CN106286413A - 一种减少气蚀现象产生的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于减少气蚀现象产生的装置，该装置包括连通至储罐(1)的第一管道段(2)、连通至离心泵(9)的第二管道段(5)、以及位于所述第一管道段(2)与所述第二管道段(5)之间的储罐出口阀，所述第一管道段(2)具有位于所述储罐(1)内的吸入口(6)，其中所述第一管道段(2)在所述吸入口(6)处的截面与所述吸入口(6)处所述第一管道段(2)的轴向形成40-50°的夹角。该装置可以减少管路吸入口液体漩涡的形成，减少管路中的空气，减少离心泵气蚀现象的产生。
Description
技术领域
本发明涉及一种减少气蚀现象产生的装置，具体涉及一种减少离心泵在输送液体时产生的气蚀现象的装置。
背景技术
在石油化工生产中，液体输送是最常见的，甚至是不可缺少的单元；液体输送的机械种类也很多，其中离心泵的应用是最为广泛的。
离心泵一般由电动机带动，离心泵所以能把液体送出去是由于离心力的作用。离心泵在工作前，泵体及吸入管路内充满液体。当叶轮高速旋转时，叶轮带动叶片间的液体一道旋转，由于离心力的作用，液体从叶轮中心被甩向叶轮外缘，动能也随之增加。当液体进入泵壳后，由于蜗壳形泵壳中的流道逐渐扩大，液体流速逐渐降低，一部分动能转变为静压能，于是液体以较高的压强沿排出口流出。与此同时，叶轮中心处由于液体被甩出而形成一定的真空，而液面与大气相通，压强比叶轮中心处要高，因此，吸入管路的液体在压差作用下进入泵内。叶轮不停旋转，液体也连续不断的被吸入和压出。
之所以离心泵在石油化工生产中应用最为广泛，是因为离心泵具有结构简单、操作方便、效率较高以及使用范围较广等优点。
然而，在实际生产运行过程中，由于泵的安装高度超过了允许值、输送流体温度较高、管路局部阻力过大等原因，容易造成气蚀现象的产生，这不仅极大的降低了离心泵的工作效率，而且造成泵体发热，震动，甚至造成设备的损坏。
因此，在实际生产运行过程中，如何减少离心泵的气蚀现象的产生，是工作的难点和重点。
发明内容
因此，本发明的目的在于减少离心泵在输送液体时产生的气蚀现象，以提高工作效率以及保护设备。
该目的是通过以下技术方案来实现的。
本发明提供了一种用于减少气蚀现象产生的装置，该装置包括连通至储罐的第一管道段、连通至离心泵的第二管道段和位于第一管道段与第二管道段之间的储罐出口阀，所述第一管道段具有位于储罐内的吸入口，其中所述第一管道段在吸入口处的截面与吸入口处第一管道段的轴向形成40-50°的夹角。
在本发明的实施方案中，吸入口处第一管道段的轴向可以为水平方向或竖直方向或相对于水平方向倾斜一定角度的任意方向。对吸入口处第一管道段的轴向的调节可以以所属领域已知的方式例如通过弯头来实现。
优选地，第一管道段设有90°弯头以使吸入口处第一管道段的轴向为竖直方向；进一步优选地，第一管道段在吸入口处的截面与吸入口处第一管道段的轴向形成约45°的夹角，发明人意外地发现，该优选方案显著减少了第一管道段吸入液体时漩涡的产生。
发明人还发现，当第一管道段和第二管道段具有较大的管道直径时，本发明的装置的减少气蚀现象产生的益处越发明显。优选地，第一管道段的管道直径为DN600及以上，第二管道段的管道直径为DN600及以上。优选地，第一管道段的管道直径与第二管道段的管道直径均为DN600。
所述储罐出口阀可以包括一个或多个阀，优选地由储罐出口一道阀和储罐出口二道阀组成。优选地，储罐出口一道阀为闸阀；更优选地，储罐出口二道阀为气动阀；最优选地，所述储罐出口一道阀为常开状态，用储罐出口二道气动阀控制储罐出口的开关，不仅减少了操作人员日常的工作强度，而且在储罐出口二道气动阀出现故障的时候，可以关闭储罐出口一道阀来隔离物料。本文中的术语“常开状态”是指正常情况下阀门处于开启状态。另外，储罐出口一道阀与储罐出口二道阀可以是通过金属软管连接的，以最大限度地避免由于管道应力给管道带来的安全隐患。
在本发明的装置中，所述储罐的数量可以是一个或多个。优选地，根据储罐的不同数量，提供不同数量的第一管道段和储罐出口阀并且相应地设置第二管道段。
在本发明的一些实施方案中，所述储罐的数量为1个，相应地，本发明的装置具有一组第一管道段和储罐出口阀，并且第二管道段被设成直接连通至离心泵。本文中的术语“直接连通”是指在没有管道分支的情况下的连通方式。第一管道段、第二管道段和离心泵的安装高度可以按需设置。在某些情况下，第二管道段具有水平高度在第一管道段之上的高位区段，其中该高位区段设有高点排空阀，以最大限度的排出管道中的气体。在实际操作中，离心泵启动前，液体通过管道流入泵壳的过程中，将第二管道段上的高点排空阀打开适当开度，可以将管道中的空气最大限度的排出。在本发明的优选实施方案中，所述高点排空阀为DN25双闸阀。在本发明的优选实施方案中，第二管道段还设有在离心泵之前的离心泵入口闸阀和过滤器。其中，过滤器能够最大限度将流体中的杂质过滤掉，减少由于杂质被带入泵体内而造成泵体的损坏。
在本发明的进一步的实施方案中，所述储罐的数量为2个，相应地，本发明的装置包括两组第一管道段、储罐出口阀，并且所述第二管道段包括用于分别将2个储罐连通至离心泵的三通部件。所述三通部件例如为T型三通或Y型三通，优选为T型三通。第二管道段中的管道的直径可以均为DN600及以上或者也可以不同。在本发明的一个实施方案中，第二管道段具有水平高度在第一管道段之上的高位区段，并且高位区段设有高点排空阀，以最大限度的排出管道中的气体。例如，该高位区段可以位于第二管道段中的连接两个储罐的管道部分。如上所述，在实际操作中，离心泵启动前，液体通过管道流入泵壳的过程中，将第二管道段上的高点排空阀打开适当开度，可以将管道中的空气最大限度的排出。在本发明的优选实施方案中，所述高点排空阀为DN25双闸阀。在本发明的一个实施方案中，第二管道段还设有在离心泵之前的离心泵入口闸阀和过滤器。其中，过滤器能够最大限度将流体中的杂质过滤掉，减少由于杂质被带入泵体内而造成的泵体损坏。
在本发明的另一个优选实施方案中，其中该装置还包括在离心泵后依次连接的泵出口倒淋、泵止回阀、泵出口阀、以及离心泵回流管线调节阀。
在日常操作过程中，可根据打开泵出口倒淋阀观察是否有液体流出来判断离心泵是否灌满。泵的止回阀可有效的避免由于停泵等原因造成的液体回流，对机泵的冲击。
在本发明的装置中，离心泵回流管线调节阀可以为DN50的调节阀。在机泵运转过程中，如果离心泵出口压力不稳定，可以微调离心泵回流管线调节阀，使离心泵出口压力达到一个平衡状态。
本发明所提供的用于减少离心泵在输送液体时气蚀现象产生的装置可以具有但不限于以下有益效果：
1、发明人意外地发现，通过对第一管道段的吸入口的设置，使第一管道段在吸入口处的截面与吸入口处第一管道段的轴向形成的夹角为30-50°，特别是45°，有效减少了吸入口处漩涡的产生，减少了空气的吸入。
2、通过对管道段3增加高点排空阀，能够最大程度地排出管道中的空气，减少气蚀现象的产生。
3、此外，通过本发明的装置，能够显著减少离心泵气蚀现象的产生，可以达到提高离心泵的工作效率、稳定性和保护设备安全稳定运行的目的。
附图说明
以下，结合附图来详细说明本发明的实施方案，其中：
图1示出了一种根据本发明的用于减少气蚀现象产生的装置的结构示意图；
图2示出了另一种根据本发明的用于减少气蚀现象产生的装置的结构示意图。
图3示出了根据本发明的装置的几种吸入口的结构示意图。
图4示出了一种现有技术中用离心泵输送液体的装置的结构示意图。
图中：
1、储罐 2、第一管路段 3、储罐出口一道闸阀
4、储罐出口二道气动阀 5、第二管道段 6、吸入口
7、离心泵入口闸阀 8、过滤器 9、离心泵
10、泵出口倒淋阀 11、泵止回阀 12、泵出口阀
13、离心泵回流管线调节阀 14、高点排空阀
具体实施方式
下面通过具体的实施例进一步说明本发明，但是，应当理解为，这些实施例仅仅用于更详细具体地说明之用，而不应理解为用于以任何形式限制本发明。
本部分对发明试验中所实用到的材料以及试验方法进行一般性的描述。虽然为本发明目的所使用的许多材料和操作方法是本领域公知的，但是本发明仍然在此作尽可能详细描述。本领域技术人员清楚，在上下文中，如果未特别说明，本发明所用材料和操作方法是本领域公知的。
以下结合附图对本发明的具体实施方式做更为详细的说明。
实施例1
图1示出了一种根据本发明的用于减少离心泵在输送液体时产生气蚀现象的装置的结构示意图。
如图1所示，本发明的装置包括连通至储罐1的第一管路段2、直接连通至离心泵9的第二管道段5和位于第一管道段2与第二管道段5之间的储罐出口一道闸阀3和储罐出口二道气动阀4，第一管道段2具有位于储罐1内的吸入口6并设有90°弯头以使吸入口6处第一管道段2的轴向为竖直方向，并且第一管道段2在吸入口6处的截面与吸入口6处第一管道段2的轴向形成的夹角为45°。
第一管道段2的管道直径与第二管道段5的管道直径均为DN600。第二管道段5还设有在离心泵9之前依次连接的离心泵入口闸阀7、过滤器8、以及在离心泵9之后依次连接的泵出口倒淋阀10、泵止回阀11、泵出口阀12。
在实际操作时，启泵前需要灌泵，首先依次打开储罐出口一道闸阀3(常开)、储罐出口二道气动阀4、离心泵入口闸阀7。使储罐1中的液体充满管道。微开泵出口倒淋阀10观察是否有液体流出，如果有流体流出说明泵壳已灌满液体，此时，可以启泵。
通过灌泵，即将液体充满管道以及泵壳，叶轮旋转后可增加叶轮中心的吸力，减少气缚现象的产生。另外，储罐出口设置两道阀门，其中，储罐出口一道闸阀3为常开状态，储罐出口二道气动阀4为日常控制阀门。一是可以在储罐出口气动阀4出现故障时，利用储罐出口一道闸阀3做及时的切断，以方便维修和更换阀门，二是可以减少操作人员日常工作的强度。
第二管道段5的高位区段安装有一个高点排空阀14。在上述操作步骤的基础上，通过打开第二管路段5的高点排空阀14，可以减少管道中气体的存留，减少了离心泵9气蚀现象的产生。
实施例2
图2示出了另一种根据本发明的用于减少离心泵在输送液体时产生气蚀现象的装置的结构示意图。
本实施例2的装置与实施例1的区别在于设有并联的2个储罐1，从而该装置包括两组第一管道段2、储罐出口一道闸阀3和储罐出口二道气动阀4，并且所述第二管道段5包括用于分别将2个储罐1连通至离心泵9的T型三通部件；另外，第二管道段5的高位区段位于第二管道段5中的连接两个储罐1的管道部分并设有高点排空阀14。
实施例3
图3示出了另一种根据本发明的用于减少离心泵在输送液体时产生气蚀现象的装置的结构示意图。
本实施例3的装置与实施例1的区别在于第一管道段2位于储罐1内的吸入口6并没有设90°弯头以使吸入口6处与第一管道段2的轴向呈竖直方向，而是与第一管道段2的轴向呈水平方向，并且第一管道段2在吸入口6处的截面与吸入口6处第一管道段2的轴向形成的夹角为45°。按照实施例1中的操作步骤，可以同样减少管道中气体的存留，减少了离心泵9气蚀现象的产生。
对比例1
图4示出了一种现有技术中用离心泵输送液体的装置的结构示意图。对比例1中的装置与本发明的实施例2中的装置的区别在于：第一管道段2在吸入口6处的截面与吸入口6处第一管道段2的轴向形成的夹角为90°直角，而且在第二管道段5的高位区段未安装高点排空阀。
发明人惊讶地发现，本发明的装置与对比例1的装置相比，不仅有效减少了吸入口处漩涡的产生，减少了空气的吸入，而且最大限度地排出了管道中的气体；本发明的装置能够在管道直径特别是DN600及以上的情况下提供显著减少离心泵的气蚀现象的效果，在日常操作过程中压力表指针波动的频率以及指针波动的幅度明显减少，离心泵在运行中的异常噪音基本消失，最为重要的是离心泵的输送液体的效率也大大的提高了。
尽管本发明已进行了一定程度的描述，明显地，在不脱离本发明的精神和范围的条件下，可进行各个条件的适当变化。可以理解，本发明不限于所述实施方案，而归于权利要求的范围，其包括所述每个因素的等同替换。
Claims (10)
1.一种用于减少气蚀现象产生的装置，其特征在于，所述装置包括连通至储罐(1)的第一管道段(2)、连通至离心泵(9)的第二管道段(5)、以及位于所述第一管道段(2)与所述第二管道段(5)之间的储罐出口阀，所述第一管道段(2)具有位于所述储罐(1)内的吸入口(6)，其中所述第一管道段(2)在所述吸入口(6)处的截面与所述吸入口(6)处所述第一管道段(2)的轴向形成40-50°的夹角；
优选地，所述夹角为45°。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述吸入口(6)处所述第一管道段(2)的轴向为水平方向或竖直方向或相对于水平方向倾斜一定角度的任意方向。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一管道段(2)设有90°弯头以使所述吸入口(6)处所述第一管道段(2)的轴向为竖直方向。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述储罐出口阀由储罐出口阀(3)和储罐出口二道阀(4)组成；优选地，所述储罐出口一道阀(3)为闸阀；更优选地，储罐出口二道阀(4)为气动阀；最优选地，所述储罐出口一道阀(3)为常开状态，并且用所述储罐出口二道阀(4)控制储罐(1)出口的开关。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二管道段(5)具有水平高度在所述第一管道段(2)之上的高位区段，其中所述高位区段设有高点排空阀(14)，以排出管道中的气体；优选地，所述高点排空阀(14)为DN25双闸阀。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述储罐(1)的数量是一个或多个。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其特征在于，所述储罐(1)的数量为1个，所述装置具有一组第一管道段(2)和储罐出口阀，并且所述第二管道段(5)被设成直接连通至所述离心泵(9)。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其特征在于，所述储罐(1)的数量为2个，所述装置具有两组第一管道段(2)和储罐出口阀，并且所述第二管道段(5)包括用于分别将两个储罐(1)连通至离心泵(9)的三通部件；
优选地，所述第二管道段(5)具有水平高度在第一管道段(2)之上的高位区段，其中所述高位区段设有高点排空阀(14)，以排出管道中的气体；
优选地，所述高位区段位于所述第二管道段(5)中的连接两个储罐(1)的管道部分。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其特征在于，所述第二管道段(5)还设有在离心泵(9)之前的离心泵入口闸阀(7)和过滤器(8)；
优选地，所述装置还包括在离心泵(9)后依次连接的泵出口倒淋阀(10)、泵止回阀(11)、泵出口阀(12)、以及离心泵回流管线调节阀(13)。
10.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一管道段(2)的管道直径为DN600及以上，所述第二管道段(5)的管道直径为DN600及以上；优选地，第一管道段(2)的管道直径与第二管道段(5)的管道直径均为DN600。
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