輔助泵P12可以與主過(guò)濾器F1一起使用。這可以通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)，比如，通過(guò)一個(gè)管道，加一個(gè)閥門，將過(guò)濾器F1的出口連接到主泵P12的吸水端。通過(guò)調(diào)整適當(dāng)?shù)拈y門，主過(guò)濾器F1和輔助泵P12可結(jié)合在一起，提供水流到噴嘴N1。同樣地，主過(guò)濾器F2到F11可連接到輔助泵P12。由于這種對(duì)液壓泵系統(tǒng)10的修改對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)講是顯而易見(jiàn)的，這里不需詳細(xì)討論和出示附圖，但這種修改在本發(fā)明范圍內(nèi)。
圖7d所描述的是例如主過(guò)濾器F1堵塞并得被清洗或替代的情況。在這種情況中，一種類似的“即時(shí)交換”方式可再次被用于安全地進(jìn)行主過(guò)濾器的檢查、維修或替換的操作，并通過(guò)輔助過(guò)濾器F12再接通水流，而不會(huì)中斷或破壞水泵系統(tǒng)或相關(guān)水道的水流供應(yīng)。舉例來(lái)講，如果主過(guò)濾器F1不得不被接出，輔助過(guò)濾器F12接受主泵P1中抽出的水的過(guò)濾任務(wù)，如圖7d中閥門的設(shè)置所描述的(打開(kāi)閥門用“白色”或“><”表示，關(guān)閉閥門用“黑色”或“”表示)。打開(kāi)閥門SV12、AFV12和FMV1，關(guān)上閥門FV1，所以到噴嘴的水流并不被中斷或只是瞬時(shí)中斷。這種方式下，主泵P1從儲(chǔ)水池94中抽出的水通過(guò)SV12、輔助過(guò)濾器F12、閥門AFV12、過(guò)濾器歧管22、閥門FMV1并通過(guò)閥門PV1供水到噴嘴N1。閥門SV1可保持開(kāi)放或關(guān)閉，但如圖7d所示，最好是關(guān)上，完全使主過(guò)濾器F1獨(dú)立。
當(dāng)主過(guò)濾器F1再次準(zhǔn)備使用時(shí)(檢查、維修或替換后)，上述程序反轉(zhuǎn)，輔助過(guò)濾器F12接出冗余過(guò)濾器系統(tǒng)18，水流再次從主過(guò)濾器F1到主泵P1，恢復(fù)液壓泵系統(tǒng)10的正常操作，所有這些都不中斷水道。這通過(guò)關(guān)掉閥門FMV1、打開(kāi)閥門SV1和FV1來(lái)完成，以便到水道90的(圖1)的水流并不被破壞或中斷。閥門SV12和APV12在液壓泵系統(tǒng)10的正常操作中，可保持開(kāi)放或關(guān)閉，雖然圖7d中所描述的最好是關(guān)閉的。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可直接想到通過(guò)液壓泵系統(tǒng)10的很小的修改，輔助泵P12可以用于連接一個(gè)主過(guò)濾器。舉例來(lái)說(shuō)，如果主泵P1需被關(guān)機(jī)但主過(guò)濾器F1正在運(yùn)行，輔助泵P12可以與主過(guò)濾器F1一起使用。這可以通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)，比如，用一根管道，加一個(gè)閥門，將過(guò)濾器F1出水口連接到主泵P12的吸水端。通過(guò)調(diào)整適當(dāng)?shù)拈y門，主過(guò)濾器F1和輔助泵P12可結(jié)合在一起，提供水流到噴嘴N1。同樣地，主過(guò)濾器F2到F11可連接到輔助泵P12。由于這種對(duì)液壓泵系統(tǒng)10的修改對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)講是顯而易見(jiàn)的，這里不需詳細(xì)討論和出示附圖，但這種修改在本發(fā)明范圍內(nèi)。
圖8a-8d描述一個(gè)具有本發(fā)明特征和優(yōu)點(diǎn)的泵系統(tǒng)10的更進(jìn)一步的可替換的實(shí)施例。為方便說(shuō)明和簡(jiǎn)短描述，那些相同的元件用相同的參考號(hào)指定并不再重復(fù)描述。除了隨著開(kāi)關(guān)閥門SV13和AFV13’提供一個(gè)附加的輔助過(guò)濾器F12’，泵系統(tǒng)10’與以上的描述相同，此類型上述已描述過(guò)。圖8a描述整個(gè)正常操作中的液壓泵系統(tǒng)10’的各種閥門的設(shè)置。再次，一個(gè)開(kāi)放(工作中)的閥門用“白色”或“><”表示，一個(gè)關(guān)閉(堵塞)的閥門用“黑色”或“》《”表示，在正常操作中，儲(chǔ)水池閥門SV1至SV11打開(kāi)，過(guò)濾器歧管閥門FMV1至FMV11關(guān)閉，過(guò)濾器閥門FV1至FV11打開(kāi)，泵歧管閥門PMV1至PMV11關(guān)閉，泵閥門PV1至PV11開(kāi)放。因此，允許主泵P1至P11通過(guò)各自的主過(guò)濾器F1至F11，從儲(chǔ)水池94中抽取水，向各自的噴嘴N1至N11供水。還有與輔助泵P12和輔助過(guò)濾器F12和F12’結(jié)合的閥門SV12、SV13、AFV12、AFV13、APV12和APV13，雖然最好是關(guān)上，但也可開(kāi)關(guān)，如圖8a所示，使冗余輔助泵P1和輔助過(guò)濾器F12和F12’在液壓泵系統(tǒng)10’的正常操作中完全獨(dú)立。
便利的，圖8a描述的泵系統(tǒng)10’不僅允許輔助泵P12可通過(guò)輔助過(guò)濾器F12和F12’中的任一個(gè)抽水，以提供一個(gè)第二級(jí)過(guò)濾器冗余，而且允許輔助泵P12和輔助過(guò)濾器F12單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)。舉例來(lái)說(shuō)，如圖8b中閥門設(shè)置所描述的，輔助泵P12可代替主泵P1，同時(shí)輔助過(guò)濾器F12替換主過(guò)濾器F6。接出主泵P1可以按如下方式完成，關(guān)掉主泵P1，打開(kāi)輔助泵P12，關(guān)上閥門PV1，打開(kāi)閥門PMV1、SV13、AFV13’和APV12，以便水流不被中斷或只是瞬時(shí)中斷。這種方式下，輔助泵P12通過(guò)閥門SV13、輔助過(guò)濾器F12’、閥門AFV13’從儲(chǔ)水池94吸水，通過(guò)閥門APV12、泵歧管20和閥門PMV1供水到噴嘴N1。閥門SV1和FV1可能保持打開(kāi)或關(guān)閉，但最好是關(guān)閉，如圖8b所示，使主泵P1和相關(guān)主過(guò)濾器F1完全獨(dú)立。類似地，過(guò)濾器F6的獨(dú)立由打開(kāi)閥門SV12、AFV12和FMV6、關(guān)閉閥門FV6來(lái)完成，以便水流不再被破壞或中斷。這種方式下，主泵P6通過(guò)閥門SV12、輔助過(guò)濾器F12、閥門AFV12、過(guò)濾器歧管22、閥門FMV6從儲(chǔ)水池94抽水，并通過(guò)閥門PV6供水到噴嘴N6。閥門SV6可以保持打開(kāi)或關(guān)閉，但最好是關(guān)上，如圖8b所示，使主過(guò)濾器F6完全獨(dú)立。
見(jiàn)圖8a、8b，當(dāng)主泵P1準(zhǔn)備再次打開(kāi)(檢查、維護(hù)、修理或替換后)，輔助泵P12從冗余泵系統(tǒng)16’中接出，水流再次從主泵P1流到噴嘴N1，恢復(fù)液壓泵系統(tǒng)10’的正常操作，所有這些都不用關(guān)閉水道。這可以通過(guò)關(guān)掉輔助泵P12，打開(kāi)主泵P1，關(guān)上閥門PMV1并打開(kāi)閥門SV1、FV1和PV1來(lái)完成，以便水流不被破壞或中斷。再有，閥門SV13、AFV13’和APV12在液壓泵系統(tǒng)10’的正常操作中，可保持開(kāi)放或關(guān)閉，雖然圖8a中所描述的最好是關(guān)閉的。
相同的，當(dāng)主過(guò)濾器F6(見(jiàn)圖8a、8b)準(zhǔn)備再次使用(檢查、維修或替換后)，輔助過(guò)濾器F12被接出冗余過(guò)濾器系統(tǒng)18’，水流再次從主過(guò)濾器F6到主泵P6，恢復(fù)液壓泵系統(tǒng)10’的正常操作，所有這些都不中斷水道。參見(jiàn)圖8a、8b，這可以通過(guò)關(guān)上閥門FMV6，并打開(kāi)閥門SV6和FV6來(lái)完成，以便流到水道90(圖1)的水流不被中斷或只是臨時(shí)中斷。閥門SV12和APV12在液壓泵系統(tǒng)10’的正常操作中，可保持開(kāi)放或關(guān)閉，雖然圖8a中所描述的最好是關(guān)閉的。
圖9a-9d描述了具有本發(fā)明特征和優(yōu)點(diǎn)的泵系統(tǒng)10’的一個(gè)更進(jìn)一步可替換的實(shí)施例。為方便說(shuō)明和簡(jiǎn)短描述，那些相同的元件用相同的參考號(hào)指定并不再重復(fù)描述。泵系統(tǒng)10’除了進(jìn)行方便地、對(duì)稱地和同樣地配置，以便任何一個(gè)泵和過(guò)濾器的組合(既可組合也可分開(kāi))為實(shí)施本發(fā)明的目的，可以被指定作為“備用部件”或“輔助部件”外，與上述實(shí)施例相同。比如，可在水道運(yùn)行超過(guò)幾個(gè)月或幾年的平常的過(guò)程中，被輪流指定為備用部件，以提供泵或過(guò)濾器常規(guī)維護(hù)/維修和/或均勻地分配各種部件的磨損或破壞。
圖9a用各種的閥門的設(shè)置描述了一個(gè)在正常運(yùn)行中的泵系統(tǒng)10”。同樣地，開(kāi)放(工作中)的閥門用“白色”或“><”表示，關(guān)閉(堵塞)的閥門用“黑色”或“》《”表示。假設(shè)，比如，泵P12和過(guò)濾器F12被指定作為系統(tǒng)的備用或輔助部件。這樣，在正常操作中，儲(chǔ)水池閥門SV1至SV11打開(kāi)，過(guò)濾器歧管閥門FMV1至FMV11關(guān)閉，過(guò)濾器閥門FV1至FV11打開(kāi)，泵歧管閥門PMV1至PMV11關(guān)閉，泵閥門PV1至PV11打開(kāi)。這樣使主泵P1至P11通過(guò)各自的主過(guò)濾器F1至F11，從儲(chǔ)水池94中抽取水，向各自的噴嘴N1至N11供水。與指定的輔助泵P12和指定的輔助過(guò)濾器F12相連的閥門SV12、FV12、FMV12和PMV12雖然最好是關(guān)上，但也可開(kāi)關(guān)，如圖9a所示，使指定的冗余輔助泵P12和指定的過(guò)濾器F12完全獨(dú)立。如上述討論，指定的輔助泵P12和指定的相關(guān)輔助過(guò)濾器F12可被選擇性地指定，來(lái)提供對(duì)泵系統(tǒng)10”所希望的冗余，并確保在泵P1至P11中的一個(gè)關(guān)機(jī)維護(hù)或替換或主過(guò)濾器F1至F11中的一個(gè)需要清潔或替代的情況下，相關(guān)水滑道的平穩(wěn)運(yùn)行。作為選擇，泵P1-11或過(guò)濾器F1-11中的任一個(gè)可以被指定作為備用或輔助部件，并且如希望的話，泵P12和過(guò)濾器F12可以指定為主部件。
圖9b說(shuō)明了比如主泵P1不得不關(guān)機(jī)的情況。這種情況下，指定的輔助泵P12被接入來(lái)彌補(bǔ)喪失的動(dòng)力，保證泵系統(tǒng)10”能提供必需的水給噴嘴N1。程序上，關(guān)上主泵P1，打開(kāi)指定的輔助泵P12，關(guān)閉閥門PV1并打開(kāi)閥門PMV1、FMV12和PMV12可完成上述過(guò)程，以便到噴嘴N1的水流不被中斷，或僅是瞬時(shí)中斷。再有，雖然以手動(dòng)操作本系統(tǒng)也是有效的，但最好都是自動(dòng)完成。在這個(gè)“P1旁路”結(jié)構(gòu)中，輔助泵P12通過(guò)閥門SV1，通過(guò)主過(guò)濾器F1和閥門FV1和FMV1，通過(guò)過(guò)濾器歧管22和閥門FMV12從儲(chǔ)水池94抽出水，通過(guò)閥門PMV12，泵歧管20和閥門PMV1在壓力下供水到噴嘴N1。閥門SV12和FV12可以保持開(kāi)放或關(guān)閉，但最好是關(guān)閉，如圖9b，使輔助過(guò)濾器F12完全獨(dú)立。接出主泵P1和水流再次從輔助泵P12到噴嘴N1應(yīng)在剩余泵和水滑道的運(yùn)行中完成，因此提供受影響部件的“即時(shí)交換”。
當(dāng)主泵P1再次準(zhǔn)備好被打開(kāi)(檢查、維護(hù)、修理或替換后)，上述程序簡(jiǎn)單反轉(zhuǎn)，指定的輔助泵P12被接出泵系統(tǒng)10”，水流再次從主泵P1流到噴嘴N1，恢復(fù)液壓泵系統(tǒng)10的正常操作，所有這些都不中斷水道的運(yùn)行。本領(lǐng)域技術(shù)人員將注意到上面所描述的主泵P1的接出持續(xù)利用了相關(guān)主過(guò)濾器F1，所以也為過(guò)濾器陣列18”提供了獨(dú)立的N+1冗余。
圖9c說(shuō)明比如主過(guò)濾器F1變?yōu)槎氯晚毐磺逑椿蛱鎿Q的情形。這種情況下，指定的輔助過(guò)濾器F12被接入以彌補(bǔ)喪失的動(dòng)力，保證泵系統(tǒng)10”能給噴嘴N1提供必需的水。程序上，這可以通過(guò)關(guān)上閥門FV1，打開(kāi)閥門SV12、FMV1、FMV12和FV12來(lái)完成，以便到噴嘴N1的水流不被中斷，或僅僅是臨時(shí)中斷。再有，雖然這種方式下本系統(tǒng)的手工操作也是有效的，但最好是自動(dòng)完成。在這個(gè)“F1旁路”配置中，主泵P1通過(guò)閥門SV12，通過(guò)指定的輔助閥門F12、閥門FV12和FMV12，通過(guò)過(guò)濾器歧管22和閥門FMV1從儲(chǔ)水池94抽出水，通過(guò)閥門PV1在壓力下供水到噴嘴N1。閥門SV1可能保持打開(kāi)或關(guān)閉，但最好是關(guān)閉，如圖9c，使堵塞的過(guò)濾器F1完全獨(dú)立。主過(guò)濾器F1的接出和從指定的輔助過(guò)濾器F12到噴嘴N1的水流的重新接通，最好在剩余的泵和水滑道的運(yùn)行中完成，因而為受影響部件提供便利的“即時(shí)交換”。
當(dāng)主過(guò)濾器F1再次準(zhǔn)備打開(kāi)(檢查、維護(hù)、修理或替換后)，上述程序簡(jiǎn)單反轉(zhuǎn)，指定的輔助過(guò)濾器F12被接出泵系統(tǒng)10”，水流再次從主過(guò)濾器F1到噴嘴N1，恢復(fù)液壓泵系統(tǒng)10”的正常操作，所有這些都不中斷水道。本領(lǐng)域技術(shù)人員將注意到上面所描述主過(guò)濾器F1的接出不影響關(guān)聯(lián)主泵P1的運(yùn)行，所以也為泵陣列16”提供了獨(dú)立的N+1冗余。
圖9d說(shuō)明一個(gè)主泵(比如P3)和一個(gè)主過(guò)濾器(比如F6)同時(shí)需要被保養(yǎng)或替換的情況。這種情況下，指定的輔助過(guò)濾器F12被接入以彌補(bǔ)丟失的過(guò)濾器容量，指定的輔助泵P12被接入以彌補(bǔ)丟失的泵的動(dòng)力。這樣確保泵系統(tǒng)10’在甚至當(dāng)一個(gè)主泵P3和一個(gè)非關(guān)聯(lián)過(guò)濾器F6都需要關(guān)閉和/或替代的情況下，能夠提供必需的水給N3和N7。程序上，這可由關(guān)閉閥門FV6，打開(kāi)閥門SV12，F(xiàn)MV12和FV12來(lái)完成，以便流到N6的水不被中斷，或僅僅是臨時(shí)中斷。同時(shí)或即而(取決與故障的時(shí)間)，主泵P3關(guān)上并打開(kāi)指定的輔助泵P12。閥門PV3是關(guān)閉的，閥門PMV3、FMV3和PMV12是打開(kāi)的，以便流到噴嘴N3的水流足夠充分，不被破壞或只是臨時(shí)中斷。
再有，雖然這種方式下泵系統(tǒng)10”的手動(dòng)操作也有效，但每一步最好是自動(dòng)進(jìn)行。在這種“P3/F6旁路”配置，主泵P6通過(guò)閥門SV12，指定輔助過(guò)濾器F12和閥門FV12和FMV12，過(guò)濾器歧管22和閥門FMV6從儲(chǔ)水池94吸水，并在壓力下通過(guò)閥門SV3的供水到N6。輔助泵P12通過(guò)閥門SV3，主過(guò)濾器F3和閥門FV3和FMV3，過(guò)濾器歧管22和閥門FMV12從儲(chǔ)水池94吸水，并在壓力下通過(guò)閥門PMV12供水給N3。主過(guò)濾器F6和主泵P3的接出和各種水流的重新接通，最好在剩余的泵和水滑道的運(yùn)行中完成，因而為受影響的部件提供便利的“即時(shí)交換”。
當(dāng)主過(guò)濾器F6和/或主泵P3再次準(zhǔn)備恢復(fù)工作(檢查、維護(hù)、修理或替換后)，上述程序簡(jiǎn)單反轉(zhuǎn)，指定的輔助過(guò)濾器F12和泵P12被接出泵系統(tǒng)10”，水流再次接通，以恢復(fù)泵系統(tǒng)10”的正常運(yùn)行，而不需要關(guān)閉水滑道。
隨意地，在上面所描述的任一實(shí)施例中，泵P12可以向輪換的非關(guān)鍵終點(diǎn)32提供加壓的水，比如一個(gè)不流動(dòng)的小河，一個(gè)在循環(huán)過(guò)濾器或其它不重要的終點(diǎn)。因此，隨著泵歧管閥門PMV1到PMV11和閥門AFV12的關(guān)閉，閥門SV12、AFV13、APV12和APV13可能被打開(kāi)，并打開(kāi)泵P12。泵P12通過(guò)閥門SV12、過(guò)濾器F12、閥門AFV13從儲(chǔ)水池94抽水，并通過(guò)閥門APV12、泵歧管20和閥門APV13泵出水到輪換的終點(diǎn)32。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將很容易理解本發(fā)明的范圍允許通過(guò)其他多種途徑增加液壓泵系統(tǒng)10、10’、10”的冗余級(jí)別來(lái)獲得商業(yè)和應(yīng)用上的利益。圖10中顯示了另一實(shí)施例。再有，為方便說(shuō)明和簡(jiǎn)短描述，那些相同的元件用相同的參考號(hào)指定并不再重復(fù)描述。這種情況下，例如，前面描述的實(shí)施例的主泵P1和閥門PV1被一個(gè)并聯(lián)泵組26替代，并且主過(guò)濾器F1和閥門FV1被一個(gè)并聯(lián)過(guò)濾器組28替代。當(dāng)然，任何其它的主泵P2到P11和輔助泵P12，以及主過(guò)濾器F2到F11和輔助過(guò)濾器F12可以被這樣的并聯(lián)組所替代。如果噴嘴，比如噴嘴N1給水道的一個(gè)非常關(guān)鍵的部分供水，則這個(gè)泵和過(guò)濾器的并聯(lián)組是非常理想的。圖10中的實(shí)施例說(shuō)明了提供一個(gè)特別的保證，使得到噴嘴N1的水流將不會(huì)中斷或被破壞。
參見(jiàn)圖10，泵P1和P1’與閥門EPV1、EPV1’在它們各自的吸水端和閥門PV1、PV1’在它們各自的出水端分別并聯(lián)。類似地，過(guò)濾器F1和F1’與閥門EFV1和EFV1’在各自的入水口和閥門FV1和FV1’在各自的出水口并聯(lián)。這些閥門最好是以上提到的開(kāi)關(guān)閥門。在典型正常操作中，泵P1、P1’之一和過(guò)濾器F1、F1’之一被接出。比如，泵P1’是被關(guān)閉的閥門EPV1’和PV1’接出，并且過(guò)濾器F1’被關(guān)閉的閥門EFV1’和FV1’接出。當(dāng)然，正常操作中，當(dāng)閥門FMV1和PMV1關(guān)閉的時(shí)候，閥門SV1、EFV1、FV1、EPV1和PV1是打開(kāi)的。因此，儲(chǔ)水池94流出的水通過(guò)過(guò)濾器F1并被泵P1泵出到噴嘴N1。
如果泵P1失效或不得不關(guān)閉，泵P1’能夠接受提供充分的水供給到噴嘴N1的責(zé)任。這靠關(guān)閉泵P1，打開(kāi)泵P1’，關(guān)閉閥門EPV1和PV1，并打開(kāi)閥門EPV1’和PV1’來(lái)完成，從而孤立泵P1但不破壞或中斷到水滑道的水流。當(dāng)泵P1準(zhǔn)備好再次打開(kāi)時(shí)，上面描述過(guò)的程序被反轉(zhuǎn)，泵P1’被接出，水再次從泵P1到噴嘴N1，來(lái)恢復(fù)典型的正常操作，所有這些都不需關(guān)閉水滑道。這需要關(guān)上泵P1’，打開(kāi)泵P1，關(guān)上閥門EPV1’和PV1’，并打開(kāi)閥門EPV1和PV1來(lái)完成，以便到水滑道的水流并不被破壞或中斷。便利的，如果泵P1和P1’都失效或不得不關(guān)閉，輔助泵P12(圖7-9)可以提供特別的冗余。在一個(gè)可替換的正常模式下，泵P1和P1’在泵速率降低時(shí)可以被同時(shí)使用，如果泵P1和P1’中的一個(gè)失效或需關(guān)閉，每一個(gè)泵具有充分的泵動(dòng)力來(lái)獨(dú)立供水到噴嘴N1。
相同地，如果過(guò)濾器F1堵塞或需要替換，過(guò)濾器F1’能夠接受提供充分的過(guò)濾水給到噴嘴N1的責(zé)任。這靠關(guān)閉閥門EFV1和FV1，打開(kāi)閥門EFV1’和FV1’來(lái)完成，從而孤立過(guò)濾器F1但不破壞或中斷到水滑道的水流。當(dāng)過(guò)濾器F1準(zhǔn)備再次使用，上面描述過(guò)的程序被反轉(zhuǎn)并且過(guò)濾器F1’被接出，水再次從過(guò)濾器F1到噴嘴N1，以恢復(fù)典型的正常運(yùn)行，所有這些都不需中斷水道。這需要關(guān)上閥門EFV1’和FV1’，打開(kāi)閥門EFV1和FV1來(lái)實(shí)現(xiàn)，以便到水滑道的水流不被破壞或中斷。便利的，如果過(guò)濾器F1和F1’都失效或不得不關(guān)閉，輔助過(guò)濾器F12(如圖7-9)可以提供特別的冗余。在一個(gè)可替代的正常運(yùn)行模式下，過(guò)濾器F1和F1’可以被同時(shí)使用。
再參照?qǐng)D10，顯示兩個(gè)并聯(lián)的泵P1、P1’和兩個(gè)并聯(lián)的過(guò)濾器F1、F1’，任何數(shù)量的泵和過(guò)濾器并聯(lián)使用對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。另外，泵P1和P1’可以與一個(gè)串聯(lián)到并聯(lián)泵組的過(guò)濾器并聯(lián)，或者過(guò)濾器F1和F1’可以被并聯(lián)并串接到一個(gè)泵。另外，一個(gè)并聯(lián)組可以使用串接于每一個(gè)分支上的過(guò)濾器和泵。本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)直到許多其它類似的修改都在本發(fā)明所描述的范圍內(nèi)。冗余噴嘴陣列如先前所描述的，如圖7-9所示的，噴嘴系統(tǒng)13包括多個(gè)噴嘴N1到N11。它們位于沿著水滑道預(yù)先定好的位置(圖1)來(lái)提供所希望的到滑水者或滑水車輛的動(dòng)量轉(zhuǎn)移，和/或提供其它所希望的滑水效果。由于使用上面所描述的泵和過(guò)濾器，如果偶然地發(fā)現(xiàn)水道中的其中一個(gè)噴嘴失效，變得全部或部分堵塞或被水中或水道表面的葉子、細(xì)枝或其他廢物阻塞。這種情況，噴嘴不再能夠發(fā)揮所需要容量和/或產(chǎn)生所需要的速度和水量而獲得所需要的效果。這種情況下，水道不得不關(guān)閉來(lái)維護(hù)和修理。但是，上面提到，關(guān)閉水道是不希望的和不利的情形，因?yàn)樗赖膮⑴c者可能會(huì)變得不安或在等待水道被修理和替換時(shí)失去耐心。而且，在強(qiáng)行關(guān)閉的滑道上的顧客在進(jìn)行維修和重新啟動(dòng)時(shí)會(huì)變得進(jìn)退兩難。過(guò)量的故障時(shí)間會(huì)導(dǎo)致滑水者數(shù)量的下降和滑道所有者利潤(rùn)的降低。
相應(yīng)地，本發(fā)明另外的特征和優(yōu)點(diǎn)是用一個(gè)冗余或準(zhǔn)冗余噴嘴系統(tǒng)，克服或減輕這些問(wèn)題，如在圖11和12中的圖解示例。在本發(fā)明實(shí)施例中，噴嘴系統(tǒng)13是最好是準(zhǔn)冗余配置。噴嘴N1到N11中的一個(gè)或多個(gè)可以包括多個(gè)較小的噴嘴或噴口，由圖11和12中的噴嘴N1可見(jiàn)。因此，N1最好包括噴口J11、J12、J13、J14和J15，它們最好是沿線性緊密地布置。準(zhǔn)冗余噴配置噴嘴N1進(jìn)一步包括多個(gè)水流控制閥門FCV11到FCV15，每一個(gè)閥門與噴嘴N1的不同噴口連接。這些水流控制閥門控制著流經(jīng)噴嘴N1的每一個(gè)噴口的流量。盡管為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，圖11和圖12中只顯示了噴嘴N1的流量控制閥門，但噴嘴N2到N11具有相同的結(jié)構(gòu)。因此，流經(jīng)噴口J11到J15的水流量分別由位于每個(gè)噴口J11到J15的上流的水流控制閥門FCV11、FCV12、FCV13、FCV14和FCV15控制。
在如圖11和圖12的最佳實(shí)施例中，準(zhǔn)冗余噴嘴N11有5個(gè)噴口。當(dāng)然，與每個(gè)準(zhǔn)冗余噴嘴N1到N11相關(guān)的噴口的數(shù)量可以增加或減少。更進(jìn)一步，每一個(gè)準(zhǔn)冗余噴嘴N1到N11都可以有不同數(shù)量的噴口與其相連，最好地，準(zhǔn)冗余噴嘴N1到N11的噴口孔隙是矩形的，盡管其它的形狀如圓形、橢圓形或多角形也可以單獨(dú)或成組地使用。每個(gè)噴口孔隙的高度最好是從1/2厘米到40厘米，寬度從4厘米到40厘米。另外，給定噴嘴的噴口的孔隙尺寸可以不相同，如準(zhǔn)冗余噴嘴N1的噴口J11到J15。類似地，準(zhǔn)冗余噴嘴N1到N11的噴口的孔隙尺寸也可以不相同。如圖11所示，噴口J11到J15的孔隙尺寸可以由螺栓孔隙板24進(jìn)行調(diào)整。
控制閥門FCV11到FCV15最好是蝴蝶閥門，盡管其它的閥門如球閥門、角閥門和針閥門也可以有效地使用。這些水流控制閥門最好能夠由電磁和/或液力機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)器自動(dòng)調(diào)整，在正常的運(yùn)行中提供均衡的水流。
在如圖12所示的最佳的操作模式中，水流控制閥門FCV12和FCV14常閉(關(guān)閉，用“黑”或“”表示)時(shí)，水流控制閥門FCV11、FCV13和FCV15常開(kāi)(打開(kāi)，用“白”或“><”表示)。這樣，噴口J13和J15向噴嘴N1提供準(zhǔn)冗余，并因此通過(guò)儲(chǔ)備容量向系統(tǒng)13提供準(zhǔn)冗余。其優(yōu)點(diǎn)是，準(zhǔn)冗余噴口減小了水滑道上意想不到的全部或部分堵塞。
例如，參照?qǐng)D12，一旦一個(gè)或多個(gè)主噴口J11、J13和J15堵塞，流量控制閥門FCV12和/或FCV14就打開(kāi)到要求的設(shè)置，允許需要的水量流出儲(chǔ)備噴口J12和/或J14，以補(bǔ)償阻塞的主噴口J11、J13和J15。部分或全部的阻塞可以由壓力和/或流量傳感器進(jìn)行檢測(cè)(在后面討論)，一旦一個(gè)或多個(gè)主噴口J11、J13和J15發(fā)生部分阻塞，就需要獨(dú)立地或與流量控制閥門FCV12和/或FCV14的開(kāi)口度相關(guān)連地調(diào)整流量控制閥門FCV11、FCV13和FCV15。流量控制閥門也可以依據(jù)泵水速率進(jìn)行調(diào)整。由儲(chǔ)備噴口，如主冗余噴嘴N1的儲(chǔ)備冗余噴口J12和J14，提供的準(zhǔn)冗余有助于允許當(dāng)噴口堵塞時(shí)相關(guān)的水滑道(如圖1)進(jìn)行不間斷地運(yùn)行，直到受影響的噴口得到需要的維護(hù)或維修。當(dāng)然，所有噴嘴N1到N11的主噴口或儲(chǔ)備噴口的特定數(shù)量和規(guī)格可獨(dú)立地依據(jù)水滑道地特性進(jìn)行配置。水流控制閥門的特殊設(shè)置也可以獨(dú)立依據(jù)水流量的要求和噴口阻塞的程度進(jìn)行。
圖13簡(jiǎn)要地描述了另一個(gè)具有本發(fā)明的附加優(yōu)點(diǎn)的冗余或準(zhǔn)冗余的可替換的實(shí)施例。在圖13所示的特定的實(shí)施例中，泵P1向一組噴口供水，每個(gè)噴口是獨(dú)立噴嘴的一部分。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員很容易理解這個(gè)泵到噴口的配置可以集成于上面所述的任何一個(gè)泵系統(tǒng)10、10’和10”。圖1 3顯示了向分別作為噴嘴NA、NB和NC的一部分的噴口JA1、JB2和JC3供水的泵P1，泵P1最好是液力泵系統(tǒng)10、10’或10”的主泵(圖7至9)。噴嘴NA、NB和NC最好沿水滑道的30’部分(圖1)一個(gè)挨一個(gè)地緊密布置。通過(guò)噴口JA1、JB2和JC3的流量分別由流量控制閥門VA1、VB2和VC3控制。類似地，可以理解泵P2”向噴口JA2、JB3和JC1供水，泵P3”向噴口JA3、JB1和JC2供水(為清楚，圖中省略了連接)。圖13中的泵、噴嘴、噴口和閥門最好是如這里所述是相近的型號(hào)。
在正常的操作中，參照?qǐng)D13，僅會(huì)用到一定數(shù)量的噴口(不是全部)。具體的數(shù)量可依照水滑道的尺寸、特性和期望的效果。例如，如果在正常的操作中使用噴口JA1、JA3、JB2和JC2，噴口JA1發(fā)生堵塞，就可以在調(diào)整一個(gè)或多個(gè)泵P2”和P3”的泵水率的同時(shí)，分別調(diào)整連到周圍的噴如JA2、JB2和JC1的流量控制閥門VA2、VB1和VC1，以補(bǔ)償噴口JA1失效后減小的水流。當(dāng)然，如果噴口JA1僅僅是部分堵塞，可以獨(dú)立地或與其它的流量控制閥門一起調(diào)整與JA1相關(guān)的流量控制閥門VA1，獲得足夠的水的流量和流速。
在正常的情況下，所有的噴口可以不達(dá)到最大的容量和速度。任何一個(gè)噴口的堵塞都可以通過(guò)調(diào)整其它的流量控制閥門以增加流量。如果，例如噴口JB3堵塞，通向周圍噴口如JA3、JB2和JC3的流量控制閥門VA3、VB2和VC3可以同時(shí)調(diào)整以補(bǔ)償噴口JB2失效后的水流量的損失。再有，如果噴口JB2僅僅是部分堵塞，可以獨(dú)立地或與其它的流量控制閥門一起調(diào)整與JB2相關(guān)的流量控制閥門VB2，獲得足夠的正常水流量。
因此，圖13的冗余噴嘴陣列提供了方法，允許水滑道在噴口堵塞的情況下，繼續(xù)不間斷地運(yùn)行，直到該噴口得到應(yīng)有的維護(hù)或維修。再有，泵、噴嘴、噴口的數(shù)量和配置以及流量控制閥門的特殊設(shè)置，都獨(dú)立地依據(jù)于水滑道的特性，堵塞的噴口的位置和噴口堵塞的程度。壓力和流量傳感器隨意地，在上述的任何一個(gè)冗余泵、過(guò)濾器和噴嘴陣列中，每個(gè)操作部件可以包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的壓力傳感器，如圖14A-C所示。因此，如圖14A所示，壓力傳感器PSS1置于水泵P1的吸水端，壓力傳感器PSD1置于水泵P1的出水端。壓力傳感器PSS1和PSD1用來(lái)監(jiān)測(cè)水泵P1的性能和由此產(chǎn)生的水頭的流量，這個(gè)信息提供給后面將要討論的自動(dòng)控制和診斷系統(tǒng)，此系統(tǒng)提供了失效水泵的自動(dòng)診斷和“即時(shí)交換”。壓力傳感器PSS1和PSD1可以是市場(chǎng)上能得到的任一種壓力測(cè)量?jī)x器，如壓力表、壓力傳感器、應(yīng)力表、隔膜表等等。
類似地，在冗余過(guò)濾器陣列中的任何一個(gè)過(guò)濾器，可以包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的壓力傳感器，如圖14B所示。因此，壓力傳感器PSI1置于過(guò)濾器F1的吸水端，壓力傳感器PSO1置于過(guò)濾器F1的出水端。壓力傳感器PSI1和PSO1用來(lái)監(jiān)測(cè)過(guò)濾器F1到F12的壓力下降，這個(gè)信息提供給后面將要討論的自動(dòng)控制和診斷系統(tǒng)，此系統(tǒng)提供了堵塞的過(guò)濾器的自動(dòng)診斷和“即時(shí)交換”。壓力傳感器PSI1和PSO1可以是市場(chǎng)上能得到的任一種壓力測(cè)量?jī)x器，如壓力表、壓力傳感器、應(yīng)力表、隔膜表等等。
如果需要，可以提供各種傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)每個(gè)噴嘴N1到N11的性能。例如每個(gè)噴嘴N1到N11可以包括一個(gè)相關(guān)的壓力和/或流量傳感器，如圖14A所示，在噴嘴的吸水口監(jiān)測(cè)水頭和流速，圖14C顯示了一個(gè)更復(fù)雜的噴嘴傳感器系統(tǒng)，壓力和流量傳感器置于噴嘴N1的吸水端和每一組噴口J11到J15的吸水端。在上面描述的每一個(gè)實(shí)施例中，壓力傳感器PS1可以是市場(chǎng)上能得到的任一種壓力測(cè)量?jī)x器，如壓力表、壓力傳感器、應(yīng)力表、隔膜表等等。同樣地，流量傳感器FS1可以是市場(chǎng)上能得到的任一種流量測(cè)量?jī)x器，如旋轉(zhuǎn)式流量計(jì)、文氏管測(cè)量計(jì)、靜態(tài)壓力探測(cè)計(jì)、流速計(jì)、熱線計(jì)、磁流量計(jì)和質(zhì)量流量計(jì)等等。這些由壓力傳感器和/或流量傳感器提供的信息可以提供給自動(dòng)控制和診斷系統(tǒng)，來(lái)診斷可能的失效并相應(yīng)地采取正確的補(bǔ)償方法。這個(gè)控制和診斷系統(tǒng)將在下面進(jìn)行詳細(xì)地描述。控制/診斷系統(tǒng)如上面所述，如果需要的話，可以相應(yīng)于冗余泵、過(guò)濾器和噴嘴/噴口陣列的任何一個(gè)操作部件提供一個(gè)壓力和流量傳感器陣列，以便能對(duì)這個(gè)部件進(jìn)行監(jiān)測(cè)。這個(gè)控制和診斷系統(tǒng)最好監(jiān)測(cè)各種活動(dòng)有效的部件并自動(dòng)地采取正確的步驟。例如，圖15顯示了這個(gè)簡(jiǎn)單的具有本發(fā)明的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)的控制診斷系統(tǒng)300的流程邏輯圖。下面將要討論的控制邏輯和系統(tǒng)可以把程序編入適當(dāng)?shù)腜LC、計(jì)算機(jī)或本領(lǐng)域內(nèi)其它的控制或邏輯電路(電子的、液力的或其它的)。
控制系統(tǒng)從第310步開(kāi)始，詢問(wèn)啟動(dòng)水滑道是否安全。這個(gè)詢問(wèn)通過(guò)檢查各種錯(cuò)誤中斷回路的狀態(tài)、操作者的輸入、鍵盤(pán)互鎖等等進(jìn)行測(cè)試。如果詢問(wèn)不滿足，則系統(tǒng)進(jìn)行第312步，產(chǎn)生一個(gè)輸出信號(hào)給操作員，指明需要清除水道和重置或檢查錯(cuò)誤中斷回路。
假設(shè)水道對(duì)于啟動(dòng)來(lái)講是安全的，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行到第314步，等待操作員輸入指令以啟動(dòng)水滑道。例如，這個(gè)輸入可以是啟動(dòng)按鈕、鍵盤(pán)互鎖等等。本發(fā)明也可以替換使用更復(fù)雜的計(jì)算機(jī)控制互鎖、遠(yuǎn)程訪問(wèn)控制等等方法。一旦啟動(dòng)輸入被接受，系統(tǒng)就進(jìn)行到第316步，PLC引發(fā)主要啟動(dòng)序列，在這個(gè)序列中，構(gòu)成水滑道泵系統(tǒng)的各種泵以預(yù)定的序列和模式被啟動(dòng)，最好是每個(gè)間隔10秒鐘。隨意地，第318步是操作者能夠通過(guò)切換板或其它輸入接口來(lái)調(diào)整啟動(dòng)模式和/或?yàn)檫\(yùn)行明確選擇的特定的泵。
一旦在第318步選擇了特定的泵，PLC在第320步詢問(wèn)各種壓力和流量傳感器(如上描述)。這個(gè)數(shù)據(jù)(或經(jīng)過(guò)分類或處理的數(shù)據(jù))被輸出到一個(gè)顯示屏或遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)訪問(wèn)口(第324步)，可以由操作員進(jìn)行監(jiān)視。這個(gè)提供給遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)站，例如通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)或直接調(diào)制解調(diào)器連接。因此，如果操作員檢查或觀察到一個(gè)感應(yīng)條件，例如壓力或流速，表明了水滑道系統(tǒng)的操作部件出了問(wèn)題，操作員能夠診斷這個(gè)問(wèn)題，并采取正確的方法如從泵系統(tǒng)中斷開(kāi)受影響的部件，進(jìn)行維護(hù)和/或修理。隨意地，PLC可以被編程序，以自動(dòng)診斷錯(cuò)誤條件如失效的泵，并通過(guò)向一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程激勵(lì)閥門(如上描述)傳送激勵(lì)信號(hào)來(lái)自動(dòng)采取正確的方法。
PLC也常常監(jiān)測(cè)一系列的錯(cuò)誤中斷回路，例如位于沿水滑道的各個(gè)點(diǎn)的緊急制動(dòng)開(kāi)關(guān)等等。這些可以由一個(gè)或多個(gè)監(jiān)視水滑道和確保那里的滑水者的安全的操作員激活。如果水滑道失效或滑水者失控，例如正在觀察的操作員可以關(guān)閉制動(dòng)開(kāi)關(guān)，以關(guān)閉水滑道或其一部分，以便他能夠采取正確的行動(dòng)。在圖15的邏輯圖中，這些制動(dòng)開(kāi)關(guān)在第326、328和330步中提供，相應(yīng)于水滑道中指定的區(qū)域1、2和3。如果錯(cuò)誤條件326、328和330中的任何一個(gè)發(fā)生，則根據(jù)步驟336、338和340，泵會(huì)在每一個(gè)區(qū)域1、2和3中相應(yīng)停止。如果沒(méi)有錯(cuò)誤條件發(fā)生，系統(tǒng)到達(dá)第342步并通過(guò)各步進(jìn)行循環(huán)。
隨意地，本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員將容易地認(rèn)識(shí)到可以使用更復(fù)雜的傳感器和邏輯程序，例如滑水者位置傳感器、速度傳感器等等。這些傳感器可以用來(lái)在水滑道的關(guān)鍵部分監(jiān)測(cè)滑水者的速度和他們之間的距離，以確保最佳的安全性和滑水者的容量。位置傳感器可以用來(lái)觸發(fā)各種注入噴嘴的間斷操作，以便他們僅當(dāng)有滑水者的時(shí)候運(yùn)行。這可以節(jié)省大量的能量和成本。額外有用的輸入/輸出和系統(tǒng)功能列于如下的表1表1—控制輸入/輸出/功能傳感器輸入P過(guò)濾網(wǎng)前的壓力傳感器P過(guò)濾網(wǎng)后的壓力傳感器P水泵出口的壓力傳感器P噴嘴的壓力傳感器F流量傳感器L滑道所需的位置傳感器(相近或圖片眼)A安培表給操作者的輸出● 清除過(guò)濾網(wǎng)通知● 滑水者的位置(由區(qū)域)● 滑水者在特定位置的速度● 滑水者停止的警告(由區(qū)域)● 一旦關(guān)閉的錯(cuò)誤指示● 清除以準(zhǔn)備開(kāi)始的信號(hào)功能輸出(自動(dòng)控制)● “開(kāi)始”命令的序列泵啟動(dòng)器● 一旦滑水者停止或緊急停止激活的自動(dòng)關(guān)閉減慢泵馬達(dá)直到滑水者接近噴嘴增加泵速以補(bǔ)償臟過(guò)濾網(wǎng)或其它情況● 激活滑水者接近的水滑道部分的光線效果統(tǒng)計(jì)和診斷● 滑水者的記數(shù)(任意時(shí)間段的累計(jì))● 滑水者的速度(任意時(shí)間段的單個(gè)或平均)● 滑水時(shí)間(最后到平均)● 滑道停止的次數(shù)及原因● 總的上升和下降的時(shí)間● 所有壓力和流量的柱狀圖● 能量損耗(峰值、電流和累積)● 通過(guò)本地電腦屏幕或調(diào)制解調(diào)器能夠獲得的所有信息上述的控制和診斷系統(tǒng)也可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程記錄和監(jiān)測(cè)，以便滑道的運(yùn)行可以通過(guò)運(yùn)行當(dāng)中的實(shí)際數(shù)據(jù)得到改善。
本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員可以容易地明白本發(fā)明的實(shí)用性和優(yōu)點(diǎn)。盡管在特定的實(shí)施例中描述了各種最佳的實(shí)施例，那些本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員可以容易地明白本發(fā)明可以在更廣闊的范圍內(nèi)以不同的實(shí)施例來(lái)實(shí)現(xiàn)，并具有本發(fā)明這里所述的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。因此，本發(fā)明的描述具有一定程度的特殊性，很顯然，在具體的設(shè)計(jì)和構(gòu)造中的許多變化并不脫離這里所公布的本發(fā)明的精神和范圍?？梢岳斫猓景l(fā)明不限于這里為舉例的目的而描述的具體實(shí)施例，并僅由后面的權(quán)利要求所限定，權(quán)利要求包括了由法律規(guī)定的全部等價(jià)的范圍。
權(quán)利要求
1.一種水滑道的冗余陣列泵系統(tǒng)，包括一組配置為N+x冗余陣列的泵，N等于為了達(dá)到水滑道的設(shè)計(jì)流量的主泵的數(shù)量，x等于預(yù)先設(shè)定的備用泵的數(shù)量；一個(gè)選擇性地分流一個(gè)或多個(gè)上述主泵的泵旁路歧管；一組與每一個(gè)所述主泵相連的閥門，所述閥門被安排和配置為任意一個(gè)或多個(gè)所述主泵能夠從所述泵系統(tǒng)液力斷開(kāi)并用一個(gè)或多個(gè)所述備用泵液力替代；失效主泵能夠用備用泵即時(shí)換掉而不中斷所述泵系統(tǒng)的水流供應(yīng)或水滑道的運(yùn)行。
2.如權(quán)利要求1所述的液力泵系統(tǒng)，其特征在于所述冗余陣列泵包括至少一個(gè)主泵和至少一個(gè)備用泵。
3.如權(quán)利要求2所述的液力泵系統(tǒng)，其特征在于每一個(gè)所述主泵和每一個(gè)所述備用泵由所述泵旁路歧管液力偶合。
4.如權(quán)利要求1所述的液力泵系統(tǒng)，其特征在于每一個(gè)所述主泵和備用泵包括一個(gè)相連的管路過(guò)濾器，以清除所述水流中的雜質(zhì)。
5.如權(quán)利要求1所述的液力泵系統(tǒng)，其特征在于與包括至少一個(gè)準(zhǔn)冗余噴嘴的噴嘴系統(tǒng)相連。
6.如權(quán)利要求5所述的液力泵系統(tǒng)，其特征在于所述準(zhǔn)冗余噴嘴包括至少一個(gè)主噴口和至少一個(gè)備用噴口。
7.如權(quán)利要求6所述的液力泵系統(tǒng)，其特征在于每一個(gè)所述噴口偶合于流量控制器。
8.如權(quán)利要求6所述的液力泵系統(tǒng)，其特征在于每一個(gè)所述噴口有一個(gè)可調(diào)的孔隙。
9.如權(quán)利要求1所述的液力泵系統(tǒng)，其特征在于進(jìn)一步包括監(jiān)測(cè)所述主泵和備用泵的性能的壓力和/或流量測(cè)量?jī)x器。
10.如權(quán)利要求9所述的液力泵系統(tǒng)，其特征在于進(jìn)一步包括一個(gè)控制系統(tǒng)，當(dāng)所述的一個(gè)主泵失效時(shí)，從所述的壓力和/或流量測(cè)量?jī)x器接收代表泵的性能的數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生輸出信號(hào)。
11.如權(quán)利要求10所述的液力泵系統(tǒng)，其特征在于所述閥門可液力機(jī)械或電力機(jī)械激活，所述控制系統(tǒng)在一個(gè)所述主泵失效時(shí)進(jìn)一步產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)輸出閥門激活信號(hào)，以自動(dòng)使該泵從泵系統(tǒng)中斷開(kāi)并接入備用泵。
12.如權(quán)利要求1所述的液力泵系統(tǒng)，其特征在于進(jìn)一步包括一個(gè)冗余陣列過(guò)濾器系統(tǒng)，包括一組配置為N+x冗余陣列的線路過(guò)濾器，N等于為了達(dá)到設(shè)計(jì)過(guò)濾器容量的主線路過(guò)濾器的數(shù)量，x等于預(yù)先設(shè)定的備用線路過(guò)濾器的數(shù)量；一個(gè)選擇性地分流一個(gè)或多個(gè)所述主線路過(guò)濾器的過(guò)濾器旁路歧管；一組與每一個(gè)所述主線路過(guò)濾器和備用線路過(guò)濾器相連的閥門，所述閥門被安排和配置為任意一個(gè)或多個(gè)所述主線路過(guò)濾器能夠從所述過(guò)濾器系統(tǒng)液力斷開(kāi)并用相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)所述備用過(guò)濾器液力替代；一個(gè)或多個(gè)所述主過(guò)濾器堵塞并需要維護(hù)或替換時(shí)，所述的被堵塞主過(guò)濾器能夠用備用一個(gè)或多個(gè)備用過(guò)濾器即時(shí)換掉而不中斷所述泵系統(tǒng)的水流或水滑道的運(yùn)行。
13.如權(quán)利要求12所述的液力泵系統(tǒng)，其特征在于每一個(gè)所述主過(guò)濾器和每一個(gè)所述備用過(guò)濾器由所述過(guò)濾器旁路歧管液力偶合。
14.如權(quán)利要求12所述的液力泵系統(tǒng)，其特征在于進(jìn)一步包括監(jiān)測(cè)所述主過(guò)濾器和備用過(guò)濾器的性能的壓力和/或流量測(cè)量?jī)x器。
15.如權(quán)利要求14所述的液力泵系統(tǒng)，其特征在于進(jìn)一步包括一個(gè)控制系統(tǒng)，當(dāng)所述的一個(gè)主過(guò)濾器需要被清洗和替換時(shí)，從所述的過(guò)濾器壓力和/或流量測(cè)量?jī)x器接收代表過(guò)濾器性能的數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生輸出信號(hào)。
16.如權(quán)利要求15所述的液力泵系統(tǒng)，其特征在于所述閥門可液力機(jī)械或電力機(jī)械激活，所述控制系統(tǒng)在一個(gè)所述主過(guò)濾器被堵塞時(shí)進(jìn)一步產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)輸出閥門激活信號(hào)，以自動(dòng)使該堵塞的過(guò)濾器從泵系統(tǒng)中斷開(kāi)并接入備用過(guò)濾器。
17.一種水滑道的液力泵系統(tǒng)，包括一個(gè)包括一組主泵和至少一個(gè)輔泵的冗余泵系統(tǒng)，所述冗余泵系統(tǒng)包括在每一個(gè)所述主泵和每一個(gè)所述輔泵中接入和接出的閥門機(jī)構(gòu)；一個(gè)包括一組主過(guò)濾器和至少一個(gè)輔過(guò)濾器的冗余過(guò)濾器系統(tǒng)，所述冗余過(guò)濾器系統(tǒng)包括在每一個(gè)所述主過(guò)濾器和每一個(gè)所述輔過(guò)濾器中接入和接出的閥門機(jī)構(gòu)；所述泵系統(tǒng)連續(xù)不斷地向所述水滑道提供水流。
18.如權(quán)利要求17所述的液力泵系統(tǒng)，其特征在于所述冗余泵系統(tǒng)的泵由歧管連接。
19.如權(quán)利要求17所述的液力泵系統(tǒng)，其特征在于所述冗余過(guò)濾器系統(tǒng)的過(guò)濾器由歧管連接。
20.如權(quán)利要求17所述的液力泵系統(tǒng)，其特征在于每一個(gè)所述的噴口連接于流量控制器。
21.如權(quán)利要求17所述的液力泵系統(tǒng)，其特征在于所述液力泵系統(tǒng)包括N個(gè)主泵、N個(gè)主過(guò)濾器、N個(gè)噴嘴、一個(gè)輔泵和一個(gè)輔過(guò)濾器。
22.如權(quán)利要求17所述的液力泵系統(tǒng)，其特征在于所述冗余泵系統(tǒng)包括一組允許水流從每一個(gè)所述主泵流到每一個(gè)所述噴嘴的開(kāi)關(guān)閥門和一組允許接入和接出每一個(gè)所述主泵和每一個(gè)所述輔泵的開(kāi)關(guān)歧管閥門。
23.如權(quán)利要求17所述的液力泵系統(tǒng)，其特征在于所述冗余過(guò)濾器系統(tǒng)包括一組允許水流從每一個(gè)所述主過(guò)濾器流到每一個(gè)所述主泵的開(kāi)關(guān)閥門和一組允許接入和接出每一個(gè)所述主過(guò)濾器和每一個(gè)所述輔過(guò)濾器的開(kāi)關(guān)歧管閥門。
24.如權(quán)利要求17所述的液力泵系統(tǒng)，其特征在于所述液力泵系統(tǒng)裝備有用來(lái)監(jiān)測(cè)所述泵、過(guò)濾器、噴嘴和噴口性能的壓力和/或流量測(cè)量?jī)x器。
25.一種用權(quán)利要求1所述的使水滑道連續(xù)運(yùn)行的方法，包括如下步驟打開(kāi)所述主泵組，從水池向水滑道提供水流；通過(guò)所述主線路過(guò)濾器，從所述水池引導(dǎo)所述水流；監(jiān)測(cè)所述主泵組和主過(guò)濾器組，當(dāng)檢測(cè)到失效的泵或過(guò)濾器時(shí)，將所述失效的泵或過(guò)濾器接出并用所述輔泵或過(guò)濾器液力替代。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于監(jiān)測(cè)步驟包括使用壓力和/或流量傳感器進(jìn)行所述主泵和過(guò)濾器的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。
27.如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于進(jìn)一步包括使用相近傳感器在所述滑道上監(jiān)測(cè)滑水者的位置和速度的步驟。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種水滑道的冗余陣列泵系統(tǒng)(10)和相關(guān)的控制診斷系統(tǒng)(300)，確保連續(xù)不斷的水流供應(yīng)。泵系統(tǒng)(10)包括一個(gè)與噴嘴系統(tǒng)(N1－N11)相連的冗余泵和過(guò)濾器陣列(12)，向水滑道(70)注入水流。噴嘴系統(tǒng)包括一組冗余或準(zhǔn)冗余噴嘴或噴口(J1－J11)。液力泵系統(tǒng)(10)包括多級(jí)應(yīng)用于各種部件如泵(P1－P12)、過(guò)濾器(F1－F12)和噴嘴(N1－N11)。另外，系統(tǒng)裝備一組壓力和流量傳感器(PS，F(xiàn)S)，以監(jiān)測(cè)和控制泵系統(tǒng)(10)的泵(P1－P12)、過(guò)濾器(F1－F12)和噴嘴(N1－N12)的性能。
文檔編號(hào)A63C19/00GK1419632SQ99816419
公開(kāi)日2003年5月21日 申請(qǐng)日期1999年6月17日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月17日
發(fā)明者托馬斯·J·勞斯費(fèi)爾德, 杰弗瑞·W·亨瑞 申請(qǐng)人:輕浪有限公司