CN201358922Y - 输送液化天然气的潜液式低温泵 - Google Patents

Abstract

输送液化天然气的潜液式低温泵，属于低温液化气体输送设备设计制造技术领域。包括叶轮组、叶轮壳体、电机、高真空绝热容器、径向轴承、止推碟形弹簧、电缆引出装置、导流器、诱导轮、密封盖、排液管和径向支承。本实用新型低温泵安装在充有液化天然气液体的高真空绝热容器内，克服了轴封泄漏问题，提高了使用安全性。启动电机，液化天然气被高速旋转叶轮给予动能，沿排液管排出，通过变频控制器控制电机的转速调节输送流量。高真空绝热容器的双层壳体结构还可以起到屏蔽噪音的作用。采用低温电缆和防爆型快速接插装置，符合易燃介质条件下的工作要求。本实用新型是推广液化天然气清洁汽车的基础设备，有利于减少汽车尾气对环境的污染。

Description

输送液化天然气的潜液式低温泵

技术领域

本实用新型涉及一种输送液化天然气体的低温泵，特别是一种用于汽车燃料加注站输送液化天然气的潜液式低温泵。属于低温液化气体输送设备设计制造技术领域。

背景技术

低温液化气体通常简称为低温液体，由于低温液体的温度远低于环境温度，而且通常都处于饱和状态。在环境条件的加热作用下，将使低温液体产生汽化，汽化的数量与热量传递的数量成正比。因此，在低温液体输送过程中形成气、液两相流，影响输送效率，严重时影响输送的正常进行。

低温液体的输送通常采用压力输送法或泵输送的方法。压力输送法需要有增压的辅助过程，操作时间长，增压时有热量进入系统，不利于低温介质的储存。泵输送法是利用机械功来输送低温流体，具有启动便捷、输送速度快等优点。通过调节泵的转速，还可以调节输送的流量。

液化天然气汽车补充液化天然气燃料，要求安全可靠、快捷方便，通常的加注时间在5～8分钟之内。因此，液化天然气低温泵是液化天然气加注站的必备设备。

低温泵设计和制造技术的难度比较高，国内发展相对比较晚。目前的低温泵产品主要是开式的离心泵和活塞泵，用于空分行业的液态氧、氮、氩产品。易燃易爆类低温介质输送泵，技术难度和安全要求更高，国内目前尚无这类低温泵的产品，尤其是用于液化天然气汽车加气的低温输送泵。国外虽有这类产品，但结构复杂，价格昂贵。液化天然气用作汽车燃料，具有降低汽车尾气污染环境的作用，得到国家的高度重视，开发液化天然气低温泵不仅是当前发展液化天然气汽车的需要，对我国迅速发展的液化天然气工业，也具有重大的意义。

实用新型内容

为了克服已有技术的不足，本实用新型提出了一种潜液式液化天然气低温泵。本实用新型的技术方案是：包括叶轮组、叶轮壳体、电机、高真空绝热容器、径向轴承、止推碟形弹簧、电缆引出装置、导流器、诱导轮、密封盖、排液管和径向支承。高真空绝热容器为圆柱形双层壳体结构，高真空绝热容器和密封盖采用法兰连接，连接处设置有耐低温的密封圈，用螺钉压紧密封圈，以保证其密封性。在高真空绝热容器筒体上，开有液化天然气注入口和蒸发气体的排出口，在密封盖中心开有液化天然气排出口。叶轮组置于叶轮壳体内，并与电机轴连接，电机罩壳和叶轮壳体固接成一体。两者均置于高真空绝热容器内。排液管11的一端与电机罩壳连接，另一端穿过液化天然气排出口与密封盖固接。诱导轮安装在叶轮组入口处的轴上，导流器安装在叶轮组入口处的叶轮壳体上。导流器和诱导轮可改善叶轮组入口的流动阻力和防止产生涡流和气蚀。径向轴承设置在电机两端的主轴上，承载叶轮旋转时产生的径向力。止推蝶形弹簧安装在电机主轴的顶端，止推蝶形弹簧具有变刚度特性，可自动补偿旋转时产生的轴向力。径向支承两端分别与高真空绝热容器的内壁和叶轮壳体固接，防止叶轮组和电机的径向晃动。电缆引出装置安装在密封盖上，在密封盖上开有和电缆引出装置相配的孔，从电机绕组引出的低温电缆穿过孔与电缆引出装置连接。电缆引出装置与快速连接插座连接。高真空绝热容器内部充有液化天然气液体，使叶轮组和电机浸没在液化天然气液体中，确保启动时叶轮组入口都是液态流体。电机采用耐低温树脂作为电机绕组的绝缘，使电机在-196℃的环境下能正常工作。叶轮组叶轮数量与泵的设计扬程有关。潜液式液化天然气低温泵启动时，需要先进行预冷和蓄液。通过液化天然气注入口，将液化天然气输入至高真空绝热容器内，直至叶轮组和电机均浸没在液化天然气中，启动电机。液化天然气被高速旋转叶片给予动能，沿着排液管从液化天然气排出口排出。蒸发的天然气从蒸发气体排出口排出。通过变频控制器控制电机的转速，可以根据需要调节输送的流量。

本实用新型的有益效果：本实用新型低温泵安装在一个封闭的容器内，没有像普通泵那样的轴封泄漏问题，提高了使用的安全性。高真空容器的双层壳体结构不仅起到绝热作用，而且可以起到屏蔽噪音的作用，使泵工作噪声不超过55分贝。本实用新型还采用低温电缆和防爆型快速接插装置，使之符合易燃介质条件下的工作要求。本实用新型是推广液化天然气清洁汽车的基础设备，有利于减少汽车尾气对环境的污染。具有显著的经济效益和社会效益。

附图说明

图1是本实用新型潜液式低温泵结构示意图。

图中，1叶轮组、2叶轮壳体、3电机、4高真空绝热容器、5径向轴承、6止推碟形弹簧、7电缆引出装置、8导流器、9诱导轮、10密封盖、11排液管、12液化天然气注入口、13蒸发气体的排出口、14液化天然气排出口、15径向支承。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施作进一步描述。

如图1所示，本实用新型包括：叶轮组1、叶轮壳体2、电机3、高真空绝热容器4、径向轴承5、止推碟形弹簧6、电缆引出装置7、导流器8、诱导轮9、密封盖10、排液管11和径向支承15。

高真空绝热容器4为圆柱形双层壳体结构，采用耐低温的奥氏体不锈钢材料制造。双层壳体内抽真空，真空度≤1×10^-2Pa，高真空绝热容器4和密封盖10采用法兰连接，连接处设置有耐低温的密封圈，用螺钉压紧密封圈，以保证其密封性。在高真空绝热容器4筒体上，开有液化天然气注入口12和蒸发气体的排出口13，在密封盖中心开有液化天然气排出口14。

叶轮组1置于叶轮壳体2内，并与电机3轴连接，电机罩壳和叶轮壳体2固接成一体。两者均置于高真空绝热容器4内。排液管11的一端与电机罩壳连接，另一端穿过液化天然气排出口14与密封盖10固接。

诱导轮9安装在叶轮组1入口处的轴上，导流器8安装在叶轮组1入口处的叶轮壳体2上。导流器8和诱导轮9可改善叶轮组1入口的流动阻力和防止产生涡流和气蚀。径向轴承5设置在电机两端的主轴上，承载叶轮旋转时产生的径向力。2片或多片止推蝶形弹簧6安装在电机3主轴的顶端，止推蝶形弹簧6具有变刚度特性，可自动补偿旋转时产生的轴向力。

径向支承15两端分别与高真空绝热容器4的内壁和叶轮壳体2固接，防止叶轮组1和电机3的径向晃动。

电缆引出装置7安装在密封盖10上，在密封盖10上开有和电缆引出装置7相配的孔，从电机绕组引出的低温电缆穿过孔与电缆引出装置7连接。电缆引出装置7与快速连接插座连接。

高真空绝热容器4内部充有液化天然气液体，使叶轮组1和电机3浸没在液化天然气液体中，确保启动时叶轮组入口都是液态流体。电机3采用耐低温树脂作为电机绕组的绝缘，使电机在-196℃的环境下能正常工作。叶轮组1叶轮数量与泵的设计扬程有关，为2～4片。

潜液式液化天然气低温泵启动时，需要先进行预冷和蓄液。通过液化天然气注入口12，将液化天然气输入至高真空绝热容器4内，直至叶轮组1和电机3均浸没在液化天然气中，启动电机3。液化天然气被高速旋转叶片给予动能，沿着排液管11从液化天然气排出口14排出。蒸发的天然气从蒸发气体排出口13排出。潜液式液化天然气低温泵达到的技术指标如下：

设计温度：-196℃

电源：380V 50Hz 3相

输入功率：11Kw

设计流量：200L/min

工作转速：1500～5500rpm

级数：2级

设计扬程：220m

吸入静压：1～4m

Claims (3)

1、一种输送液化天然气的潜液式低温泵，包括：叶轮组(1)、叶轮壳体(2)、电机(3)、高真空绝热容器(4)、径向轴承(5)、止推碟形弹簧(6)、电缆引出装置(7)、导流器(8)、诱导轮(9)、密封盖(10)、排液管(11)和径向支承(15)；其特征在于高真空绝热容器(4)为圆柱形双层壳体结构，高真空绝热容器(4)和密封盖(10)采用法兰连接，在高真空绝热容器(4)筒体上，开有液化天然气注入口(12)和蒸发气体的排出口(13)，在密封盖中心开有液化天然气排出口(14)；叶轮组(1)置于叶轮壳体(2)内，并与电机(3)轴连接，电机罩壳和叶轮壳体(2)固接成一体；两者均置于高真空绝热容器(4)内；排液管(11)的一端与电机罩壳连接，另一端穿过液化天然气排出口(14)与密封盖(10)固接；诱导轮(9)安装在叶轮组(1)入口处的轴上，导流器(8)安装在叶轮组(1)入口处的叶轮壳体(2)上；径向支承(15)两端分别与高真空绝热容器(4)的内壁和叶轮壳体(2)固接；电缆引出装置(7)安装在密封盖(10)上，在密封盖(10)上开有和电缆引出装置(7)相配的孔，从电机绕组引出的低温电缆穿过孔与电缆引出装置(7)连接；电缆引出装置(7)与快速连接插座连接；高真空绝热容器(4)内部充有液化天然气液体。

2、根据权利要求1所述的输送液化天然气的潜液式低温泵，其特征是所述的高真空绝热容器(4)采用耐低温的奥氏体不锈钢材料制造；双层壳体内抽真空，真空度≤1×10^-2Pa。

3、根据权利要求1所述的输送液化天然气的潜液式低温泵，其特征是所述的电机(3)是采用耐低温树脂作为电机绕组的绝缘；叶轮组(1)的叶轮数量为2-4片。

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