CN204175637U - Lng潜液泵叶轮 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种LNG潜液泵叶轮，包括主要由叶轮前盖板和叶轮后盖板组成的叶轮本体，所述叶轮前盖板的前端设叶轮进口，叶轮前盖板和叶轮后盖板之间形成叶轮出口，还包括叶轮背叶片和前口环，所述叶轮背叶片设置于叶轮后盖板的背面，且以叶轮后盖板的中心为圆心成发射状分布；背叶片结构可平衡轴向力 ，增加轴承使用寿命，减小容积损失，提高泵的效率。前口环设于叶轮进口处。潜液泵启动运行后，叶轮在电机的带动下做高速旋转运动，液体介质在背叶片离心力作用下，进而减小了轴向推力；叶轮进口为低压液体，液体由高压到低压泄漏，四头右旋螺纹随叶轮做高速旋转运动，阻止液体往低压处泄漏；LNG潜液泵的效率和使用寿命都有较大提高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种LNG潜液泵叶轮，属于液化天然气技术领域。
背景技术
LNG是液化天然气（liquefied natural gas）的缩写。主要成分是甲烷。LNG无色、无味、无毒且无腐蚀性，其体积约为同量气态天然气体积的1/600。因此液化天然气是天然气储存和运输的有效方式，近年来得到了迅速的发展。
LNG潜液泵是一种将泵与电机整体安装在密封金属容器内，能够做到零泄漏，避免产生爆炸性环境，消除引燃条件的输送液化天然气及相关低温液体的核心动力输出设备，目前自主研制需要解决的关键问题包括：LNG潜液泵电气设备研究，主要是低温电绝缘材料和低温电缆的研究、电气连接处的密封技术研究、潜液式电机的润滑冷却技术研究和电机低温工作特性几方面；LNG潜液泵泵体研究，主要是LNG在泵内汽蚀规律研究，低温潜液泵叶轮及诱导轮结构设计于优化及LNG潜液泵自平衡机构的研究。
由于LNG的低温和易燃的特性，输送泵不仅要能承受低温的性能，而且对泵的气密性和电气安全性能要求更高。此外，低温LNG中的电机润滑和冷却、泵体中可能发生的LNG气化、电机转子与泵体叶轮共同用同一根轴所带来的平衡性问题等，成为LNG潜液泵不同于一般泵体的主要特性，解决这些问题是研制LNG潜液泵的关键所在。
随着LNG技术的高速发展，对LNG加液设备的功能要求更高，故决定了LNG加液设备必须不断完善功能的特性，现有的LNG低温浸没式潜液泵，液体的流入和流出都受到限制，使泵的功率偏低。
如附图1所示，现有的潜液泵叶轮采用迷宫式密封结构，其包括前盖板101和后盖板102，在后盖板102的中部开设有平衡孔103，在后盖板102上海设有后口环104，通过加设的后口环来平衡叶轮的整个轴向力。叶轮的进口处采用迷宫式密封结构105。该潜液泵叶轮通过开设平衡孔103来平衡轴向力，一部分高压液体经平衡孔泄漏到叶轮进口，容积损失较大，降低了泵效率。后口环104平衡轴向力小，增加了叶轮加工及装配难度，且该后口环处易磨损；另外，迷宫式密封结构105不能完全密封前盖板处的泄漏。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：提供一种LNG潜液泵叶轮，增加叶轮效率，平衡轴向力，减小叶轮进口处泄漏；解决在后盖板上开设平衡孔，以及设置后口环而引起的泄漏，从而能有效的解决上述现有技术中存在的问题。
本实用新型的目的是通过下述技术方案来实现：一种LNG潜液泵叶轮，包括主要由叶轮前盖板和叶轮后盖板组成的叶轮本体，所述叶轮前盖板的前端设叶轮进口，叶轮前盖板和叶轮后盖板之间形成叶轮出口，还包括叶轮背叶片和前口环，所述叶轮背叶片设置于叶轮后盖板的背面，且以叶轮后盖板的中心为圆心成发射状分布；背叶片结构可平衡轴向力 ，增加轴承使用寿命，减小容积损失，提高泵的效率。前口环设于叶轮进口处。
潜液泵启动运行后，叶轮在电机的带动下做高速旋转运动，叶轮背叶片跟着叶轮本体做高速旋转运动，液体介质在叶轮背叶片离心力的作用下，靠叶轮出口处为高压；靠叶轮转轴处为低压；减小了轴向推力。
作为优选方式，所述叶轮后盖板和叶轮前盖板均为圆形，叶轮后盖板的面积大于叶轮前盖板的面积，因此轴向力指向叶轮进口。
作为优选方式，所述前口环为四头右旋螺纹结构，叶轮进口处通过前口环与潜液泵的其他部件配合，由于前口环为四头右旋螺纹结构，因此，避免了该处的介质泄漏。
叶轮前盖板液体压力与叶轮出口处相同；叶轮进口为低压液体，液体由高压到低压泄漏，四头右旋螺纹随叶轮做高速旋转运动；右旋螺纹对液体做功，阻止液体往低压处泄漏，减小了前口环容积损失。
作为优选方式，所述叶轮背叶片为五个条形状，形成发射状的五角星形。
作为优选方式，还包括由若干叶片组成的叶片组，叶片组设于叶轮前盖板和叶轮后盖板之间，叶片组、叶轮前盖板、叶轮后盖板和叶轮背叶片同轴设置。
作为进一步优选方式，所述相邻两叶片之间设有叶片流道。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果：本实用新型LNG潜液泵叶轮增加了泵效率，平衡了轴向力，减小了叶轮进口处泄漏；具备如下优点：
1. 潜液泵启动运行后，叶轮在电机的带动下做高速旋转运动，叶轮背叶片跟着叶轮做高速旋转运动，液体介质在背叶片离心力作用下，靠叶轮出口处为高压，靠叶轮转轴处为低压，进而减小了轴向推力；
2. 叶轮前盖板液体压力与叶轮出口处相同；叶轮进口为低压液体，液体由高压到低压泄漏，四头右旋螺纹随叶轮做高速旋转运动，螺纹对液体做功，阻止液体往低压处泄漏；
3. 将本叶轮应用于LNG潜液泵，泵的效率和使用寿命都有较大提高。
附图说明
图1是现有LNG潜液泵叶轮的结构示意图。
图2是本实用新型LNG潜液泵叶轮的剖面结构示意图；
图3是本实用新型LNG潜液泵叶轮的背面结构示意图；
图4是图3的A-A剖面示意图；
图5是LNG潜液泵的结构示意图。
图1中：前盖板-101， 后盖板-102， 平衡孔-103， 后口环-104， 迷宫式密封结构-105。
图2-5中：1-壳体， 2-一级叶轮， 3-导叶， 4-叶轮背叶片， 5-二级叶轮， 6-叶片流道， 7-前口环， 8-导叶背叶片流道， 9-泵出口， 10-叶轮出口， 11-侧壁通道， 12-斜流通道， 13-定子， 14-转子轴， 15-进液口， 16-叶片， 17-叶轮前盖板， 18-叶轮后盖板， 19-叶轮进口。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型作进一步的说明。
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了相互排斥的特质和/或步骤以外，均可以以任何方式组合，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换，即，除非特别叙述，每个特征之一系列等效或类似特征中的一个实施例而已。
如图2-4所示，本实用新型LNG潜液泵叶轮包括主要由叶轮前盖板17和叶轮后盖板18组成的叶轮本体，所述叶轮前盖板17的前端设叶轮进口19，叶轮前盖板17和叶轮后盖板18之间形成叶轮出口10，所述叶轮后盖板18和叶轮前盖板17均为圆形，叶轮后盖板18的面积大于叶轮前盖板17的面积，因此轴向力指向叶轮进口。本实用新型LNG潜液泵叶轮若干叶片16组成的叶片组、叶轮背叶片4和前口环7，所述叶轮背叶片4设置于叶轮后盖板18的背面，且以叶轮后盖板18的中心为圆心成发射状分布；具体来说，所述叶轮背叶片4为五个条形状，形成发射状的五角星形。前口环7设于叶轮进口19处，所述前口环7为四头右旋螺纹结构。叶片组设于叶轮前盖板17和叶轮后盖板18之间，叶片组、叶轮前盖板17、叶轮后盖板18和叶轮背叶片4同轴设置；所述相邻两叶片16之间设有叶片流道6。
液体从叶轮进口19进入叶轮，叶轮高速旋转产生离心力，经叶片16做功，从叶轮出口10甩出后为高速、高压液体，大部分液体进入导叶3经流道从泵出口9排出，一部分高压液体充满叶轮后盖板与导叶端面的间隙中，一部分高压液体充满潜液泵壳体1与叶轮前盖板17的间隙中。由于叶轮后盖板18面积大于叶轮前盖板17，因此轴向力指向叶轮进口19。
将本叶轮应用于LNG潜液泵中，如图5所示，其工作过程为：
潜液泵包括泵体1，所述泵体1的后端连接有电机上盖，所述泵体的侧壁内设有侧壁通道11，所述侧壁通道11通过斜流通道12与泵出口9连通。所述泵体内设有相互配合的定子13与转子轴14，所述转子轴14伸入泵体前端的工作腔内，所述工作腔内设有导叶3将其分隔为前腔与后腔，所述导叶3上设置的导叶背叶片流道8将前腔与后腔连通，其中前腔和后腔内分别设有套于转子轴14上的叶轮，所述前腔上设有进液口15，所述进液口15处设有套于转子轴上的诱导轮；一级叶轮2安装在前腔的转子轴上，二级叶轮5安装于后腔的转子轴上。
定子线圈绕组可带动转子轴转动，为整个潜液泵提供了动力源，同时转子轴带动叶轮和诱导轮转动，从而可将LNG从进液口吸入到潜液泵中，先被诱导轮吸入到前腔中，可经转动的叶轮实现第一次增压，经增压后的LNG可从导叶上的流道孔进入到后腔中，再被后腔内的叶轮进行第二次增压，使后腔内的LNG具有较高的压力，使经过潜液泵后的流体压力增大；后腔与侧壁通道连通到流液通道，流液通道汇集到同一出液口可将LNG从出液口排出。整个LNG潜液泵内的部件均采用不锈钢材料制成，不锈钢材料具有防锈作用，而且在LNG中收缩均匀，力学性能稳定等优点，寿命长久。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种LNG潜液泵叶轮，包括主要由叶轮前盖板（17）和叶轮后盖板（18）组成的叶轮本体，所述叶轮前盖板的前端设叶轮进口（19），叶轮前盖板（17）和叶轮后盖板（18）之间形成叶轮出口（10），其特征在于：还包括叶轮背叶片（4）和前口环（7），所述叶轮背叶片（4）设置于叶轮后盖板（18）的背面，且以叶轮后盖板（18）的中心为圆心成发射状分布；前口环（7）设于叶轮进口（19）处。
2.如权利要求1所述的LNG潜液泵叶轮，其特征在于：所述叶轮后盖板（18）和叶轮前盖板（17）均为圆形，叶轮后盖板（18）的面积大于叶轮前盖板（17）的面积。
3.如权利要求1所述的LNG潜液泵叶轮，其特征在于：所述前口环（7）为四头右旋螺纹结构。
4.如权利要求1所述的LNG潜液泵叶轮，其特征在于：所述叶轮背叶片（4）为五个条形状，形成发射状的五角星形。
5.如权利要求1所述的LNG潜液泵叶轮，其特征在于：还包括由若干叶片（16）组成的叶片组，叶片组设于叶轮前盖板（17）和叶轮后盖板（18）之间，叶片组、叶轮前盖板（17）、叶轮后盖板（18）和叶轮背叶片（4）同轴设置。
6.如权利要求5所述的LNG潜液泵叶轮，其特征在于：所述相邻两叶片（16）之间设有叶片流道（6）。
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Cited By (3)
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| CN106762687A (zh) * | 2017-01-24 | 2017-05-31 | 安德里茨（中国）有限公司 | 离心泵及泵盖 |
| CN108180162A (zh) * | 2017-12-21 | 2018-06-19 | 江苏双轮泵业机械制造有限公司 | 一种高稳定性的化工离心泵 |
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| CN106593885B (zh) * | 2016-11-22 | 2019-05-24 | 北京控制工程研究所 | 一种空间超低比转速离心泵水力模型 |
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