CN109185122B - 一种泵的双螺旋结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种泵的双螺旋结构，包括：主动螺旋叶轮和从动螺旋叶轮，与从动螺旋叶轮同轴并同步转动、并可沿同轴滑动的螺旋副叶轮，和布置于螺旋副叶轮叶片端部与从动螺旋叶轮叶片端部之间的可伸缩螺旋导叶；螺旋副叶片通过螺旋副叶片轴筒带动，在从动轴之上滑动，带动可伸缩螺旋导叶伸长或缩短，进而改变从动叶片和主动叶片之间的间隙。从而改变流过泵的液体的流量。本发明可变螺旋螺杆泵的双螺旋结构，同时具有双螺旋泵和双螺杆泵的优点；通过可滑动的螺旋副叶片在螺旋泵和螺杆泵之间自由切换；作为双螺旋泵运行时，还可以调节双螺旋叶轮之间的啮合空间大小，进而调节流过流体的流量。

Description

一种泵的双螺旋结构

技术领域

本发明属于机械设计制造技术领域，尤其属于动力输送泵设计制造技术领域，特别涉及一种可在双螺旋轴流泵和螺杆泵之间进行变换的双螺旋结构。

背景技术

在石油开采和输送以及其他气液混合流体的输送等过程中，需要采用各种泵来增压输送气体和液体组成的两相或者多相流体。目前国内常用双螺杆泵进行油气混输，但双螺杆泵在两相流动介质中含气体比例较高时无法工作。

目前，国外也广泛采用螺旋轴流泵进行油气水的混合输送。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、停机时流道不密闭等优点。

中国专利申请201711027286.2公开了一种螺旋轴流式气液混输泵。包括泵壳和多级螺旋叶轮，每级螺旋叶轮包括两只平行并例设置并相互啮合的叶轮，叶轮包括主动叶轮和从动叶轮，其螺距相同、叶片厚度相同、外径和内径相同、旋向相反，叶片交界面之间、叶片和泵壳之间有1～2毫米的间隙；输送泵具有一级或两级结构；泵壳上设置有物料入口和物料出口。该混输泵采用开式系统，可作为流体通道，实现自动泄压保护；该专利申请中的双螺旋泵在运行和停机时流道均不密闭。然而在有些工况下，希望能够在泵运行时流道接通，停机是流道密闭。同时能够在运行过程中不通过增加变频电机和变频器调节转速而是通过调节封闭腔体积的方法来调节流量，并达到无级调节的目的。

发明内容

为了更好地解决双螺旋轴流式气液混输泵流量调节，解决运行和停止时流道密闭和开放的调节，在一台泵中实现双螺旋泵和双螺杆泵的转换，本发明提出一种可变螺旋螺杆泵的双螺旋结构。

本发明通过以下技术方案实现：

泵的双螺旋结构，所述双螺旋结构是设置于泵壳内用于输送流体介质的双螺旋结构，包括：主动螺旋叶轮和从动螺旋叶轮，且主动螺旋叶轮和从动螺旋叶轮螺距相同、外径和内径相同、旋向相反、叶片厚度相同，与从动螺旋叶轮同轴并同步转动、并可沿同轴滑动的螺旋副叶轮，和布置于螺旋副叶轮叶片端部与从动螺旋叶轮叶片端部之间的可伸缩螺旋导叶。

所述螺旋副叶轮包括与从动螺旋叶轮螺距相同、旋向相同的螺旋副叶片，螺旋副叶片的内径比从动螺旋叶轮的从动叶片内径大1～2毫米，螺旋副叶轮端部有轴筒连接固定，轴筒与从动螺旋叶轮的从动轴通过沿轴向设置的键共轴转动并可沿轴向滑动。

所述可伸缩螺旋导叶随螺旋副叶轮的滑动而伸长和缩短，可伸缩螺旋导叶横截面由一层或多层结构构成。如，弹性材料制成的横截面为一层或多层结构。

进一步所述主动螺旋叶轮和从动螺旋叶轮旋转时，叶片交界面之间、叶片和泵壳之间有1～2毫米的间隙。

所述主动螺旋叶轮与从动螺旋叶轮通过齿轮或传动链实现传动配合。

本发明可变螺旋螺杆泵的双螺旋结构的工作原理：泵在工作时，由电动机或者其他动力装置驱动主动轴旋转，主动轴带动主动螺旋叶轮和主动齿轮旋转，主动轴通过主动齿轮驱动从动齿轮旋转，从动齿轮再驱动从动轴旋转，进而驱动从动螺旋叶轮旋转，从动轴通过键驱动螺旋副叶轮旋转。主动螺旋叶轮和从动螺旋叶轮螺距相同、叶片厚度相同、外径和内径相同、旋向相反。主动螺旋叶轮和从动螺旋叶轮旋转时，叶片交界面之间、叶片和泵壳之间具有1～2毫米的间隙，主、从动螺旋叶轮相互啮合对气液混合流体形成举升力，从而将叶轮的旋转机械能传递给流体，将流体压力提高并驱动流体从泵腔进口流到泵腔出口排出。

螺旋副叶片通过螺旋副叶片轴筒带动，在从动轴之上滑动，带动可伸缩螺旋导叶伸长或缩短，进而改变从动叶片和主动叶片之间的间隙。从而改变流过泵的液体的流量。极端情况下，螺旋副叶片将整个主动轴叶片间的间隙填满。此时螺旋轴流泵以螺杆泵运行。

本发明有益性：可变螺旋螺杆泵的双螺旋结构，同时具有双螺旋泵和双螺杆泵的优点。通过可滑动的螺旋副叶片在螺旋泵和螺杆泵之间自由切换。作为双螺旋泵运行时，还可以调节双螺旋叶轮之间的啮合空间大小，进而调节流过流体的流量。

附图说明

图1是本发明双螺旋结构截面结构示意图；

图2是本发明双螺旋结构三维示意图；

图3是本发明螺旋副叶轮结构三维示意图；

图4是本发明可伸缩螺旋导叶结构三维示意图；

图5是本发明双螺旋结构爆炸图；

图6是本发明可伸缩螺旋导叶横截面一种结构示意图，即图4中A-A横截面示意图。

图中，1是从动轴，2是从动叶片，3是螺旋副叶片，4是可伸缩螺旋导叶，5是主动轴，6是主动叶片，7是轴筒。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型进一步说明，具体实施方式是对本实用新型原理的进一步说明，不以任何方式限制本实用新型，与本实用新型相同或类似技术均没有超出本实用新型保护的范围。

结合附图。

如图所示，用于输送流体介质泵的双螺旋结构，包括主动螺旋叶轮和从动螺旋叶轮，主动螺旋叶轮和从动螺旋叶轮螺距相同、外径和内径相同、旋向相反、叶片厚度相同；与从动螺旋叶轮同轴并同步转动、可沿同轴滑动的螺旋副叶轮，和布置于螺旋副叶轮与从动螺旋叶轮叶片端部之间的可伸缩螺旋导叶4。

螺旋副叶轮包括与从动螺旋叶轮螺距相同、旋向相同的螺旋副叶片3，螺旋副叶片3的内径比从动螺旋叶轮的从动叶片2内径大1～2毫米，叶轮端部有轴筒7连接固定，轴筒7与从动螺旋叶轮的从动轴1通过沿轴向设置的键共轴转动并可沿轴向滑动。

可伸缩螺旋导叶4随螺旋副叶轮的滑动而伸长和缩短，可伸缩螺旋导叶4横截面由一层或多层结构构成。图6中为三层结构。

主动螺旋叶轮和从动螺旋叶轮旋转时，叶片交界面之间、叶片和泵壳之间有1～2毫米的间隙。

主动螺旋叶轮与从动螺旋叶轮通过齿轮或传动链实现传动配合。

如图1、图2、图3、图4、图5所示，图1是本发明双螺旋结构俯视状态截面结构示意图，图2是本发明双螺旋结构三维示意图，图3是本发明螺旋副叶轮结构三维示意图，图4是本发明可伸缩螺旋导叶结构三维示意图，图5是本发明双螺旋结构爆炸图。图中没有示出主动轴5与从动轴1之间的传动结构，可见本发明所述双螺旋结构主要包括四部分，主动螺旋叶轮、从动螺旋叶轮、螺旋副叶轮和可伸缩螺旋导叶4；主动螺旋叶轮与从动螺旋叶轮螺距相同、外径和内径相同、旋向相反、叶片厚度相同，主动螺旋叶轮与从动螺旋叶轮同步转动，可沿同轴滑动的螺旋副叶轮与从动螺旋叶轮同轴并同步转动，在螺旋副叶轮与从动螺旋叶轮的叶片端部之间连接可伸缩螺旋导叶4，螺旋副叶轮通过并轴筒7和轴向安装的驱动键与从动螺旋叶轮实现共轴，同步转动、并可沿同轴滑动，滑动中可伸缩螺旋导叶4出现压缩或延伸改变，同时主动螺旋叶轮与从动螺旋叶轮叶片间间隙发生同步改变。

图6是本发明可伸缩螺旋导叶横截面一种结构示意图，即图4中A-A横截面示意图，本例为三层连接结构。为了实现可伸缩螺旋导叶4压缩或延伸以改变主动螺旋叶轮与从动螺旋叶轮叶片间间隙，可伸缩螺旋导叶4还可以有其他结构或形式，如更多层结构，或空心结构，或通过其他在受力状态下的可变结构实现。

Claims (6)

1.一种泵的双螺旋结构，所述双螺旋结构是设置于泵壳内用于输送流体介质的双螺旋结构，包括主动螺旋叶轮和从动螺旋叶轮，主动螺旋叶轮和从动螺旋叶轮螺距相同、外径和内径相同、旋向相反、叶片厚度相同；其特征在于双螺旋结构还包括：与从动螺旋叶轮同轴并同步转动、可沿同轴滑动的螺旋副叶轮，和布置于螺旋副叶轮叶片与从动螺旋叶轮叶片端部之间的可伸缩螺旋导叶。

2.根据权利要求1所述的泵的双螺旋结构，其特征在于：所述螺旋副叶轮包括与从动螺旋叶轮螺距相同、旋向相同的螺旋副叶片，螺旋副叶片的内径比从动螺旋叶轮的从动叶片内径大1～2毫米，螺旋副叶轮端部有轴筒连接固定，轴筒与从动螺旋叶轮的从动轴通过沿轴向设置的键共轴转动并可沿轴向滑动。

3.根据权利要求2所述的泵的双螺旋结构，其特征在于：所述可伸缩螺旋导叶随螺旋副叶轮的滑动而伸长和缩短，可伸缩螺旋导叶横截面由一层或多层可伸缩结构构成。

4.根据权利要求1或2或3所述的泵的双螺旋结构，其特征在于：所述主动螺旋叶轮和从动螺旋叶轮旋转时，叶片交界面之间、叶片和泵壳之间有1～2毫米的间隙。

5.根据权利要求4所述的泵的双螺旋结构，其特征在于：所述主动螺旋叶轮与从动螺旋叶轮通过齿轮或传动链实现传动配合。

6.根据权利要求4所述的泵的双螺旋结构，其特征在于：所述可伸缩螺旋导叶是弹性材料制成的横截面为一层或多层结构。