CN106415018A - 具有配备柔性元件的排放头的立式泵 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种排放头,所述排放头的特征在于至少一个低挠曲部件,所述低挠曲部件基本上不响应于沿垂直于所述排放头的方向施加的高管系力而挠曲;至少一个高挠曲部件,所述高挠曲部件响应于所述高管系力而挠曲;以及柔性元件,所述柔性元件被构造为在所述至少一个低挠曲部件和所述至少一个高挠曲部件之间以承受压力,并且在垂直于所述排放头中心线方向上为高度柔性的。
Description
背景技术
1.技术领域
本发明涉及排放头,并且更具体地讲,涉及用于垂悬型泵的排放头。
2.相关领域的简要说明
例如,图1A示出已知的垂悬型泵并且包括其各种构成零件和部件的参考标号。垂悬泵是本领域中已知的,其以直立位置操作并且采用泵缸组件,该泵缸组件包括浸没在待泵送的液体或流体的主体中的旋转叶轮。又如,读者还可参考美国专利No.8,226,352,该专利公开了用于以这样的垂悬型泵构造的排放头,其被转让给本发明的受让人,并且据此全文以引用方式并入。
在操作中,立式泵的排放头经常经受来自在管系和泵排放法兰之间的连接处的伸缩管接头的高管系力。这些伸缩管接头被设计成柔性的,并且通常由橡胶元件构成。在加压时,沿垂直于泵排放法兰面方向发生的高管系力是伸缩管接头元件沿着其中心线轴线弹性伸缩的结果。当使用柔性管接头时,这些力大致等于排放压力乘以接头的内径的投影面积。例如,将36英寸直径的伸缩管接头加压至100psig产生的管系力等于针对泵排放头水平作用的101,736lbf。
针对标准排放头设计施加的高管系力导致排放头的材料挠曲,这继而导致安装在排放头中的静止轴承与泵的旋转轴的不对准。泵的这种内部不对准导致在轴承和轴上的轴颈之间的高机械振动和接触磨损。因此,泵的使用寿命缩短。
行业中需要减少由于高管系力造成的不期望效果的排放头设计,所述不期望效果包括安装在排放头中的轴承与泵的旋转轴的不对准,以及在轴承和轴上的轴颈之间的高机械振动和接触磨损。
发明内容
本发明提供了新颖独特的排放头设计,该设计将排放头的在高管系力下挠曲的一组柔性部件与排放头的支撑一个或多个轴承的另一组刚性部件分离。挠曲的柔性部件为泵排放法兰和排放弯头,并且支撑一个或多个轴承的刚性部件为马达支座和轴承箱。可将柔性元件插入到排放头的柔性部件和刚性部件之间,使得柔性部件的挠曲不被传送到刚性部件。柔性部件可被设计为承受压力并且在垂直于排放头中心线方向上为高度柔性的,该方向为高管系力的方向。刚性部件可被设计为维持泵的内部对准并且产品寿命得以提高。
当具有柔性元件设计的创新排放头设计用于垂悬型泵中时,益处可包括以下方面:
·由于泵上的允许管系力可增加,所以客户安装成本降低。
·由于排放弯头单独基于材料应力值而不基于抑制挠曲来设计,所以泵重量减小。
·由于在轴承处的内部对准在高管系力下维持,所以泵机械振动和磨损速率降低。
·由于振动和磨损速率降低,所以泵的使用寿命周期增加。
特定实施方案的实例
本发明提供了新颖独特的排放头,其特征在于:至少一个低挠曲部件,该低挠曲部件基本上不响应于沿垂直于排放头的方向施加的高管系力而挠曲;至少一个高挠曲部件,该高挠曲部件响应于高管系力而挠曲;以及柔性元件,该柔性元件被构造在至少一个低挠曲部件和至少一个高挠曲部件之间以承受压力并且在垂直于排放头中心线方向上为高度柔性的。
根据本发明的一些实施方案,排放头可包括如下特征中的一个或多个:
至少一个高挠曲部件可包括泵排放法兰和排放弯头的一些组合。
至少一个低挠曲部件可包括支撑一个或多个轴承的部件,该部件包括马达支座和轴承箱的一些组合。
柔性元件可被构造或插入到至少一个低挠曲部件和至少一个高挠曲部件之间,使得至少一个高挠曲部件的挠曲基本上不传送到至少一个低挠曲部件。
柔性元件可被构造为波纹状柔性结构并且由任何柔性材料(包括弹性体和金属)制成。
排放头可包括安装板和底板,并且马达支座可被构造为联接安装板和底板。
排放头可包括肋支座,并且轴承箱可被构造或联接到肋支座。
排放弯头可被联接到底板。
柔性元件可被构造为将轴承箱联接到排放弯头。
根据一些实施方案,本发明也可采取立式泵的形式,该立式泵的特征在于具有第一泵装置、第二泵组合以及新颖独特的排放头。第一泵装置可包括立式实心轴马达,该立式实心轴马达被构造在马达支座上以用于旋转驱动轴。第二泵组合可包括围绕驱动轴布置的柱,并且还包括具有联接到驱动轴的旋转叶轮的泵缸组件。与本文所述一致,新颖独特的排放头可被构造为联接第一泵装置的马达支座和第二泵装置的柱。排放头还可包括至少一个低挠曲部件,该低挠曲部件基本上不响应于沿垂直于排放头中心线方向施加的高管系力而挠曲;至少一个高挠曲部件,该高挠曲部件响应于高管系力而挠曲;以及柔性元件,该柔性元件被构造在至少一个低挠曲部件和至少一个高挠曲部件之间以承受压力并且在垂直于排放头中心线方向上为高度柔性的。柔性元件还可被构造为使得立式泵的内部对准基本上被维持。
附图说明
附图包括图1A-图4B,其未必按比例绘制:
图1示出一种已知垂悬泵组件的实例的示意图。
图2为根据本发明的一些实施方案的新式排放头设计的实例的示意图。
图3为根据本发明的一些实施方案的示出柔性元件的照片的副本,该柔性元件可被构造为例如以布置在新式排放头设计的轴承箱和排放弯头之间的波纹状结构的形式形成图2所示的新式排放头设计的一部分。
图4A为根据本发明的一些实施方案的具有结合到其中的新式排放头设计的垂悬泵的示意图。
图4B为包含按照项目编号的部件列表和对于图4B所示的垂悬泵的描述的索引。
具体实施方式
图2示出通常表示为10的新颖独特的排放头,其特征在于:
至少一个低挠曲部件,例如包括通常表示为12的马达支座和轴承箱14的组合,该低挠曲部件基本上不响应于沿垂直于排放头10中心线CL方向施加的高管系力F而挠曲;
至少一个高挠曲部件,例如包括排放弯头16和排放弯头法兰18的组合,该高挠曲部件响应于高管系力F而挠曲;以及
柔性元件20,该柔性元件被构造在至少一个低挠曲部件(诸如元件12,14)和至少一个高挠曲部件(诸如元件16,18)之间以承受压力并且在垂直于排放头10中心线CL方向上为高度柔性的。
柔性元件20可被构造、布置或插入到低挠曲部件12,14和高挠曲部件16,18之间,使得高挠曲部件16,18的挠曲基本上不传送到低挠曲部件12,14。
排放头10可包括安装板22和底板24。马达支座12可被构造为具有三个或更多个支座,例如包括如图所示的四个支座12a,12b,12c,12d,所述支座被构造为联接安装板22和底板24。
排放头10还可包括三个或更多个肋支座,例如包括如图所示的肋支座15a,15b,15c,15d,并且轴承箱14可被构造或联接到如图所示的肋支座15a,15b,15c,15d。
排放弯头10可被构造、联接或附连到底板24,同样如图所示。
柔性元件10可被构造为将轴承箱14联接到如图所示的排放弯头16,并且例如与图3所示一致。
例如,图3示出根据本发明的一些实施方案的以布置在轴承箱14和排放弯头16之间的波纹状柔性结构20a的形式构造的柔性元件20。根据一些实施方案,波纹状柔性结构20a可由柔性材料(诸如橡胶)制成,但本发明的范围旨在包括使用现在已知或以后在将来开发的其他类型或种类的柔性材料。
又如,波纹状柔性结构20a可被构造为具有两个法兰状元件20b和20c,并且联接元件21a和21b可被构造为例如使用螺母和螺栓组合(其中一者由参考标号23表示)将两个法兰状元件20b和20c紧固到分别如图所示的轴承箱14和排放弯头16。如图所示,螺栓被构造为从轴承箱14和排放弯头16延伸,但其中设想到的实施方案以及本发明的范围旨在包括拧入到轴承箱14和排放弯头16中的螺栓。
其中设还想到的实施方案以及本发明的范围旨在包括一个或多个内部金属元件(未示出),可提供所述内部金属元件以防止波纹状柔性结构20a在一定的真空条件下塌缩。
当新式排放头10被构造在这样的立式泵中时,柔性元件20可被构造成使得立式泵的内部对准基本上被维持(特别是响应于高管系力),这改进了现有技术排放头。
图4A和图4B
图4A为根据本发明的一些实施方案的具有结合到其中的新式排放头设计的垂悬泵的示意图。例如,参见由元件118标识的排放头伸缩接头。此外,参见图4B,示出具有部件列表的索引。
本发明的范围
应当理解,除非本文另行说明,否则关于本文的特定实施方案所描述的任何特征、特性、替代形式或修改形式均可与本文所述的任何其他实施方案一起应用、使用或结合。另外,本文中的附图未按比例绘制。
虽然已参考其示例性实施方案描述和示出了本发明,但在不脱离本发明的精神和范围的情况下可在其中或对其进行前述和各种其他添加和省略。
Claims (20)
1.一种排放头,包括:
至少一个低挠曲部件,所述低挠曲部件基本上不响应于沿垂直于所述排放头中心线方向施加的高管系力而挠曲;
至少一个高挠曲部件,所述高挠曲部件响应于所述高管系力而挠曲;以及
柔性元件,所述柔性元件被构造为在所述至少一个低挠曲部件和所述至少一个高挠曲部件之间以承受压力,并且在垂直于所述排放头的所述中心线方向上为高度柔性的。
2.根据权利要求1所述的排放头,其中所述至少一个高挠曲部件包括泵排放法兰和排放弯头的一些组合。
3.根据权利要求2所述的排放头,其中所述至少一个低挠曲部件包括支撑一个或多个轴承的部件,所述部件包括马达支座和轴承箱的一些组合。
4.根据权利要求1所述的排放头,其中所述至少一个低挠曲部件包括支撑一个或多个轴承的部件,所述部件包括马达支座和轴承箱的一些组合。
5.根据权利要求1所述的排放头,其中所述柔性元件被构造或插入到所述至少一个低挠曲部件和所述至少一个高挠曲部件之间,使得所述至少一个高挠曲部件的所述挠曲基本上不传送到所述至少一个低挠曲部件。
6.根据权利要求1所述的排放头,其中所述柔性元件被构造为波纹状柔性结构并且由柔性材料制成,所述柔性材料包括橡胶。
7.根据权利要求3所述的排放头,其中
所述排放头包括安装板和底板,并且所述马达支座被构造为联接所述安装板和所述底板。
8.根据权利要求7所述的排放头,其中所述排放头包括肋支座,并且所述轴承箱被构造到所述肋支座。
9.根据权利要求8所述的排放头,其中所述排放弯头联接到所述底板。
10.根据权利要求9所述的排放头,其中所述柔性元件被构造为将所述轴承箱联接到所述排放弯头。
11.一种立式泵,包括:
第一泵装置,所述第一泵装置具有立式实心轴马达,所述立式实心轴马达被构造在马达支座上以用于旋转驱动轴;
第二泵组合,所述第二泵组合具有围绕所述驱动轴布置的柱,并且具有配备联接到所述驱动轴的旋转叶轮的泵缸组件;以及
排放头,所述排放头被构造为联接所述第一泵装置的所述马达支座和所述第二泵装置的所述柱,所述排放头包括:
至少一个低挠曲部件,所述低挠曲部件基本上不响应于沿垂直于所述排放头中心线方向施加的高管系力而挠曲;
至少一个高挠曲部件,所述高挠曲部件响应于所述高管系力而挠曲;以及
柔性元件,所述柔性元件被构造为在所述至少一个低挠曲部件和所述至少一个高挠曲部件之间以承受压力,并且在垂直于所述排放头的所述中心线方向上为高度柔性的。
12.根据权利要求11所述的立式泵,其中所述至少一个高挠曲部件包括泵排放法兰和排放弯头的一些组合。
13.根据权利要求12所述的立式泵,其中所述至少一个低挠曲部件包括支撑一个或多个轴承的部件,所述部件包括马达支座和轴承箱的一些组合。
14.根据权利要求11所述的立式泵,其中所述至少一个低挠曲部件包括支撑一个或多个轴承的部件,所述部件包括马达支座和轴承箱的一些组合。
15.根据权利要求11所述的立式泵,其中所述柔性元件被构造或插入到所述至少一个低挠曲部件和所述至少一个高挠曲部件之间,使得所述至少一个高挠曲部件的所述挠曲基本上不传送到所述至少一个低挠曲部件。
16.根据权利要求11所述的立式泵,其中所述柔性元件被构造为波纹状柔性结构并且由柔性材料制成,所述柔性材料包括橡胶。
17.根据权利要求13所述的立式泵,其中
所述排放头包括安装板和底板,并且所述马达支座被构造为联接所述安装板和所述底板。
18.根据权利要求17所述的立式泵,其中所述排放头包括肋支座,并且所述轴承箱被构造到所述肋支座。
19.根据权利要求18所述的立式泵,其中所述排放弯头联接到所述底板。
20.根据权利要求19所述的立式泵,其中所述柔性元件被构造为将所述轴承箱联接到所述排放弯头。
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