CN103573651A - 一种lng潜液泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LNG潜液泵，属于LNG技术领域。本发明中的电机腔内设有定子和转子轴，泵体的侧壁内设有侧壁通道；泵体的后端连接有电机上盖，电机上盖设有与侧壁通道连通的流液通道，若干流液通道倾斜布置并交汇于出液口；泵体的前端连接有电机下盖，电机下盖上设有连通侧壁通道的过液孔，电机下盖上连接有壳体形成工作腔，壳体设置有一级导流盘将工作腔分隔为前腔和后腔，一级导流盘上设有连通前腔与后腔的流道，其中后腔内设有二级叶轮，前腔内设有一级叶轮，前腔上连接设有进液口，进液口内设有诱导轮；转子轴穿过电机下盖和工作腔并伸入到进液口中，一级叶轮、二级叶轮和诱导轮均套于转子轴上。本发明结构简单，适合推广应用。

Description

一种LNG潜液泵

技术领域

本发明涉及LNG技术领域，尤其是一种LNG潜液泵。

背景技术

LNG是液化天然气（liquefied natural gas）的缩写。主要成分是甲烷。LNG无色、无味、无毒且无腐蚀性，其体积约为同量气态天然气体积的1/600。因此液化天然气是天然气储存和运输的有效方式，今年来得到了迅速的发展。

LNG潜液泵是一种将泵与电机整体安装在密封金属容器内，能够做到零泄漏，避免产生爆炸性环境，消除引燃条件的输送液化天然气及相关低温液体的核心动力输出设备，目前自主研制需要解决的关键问题包括：LNG潜液泵电气设备研究，主要是低温电绝缘材料和低温电缆的研究、电气连接处的密封技术研究、潜液式电机的润滑冷却技术研究和电机低温工作特性几方面；LNG潜液泵泵体研究，主要是LNG在泵内汽蚀规律研究，低温潜液泵叶轮及诱导轮结构设计于优化及LNG潜液泵自平衡机构的研究。

由于LNG的低温和易燃的特性，输送泵不仅要能承受低温的性能，而且对泵的气密性和电气安全性能要求更高。此外，低温LNG中的电机润滑和冷却、泵体中可能发生的LNG气化、电机转子与泵体叶轮共同用同一根轴所带来的平衡性问题等，成为LNG潜液泵不同于一般泵体的主要特性，解决这些问题是研制LNG潜液泵的关键所在。

随着LNG技术的高速发展，对LNG加液设备的功能要求更高，故决定了LNG加液设备必须不断完善功能的特性，现有的LNG低温浸没式潜液泵，液体的流入和流出都受到限制，使泵的功率偏低。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种LNG潜液泵，可在泵体内形成循环的冷却通路，带走定子铁芯中部产生的热量，始终保持电机部分的温度不会升高；可平滑地将泵体侧壁通道内的流体输送到下一流道中，减小了液体流动的阻力，从而减小了液体能量的损失，可有效地提高工作效率，适用于多种工作环境，控制不平衡量达到2g以内；水力损失小，过流面积大且液流平滑、平稳，工作流量增大，材料在低温下收缩小且均匀，力学性能稳定；液体回漏量大大减少，提高了泵整体的效率。一级导流盘能很好的收集液体，能很好的将动能转换成压能，液体转变方向时能量损失小，大大的减少了液体水力损失，降低了液流对流道的冲击，减少了能量的损耗，液体从进入诱导轮时不经过转弯，动压降较小，因而不易发生汽蚀；所述诱导轮产生的扬程则对叶轮增压，对泵整体的扬程有所增加，对泵整体的性能都有所提高；能有效地改善LNG低温下轴承的耐磨性，耐低温性，减小轴承的变形，确保轴承在工作中游隙处于正常范围，增加了轴承的使用寿命，该LNG潜液泵在起动的一瞬间，转子整体是往上轴承方向窜动，而且该潜液泵起停频繁，此时蝶形弹簧能起到缓冲补偿作用，避免轴承直接与金属碰撞，能很好的保护轴承，使得轴承的寿命大大延长。

本发明采用的技术方案如下：

本发明的LNG潜液泵，包括泵体，所述泵体内为电机腔，所述电机腔内设有相互配合定子和套有绕组线圈的转子轴，所述泵体的侧壁内设有侧壁通道；所述泵体的后端连接有电机上盖，所述电机上盖设有与侧壁通道连通的流液通道，若干流液通道倾斜布置并交汇于出液口；所述泵体的前端连接有电机下盖，所述电机下盖上设有连通侧壁通道的过液孔，所述电机下盖上连接有壳体形成工作腔，所述壳体设置有一级导流盘将工作腔分隔为前腔和后腔，所述一级导流盘上设有连通前腔与后腔的流道，其中后腔内设有二级叶轮，前腔内设有一级叶轮，所述前腔上连接设有进液口，所述进液口内设有诱导轮；所述转子轴穿过电机下盖和工作腔并伸入到进液口中，所述一级叶轮、二级叶轮和诱导轮均套于转子轴上。

由于采用了上述结构，定子线圈绕组可带动转子轴转动，为整个离心泵提供了动力源，同时转动轴带动两级叶轮和诱导轮转动，从而可将LNG从进液口吸入到离心泵中，先被诱导轮吸入到前腔中，可经转动的一级叶轮实现第一次增压，经增压后的LNG可从一级导流盘上的流道孔进入到后腔中，再被后腔内的二级叶轮进行第二次增压，使后腔内的LNG具有较高的压力，使经过离心泵后的流体压力增大；后腔与侧壁通道连通到出液口，可将LNG从出液口排出。本发明的LNG潜液泵，结构简单，工作流量大，可提高工作效率，增加LNG的流量，适用于多种工作环境。

本发明的LNG潜液泵的叶轮，所述转子轴分别通过轴承连接于电机下盖和电机上盖上，所述轴承包括内圈、外圈、滚动体和保持架，所述电机下盖和电机上盖上均安装有外圈，所述内圈套于转子轴上，所述内圈与外圈之间设有保持架和滚动体，所述滚动体位于保持架内，所述内圈、外圈和滚动体均采用高碳铬脱氧轴承钢制成，所述保持架采用低温用氟基树脂制成。

由于采用了上述结构，由低温用氟基树脂制成的轴承保持架的LNG低温浸没式离心泵，能够改善LNG低温下轴承的耐磨性，耐低温性，减小轴承的变形，确保轴承在工作中游隙处在正常范围，增加了轴承的使用寿命，同时增加了泵整体的寿命。该轴承可以耐低温达-200℃，轴承滚沟表面硬度高，轴承变形小，高速转动下噪音小，而且低温用氟基树脂带自润滑功能，故确保了该泵的使用寿命。

本发明的LNG潜液泵的叶轮，所述电机上盖内套有的轴承通过两个重叠的蝶形弹簧抵于电机上盖上，所述电机下盖内套有的轴承通过两个重叠的蝶形弹簧抵于电机下盖上，所述蝶形弹簧为中部高边部低的锥形圆环状结构，所述蝶形弹簧的外凸中部朝向电机腔的内部，其中所述蝶形弹簧的厚度S为2mm。

由于采用了上述结构，该潜液泵在起动的一瞬间，在高频率运行时，产生的轴向力相当大，转子整体是往上轴承方向窜动，而且该潜液泵起停频繁，此时蝶形弹簧能起到支撑重负荷的作用，减少了下轴承的承载力，同时起到缓冲补偿作用，避免上轴承直接与金属碰撞，能很好的保护上轴承，使得上轴承的寿命大大延长。采用两片蝶形弹簧叠合组合的方式并向排列，此时蝶形弹簧能起到缓冲补偿作用，避免上轴承直接与金属碰撞，碟形弹簧以锥形的圆环状结构来设计，使得蝶形弹簧能支撑重负荷，且变形和压并高度小；若蝶形弹簧的厚度较大，则其回弹力较小，不能起到减少下轴承的承载力的作用，若蝶形弹簧的厚度较小，则其变形太大，容易被压坏，因此材料厚度的选择，也是经过精细的计算和多次强加负载的低温试验论证。

本发明的LNG潜液泵的叶轮，所述转子轴通过密封套与一级倒流盘形成密封，所述密封套的外壁上布置有若干环槽或环齿所述密封套通过键连接于转子轴上；其中所述一级叶轮与二级叶轮的叶轮进口外壁上均布置有若干环槽或环齿；所述电机下盖内设有套于转子轴上的密封件，所述密封件的外壁上设有若干环槽或环齿；使密封套外壁与一级倒流盘之间、一级叶轮的叶轮进口外壁与工作腔体之间、二级叶轮的叶轮进口外壁与工作腔体之间、以及所述密封件的外壁与电机下盖之间分别形成直通形迷宫密封结构。

由于采用了上述结构，所密封套可与转子轴一起高速转动；密封套外壁设置的环槽或环齿，可使密封套外壁与一级倒流盘内壁之间形成直通形迷宫密封方式，增加了泄露流动中的阻力；当一级倒流盘两端压差全部损失，即可实现不漏；由于该密封结构具有较好的密封效果，因此在所述一级叶轮与二级叶轮的叶轮进口外壁上均布置有若干环槽或环齿；所述电机下盖内设有套于转子轴上的密封件的外壁上设有若干环槽或环齿，因此在密封件外壁和一级叶轮、二级叶轮上均形成类似的直通形迷宫密封结构，使得密封件、一级叶轮、二级叶轮和密封套进能随转子轴转动，从而与泄漏通道内壁之间形成负压，从而增加了泄露流动中的阻力，当泄露通道两端压差全部损失，即可实现不漏。同时使液体回漏量大大减少，提高了泵整体的效率；零件易加工，装配简单，无摩擦，功耗小，使用寿命长，特别适用于高速密封。

本发明的LNG潜液泵的叶轮，所述电机上盖上设有4个倾斜布置的流液通道，且均布于电机上盖的中心线周围，其中所述流液通道相对于电机上盖的中心线倾斜角度a=25°，并交汇于出液口，所述电机上盖的中心设有贯通的回液孔，所述回液孔连通电机腔和出液口，其中回液孔位于出液口下方并通过回液管连接；所述过液孔的直径为3mm。

由于采用了上述结构，电机上盖主要是用于将流体排出，其中倾斜布置的流液通道交汇于出液口，使液体可平滑的从液流道交汇于出液口，从而减小了液体流动的阻力，减小了液体能量的损失；同时通过多个流液通道可增大流体的过流作用，且大大提高液体在LNG潜液泵内部流动的平滑性，减小了液体流动的阻力，从而减小了液体能量的损失；该电机上盖，可是平滑地将LNG流体从侧壁通道内的流体输送到下一流道中，减小了液体流动的阻力，从而减小了液体能量的损失，可有效地提高工作效率，适用于多种工作环境；其中流液通道的数量为4个，管道内径为φ19mm，管道外径为φ27mm，，从而增大了该电机上盖中通过的LNG的量，4个流液通道汇集在出液口，具有增大液体过流的作用；过液孔目的是为了让少许液体通过回液孔，润滑和冷却LNG潜液泵内的轴承，还能清理内部的杂质。因为LNG潜液泵在高频率工作时，轴承在高速旋转，所产生的热量也相当大，所以必须得有液体的冷却，通过回液孔的设计，对轴承进行冷却及润滑，大大提高了轴承的使用寿命，轴承也是泵零件里面的易损件，易损件的寿命提高，故泵的寿命也相应的增加。同时，泵在日积月累的工作，轴承后腔室里面多少也会积累一点杂质，因此设计有回液孔，液体冲洗了轴承后腔室，使轴承周围的空间始终保持干干净净，从这个角度也大大提高了轴承的使用寿命；回液孔的大小是非常重要的，不能过小也不能过大，如果过液孔过小，则液体回流有限，对轴承的润滑和冷却效果不好，如果过液孔过大，可以满足回液，但对于泵整体性能有很大的影响，回液过多，流量减小；泄压严重，扬程降低；因此经过精心设计过液孔的直径为3mm，既能起到润滑的效果，还能不 影响出液的压强，不会对泵的扬程造成影响。

本发明的LNG潜液泵的叶轮，所述电机下盖上设有容纳叶轮的腔体，所述该腔体的中间设有转轴孔，在所述电机下盖的边部均布有4个与侧壁通道连通的过液孔，所述过液孔均布于以转轴孔为中心的同一圆周上，所述下盖本体内设有叶片式流道，其内侧轮廓将腔体内引流至过液孔；所述叶片式流道的内侧轮廓为从一个过液孔外边缘延伸至相邻过液孔内侧的弧形结构，使所述叶片式流道形成一端大一端小的弧形结构，其小端置于一个过液孔外边缘，其大端置于相邻过液孔内侧并对准该过液孔的中点，所述腔体内叶片式流道的大端朝向相同。

由于采用了上述结构，可使得该电机下盖在使用过程中，液体从二级叶轮甩出，通过电机下盖的叶片式流道，汇聚于过液孔，再通过侧壁流道流入下一级流道；叶片式流道能很好的收集从二级叶轮甩出的液体，并通过过液孔流入到下一级流道；叶片式流道能保证流出叶轮的液体是轴对称的，从而使叶轮内具有稳定的相对运动，以减少叶轮内的水力损失；叶片式流道能消除液体从二级叶轮流出的旋转运动，以避免由此造成的水力损失，叶片式流道能有效地降低液流速度，使速度能转换成压能。腔体内叶片式流道的大端朝向相同，使叶片式流道能消除液体从二级叶轮流出的旋转运动，以避免由此造成的水力损失；叶片式流道能有效地降低液流速度，使速度能转换成压能。

本发明的LNG潜液泵的叶轮，所述定子由若干设有散热槽的定子铁芯重叠而成，每个定子铁芯上均布有6个散热槽，所述散热槽环布于定子铁芯的同一圆周上，所有定子铁芯上的散热槽对齐使定子内形成循环通道，所述泵体的侧壁上开设有8个通孔，并分成两排地均布于泵体的壁上，所述通孔在定子的两端的位置与循环通道形成循环冷却通路，所述通孔的直径为20mm。

由于采用了上述结构，在LNG潜液泵的运行时，定子铁芯、转子铁芯、绕组均会产生热量，由于该泵工作时是浸没在低温液体（LNG液体）中，故低温液体可从泵体上表面的通孔进入内部，冷却铁芯及绕组等，LNG液体还能通过定子上的循环通道中循环，带走定子铁芯中部产生的热量，始终保持电机部分的温度不会升高，从而电机的寿命大大延长，其中通孔在定子的两端的位置与循环通道形成循环冷却通路，大大提高了其冷却效果，使其散热性能更佳，散热槽一方面可以减轻定子铁芯的重量，另一方面便于进入到泵体内的液体通过，从而带走泵体内的热量，并使低温液体在泵体内外形成冷却循环通道，使潜液泵具有较优的散热效果；通过设置通孔的个数与直径，从而可以限定进入到泵体内的液体流量，若通孔过多，孔径较大，则进入到泵体内的液体流量过大，则会影响到转子与定子之间的相对转动，从而影响其功率；若通孔过小，孔径较小，则进入到泵体内的液体流量较小，则会严重影响该泵体内部的冷却效果；因此本发明优选通孔的直径为20mm。

本发明的LNG潜液泵的叶轮，所述工作腔内设有一级导流盘，所述一级导流盘包括圆盘形的导流盘本体，所述导流盘本体边部上均布有六个螺旋线形的流道，所有流道的螺旋形方向相同，且所述流道布置在导流盘本体边部上将导流盘本体两侧连通，所述流道为螺旋形结构，其流道截面是边长为13mm的正方形。

由于采用了上述结构，，一级导流盘的流道以螺旋线的型式来设计，能很好的收集液体，能很好的将动能转换成压能，液体转变方向时能量损失小，使其一级叶轮甩出的液体很平滑的流入二级叶轮的吸入口，大大的减少了液体水力损失，降低了液流对流道的冲击，减少了能量的损耗，从而泵获得更高的效率。流道过多，则会使得每个流道中通过的液体过少，从而增大流体的阻力，会增大液流对流道的冲击，增大能量的损耗；而流道过少，则会使整个一级导流盘的体积增大，从而使得整个LNG潜液泵的体积增大，在某些位置不能被使用，大大缩小了其使用范围，同时该LNG潜液泵要配合前腔和后腔了叶轮搭配使用，因此优选为6个流道，在不增大一级导流盘体积的前提下，减少了液体水力损失，降低了液流对流道的冲击，减少了能量的损耗，从而泵获得更高的效率；流道截面为边长13mm的正方形，这样大大增加了液体过流面积，从而泵的流量得以增加。

本发明的LNG潜液泵的叶轮，所述前腔和后腔内均设有叶轮，所述叶轮包括叶轮本体和若干叶片，所述若干叶片设于叶轮本体内，并均匀分布于叶轮本体中心的周围，所述叶片从叶轮本体的中部向边部延伸成涡状线结构，使任意两相邻的叶片在叶轮本体的边部处形成叶轮出口，所述叶轮本体的侧壁中部设有连通叶轮出口的叶轮进口；其中所述叶片的最外圆切线与叶轮本体的外圆切线之间形成b=20°-30°的夹角，且所述叶轮出口的宽度为5.5mm。

由于采用了上述结构，相邻的两叶片与叶轮本体形成叶轮流道，其入口即为叶轮本体中部的叶轮进口，其出口即为位于叶轮本体边部的叶轮出口，因此叶轮本体转动时，可使流体从叶轮进口进入到叶轮的叶轮流道中，被旋转的叶轮给予离心力，再从叶轮出口流出，从而实现LNG的离心输送；其中叶片均匀分布于叶轮本体中心的周围，叶片从叶轮本体的中部向边部延伸成弧形结构（特别是涡状线结构），从而叶轮本体可平稳地转动，从而确保叶轮对流体的供应量平稳，最终控制叶轮中的流体经叶轮后，其供应的不平衡量达到2g以内。本发明中的叶片的延伸线与叶轮本体的外圆切线形成a=20°—30°的夹角，也即叶片出口的安放角设计为20°—30°间，从而使泵的效率大大提高，从提高了泵的工作流量，叶轮出口宽度设计为5.5mm，加大了液体的过流面积，使之流量得以增加。

本发明的LNG潜液泵的叶轮，所述进液口内设有诱导轮，所述诱导轮包括圆桶形的诱导轮本体，所述诱导轮本体的外壁上均布有三个螺旋叶片，所述螺旋叶片从头部至尾部呈螺旋形的方式布置，所述导轮本体尾部的边上设有缺口。

由于采用了上述结构，所述诱导轮在进液口与前腔叶轮之间，诱导轮的头部通过螺栓与转子轴连接，诱导轮尾部通过该缺口为间预留位置，并可与转动轴一起高速转动。当所述诱导轮与叶轮一起工作时，诱导轮产生的扬程则对叶轮增压，对泵整体的扬程有所增加；所述诱导轮的抗汽蚀性能高，因为液体在进入诱导轮时不经过转弯，动压降较小，因而不易发生汽蚀；对泵整体的性能都有所提高；螺旋叶片过多，则导入流体的压力过大，从而影响到前腔内叶轮的转动，起到干扰作用；而螺旋叶片过少，则导入的流体压力不足，无法起到增压的作用，仅有当螺旋叶片选择为三个，才能保证具有足够的增压作用的同时，又不会影响到叶轮的转动增压。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、    本发明的LNG潜液泵，可在泵体内形成循环的冷却通路，带走定子铁芯中部产生的热量，始终保持电机部分的温度不会升高；可平滑地将泵体侧壁通道内的流体输送到下一流道中，减小了液体流动的阻力，从而减小了液体能量的损失，可有效地提高工作效率，适用于多种工作环境，控制不平衡量达到2g以内；

2、    本发明的LNG潜液泵，水力损失小，过流面积大且液流平滑、平稳，工作流量增大，材料在低温下收缩小且均匀，力学性能稳定，使用寿命长；液体回漏量大大减少，提高了泵整体的效率。

3、    本发明的LNG潜液泵中，一级导流盘能很好的收集液体，能很好的将动能转换成压能，液体转变方向时能量损失小，大大的减少了液体水力损失，降低了液流对流道的冲击，减少了能量的损耗，液体从进入诱导轮时不经过转弯，动压降较小，因而不易发生汽蚀；

4、    本发明的LNG潜液泵，所述诱导轮产生的扬程则对叶轮增压，对泵整体的扬程有所增加，对泵整体的性能都有所提高；能有效地改善LNG低温下轴承的耐磨性，耐低温性，减小轴承的变形，确保轴承在工作中游隙处于正常范围，增加了轴承的使用寿命；

5、    本发明的LNG潜液泵，该LNG潜液泵在起动的一瞬间，转子整体是往上轴承方向窜动，而且该潜液泵起停频繁，此时蝶形弹簧能起到缓冲补偿作用，避免轴承直接与金属碰撞，能很好的保护轴承，使得轴承的寿命大大延长。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中潜液泵的内部结构示意图；

图3是图2中A的局部放大图；

图4是图2中B的局部放大图；

图5是图2中C的局部放大图；

图6是本发明中电机上盖的结构示意图；

图7是本发明中电机下盖的结构示意图；

图8是本发明中叶轮的结构示意图；

图9是本发明中叶轮的内部结构图；

图10是本发明中一级导流盘的结构示意图；

图11是本发明中诱导轮的结构示意图；

图12是本发明中定子铁芯的结构示意图。

图中标记：1-进液口、2-诱导轮、3-一级叶轮、4-一级导流盘、5-壳体、6-二级叶轮、7-电机下盖、8-侧壁通道、9-转子轴、10-定子、11-流液通道、12-电机上盖、13-回液孔、14-通孔、15-下轴承、16-出液口、17-密封套、18-环槽、19-键、20-蝶形弹簧、21-前密封件、22-后密封件、23-上轴承、24-工作腔壳、25-散热槽、2-1-诱导轮本体、2-2-螺旋叶片、2-3-缺口、3-1-叶轮本体、3-2-叶片、3-3-叶轮出口、4-1-流道入口、4-2-流道出口、4-3-流道、7-1-过液孔、7-2-叶片式流道。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

如图1至图12所示，本发明的LNG潜液泵，包括泵体，所述泵体内为电机腔，所述电机腔内设有相互配合定子10和套有绕组线圈的转子轴99，其中所述定子10由若干设有散热槽25的定子10铁芯重叠而成，每个定子10铁芯上均布有6个散热槽25，所述散热槽25环布于定子10铁芯的同一圆周上，所有定子10铁芯上的散热槽25对齐使定子10内形成循环通道，所述泵体的侧壁上开设有8个通孔14，并分成两排地均布于泵体的壁上，所述通孔14在定子10的两端的位置与循环通道形成循环冷却通路，所述通孔14的直径为20mm。所述泵体的侧壁内设有侧壁通道8；所述泵体的后端连接有电机上盖12，所述电机上盖12设有与侧壁通道8连通的流液通道11，若干流液通道11倾斜布置并交汇于出液口16，其中机上盖上设有4个倾斜布置的流液通道11，且均布于电机上盖12的中心线周围，其中所述流液通道11相对于电机上盖12的中心线倾斜角度a=25°，并交汇于出液口16，所述电机上盖12的中心设有贯通的回液孔13，所述回液孔13连通电机腔和出液口16，其中回液孔13位于出液口16下方并通过回液管连接；所述过液孔7-1的直径为3mm；所述泵体的前端连接有电机下盖7，所述电机下盖7上设有连通侧壁通道8的过液孔7-1，所述电机下盖7上连接有壳体形成工作腔，所述壳体设置有一级导流盘4将工作腔分隔为前腔和后腔，所述一级导流盘4上设有连通前腔与后腔的流道4-3，其中后腔内设有二级叶轮6，前腔内设有一级叶轮3，其中所述的一级叶轮3和二级叶轮6均包括叶轮本体3-1和若干叶片3-2，所述若干叶片3-2设于叶轮本体3-1内，并均匀分布于叶轮本体3-1中心的周围，所述叶片3-2从叶轮本体3-1的中部向边部延伸成涡状线结构，使任意两相邻的叶片3-2在叶轮本体3-1的边部处形成叶轮出口3-3，所述叶轮本体3-1的侧壁中部设有连通叶轮出口3-3的叶轮进口；其中所述叶片3-2的最外圆切线与叶轮本体3-1的外圆切线之间形成b=20°-30°的夹角，本例中优选为22°，当然根据本发明的原理，可将其夹角b=20°、25°、30°，可以在b=20°-30°中选择，且所述叶轮出口3-3的宽度为5.5mm；所述前腔上连接设有进液口1，所述进液口1内设有诱导轮2，其中所述诱导轮2包括圆桶形的诱导轮2本体，所述诱导轮2本体的外壁上均布有三个螺旋叶片3-22-2，所述螺旋叶片3-22-2从头部至尾部呈螺旋形的方式布置，所述导轮本体尾部的边上设有缺口2-3，所述诱导轮2通过螺栓连接于转子轴99的端头上；所述转子轴99穿过电机下盖7和工作腔并伸入到进液口1中，所述一级叶轮3、二级叶轮6和诱导轮2均套于转子轴99上；其中所述转子轴99分别通过轴承连接于电机下盖7和电机上盖12上，所述轴承包括内圈、外圈、滚动体和保持架，所述电机下盖7和电机上盖12上均安装有外圈，所述内圈套于转子轴99上，所述内圈与外圈之间设有保持架和滚动体，所述滚动体位于保持架内，所述内圈、外圈和滚动体均采用高碳铬脱氧轴承钢制成，所述保持架采用低温用氟基树脂制成。

其中所述电机上盖12内套有的轴承通过两个重叠的蝶形弹簧20抵于电机上盖12上，所述电机下盖7内套有的轴承通过两个重叠的蝶形弹簧20抵于电机下盖7上，所述蝶形弹簧20为中部高边部低的锥形圆环状结构，所述蝶形弹簧20的外凸中部朝向电机腔的内部，其中所述蝶形弹簧20的厚度S为2mm。

其中所述转子轴99通过密封套1717与一级倒流盘形成密封，所述密封套1717的外壁上布置有若干环槽18或环齿所述密封套1717通过键19连接于转子轴99上，所述密封套1717的两端分别抵于一级叶轮3和二级叶轮6的端面上；其中所述一级叶轮3与二级叶轮6的叶轮进口外壁上均布置有若干环槽18或环齿；所述电机下盖7内设有套于转子轴99上的密封件，所述密封件的外壁上设有若干环槽18或环齿；使密封套1717外壁与一级倒流盘之间、一级叶轮3的叶轮进口外壁与工作腔体之间、二级叶轮6的叶轮进口外壁与工作腔体之间、以及所述密封件的外壁与电机下盖7之间分别形成直通形迷宫密封结构。

其中所述工作腔内设有一级导流盘4，所述一级导流盘4包括圆盘形的导流盘本体，所述导流盘本体边部上均布有六个螺旋线形的流道4-3，所有流道4-3的螺旋形方向相同，且所述流道4-3布置在导流盘本体边部上将导流盘本体两侧连通，所述流道4-3为螺旋形结构，其流道4-3截面是边长为13mm的正方形。

其中所述电机下盖7上设有容纳叶轮的腔体，所述电机下盖7上连接壳体形成工作腔，特别地本例中的一级导流体连接在壳体上，且在后腔内设有导流壳，该导流壳将内设有弧面，其可将一级导流体的流道出口4-2排出的液体汇聚到二级叶轮6的叶轮进口；所述该腔体的中间设有转轴孔，在所述电机下盖7的边部均布有4个与侧壁通道8连通的过液孔7-1，所述过液孔7-1均布于以转轴孔为中心的同一圆周上，所述下盖本体内设有叶片式流道7-2，其内侧轮廓将腔体内引流至过液孔7-1；所述叶片式流道7-2的内侧轮廓为从一个过液孔7-1外边缘延伸至相邻过液孔7-1内侧的弧形结构，使所述叶片式流道7-2形成一端大一端小的弧形结构，其小端置于一个过液孔7-1外边缘，其大端置于相邻过液孔7-1内侧并对准该过液孔7-1的中点，所述腔体内叶片式流道7-2的大端朝向相同。

本发明的LNG潜液泵，其工作方式为：定子10线圈绕组可带动转子轴99转动，为整个离心泵提供了动力源，同时转动轴带动两级叶轮和诱导轮2转动，从而可将LNG从进液口1经诱导轮2吸入到离心泵中，先被诱导轮2吸入到前腔中，可经转动的一级叶轮3实现第一次增压，经增压后的LNG可从一级导流盘4上的流道入口4-1经流道进入到后腔中，在壳体内弧面的作用下，汇集于二级叶轮6的叶轮进口，再被后腔内的二级叶轮6进行第二次增压，使后腔内的LNG具有较高的压力，使经过离心泵后的流体压力增大；从二级叶轮6中甩出的液体从过液孔7-1经侧壁通道8进入到流液通道11中，四个流液通道11中的液体同时汇集于出液口16，可将LNG从出液口16排出，达到大的排量和较高的扬程。

将本发明的LNG潜液泵与其它泵进行对比如下表：

由上表可知，通过本法，可加大液体的过流面积，使之流量得以增加，使泵的效率大大提高，使泵的流量大大增加，压力增大。

本发明的LNG潜液泵，可在泵体内形成循环的冷却通路，带走定子10铁芯中部产生的热量，始终保持电机部分的温度不会升高；可平滑地将泵体侧壁通道8内的流体输送到下一流道中，减小了液体流动的阻力，从而减小了液体能量的损失，可有效地提高工作效率，适用于多种工作环境，控制不平衡量达到2g以内；水力损失小，过流面积大且液流平滑、平稳，工作流量增大，材料在低温下收缩小且均匀，力学性能稳定，使用寿命长；液体回漏量大大减少，提高了泵整体的效率。一级导流盘4能很好的收集液体，能很好的将动能转换成压能，液体转变方向时能量损失小，大大的减少了液体水力损失，降低了液流对流道的冲击，减少了能量的损耗，液体从进入诱导轮2时不经过转弯，动压降较小，因而不易发生汽蚀；所述诱导轮2产生的扬程则对叶轮增压，对泵整体的扬程有所增加，对泵整体的性能都有所提高；能有效地改善LNG低温下轴承的耐磨性，耐低温性，减小轴承的变形，确保轴承在工作中游隙处于正常范围，增加了轴承的使用寿命；该LNG潜液泵在起动的一瞬间，转子整体是往上轴承方向窜动，而且该潜液泵起停频繁，此时蝶形弹簧20能起到缓冲补偿作用，避免轴承直接与金属碰撞，能很好的保护轴承，使得轴承的寿命大大延长。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.一种LNG潜液泵，其特征在于：它包括泵体，所述泵体内为电机腔，所述电机腔内设有相互配合定子和套有绕组线圈的转子轴，所述泵体的侧壁内设有侧壁通道；所述泵体的后端连接有电机上盖，所述电机上盖设有与侧壁通道连通的流液通道，若干流液通道倾斜布置并交汇于出液口；所述泵体的前端连接有电机下盖，所述电机下盖上设有连通侧壁通道的过液孔，所述电机下盖上连接有壳体形成工作腔，所述壳体设置有一级导流盘将工作腔分隔为前腔和后腔，所述一级导流盘上设有连通前腔与后腔的流道，其中后腔内设有二级叶轮，前腔内设有一级叶轮，所述前腔上连接设有进液口，所述进液口内设有诱导轮；所述转子轴穿过电机下盖和工作腔并伸入到进液口中，所述一级叶轮、二级叶轮和诱导轮均套于转子轴上。

2.如权利要求1所述的LNG潜液泵，其特征在于：所述转子轴分别通过轴承连接于电机下盖和电机上盖上，所述轴承包括内圈、外圈、滚动体和保持架，所述电机下盖和电机上盖上均安装有外圈，所述内圈套于转子轴上，所述内圈与外圈之间设有保持架和滚动体，所述滚动体位于保持架内，所述内圈、外圈和滚动体均采用高碳铬脱氧轴承钢制成，所述保持架采用低温用氟基树脂制成。

3.如权利要求2所述的LNG潜液泵，其特征在于：所述电机上盖内套有的轴承通过两个重叠的蝶形弹簧抵于电机上盖上，所述电机下盖内套有的轴承通过两个重叠的蝶形弹簧抵于电机下盖上，所述蝶形弹簧为中部高边部低的锥形圆环状结构，所述蝶形弹簧的外凸中部朝向电机腔的内部，其中所述蝶形弹簧的厚度S为2mm。

4.如权利要求2或3所述的LNG潜液泵，其特征在于：所述转子轴通过密封套与一级倒流盘形成密封，所述密封套的外壁上布置有若干环槽或环齿所述密封套通过键连接于转子轴上；其中所述一级叶轮与二级叶轮的叶轮进口外壁上均布置有若干环槽或环齿；所述电机下盖内设有套于转子轴上的密封件，所述密封件的外壁上设有若干环槽或环齿；使密封套外壁与一级倒流盘之间、一级叶轮的叶轮进口外壁与工作腔体之间、二级叶轮的叶轮进口外壁与工作腔体之间、以及所述密封件的外壁与电机下盖之间分别形成直通形迷宫密封结构。

5.如权利要求1或2或3所述的LNG潜液泵，其特征在于：所述电机上盖上设有4个倾斜布置的流液通道，且均布于电机上盖的中心线周围，其中所述流液通道相对于电机上盖的中心线倾斜角度a=25°，并交汇于出液口，所述电机上盖的中心设有贯通的回液孔，所述回液孔连通电机腔和出液口，其中回液孔位于出液口下方并通过回液管连接；所述过液孔的直径为3mm。

6.如权利要求1或2或3所述的LNG潜液泵，其特征在于：所述电机下盖上设有容纳叶轮的腔体，所述该腔体的中间设有转轴孔，在所述电机下盖的边部均布有4个与侧壁通道连通的过液孔，所述过液孔均布于以转轴孔为中心的同一圆周上，所述下盖本体内设有叶片式流道，其内侧轮廓将腔体内引流至过液孔；所述叶片式流道的内侧轮廓为从一个过液孔外边缘延伸至相邻过液孔内侧的弧形结构，使所述叶片式流道形成一端大一端小的弧形结构，其小端置于一个过液孔外边缘，其大端置于相邻过液孔内侧并对准该过液孔的中点，所述腔体内叶片式流道的大端朝向相同。

7.如权利要求1或2或3所述的LNG潜液泵，其特征在于：所述定子由若干设有散热槽的定子铁芯重叠而成，每个定子铁芯上均布有6个散热槽，所述散热槽环布于定子铁芯的同一圆周上，所有定子铁芯上的散热槽对齐使定子内形成循环通道，所述泵体的侧壁上开设有8个通孔，并分成两排地均布于泵体的壁上，所述通孔在定子的两端的位置与循环通道形成循环冷却通路，所述通孔的直径为20mm。

8.如权利要求1或2或3所述的LNG潜液泵，其特征在于：所述工作腔内设有一级导流盘，所述一级导流盘包括圆盘形的导流盘本体，所述导流盘本体边部上均布有六个螺旋线形的流道，所有流道的螺旋形方向相同，且所述流道布置在导流盘本体边部上将导流盘本体两侧连通，所述流道为螺旋形结构，其流道截面是边长为13mm的正方形。

9.如权利要求1或2或3所述的LNG潜液泵，其特征在于：所述前腔和后腔内均设有叶轮，所述叶轮包括叶轮本体和若干叶片，所述若干叶片设于叶轮本体内，并均匀分布于叶轮本体中心的周围，所述叶片从叶轮本体的中部向边部延伸成涡状线结构，使任意两相邻的叶片在叶轮本体的边部处形成叶轮出口，所述叶轮本体的侧壁中部设有连通叶轮出口的叶轮进口；其中所述叶片的最外圆切线与叶轮本体的外圆切线之间形成b=20°-30°的夹角，且所述叶轮出口的宽度为5.5mm。

10.如权利要求1或2或3所述的LNG潜液泵的叶轮，其特征在于：所述进液口内设有诱导轮，所述诱导轮包括圆桶形的诱导轮本体，所述诱导轮本体的外壁上均布有三个螺旋叶片，所述螺旋叶片从头部至尾部呈螺旋形的方式布置，所述导轮本体尾部的边上设有缺口。

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