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Patent Searching and Data


Title:
SYNCHRONAL ROTARY MULTIPHASE PUMP
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/034480
Kind Code:
A1
Abstract:
A synchronal rotary multiphase pump comprises a body (12), a cylinder (8), a main shaft (1), and a rotor (10). The cylinder (8) is mounted in the body (12), the rotor (10) is mounted on the main shaft (1), and the main shaft (1) and the cylinder (8) are eccentrically mounted while the rotor (10) on the main shaft (1) remains in line contact with the cylinder (8). A sliding plate slot (17) is disposed on the rotor (10), one end of a sliding plate (15) is located in the sliding plate slot (17), and the other end of the sliding plate (15) is hinge-connected to the cylinder (8). The sliding plate (15) divides a crescent cavity between the cylinder (8) and the rotor (10) into an oil inlet cavity and an oil discharge cavity. An oil inlet (21) is disposed on the cylinder (8) corresponding to the oil inlet cavity, and the oil inlet (21) is in communication with an annular oil inlet chamber (20) in the body (12). An oil outlet (22) is disposed on the rotor (10) corresponding to the oil discharge cavity, and the oil outlet (22) discharges oil out of the body (12) through an oil discharge channel (18). The pump has a simple structure, works stably, and has high efficiency.

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Inventors:
HOU MIN (CN)
Application Number:
PCT/CN2011/079160
Publication Date:
March 22, 2012
Filing Date:
August 31, 2011
Export Citation:
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Assignee:
HOU MIN (CN)
International Classes:
F04C2/344; F04C2/332; F04C2/46
Foreign References:
CN201786649U2011-04-06
CN201568302U2010-09-01
CN201568303U2010-09-01
CN1607331A2005-04-20
US4773836A1988-09-27
US3697203A1972-10-10
US3298331A1967-01-17
US1719954A1929-07-09
US1352107A1920-09-07
US1915097A1933-06-20
Attorney, Agent or Firm:
NANJING TIANHUA PATENT AGENT CO., LTD. (CN)
南京天华专利代理有限责任公司 (CN)
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Claims:
权利要求书

1、 一种同步回转多相混输泵, 包括机体 (12)、 气缸 (8)、 主轴 (1) 和转子 (10), 其特征是所述的气缸 (8) 安装在机体 (12) 中, 转子 (10) 安装在 带动其同步转动的主轴 (1) 上并位于气缸 (8) 中, 主轴 (1) 和气缸 (8) 偏心安装且主轴 (1) 上的转子 (10) 与气缸 (8) 保持线接触; 所述的转子

(10)上设有滑板槽(17),滑板(15)的一端位于滑板槽(17)中,滑板(15) 的另一端与气缸 (8) 铰接相连, 滑板 (15) 将气缸 (8) 和转子 (10) 之间 月牙形空腔分割成进油腔和排油腔, 在与进油腔相对的气缸(8)上设有进油 口 (21), 该进油口 (21) 与机体 (12) 中的进油环形容积腔 (20)相通, 在 与排油腔相对应的转子 (10) 上设有排油口 (22), 排油口 (22)经排油通道

(18) 排出机体 (12) 夕卜。

2、 根据权利要求 1所述的同步回转多相混输泵, 其特征是所述的气缸 (8) 由气缸上盖 (7) 和气缸下盖 (11) 固定, 气缸上盖 (7) 和气缸下盖 (11) 分别由机架轴承 (4) 和机体轴承 (13) 支撑, 机架轴承 (4) 安装在偏心座

(2) 上, 偏心座 (2) 与机体 (12) 的一端固定相连, 主轴 (1) 的一端机架 主轴承 (3) 支撑, 机架主轴承 (3) 安装在偏心座 (3) 中, 主轴 (1) 的另 一端悬置于气缸 (8) 中。

3、 根据权利要求 1所述的同步回转多相混输泵, 其特征是所述的转子 (10) 的两端均安装有端面密封圈 (19)。

4、 根据权利要求 1所述的同步回转多相混输泵, 其特征是所述的气缸 (8) 上设有圆弧形滑板槽(16), 滑板(15) 的圆柱形一端插装在该圆弧形滑板槽

(16) 中实现铰接相连。

5、 根据权利要求 1 所述的同步回转多相混输泵, 其特征是所述的排油通道 (18) 的主体位于气缸下盖 (11) 上, 它的一端与转子上的排油口 (22) 相 连, 另一端与机体 (12) 上的出油口相连通, 在排油通道 (18) 的出口处安 装有单向阀 (14)。

6、 根据权利要求 1所述的同步回转多相混输泵, 其特征是所述的转子 (10) 上设有减重用环形腔 (9)。

Description:
说明书

同步回转多相混输泵

技术领域

本发明涉及一种流体泵, 尤其是一种用于油、 气或油气混合物输送的 动力装置, 具体地说是一种同步回转多相混输泵。 背景技术

众所周知, 油田开采中原油、伴生气和水的多相长距离输 送是油田混输 中的技术难题, 特别在山区、 沙漠和海洋油田更是研究热点。 油、 气混输不 仅可以节省费用, 简化工艺流程和提高采油率, 也可以大大减少由于伴生气 燃烧所产生的碳排放量和回收伴生气, 节省能源。

目前使用的多相混输泵主要有双螺杆泵, 双螺杆混输泵是依靠两个螺杆 型线的相互啮合形成封闭的工作容积, 对油、气进行增压和输送。但螺杆混 输泵工作容积依靠型线的加工精度来密封油、 气的, 间隙的大小直接影响着 容积效率, 所以对螺杆型线的加工精度提出了较高的要求 , 加工工艺复杂, 对材料的特性要求也高, 从而导致了较高的成本高; 原油中的水也会乳化润 滑油, 破坏了其润滑性, 增加了功率损耗; 原油中的硬颗粒也会在转子型线 之间和型线与气缸内表面之间形成泄漏通道, 影响了容积效率; 为了杜绝型 线出现的泄漏通道,往往在一个转子型线的端 部加有橡胶,但当油气中的含 气率较高时, 使被压缩的温度提高, 加速了橡胶的老化, 减少了螺杆混输泵 的使用寿命; 更值得注意的是螺杆混输泵的排气口是一个固 定的位置, 油田 中油气的压力不断发生变化, 当油气进口或者输送压力发生变化时,必然会 形成过压缩或者压缩不足, 造成附加的功率损耗; 另外螺杆混输泵工作时, 气缸是静止的而转子是运动的,因此在转子与 气缸之间就会形成较大的相对 速度, 其摩擦磨损大, 不仅造成了功率浪费, 也同时缩短了其工作寿命。 发明内容

本发明的目的是针对目前油气输送中常用的混 输泵因受结构影响易磨 损, 寿命短、可靠性差的问题, 设计一种既可以在高转速也可以在低转速下 运转的同步回转多相混输泵。

本发明的技术方案是:

一种同步回转多相混输泵, 包括机体 12、 气缸 8、 主轴 1和转子 10, 其特征是所述的气缸 8安装在机体 12中,转子 10安装在带动其同步转动的 主轴 1上并位于气缸 8中, 主轴 1和气缸 8偏心安装且主轴 1上的转子 10 与气缸 8保持线接触; 所述的转子 10上设有滑板槽 17, 滑板 15的一端位 于滑板槽 17中, 滑板 15的另一端与气缸 8铰接相连, 滑板 15将气缸 8和 转子 10之间月牙形空腔分割成进油腔和排油腔, 在与进油腔相对的气缸 8 上设有进油口 21, 该进油口 21与机体 12中的进油环形容积 20相通, 进油 环形容积 20与机体上的供油口相通,在与排油腔相对应 转子 10上设有排 油口 22, 排油口 22经排油通道 18排出机体 12外。

所述的气缸 8由气缸上盖 7和气缸下盖 11固定, 气缸上盖 7和气缸下 盖 11分别由机架轴承 4和机体轴承 13支撑,机架轴承 4安装在偏心座 2上, 偏心座 2与机体 12的一端固定相连, 主轴 1的一端机架主轴承 3支撑, 机 架主轴承 3安装在偏心座 3中, 主轴 1的另一端悬置于气缸 8中。

所述的转子 10的两端均安装有端面密封圈 19以防止排油通道 18中的 油气从转子 10的排出端面进入进油腔和排油腔, 同时也防止排油腔中的油 气漏入进油环形容积 20。

所述的气缸 8上设有圆弧形滑板槽 16, 滑板 15的圆柱形一端插装在该 圆弧形滑板槽 16中实现铰接相连。

所述的排油通道 18的主体位于气缸下盖 11上,它的一端与转子上的排 油口 22相连, 另一端与机体 12上的出油口相连通, 在排油通道 18的出口 处安装有单向阀 14。

所述的转子 10上设有减重用环形腔 9。

本发明的有益效果: 本发明是一咱适应输送油田伴生气和进行油气 混输的理想设备, 它对 油、气混输中的硬颗粒不敏感, 对油气混输中的油气比例无任何的要求, 且 工作压力是与油田系统压力能实现自平衡,所 以系统任何的压力变化都不会 影响设备的正常工作。

本发明具有运转平稳, 泄漏小, 容积效率高, 加工工艺简单, 同时由于 转子外表面和气缸的内表面较低的相对速度, 使得摩擦磨损小, 工作可靠性 高。

本发明具有进油时间长,进油阻力损失小; 无论油田中的进油压力和系 统压力如何变化, 该混输泵的工作压力与系统压力始终是自适应 ,永远不会 发生压缩不足和过压缩问题, 也不会发生液击现象, 确保了该机始终在最佳 工况下工作, 功率损失小, 效率高; 转子 10与气缸 8仅绕自己的旋转中心 转动, 无不平衡的惯性力, 机器运转平稳; 由于同步转动, 因此对油气输送 中的杂质不敏感, 适应性强, 工作可靠性高; 主要加工面均为圆柱形, 工艺 简单, 密封性好, 摩擦磨损小, 容积效率高和节省功耗。 附图说明

图 1是本发明的结构示意图。

图 2是本发明的工作原理示意图。 具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说 明。

如图 1、 2所示。

一种同步回转多相混输泵, 包括机体 12、 气缸 8、 主轴 1和转子 10, 气缸 8由气缸上盖 7和气缸下盖 11固定,气缸上盖 7和气缸下盖 11分别由 机架轴承 4和机体轴承 13支撑, 机架轴承 4安装在偏心座 2上, 偏心座 2 与机体 12的一端固定相连, 主轴 1的一端机架主轴承 3支撑, 机架主轴承 3安装在偏心座 3中, 主轴 1的另一端悬置于气缸 8中; 所述的气缸 8安装 在机体 12中, 转子 10安装在带动其同步转动的主轴 1上并位于气缸 8中, 主轴 1和气缸 8偏心安装且主轴 1上的转子 10与气缸 8保持线接触; 所述 的转子 10上设有滑板槽 17, 滑板 15的一端为直板形结构, 它活动地插装 在滑板槽 17中, 滑板 15的另一端为圆柱形结构, 圆柱形结构插装在气缸 8 上的圆弧形滑板槽 16中,两者为柱面接触故可实现铰接相连,滑 15在作 为带动气缸 8随转子 10同步转动的动力的同时,将气缸 8和转子 10之间月 牙形空腔分割成进油腔和排油腔, 在与进油腔相对的气缸 8 上设有进油口 21, 该进油口 21与机体 12中的进油环形容积腔 20相通, 进油环形容积 20 与机体上的供油口相通, 在与排油腔相对应的转子 10上设有排油口 22, 排 油口 22经排油通道 18排出机体 12夕卜, 排油通道 18的主体位于气缸下盖 11上, 它的一端与转子上的排油口 22相连, 另一端与机体 12上的出油口 相连通, 在排油通道 18 的出口处安装有单向阀 14。 为了防止排油通道 18 中的油气从转子 10的两端面进入进油腔或排油腔中,可在转子 10的两端各 安装若干组端面密封圈 19, 为了减轻转子 10的重量, 可在转子 10上设有 减重用环形腔 9。 如图 1所示。

详述如下:

参见图 1所示偏心座 2通过螺栓 5和机体 12固定成一个整体, 主轴 1 通过偏心座一组支撑轴承 3悬臂地支撑在偏心座 1上,主轴 5另一端通过键 与键槽配合与转子 10的中心轴孔相连接,即转子 10绕主轴 1中心轴线旋转。

气缸 8通过连接螺栓 6将气缸上盖 7和气缸下盖 11固定成一整体, 其 中上下盖 7和 11分别支撑在偏心座轴承 4和机体轴承 13, 其气缸 8与机体 的中心线重合, 该中心线就是气缸 8的回转中心, 它与转子 10的回转中心 形成一偏心距, 使得转子 10的外表面与气缸 8的内表面始终在 A点相切, 形成月牙形的工作容积。

参见图 2 所示, 气缸 8上设置有用于铰接安装滑板 15的半圆形滑板槽 16, 该滑板槽 16的轴向长度与转子 10和气缸 8及滑板 15的轴向长度均相 同, 且始终与滑板 15的头部半圆形相切, 防止油气自高压腔泄漏到低压腔, 滑板 15可随滑板槽 16作平面摆动并带动气缸 8同步转动,同时相对于滑板 导向槽 17作往复运动,以协调由于转子 10和气缸 8的不同心造成的转动差 异。 气缸 8上还设置有进油口 21, 该进油口 21随气缸 8在旋转, 在任何的 角度下, 都与进油管道相通, 当主轴转角 〉0° 时, 进油腔的容积增大, 压力降低, 在压力差的作用下, 油气自进油口 21 连续进入进油腔, 直到 ^=360° ,完成整个进油过程,图 2表示了主轴 1的旋转角从 ^=0到 ^ = 180° 的工作情况, 在 = 360°时该同步回转多相泵完成一个进气、 压缩和排气工 作循环, 依次周而复始的工作。

参见图 2, 转子 10设置有排油口 22, 在进油腔容积扩大的同时, 压缩 排油腔的容积则连续缩小, 其油气的压力不断提高, 当腔中的压力大于系统 压力时, 油气经排油通道 18、 单向阀 14与输油管系连接, 直到 =360°排油 结束。 由此在主轴 1旋转一周, 同时完成了进油和压缩及排油的一个工作循 环, 该机的工作效率高。

转子 10与气缸 8同步转动, 混输时油气中的硬颗粒难以在密封点 A擦 出泄漏通道, 而是一起随转子 10和气缸 8的转动被一起排出工作腔外, 所 以本专利对油气中的杂质不敏感, 极适合输送带有杂质的油、 气混合物。

从图 1可以看出, 在转子 10上开设有环形空腔 9, 以减少转子 10的质 量和启动时的转动惯量。

从图 2可以看出, 本发明的工作压力与系统压力始终是自适应, 当进油 压力或者系统压力发生变化时, 在排油腔中不会发生压缩不足和过压缩问 题, 确保该机始终在最佳工况下工作, 这就解决了油气混输中压力常常发生 变化而引起混输泵不能正常工作的技术难题。

参见图 1, 在排油通道 18设置有单向阀 14, 确保了同步回转多相混输 泵在停机或者在混输泵启动时压缩腔中的压力 低于系统压力时油、 气回流, 提高了气缸 8的利用率。

参见图 1, 主轴 1还可以通过偏心座轴承 3和设置在机体 12上的同心轴 承,在主轴 1的两端进行支撑, 以减少主轴 1的弯曲变形。

由于本发明的气缸与转子通过滑板相连,所以 转子相对于气缸实现了平 面回转运动, 当转子平面回转运动时,气缸的内表面与转子 的外表面始终在 A点相切, 它们之间就形成了一个月牙形的工作腔, 该工作腔由滑板分为吸 油、 气腔和排油、 气腔, 在一转中同时完成吸油、 气和排油、 气的循环, 工 作效率高。 由于在气缸和转子上分别设置有旋转吸油口和 排油口, 因此无论 油田系统的压力如何变化,均不会出现压缩不 足和过压缩问题,功率损耗小。 另外由于转子和气缸的半径不同,所以在转动 时它们的接触表面在作极其缓 慢的移动, 相对速度极低, 气缸与转子属于同步转动, 这样一方面大大降低 了摩擦和磨损,另一方面则使油、气的硬颗粒 无法在密封表面擦出泄漏通道, 容积效率高。本专利的气缸与转子均绕自己的 回转中心转动,所以运转十分 平稳。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用 现有技术加以实现。