CN107850075B

CN107850075B - 离心泵

Info

Publication number: CN107850075B
Application number: CN201680047144.XA
Authority: CN
Inventors: D.A.里帕; F.米洛内; G.埃利乔
Original assignee: Nuovo Pignone Technologie SRL
Current assignee: Nuovo Pignone Technologie SRL
Priority date: 2015-08-10
Filing date: 2016-08-03
Publication date: 2021-02-26
Anticipated expiration: 2036-08-03
Also published as: US11555496B2; CN107850075A; US20180238332A1; JP6850790B2; ITUB20153032A1; JP2018523055A; WO2017025414A1; EP3334941A1; EP3334941B1

Abstract

一种离心泵(1)，其包括外壳(2)；内壳(3)；设置成彼此处于流体连通的第一单元(4)和第二单元(5)，各个单元(4,5)包括多个叶轮(6,6a,6b)；内壳(3)包括沿着包含旋转轴线(A)的连接平面连结的两个半部(3a)；连接元件(7)设置在第一单元(4)和第二单元(5)之间，连接元件(7)与第一单元(4)的最后的叶轮(6a)和第二单元(5)的最后的叶轮(6b)接合。

Description

离心泵

技术领域

本公开的主题涉及一种离心泵。具体而言，本公开涉及呈背对背式构造的桶型离心式扩散泵。这种泵可有效地用于石油和天然气工业中，以及用于在其中需要连续地或几乎连续地升高大量流体的压力的任何工业过程中。

而且，要注意的是，离心泵不同于其它种类的涡轮机，诸如压缩机。泵处理处于液态的流体，而压缩机对在工作循环的至少一部分为非液体(诸如蒸汽或气体)的流体进行操作。

背景技术

在现有技术中，桶式泵包括外壳(在技术术语中被称为“桶”)和内壳(被称为“筒”)。对于高压应用，桶式泵(诸如API BB5蜗壳或扩散器)的流路布置是背对背式的。这样做是为了减少残留轴向推力，以提高效率(因为平衡鼓承受总压差的一半)和提高泵的转子动力学稳定性。

在背对背式的构造中，泵包括两组对置的叶轮，各组叶轮具有其相应的扩散器。各组叶轮在技术术语中被称为“阶段”。被称为反转模块的特殊的隔膜获得第一阶段的出口流并将其输送到筒和桶之间的间隙中以供应第二阶段的抽吸。反转模块还获得第二阶段的出口流速率并将其输送到出口凸缘。

上述类型的背对背式的泵是径向拼合泵。这意味着内壳由径向堆叠的扩散器和隔膜构成。转子和内壳在同一阶段期间被组装好，各个叶轮与定子构件交替安装。

上述泵具有若干缺陷。实际上，反转模块具有复杂的几何结构，这要求其通过铸造而成。因此，反转模块难以制造。

而且，反转模块引起非常高的流体动力学损失，因为由于其具有复杂的几何结构，流体被迫进入具有若干个具有非常小的半径的转弯的流路。

而且，不能平衡转子，而是各个叶轮必须单独地实现平衡。

最后，如果叶轮通过收缩配合的方式进行附接，那么拆卸它们是非常复杂的，主要是由于由定子包封的最后的叶轮的背部不易接近。

发明内容

因此本发明的第一实施例涉及一种离心泵，所述离心泵包括外壳和包封在外壳中的内壳。而且，泵至少包括第一单元和第二单元。所述单元设置成彼此处于流体连接，使得第二单元处理从第一单元排放的过程流体。各个单元包括具有旋转轴线的多个叶轮。各个单元还包括多个扩散器。各个扩散器设置在相应的叶轮周围。

内壳包括沿着包含旋转轴线的连接平面连结的两个半部。而且，各个扩散器包括沿着连接平面连结的两个半部。

离心泵进一步包括在第一单元和第二单元之间的连接元件，连接元件与第一单元的最后的叶轮和第二单元的最后的叶轮接合。

第二实施例涉及一种离心泵，所述离心泵包括：

具有第一叶轮的第一单元，所述第一叶轮构造成围绕旋转轴线旋转，第一单元具有第一入口和第一出口；

具有第二叶轮的第二单元，所述第二叶轮构造成围绕旋转轴线旋转，第二单元具有与第一单元的第一出口流通地联接的第二入口；和

第一壳体，其围绕第一单元和第二单元而设置，第一壳体具有平行于旋转轴线的第一纵向轴线并沿着第一纵向轴线拼合。

离心泵可进一步包括在第一出口和第二入口之间的连接元件，其中，连接元件构造成接合第一叶轮和第二叶轮。

离心泵也可进一步包括围绕第一壳体的第二外壳。

本发明的第三实施例涉及连接元件，其构造成连结离心泵的第一单元和第二单元。连接元件包括主体。第一扩散器和第二扩散器插入到主体中。扩散器构造成分别与第一单元的最后的叶轮和第二单元的最后的叶轮接合。

另外，主体设置有至少部分地包围第一扩散器的凹槽。

附图说明

进一步的细节和具体的实施例将参照附图，在附图中：

- 图1为根据本发明的实施例的离心泵的截面图；

- 图2为图1的离心泵的细节的透视图；以及

- 图3为图1的离心泵的进一步的细节的透视截面图。

具体实施方式

示范性实施例的以下描述参照附图。在不同附图中的相同的参考标号标识相同或相似的元件。以下详细描述不限制本发明。而是，本发明的范围由所附权利要求限定。

以下公开详细地描述了离心泵，其为在被从外部来源提供能量时进行工作的一种机器。具体而言，离心是指其使过程流体从中心向周边区域沿径向方向加速。更详细而言，本公开中描述的具体实施例涉及离心泵，其为以这种方式提高过程液体的压力的泵。实际上，该泵为轴向拼合的背对背型的泵。轴向拼合意味着外部构件沿着包括中心旋转轴线的平面被拼合。背对背为其中泵包括背向彼此而组装好的两个子单元的构造。

参照附图，其中标号1表示根据本发明的实施例的离心泵。具体而言，本文描述的离心泵1为轴向拼合离心泵。然而，不旨在丧失一般性，因为在本公开内描述的所有概念可以本领域的技术人员将清楚的方式容易地应用于所有其它离心泵。

具体而言，离心泵1包括外壳2。内壳3被包封在外壳2中。如之前解释的那样，这种构造被称为“桶”。外壳2设置有吸入口凸缘18和排放口凸缘19。当离心泵1连接到设备上时，过程流体通过吸入口凸缘18进入并通过排放口凸缘19离开。

泵1至少包括第一单元4和第二单元5。第一单元4和第二单元5设计成独立地对过程流体进行压缩，且各个单元设置有相应的吸入管16和排放管17。

此外，单元4、5设置成彼此处于流体连通使得第二单元5处理从第一单元4排放的过程流体。换言之，两个单元4、5串行地操作。再换言之，第二单元5的吸入管16设置成与第一单元4的排放管17处于直接流体连通。要注意的是，另外的单元(在附图中未示出)也可可选地以相同方式附连在第二单元5的下游。

为了处理流体，各个单元4、5包括具有旋转轴线“A”的多个叶轮6。实际上，第一单元4和第二单元5的叶轮附连至轴11上，轴11提供用以压缩过程流体的功率。因此，所有的叶轮6、6a、6b共用同一旋转轴线“A”。

而且，对于各个单元4、5，在外壳2和内壳3之间设置室9。实际上，各个单元4、5的排放口17设置成与相应的室9处于流体连通。第一单元4的室设置成与第二单元5的吸入管16处于流体连通。第二单元5的室9设置成与离心泵1的排放口凸缘19处于流体连通。

更详细而言，内壳3包括两个半部3a。这些半部3a沿着可包含旋转轴线“A”的连接平面连结。

另一方面，外壳2包括主体2a和盖子2b。典型地，主体2a为中空的，其可为圆柱形的并具有开口侧。盖子2b具有与主体2a的形状互补的形状，且设计成接合主体2a，使得一旦离心泵1的另一部分被组装在主体2a的内部，主体2a便可被密封。

离心泵1包括在第一单元4和第二单元5之间的连接元件7。连接元件7具有在结构上连结第一单元4和第二单元5的功能。实际上，第一单元4的最后的叶轮6a与连接元件7接合。而且，第二单元5的最后的叶轮6b与连接元件7接合。

参照图2，连接元件7包括主体10。第一扩散器8a和第二扩散器8b插入到主体7中。第一扩散器8a围绕第一单元4的最后的叶轮6a而设置。类似地，第二扩散器8b围绕第二单元5的最后的叶轮6b而设置。第一扩散器8a设置成与第一单元4的室9处于流体连通。第二扩散器8b设置成与第二单元5的室9处于流体连通。

要注意的是，各个单元4、5包括多个用于其其它的叶轮6的另外的扩散器20。实际上，各个另外的扩散器20围绕相应的叶轮6而设置。各个另外的扩散器20包括沿着连接平面接合的两个半部20a。

要注意的是，主体10设置有至少部分地包围第一扩散器8a的凹槽12。类似地，主体10设置有至少部分地包围第二扩散器8b的另一凹槽13。各个凹槽12、13设置成与其相应的室9和排放口17处于流体连通，使得对于各个单元4、5，过程流体从排放口17离开，通过相应的扩散器8a、8b流入凹槽12、13并进入室9。

实际上，密封件14设置在凹槽12和另一凹槽13之间。在密封件14的区域中，内壳3设置成与外壳2接触，从而有效地将各个单元4、5的室9分开。

更详细而言，主体10构造成至少部分地限定上述离心泵1的内壳3。换言之，主体10为离心泵1的内壳3的部分，并因此主体10也包括两个半部10a，各个半部10a附连到内壳3的相应的半部3a上。优选，主体10的各个半部10a与内壳3的相应的半部3a一起被制成单个件。实际上，第一扩散器8a和第二扩散器8b也可与主体10一起被制成单个件。

参照图1，离心泵1还包括管15，管15设置成与第一单元4的室9和第二单元5的吸入管16处于流体连通。

实际上，管15相对于内壳3设置在外部。在附图中示出的实施例中，管15集成到外壳2中。有利地，以这种方式，管15内部的过程流体的压力将使内壳3的两个半部3a推到一起。因此，两个半部3a的连结部不必承受很大的负荷。例如，如果用螺钉(或螺栓)实现两个半部3a的连结，那么由于来自管15内部的压力的作用，较小的螺钉(或螺栓)足以用于该应用。

在备选的实施例(在附图中未示出)中，管15可与外壳2分开，且甚至可至少部分地相对于外壳2在外部延伸。

遍及说明书对“一个实施例”或“实施例”的参照意味着关于实施例描述的特定特征、结构或特性包括在公开的本主题的至少一个实施例中。因此，遍及说明书在各个位置出现的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”不一定指同一实施例。另外，在一个或多个实施例中，可以任何适合的方式组合特定特征、结构或特性。

Claims

1.一种离心泵(1)，其包括：外壳(2)；包封在所述外壳(2)中的内壳(3)；设置成彼此处于流体连通的至少第一单元(4)和第二单元(5)，各个单元(4, 5)具有吸入管(16)和排放管(17)、以及在所述外壳(2)和所述内壳(3)之间的室(9)，所述第二单元(5)的所述吸入管(16)与所述第一单元(4)的所述排放管(17)联接，各个单元(4, 5)包括具有旋转轴线(A)的多个叶轮(6, 6a, 6b)和多个扩散器(20)，各个扩散器(20)围绕相应的叶轮(6)而设置；所述内壳(3)包括沿着包含所述旋转轴线(A)的连接平面连结的两个半部(3a)；其中，各个扩散器(20)包括沿着所述连接平面连结的两个半部(20a)，所述离心泵(1)包括在所述第一单元(4)和所述第二单元(5)之间的连接元件(7)，所述连接元件(7)与所述第一单元(4)的最后的叶轮(6a)和所述第二单元(5)的最后的叶轮(6b)接合，所述离心泵(1)还包括设置成与所述第一单元(4)的所述室(9)和所述第二单元(5)的所述吸入管(16)处于流体连通的管(15)，所述管(15)集成到所述外壳(2)中，其中所述管(15)内部的过程流体的压力使所述内壳(3)的所述两个半部(3a)推到一起。

2.根据权利要求1所述的离心泵(1)，其特征在于，所述连接元件(7)包括主体(10)；第一扩散器(8a)和第二扩散器(8b)插入到所述主体(10)中并分别围绕所述第一单元(4)和所述第二单元(5)的所述最后的叶轮(6a, 6b)而设置。

3.根据权利要求2所述的离心泵(1)，其特征在于，所述第一扩散器(8a)和所述第二扩散器(8b)设置成分别与所述第一单元(4)和所述第二单元(5)的所述室(9)处于流体连通。

4.根据权利要求1所述的离心泵(1)，其特征在于，所述离心泵(1)还包括设置在所述外壳(2)上的排放口凸缘(19)；所述第二单元(5)的所述室(9)设置成与所述排放口凸缘(19)处于流体连通。

5.根据权利要求2所述的离心泵(1)，其特征在于，所述主体(10)包括两个半部(10a)，各个半部(10a)与所述内壳(3)的相应的半部(3a)一起制成单个件。

6.根据权利要求2所述的离心泵(1)，其特征在于，所述第一扩散器(8a)和所述第二扩散器(8b)构造成分别与所述第一单元(4)的最后的叶轮(6a)和所述第二单元(5)的所述最后的叶轮(6b)接合；其中，所述主体(10)设置有至少部分地包围所述第一扩散器(8a)的凹槽(12)。

7.根据权利要求6所述的离心泵(1)，其特征在于，所述主体(10)设置有至少部分地包围所述第二扩散器(8b)的另一凹槽(13)。

8.根据权利要求6或7所述的离心泵(1)，其特征在于，所述主体(10)构造成至少部分地限定所述离心泵(1)的内壳(3)。