專利名稱：同步回轉(zhuǎn)多相混輸泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種流體泵，尤其是一種用于油、氣或油氣混合物輸送的動(dòng)力裝 置，具體地說是一種同步回轉(zhuǎn)多相混輸泵。
背景技術(shù)：
眾所周知，油田開采中原油、伴生氣和水的多相長(zhǎng)距離輸送是油田混輸中的技術(shù) 難題，特別在山區(qū)、沙漠和海洋油田更是研究熱點(diǎn)。油、氣混輸不僅可以節(jié)省費(fèi)用，簡(jiǎn)化工藝 流程和提高采油率，也可以大大減少由于伴生氣燃燒所產(chǎn)生的碳排放量和回收伴生氣，節(jié) 省能源。目前使用的多相混輸泵主要有雙螺桿泵，雙螺桿混輸泵是依靠?jī)蓚€(gè)螺桿型線的相 互嚙合形成封閉的工作容積，對(duì)油、氣進(jìn)行增壓和輸送。但螺桿混輸泵工作容積依靠型線 的加工精度來密封油、氣的，間隙的大小直接影響著容積效率，所以對(duì)螺桿型線的加工精度 提出了較高的要求，加工工藝復(fù)雜，對(duì)材料的特性要求也高，從而導(dǎo)致了較高的成本高；原 油中的水也會(huì)乳化潤(rùn)滑油，破壞了其潤(rùn)滑性，增加了功率損耗；原油中的硬顆粒也會(huì)在轉(zhuǎn)子 型線之間和型線與氣缸內(nèi)表面之間形成泄漏通道，影響了容積效率；為了杜絕型線出現(xiàn)的 泄漏通道，往往在一個(gè)轉(zhuǎn)子型線的端部加有橡膠，但當(dāng)油氣中的含氣率較高時(shí)，使被壓縮的 溫度提高，加速了橡膠的老化，減少了螺桿混輸泵的使用壽命；更值得注意的是螺桿混輸泵 的排氣口是一個(gè)固定的位置，油田中油氣的壓力不斷發(fā)生變化，當(dāng)油氣進(jìn)口或者輸送壓力 發(fā)生變化時(shí)，必然會(huì)形成過壓縮或者壓縮不足，造成附加的功率損耗；另外螺桿混輸泵工作 時(shí)，氣缸是靜止的而轉(zhuǎn)子是運(yùn)動(dòng)的，因此在轉(zhuǎn)子與氣缸之間就會(huì)形成較大的相對(duì)速度，其摩 擦磨損大，不僅造成了功率浪費(fèi)，也同時(shí)縮短了其工作壽命。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)目前油氣輸送中常用的混輸泵因受結(jié)構(gòu)影響易磨損，壽 命短、可靠性差的問題，設(shè)計(jì)一種既可以在高轉(zhuǎn)速也可以在低轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)的同步回轉(zhuǎn)多相 混輸泵。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種同步回轉(zhuǎn)多相混輸泵，包括機(jī)體12、氣缸8、主軸1和轉(zhuǎn)子10，其特征是所述 的氣缸8安裝在機(jī)體12中，轉(zhuǎn)子10安裝在帶動(dòng)其同步轉(zhuǎn)動(dòng)的主軸1上并位于氣缸8中，主 軸1和氣缸8偏心安裝且主軸1上的轉(zhuǎn)子10與氣缸8保持線接觸；所述的轉(zhuǎn)子10上設(shè)有 滑板槽17，滑板15的一端位于滑板槽17中，滑板15的另一端與氣缸8鉸接相連，滑板15 將氣缸8和轉(zhuǎn)子10之間月牙形空腔分割成進(jìn)油腔和排油腔，在與進(jìn)油腔相對(duì)的氣缸8上設(shè) 有進(jìn)油口 21，該進(jìn)油口 21與機(jī)體12中的進(jìn)油環(huán)形容積20相通，進(jìn)油環(huán)形容積20與機(jī)體上 的供油口相通，在與排油腔相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)子10上設(shè)有排油口 22，排油口 22經(jīng)排油通道18排 出機(jī)體12外。所述的氣缸8由氣缸上蓋7和氣缸下蓋11固定，氣缸上蓋7和氣缸下蓋11分別
3由機(jī)架軸承4和機(jī)體軸承13支撐，機(jī)架軸承4安裝在偏心座2上，偏心座2與機(jī)體12的一 端固定相連，主軸1的一端機(jī)架主軸承3支撐，機(jī)架主軸承3安裝在偏心座3中，主軸1的 另一端懸置于氣缸8中。所述的轉(zhuǎn)子10的兩端均安裝有端面密封圈19以防止排油通道18中的油氣從轉(zhuǎn) 子10的排出端面進(jìn)入進(jìn)油腔和排油腔，同時(shí)也防止排油腔中的油氣漏入進(jìn)油環(huán)形容積20。所述的氣缸8上設(shè)有圓弧形滑板槽16，滑板15的圓柱形一端插裝在該圓弧形滑板 槽16中實(shí)現(xiàn)鉸接相連。所述的排油通道18的主體位于氣缸下蓋11上，它的一端與轉(zhuǎn)子上的排油口 22相 連，另一端與機(jī)體12上的出油口相連通，在排油通道18的出口處安裝有單向閥14。所述的轉(zhuǎn)子10上設(shè)有減重用環(huán)形腔9。本實(shí)用新型的有益效果本實(shí)用新型是一咱適應(yīng)輸送油田伴生氣和進(jìn)行油氣混輸?shù)睦硐朐O(shè)備，它對(duì)油、氣 混輸中的硬顆粒不敏感，對(duì)油氣混輸中的油氣比例無任何的要求，且工作壓力是與油田系 統(tǒng)壓力能實(shí)現(xiàn)自平衡，所以系統(tǒng)任何的壓力變化都不會(huì)影響設(shè)備的正常工作。本實(shí)用新型具有運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，泄漏小，容積效率高，加工工藝簡(jiǎn)單，同時(shí)由于轉(zhuǎn)子外 表面和氣缸的內(nèi)表面較低的相對(duì)速度，使得摩擦磨損小，工作可靠性高。本實(shí)用新型具有進(jìn)油時(shí)間長(zhǎng)，進(jìn)油阻力損失小；無論油田中的進(jìn)油壓力和系統(tǒng)壓 力如何變化，該混輸泵的工作壓力與系統(tǒng)壓力始終是自適應(yīng)，永遠(yuǎn)不會(huì)發(fā)生壓縮不足和過 壓縮問題，也不會(huì)發(fā)生液擊現(xiàn)象，確保了該機(jī)始終在最佳工況下工作，功率損失小，效率高; 轉(zhuǎn)子10與氣缸8僅繞自己的旋轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動(dòng)，無不平衡的慣性力，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)；由于同步轉(zhuǎn) 動(dòng)，因此對(duì)油氣輸送中的雜質(zhì)不敏感，適應(yīng)性強(qiáng)，工作可靠性高；主要加工面均為圓柱形，工 藝簡(jiǎn)單，密封性好，摩擦磨損小，容積效率高和節(jié)省功耗。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型的工作原理示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。如圖1、2所示。一種同步回轉(zhuǎn)多相混輸泵，包括機(jī)體12、氣缸8、主軸1和轉(zhuǎn)子10，氣缸8由氣缸上 蓋7和氣缸下蓋11固定，氣缸上蓋7和氣缸下蓋11分別由機(jī)架軸承4和機(jī)體軸承13支撐， 機(jī)架軸承4安裝在偏心座2上，偏心座2與機(jī)體12的一端固定相連，主軸1的一端機(jī)架主 軸承3支撐，機(jī)架主軸承3安裝在偏心座3中，主軸1的另一端懸置于氣缸8中；所述的氣 缸8安裝在機(jī)體12中，轉(zhuǎn)子10安裝在帶動(dòng)其同步轉(zhuǎn)動(dòng)的主軸1上并位于氣缸8中，主軸1 和氣缸8偏心安裝且主軸1上的轉(zhuǎn)子10與氣缸8保持線接觸；所述的轉(zhuǎn)子10上設(shè)有滑板 槽17，滑板15的一端為直板形結(jié)構(gòu)，它活動(dòng)地插裝在滑板槽17中，滑板15的另一端為圓柱 形結(jié)構(gòu)，圓柱形結(jié)構(gòu)插裝在氣缸8上的圓弧形滑板槽16中，兩者為柱面接觸故可實(shí)現(xiàn)鉸接 相連，滑板15在作為帶動(dòng)氣缸8隨轉(zhuǎn)子10同步轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力的同時(shí)，將氣缸8和轉(zhuǎn)子10之間月牙形空腔分割成進(jìn)油腔和排油腔，在與進(jìn)油腔相對(duì)的氣缸8上設(shè)有進(jìn)油口 21，該進(jìn)油 口 21與機(jī)體12中的進(jìn)油環(huán)形容積腔20相通，進(jìn)油環(huán)形容積20與機(jī)體上的供油口相通，在 與排油腔相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)子10上設(shè)有排油口 22，排油口 22經(jīng)排油通道18排出機(jī)體12外，排油 通道18的主體位于氣缸下蓋11上，它的一端與轉(zhuǎn)子上的排油口 22相連，另一端與機(jī)體12 上的出油口相連通，在排油通道18的出口處安裝有單向閥14。為了防止排油通道18中的 油氣從轉(zhuǎn)子10的兩端面進(jìn)入進(jìn)油腔或排油腔中，可在轉(zhuǎn)子10的兩端各安裝若干組端面密 封圈19，為了減輕轉(zhuǎn)子10的重量，可在轉(zhuǎn)子10上設(shè)有減重用環(huán)形腔9。如圖1所示。詳述如下參見圖1所示偏心座2通過螺栓5和機(jī)體12固定成一個(gè)整體，主軸1通過偏心座 一組支撐軸承3懸臂地支撐在偏心座1上，主軸5另一端通過鍵與鍵槽配合與轉(zhuǎn)子10的中 心軸孔相連接，即轉(zhuǎn)子10繞主軸1中心軸線旋轉(zhuǎn)。氣缸8通過連接螺栓6將氣缸上蓋7和氣缸下蓋11固定成一整體，其中上下蓋7 和11分別支撐在偏心座軸承4和機(jī)體軸承13，其氣缸8與機(jī)體的中心線重合，該中心線就 是氣缸8的回轉(zhuǎn)中心，它與轉(zhuǎn)子10的回轉(zhuǎn)中心形成一偏心距，使得轉(zhuǎn)子10的外表面與氣缸 8的內(nèi)表面始終在A點(diǎn)相切，形成月牙形的工作容積。參見圖2所示，氣缸8上設(shè)置有用于鉸接安裝滑板15的半圓形滑板槽16， 該滑板槽16的軸向長(zhǎng)度與轉(zhuǎn)子10和氣缸8及滑板15的軸向長(zhǎng)度均相同，且始終 與滑板15的頭部半圓形相切，防止油氣自高壓腔泄漏到低壓腔，滑板15可隨滑板 槽16作平面擺動(dòng)并帶動(dòng)氣缸8同步轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)相對(duì)于滑板導(dǎo)向槽17作往復(fù)運(yùn)動(dòng)， 以協(xié)調(diào)由于轉(zhuǎn)子10和氣缸8的不同心造成的轉(zhuǎn)動(dòng)差異。氣缸8上還設(shè)置有進(jìn)油口 21，該進(jìn)油口 21隨氣缸8在旋轉(zhuǎn)，在任何的角度下，都與進(jìn)油管道相通，當(dāng)主軸轉(zhuǎn)角 羅>0°時(shí)，進(jìn)油腔的容積增大，壓力降低，在壓力差的作用下，油氣自進(jìn)油口 21連續(xù)進(jìn)入 進(jìn)油腔，直到fi =360°，完成整個(gè)進(jìn)油過程，圖2表示了主軸1的旋轉(zhuǎn)角從於=0到終=180° 的工作情況，在於=360°時(shí)該同步回轉(zhuǎn)多相泵完成一個(gè)進(jìn)氣、壓縮和排氣工作循環(huán)，依次周 而復(fù)始的工作。參見圖2，轉(zhuǎn)子10設(shè)置有排油口 22，在進(jìn)油腔容積擴(kuò)大的同時(shí)，壓縮排油腔的容積 則連續(xù)縮小，其油氣的壓力不斷提高，當(dāng)腔中的壓力大于系統(tǒng)壓力時(shí)，油氣經(jīng)排油通道18、 單向閥14與輸油管系連接，直到fi =360°排油結(jié)束。由此在主軸1旋轉(zhuǎn)一周，同時(shí)完成了 進(jìn)油和壓縮及排油的一個(gè)工作循環(huán)，該機(jī)的工作效率高。轉(zhuǎn)子10與氣缸8同步轉(zhuǎn)動(dòng)，混輸時(shí)油氣中的硬顆粒難以在密封點(diǎn)A擦出泄漏通 道，而是一起隨轉(zhuǎn)子10和氣缸8的轉(zhuǎn)動(dòng)被一起排出工作腔外，所以本專利對(duì)油氣中的雜質(zhì) 不敏感，極適合輸送帶有雜質(zhì)的油、氣混合物。從圖1可以看出，在轉(zhuǎn)子10上開設(shè)有環(huán)形空腔9，以減少轉(zhuǎn)子10的質(zhì)量和啟動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。從圖2可以看出，本實(shí)用新型的工作壓力與系統(tǒng)壓力始終是自適應(yīng)，當(dāng)進(jìn)油壓力 或者系統(tǒng)壓力發(fā)生變化時(shí)，在排油腔中不會(huì)發(fā)生壓縮不足和過壓縮問題，確保該機(jī)始終在 最佳工況下工作，這就解決了油氣混輸中壓力常常發(fā)生變化而引起混輸泵不能正常工作的 技術(shù)難題。[0029]參見圖1，在排油通道18設(shè)置有單向閥14，確保了同步回轉(zhuǎn)多相混輸泵在停機(jī)或 者在混輸泵啟動(dòng)時(shí)壓縮腔中的壓力低于系統(tǒng)壓力時(shí)油、氣回流，提高了氣缸8的利用率。參見圖1，主軸1還可以通過偏心座軸承3和設(shè)置在機(jī)體12上的同心軸承，在主 軸1的兩端進(jìn)行支撐，以減少主軸1的彎曲變形。由于本實(shí)用新型的氣缸與轉(zhuǎn)子通過滑板相連，所以轉(zhuǎn)子相對(duì)于氣缸實(shí)現(xiàn)了平面回 轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)子平面回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，氣缸的內(nèi)表面與轉(zhuǎn)子的外表面始終在A點(diǎn)相切，它們之間 就形成了一個(gè)月牙形的工作腔，該工作腔由滑板分為吸油、氣腔和排油、氣腔，在一轉(zhuǎn)中同 時(shí)完成吸油、氣和排油、氣的循環(huán)，工作效率高。由于在氣缸和轉(zhuǎn)子上分別設(shè)置有旋轉(zhuǎn)吸油 口和排油口，因此無論油田系統(tǒng)的壓力如何變化，均不會(huì)出現(xiàn)壓縮不足和過壓縮問題，功率 損耗小。另外由于轉(zhuǎn)子和氣缸的半徑不同，所以在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)它們的接觸表面在作極其緩慢的 移動(dòng)，相對(duì)速度極低，氣缸與轉(zhuǎn)子屬于同步轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣一方面大大降低了摩擦和磨損，另一 方面則使油、氣的硬顆粒無法在密封表面擦出泄漏通道，容積效率高。本專利的氣缸與轉(zhuǎn)子 均繞自己的回轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動(dòng)，所以運(yùn)轉(zhuǎn)十分平穩(wěn)。本實(shí)用新型未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求1.一種同步回轉(zhuǎn)多相混輸泵，包括機(jī)體(12)、氣缸(8)、主軸(1)和轉(zhuǎn)子(10)，其特征是 所述的氣缸(8)安裝在機(jī)體(12)中，轉(zhuǎn)子(10)安裝在帶動(dòng)其同步轉(zhuǎn)動(dòng)的主軸(1)上并位于 氣缸(8)中，主軸(1)和氣缸(8)偏心安裝且主軸(1)上的轉(zhuǎn)子(10)與氣缸(8)保持線接觸； 所述的轉(zhuǎn)子(10)上設(shè)有滑板槽(17)，滑板(15)的一端位于滑板槽(17)中，滑板(15)的另 一端與氣缸(8)鉸接相連，滑板(15)將氣缸(8)和轉(zhuǎn)子(10)之間月牙形空腔分割成進(jìn)油腔 和排油腔，在與進(jìn)油腔相對(duì)的氣缸(8)上設(shè)有進(jìn)油口(21)，該進(jìn)油口(21)與機(jī)體(12)中的 進(jìn)油環(huán)形容積腔(20)相通，在與排油腔相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)子(10)上設(shè)有排油口(22)，排油口(22) 經(jīng)排油通道(18)排出機(jī)體(12)外。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步回轉(zhuǎn)多相混輸泵，其特征是所述的氣缸(8)由氣缸上蓋 (7 )和氣缸下蓋(11)固定，氣缸上蓋(7 )和氣缸下蓋(11)分別由機(jī)架軸承(4 )和機(jī)體軸承 (13)支撐，機(jī)架軸承(4)安裝在偏心座(2)上，偏心座(2)與機(jī)體(12)的一端固定相連，主 軸(1)的一端機(jī)架主軸承(3)支撐，機(jī)架主軸承(3)安裝在偏心座(3)中，主軸(1)的另一 端懸置于氣缸(8)中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步回轉(zhuǎn)多相混輸泵，其特征是所述的轉(zhuǎn)子(10)的兩端均安 裝有端面密封圈(19)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步回轉(zhuǎn)多相混輸泵，其特征是所述的氣缸(8)上設(shè)有圓弧 形滑板槽(16)，滑板(15)的圓柱形一端插裝在該圓弧形滑板槽(16)中實(shí)現(xiàn)鉸接相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步回轉(zhuǎn)多相混輸泵，其特征是所述的排油通道(18)的主體 位于氣缸下蓋(11)上，它的一端與轉(zhuǎn)子上的排油口(22)相連，另一端與機(jī)體(12)上的出油 口相連通，在排油通道(18)的出口處安裝有單向閥(14)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步回轉(zhuǎn)多相混輸泵，其特征是所述的轉(zhuǎn)子(10)上設(shè)有減重 用環(huán)形腔(9)。
專利摘要一種同步回轉(zhuǎn)多相混輸泵，包括機(jī)體(12)、氣缸(8)、主軸(1)和轉(zhuǎn)子(10)，其特征是所述的氣缸(8)安裝在機(jī)體(12)中，轉(zhuǎn)子(10)安裝在主軸(1)上，主軸(1)和氣缸(8)偏心安裝且主軸(1)上的轉(zhuǎn)子(10)與氣缸(8)保持線接觸；所述的轉(zhuǎn)子(10)上設(shè)有滑板槽(17)，滑板(15)的一端位于滑板槽(17)中，滑板(15)的另一端與氣缸(8)鉸接相連，滑板(15)將氣缸(8)和轉(zhuǎn)子(10)之間月牙形空腔分割成進(jìn)油腔和排油腔，在與進(jìn)油腔相對(duì)的氣缸(8)上設(shè)有進(jìn)油口(21)，該進(jìn)油口(21)與機(jī)體(12)中的進(jìn)油環(huán)形容積腔(20)相通，在與排油腔相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)子(10)上設(shè)有排油口(22)，排油口(22)經(jīng)排油通道(18)排出機(jī)體(12)外。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作平穩(wěn)，效率高。
文檔編號(hào)F04C2/344GK201786649SQ20102052830
公開日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2010年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月14日
發(fā)明者侯敏 申請(qǐng)人:侯敏