CN106640742A - 一种螺旋轴流式油气混输泵叶轮 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种螺旋轴流式油气混输泵叶轮。包括轮毂及其设置在轮毂上的多组螺旋轴流式叶片，多组叶片沿轮毂外周表面对称并垂直于表面设置，每组叶片设置有副叶片，副叶片为片状结构，片状结构垂直固定在叶片表面；副叶片为弧面片状结构或平面片状结构；副叶片一端位于叶片外周顶端，且副叶片表面与轮毂外周表面形成渐变变径的流道。本发明在螺旋轴流式叶片上设置副叶片，通过副叶片改变流道面积，使混合流体混合更加均匀；根据叶轮转速、流体流量的不同，本发明副叶片形状和数量均可以设置为多种结构，厚度也可非均匀变化，以满足不同环境、条件、流体的要求。

Description

一种螺旋轴流式油气混输泵叶轮
技术领域
本发明属于机械设计制造领域，尤其属于流体输送机械设计制造领域，特别涉及一种多相流体的混合输送泵叶轮的设计。
背景技术
在石油开采和输送等过程中，需要采用各种泵来增压输送油、气、水、固体颗粒等组成的多相流体。通常采用双螺杆泵进行油气混输。但是双螺杆油气混输泵需要在泵的进口设置过滤装置滤去流动介质中的固体颗粒。而且双螺杆泵在流动介质高含气量时也无法工作。
目前，广泛采用螺旋轴流式油气混输泵进行油气的混合输送。与双螺杆式油气混输泵相比，螺旋轴流式油气混输泵具有对高含气量适应性好，无需过滤和分离装置，增压比较高、体积小等优点。叶轮作为螺旋轴流式油气混输泵能量转换的核心部件，其能量转换效率和多相混输能力是目前研究的重点。
研究发现，螺旋轴流式油气混输泵的叶轮为高速旋转的部件，在实际应用中，油气混合物进入螺旋轴流式混输泵流道后存在气液分层的现象，影响油气输送的通过能力。
发明内容
本发明根据现有技术的不足公开了一种螺旋轴流式油气混输泵叶轮。本发明要解决的问题是提供一种更好地解决螺旋轴流式油气混输泵油气分层现象，让多相介质能够均匀混合输送的带副叶片的螺旋轴流式油气混输泵叶轮。
本发明通过以下技术方案实现：
螺旋轴流式油气混输泵叶轮，包括轮毂及其设置在轮毂上的多组螺旋轴流式叶片，多组叶片沿轮毂外周表面对称并垂直于表面设置，其特征在于：所述每组叶片设置有副叶片，副叶片为片状结构，片状结构垂直固定在叶片表面。
所述副叶片为弧面片状结构或平面片状结构。
所述副叶片一端位于叶片外周顶端，且副叶片表面与轮毂外周表面形成渐变变径的流道。
所述副叶片前端位于叶片外周顶端，且副叶片表面与轮毂外周表面形成渐变变小的流道。
另一种结构可以是副叶片后端位于叶片外周顶端，且副叶片表面与轮毂外周表面形成渐变变大的流道。
所述副叶片设置于叶片形成的弧形外周中部。
所述叶片沿轮毂外周表面对称并垂直于表面设置至少三组。
所述副叶片片状结构在平面的投影是矩形、圆形、菱形、椭圆或非规则的异形结构。
所述副叶片片状结构各区域的厚度可变。
螺旋轴流式油气混输泵的叶轮为高速旋转的部件，油气混合物进入流道后存在气液分层的现象，影响油气输送的通过能力。为了更好地解决螺旋轴流式油气混输泵油气分层现象，让多相介质能够均匀混合输送，本发明提出一种带副叶片的螺旋轴流式油气混输泵叶轮。
该带副叶片的螺旋轴流式油气混输泵叶轮用于螺旋式轴流式油气混输泵中，用于输送油气混合介质。
其工作原理是：叶轮通过轴驱动并高速旋转，流体从叶轮进口流入，经过主叶片增压和副叶片混合之后，从叶轮出口流出。
主叶片是该叶轮的主要油气输送部件，副叶片是该叶轮的主要油气混合部件；油气混合物经过副叶片时，流道面积发生渐变，根据流体力学渐缩和突扩管的物理性质，在流道突然变化后，混合流体会产生漩涡并剧烈的掺混，从而使得进入流道的油气混合物混合更加均匀。
本发明有益性：本发明在螺旋轴流式叶片上设置副叶片，通过副叶片改变流道面积，使混合流体混合更加均匀；根据叶轮转速、流体流量的不同，本发明副叶片形状和数量均可以设置为多种结构，厚度也可非均匀变化，以满足不同环境、条件、流体的要求。
附图说明
图1是本发明叶轮立体结构示意图；
图2是本发明叶轮一种结构平面示意图；
图3是本发明叶轮另一种结构平面示意图；
图4是本发明叶轮流体运动示意图。
图中，1是轮毂，2是叶片，3是副叶片，F是流体运动方向，R是转动方向。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体的描述，本实施例只用于对发明进行进一步的说明，但不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据上述发明的内容作出的一些非本质的改进和调整也属于本发明保护的范围。
结合图1至图4。
螺旋轴流式油气混输泵叶轮，包括轮毂1及其设置在轮毂1上的多组螺旋轴流式叶片2，多组叶片2沿轮毂外周表面对称并垂直于表面设置，每组叶片2设置有副叶片3，副叶片3为片状结构，片状结构垂直固定在叶片1表面。螺旋轴流式叶片2为常规结构，通常可以至少设置3组，叶片2垂直设置于轮毂外周表面，构成弧形结构，在轮毂外周表面对称设置的叶片2两表面与相邻叶片2表面形成流道，副叶片3垂直于叶片1表面固定设置。
副叶片3可以为弧面片状或平面片状结构。本说明书附图中只表示了弧面结构。平面结构可相同设置。
副叶片3一端位于叶片2外周顶端，且副叶片3表面与轮毂1外周表面形成渐变变径的流道。如图1、图2、图3、图4所示，叶片2外周顶端是指叶片2弧形结构外周边缘。
副叶片3设置于叶片2形成的弧形外周中部。如图3所示，叶片2形成的弧形外周中部是指叶片2弧形结构构成的圆弧线中间部分。
本发明各附图以三组叶片2为例说明本发明结构。
副叶片3片状结构在平面的投影是矩形、圆形、菱形、椭圆或非规则的异形结构。副叶片3片状结构各区域的厚度可变。具体投影结构及其各区域厚度设计可根据流体力学要求设计最佳的结构形式。
实施例1
如图1、图2所示，螺旋轴流式油气混输泵一般为多级导叶和叶轮结构，在第一级和第二级叶轮中，为了增加油气混合物的混合均匀功能，设置所述副叶片3，副叶片3使得流道先渐缩后突然扩大，在流道突然变化后，混合流体会产生漩涡并剧烈的掺混，从而使得进入流道的油气混合物混合更加均匀。将带副叶片3的螺旋轴流式叶轮安装在轴上，并由动力驱动旋转，即可正常工作。
实施例2
如图3所示，在螺旋轴流式油气混输泵的末级叶轮中，由于末级叶轮和蜗壳相连通，为了提高油气混合物的输送扬程。副叶片的设置方法和实施例1略有不同，副叶片3目的是给油气混合介质提供径向能量，因此副叶片3采用流道渐扩的方式布置，在流道突然变化后，混合流体会产生漩涡并剧烈的掺混，从而使得进入流道的油气混合物混合更加均匀。将带副叶片3的螺旋轴流式叶轮安装在轴上，并由动力驱动旋转，即可正常工作。

Claims (9)

1.一种螺旋轴流式油气混输泵叶轮，包括轮毂及其设置在轮毂上的多组螺旋轴流式叶片，多组叶片沿轮毂外周表面对称并垂直于表面设置，其特征在于：所述每组叶片设置有副叶片，副叶片为片状结构，片状结构垂直固定在叶片表面。
2.根据权利要求1所述的螺旋轴流式油气混输泵叶轮，其特征在于：所述副叶片为弧面片状结构或平面片状结构。
3.根据权利要求2所述的螺旋轴流式油气混输泵叶轮，其特征在于：所述副叶片一端位于叶片外周顶端，且副叶片表面与轮毂外周表面形成渐变变径的流道。
4.根据权利要求3所述的螺旋轴流式油气混输泵叶轮，其特征在于：所述副叶片前端位于叶片外周顶端，且副叶片表面与轮毂外周表面形成渐变变小的流道。
5.根据权利要求3所述的螺旋轴流式油气混输泵叶轮，其特征在于：所述副叶片后端位于叶片外周顶端，且副叶片表面与轮毂外周表面形成渐变变大的流道。
6.根据权利要求1至5任一项所述的螺旋轴流式油气混输泵叶轮，其特征在于：所述副叶片设置于叶片形成的弧形外周中部。
7.根据权利要求6所述的螺旋轴流式油气混输泵叶轮，其特征在于：所述叶片沿轮毂外周表面对称并垂直于表面设置至少三组。
8.根据权利要求6所述的螺旋轴流式油气混输泵叶轮，其特征在于：所述副叶片片状结构在平面的投影是矩形、圆形、菱形、椭圆或非规则的异形结构。
9.根据权利要求6所述的螺旋轴流式油气混输泵叶轮，其特征在于：所述副叶片片状结构各区域的厚度可变。
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