CN105041718A - 一种具有能够调整潜水泵储油腔容积的保压器的潜水泵 - Google Patents

一种具有能够调整潜水泵储油腔容积的保压器的潜水泵 Download PDF

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Abstract

一种具有能够调整潜水泵储油腔容积的保压器的潜水泵，包括分别形成在泵壳体上的注油口、潜水泵出水口和潜水泵进水口，设置在泵壳体内的由电机壳、电机定子和转子构成的电机，以及与转子相连并分别与潜水泵出水口和潜水泵进水口相对应的叶轮，泵壳体上还设置有连通泵壳体内的潜水泵储油腔的潜水泵调压口，潜水泵调压口上设置有能够弹性调整泵壳体内油压的保压器。注油口上设置有单向阀。保压器包括有：能够固定连接在泵壳体的潜水泵调压口处的前后贯通的保压器壳体和位于保压器壳体内的能够对储油腔内的油的压力进行调整的弹性容器结构，弹性结构包括有调压板和与其连接的金属波纹管。本发明储油腔里不会形成真空，也不会出现气体而形成液气混象。<pb pnum="1" />

Description

一种具有能够调整潜水泵储油腔容积的保压器的潜水泵
技术领域
本发明涉及一种潜水泵。特别是涉及一种具有能够调整潜水泵储油腔容积的保压器的潜水泵。
背景技术
潜水泵的结构特点是泵和电机制作成一体，使用的时候把泵连同电机一起放到水底，如图1所示，潜水泵包括有泵壳体1，分别形成在泵壳体1上的注油口2、潜水泵出水口3和潜水泵进水口4，设置在泵壳体1内的由7、定子8和转子9构成的电机，以及与所述转子9相连并分别与所述的潜水泵出水口3和潜水泵进水口4相对应的叶轮5，所述的潜水泵出水口3连接出水管25。现有技术的潜水泵仅仅把出水管25的末端和电源电缆的电源端露出水面，这种结构使用起来既方便灵活又经济实惠。
但是这种结构遇到最大的问题就是电机容易进水，一旦电机进水就造成电路短路，烧了电机不说还可能把整根的电源电缆烧毁，甚至造成火灾。除此之外，由于泵处在很深的水底，有可能空间受到限制；也可能在提升泵的过程中通道狭窄而且弯曲，根本无法让泵体通过，如果把泵拿不上来整个深井都会报废，把泵拿到水面上来代价太大，提升费用可能远远超过泵的本身，所以保证电机不进水、提高泵的使用寿命至关重要。到现在为止多大数解决这一问题的技术都是采用电机一旦进水，泵就马上断电。这些技术虽没有烧毁电机和电缆，也不会造成火灾，但仍需要把损坏了的泵提出水面进行修复。然而，修好了以后用不了几天又坏了。储油腔是一个刚性容器，他的容积是永远固定不变的，一旦出现漏油，储油腔的压力马上降低，原因是液体不可压缩，液体流走以后没有其它物质填补进来，储油腔里就出现多余的空间，因为液体不可压缩，也不能膨胀，所以储油腔里的压力突然骤降而形成真空，而外面的水压又大，就无法保证储油腔的压力高于该潜水泵所处水的环境压力。此时外面那套本来处于完好状态的机械密封也会强迫自己泄漏使外面的水进到储油腔里来填补那多余的空间，去消除储油腔与外界水之间的压力差。这样就可能带来下列问题：a.污染了油；b.破坏了机械密封工作姿态以后靠它自己很难再恢复正确的工作姿态，造成机械密封失效；c.破坏了机械密封摩擦副之间膜体的物质构成，甚至于根本形成不了膜体，从而破坏了平面度和摩擦状态，加剧机械密封失效；d.脏水、硬颗粒、各种纤维等杂物都会进到储油腔里和机械密封的两端面之间进一步起破坏作用，最后导致电机进水而烧毁。因此潜水泵的使用寿命总是达不到理想效果，尤其是在深水或深井里使用的潜水泵更是如此。因此，能让潜水泵长时间免维护地在水下工作是急需要解决的问题。
潜水泵潜水越深泵壳体受到的水压越大(H＝100米时泵壳体所受的的压强大约等于1MPa；H＝1000米时泵壳体所受的的压强大约等于10MPa；)，而潜水泵的泵壳体就是储油腔壳体，如何让潜水泵储油腔内的油压总是大于该泵壳体外面的水压就是急需要解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种可以抵抗来自水深的压力，并且让潜水泵储油腔里的压力永远大于外部水压，确保潜水泵电机不会进水的具有能够调整潜水泵储油腔容积的保压器的潜水泵。
本发明所采用的技术方案是：一种具有能够调整潜水泵储油腔容积的保压器的潜水泵，包括有泵壳体，分别形成在泵壳体上的注油口、潜水泵出水口和潜水泵进水口，设置在泵壳体内的由电机壳、电机定子和转子构成的电机，以及与所述转子相连并分别与所述的潜水泵出水口和潜水泵进水口相对应的叶轮，所述的泵壳体上还设置有连通泵壳体内的储油腔的潜水泵调压口，所述的潜水泵调压口上设置有能够弹性调整泵壳体内油压的保压器。
所述的注油口上设置有单向阀。
所述的保压器包括有：能够固定连接在泵壳体的潜水泵调压口处的前后贯通的保压器壳体和位于保压器壳体内的能够对所述储油腔内的油的压力进行调整的弹性容器结构。
所述的弹性结构包括有调压板和金属波纹管，所述的金属波纹管的一个端口一周固定且密封地连接在所述调压板的与泵壳体外部环境水接触的这一侧面上，所述金属波纹管的另一端口固定且密封地连接在所述保压器壳体的远离泵壳体一侧的端口处，所述调压板的另一侧与所述储油腔内的油相接触。
所述的保压器包括有：能够固定连接在泵壳体的潜水泵调压口处的固定环，通过固定件固定连接在所述固定环上的能够对所述储油腔内的油的压力进行调整的弹性密封件容器。
所述的弹性密封件容器为U型结构，所述U型结构的端口通过固定件固定且密封地连接在所述固定环远离泵壳体的一侧，所述弹性密封件容器的一侧与所述储油腔内的油相接触，另一侧与泵壳外部环境水接触。的端口通过固定件固定且密封地连接在所述固定环远离泵壳体的一侧。
本发明的一种具有能够调整潜水泵储油腔容积的保压器的潜水泵，具有如下特点：
1、本发明储油腔里不会形成真空，也不会出现气体而形成液气混象。
2、本发明能让潜水泵的双端面机械密封符合API682标准中密封布置3，此时潜水泵储油腔里的油变成了两套机械密封之间的阻隔液，确保了潜水泵储油腔里的压力总是高于其外部环境同样深度的水压，这样即使泄漏也是油往水里泄漏，水不可能泄漏到油里。
3、本发明可以用增加弹簧的办法来增加其刚度，就能随意调节潜水泵储油腔里、外压力差，而且无论潜水泵工作时水有多么深，这个压力差始终是一个常数。确保机械密封摩擦副两平面之间所存在的膜体永远是干净的、具有粘度的油膜(油的压力大于水的压力，泄漏的趋势是油往水里漏，这时机械密封摩擦副两平面之间的膜体就是油，不但膜体刚度大，而且稳定性高。此时摩擦力小而使用寿命长；如果水的压力大于油的压力泄漏的趋势是水往油里漏，这时机械密封摩擦副两平面之间的流体就是水，由于水没有粘度，所以也就不存在膜体，此时摩擦力大，而且使用寿命低)。
4、本发明因为潜水泵的双端面机械密封的摩擦副平面之间存在刚度高、稳定而且干净油所形成的膜体，因而水和其它的杂物无法进到这里，也就破坏不了机械密封摩擦副的平面度。
5、本发明可以用增加其保压器的尺寸或用多个保压器并联使用来增加其容积变化的范围，让它更加经久耐用。
附图说明
图1是现有技术的潜水泵结构示意图；
图2是本发明潜水泵的结构示意图；
图3是潜水泵内部双端面机械密封的结构示意图；
图4是本发明潜水泵中保压器第一实施例的结构示意图；
图5是本发明潜水泵中保压器第二实施例的结构示意图。
图中
1：泵壳体2：注油口
3：潜水泵出水口4：潜水泵进水口
5：叶轮6：双端面机械密封
7：电机壳8：电机定子
9：转子10：储油腔
11：保压器12：潜水泵调压口
13：水面14：泵壳体外部的水压
15：电机端压力16：机械密封电机端静环
17：机械密封电机端静环圈18：机械密封电机端动环
19：机械密封电机端动环圈20：机械密封弹簧
21：机械密封介质端动环密封圈22：机械密封介质端动环
23：机械密封介质端静环密封圈24：机械密封介质端静环
25：潜水泵排水管111：保压器壳体
112：弹性容器结构113：固定环
114：弹性密封件容器115：固定件
116：螺孔1121：调压板
1122：金属波纹管
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明的一种具有能够调整潜水泵储油腔容积的保压器的潜水泵做出详细说明。
本发明的一种具有能够调整潜水泵储油腔容积的保压器的潜水泵，不用改变过多潜水泵的原有设计与结构只要在潜水泵原有的储油腔壳体上安装本发明的能够调整潜水泵储油腔容积的保压器的同时将储油腔的注油孔安装一单向阀之后就完成了本发明的实施过程。
如图2所示，本发明的一种具有能够调整潜水泵储油腔容积的保压器的潜水泵，包括有泵壳体1，分别形成在泵壳体1上的注油口2、潜水泵出水口3和潜水泵进水口4，设置在泵壳体1内的由电机壳7、电机定子8和转子9构成的电机，以及与所述转子9相连并分别与所述的潜水泵出水口3和潜水泵进水口4相对应的叶轮5，即，转子9同时也是潜水泵的转子连接叶轮5，当叶轮5旋转时水由潜水泵进水口4吸入以后从潜水泵出水口3排出经过潜水泵排水管25将水送出水面13以上。所述的泵壳体1上还设置有连通泵壳体1内的储油腔10的潜水泵调压口12，所述的潜水泵调压口12上设置有能够弹性调整泵壳体1内油压的保压器11，所述的注油口2上设置有单向阀，让油只能进不能出。
如图4所示，所述的保压器11包括有：能够固定连接在泵壳体1的潜水泵调压口12处的前后贯通的保压器壳体111和位于保压器壳体111内的能够对所述储油腔10内的油的压力进行调整的弹性容器结构112。所述的弹性容器结构112包括有调压板1121和金属波纹管1122，所述的金属波纹管1122的一个端口一周固定且密封地连接在所述调压板1121的与外部环境水接触的这一侧面上，所述金属波纹管1122的另一端口一周固定且密封地连接在所述保压器壳体111的远离泵壳体1一侧的端口处，所述调压板1121的另一侧与所述储油腔10内的油相接触。
如图5所示，所述的保压器11包括有：能够固定连接在泵壳体1的潜水泵调压口12处的固定环113，通过固定件115固定连接在所述固定环113上的能够对所述储油腔10内的油的压力进行调整的弹性密封件容器114。所述的弹性密封件容器114为U型结构，所述U型结构的端口通过固定件115固定且密封地连接在所述固定环113远离泵壳体1的一侧。弹性密封件容器的一侧与所述储油腔10内的油相接触，另一侧与泵壳外部环境水接触。
如图4、图5所示，潜水泵泵体外面的水压P1、潜水泵储油腔里的油压P2和弹性元结构(金属波纹管或弹性密封件)的恢复力P3之间的关系为：
P2＝P1+P3也可以说：P2＞P1。
如图3所示，当潜水泵安装上保压器以后储油腔10内的压力永远大于潜水泵泵壳体外部的水压14和电机端压力15。这样就符合了API682标准的布置3中阻隔液的压力永远大于密封介质的压力的规定。
本发明的一种具有能够调整潜水泵储油腔容积的保压器的潜水泵，通过注油口向储油腔里灌油，灌满油以后再用压力油抢依靠单向阀继续往储油腔里灌带有压力的油(因为此时保压器中的弹性结构或弹性密封件发生变形，变形以后的恢复力就构成了储油腔里的初始压力。)一直灌到油窗所要求的位置为止。当将此具有能够调整潜水泵储油腔容积的保压器的潜水泵放到水下时，无论水有多深，水压有多大，潜水泵的储油腔里的油压总是大于外面的水压，大出的部分就是储油腔里的初始压力部分。此时如果油漏走一部分保压器的容积立刻变小把油挤到储油腔里来补充泄漏走的那一部分空间，继续保持油压大于水压。我们从压力法则得知：如果发生泄漏也是高压处向低压处泄漏，泄漏方向不可能相反。这样就保证了a.储油腔里的油永远保持清洁；b.永远保持机械密封准确的工作姿态；c.机械密封摩擦副之间膜体的物质构成始终是油，摩擦副之间一直存在着油膜，因此摩擦力小、寿命长；d.脏水、硬颗粒、各种纤维等杂物都处于低压侧，不可能泄漏到处于高压位置的储油腔里。因此电机永远进不了水。

Claims (6)

1.一种具有能够调整潜水泵储油腔容积的保压器的潜水泵，包括有泵壳体(1)，分别形成在泵壳体(1)上的注油口(2)、潜水泵出水口(3)和潜水泵进水口(4)，设置在泵壳体(1)内的由电机壳(7)、电机定子(8)和转子(9)构成的电机，以及与所述转子(9)相连并分别与所述的潜水泵出水口(3)和潜水泵进水口(4)相对应的叶轮(5)，其特征在于，所述的泵壳体(1)上还设置有连通泵壳体(1)内的潜水泵储油腔(10)的潜水泵调压口(12)，所述的潜水泵调压口(12)上设置有能够弹性调整泵壳体(1)内油压的保压器(11)。
2.根据权利要求1所述的一种具有能够调整潜水泵储油腔容积的保压器的潜水泵，其特征在于，所述的注油口(2)上设置有单向阀。
3.根据权利要求1所述的一种具有能够调整潜水泵储油腔容积的保压器的潜水泵，其特征在于，所述的保压器(11)包括有：能够固定连接在泵壳体(1)的潜水泵调压口(12)处的前后贯通的保压器壳体(111)和位于保压器壳体(111)内的能够对所述储油腔(10)内的油的压力进行调整的弹性容器结构(112)。
4.根据权利要求3所述的一种具有能够调整潜水泵储油腔容积的保压器的潜水泵，其特征在于，所述的弹性结构(112)包括有调压板(1121)和金属波纹管(1122)，所述的金属波纹管(1122)的一个端口一周固定且密封地连接在所述调压板(1121)的与泵壳体(1)外部环境水接触的这一侧面上，所述金属波纹管(1122)的另一端口固定且密封地连接在所述保压器壳体(111)的远离泵壳体(1)一侧的端口处，所述调压板(1121)的另一侧与所述储油腔(10)内的油相接触。
5.根据权利要求1所述的一种具有能够调整潜水泵储油腔容积的保压器的潜水泵，其特征在于，所述的保压器(11)包括有：能够固定连接在泵壳体(1)的潜水泵调压口(12)处的固定环(113)，通过固定件(115)固定连接在所述固定环(113)上的能够对所述储油腔(10)内的油的压力进行调整的弹性密封件容器(114)。
6.根据权利要求5所述的一种具有能够调整潜水泵储油腔容积的保压器的潜水泵，其特征在于，所述的弹性密封件容器(114)为U型结构，所述U型结构的端口通过固定件(115)固定且密封地连接在所述固定环(113)远离泵壳体(1)的一侧，所述弹性密封件容器的一侧与所述储油腔(10)内的油相接触，另一侧与泵壳外部环境水接触。的端口通过固定件(115)固定且密封地连接在所述固定环(113)远离泵壳体(1)的一侧。
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