一種高效大流量高揚(yáng)程液貨泵水力元件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種液貨泵水力元件，尤其涉及一種高效大流量高揚(yáng)程液貨泵水力元件，屬于液貨泵技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]FPSO(Floating Product1n Storage and Off — loading)是一種重要的浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油系統(tǒng)型式，通常與鉆油平臺(tái)或海底采油系統(tǒng)組成一個(gè)完整的采油、原油處理、儲(chǔ)油和卸油系統(tǒng)，它的儲(chǔ)存和外輸兩大功能解決了油田連續(xù)生產(chǎn)和貨油間斷外運(yùn)之間的矛盾，既是集生產(chǎn)、儲(chǔ)油、外輸、生活、動(dòng)力于一體的多功能采油設(shè)施，又是石油化工、海洋工程和船舶工程的集成產(chǎn)品。隨著國(guó)際國(guó)內(nèi)油運(yùn)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈和人們環(huán)保意識(shí)的提高，對(duì)FPS0、油船、化學(xué)品船上向外部泵送液貨設(shè)備的要求越來(lái)越高，對(duì)高可靠性、高環(huán)保性、高操作性、高維修性設(shè)備的需求越來(lái)越突出。
[0003]液貨泵作為FPSO上貨油裝卸的執(zhí)行元件，技術(shù)要求高、系統(tǒng)復(fù)雜，尤其是高效大流量高揚(yáng)程水力元件的設(shè)計(jì)、不同壓力流體同心管柱設(shè)計(jì)、液控大流量高精度調(diào)速閥、密封實(shí)現(xiàn)及密封監(jiān)測(cè)技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)均被國(guó)外少數(shù)公司嚴(yán)密封鎖，使得液貨泵國(guó)產(chǎn)化設(shè)計(jì)制造難度非常高?，F(xiàn)如今國(guó)內(nèi)一些小型離心泵廠商已開始對(duì)小型油船上使用的液貨泵(700m3/h以下)進(jìn)行研宄，但由于缺乏對(duì)船舶與海洋工程環(huán)境的充分了解，缺乏對(duì)海工產(chǎn)品的要求全面把握的能力，缺乏科研力量和研發(fā)資金，很難進(jìn)行系統(tǒng)的研發(fā)制造。大流量(100mVh及以上)、高揚(yáng)程(150mlc及以上)的液壓驅(qū)動(dòng)液貨泵對(duì)系統(tǒng)集成性、工作可靠性有更高的要求，國(guó)內(nèi)至今仍無(wú)人問(wèn)津，設(shè)計(jì)制造大流量高揚(yáng)程液貨泵技術(shù)上還處于空白，許多關(guān)鍵技術(shù)亟待突破。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有的液貨泵結(jié)構(gòu)復(fù)雜，液貨殘留較多，軸向受力較大，運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性不高的缺陷和不足，提供一種結(jié)構(gòu)合理，液貨殘留較少，徑向力互相平衡，而且軸向受力較小，運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性高的一種高效大流量高揚(yáng)程液貨泵水力元件。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是:一種高效大流量高揚(yáng)程液貨泵水力元件，包括泵殼和葉輪組件，所述泵殼的底部設(shè)置有吸入口，泵殼頂部的軸心上安裝有輪轂，輪轂的中心孔內(nèi)安裝有泵軸，葉輪組件安裝在泵殼的內(nèi)部，葉輪組件包括前蓋板、后蓋板和葉片，前蓋板安裝在泵殼的內(nèi)部靠近吸入口的一側(cè)，后蓋板安裝在泵殼的內(nèi)部靠近輪轂的一側(cè)，前蓋板和后蓋板之間的區(qū)域安裝有葉片，并且葉片的軸心與泵軸同軸固定，泵殼外圓切線方向上設(shè)置有第一出口和第二出口。
[0006]所述葉片進(jìn)口部分的前緣為圓頭，其倒圓半徑為5毫米?8毫米，進(jìn)口邊角度從葉根到葉頂逐漸變化，葉根處角度為17度?18度，葉頂處角度為21度?22度，出口部分后緣為鈍頭，出口邊角度從葉根到葉頂不變化，均為28度?30度，葉片包角為175度?185度。
[0007]所述葉片的厚度沿流向先變大后變小，葉片最大厚度出現(xiàn)在40%?70%葉片長(zhǎng)度處，葉片最厚處為9毫米?12毫米，葉片的數(shù)量為7?8個(gè)。
[0008]所述前蓋板由兩段圓弧和一段直線組成的曲線旋轉(zhuǎn)加厚而成，第一段圓弧的半徑為50毫米?80毫米，第二段圓弧半徑為160毫米?180毫米，圓弧與圓弧之間、圓弧與直線之間均光滑連接。
[0009]所述后蓋板由一段圓弧和一段直線旋轉(zhuǎn)加厚而成，圓弧半徑為170毫米?200毫米，圓弧與直線之間光滑連接。
[0010]所述第一出口和第二出口為以泵殼的軸心為對(duì)稱中心的中心對(duì)稱結(jié)構(gòu)，第一出口和第二出口的出口寬度為65毫米?80毫米。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0012]1.本實(shí)用新型采用立式布置方式，保證了艙底的液貨能有效的輸出，液貨殘留少，而且泵殼采用雙出口的中心對(duì)稱結(jié)構(gòu)，使得使徑向力互相平衡，保證了泵運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程最小的受力。
[0013]2.本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理，運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定可靠，葉輪前后摩擦環(huán)直徑相等，使得軸向力降到了最小，具有優(yōu)秀的水力性能，解決了高效大流量高揚(yáng)程液貨泵的需求問(wèn)題，使用范圍廣泛。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2是本實(shí)用新型葉輪的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3是圖2的左視圖。
[0017]圖中:泵殼I，輪轂2，泵軸3，前蓋板4，后蓋板5，葉片6，吸入口 7，第一出口 8，第二出口 9。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下結(jié)合【附圖說(shuō)明】和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0019]參見圖1至圖3，本實(shí)用新型的一種高效大流量高揚(yáng)程液貨泵水力元件，包括泵殼I和葉輪組件，其特征在于:所述泵殼I的底部設(shè)置有吸入口 7，泵殼I頂部的軸心上安裝有輪轂2，輪轂2的中心孔內(nèi)安裝有泵軸3，葉輪組件安裝在泵殼I的內(nèi)部，葉輪組件包括前蓋板4、后蓋板5和葉片6，前蓋板4安裝在泵殼I的內(nèi)部靠近吸入口 7的一側(cè)，后蓋板5安裝在泵殼I的內(nèi)部靠近輪轂2的一側(cè)，前蓋板4和后蓋板5之間的區(qū)域安裝有葉片6，并且葉片6的軸心與泵軸3同軸固定，泵殼I外圓切線方向上設(shè)置有第一出口 8和第二出口 9。
[0020]所述葉片6進(jìn)口部分的前緣為圓頭，其倒圓半徑為5毫米?8毫米，進(jìn)口邊角度從葉根到葉頂逐漸變化，葉根處角度為17度?18度，葉頂處角度為21度?22度，出口部分后緣為鈍頭，出口邊角度從葉根到葉頂不變化，均為28度?30度，葉片包角為175度?185度。
[0021]所述葉片6的厚度沿流向先變大后變小，葉片6最大厚度出現(xiàn)在40%?70%葉片長(zhǎng)度處，葉片最厚處為9毫米?12毫米，葉片6的數(shù)量為7?8個(gè)。
[0022]所述前蓋板4由兩段圓弧和一段直線組成的曲線旋轉(zhuǎn)加厚而成，第一段圓弧的半徑為50毫米?80毫米，第二段圓弧半徑為160毫米?180毫米，圓弧與圓弧之間、圓弧與直線之間均光滑連接。
[0023]所述后蓋板5由一段圓弧和一段直線旋轉(zhuǎn)加厚而成，圓弧半徑為170毫米?200毫米，圓弧與直線之間光滑連接。
[0024]所述第一出口 8和第二出口 9為以泵殼I的軸心為對(duì)稱中心的中心對(duì)稱結(jié)構(gòu)，第一出口 8和第二出口 9的出口寬度為65毫米?80毫米。
[0025]參見附圖1，本實(shí)用新型的液貨泵水力元件采用立式布置方式，立式的結(jié)構(gòu)布置保證了艙底的液貨能有效的輸出，液貨殘留少。泵殼I的底部設(shè)置有吸入口 7，泵殼I外圓切線方向上設(shè)置有第一出口 8和第二出口 9，第一出口 8和第二出口 9為以泵殼I的軸心為對(duì)稱中心的中心對(duì)稱結(jié)構(gòu)，采用雙出口的中心對(duì)稱結(jié)構(gòu)，使得使徑向力互相平衡，保證了泵運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程最小的受力。第一出口 8和第二出口 9的出口寬度為65毫米?80毫米。泵殼I的內(nèi)腔截面采用圓形，且半徑依次增大，從42毫米?44毫米變化到98毫米?100毫米。
[0026]泵殼I頂部的軸心上安裝有輪轂2，輪轂2的中心孔內(nèi)安裝有泵軸3，輪轂2用于聯(lián)接泵軸3和葉輪。葉輪組件包括前蓋板4、后蓋板5和葉片6，前蓋板4安裝在泵殼I的內(nèi)部靠近吸入口 7的一側(cè)，后蓋板5安裝在泵殼I的內(nèi)部靠近輪轂2的一側(cè)，前蓋板4和后蓋板5之間的區(qū)域安裝有葉片6，并且葉片6的軸心與泵軸3同軸固定。葉片6的數(shù)量為7?8個(gè)，葉片6進(jìn)口部分的前緣為圓頭，其倒圓半徑為5毫米?8毫米，進(jìn)口邊角度從葉根到葉頂逐漸變化，葉根處角度為17度?18度，葉頂處角度為21度?22度，出口部分后緣為鈍頭，出口邊角度從葉根到葉頂不變化，均為28度?30度，葉片包角為175度?185度。葉片6的厚度沿流向先變大后變小，葉片6最大厚度出現(xiàn)在40%?70%葉片長(zhǎng)度處，葉片最厚處為9毫米?12毫米。
[0027]前蓋板4由兩段圓弧和一段直線組成的曲線旋轉(zhuǎn)加厚而成，第一段圓弧的半徑為50毫米?80毫米，第二段圓弧半徑為160毫米?180毫米，圓弧與圓弧之間、圓弧與直線之間均光滑連接。后蓋板5由一段圓弧和一段直線旋轉(zhuǎn)加厚而成，圓弧半徑為170毫米?200毫米，圓弧與直線之間光滑連接。本實(shí)用新型具有優(yōu)秀的水力性能，經(jīng)數(shù)值模擬與樣機(jī)試驗(yàn)驗(yàn)證，排量達(dá)到800?1300m3/h，揚(yáng)程達(dá)到135?170mlC，水力效率達(dá)到80%?84%，從而解決了高效大流量高揚(yáng)程液貨泵的需求問(wèn)題。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高效大流量高揚(yáng)程液貨泵水力元件，包括泵殼(I)和葉輪組件，其特征在于:所述泵殼(I)的底部設(shè)置有吸入口(7)，泵殼(I)頂部的軸心上安裝有輪轂(2)，輪轂(2)的中心孔內(nèi)安裝有泵軸(3 )，葉輪組件安裝在泵殼(I)的內(nèi)部，葉輪組件包括前蓋板(4)、后蓋板(5)和葉片(6)，前蓋板(4)安裝在泵殼(I)的內(nèi)部靠近吸入口(7)的一側(cè)，后蓋板(5)安裝在泵殼(I)的內(nèi)部靠近輪轂(2)的一側(cè)，前蓋板(4)和后蓋板(5)之間的區(qū)域安裝有葉片(6)，并且葉片(6)的軸心與泵軸(3)同軸固定，泵殼(I)外圓切線方向上設(shè)置有第一出口(8)和第二出口(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效大流量高揚(yáng)程液貨泵水力元件，其特征在于:所述葉片(6)進(jìn)口部分的前緣為圓頭，其倒圓半徑為5毫米?8毫米，進(jìn)口邊角度從葉根到葉頂逐漸變化，葉根處角度為17度?18度，葉頂處角度為21度?22度，出口部分后緣為鈍頭，出口邊角度從葉根到葉頂不變化，均為28度?30度，葉片包角為175度?185度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效大流量高揚(yáng)程液貨泵水力元件，其特征在于:所述葉片(6)的厚度沿流向先變大后變小，葉片(6)最大厚度出現(xiàn)在40%?70%葉片長(zhǎng)度處，葉片最厚處為9毫米?12毫米，葉片(6)的數(shù)量為7?8個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效大流量高揚(yáng)程液貨泵水力元件，其特征在于:所述前蓋板(4)由兩段圓弧和一段直線組成的曲線旋轉(zhuǎn)加厚而成，第一段圓弧的半徑為50毫米?80毫米，第二段圓弧半徑為160毫米?180毫米，圓弧與圓弧之間、圓弧與直線之間均光滑連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效大流量高揚(yáng)程液貨泵水力元件，其特征在于:所述后蓋板(5)由一段圓弧和一段直線旋轉(zhuǎn)加厚而成，圓弧半徑為170毫米?200毫米，圓弧與直線之間光滑連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效大流量高揚(yáng)程液貨泵水力元件，其特征在于:所述第一出口(8)和第二出口(9)為以泵殼(I)的軸心為對(duì)稱中心的中心對(duì)稱結(jié)構(gòu)，第一出口(8)和第二出口(9)的出口寬度為65毫米?80毫米。
【專利摘要】一種高效大流量高揚(yáng)程液貨泵水力元件，包括泵殼（1）和葉輪組件，其特征在于：所述泵殼（1）的底部設(shè)置有吸入口（7），泵殼（1）頂部的軸心上安裝有輪轂（2），葉輪組件安裝在泵殼（1）的內(nèi)部，葉輪組件包括前蓋板（4）、后蓋板（5）和葉片（6），前蓋板（4）安裝在泵殼（1）的內(nèi)部靠近吸入口（7）的一側(cè)，后蓋板（5）安裝在泵殼（1）的內(nèi)部靠近輪轂（2）的一側(cè)，前蓋板（4）和后蓋板（5）之間的區(qū)域安裝有葉片（6），泵殼（1）上設(shè)置有第一出口（8）和第二出口（9），本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理，運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定可靠，葉輪前后摩擦環(huán)直徑相等，使得軸向力降到了最小，具有優(yōu)秀的水力性能，解決了高效大流量高揚(yáng)程液貨泵的需求問(wèn)題。
【IPC分類】F04D7-00, F04D29-40, F04D29-66, F04D29-18
【公開號(hào)】CN204386894
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420789774
【發(fā)明人】沈飛, 趙雷剛, 楊勤, 羅力
【申請(qǐng)人】武漢船用機(jī)械有限責(zé)任公司
【公開日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2014年12月15日