CN105179234A - 气液混输装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种气液混输装置，包括泵壳体、主轴、可调偏心距转子、摆动转子；所述主轴设置于所述泵壳体中心；所述可调偏心距转子设置于所述主轴上，所述可调偏心距转子包括外锥偏心套、内锥偏心套，所述外锥偏心套和所述内锥偏心套套接，通过调节所述外锥偏心套和所述内锥偏心套之间的夹角调节所述可调偏心距转子的偏心距；所述摆动转子设置于所述可调偏心距转子上，所述摆动转子包括凸柄和圆环。其中，可调偏心距转子可通过调节外锥偏心套和内锥偏心套之间的夹角调节其偏心距，可降低偏心部件的制造和装配难度，节约成本。

Description

气液混输装置

技术领域

本发明涉及输送装置，尤其涉及一种气液混输装置。

背景技术

目前，摆动转子机构多用于压缩机产品中，由于摆动转子式气液混输泵具有结构紧凑、泵效高等特点，在气液多相混输领域也逐步开始应用。

现有的将摆动转子机构应用到气液多相混输领域的有摆动转子式油气混输泵，其以“摆动转子式机构”为核心，将其中的连杆、曲轴改进成转子结构，以转子产生的外轨迹圆为缸体，构成完整的泵结构，实现泵送目的。

然而，上述摆动转子式油气混输泵在输送不同气、液相含率的工作介质时需要的偏心部件的偏心距不同，由于偏心部件的制造和装配精度需求高，因而更换偏心部件增加偏心部件的制造和装配难度，制造成本高。

发明内容

本发明提供一种气液混输装置，以降低偏心部件的制造和装配难度，节约成本。

本发明提供一种气液混输装置，包括泵壳体、主轴、可调偏心距转子和摆动转子；所述主轴设置于所述泵壳体中心；所述可调偏心距转子设置于所述主轴上，所述可调偏心距转子包括外锥偏心套、内锥偏心套，所述外锥偏心套和所述内锥偏心套套接，通过调节所述外锥偏心套和所述内锥偏心套之间的夹角调节所述可调偏心距转子的偏心距；所述摆动转子设置于所述可调偏心距转子上，所述摆动转子包括凸柄和圆环。

可选的，所述外锥偏心套、所述内锥偏心套的偏心距分别为e₁、e₂，所述外锥偏心套和所述内锥偏心套之间的夹角为θ，所述可调偏心距转子的偏心距e通过公式e²＝e₁ ²+e₂ ²+2e₁e₂cosθ计算获得。

可选的，所述可调偏心距转子还包括连接盘和螺栓，所述外锥偏心套的一端固定在所述连接盘上，所述内锥偏心套和所述外锥偏心套同向的一端通过螺栓固定于所述连接盘上。

上述气液混输装置还包括：滚动轴承，所述滚动轴承设置于所述可调偏心距转子和所述摆动转子之间，所述可调偏心距转子和所述摆动转子通过所述滚动轴承传动。

上述气液混输装置还包括：键，所述主轴和所述可调偏心距转子通过所述键连接。

上述气液混输装置还包括：转轴，所述转轴设置于所述泵壳体内壁上，所述凸柄设置于所述转轴中。

可选的，所述摆动转子的端面上设置有端面轴向密封机构，所述端面轴向密封机构包括密封槽和密封件，所述密封件设置于与所述密封槽上。

上述气液混输装置还包括，弹性补偿部件，所述弹性补偿部件设置于所述密封件上。

可选的，所述凸柄和所述圆环之间采用燕尾槽或者T型槽插接，且所述凸柄和所述圆环之间通过焊接固定。

上述气液混输装置还包括：摩擦盘，所述摩擦盘设置于所述摆动转子的两个端面。

本实施例的气液混输装置，包括泵壳体、主轴、可调偏心距转子和摆动转子。通过主轴旋转，带动可调偏心距转子做偏心转动，驱动摆动转子做平面摆动。摆动过程中，摆动转子的外圆面与泵壳体底部大直径圆形腔内圆面相内切；摆动转子的凸柄将泵壳体底部大直径圆形腔分割成泵的吸入腔和压缩腔，实现泵送目的。其中，可调偏心距转子通过调节外锥偏心套和内锥偏心套之间的夹角调节其偏心距，从而根据需要可调节出不同的偏心距，实现摆动转子与泵壳体两内切圆径向间隙可调，适合不同多相工作介质、压力的需要，可降低偏心部件的制造和装配难度，节约成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1A为本发明气液混输装置的结构示意图；

图1B为图1A中可调偏心距转子的结构示意图；

图2A为可调偏心距转子调节偏心距的原理示意图一；

图2B为可调偏心距转子调节偏心距的原理示意图二；

图3A为摆动转子的结构示意图；

图3B为图3A所示摆动转子的端面轴向的结构示意图；

图4A为摆动转子端面轴向受流体背压的密封结构示意图；

图4B为摆动转子端面轴向受弹性压力的密封结构示意图；

图5A为摆动转子的一种连接示意图；

图5B为摆动转子的另一种连接示意图；

图6为本发明气液混输装置的轴向剖面示意图。

附图标记说明：

1：泵壳体；

2：主轴；

3：键；

4：可调偏心距转子；

4-1：外锥偏心套；

4-2：内锥偏心套；

4-3：连接盘；

4-4：螺栓；

I：进口；

O：出口；

C1：吸入腔；

C2：压缩腔；

5：滚动轴承；

6：摆动转子；

6-1：密封槽；

6-2：密封件；

6-3：流体背压；

6-4：弹性补偿部件；

6-5：圆环；

6-6：凸柄；

6-7：角焊；

6-8：燕尾槽；

6-9：T型槽；

7：转轴；

8：摩擦盘。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1A为本发明气液混输装置的结构示意图，图1B为图1A中可调偏心距转子的结构示意图；如图1A和图1B所示，本发明的气液混输装置包括：包括泵壳体1、主轴2、可调偏心距转子4和摆动转子6；所述主轴2设置于所述泵壳体1中心；所述可调偏心距转子4设置于所述主轴2上，所述可调偏心距转子4包括外锥偏心套4-1、内锥偏心套4-2，所述外锥偏心套4-1和所述内锥偏心套4-2套接，通过调节所述外锥偏心套4-1和所述内锥偏心套4-2之间的夹角调节所述可调偏心距转子4的偏心距；所述摆动转子6设置于所述可调偏心距转子4上，所述摆动转子包括凸柄6-6和圆环6-5。

具体的，该气液混输装置主要由泵壳体1、主轴2、可调偏心距转子4和摆动转子6组成。泵壳体1支撑其它各部件，并与摆动转子6构成工作腔。可调偏心距转子4安装在主轴2上，主轴2带动其同时旋转构成曲柄，起到传递动力、驱动摆动转子6作用。可调偏心距转子4通过外锥偏心套4-1和内锥偏心套4-2实现可调偏心距转子4的偏心距的调节和锥面涨紧。上述泵壳体1设计有葫芦形内腔。葫芦形内腔底部为大直径圆形腔，直径优选的为250mm，该直径的大小还可以根据实际工况和需要设计，摆动转子6的凸柄6-6将泵壳体1底部大直径圆形腔分割成泵的吸入腔C1和压缩腔C2，工作介质通过进口I进入，出口O送出。葫芦形内腔上部为摆动转子6的凸柄6-6压缩缓冲腔，防止凸柄6-6上下运动压缩过程产生液击。

本实施例的气液混输装置，包括泵壳体、主轴、可调偏心距转子和摆动转子，通过主轴旋转，带动可调偏心距转子做偏心转动，驱动摆动转子做平面摆动。摆动过程中，摆动转子的外圆面与泵壳体底部大直径圆形腔内圆面相内切；摆动转子的凸柄将泵壳体底部大直径圆形腔分割成泵的吸入腔和压缩腔，实现泵送目的。其中，可调偏心距转子通过调节外锥偏心套和内锥偏心套之间的夹角调节其偏心距，从而根据需要可调节出不同的偏心距，实现摆动转子与泵壳体两内切圆径向间隙可调，适合不同多相工作介质、压力的需要，可降低偏心部件的制造和装配难度，节约成本。

图2A为可调偏心距转子调节偏心距的原理示意图一；图2B为可调偏心距转子调节偏心距的原理示意图二；如图2A和图2B所示，所述外锥偏心套4-1、所述内锥偏心套4-2的偏心距分别为e₁、e₂，所述外锥偏心套4-1和所述内锥偏心套4-2之间的夹角为θ，所述可调偏心距转子4的偏心距e通过公式e²＝e₁ ²+e₂ ²+2e₁e₂cosθ计算获得。

下面以一个实施例介绍可调偏心距转子4调节偏心距的过程。假设可调偏心距转子4外径为φ150mm，设计总偏心距为e为15mm。外锥偏心套4-1实测偏心距e₁为14.9mm，内锥偏心套4-2实测偏心距e₂为1.0mm。由余弦定理：e²＝e₁ ²+e₂ ²+2e₁e₂cosθ，可计算出外锥偏心套4-1、内锥偏心套4-2夹角θ为93.83°。旋转调节外锥偏心套4-1、内锥偏心套4-2夹角θ为93.83°，就可获得需要的总偏心距e为15mm。

进一步的，如图1B所示，所述可调偏心距转子4还包括连接盘4-3和螺栓4-4，所述外锥偏心套4-1的一端固定在所述连接盘4-3上，所述内锥偏心套4-2和所述外锥偏心套4-1同向的一端通过螺栓4-4固定于所述连接盘4-3上。当总偏心距e调节合适后，紧固螺栓4-4将外锥偏心套4-1、内锥偏心套4-2内、外配合锥面涨紧成为一个整体，配合锥面产生摩擦力矩必须足够克服阻力距。

进一步的，如图1A所示，该气液混输装置还包括：滚动轴承5，所述滚动轴承5设置于所述可调偏心距转子4和所述摆动转子6之间，所述可调偏心距转子4和所述摆动转子6通过所述滚动轴承5传动。该滚动轴承5可采取油润滑或润滑脂两种方式润滑组合，适合气田、油田用混输泵需要。对于气相成分高、液相成分低的多相工作介质，摆动转子6与泵壳体1两内切圆径向间隙可调至0.02mm～0.06mm，采取油润滑；对于气相成分低、液相成分高的多相工作介质，摆动转子6与泵壳体1两内切圆径向间隙可调至0.06mm～0.12mm，采取脂润滑。

上述可调偏心距转子4、摆动转子6之间通过滚动轴承5传动，将滑动副变为滚动副，消减摩擦阻力距。与油润滑或润滑脂两种方式润滑组合，以适应不同工作载荷、工作介质的需要。采用滚动轴承驱动结构，并采用油润滑或润滑脂两种方式润滑，可实现摆动转子机构在大轴功率混输泵上应用。

进一步的，如图1A所示，该气液混输装置还包括：还包括：键3，所述主轴2和所述可调偏心距转子4通过所述键3连接。上述主轴2和可调偏心距转子4通过键3连接，形成偏心轮结构。在实际制作中，该偏心轮结构可采用主轴2和可调偏心距转子4通过键3连接的分体结构，或者也可以不需要键3，将主轴2和可调偏心距转子4直接连接成一个整体结构。

进一步的，如图1A所示，该气液混输装置还包括：转轴7，所述转轴7设置于所述泵壳体1内壁上，所述凸柄6-6设置于所述转轴7中。所述凸柄6-6在转轴7内滑动，并带动转轴7转动。

图3A为摆动转子的结构示意图；图3B为图3A所示摆动转子的端面轴向的结构示意图；如图3A和图3B所示，所述摆动转子6的端面上设置有端面轴向密封机构，所述端面轴向密封机构包括密封槽6-1和密封件6-2，所述密封件6-2设置于与所述密封槽6-1上。

具体的，如图3B所示，上述摆动转子6的端面上设置有端面轴向柔性密封机构，在摆动转子6的端面上设计有密封槽6-1，密封槽6-1内安装有密封件6-2，密封件6-2背部受到流体背压6-3的作用。

摆动转子6的端面上轴向柔性密封机构，可补偿密封件6-2的磨损量，并保障密封面上施压设定的接触压力，可控制端面间隙泄漏量。

图4A为摆动转子端面轴向受流体背压的密封结构示意图；图4B为摆动转子端面轴向受弹性压力的密封结构示意图；进一步的，如图4B所示，该气液混输装置还包括，弹性补偿部件6-4，所述弹性补偿部件6-4设置于所述密封件6-2上，可选的，该弹性补偿部件6-4可以为弹簧。如图4A和图4B所示，上述端面轴向密封机构，其补偿装置是流体背压力6-3或弹性补偿部件6-4恢复力的活塞结构。其中，密封件6-2背部受到流体背压6-3或弹性补偿部件6-4作用可自动向外伸出，可补偿密封件6-2的磨损量。同时，设置弹性补偿部件6-4弹力大小或设置流体背压6-3压力大小，保障密封面上施压设定的接触压力，可控制端面间隙泄漏量。

图5A为摆动转子的一种连接示意图；图5B为摆动转子的另一种连接示意图；如图5A所示，所述凸柄6-6和所述圆环6-5之间采用燕尾槽6-8，或者如图5B所示，所述凸柄6-6和所述圆环6-5之间采用T型槽6-9插接，且所述凸柄6-6和所述圆环6-5之间通过焊接6-7固定。

上述摆动转子6的圆环凸柄结构，起到隔开吸入、压缩腔功能。这种圆环凸柄结构采用燕尾槽或T型槽插接+焊接方式制造，制造较方便，降低制造成本。

图6为本发明气液混输装置的轴向剖面示意图；如图6所示，所述气液混输装置还包括：摩擦盘8，所述摩擦盘8设置于所述摆动转子6的两个端面。具体的，摩擦盘8为两个空心圆盘结构，摆动转子6的前后两个端面分别设置有摩擦盘8，主轴穿过摩擦盘8的空心处。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种气液混输装置，其特征在于，包括泵壳体、主轴、可调偏心距转子和摆动转子；

所述主轴设置于所述泵壳体中心；

所述可调偏心距转子设置于所述主轴上，所述可调偏心距转子包括外锥偏心套、内锥偏心套，所述外锥偏心套和所述内锥偏心套套接，通过调节所述外锥偏心套和所述内锥偏心套之间的夹角调节所述可调偏心距转子的偏心距；

所述摆动转子设置于所述可调偏心距转子上，所述摆动转子包括凸柄和圆环。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述外锥偏心套、所述内锥偏心套的偏心距分别为e₁、e₂，所述外锥偏心套和所述内锥偏心套之间的夹角为θ，所述可调偏心距转子的偏心距e通过公式e²＝e₁ ²+e₂ ²+2e₁e₂cosθ计算获得。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述可调偏心距转子还包括连接盘和螺栓，所述外锥偏心套的一端固定在所述连接盘上，所述内锥偏心套和所述外锥偏心套同向的一端通过螺栓固定于所述连接盘上。

4.根据权利要求1～3任一项所述的装置，其特征在于，还包括：滚动轴承，所述滚动轴承设置于所述可调偏心距转子和所述摆动转子之间，所述可调偏心距转子和所述摆动转子通过所述滚动轴承传动。

5.根据权利要求1～3任一项所述的装置，其特征在于，还包括：键，所述主轴和所述可调偏心距转子通过所述键连接。

6.根据权利要求1～3任一项所述的装置，其特征在于，还包括：转轴，所述转轴设置于所述泵壳体内壁上，所述凸柄设置于所述转轴中。

7.根据权利要求1～3任一项所述的装置，其特征在于，所述摆动转子的端面上设置有端面轴向密封机构，所述端面轴向密封机构包括密封槽和密封件，所述密封件设置于与所述密封槽上。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括，弹性补偿部件，所述弹性补偿部件设置于所述密封件上。

9.根据权利要求1～3任一项所述的装置，其特征在于，所述凸柄和所述圆环之间采用燕尾槽或者T型槽插接，且所述凸柄和所述圆环之间通过焊接固定。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：摩擦盘，所述摩擦盘设置于所述摆动转子的两个端面。