CN114109811A - 用于输送气液混合物的方法及螺杆泵 - Google Patents

Abstract

一种通过螺杆泵(1)输送流体的方法，其中一驱动主轴(5)旋转，从而封闭泵室(7、8、9)中的首先朝相应流体入口(4)打开的一个并且在该处在达到打开旋转角度时朝向所述流体出口(4)地打开所述封闭泵室，其中驱动所述驱动主轴(5)的方式为在达到所述打开旋转角度之前和/或期间，与螺杆泵(1)的吸入压力相比，相应泵室(7、8、9)中的压力增大了所述吸入压力与所述流体出口(4)的区域中的压力之间的压差的最多20％。

Description

用于输送气液混合物的方法及螺杆泵

技术领域

本发明涉及一种通过螺杆泵输送流体的方法，所述流体是气液混合物，所述螺杆泵具有形成至少一个流体入口和一个流体出口的壳体，在所述壳体中容置有所述螺杆泵的至少一个驱动主轴和至少一个与所述驱动主轴旋转耦合的从动主轴，在所述驱动主轴的每个旋转位置中，所述驱动主轴和所述从动主轴与所述壳体共同限定多个泵室，其中通过驱动器沿驱动方向旋转所述驱动主轴，从而封闭所述泵室中首先朝相应流体入口打开的那个相应泵室，产生的封闭泵室轴向地朝向所述流体出口移动，并且在该位置处在达到打开旋转角度时朝向所述流体出口地打开所述封闭泵室。此外，本发明还涉及一种螺杆泵。

背景技术

螺杆泵应用于许多领域以输送流体。在此，可以输送纯液体介质，例如原油或石油。然而，通常存在待输送的气体和液体的混合物，例如石油和天然气的混合物。

在传统的螺杆泵中，沿轴向形成多个腔室，在进行纯流体输送的情况下，在这些腔室之间，压力从流体入口处到流体出口处至少近似线性地增大。在此情况下，通常对流体入口与流体出口之间的例如5至50bar的相对较高的压差或甚至更高的压差进行利用。

如果通过传统的螺杆泵来输送气体分量较高的气液混合物，则产生双曲型增压，因为基于气体分量的可压缩性以及各个主轴之间或这些主轴与壳体之间始终存在的径向和轴向间隙，液体可以从压力较高的腔室回流到前面的腔室中，从而压缩该处的气体并引起增压。这种情况的缺点在于，首先反向于相对较陡的压力梯度输送流体，而后，此流体至少部分地回流到压力较低的区域中。通常由此产生对泵的功率要求，这个功率要求大体上与气体分量无关并且基于纯液体输送。

为了对液体含量非常低的气体进行压缩，原则上已知更有效的方案。例如，可以使用螺杆泵，其螺杆具有可变的螺距，以便直接通过缩小腔室容积来压缩气体。此外，首先通过螺杆向固定的壁部输送气体并借此对其进行压缩的气体压缩机已为人所知，其中只有在实现期望的压缩之后，气体才能离开输送室。

所述及的用于有效率的气体压缩的方案的缺点在于，其通过改变压缩机室的几何形状来实现气体压缩。然而，这样一来，这些方案就无法用于可能至少暂时会出现较高的液体分量、特别是接近100％的液体分量的应用。在此情况下，必须压缩流体以缩小压缩机室，为此所需的作用力通常无法通过相应的压缩机进行施加或者可能导致压缩机损坏。

发明内容

因此，本发明的目的是提高输送气液混合物的效率，其中同时应能至少暂时输送液体分量较高的混合物。

本发明用以达成上述目的的解决方案在于开篇所述及的类型的方法，其中驱动所述驱动主轴的方式为使得就螺杆泵的给定的泵几何形状而言，在达到打开旋转角度之前和/或期间，与所述螺杆泵的存在于相应流体入口的区域中的吸入压力相比，相应泵室中的压力增大了所述吸入压力与流体出口的区域中的压力之间的压差的最多20％或最多10％。在达到打开旋转角度之前和/或期间，相应泵室中的压力特别是可以是比吸入压力高出所述压差的最大5％。

如上所述，当在常规螺杆泵中对气液混合物进行输送时，由液体通过泵室之间的余留间隙的回流而产生双曲型增压。已知的是，通过适当调整泵几何形状和/或泵的转速，可以将所述液体的回流减少至某种程度，使得只有在朝向流体出口打开相应泵室之后才能实现通过螺杆泵而产生的增压的主要部分。在此情况下，在采用足够的转速或适用的泵几何形状的情况下，至少可以大体上假设，已处于流体出口的区域中的液体基于其惯性基本上不会流入打开的泵室中，换而言之，而是可以被视为刚性的壁部，具有特别是较高的气体分量的气液混合物会撞向所述壁部而被压缩。只要处于打开的腔室中的流体具有较高的气体分量，由此就在根据本发明的方法中实现与向壳体的刚性壁部输送气体的气体压缩机类似的良好效率。

与此相反，如果打开的泵室充满具有非常高的液体分量的气液混合物或甚至仅充满液体，则可以由此对流体出口区域中的液柱进行进一步输送，从而基本上产生与使用螺杆泵来输送纯液体时相同的性能。优化工作参数以在气体分量较高的情况下实现上述特性可能会导致在气液混合物的液体分量较高的情况下效率略有下降。然而，在足够频繁地出现足够高的气体分量的情况下，会实现显著的节能，因为这些时期的功率需求远低于常规螺杆泵的功率需求。

与常规的螺杆泵相比，根据本发明的方法中降低的功率或能量需求一方面是源于可以尽可能避免液体通过泵的相对较窄的间隙的上述回流，因此，由此造成的损耗是可被避免的。然而，较低的功率要求也直接源于对所需转矩的考虑。在上述过程中，其中大致朝向固定的液体壁对气体进行压缩，在假设等温压缩的情况下，逐渐进一步打开的泵室中的压力随着相应主轴的旋转角的增大而线性增大。同时，在逐渐打开的情况下，泵室沿周向的延伸度随着旋转角的增大而减小。因此，在打开腔室时，转矩有效的腔室面积随着旋转角的增大而大致线性地减小。这些因素共同致使相应泵室中压缩所需的转矩贡献与基于在打开时已显著增大的泵室中的压力的转矩计算相比被减少了一半，借此也相应地减少了所需的驱动功率。

为了实现根据本发明的方法，在本身已知的螺杆泵中使用足够高的转速可能就足够了，因为在此情况下，就给定的液体回流体积而言，每次回流至前面的泵室的液体总体上较少，由此产生较小的升压。然而，仅通过提高转速来实现根据本发明的方法可能在所需功率和驱动器尺寸方面或者在泵的机械负载和磨损方面存在问题。因此，在根据本发明的方法的有利技术方案中，可以使用特别是在间隙尺寸或腔室容积方面相应适配的泵几何形状，从而可以避免使用过高的转速来实现根据本发明的方法。

在达到打开旋转角度之前，除了由公差引起的偏差之外，各个泵室朝向在朝流体入口的方向上相邻的泵室以及流体出口以相同的方式密封。因此，在两个方向上的流体交换基本上只能通过泵的径向间隙和轴向间隙来实现。在达到打开旋转角度时，泵室朝向流体出口的打开是由于相应主轴的形成泵室的螺纹或朝向流体出口限定相应螺纹的壁部终止于特定角位置处而引起的，该角位置与主轴的旋转角度有关。这样就从某个临界角起，沿周向在所述壁部与这些主轴中的另一个之间产生间隙，该间隙限定泵室。该泵室通过所述间隙沿周向朝向流体出口而打开。因此，所述打开旋转角度可被定义为自该角度除轴向或径向间隙外沿周向产生间隙的角度。

作为替代方案，可以通过能够在泵室与流体出口之间进行流体交换的流动截面来定义所述打开旋转角度。如果与封闭的泵室相比，所述流动横截面增大了50％或100％或200％，则可以将达到所述限值定义为达到所述打开旋转角度。

根据本发明的螺杆泵可以是单流或双流式的，即具有一个或两个沿轴向对置的流体入口。所述螺杆泵可以具有两个、三个或更多个主轴。各个主轴例如可以是双螺纹的。但是，各个或所有主轴也可以是单螺纹或三螺纹的，甚至也可以具有更多螺纹。

各个驱动主轴和从动主轴的螺杆型线可以以某种方式选定，使得在驱动主轴的360°的旋转角的范围内，每个驱动主轴和从动主轴的泵室的数量的平均值最大为1.5，这些泵室相对于流体入口和流体出口而言都是封闭的。如果例如正好使用一个驱动主轴和一个从动主轴，则平均最多3个泵室可以完全闭合。例如可以通过对在360°的角度范围内针对驱动主轴的相应旋转角而闭合的腔室的数量进行积分，然后将结果除以360°来测定平均值。在转速恒定的情况下，这相当于对在驱动主轴的旋转周期内同时闭合的泵室的数量进行积分以及除以所述旋转周期。

虽然在用于输送液体的螺杆泵中通常期望使用相对较多的轴向接连设置的泵室，但在本发明的范围内已认识到的是，在减小螺杆型线的长度的情况下，通过使用相对较少的最大限度地同时闭合的腔室产生各个泵室的更大容积。因此，相同量的通过泵间隙回流的液体引起针对气体分量余留的容积的相对较小的变化，从而引起较少的气体压缩，进而在朝向流体出口打开泵室之前引起较小的升压。因此，即使在转速与在使用相对较多的轴向接连设置泵室的情况下相比显著降低的情况下，也可以实现期望的效果。

相对于流体入口和流体出口均与旋转状态无关地最大限度地封闭的泵室数量的下限是由以下事实而得出的：针对每对主轴和流体入口，在至少一个旋转状态下，必须相对于流体入口和流体出口相对对泵室进行关闭，因为否则在从流体入口侧打开过渡到流体出口侧打开时会短暂地导致泵室的双侧打开，进而引起流体入口与流体出口的直接连接，这将导致泵的非常高的非期望的泄漏。

在所述方法的范围内，可以在至少一个时间间隔内对气体分量至少为90％的气液混合物进行输送。作为替代或补充性方案，在所述方法的范围内，可以在至少另一时间间隔内对液体分量至少为70％的气液混合物进行输送。在应对具有时间上大为不同的混合比的流体进行输送时，根据本发明的方法特别适用。对于较高的气体分量而言，所需功率的降低特别明显。因此，特别是也可以使用超过95％的气体分量。然而，与气体压缩机相比，可以输送液体分量明显更高的流体。特别是可以将螺杆泵用于根据本发明的方法，即使气液混合物中的液体分量为90％或100％，所述螺杆泵仍然能够实现气液混合物的输送。

所使用的螺杆泵的泵几何形状和转速可以以某种方式选定，使得在朝向流体出口进行轴向运动期间，相应泵室的轴向速度至少为4m/s。所述轴向速度与相应主轴的螺纹导程以及转速相关。换而言之，可以通过较大的转速和/或较大的导程或者相对较长的泵室来实现较大的轴向速度。较大的导程或较长的泵室又会引起较大的腔室容积，进而减小回流液体对泵室中的压力的影响。

所使用的螺杆泵的泵几何形状可以以某种方式选定，使得驱动主轴或这些驱动主轴中的至少一个和/或从动主轴或这些从动主轴中的至少一个的螺杆型线的内径小于相应螺杆型线的外径的0.7倍。这种关系特别是可以适用于所有驱动主轴和从动主轴。换而言之，螺杆型线的芯部在相应主轴的径向方向上的最小延伸度小于螺杆型线的最大延伸度的0.7倍。由此产生内径与外径之间的差，这样就使得泵室容积相对较大，因此，如上所述，相同量的回流液体引起较小的增压。

所使用的螺杆泵的泵几何形状可以以某种方式选定，使得驱动主轴或这些驱动主轴中的至少一个和/或从动主轴或这些从动主轴中的至少一个的螺杆型线的外边缘与壳体之间的平均周向间隙小于相应螺杆型线的外径的0.002倍。特别是可以将沿周向间隙长度的周向间隙宽度的平均值视为平均周向间隙。此外，可以通过驱动主轴的旋转进行平均，以便将周向间隙随主轴的旋转的变化考虑在内。换而言之，主轴与壳体之间的周向间隙的平均宽度优选小于相应主轴的外径的每毫米2μm。通过使用较小的周向间隙，可以减少泵的泄漏，即回流至泵室中的流体量，从而又可以减小泵室中的增压，直到朝向流体出口地打开所述泵室。

所使用的螺杆泵的泵几何形状和转速可以以某种方式选定，使得驱动主轴或这些驱动主轴中的至少一个和/或从动主轴或这些从动主轴中的至少一个的型线外径处的周向速度至少为15m/s。这特别是可以适用于所有驱动和从动主轴。所述周向速度可被计算为型线外径、转速和Pi的乘积。因此，特别是在使用较大转速或较大型线外径时，可以实现给定的条件。更小的型线内径趋向于增致使相应泵室的容积增大，因此，如上所述，可以减小回流液体对泵室中的压力的影响。

除了根据本发明的方法之外，本发明还涉及一种用于输送流体的螺杆泵，所述流体是气液混合物，其中所述螺杆泵具有形成至少一个流体入口和一个流体出口的壳体，在所述壳体中容置有所述螺杆泵的至少一个驱动主轴和至少一个与所述驱动主轴旋转耦合的从动主轴，在所述驱动主轴的每个旋转位置中，所述驱动主轴和所述从动主轴与所述壳体共同限定多个泵室，其中所述螺杆泵具有驱动器，其适于沿驱动方向旋转所述驱动主轴，从而封闭所述泵室中的首先朝相应流体入口打开的相应一个，产生的封闭泵室轴向地朝向所述流体出口移动，并且在该处在达到打开旋转角度时朝向所述流体出口地打开所述封闭泵室，其中相应驱动主轴和从动主轴的螺杆型线以某种方式选定，使得在驱动主轴的360°的旋转角的范围内，每个驱动主轴和从动主轴的泵室的数量的平均值最大为1.5，这些泵室相对于流体入口和流体出口而言都是封闭的。

针对根据本发明的方法，已对关于这种泵几何形状的细节进行了说明。所述螺杆泵特别是可以适于实施根据本发明的方法。无论如何，针对根据本发明的方法所阐明的具有上述优点的特征可以转用于根据本发明的螺杆泵，反之亦然。

所述驱动器或控制所述驱动器的控制装置特别是可以以某种方式设置，从而在所述螺杆泵的至少一个工作状态下至少以最低转速来操作所述驱动主轴，在所述最低转速下，在达到打开旋转角度之前和/或期间，与所述螺杆泵的存在于相应流体入口的区域中的吸入压力相比，相应泵室中的压力增大了所述吸入压力与所述流体出口的区域中的压力之间的压差的最多20％或最多10％。

作为补充或替代性方案，在工作状态下，也可以通过驱动器或控制装置的相应技术方案来满足针对根据本发明的方法而给定的上述转速相关的条件。

所述驱动主轴或所述驱动主轴中的至少一个和/或所述从动主轴或所述从动主轴中的至少一个的螺杆型线的内径小于相应螺杆型线的外径的0.7倍。作为补充或替代性方案，所述驱动主轴或所述驱动主轴中的至少一个和/或所述从动主轴或所述从动主轴中的至少一个的螺杆型线的外边缘与壳体之间的平均周向间隙小于相应螺杆型线的外径的0.002倍。针对根据本发明的方法，已对这些特征及其优点进行了讨论。

附图说明

根据以下实施例和相关附图对本发明的其他优点和细节进行说明。其中示意性示出：

图1至3为根据本发明的螺杆泵的实施例的不同详图，通过所述螺杆泵实施根据本发明的方法的实施例，

图4至图7为泵室在根据本发明的方法的实施例中在朝向流体出口打开时的几何形状的变化图示，以及

图8示出针对较高气体分量对所需驱动功率的影响的试验测量。

具体实施方式

图1、2和3为用于输送流体的螺杆泵的不同详图，所述流体是气液混合物。在此情况下，图1为螺杆泵1的驱动主轴5和从动主轴6的透视示意图，其中为清楚起见，未在图1中示出壳体2。图1特别是示出驱动主轴5和从动主轴6的螺杆型线的形状以及所述驱动主轴与所述从动主轴的相互啮合。

图2为端侧剖面图，其中特别是可以识别出驱动主轴5和从动主轴6与壳体2的共同作用，以便形成多个单独的泵室7、8、9，这些泵室又在图1中标示出，因为这些泵室延伸超过图2所示的剖面平面。

此外，为了对通过操作驱动主轴5和从动主轴6而实现的从通过壳体2而形成的流体入口3到通过壳体2而形成的流体出口4的流体输送进行说明，图3还示出垂直于轴向的剖面以及驱动主轴5和从动主轴6的旋转轴所处的平面。

从动主轴6通过未示出的耦合装置与驱动主轴5旋转耦合，其中在这个示例中假定1:1的传动比。因此，在通过驱动器10沿驱动方向11驱动驱动主轴5时，从动主轴6以相反的旋转方向12和相同的转速进行旋转。驱动主轴5的转速以及从动主轴6的转速可以由驱动器10的控制装置32预设。

通过驱动主轴5和从动主轴6的螺杆型线的相互啮合，将处于壳体2中的流体容置在多个彼此隔开的泵室7、8、9中。基于壳体2与驱动主轴5或从动主轴6之间的径向间隙25以及相互啮合的螺杆型线之间留下的轴向间隙，泵室7、8、9的隔开或封闭并不是完全密封的，而是允许泵室7、8、9之间的一定的流体交换，这也可以被视为泄漏。

在驱动主轴5和从动主轴6的图1所示旋转位置中，泵室7朝向流体入口3而打开，因为在图1中，驱动主轴5的螺纹的壁部17的自由端13朝上定向，借此沿周向在所述自由端13与从动主轴6之间留下间隙，流体可以通过所述间隙在泵室7与流体入口3之间流动。相应地，在图1中通过在其外表面用圆点标示而突出示出的泵室8朝向流体出口4而打开，因为限定所述泵室的壁部17的自由端14基于旋转位置又与从动主轴6间隔一定距离，进而形成径向间隙，流体可以流过所述径向间隙。泵室9相对于流体入口3和流体出口4而言都是封闭的。

在沿驱动方向11驱动驱动主轴5时，壁部17的自由端13首先朝向从动线轴6移动，进而首先封闭打开的泵室7。在此情况下，进一步旋转致使封闭的泵室朝向流体出口4移动。然后，在达到一定的打开旋转角度时，朝向流体出口4打开所述泵室，其中在达到所述打开旋转角度后，在进一步旋转90°的情况下产生所述泵室的如图1针对泵室8所示的布局，其中已沿周向在自由端14与从动线轴6之间产生具有一定宽度的间隙。

用于通过螺杆泵1输送液体或气液混合物的所述过程本身在现有技术中是已知的。因此，不再更详细地对其他细节和变体方案(例如使用多个流体入口或多个从动主轴)进行说明。

螺杆泵通常用于流体入口3与流体出口4之间可能出现例如5至50bar的明显压差的区域。如果在此对气液混合物进行输送，则引起气体分量的压缩。在此情况下，常规的螺杆泵以某种方式设计，从而沿轴向产生相对较多的相对彼此而封闭的泵室，例如五到十个相对彼此而封闭的泵室。在此情况下，在各个泵室中实现气体的压缩，具体方式在于，液体从在朝向流体出口的方向上相邻的其中已存在较高压力的泵室回流，进而减少泵室中可用于气体的容积，从而致使气体压缩。然而，如在说明书的概述部分中已论及的那样，气体分量的这种压缩致使螺杆泵的功率需求在气体分量较高的情况下相对较高，即大约与在液体输送时一样高。

已认识到的是，在尽可能避免通过这种液体回流进行气体压缩的情况下，可以大幅降低在对气体分量较高的气液混合物进行输送时的功率消耗，故而基本上只有在朝向流体出口4打开泵室8之后才会实现气体压缩以及泵室7、8、9中的压力升高。这一点在图1至3所示的螺杆泵中通过选择合适的泵几何形状以及通过使用足够高的转速来实现。这样就能确保在达到打开旋转角度之前或期间，与螺杆泵1的存在于流体入口3的区域中的吸入压力相比，相应泵室7、8、9中的压力仅增大了所述吸入压力与流体出口4的区域中的压力之间的压差的百分之几。在打开时泵室中的压力例如可以是比所述吸入压力高出压差的最大10％或最大20％。

如果大致假设只有流体23的微不足道的部分，特别是流体23的液体分量从流体出口4的区域回流至打开的泵室8中，则这大致相当于朝向位于在流体出口4的区域中固定的流体壁33对腔室8中的流体进行压缩。在此情况下，如下面将参照图4至7更准确地进行说明的那样，驱动主轴5沿驱动方向11的旋转引起泵室8的容积缩小，进而引起气体分量的压缩和增压。因此，可以实现与采用气体压缩机时相似的效率，这些气体压缩机通过向刚性壁部输送气体来实现气体的压缩。然而，同时可以继续输送液体分量较高的流体，这对于常规的气体压缩机来说是无法实现的。

在图1所示时间点之前的时间点，泵室8刚好被封闭并且具有图4所示的形状，在所述图1所示时间点，驱动主轴5与图1所示位置相比沿与驱动方向11相反的方向旋转了90°。所述位置相当于打开旋转角度，因为从所述位置沿驱动方向11进行极小的旋转会打开泵室8。

在闭合泵室8时，泵室8的外表面24由壳体2限定，内表面18由驱动主轴5的内径19限定，端面16由形成泵室8的螺杆5的螺纹的壁部17和从动主轴6所覆盖的面20、21限定。

在驱动主轴5沿驱动方向11旋转时，泵室8打开，具体方式在于，将自由端相对于泵室8移动至图5所示位置34。因此，不再通过壁部17在泵室的整个表面上朝向流体出口4来限定所述泵室，而是表面区段22裸露或者由流体壁33限定。如果流体壁33如上所述大致被假定为是刚性的，则会通过缩小泵室8的容积而对泵室8中的气体进行压缩。

驱动主轴5沿驱动方向11进一步旋转90°引起泵室8的图6所示形状，进而引起进一步的压缩。图7示出具有更强烈的压缩的另一旋转状态。

所描述的性能原则上也可以仅通过选择足够高的转速以常规的泵几何形状来实现，其中在某些情况下所需的较高转速可能会导致泵的较大负载或较多磨损。因此，螺杆泵1使用特殊的泵几何形状，其中即使在相对较低的转速下，例如在每分钟1000转或每分钟1800转的情况下，也可以实现所描述的性能。代替在螺杆泵中通常使用多个沿轴向接连设置的泵室，特别是使用相对较少的泵室或相对较少的驱动主轴5和从动主轴6的螺纹圈数。在图1所示旋转位置中，只有一个泵室9相对于流体入口3以及流体出口4而言都是封闭的。在此情况下，根据壁部17的自由端13、14的具体几何形状设计，可以产生最多一个或最多两个同时封闭的泵室，这与所示示例中的驱动主轴5和从动主轴6的旋转状态无关。可最大限度地同时封闭的泵室的适用数量与流体入口的数量成比例，因此，在采用双流泵时，通常可以同时对数量为采用单流泵时的两倍的泵室进行封闭。此外，同时封闭的泵室的最大数量可以根据所使用的从动或驱动主轴的数量按比例进行调整。

通过使用相对较少的沿轴向接连设置的泵室以及相对较少的可最大限度地同时封闭的泵室，可以轴向地实现相对较长的泵室，进而实现具有相对较大容积的泵室，因此，相同量的通过间隙回流至泵室中的液体对泵室中的压力的影响更小。

此外，如特别是在图2中可以清楚看到的那样，对于实现泵室7至9的较大容积而言有利的是，驱动和从动主轴5、6的螺杆型线的内径19在示例中比相应主轴的外径24小大约2倍。

为了避免在打开相应的泵室7、8、9之前过度压缩并借此避免过度的增压，有利的是，通过使用螺杆泵1中的狭窄间隙来实现至相应泵室中的液体回流的最小化。壳体2与驱动主轴5或从动主轴6的相应外径24之间的径向间隙25特别是可以窄于外径24的千分之二。

如上所述，螺杆泵1的泵几何形状和足够高的转速共同作用，以便实现上述效果。在此情况下，就给定的泵几何形状而言，应以某种方式选择转速，使得相应泵室7、8、9朝向流体出口4移动的轴向速度至少为每秒四米和/或在驱动主轴5或从动主轴6的型线外径24处的周向速度至少为每秒15米。

对于原型的试验测量，图8示出X轴26上所施加的螺杆泵的吸入压力与流体出口区域中的压力之间的压差与Y轴上标明的实现所述压差所需的驱动功率之间的关系。在此情况下，曲线28、29示出在每分钟1000转的转速下的这种关系，其中根据曲线28的关系是在进行纯液体输送的情况下产生的，根据曲线29的关系是在所输送流体中的气体分量为95％的情况下产生的。如图8清楚所示，两种情况下所需的驱动功率非常相似，也就是说，在每分钟1000转的速度下，原型仍然具有常规螺杆泵的性能。

曲线30、31示出在每分钟1800转的转速下的相同关系。在此情况下，曲线30涉及纯液体的输送，曲线31涉及气体分量为95％的流体的输送。在此，通过选择足够高的转速实现在打开相应泵室时所输送的流体中气体分量较高的情况下，所述泵室中的压力仅略高于吸入压力，因此，与输送液体相比，输送气体分量较高的流体需要显著减小的驱动功率。在所示示例中，操作螺杆泵所需的功率减少了约25％。如上所述，通过适当地对泵几何形状进行改性，即使在较小的转速下也可以实现这种效果。

Claims (10)

1.一种通过螺杆泵(1)输送流体的方法，所述流体是气液混合物，所述螺杆泵具有形成至少一个流体入口(3)和一个流体出口(4)的壳体(2)，在所述壳体中容置有所述螺杆泵(1)的至少一个驱动主轴(5)和至少一个与所述驱动主轴旋转耦合的从动主轴(6)，在所述驱动主轴(5)的每个旋转位置中，所述驱动主轴和所述从动主轴与所述壳体(2)共同限定多个泵室(7、8、9)，其中通过驱动器(10)沿驱动方向(11)旋转所述驱动主轴(5)，从而封闭所述泵室(7、8、9)中的首先朝相应流体入口(4)打开的相应一个，产生的封闭泵室(7、8、9)轴向地朝向所述流体出口(4)移动，并且在该处在达到打开旋转角度时朝向所述流体出口(4)地打开所述封闭泵室，其特征在于，驱动所述驱动主轴(5)的方式为使得就所述螺杆泵(1)的给定的泵几何形状而言，在达到所述打开旋转角度之前和/或期间，与所述螺杆泵(1)的存在于相应流体入口(3)的区域中的吸入压力相比，相应泵室(7、8、9)中的压力增大了所述吸入压力与所述流体出口(4)的区域中的压力之间的压差的最多20％或最多10％。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，相应驱动主轴(5)和从动主轴(6)的螺杆型线的选定方式为使得在所述驱动主轴(5)的360°的旋转角的范围内，每个驱动主轴(5)和从动主轴(6)的泵室(7、8、9)的数量的平均值最大为1.5，所述泵室相对于所述流体入口(3)和所述流体出口(4)而言都是封闭的。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述方法的范围内，在至少一个时间间隔内对气体分量至少为90％的气液混合物进行输送，和/或，在所述方法的范围内，在至少另一时间间隔内对液体分量至少为70％的气液混合物进行输送。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所使用的螺杆泵(1)的泵几何形状和的转速的选定方式为使得在朝向所述流体出口(4)进行轴向运动期间，所述相应泵室(7、8、9)的轴向速度至少为4m/s。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所使用的螺杆泵(1)的泵几何形状的选定方式为使得所述驱动主轴(5)或所述驱动主轴(5)中的至少一个和/或所述从动主轴(6)或所述从动主轴(6)中的至少一个的螺杆型线的内径(19)小于所述相应螺杆型线的外径(24)的0.7倍。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述所使用的螺杆泵(1)的泵几何形状的选定方式为使得所述驱动主轴(5)或所述驱动主轴(5)中的至少一个和/或所述从动主轴(6)或所述从动主轴(6)中的至少一个的螺杆型线的外边缘与所述壳体(2)之间的平均周向间隙(25)小于所述相应螺杆型线的外径(24)的0.002倍。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述所使用的螺杆泵(1)的泵几何形状和转速的选定方式为使得所述驱动主轴(5)或所述驱动主轴(5)中的至少一个和/或所述从动主轴(6)或所述从动主轴(6)中的至少一个的型线外径(24)处的周向速度至少为15m/s。

8.一种用于输送流体的螺杆泵，所述流体是气液混合物，其中所述螺杆泵(1)具有形成至少一个流体入口(3)和一个流体出口(4)的壳体(2)，在所述壳体中容置有所述螺杆泵(1)的至少一个驱动主轴(5)和至少一个与所述驱动主轴旋转耦合的从动主轴(6)，在所述驱动主轴(5)的每个旋转位置中，所述驱动主轴和所述从动主轴与所述壳体(2)共同限定多个泵室(7、8、9)，其中所述螺杆泵(1)具有驱动器(10)，其适于沿驱动方向(11)旋转所述驱动主轴(5)，从而封闭所述泵室(7、8、9)中的首先朝相应流体入口(3)打开的相应一个，所述产生的封闭泵室(7、8、9)轴向地朝向所述流体出口(4)移动，并且在该处在达到打开旋转角度时朝向所述流体出口(4)地打开所述封闭泵室，其特征在于，相应驱动主轴(5)和从动主轴(6)的螺杆型线的选定方式为使得在所述驱动主轴(5)的360°的旋转角的范围内，每个驱动主轴(5)和从动主轴(6)的泵室(7、8、9)的数量的平均值最大为1.5，所述泵室相对于所述流体入口(3)和所述流体出口(4)而言都是封闭的。

9.根据权利要求8所述的螺杆泵，其特征在于，所述驱动主轴(5)或所述驱动主轴(5)中的至少一个和/或所述从动主轴(6)或所述从动主轴(6)中的至少一个的螺杆型线的内径(19)小于所述相应螺杆型线的外径(24)的0.7倍.

10.根据权利要求8或9所述的螺杆泵，其特征在于，所述驱动主轴(5)或所述驱动主轴(5)中的至少一个和/或所述从动主轴(6)或所述从动主轴(6)中的至少一个的螺杆型线的外边缘与所述壳体(2)之间的平均周向间隙(25)小于所述相应螺杆型线的外径(24)的0.002倍。

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