CN108119361A - 一种流体混输泵 - Google Patents

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CN108119361A CN201711435402.4A CN201711435402A CN108119361A CN 108119361 A CN108119361 A CN 108119361A CN 201711435402 A CN201711435402 A CN 201711435402A CN 108119361 A CN108119361 A CN 108119361A
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Abstract

本发明公开了一种流体混输泵，包括泵壳及位于泵壳内腔的转子，所述转子能够在所述泵壳内腔内转动，且转动过程中，所述转子的外壁与所述泵壳的内壁相切并接触；所述转子的外壁与所述泵壳的内壁之间设有弹性密封件，以使所述转子转动过程中，其外壁通过所述弹性密封件与所述泵壳的内壁接触并密封。因此，通过设置弹性密封件，使得转子转动过程中与泵壳之间弹性接触，从而降低二者之间的冲击力，提高该流体混输泵的使用寿命。同时，由于弹性密封件具有一定的弹性变形能力，当泵壳内壁或转子外壁存在磨损而导致二者之间密封性能下降时，该弹性密封件能够补偿该磨损，从而提高转子和泵壳之间的密封性能，使得该流体混输泵能够正常运行。

Description

一种流体混输泵
技术领域
本发明涉及流体运输设备技术领域，特别涉及一种流体混输泵。
背景技术
随着海洋、边远油田的不断开发利用，集输工艺有效且经济效益好的气液两相混输泵成为研究的热点，由于多相混输泵输送的对象是气、液、固等多相混合介质，而且由于其中气体和液体的含量往往高于常规泵或压缩机的工作范围，因此，多相混输泵应兼具压缩机和泵的性能。
目前，国内外油气混输设备包括螺杆混输泵和容积型回转式混输泵，但由于油田井下压力不稳定、油气比变化大、泥沙不易分离及高含气率等特征，造成螺杆混输泵的工作可靠性差。
目前常用的容积型回转式混输泵的原理是利用泵体工作容积的变化实现介质的吸入、压缩和排出的过程。其具体结构包括转子和泵壳，工作时，转子紧贴泵壳内壁回转，以改变工作容积的大小，同时，转子与泵壳通过二者相接触的壁面实现密封，以封闭进口腔和出口腔。
但是，当混输泵长期工作导致转子外周壁或泵壳内壁存在磨损时，二者接触后的密封性能下降，使得进口腔与出口腔无法完全封闭，进而导致混输泵工作可靠性和使用寿命较低。
有鉴于此，如何提供一种混输泵，使得长期使用时转子与泵壳之间密封性能良好，从而提高混输泵的使用寿命和工作可靠性，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的为提供一种流体混输泵，包括泵壳及位于泵壳内腔的转子，所述转子能够在所述泵壳内腔内转动，且转动过程中，所述转子的外壁与所述泵壳的内壁相切并接触；所述转子的外壁与所述泵壳的内壁之间设有弹性密封件，以使所述转子转动过程中，其外壁通过所述弹性密封件与所述泵壳的内壁接触并密封。
本发明中，通过设置弹性密封件，使得转子转动过程中与泵壳之间弹性接触，从而降低二者之间的冲击力，提高该流体混输泵的使用寿命。同时，由于弹性密封件具有一定的弹性变形能力，当泵壳内壁或转子外壁存在磨损而导致二者之间密封性能下降时，该弹性密封件能够补偿该磨损，从而提高转子和泵壳之间的密封性能，使得该流体混输泵能够正常运行。
可选地，所述转子和所述泵壳内腔均为圆柱形结构，且所述转子相对于所述泵壳内腔偏心设置，以使二者之间围成截面为月牙形的泵腔；
所述转子外周开设有若干用于容置所述弹性密封件的容置槽，所述容置槽的轴向沿所述转子的直径方向，所述弹性密封件能够在所述容置槽内沿所述容置槽的轴向弹性变形。
可选地，所述容置槽内设置有密封弹簧和密封块，处于压缩状态的所述密封弹簧一端抵接于所述容置槽底壁，另一端抵接于所述密封块，所述密封弹簧和所述密封块为所述弹性密封件。
可选地，所述容置槽为包括大径段和小径段的阶梯槽，所述大径段远离所述泵壳的内壁，且其与所述小径段相连处形成台阶面，所述密封弹簧位于所述小径段内，所述密封块位于所述大径段内，并抵接于所述台阶面。
可选地，所述转子可拆卸连接有滑片，所述泵壳具有与所述滑片配合的滑片槽，以使所述转子转动时带动所述滑片沿所述滑片槽直线运动。
可选地，所述滑片具有圆柱形的头部，所述转子开设有卡槽，所述卡槽包括卡接段和过渡段，所述卡接段与所述头部适配，其截面为圆心角大于180°的圆弧形；
所述过渡段沿远离所述卡接段的方向截面渐扩，以使所述头部在外力作用下能够经所述过渡段从所述卡接段内脱出。
可选地，所述泵壳开设有用于拆装所述滑片的拆装孔，且所述拆装孔通过可拆卸盖板封闭。
可选地，所述滑片将所述泵腔分割为进口腔和出口腔，所述进口腔的介质进口连接有进口阀，所述出口腔的介质出口连接有出口阀；
所述泵壳开设有与所述介质进口连通的进口流道和与所述介质出口连通的出口流道，所述进口流道的侧壁形成所述进口阀的进口阀体，所述出口流道的侧壁形成所述出口阀的出口阀体。
可选地，所述介质出口靠近所述滑片设置，并与所述滑片轴线之间具有预定角度，以使所述滑片槽与所述出口阀体之间的所述泵壳具有预定厚度。
可选地，所述泵壳侧壁设有出口法兰，所述出口流道的侧壁开设有与所述出口法兰连通的连通孔，所述出口阀与其阀口相对的一端封闭，以使介质经所述连通孔和所述出口法兰排出。
可选地，所述进口阀的进口阀腔内具有进口阀芯，所述进口阀芯与所述进口阀体之间设有进口弹簧，在介质压力和所述进口弹簧弹力的作用下，所述进口阀芯能够在所述进口阀腔内轴向运动，以开启或关闭所述进口阀的阀口；
所述出口阀的出口阀腔内具有的出口阀芯，所述出口阀芯与所述出口阀体之间设有出口弹簧，在介质压力和所述出口弹簧弹力的作用下，所述出口阀芯能够在所述出口阀腔内轴向运动，以开启或关闭所述出口阀的阀口。
可选地，所述转子沿轴向的两端分别设有第一密封圈和第二密封圈，且所述第一密封圈和所述第二密封圈均为软性密封圈。
附图说明
图1为本发明所提供流体混输泵在一种具体实施例中的剖视图；
图2为图1的侧视图；
图3为图2中Ⅰ部分的局部放大图；
图4为图2中Ⅱ部分的局部放大图；
图5为图2的局部视图。
图1-5中：
1泵壳、11进口法兰、12出口法兰、13连通孔、14进口腔、141介质进口、15出口腔、151介质出口、16盖板；
2转子、21容置槽、22卡槽、221卡接段、222过渡段、23转轴；
3弹性密封件、31密封弹簧、32密封块；
4滑片、41头部、42滑片套；
5进口阀、51进口阀腔、52进口阀芯、53进口弹簧；
6出口阀、61出口阀腔、62出口阀芯、63出口弹簧；
7第一密封圈、8第二密封圈。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
请参考附图1-5，其中，图1为本发明所提供流体混输泵在一种具体实施例中的剖视图；图2为图1的侧视图；图3为图2中Ⅰ部分的局部放大图；图4为图2中Ⅱ部分的局部放大图；图5为图2的局部视图。
在一种具体实施例中，本发明提供一种流体混输泵，如图1和图2所示，该流体混输泵包括泵壳1及位于泵壳内腔的转子2，转子2设有转轴23，且该转轴23与电机的输出轴相连，从而使得转子2能够在输出轴的驱动下转动，且转动过程中，转子2的外壁与泵壳1的内壁始终相切并接触。同时，转子2相对于泵壳1偏心设置，因此，转子2与泵壳1之间的空间为该流体混输泵的泵腔。
同时，如图2所示，该转子2的外壁与泵壳1的内壁之间设有弹性密封件3，转子2转动过程中，其外壁通过弹性密封件3与泵壳1内壁接触并密封。
本发明中，通过设置弹性密封件3，使得转子2转动过程中与泵壳1之间弹性接触，从而降低二者之间的冲击力，提高该流体混输泵的使用寿命。同时，由于弹性密封件3具有一定的弹性变形能力，当泵壳1内壁或转子2外壁存在磨损而导致二者之间密封性能下降时，该弹性密封件3能够补偿该磨损，从而提高转子2和泵壳1之间的密封性能，使得该流体混输泵能够正常运行。
具体地，如图2所示，转子2与泵壳1内腔均为圆柱体结构，且转子2相对于泵壳1内腔偏心设置，并保持转子2外壁与泵壳1内壁相抵，二者的偏心距离如图2所示，因此，泵壳1内腔与转子2之间围成截面为月牙形的泵腔。同时，如图3所示，转子2外周均匀开设有若干用于容置弹性密封件3的容置槽21，各容置槽21的轴线沿转子2的直径方向，且弹性密封件3能够在对应的容置槽21内沿该容置槽21的轴向弹性变形。
如此设置，本实施例中，由于容置槽21的轴线沿转子2的径向，因此，转子2转动过程中，各弹性密封件3的变形方向始终沿转子2与泵壳1的公法线方向，即弹性密封件3的弹力始终与转子2的转动方向垂直，从而降低弹性密封件3对转子2转动的影响，且转子2和泵壳1对弹性密封件3的压力沿弹性密封件3的轴向，从而避免弹性密封件3发生弯曲或扭转，提高其使用寿命。
更具体地，如图3所示，容置槽21内设置有密封弹簧31和密封块32，其中，密封弹簧31处于压缩状态，且其沿轴向的一端抵接于容置槽21的底壁，另一端抵接于密封块32底面，因此，该密封弹簧31和密封块32形成上述弹性密封件3。
本实施例中，处于压缩状态的密封弹簧31能够将密封块32压紧于泵壳1内壁，从而保证泵壳1与转子2之间密封性能良好，同时，当泵壳1或转子2存在磨损时，密封弹簧31的变形量改变，且仍处于压缩状态，从而使得密封块32仍然能够压紧泵壳1内壁。
综上，与现有技术中泵壳与转子之间通过二者的壁面接触实现硬密封相比，本发明中的设置方式使得泵壳1与转子2之间通过弹性密封件3实现软密封，在保证密封性能的基础上，能够起到缓冲冲击力、补偿磨损的作用。
进一步地，如图3所示，容置槽21为包括大径段和小径段的阶梯槽，其中，大径段远离泵壳1内壁，且其与小径段相连处形成环形台阶面。处于压缩状态的密封弹簧31位于小径段内，密封块32位于大径段，且其底面与台阶面、密封弹簧31相抵。
本实施例中，当容置槽31为阶梯槽时，其台阶面能够限制密封块32沿转子2径向向内运动的幅度，从而避免密封弹簧31被压溃而失效，同时，还能够提高密封块32与泵壳1内壁之间的密封性能。
另一方面，以上各实施例中，如图2，转子2可拆卸连接有滑片4，滑片4外套有滑片套42，泵壳1具有与滑片4和滑片套42配合的滑片槽，该滑片槽沿滑片4的轴向延伸，以使滑片4能够在该滑片槽内轴向运动。同时，当转子2转动时，能够带动滑片4运动，在滑片槽的限制作用下，滑片4仅能够沿滑片槽轴向运动，以图2所示的视角，该滑片4仅能够在滑片槽内竖向运动。同时，滑片4沿转子2和泵壳1的轴线方向延伸，其截面如图2所示，因此，该滑片4将月牙形的泵腔分割为进口腔14和出口腔15，且进口腔14具有介质进口141，出口腔15具有介质出口151。
本发明中的流体混输泵工作时，如图2所示，电机带动转子2在泵壳1内逆时针转动，并带动滑片4在滑片槽内沿竖向直线往复运动，转子2转动过程中与泵壳1内腔接触形成月牙形阀腔，介质经介质进口141进入进口腔14，随着转子2在泵壳1内的滚动，进口腔14逐渐增大，介质被挤入逐渐减小的高压月牙形容腔，并从介质出口151排出泵壳1。
本实施例中，滑片4为易损件，当其与转子2可拆卸连接时，使得滑片4损坏时能够及时更换，从而进一步提高流体混输泵的使用寿命。
具体地，滑片4具有圆柱形的头部41，如图4所示，其截面为圆形，转子2开设有卡槽22，且该卡槽22包括卡接段221和过渡段222，其中，卡接段221与头部41适配，即为圆柱形结构，其截面为部分圆弧形，且其圆心角大于180°。过渡段222与卡接段221连通，且过渡段222沿远离卡接段221的方向截面渐括，以使头部41在外力作用下能够经该过渡段222从卡接段221内脱出。
本实施例中，由于卡接段221的圆心角大于180°，能够避免转子2转动过程中滑片4从该卡接段221内脱出，保证滑片221与转子具有较高的连接可靠性。同时，通过设置该截面渐括的过渡段222，使得滑片4需要检修或更换时，能够在外力作用下从该卡槽22内脱出。
同时，泵壳1开设有用于拆装滑片4的拆装孔，如上所述，滑片4能够沿与转子2轴向平行的方向从卡槽22内脱出，因此，该拆装孔设于滑片4的脱除路径内，并通过盖板16封闭，该盖板16与泵壳1可拆卸连接。
以上各实施例中，介质进口141处连接有进口阀5，该进口阀5用于通入流体介质，介质出口151处连接有出口阀6，该出口阀6用于将流体介质排出流体混输泵。
具体地，如图5所示，泵壳1开设有与介质进口141连通的进口流道和与介质出口151连通的出口流道，其中，该进口流道的侧壁形成进口阀5的进口阀体，出口流道的侧壁形成出口阀6的出口阀体。
本实施例中，进口阀5和出口阀6内置于泵壳1内部，且二者的阀体均由泵壳1形成，因此，具有结构紧凑，占用空间小，便于安装的优点，且进口阀5、出口阀6与泵壳1之间的密封性能良好。
进一步地，如图5所示，介质出口151靠近滑片4设置，并与滑片4轴线之间具有预定角度，以使滑片槽与出口阀6的出口阀体之间的泵壳1具有预定厚度。
如上所述，流体介质在出口腔15内通过介质出口151排出，当介质出口151与滑片4之间的距离较近时，流体介质在出口腔15内的行程较短，从而能够减小其在出口腔15内的沿程损失。因此，介质出口151与滑片4之间的距离越近，流体介质的沿程损失越小，但是，介质出口151与滑片4之间的距离越近时，出口阀6的出口阀体与滑片槽之间的距离也越近，导致该部分泵壳1的厚度越小，影响该流体混输泵的强度。
因此，综合考虑流体介质的损失和流体混输泵的强度两方面的因素，介质出口151与滑片4轴线之间具有预定角度，从而使得滑片槽与出口阀腔61之间的泵壳1具有预定厚度，该预定厚度为能够满足流体混输泵强度的厚度。
更进一步地，如图5所示，泵壳1侧壁具有进口法兰11和出口法兰12，且二者的轴线均与沿水平方向，如上所述，出口阀6的出口阀腔61倾斜，因此，该出口阀腔61相对于出口法兰12倾斜。基于此，出口阀腔61与介质出口151相对的一端封闭，且其侧壁开设有连通孔13，该连通孔13连通出口法兰12和出口阀腔61，从而使得流体介质经连通孔13与出口法兰12排出。
本实施例中，基于安装空间的限制，出口阀6的出口设于泵壳1底部时不易实现，因此，通过设置连通孔13，使得倾斜设置的出口阀6的出口法兰12能够设于泵壳1的侧壁。
具体地，如图5所示，进口阀5的进口阀腔51具有的进口阀芯52，该进口阀芯52与进口阀体之间设有进口弹簧53，介质进入进口阀5时，能够推动进口阀芯52的端面，使其克服进口弹簧53的弹力远离阀口运动，从而开启阀口，流体介质经介质进口141进入进口腔14，介质停止进入时，介质压力消失，进口阀芯52在进口弹簧53的回弹力作用下关闭阀口。
同理，出口阀6的阀体内腔具有的出口阀芯62，该出口阀芯62与出口阀体之间设有出口弹簧63，介质经介质出口151推动出口阀芯62的端面，使其克服出口弹簧63的弹力远离阀口运动，从而开启阀口，流体介质进入出口阀腔61，介质停止进入时，压力消失，出口阀芯62在出口弹簧63的回弹力作用下关闭阀口。
因此，本实施例中的进口阀5和出口阀6均能够在介质压力下自动开启，不需设置控制部件，同时，当进口阀5和出口阀6的阀口关闭时，其阀口处的阀芯与阀座之间的密封为硬密封。
以上各实施例中，如图1所示，转子2沿其轴向的两端分别设有第一密封圈7和第二密封圈8，且该第一密封圈7和第二密封圈8均为软性密封圈。
本实施例中，通过设置两软性密封圈，能够防止泥沙进入泵腔内造成转子2和泵壳1内壁的磨损，从而提高二者的寿命，并降低转子2转动时的扭矩。
以上对本发明所提供的一种流体混输泵进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (12)

1.一种流体混输泵，包括泵壳(1)及位于泵壳内腔的转子(2)，所述转子(2)能够在所述泵壳内腔内转动，且转动过程中，所述转子(2)的外壁与所述泵壳(1)的内壁相切并接触；其特征在于，所述转子(2)的外壁与所述泵壳(1)的内壁之间设有弹性密封件(3)，以使所述转子(2)转动过程中，其外壁通过所述弹性密封件(3)与所述泵壳(1)的内壁接触并密封。
2.根据权利要求1所述的流体混输泵，其特征在于，所述转子(2)和所述泵壳内腔均为圆柱形结构，且所述转子(2)相对于所述泵壳内腔偏心设置，以使二者之间围成截面为月牙形的泵腔；
所述转子(2)外周开设有若干用于容置所述弹性密封件(3)的容置槽(21)，所述容置槽(21)的轴向沿所述转子(2)的直径方向，所述弹性密封件(3)能够在所述容置槽(21)内沿所述容置槽(21)的轴向弹性变形。
3.根据权利要求2所述的流体混输泵，其特征在于，所述容置槽(21)内设置有密封弹簧(31)和密封块(32)，处于压缩状态的所述密封弹簧(31)一端抵接于所述容置槽(21)底壁，另一端抵接于所述密封块(32)，所述密封弹簧(31)和所述密封块(32)为所述弹性密封件(3)。
4.根据权利要求3所述的流体混输泵，其特征在于，所述容置槽(21)为包括大径段和小径段的阶梯槽，所述大径段远离所述泵壳(1)的内壁，且其与所述小径段相连处形成台阶面，所述密封弹簧(31)位于所述小径段内，所述密封块(32)位于所述大径段内，并抵接于所述台阶面。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的流体混输泵，其特征在于，所述转子(2)可拆卸连接有滑片(4)，所述泵壳(1)具有与所述滑片(4)配合的滑片槽，以使所述转子(2)转动时带动所述滑片(4)沿所述滑片槽直线运动。
6.根据权利要求5所述的流体混输泵，其特征在于，所述滑片(4)具有圆柱形的头部(41)，所述转子(2)开设有卡槽(22)，所述卡槽(22)包括卡接段(221)和过渡段(222)，所述卡接段(221)与所述头部(41)适配，其截面为圆心角大于180°的圆弧形；
所述过渡段(222)沿远离所述卡接段(221)的方向截面渐扩，以使所述头部(41)在外力作用下能够经所述过渡段(222)从所述卡接段(221)内脱出。
7.根据权利要求6所述的流体混输泵，其特征在于，所述泵壳(1)开设有用于拆装所述滑片(4)的拆装孔，且所述拆装孔通过可拆卸盖板(16)封闭。
8.根据权利要求5所述的流体混输泵，其特征在于，所述滑片(4)将所述泵腔分割为进口腔(14)和出口腔(15)，所述进口腔(14)的介质进口(141)连接有进口阀(5)，所述出口腔(15)的介质出口(151)连接有出口阀(6)；
所述泵壳(1)开设有与所述介质进口(141)连通的进口流道和与所述介质出口(151)连通的出口流道，所述进口流道的侧壁形成所述进口阀(5)的进口阀体，所述出口流道的侧壁形成所述出口阀(6)的出口阀体。
9.根据权利要求8所述的流体混输泵，其特征在于，所述介质出口(151)靠近所述滑片(4)设置，并与所述滑片(4)轴线之间具有预定角度，以使所述滑片槽与所述出口阀体之间的所述泵壳(1)具有预定厚度。
10.根据权利要求9所述的流体混输泵，其特征在于，所述泵壳(1)侧壁设有出口法兰(12)，所述出口流道的侧壁开设有与所述出口法兰(12)连通的连通孔(13)，所述出口阀(6)与其阀口相对的一端封闭，以使介质经所述连通孔(13)和所述出口法兰(12)排出。
11.根据权利要求8所述的流体混输泵，其特征在于，所述进口阀(5)的进口阀腔(51)内具有进口阀芯(52)，所述进口阀芯(52)与所述进口阀体之间设有进口弹簧(53)，在介质压力和所述进口弹簧(53)弹力的作用下，所述进口阀芯(52)能够在所述进口阀腔(51)内轴向运动，以开启或关闭所述进口阀(5)的阀口；
所述出口阀(6)的出口阀腔(61)内具有的出口阀芯(62)，所述出口阀芯(62)与所述出口阀体之间设有出口弹簧(63)，在介质压力和所述出口弹簧(63)弹力的作用下，所述出口阀芯(62)能够在所述出口阀腔(61)内轴向运动，以开启或关闭所述出口阀(6)的阀口。
12.根据权利要求1-4中任一项所述的流体混输泵，其特征在于，所述转子(2)沿轴向的两端分别设有第一密封圈(7)和第二密封圈(8)，且所述第一密封圈(7)和所述第二密封圈(8)均为软性密封圈。
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