CN203098398U - 一种叶片式气液混输泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于水泵技术领域，具体涉及一种广泛应用于石油、化工等行业的用来输送含有气体的液体介质的叶片式气液混输泵。本实用新型包括悬架部件、泵体、主轴和密封部件；主轴伸出在泵体外侧的另一端端头处固设有叶轮，叶轮的外侧盖设有吸入段，且叶轮和吸入段之间设有供液体流过的狭窄间隙，吸入段与泵体固定联接；吸入段的远离泵体的一侧设置为供液体进入的吸入口，泵体上设置有出口；吸入段、叶轮和泵体三者彼此配合，并在自吸入段的吸入口至泵体的出口之间构成沿主轴的径向逐渐向外扩散的光滑流道。实践证明，当液体中的含气量达到30%时，本实用新型仍能正常工作，从而本实用新型可广泛应用于石油、化工等行业以用来输送含有气体的液体介质。

Description

一种叶片式气液混输泵

技术领域

本实用新型属于水泵技术领域，具体涉及一种广泛应用于石油、化工等行业的用来输送含有气体的液体介质的叶片式气液混输泵。

背景技术

一般离心泵是通过离心叶轮旋转产生的离心力对输送介质做功，要求其输送的介质为均一、同一性的牛顿流体。当输送气液两相流体时，由于气体比重较小，离心力对气体作用小，导致气体不能及时排出。当泵体内的存气量较多时，便会造成泵的断流、振动以及密封损坏等问题，从而使泵不能正常工作。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种叶片式气液混输泵，本叶片式气液混输泵能够使介质中的气体随介质液体一起排出泵体而不会存留在泵体中，保证了泵体的稳定工作和输送效率，具有良好的经济及社会效益。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种叶片式气液混输泵，包括悬架部件，悬架部件的前端与泵体固定联接，本叶片式气液混输泵还包括主轴；所述主轴的一端穿过泵体并与悬架部件固定联接，主轴的伸入在泵体内侧的轴身上包覆有密封部件，所述主轴的伸出在泵体外侧的另一端端头处固设有叶轮，叶轮的外侧盖设有吸入段，且叶轮和吸入段之间设有供液体流过的狭窄间隙，所述吸入段与泵体固定联接；所述吸入段的远离泵体的一侧设置为供液体进入的吸入口，所述泵体上设置有出口；所述吸入段、叶轮和泵体三者彼此配合，并在自吸入段的吸入口至泵体的出口之间构成沿主轴的径向逐渐向外扩散的光滑流道。

同时，本实用新型还可以通过以下技术措施得以进一步实现：

优选的，所述吸入段包括外壳和固设在外壳内侧的导流锥，所述外壳的一侧设置为所述的吸入口，另一侧设置为与泵体内腔相联通的排出口，且外壳设置为吸入口小而排出口大的喇叭状；所述导流锥呈圆锥状，且圆锥状导流锥的轴线与喇叭状外壳的轴线均与主轴的轴线相重合，且导流锥的锥头部设置为正对着外壳的吸入口；导流锥的外圆锥面与外壳的内表面之间构成沿主轴的径向逐渐向外扩散的第一光滑流道；所述导流锥的锥底部与外壳的排出口之间设置有容纳叶轮的空部。

进一步的，所述吸入段的外壳和导流锥之间设置有平板状的导流片，所述平板状的导流片，所述导流片沿导流锥的外圆锥面均匀分布，且任意一个导流片的板面所处的平面与所述导流锥的轴线共面。

优选的，所述叶轮包括圆台状的轮毂和设置在轮毂外侧的叶片，所述轮毂的轴线与主轴的轴线相重合；轮毂的靠近导流锥的一端与所述导流锥的锥底大小相吻合，且轮毂的远离导流锥一端的截面尺寸大于轮毂的靠近导流锥一端的截面尺寸；所述轮毂的外圆周面、叶片以及外壳的内表面之间构成与所述第一光滑流道相连的沿主轴的径向逐渐向外扩散的第二光滑流道。

进一步的，所述叶片呈流线型，且叶片自轮毂靠近导流锥的一端至轮毂远离导流锥的一端呈螺旋状旋绕固定在所述轮毂的外圆周面上。

更进一步的，所述叶片设置为三个，且三个叶片的起始端沿所述轮毂的外圆周面均匀布设。

再进一步的，所述叶片的外侧缘呈圆环状，且叶片外侧缘所处的圆环面的轴线与主轴的轴线相重合，叶片的圆环状的外侧缘与所对应的位置处的吸入段外壳的呈圆柱面状的内表面之间设置有供液体流过的狭窄间隙。

作为本实用新型的优选方案，所述泵体内的流道由与所述第二光滑流道联通的便于液体流动过渡的第三光滑流道和与泵体出口相联通以便于液体排出的螺旋状的第四光滑流道构成，所述第一光滑流道、第二光滑流道、第三光滑流道和第四光滑流道依次相连共同构成所述沿主轴的径向逐渐向外扩散的光滑流道。

进一步的，所述螺旋状的第四光滑流道的断面呈圆形。

本实用新型的有益效果在于：

1）、本实用新型在主轴的伸出在泵体外侧一端的端头处固设有叶轮，所述叶轮的外侧盖设有吸入段，也即本实用新型中的叶轮前伸在吸入段的内侧，使得含气的液体能够提前接受叶轮的作用，从而避免了含气液体在进入泵体以后发生气液分离的现象。

2）、本实用新型在叶轮和吸入段之间设有供液体流过的狭窄间隙，也即叶轮叶片的外缘与吸入段内表面之间的间隙较小，这种狭窄间隙的设置使得当泵在运行过程中吸入微量气体时，泵的性能、振动、噪声不会发生变化，从而确保了泵运行的稳定性，也保证了泵的工作效率。同时由于液体密度大于气体密度，在叶轮旋转产生的离心力的作用下，吸入段中的高压液体会迅速充满叶轮叶片的外缘与吸入段内表面之间的狭窄间隙，并阻止了泵体内的气体返流回低压区，此时气体只能随液体一起排到管路中去，从而实现了气液混输功能。

3）、鉴于液体中携带的气体在泵的光滑流道中由于增压而不断被压缩，因此液体和气体的混合体积逐渐变小，因此本实用新型中的圆台状的叶轮轮毂能够较好地满足此种状况下的流体运动特性，进一步保证了泵的输送效能。

4）、本实用新型中的泵体中还设置有受力较好的圆形断面的螺旋状第四光滑流道，使得高速流动的液体的动能可较好地转化为压能，从而提高了泵的扬程。

5）、实践证明，当液体中的含气量达到30%时，本叶片式气液混输泵仍能正常工作，从而本实用新型可广泛应用于石油、化工等行业以用来输送含有气体的液体介质。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的吸入段的结构示意图。

图3是本实用新型的叶轮的结构示意图。

图4是本实用新型的泵体的结构示意图。

图中标记的含义如下：

10—吸入段  11—外壳  12—导流锥  13—导流片

14—吸入口  15—排出口  16—第一光滑流道

17—第二光滑流道  20—叶轮  21—轮毂  22—叶片

30—泵体  31—第三光滑流道  32—第四光滑流道

33—出口  40—主轴  50—密封部件  60—悬架部件

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明：

如图1所示的一种叶片式气液混输泵，包括悬架部件60，悬架部件60的前端与泵体30固定联接，本叶片式气液混输泵还包括主轴40；所述主轴40的一端穿过泵体30并与悬架部件60固定联接，主轴40的伸入在泵体30内侧的轴身上包覆有密封部件50，所述主轴40的伸出在泵体30外侧的另一端端头处固设有叶轮20，叶轮20的外侧盖设有吸入段10，且叶轮20和吸入段10之间设有供液体流过的狭窄间隙，所述吸入段10与泵体30固定联接；所述吸入段10的远离泵体30的一侧设置为供液体进入的吸入口14，所述泵体30上设置有出口33；所述吸入段10、叶轮20和泵体30三者彼此配合，并在自吸入段10的吸入口14至泵体30的出口33之间构成沿主轴40的径向逐渐向外扩散的光滑流道。

所述的主轴40的作用是保证叶轮20的空间位置及稳定性，同时主轴40将悬架部件60中电动机的机械能传递给叶轮20。

所述密封部件50的作用是泵运行时对处于旋转状态的主轴40进行动密封，以防止泵体30内的液体沿主轴40轴向渗漏。

所述悬架部件60的作用是支撑主轴（40及承受处于旋转状态的叶轮20产生的轴向力。

装配时，将主轴40装于悬架部件60上并固定，并将密封部件50连接在主轴40上，再将泵体30固定在悬架部件60上；然后将叶轮20连接在主轴40的端头部并用螺母固定，再将吸入段10用螺栓紧固在泵体30上，最后固定密封部件50。

优选的，如图1、2所示，所述吸入段10包括外壳11和固设在外壳11内侧的导流锥12，所述外壳11的一侧设置为所述的吸入口14，另一侧设置为与泵体30内腔相联通的排出口15，且外壳11设置为吸入口14小而排出口15大的喇叭状；所述导流锥12呈圆锥状，且圆锥状导流锥12的轴线与喇叭状外壳11的轴线均与主轴40的轴线相重合，且导流锥12的锥头部设置为正对着外壳11的吸入口14；导流锥12的外圆锥面与外壳11的内表面之间构成沿主轴40的径向逐渐向外扩散的第一光滑流道16；所述导流锥12的锥底部与外壳11的排出口15之间设置有容纳叶轮20的空部。

进一步的，如图2所示，所述吸入段10的外壳11和导流锥12之间设置有平板状的导流片13，所述平板状的导流片13，所述导流片13沿导流锥12的外圆锥面均匀分布，且任意一个导流片13的板面所处的平面与所述导流锥12的轴线共面。

优选的，所述叶轮20包括圆台状的轮毂21和设置在轮毂21外侧的叶片22，所述轮毂21的轴线与主轴40的轴线相重合；轮毂21的靠近导流锥12的一端与所述导流锥12的锥底大小相吻合，且轮毂21的远离导流锥12一端的截面尺寸大于轮毂21的靠近导流锥12一端的截面尺寸；所述轮毂21的外圆周面、叶片22以及外壳11的内表面之间构成与所述第一光滑流道16相连的沿主轴40的径向逐渐向外扩散的第二光滑流道17。

进一步的，所述叶片22呈流线型，且叶片22自轮毂21靠近导流锥12的一端至轮毂21远离导流锥12的一端呈螺旋状旋绕固定在所述轮毂21的外圆周面上。

更进一步的，所述叶片22设置为三个，且三个叶片的起始端沿所述轮毂21的外圆周面均匀布设。

再进一步的，所述叶片22的外侧缘呈圆环状，且叶片22外侧缘所处的圆环面的轴线与主轴40的轴线相重合，叶片22的圆环状的外侧缘与所对应的位置处的吸入段外壳11的呈圆柱面状的内表面之间设置有供液体流过的狭窄间隙。

综合上述，所述的吸入段10的作用是将被输送的介质沿吸入段10中的第一光滑流道16逐步过渡，并将输送介质均匀导入叶轮20与外壳11内表面之间的第二光滑流道17。由于叶轮叶片22的圆环状的外侧缘与吸入段外壳11的呈圆柱面状的内表面之间的间隙很小，且液体密度大于气体密度，故在离心力的作用下，吸入段10中的高压液体会迅速充满叶轮叶片22的外侧缘与吸入段外壳11之间的狭窄间隙，并阻止了泵体30内的气体流向低压区。

所述叶轮20的作用是将悬架部件60中电动机的机械能量转化为压力能和速度能。叶轮20前伸在吸入段10内，使得含气液体提前接受叶轮20的作用，从而避免了含气液体在进入泵体内的光滑流道后发生气液分离的现象。

同时鉴于含气液体中的气体由于增压而不断被压缩，含气液体的混合体积逐渐变小，则本实用新型中的叶轮轮毂21设置为圆台状，也即叶轮轮毂21的外圆周面沿液体的输送方向呈逐渐扩大的锥状，由于与叶轮轮毂21对应位置处的吸入段外壳11的壳体呈圆柱状，因此叶轮轮毂21与吸入段外壳11之间的空间沿液体的输送方向逐渐减小，从而使本实用新型的结构符合流体的运动特性，进一步保证了含气液体的顺利输送。

作为本实用新型的优选方案，如图1、4所示，所述泵体30内的流道由与所述第二光滑流道17联通的便于液体流动过渡的第三光滑流道31和与泵体出口33相联通以便于液体排出的螺旋状的第四光滑流道32构成，所述第一光滑流道16、第二光滑流道17、第三光滑流道31和第四光滑流道32依次相连共同构成所述沿主轴40的径向逐渐向外扩散的光滑流道。

进一步的，所述螺旋状的第四光滑流道32的断面呈受力较好的圆形。

所述泵体30的作用是将被叶轮20作用后的含气液体沿主轴40的径向逐步过渡引流排出，同时将含气液体的速度能较好地转化为压能，以提高泵的扬程。

本实用新型工作时，含气液体从吸入段10的吸入口14进入吸入段壳体11，含气液体沿第一光滑流道16被均匀地导入叶轮20与吸入段壳体11之间的第二光滑流道17，高速旋转的叶轮20带动含气液体同步运转，并将含气液体导向泵体30中的第三光滑流道31和螺旋状的第四光滑流道32，在此过程中，叶轮20将电动机的机械能转变为含气液体的压力能和速度能，含气液体经泵体30中的第四光滑流道32即压出室和出口33而被排出泵体。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种叶片式气液混输泵，包括悬架部件（60），悬架部件（60）的前端与泵体（30）固定联接，其特征在于：本叶片式气液混输泵还包括主轴（40）；所述主轴（40）的一端穿过泵体（30）并与悬架部件（60）固定联接，主轴（40）的伸入在泵体（30）内侧的轴身上包覆有密封部件（50），所述主轴（40）的伸出在泵体（30）外侧的另一端端头处固设有叶轮（20），叶轮（20）的外侧盖设有吸入段（10），且叶轮（20）和吸入段（10）之间设有供液体流过的狭窄间隙，所述吸入段（10）与泵体（30）固定联接；

所述吸入段（10）的远离泵体（30）的一侧设置为供液体进入的吸入口（14），所述泵体（30）上设置有出口（33）；所述吸入段（10）、叶轮（20）和泵体（30）三者彼此配合，并在自吸入段（10）的吸入口（14）至泵体（30）的出口（33）之间构成沿主轴（40）的径向逐渐向外扩散的光滑流道。

2.根据权利要求1所述的叶片式气液混输泵，其特征在于：所述吸入段（10）包括外壳（11）和固设在外壳（11）内侧的导流锥（12），所述外壳（11）的一侧设置为所述的吸入口（14），另一侧设置为与泵体（30）内腔相联通的排出口（15），且外壳（11）设置为吸入口（14）小而排出口（15）大的喇叭状；所述导流锥（12）呈圆锥状，且圆锥状导流锥（12）的轴线与喇叭状外壳（11）的轴线均与主轴（40）的轴线相重合，且导流锥（12）的锥头部设置为正对着外壳（11）的吸入口（14）；导流锥（12）的外圆锥面与外壳（11）的内表面之间构成沿主轴（40）的径向逐渐向外扩散的第一光滑流道（16）；所述导流锥（12）的锥底部与外壳（11）的排出口（15）之间设置有容纳叶轮（20）的空部。

3.根据权利要求2所述的叶片式气液混输泵，其特征在于：所述吸入段（10）的外壳（11）和导流锥（12）之间设置有平板状的导流片（13），所述平板状的导流片（13），所述导流片（13）沿导流锥（12）的外圆锥面均匀分布，且任意一个导流片（13）的板面所处的平面与所述导流锥（12）的轴线共面。

4.根据权利要求2或3所述的叶片式气液混输泵，其特征在于：所述叶轮（20）包括圆台状的轮毂（21）和设置在轮毂（21）外侧的叶片（22），所述轮毂（21）的轴线与主轴（40）的轴线相重合；轮毂（21）的靠近导流锥（12）的一端与所述导流锥（12）的锥底大小相吻合，且轮毂（21）的远离导流锥（12）一端的截面尺寸大于轮毂（21）的靠近导流锥（12）一端的截面尺寸；所述轮毂（21）的外圆周面、叶片（22）以及外壳（11）的内表面之间构成与所述第一光滑流道（16）相连的沿主轴（40）的径向逐渐向外扩散的第二光滑流道（17）。

5.根据权利要求4所述的叶片式气液混输泵，其特征在于：所述叶片（22）呈流线型，且叶片（22）自轮毂（21）靠近导流锥（12）的一端至轮毂（21）远离导流锥（12）的一端呈螺旋状旋绕固定在所述轮毂（21）的外圆周面上。

6.根据权利要求5所述的叶片式气液混输泵，其特征在于：所述叶片（22）设置为三个，且三个叶片的起始端沿所述轮毂（21）的外圆周面均匀布设。

7.根据权利要求6所述的叶片式气液混输泵，其特征在于：所述叶片（22）的外侧缘呈圆环状，且叶片（22）外侧缘所处的圆环面的轴线与主轴（40）的轴线相重合，叶片（22）的圆环状的外侧缘与所对应的位置处的吸入段外壳（11）的呈圆柱面状的内表面之间设置有供液体流过的狭窄间隙。

8.根据权利要求7所述的叶片式气液混输泵，其特征在于：所述泵体（30）内的流道由与所述第二光滑流道（17）联通的便于液体流动过渡的第三光滑流道（31）和与泵体出口（33）相联通以便于液体排出的螺旋状的第四光滑流道（32）构成，所述第一光滑流道（16）、第二光滑流道（17）、第三光滑流道（31）和第四光滑流道（32）依次相连共同构成所述沿主轴（40）的径向逐渐向外扩散的光滑流道。

9.根据权利要求8所述的叶片式气液混输泵，其特征在于：所述螺旋状的第四光滑流道（32）的断面呈圆形。

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