一种高效大流量高扬程液货泵水力元件的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种液货泵水力元件，尤其涉及一种高效大流量高扬程液货泵水力元件，属于液货泵技术领域。
【背景技术】
[0002]FPSO(Floating Product1n Storage and Off — loading)是一种重要的浮式生产储油系统型式，通常与钻油平台或海底采油系统组成一个完整的采油、原油处理、储油和卸油系统，它的储存和外输两大功能解决了油田连续生产和货油间断外运之间的矛盾，既是集生产、储油、外输、生活、动力于一体的多功能采油设施，又是石油化工、海洋工程和船舶工程的集成产品。随着国际国内油运市场竞争的日趋激烈和人们环保意识的提高，对FPS0、油船、化学品船上向外部泵送液货设备的要求越来越高，对高可靠性、高环保性、高操作性、高维修性设备的需求越来越突出。
[0003]液货泵作为FPSO上货油装卸的执行元件，技术要求高、系统复杂，尤其是高效大流量高扬程水力元件的设计、不同压力流体同心管柱设计、液控大流量高精度调速阀、密封实现及密封监测技术等关键技术均被国外少数公司严密封锁，使得液货泵国产化设计制造难度非常高。现如今国内一些小型离心泵厂商已开始对小型油船上使用的液货泵(700m3/h以下)进行研宄，但由于缺乏对船舶与海洋工程环境的充分了解，缺乏对海工产品的要求全面把握的能力，缺乏科研力量和研发资金，很难进行系统的研发制造。大流量(100mVh及以上)、高扬程(150mlc及以上)的液压驱动液货泵对系统集成性、工作可靠性有更高的要求，国内至今仍无人问津，设计制造大流量高扬程液货泵技术上还处于空白，许多关键技术亟待突破。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是针对现有的液货泵结构复杂，液货残留较多，轴向受力较大，运转可靠性不高的缺陷和不足，提供一种结构合理，液货残留较少，径向力互相平衡，而且轴向受力较小，运转可靠性高的一种高效大流量高扬程液货泵水力元件。
[0005]为实现上述目的，本实用新型的技术解决方案是:一种高效大流量高扬程液货泵水力元件，包括泵壳和叶轮组件，所述泵壳的底部设置有吸入口，泵壳顶部的轴心上安装有轮毂，轮毂的中心孔内安装有泵轴，叶轮组件安装在泵壳的内部，叶轮组件包括前盖板、后盖板和叶片，前盖板安装在泵壳的内部靠近吸入口的一侧，后盖板安装在泵壳的内部靠近轮毂的一侧，前盖板和后盖板之间的区域安装有叶片，并且叶片的轴心与泵轴同轴固定，泵壳外圆切线方向上设置有第一出口和第二出口。
[0006]所述叶片进口部分的前缘为圆头，其倒圆半径为5毫米?8毫米，进口边角度从叶根到叶顶逐渐变化，叶根处角度为17度?18度，叶顶处角度为21度?22度，出口部分后缘为钝头，出口边角度从叶根到叶顶不变化，均为28度?30度，叶片包角为175度?185度。
[0007]所述叶片的厚度沿流向先变大后变小，叶片最大厚度出现在40%?70%叶片长度处，叶片最厚处为9毫米?12毫米，叶片的数量为7?8个。
[0008]所述前盖板由两段圆弧和一段直线组成的曲线旋转加厚而成，第一段圆弧的半径为50毫米?80毫米，第二段圆弧半径为160毫米?180毫米，圆弧与圆弧之间、圆弧与直线之间均光滑连接。
[0009]所述后盖板由一段圆弧和一段直线旋转加厚而成，圆弧半径为170毫米?200毫米，圆弧与直线之间光滑连接。
[0010]所述第一出口和第二出口为以泵壳的轴心为对称中心的中心对称结构，第一出口和第二出口的出口宽度为65毫米?80毫米。
[0011]本实用新型的有益效果是:
[0012]1.本实用新型采用立式布置方式，保证了舱底的液货能有效的输出，液货残留少，而且泵壳采用双出口的中心对称结构，使得使径向力互相平衡，保证了泵运转过程最小的受力。
[0013]2.本实用新型结构合理，运转稳定可靠，叶轮前后摩擦环直径相等，使得轴向力降到了最小，具有优秀的水力性能，解决了高效大流量高扬程液货泵的需求问题，使用范围广泛。
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型的结构示意图。
[0015]图2是本实用新型叶轮的结构示意图。
[0016]图3是图2的左视图。
[0017]图中:泵壳I，轮毂2，泵轴3，前盖板4，后盖板5，叶片6，吸入口 7，第一出口 8，第二出口 9。
【具体实施方式】
[0018]以下结合【附图说明】和【具体实施方式】对本实用新型作进一步的详细描述。
[0019]参见图1至图3，本实用新型的一种高效大流量高扬程液货泵水力元件，包括泵壳I和叶轮组件，其特征在于:所述泵壳I的底部设置有吸入口 7，泵壳I顶部的轴心上安装有轮毂2，轮毂2的中心孔内安装有泵轴3，叶轮组件安装在泵壳I的内部，叶轮组件包括前盖板4、后盖板5和叶片6，前盖板4安装在泵壳I的内部靠近吸入口 7的一侧，后盖板5安装在泵壳I的内部靠近轮毂2的一侧，前盖板4和后盖板5之间的区域安装有叶片6，并且叶片6的轴心与泵轴3同轴固定，泵壳I外圆切线方向上设置有第一出口 8和第二出口 9。
[0020]所述叶片6进口部分的前缘为圆头，其倒圆半径为5毫米?8毫米，进口边角度从叶根到叶顶逐渐变化，叶根处角度为17度?18度，叶顶处角度为21度?22度，出口部分后缘为钝头，出口边角度从叶根到叶顶不变化，均为28度?30度，叶片包角为175度?185度。
[0021]所述叶片6的厚度沿流向先变大后变小，叶片6最大厚度出现在40%?70%叶片长度处，叶片最厚处为9毫米?12毫米，叶片6的数量为7?8个。
[0022]所述前盖板4由两段圆弧和一段直线组成的曲线旋转加厚而成，第一段圆弧的半径为50毫米?80毫米，第二段圆弧半径为160毫米?180毫米，圆弧与圆弧之间、圆弧与直线之间均光滑连接。
[0023]所述后盖板5由一段圆弧和一段直线旋转加厚而成，圆弧半径为170毫米?200毫米，圆弧与直线之间光滑连接。
[0024]所述第一出口 8和第二出口 9为以泵壳I的轴心为对称中心的中心对称结构，第一出口 8和第二出口 9的出口宽度为65毫米?80毫米。
[0025]参见附图1，本实用新型的液货泵水力元件采用立式布置方式，立式的结构布置保证了舱底的液货能有效的输出，液货残留少。泵壳I的底部设置有吸入口 7，泵壳I外圆切线方向上设置有第一出口 8和第二出口 9，第一出口 8和第二出口 9为以泵壳I的轴心为对称中心的中心对称结构，采用双出口的中心对称结构，使得使径向力互相平衡，保证了泵运转过程最小的受力。第一出口 8和第二出口 9的出口宽度为65毫米?80毫米。泵壳I的内腔截面采用圆形，且半径依次增大，从42毫米?44毫米变化到98毫米?100毫米。
[0026]泵壳I顶部的轴心上安装有轮毂2，轮毂2的中心孔内安装有泵轴3，轮毂2用于联接泵轴3和叶轮。叶轮组件包括前盖板4、后盖板5和叶片6，前盖板4安装在泵壳I的内部靠近吸入口 7的一侧，后盖板5安装在泵壳I的内部靠近轮毂2的一侧，前盖板4和后盖板5之间的区域安装有叶片6，并且叶片6的轴心与泵轴3同轴固定。叶片6的数量为7?8个，叶片6进口部分的前缘为圆头，其倒圆半径为5毫米?8毫米，进口边角度从叶根到叶顶逐渐变化，叶根处角度为17度?18度，叶顶处角度为21度?22度，出口部分后缘为钝头，出口边角度从叶根到叶顶不变化，均为28度?30度，叶片包角为175度?185度。叶片6的厚度沿流向先变大后变小，叶片6最大厚度出现在40%?70%叶片长度处，叶片最厚处为9毫米?12毫米。
[0027]前盖板4由两段圆弧和一段直线组成的曲线旋转加厚而成，第一段圆弧的半径为50毫米?80毫米，第二段圆弧半径为160毫米?180毫米，圆弧与圆弧之间、圆弧与直线之间均光滑连接。后盖板5由一段圆弧和一段直线旋转加厚而成，圆弧半径为170毫米?200毫米，圆弧与直线之间光滑连接。本实用新型具有优秀的水力性能，经数值模拟与样机试验验证，排量达到800?1300m3/h，扬程达到135?170mlC，水力效率达到80%?84%，从而解决了高效大流量高扬程液货泵的需求问题。
【主权项】
1.一种高效大流量高扬程液货泵水力元件，包括泵壳(I)和叶轮组件，其特征在于:所述泵壳(I)的底部设置有吸入口(7)，泵壳(I)顶部的轴心上安装有轮毂(2)，轮毂(2)的中心孔内安装有泵轴(3 )，叶轮组件安装在泵壳(I)的内部，叶轮组件包括前盖板(4)、后盖板(5)和叶片(6)，前盖板(4)安装在泵壳(I)的内部靠近吸入口(7)的一侧，后盖板(5)安装在泵壳(I)的内部靠近轮毂(2)的一侧，前盖板(4)和后盖板(5)之间的区域安装有叶片(6)，并且叶片(6)的轴心与泵轴(3)同轴固定，泵壳(I)外圆切线方向上设置有第一出口(8)和第二出口(9)。
2.根据权利要求1所述的一种高效大流量高扬程液货泵水力元件，其特征在于:所述叶片(6)进口部分的前缘为圆头，其倒圆半径为5毫米?8毫米，进口边角度从叶根到叶顶逐渐变化，叶根处角度为17度?18度，叶顶处角度为21度?22度，出口部分后缘为钝头，出口边角度从叶根到叶顶不变化，均为28度?30度，叶片包角为175度?185度。
3.根据权利要求1所述的一种高效大流量高扬程液货泵水力元件，其特征在于:所述叶片(6)的厚度沿流向先变大后变小，叶片(6)最大厚度出现在40%?70%叶片长度处，叶片最厚处为9毫米?12毫米，叶片(6)的数量为7?8个。
4.根据权利要求1所述的一种高效大流量高扬程液货泵水力元件，其特征在于:所述前盖板(4)由两段圆弧和一段直线组成的曲线旋转加厚而成，第一段圆弧的半径为50毫米?80毫米，第二段圆弧半径为160毫米?180毫米，圆弧与圆弧之间、圆弧与直线之间均光滑连接。
5.根据权利要求1所述的一种高效大流量高扬程液货泵水力元件，其特征在于:所述后盖板(5)由一段圆弧和一段直线旋转加厚而成，圆弧半径为170毫米?200毫米，圆弧与直线之间光滑连接。
6.根据权利要求1所述的一种高效大流量高扬程液货泵水力元件，其特征在于:所述第一出口(8)和第二出口(9)为以泵壳(I)的轴心为对称中心的中心对称结构，第一出口(8)和第二出口(9)的出口宽度为65毫米?80毫米。
【专利摘要】一种高效大流量高扬程液货泵水力元件，包括泵壳（1）和叶轮组件，其特征在于：所述泵壳（1）的底部设置有吸入口（7），泵壳（1）顶部的轴心上安装有轮毂（2），叶轮组件安装在泵壳（1）的内部，叶轮组件包括前盖板（4）、后盖板（5）和叶片（6），前盖板（4）安装在泵壳（1）的内部靠近吸入口（7）的一侧，后盖板（5）安装在泵壳（1）的内部靠近轮毂（2）的一侧，前盖板（4）和后盖板（5）之间的区域安装有叶片（6），泵壳（1）上设置有第一出口（8）和第二出口（9），本实用新型结构合理，运转稳定可靠，叶轮前后摩擦环直径相等，使得轴向力降到了最小，具有优秀的水力性能，解决了高效大流量高扬程液货泵的需求问题。
【IPC分类】F04D7-00, F04D29-40, F04D29-66, F04D29-18
【公开号】CN204386894
【申请号】CN201420789774
【发明人】沈飞, 赵雷刚, 杨勤, 罗力
【申请人】武汉船用机械有限责任公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2014年12月15日