專利名稱：輸送液化天然氣的潛液式低溫泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種輸送液化天然氣體的低溫泵，特別是一種用于汽車燃料加注站輸送液化天然氣的潛液式低溫泵。屬于低溫液化氣體輸送設(shè)備設(shè)計制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
低溫液化氣體通常簡稱為低溫液體，由于低溫液體的溫度遠低于環(huán)境溫度，而且通常都處于飽和狀態(tài)。在環(huán)境條件的加熱作用下，將使低溫液體產(chǎn)生汽化，汽化的數(shù)量與熱量傳遞的數(shù)量成正比。因此，在低溫液體輸送過程中形成氣、液兩相流，影響輸送效率,嚴(yán)重時影響輸送的正常進行。
低溫液體的輸送通常采用壓力輸送法或泵輸送的方法。壓力輸送法需要有增壓的輔助過程，操作時間長，增壓時有熱量進入系統(tǒng)，不利于低溫介質(zhì)的儲存。泵輸送法是利用機械功來輸送低溫流體，具有啟動便捷、輸送速度快等優(yōu)點。通過調(diào)節(jié)泵的轉(zhuǎn)速，還可以調(diào)節(jié)輸送的流量。
液化天然氣汽車補充液化天然氣燃料，要求安全可靠、快捷方便，通常的加注時間在5 8分鐘之內(nèi)。因此，液化天然氣低溫泵是液化天然氣加注站的必備設(shè)備。
低溫泵設(shè)計和制造技術(shù)的難度比較高，國內(nèi)發(fā)展相對比較晚。目前的低溫泵產(chǎn)品主要是開式的離心泵和活塞泵，用于空分行業(yè)的液態(tài)氧、氮、氬產(chǎn)品。易燃易爆類低溫介質(zhì)輸送泵，技術(shù)難度和安全要求更高，國內(nèi)目前尚無這類低溫泵的產(chǎn)品，尤其是用于液化天然氣汽車加氣的低溫輸送泵。國外雖有這類產(chǎn)品，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格昂貴。液化天然氣用作汽車燃料，具有降低汽車尾氣污染環(huán)境的作用，得到國家的高度重視，開發(fā)液化天然氣低溫泵不僅是當(dāng)前發(fā)展液化天然氣汽車的需要，對我國迅速發(fā)展的液化天然氣工業(yè)，也具有重大的意義。
實用新型內(nèi)容
為了克服已有技術(shù)的不足，本實用新型提出了一種潛液式液化天然氣低溫
泵。本實用新型的技術(shù)方案是包括葉輪組、葉輪殼體、電機、高真空絕熱容器、徑向軸承、止推碟形彈簧、電纜引出裝置、導(dǎo)流器、誘導(dǎo)輪、密封蓋、排液管和 徑向支承。高真空絕熱容器為圓柱形雙層殼體結(jié)構(gòu)，高真空絕熱容器和密封蓋采 用法蘭連接，連接處設(shè)置有耐低溫的密封圈，用螺釘壓緊密封圈，以保證其密封 性。在高真空絕熱容器筒體上，開有液化天然氣注入口和蒸發(fā)氣體的排出口，在 密封蓋中心開有液化天然氣排出口。葉輪組置于葉輪殼體內(nèi)，并與電機軸連接， 電機罩殼和葉輪殼體固接成一體。兩者均置于高真空絕熱容器內(nèi)。排液管ll的 一端與電機罩殼連接，另一端穿過液化天然氣排出口與密封蓋固接。誘導(dǎo)輪安裝 在葉輪組入口處的軸上，導(dǎo)流器安裝在葉輪組入口處的葉輪殼體上。導(dǎo)流器和誘 導(dǎo)輪可改善葉輪組入口的流動阻力和防止產(chǎn)生渦流和氣蝕。徑向軸承設(shè)置在電機 兩端的主軸上，承載葉輪旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的徑向力。止推蝶形彈簧安裝在電機主軸的 頂端，止推蝶形彈簧具有變剛度特性，可自動補償旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的軸向力。徑向支 承兩端分別與高真空絕熱容器的內(nèi)壁和葉輪殼體固接，防止葉輪組和電機的徑向 晃動。電纜引出裝置安裝在密封蓋上，在密封蓋上開有和電纜引出裝置相配的孔， 從電機繞組引出的低溫電纜穿過孔與電纜引出裝置連接。電纜引出裝置與快速連 接插座連接。高真空絕熱容器內(nèi)部充有液化天然氣液體，使葉輪組和電機浸沒在 液化天然氣液體中，確保啟動時葉輪組入口都是液態(tài)流體。電機采用耐低溫樹脂 作為電機繞組的絕緣，使電機在一196'C的環(huán)境下能正常工作。葉輪組葉輪數(shù)量 與泵的設(shè)計揚程有關(guān)。潛液式液化天然氣低溫泵啟動時，需要先進行預(yù)冷和蓄液。 通過液化天然氣注入口，將液化天然氣輸入至高真空絕熱容器內(nèi)，直至葉輪組和 電機均浸沒在液化天然氣中，啟動電機。液化天然氣被高速旋轉(zhuǎn)葉片給予動能， 沿著排液管從液化天然氣排出口排出。蒸發(fā)的天然氣從蒸發(fā)氣體排出口排出。通 過變頻控制器控制電機的轉(zhuǎn)速，可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)輸送的流量。
本實用新型的有益效果本實用新型低溫泵安裝在一個封閉的容器內(nèi)，沒有 像普通泵那樣的軸封泄漏問題，提高了使用的安全性。高真空容器的雙層殼體結(jié) 構(gòu)不僅起到絕熱作用，而且可以起到屏蔽噪音的作用，使泵工作噪聲不超過55 分貝。本實用新型還采用低溫電纜和防爆型快速接插裝置，使之符合易燃介質(zhì)條 件下的工作要求。本實用新型是推廣液化天然氣清潔汽車的基礎(chǔ)設(shè)備，有利于減 少汽車尾氣對環(huán)境的污染。具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。
圖1是本實用新型潛液式低溫泵結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中，1葉輪組、2葉輪殼體、3電機、4高真空絕熱容器、5徑向軸承、 6止推碟形彈簧、7電纜引出裝置、8導(dǎo)流器、9誘導(dǎo)輪、10密封蓋、11排液 管、12液化天然氣注入口、 13蒸發(fā)氣體的排出口、 14液化天然氣排出口、 15 徑向支承。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施作進一步描述。
如圖1所示，本實用新型包括葉輪組l、葉輪殼體2、電機3、高真空絕
熱容器4、徑向軸承5、止推碟形彈簧6、電纜引出裝置7、導(dǎo)流器8、誘導(dǎo)輪9、 密封蓋IO、排液管11和徑向支承15。
高真空絕熱容器4為圓柱形雙層殼體結(jié)構(gòu)，采用耐低溫的奧氏體不銹鋼材料 制造。雙層殼體內(nèi)抽真空，真空度《lX10—2pa，高真空絕熱容器4和密封蓋10 采用法蘭連接，連接處設(shè)置有耐低溫的密封圈，用螺釘壓緊密封圈，以保證其密 封性。在高真空絕熱容器4筒體上，開有液化天然氣注入口 12和蒸發(fā)氣體的排 出口13，在密封蓋中心開有液化天然氣排出口 14。
葉輪組1置于葉輪殼體2內(nèi)，并與電機3軸連接，電機罩殼和葉輪殼體2 固接成一體。兩者均置于高真空絕熱容器4內(nèi)。排液管ll的一端與電機罩殼連 接，另一端穿過液化天然氣排出口 14與密封蓋10固接。
誘導(dǎo)輪9安裝在葉輪組1入口處的軸上，導(dǎo)流器8安裝在葉輪組1入口處的 葉輪殼體2上。導(dǎo)流器8和誘導(dǎo)輪9可改善葉輪組1入口的流動阻力和防止產(chǎn)生 渦流和氣蝕。徑向軸承5設(shè)置在電機兩端的主軸上，承載葉輪旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的徑向 力。2片或多片止推蝶形彈簧6安裝在電機3主軸的頂端，止推蝶形彈簧6具有 變剛度特性，可自動補償旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的軸向力。
徑向支承15兩端分別與高真空絕熱容器4的內(nèi)壁和葉輪殼體2固接，防止 葉輪組1和電機3的徑向晃動。
電纜引出裝置7安裝在密封蓋10上，在密封蓋10上開有和電纜引出裝置7 相配的孔，從電機繞組引出的低溫電纜穿過孔與電纜引出裝置7連接。電纜引出 裝置7與快速連接插座連接。
高真空絕熱容器4內(nèi)部充有液化天然氣液體，使葉輪組1和電機3浸沒在液化天然氣液體中，確保啟動時葉輪組入口都是液態(tài)流體。電機3采用耐低溫樹脂 作為電機繞組的絕緣，使電機在一196'C的環(huán)境下能正常工作。葉輪組l葉輪數(shù) 量與泵的設(shè)計揚程有關(guān)，為2 4片。
潛液式液化天然氣低溫泵啟動時，需要先進行預(yù)冷和蓄液。通過液化天然氣 注入口 12，將液化天然氣輸入至高真空絕熱容器4內(nèi)，直至葉輪組1和電機3 均浸沒在液化天然氣中，啟動電機3。液化天然氣被高速旋轉(zhuǎn)葉片給予動能，沿 著排液管11從液化天然氣排出口 14排出。蒸發(fā)的天然氣從蒸發(fā)氣體排出口 13 排出。潛液式液化天然氣低溫泵達到的技術(shù)指標(biāo)如下-
設(shè)計溫度-196 。C
電 源.-3,50Hz 3
輸入功率-11Kw
設(shè)計流量200L/min
工作轉(zhuǎn)速1500 5500 rpm
級 數(shù)2級
設(shè)計揚程220m
吸入靜壓1 4m
權(quán)利要求1、一種輸送液化天然氣的潛液式低溫泵，包括葉輪組(1)、葉輪殼體(2)、電機(3)、高真空絕熱容器(4)、徑向軸承(5)、止推碟形彈簧(6)、電纜引出裝置(7)、導(dǎo)流器(8)、誘導(dǎo)輪(9)、密封蓋(10)、排液管(11)和徑向支承(15)；其特征在于高真空絕熱容器(4)為圓柱形雙層殼體結(jié)構(gòu)，高真空絕熱容器(4)和密封蓋(10)采用法蘭連接，在高真空絕熱容器(4)筒體上，開有液化天然氣注入口(12)和蒸發(fā)氣體的排出口(13)，在密封蓋中心開有液化天然氣排出口(14)；葉輪組(1)置于葉輪殼體(2)內(nèi)，并與電機(3)軸連接，電機罩殼和葉輪殼體(2)固接成一體；兩者均置于高真空絕熱容器(4)內(nèi)；排液管(11)的一端與電機罩殼連接，另一端穿過液化天然氣排出口(14)與密封蓋(10)固接；誘導(dǎo)輪(9)安裝在葉輪組(1)入口處的軸上，導(dǎo)流器(8)安裝在葉輪組(1)入口處的葉輪殼體(2)上；徑向支承(15)兩端分別與高真空絕熱容器(4)的內(nèi)壁和葉輪殼體(2)固接；電纜引出裝置(7)安裝在密封蓋(10)上，在密封蓋(10)上開有和電纜引出裝置(7)相配的孔，從電機繞組引出的低溫電纜穿過孔與電纜引出裝置(7)連接；電纜引出裝置(7)與快速連接插座連接；高真空絕熱容器(4)內(nèi)部充有液化天然氣液體。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸送液化天然氣的潛液式低溫泵，其特征是所述的高真空絕熱容器(4)采用耐低溫的奧氏體不銹鋼材料制造；雙層殼體內(nèi)抽真空，真空度《1X10—2Pa。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸送液化天然氣的潛液式低溫泵，其特征是所述的電機(3)是采用耐低溫樹脂作為電機繞組的絕緣；葉輪組(l)的葉輪數(shù)量為2-4片。
專利摘要輸送液化天然氣的潛液式低溫泵，屬于低溫液化氣體輸送設(shè)備設(shè)計制造技術(shù)領(lǐng)域。包括葉輪組、葉輪殼體、電機、高真空絕熱容器、徑向軸承、止推碟形彈簧、電纜引出裝置、導(dǎo)流器、誘導(dǎo)輪、密封蓋、排液管和徑向支承。本實用新型低溫泵安裝在充有液化天然氣液體的高真空絕熱容器內(nèi)，克服了軸封泄漏問題，提高了使用安全性。啟動電機，液化天然氣被高速旋轉(zhuǎn)葉輪給予動能，沿排液管排出，通過變頻控制器控制電機的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)輸送流量。高真空絕熱容器的雙層殼體結(jié)構(gòu)還可以起到屏蔽噪音的作用。采用低溫電纜和防爆型快速接插裝置，符合易燃介質(zhì)條件下的工作要求。本實用新型是推廣液化天然氣清潔汽車的基礎(chǔ)設(shè)備，有利于減少汽車尾氣對環(huán)境的污染。
文檔編號F04D7/00GK201358922SQ20082015785
公開日2009年12月9日 申請日期2008年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月25日
發(fā)明者杜江云, 章軼明, 澎 韓, 顧安忠, 魯雪生 申請人:上海交通大學(xué)