多相混输泵的制作方法

文档序号:13249653阅读:154来源:国知局
技术领域本发明涉及油气输送领域,尤其涉及一种多相混输泵。

背景技术:
在油田生产过程中油气输送是一项非常重要的工作,所用增压设备主要包括离心泵、叶片泵、柱塞泵、螺杆泵、齿轮泵、压缩机、鼓风机等。这些设备在输送油气介质过程中都具有一定的局限性,有的只能输送液体,有的只能输送气体,而且对介质中固体颗粒含量要求比较严格。但是在油田生产中流体介质含有液体、气体、砂砾的成分非常复杂,并且不断变化。长期以来为了解决油气输送问题,在井场附近建设大量的分离站,将油气进行就近分离,然后通过泵输送油,压缩机输送气,因此需要分别建设气体管线和液体管线,这样建设投资就非常大,而且还需要大量人员到井场艰苦环境中工作。在边远井场要为少量油井建设分离站难度更大,通常采用罐车拉运液体,宝贵的燃气燃烧放空,成本很高,浪费很大,污染环境。就目前油田生产现场情况来看,即使在井场附件建设有分离站,油井产出的油气也不能很好及时输送到处理厂,造成油井输送管线内流体介质压力比较高,影响油井产量,抽油机负荷加重,盘根刺漏的情况比较严重。图1为现有技术中存在的一种多相混输泵,如图1所示,外嵌在驱动轴1的偏心部2上的转子3可公转地内装在缸筒4的缸室5内,一体凸设在该转子3上的滑板6,可摇动地穿设在转轴7中。工作时,滑板6在转轴7中上下运动,同时来回摆动,转子3在缸室5内转动,从而对其中的介质起到增压的作用。但是,现有技术中的这种多相混输泵由于滑板需要不停地在转轴中上下运动同时来回摆动,滑板和转轴的切合面不严,存在一定间隙,腔中的介质会从该缝隙泄露,同时,滑板不停地上下运动,相当于始终做着无效的活塞运动,从而导致对腔内的介质增压效果不理想并且浪费能源。

技术实现要素:
本发明提供一种多相混输泵,以解决现有技术中多相混输泵的滑板和转轴的切合面不严而造成泄露的问题和滑板往复运动产生活塞效应造成电机功率损耗的问题,从而实现对介质更好地增压效果,提高能效的转化。本发明提供一种多相混输泵,包括:皮带轮,所述皮带轮套在花键套的外壁上,所述花键套安装在第一端盖上,第一缸体、第二缸体同轴设置,所述第一缸体沿中心轴方向的两端面设有第一耐磨挡板和第二耐磨档板,所述第二缸体沿中心轴方向的两端面设有第三耐磨档板和第四耐磨档板,隔板将所述第一缸体和所述第二缸体隔开,所述第一缸体的腔体和所述第二缸体的腔体均为空心腔体,所述第一耐磨挡板、所述第二耐磨档板、所述第三耐磨档板、所述第四耐磨档板和所述隔板上设有同心通孔,驱动轴通过所述第一耐磨挡板、所述第二耐磨档板、所述第三耐磨档板、所述第四耐磨档板和所述隔板上设有同心通孔穿设在所述第一缸体和所述第二缸体的中心轴,所述驱动轴的两端分别通过第一球轴承安装在所述第一端盖和第二端盖上,所述第一缸体的腔体内和所述第二缸体的腔体内均设有偏心轮和滚圈,所述滚圈内壁与所述偏心轮外壁相接触,所述偏心轮通过传动键套设在所述驱动轴上;在所述第一缸体的腔体和所述第二缸体的腔体上端均设有安装孔,所述安装孔与所述腔体之间开设有V型槽,在所述滚圈上设有通孔,所述通孔与所述腔体之间开设有三角缺口,摆板的两边均设有圆柱体,所述圆柱体分别插设在所述安装孔与所述通孔中,所述V型槽一侧设置有进液口,所述V型槽另一侧设置有出液口。如上述所述的多相混输泵,在所述偏心轮外壁与所述滚圈内壁之间设置有滚针。如上述所述的多相混输泵,在所述安装孔内壁上设置有衬套。如上述所述的多相混输泵,所述第一缸体或第二缸体靠近出液口一侧设有探测孔,所述探测孔用于安装测温元件,所述探测孔连接到腔体内壁。如上述所述的多相混输泵,所述腔体内壁上设有缸套。如上述所述的多相混输泵,所述腔体周围开设弧形通水孔;所述第一端盖右端面、所述隔板的左端面、所述隔板右端面以及所述第二端盖的左端面均加工有环形冷水槽,所述环形冷水槽之间径向连通,所述环形冷水槽与所述通水孔之间轴向连通。如上述所述的多相混输泵,所述第一缸体的腔体中的偏心轮键槽与所述第二缸体的腔体中的偏心轮键槽呈180度相位角。如上述所述的多相混输泵,还包括:单向离合器,所述单向离合器置于皮带轮中,用于防止电机反转。如上述所述的多相混输泵,还包括:第二球轴承,所述花键套通过所述第二球轴承安装在所述第一端盖上。如上述所述的多相混输泵,所述皮带轮采用联组V带轮槽。本发明提供的多相混输泵,通过电机的驱动,带动偏心轮逆时针转动,从而带动滚圈贴着腔体内壁的圆周逆时针方向平动,同时滚圈在摆板的拖拽下绕着偏心轮顺时针方向转动,因此滚圈与腔体内壁形成的啮合点不断逆时针变化,摆板和不断变化的啮合点将月牙形工作腔分成两个半月牙形工作腔,这两个半月牙形工作腔的容积不停地做着周期性变化,克服了现有技术中多相混输泵的滑板和转轴的切合面不严而造成泄露的问题和滑板往复运动产生活塞效应造成电机功率损耗的问题,从而实现对介质更好地增压效果,提高能效的转化。附图说明图1为现有技术中存在的一种多相混输泵;图2为本发明提供的多相混输泵的结构示意图;图3为本发明提供的多相混输泵的A-A剖视图;图4为本发明提供的多相混输泵的B-B剖视图;图5为本发明提供的多相混输泵的又一结构示意图。具体实施方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。图2为发明提供的多相混输泵的结构示意图,图3为本发明提供的多相混输泵的A-A剖视图;图4为本发明提供的多相混输泵的B-B剖视图,如图2、图3、图4所示,本发明提供一种多相混输泵,包括:皮带轮8,皮带轮8套在花键套9的外壁上,花键套9安装在第一端盖10上,第一缸体11、第二缸体12同轴设置,第一缸体11沿中心轴方向的两端面设有第一耐磨挡板13和第二耐磨档板14,第二缸体12沿中心轴方向的两端面设有第三耐磨档板15和第四耐磨档板16,隔板17将第一缸体11和第二缸体12隔开,第一缸体11的腔体和第二缸体12的腔体均为空心腔体,第一耐磨挡板13、第二耐磨档板14、第三耐磨档板15、第四耐磨档板16和隔板17上设有同心通孔,驱动轴18通过第一耐磨挡板13、第二耐磨档板14、第三耐磨档板15、第四耐磨档板16和隔板17上设有同心通孔穿设在第一缸体11和第二缸体12的中心轴,驱动轴18的两端分别通过第一球轴承19安装在第一端盖10和第二端盖20上,第一缸体11的腔体内和第二缸体12的腔体内均设有偏心轮21和滚圈22,滚圈22内壁与偏心轮21外壁相接触,偏心轮21通过传动键23套设在驱动轴18上;在第一缸体11的腔体和第二缸体12的腔体上端均设有安装孔24,安装孔24与腔体之间开设有V型槽,在滚圈22上设有通孔25,通孔25与腔体之间开设有三角缺口,摆板26的两边均设有圆柱体,圆柱体分别插设在安装孔24与通孔25中,V型槽一侧设置有进液口27,V型槽另一侧设置有出液口28。需要说明的是,第一缸体的腔体和所述第二缸体的腔体上端均设有安装孔,具体地是指,第一缸体的腔体上端设有第一安装孔,第二缸体的腔体上设有第二安装孔;安装孔与腔体之间开设有V型槽,具体地是指,第一安装孔与第一缸体的腔体之间开设有第一V型槽,第二安装孔与第二缸体的腔体之间开设有第二V型槽;在滚圈上设有通孔,具体地是指,第一缸体的腔体中的第一滚圈上设有第一通孔,第二缸体的腔体中的第二滚圈上设有第二通孔;通孔与腔体之间开设有三角缺口,具体地是指,第一通孔与第一缸体的腔体之间开设有第一三角缺口,第二通孔与第二缸体的腔体之间开设有第二三角缺口。具体的,皮带轮8转动,将扭矩传递到花键套9上,花键套9将扭矩传递到驱动轴18上,驱动轴18通过传动键23将扭矩传递到偏心轮21上,带动偏心轮21逆时针转动,从而带动滚圈22贴着腔体内壁的圆周逆时针平动,同时在摆板26的拖拽下绕着偏心轮21顺时针方向转动。具体的,以液体的增压过程为例,因为滚圈22的运动是一个不间断的往复过程,在本实施例中可以以图4所示状态到图3所示状态再到图4所示状态,对如何进行介质的增压进行说明,如图4所示,滚圈22与腔体的啮合点位于V型槽右侧,这时流体介质不再进入V型槽,因此停止排液,月牙形工作腔内充满液体位于腔体下部;随着电机的驱动,驱动轴18带动偏心轮21逆时针转动,从而带动滚圈22贴着腔体内壁的圆周逆时针方向平动,同时滚圈22在摆板26的拖拽下绕着偏心轮21顺时针方向转动,滚圈22和腔体内壁的啮合点逆时针移动,当移动到进液口处,不再进液;滚圈22继续逆时针平动、顺时针转动,啮合点继续逆时针移动,月牙形工作腔还处于腔体下部,但是摆板和啮合点开始将这个月牙形工作腔分隔成两个半牙形工作腔,左边半月牙形工作腔容积较小,右边半月牙形工作腔容积较大,随着滚圈22不断地运动,左边半月牙形工作腔容积不断增大,从而不断吸液,而右边半月牙形工作腔容积不断缩小,液体介质不断进入V型槽,从出液口28排液;当啮合点位于腔体的最低点时,如图3所示,月牙形工作腔位于腔体的上部,吸液过程与排液过程仍然同时进行着;滚圈22继续逆时针平动、顺时针转动,啮合点继续逆时针移动,左边半月牙形工作腔容积继续增大,从而不断吸液,而右边半月牙形工作腔容积不断缩小,液体介质不断进入V型槽,从出液口28排液,直到到达图4所示状态,啮合点又一次位于V型槽右侧,右边半月牙形工作腔容积缩至为零,排液结束。也就是说,从滚圈22与腔体的啮合点一次位于V型槽右侧到啮合点下一次位于V型槽右侧的过程中,是一轮排液过程,从滚圈22与腔体的啮合点一次位于进液口处到啮合点下一次位于进液口处的过程中,是一轮吸液过程,即只有当啮合点位于V型槽右侧或进液口这两处时,停止吸液或排液,而当啮合点出现在其他位置时,吸液过程与排液过程同时进行。可选地,进液口27、出液口28可以加工有连接控制阀门的螺纹,以便安装进液控制阀门和排液控制阀门,从而更好地对介质的进入和排放进行控制。具体的,偏心轮21的轴向长度可以小于腔体的轴向长度2mm左右,距离两端耐磨挡板有1mm左右间隙,以防止偏心轮21在转动过程中对耐磨挡板的剐蹭;滚圈22的轴向尺寸比腔体的轴向尺寸小0.02~0.03mm,以保证滚圈22在同时平动和转动的过程中活动自如,同时也能保证端面的密封性。需要说明的是,摆板26的板身是具有一定厚度的,板身两侧(指摆板的上顶面和下底面)分别设有一圆柱体,圆柱体的轴向方向与板的平面平行,圆柱体的轴向长度与板的长度相等,板身与两侧圆柱体一体成型构成摆板26。摆板26的板身厚度应该根据具体情况进行加工,不宜太厚,也不宜太薄,板身如果加工得过厚,在滚圈22贴着腔体内壁的圆周逆时针方向平动,摆板26拖拽滚圈22绕着偏心轮21顺时针方向转动的过程中,会对其自身的摆动造成不便,同时消耗较多的动力,另一方面,板身加工地过厚,摆板26的活动就需要更多的活动空间,余隙就会增加,泵效就会降低。板身如果加工得过薄,在上述滚圈22平动加转动的过程中,月牙形工作腔被摆板26和不断变化的啮合点分成压力不相等的两个半月牙形工作腔,较大压力差可能导致摆板26板身的弯曲。在本实施例中,安装孔24与通孔25都是有轴向长度的,它们的轴向长度等于摆板26两侧的圆柱体的轴向长度。安装孔24与通孔25的截面尺寸稍稍大于摆板26两侧的两个圆柱体的截面尺寸,并且在同一个截面上,安装孔24的边缘到通孔25边缘的最短距离等于摆板26板身的宽度,以使摆板26两侧的圆柱体可以较为方便地安装在安装孔24和通孔25之中。还需要说明的是,V型槽和三角缺口都是有轴向长度的,V型槽和三角缺口的开设是为了方便安装摆板26及保证摆板26的活动空间。V型槽和三角缺口的开口尺寸要根据实际情况决定,开口尺寸要能够保证滚圈22贴着腔体内壁的圆周做循环逆时针方向平动,同时滚圈22在摆板26的拖拽下绕着偏心轮21顺时针方向转动,也就是说,所开设的V型槽和三角缺口的开口尺寸要保证滚圈22与腔体内壁形成的啮合点可以在沿着腔体内壁不断逆时针变化一周。V型槽和三角缺口的开口尺寸过小,摆板没有足够的活动空间,从而在摆板的拖拽下,滚圈无法完成上述圆周运动过程;V型槽和三角缺口的开口尺寸过大,则会产生较大的余隙,处于月牙形工作腔中的流体介质会过多地进入V型槽和三角缺口,从而会造成泵效降低,不利于介质的增压。本实施例提供的多相混输泵通过电机的驱动,带动偏心轮逆时针转动,从而带动滚圈贴着腔体内壁的圆周逆时针方向平动,同时滚圈在摆板的拖拽下绕着偏心轮顺时针方向转动,因此滚圈与腔体内壁形成的啮合点不断逆时针变化,从而由摆板、滚圈和腔体内壁的啮合点将月牙形工作腔分成的两个半月牙形工作腔的容积周期性变化,克服了现有技术中多相混输泵克服了现有技术中多相混输泵的滑板和转轴的切合面不严而造成泄露的问题和滑板往复运动产生活塞效应造成电机功率损耗的问题,从而实现对介质更好地增压效果,提高能效的转化。在上述实施例的基础上,如图3所示,偏心轮21外壁与滚圈22内壁之间可以设置滚针29,从而在偏心轮21带动滚圈22贴着腔体内壁的圆周逆时针方向平动的过程中,减少偏心轮21与滚圈22之间的磨损。本实施例提供的多相混输泵通过在偏心轮外壁与滚圈内壁之间设置滚针,从而使得延长偏心轮和滚圈的使用寿命。在上述实施例的基础上,如图3所示,安装孔24内壁上设置有衬套30。需要说明的是,摆板26不停地作往复摆动,以至于摆板26一侧的圆柱体始终与安装孔24内壁发生着摩擦,长时间的摩擦可能导致安装孔24内壁的磨损,因此在安装孔24内壁上设置衬套30可以有效地减少由不断摩擦引起的磨损。具体地,衬套30可以是橡胶材质、金属材质,也可以是其他耐磨材质;衬套30与腔体的轴向尺寸误差控制在0.02mm以内,以保证端面良好的密封性。本实施例提供的多相混输泵通过在安装孔内壁上装配衬套,有效地减少了由于摩擦而引起的安装孔内壁的磨损。在上述实施例的基础上,如图3所示,第一缸体11或第二缸体12靠近出液口28一侧设有探测孔31,探测孔31用于安装测温元件,探测孔31连接到腔体内壁。具体地,当所要增压的对象是气体介质时,气体的压缩会引起温度的升高,安装测温元件用于检测温度,可以及时地获知温度的变化,在必要的时候采取降温手段以保证温度维持在一个合理的范围内。本实施例提供的多相混输泵通过在缸体靠近出液口一侧设有连接到腔体内壁、用于安装测温元件的探测孔,使得所要增压的介质的温度可以实时被监控,一旦温度超过合理范围,可以及时地采取降温手段。在上述实施例的基础上,如图3所示,腔体内壁上设有缸套32。需要说明的是,滚圈22贴着腔体内壁的圆周逆时针方向一直在作平动,同时滚圈22在摆板26的拖拽下绕着偏心轮21顺时针方向一直在转动,因此滚圈22始终与腔体内壁发生着摩擦,长时间的摩擦会导致腔体内壁的磨损,而缸体不好进行更换,因此需要对腔体内壁进行保护,在腔体内壁上装设缸套32可以使得滚圈22不和腔体内壁直接接触,有效保护腔体内壁不被磨损。具体的,缸套32与腔体之间轴向尺寸误差控制在0.02mm以内,以保证端面密封良好。本实施例提供的多相混输泵通过在腔体内壁上装设缸套,可以有效地保护腔体内壁不被磨损,从而延长缸体使用寿命。在上述实施例的基础上,多相混输泵还包括:定位键,用于对缸套和所述缸体防松。需要说明的是,在实际应用过程中,定位键的轴向长度可以比缸套的轴向长度短2mm左右,并且定位键端部可以为45度倒角,以便于装配。在上述实施例的基础上,如图3所示,腔体周围开设弧形通水孔33;第一端盖10的右端面、隔板17的左端面、隔板17的右端面以及第二端盖20的左端面均加工有环形冷水槽,环形冷水槽之间径向连通,环形冷水槽与通水孔之间轴向连通。需要说明的是,弧形通水孔是具有轴向长度的;环形冷水槽的道数可以根据实际情况而定,环形冷水槽的道数越多,对腔体端面的冷却效果越好,但环形冷水槽的道数过多,会增大加工难度,;腔体周围开设扇环形轴向通水孔的个数也要根据实际情况而定,通水孔的个数越多,对腔体内部的冷却效果越好,但通水孔的个数过多,同样不利于加工;而环形冷水槽之间的径向连通和环形冷水槽与通水孔之间的轴向连通实现了冷却水通道的一个全面连通。本实施例提供的多相混输泵通过在腔体周围开设弧形通水孔;在左端盖右端面、隔板的左端面、隔板的右端面以及右端盖的左端面均加工环形冷水槽,环形冷水槽之间径向连通,环形冷水槽与通水孔之间轴向连通,实现了冷却水通道的全面连通,从而更好地对腔体内的介质进行冷却。在上述实施例的基础上,第一缸体11的腔体中的偏心轮键槽与所述第二缸体12的腔体中的偏心轮键槽呈180度相位角。如图3、图4所示,两个腔体中偏心轮21的键槽成180度相位角,两个腔体内滚圈22的工作状态是相对的,即一个腔体内滚圈22和腔体内壁的啮合点在最高点时,另一个腔体内滚圈22和腔体内壁的啮合点在最低点。本实施例提供的多相混输泵通过设定第一缸体的腔体中的偏心轮键槽与第二缸体的腔体中的偏心轮键槽呈180度相位角,尽可能地减少混输泵工作时的产生的震动,从而最大限度地保护多相混输泵。图5为本发明提供的多相混输泵的又一结构示意图,在上述实施例的基础上,如图5所示,多相混输泵还包括:单向离合器34,单向离合器34用于防止电机反转。需要说明的是,单向离合器34安装在皮带轮8上,这时皮带轮8产生的扭矩靠单向离合器34传递到花键套9上。本实施例通过设置用于防止电机反转的单向离合器,保证介质始终从进液口进,从出液口出,而不会造成进出方向的混乱。在上述实施例的基础上,如图5所示,多相混输泵还包括:第二球轴承35,花键套9通过第二球轴承35安装在第一端盖10上。需要说明的是,第二球轴承35选用尺寸较大的、能够承受较大径向力、与花键套9相配合的型号。具体的,皮带轮8在转动过程中,不但会产生力矩,还会在皮带的拉紧作用下产生径向力,花键套9上设置能够承受较大径向力的第二球轴承35,可以将产生的径向力通过该第二球轴承35传递到第一端盖10上,有效地降低了第一球轴承19和驱动轴18所承受的径向力。本实施例提供的多相混输泵通过设置第二球轴承,并使得花键套通过第二球轴承安装在第一端盖上,有效地降低了第一球轴承和驱动轴所承受的径向力,提高了起支撑作用的第一球轴承和起驱动作用的驱动轴的使用寿命。在上述实施例的基础上,皮带轮可以采用联组V带轮槽,从而能够更好地传递皮带轮所产生的扭矩,并同时提高皮带轮的耐磨性。最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
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