用于输送高粘性流体的泵制造技术

本发明专利技术提出一种用于输送高粘性流体的泵，其包括：壳体（2），其具有用于流体的至少第一入口（3）和出口（4）；叶轮（5），其用于将流体从入口（3）输送到出口（4），其中，所述叶轮（5）布置在可旋转轴（6）上以围绕轴向方向（A）进行旋转，并且包括面向泵的第一入口（3）的前盖板（7），其中，所述壳体（2）具有固定的叶轮开口（8），所述叶轮开口（8）用于接收叶轮（5）的前盖板（7）并且具有直径（D），其中，所述前盖板（7）与固定的所述叶轮开口（8）形成在垂直于轴向方向（A）的径向方向上具有宽度（R）的间隙（9），其中，间隙（9）的宽度（R）与叶轮开口（8）的直径（D）的比值至少是0.0045。

A pump for conveying highly viscous fluids

The invention proposes a method for the transmission of high viscous fluid pump, comprising a housing (2), which has at least a first entrance for the fluid (3) and the outlet (4); the impeller (5), which is used for conveying fluid from the entrance (3) to (4), among them, the export of the impeller (5) arranged on the rotary shaft (6) so as to surround the axial direction of rotation (A), and includes a first entrance for the pump (3) the front cover (7), among them, the housing (2) having a fixed impeller opening (8), the opening (8) for the impeller receive the impeller (5) front cover (7) and having a diameter (D), wherein, the front cover plate (7) opening and the impeller is fixed (8) formed in the direction perpendicular to the axial direction (A) with the width of the radial direction (R) of the gap (9), among them, the gap (9) the width (R) the ratio of the diameter (D) to the impeller opening (8) is at least 0.0045.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及根据独立权利要求的前序部分的用于输送高粘性流体的泵。
技术介绍
用于泵送高粘性流体的泵用在许多不同行业中，例如在用于输送烃类流体的油气加工行业中。此处，这些泵用于不同的应用中，例如从油田提取原油、通过管线或在炼油厂内运输油或其它烃类流体。而且在例如食品业或化学工业的其它行业中，常常也需要输送高粘性流体。流体的粘度是对于流动流体中所产生的内部摩擦的量度和流体的特征性质。在本申请的框架内，术语“粘度”或“粘性”用来指定流体的运动粘度，且应如此来理解术语“高粘性流体”，即流体具有至少10-4m2/s（其是100厘沲（cSt））的运动粘度。为泵送高粘性流体，利用离心泵是已知的。用离心泵泵送高粘性流体比（例如）泵送水需要明显更大的泵功率。流体的粘度变得越高，泵所需的功率越大，以递送所需的泵送体积。尤其是在油气行业中，主焦点（至少是在过去）已经在于泵送体积（即，由泵产生的流）和泵的可靠性上，而非泵的效率。然而，现今是力求对泵的更有效使用。需要使由泵进行递送的动力（尤其是液压动力）与驱动泵所需的功率具有可能的最大的比值。这种需求主要基于渐增的环保意识和有责任地处理可用资源，以及基于渐增的能量成本。为改进用于泵送高粘性流体的泵的效率，已知的是使用特定叶轮设计，尤其是具有高扬程系数的叶轮。能够例如通过增大叶片出口角或叶片的数量或叶轮出口宽度来增大叶轮的扬程系数。尽管有这些措施，但仍需要甚至更多地改进用于泵送高粘性流体的泵的效率。
技术实现思路
因此，本专利技术的目标是提出一种用于输送高粘性流体的新型泵，其具有更好的效率，即，在泵送流体时由泵递送的动力与供应到泵以驱动该泵的功率的比值增加。满足此目标的本专利技术的主题的特征在于独立权利要求中的技术特征。因此，根据本专利技术，提出一种用于输送高粘性流体的泵，其包括：壳体，其具有用于流体的至少第一入口和出口；叶轮，其用于将流体从入口输送到出口，其中，所述叶轮布置在可旋转轴上以围绕轴向方向进行旋转，并且包括面向泵的第一入口的前盖板，其中，壳体具有固定的叶轮开口，所述叶轮开口用于接收叶轮的前盖板并且具有直径，其中，所述前盖板与固定的所述叶轮开口形成在垂直于轴向方向的径向方向上具有宽度的间隙，其中，间隙的宽度与叶轮开口的直径的比值至少是0.0045。特别地，本专利技术基于以下发现：当泵送高粘性流体时，通过将叶轮前盖板与固定的叶轮开口之间的间隙设计成在径向方向上显著宽于现有技术中已实现的宽度，可提高泵效率。间隙的宽度是间隙关于径向方向的延伸，且通常也被指定为游隙或径向游隙。此径向游隙是沿间隙在叶轮前盖板的外周向表面与固定的叶轮开口的内周向表面之间的最小距离。需要所述间隙（其有时也称作迷宫）以将叶轮的高压侧（更具体地，侧室）与泵的入口密封开来。叶轮布置在固定的叶轮开口中，所述叶轮开口是泵的相对于壳体固定的一部分并且适于接收叶轮。在安装状态下，叶轮位于所述叶轮开口中，使得在叶轮前盖板的外周向表面与固定的叶轮开口的内周向表面之间存在间隙或迷宫。此间隙在径向方向上具有宽度（即，游隙）且在轴向方向上具有长度，并提供在位于叶轮高压侧上的侧室与泵的入口（其是泵的低压侧）之间的密封。在泵的操作期间，产生回流，其从叶轮的高压侧（对于单级泵而言，其是在泵出口附近的区域）穿过侧室，并且穿过前盖板与固定的叶轮开口之间的间隙流回到叶轮的低压侧。因此，穿过间隙的回流是在与流动通过相应入口的流体相反的方向上流动的。间隙或迷宫分别设计为径向游隙密封或迷宫，即其提供相对于径向方向的游隙。因此，穿过间隙的主流是在轴向方向上，即平行于轴。这必须与垂直于轴或相对于轴倾斜地延伸的轴向游隙密封或迷宫加以区别，因此，穿过轴向游隙密封的主流是在径向方向上或相对于径向方向倾斜。在轴向游隙密封中，轴向方向上的游隙在固定部分和旋转部分于轴向方向上发生相对运动时发生改变，其中，在径向游隙密封中，径向方向上的游隙在固定部分和旋转部分于径向方向上发生相对运动时发生改变。基本的发现是：由于本专利技术提出的间隙（即，迷宫）在径向方向（即，游隙）上的宽度较大，所以跨越间隙的功率损耗尤其因为侧室中阻力的减小而减少。另一方面，可预期：间隙的较大宽度将导致密封作用减小，因此增加泵中的回流。然而，回流速率的增大降低泵效率，且因此与改进效率相抵触。因此，意外的发现在于：通过增加间隙关于径向方向的宽度，尽管有回流速率提高的风险，但是整体泵效率增加。根据本专利技术，间隙的宽度应至少是叶轮开口的直径的0.0045倍。间隙的最佳宽度取决于若干因素，例如流体的粘度。因此，根据特定的应用，可优选的是，间隙的宽度与叶轮开口的直径的比值至少是0.0050。出于实际原因并且为了提供足够的密封作用，还存在间隙宽度的优选上限。根据优选设计，间隙的宽度与叶轮开口的直径的比值至多是0.0070。这个上限对于许多应用而言是优选的。然而，可能存在这样的应用，即对于这些应用而言，如果间隙的宽度甚至大于叶轮开口的直径的0.0070倍，则这是有利的。为了由间隙产生所需的密封效果，优选的是，间隙在轴向方向上具有的长度至少是叶轮开口的直径的0.092倍。间隙或迷宫的长度是间隙关于轴向方向的延伸，该长度是在叶轮前盖板的外周向表面与固定的叶轮开口的内周向表面之间具有最小距离的区域的长度。界定所述间隙的两个表面可设计为平表面。根据另一个实施例，间隙包括关于轴向方向连续地布置的多个凸出部，其中，两个相邻的凸出部分别由凹槽分隔开。在此类实施例中，界定所述间隙的两个表面不是平的。叶轮前部的外周向表面的界定所述间隙的部分或固定的叶轮开口的内周向表面的界定所述间隙的部分可具有位于其间的多个凸出部和凹槽。在此类实施例中，间隙的宽度被定义为沿间隙在前盖板与固定的叶轮开口之间在径向方向上的最小距离。这是凸出部与面向凸出部的表面之间关于径向方向的距离。对于此类实施例而言，将间隙在轴向方向上的长度定义为所有单独地凸出部在轴向方向上的长度的总和。凹槽不构成间隙在轴向方向上的总长度。根据优选实施例，固定的入口开口包括关于径向方向界定间隙的耐磨环，所述耐磨环布置成相对于壳体是固定的。补充地或作为可替代措施，也有可能的是，叶轮包括关于径向方向界定间隙的耐磨环，所述耐磨环布置成相对于叶轮是固定的。本专利技术尤其适合于许多类型的离心泵。泵可设计为（例如）单吸泵或双吸泵、单级泵或多级泵。当泵设计为单吸泵时，除前盖板外，其还可具有位于叶轮上的后盖板。在此类设计中，也有可能的是，叶轮的后盖板与相对于壳体固定的部分形成间隙。后盖板处的此间隙可以与如关于叶轮前盖板处的间隙所解释地近似相同的方式来设计。根据优选实施例，泵设计为双吸泵，其具有用于流体的第二入口，所述第二入口布置成与泵的第一入口相对，其中，叶轮设计为双吸叶轮，所述双吸叶轮包括用于将流体从第一入口与第二入口两者输送到出口的多个叶片。对于如双吸泵的此类设计而言，优选的是，叶轮包括面向泵的第二入口的第二前盖板，其中，壳体具有固定的第二叶轮开口，所述第二叶轮开口用于接收叶轮的第二前盖板并且具有直径，其中，第二前盖板与固定的第二叶轮开口形成在垂直于轴向方向的径向方向上具有宽度的第二间隙，并且其中，所述第二间隙的宽度与所述第二叶轮开口的直径的比值至少是0.0045。根据特定的应用，也可优选的是，第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于输送高粘性流体的泵，其包括：壳体（2），其具有用于所述流体的至少第一入口（3）和出口（4）；叶轮（5），其用于将所述流体从所述入口（3）输送到所述出口（4），其中，所述叶轮（5）布置在可旋转轴（6）上以围绕轴向方向（A）进行旋转，并且包括面向所述泵的所述第一入口（3）的前盖板（7），其中，所述壳体（2）具有固定的叶轮开口（8），所述叶轮开口（8）用于接收所述叶轮（5）的所述前盖板（7）并且具有直径（D），其中，所述前盖板（7）与固定的所述叶轮开口（8）形成间隙（9），所述间隙（9）在垂直于所述轴向方向（A）的径向方向上具有宽度（R），其特征在于，所述间隙（9）的所述宽度（R）与所述叶轮开口（8）的所述直径（D）的比值至少是0.0045。

【技术特征摘要】
2015.10.14 EP 15189843.41.一种用于输送高粘性流体的泵，其包括：壳体（2），其具有用于所述流体的至少第一入口（3）和出口（4）；叶轮（5），其用于将所述流体从所述入口（3）输送到所述出口（4），其中，所述叶轮（5）布置在可旋转轴（6）上以围绕轴向方向（A）进行旋转，并且包括面向所述泵的所述第一入口（3）的前盖板（7），其中，所述壳体（2）具有固定的叶轮开口（8），所述叶轮开口（8）用于接收所述叶轮（5）的所述前盖板（7）并且具有直径（D），其中，所述前盖板（7）与固定的所述叶轮开口（8）形成间隙（9），所述间隙（9）在垂直于所述轴向方向（A）的径向方向上具有宽度（R），其特征在于，所述间隙（9）的所述宽度（R）与所述叶轮开口（8）的所述直径（D）的比值至少是0.0045。2.根据权利要求1所述的泵，其中，所述间隙（9）的所述宽度（R）与所述叶轮开口（8）的所述直径（D）的比值至少是0.0050。3.根据前述权利要求中任一项所述的泵，其中，所述间隙（9）的所述宽度（R）与所述叶轮开口（8）的所述直径（D）的比值至多是0.0070。4.根据前述权利要求中任一项所述的泵，其中，所述间隙（9）在所述轴向方向上具有长度（L），所述长度（L）至少是所述叶轮开口（8）的所述直径（D）的0.092倍。5.根据前述权利要求中任一项所述的泵，其中，所述间隙（9）包括关于所述轴向方向（A）连续地布置的多个凸出部（12），并且其中，两个相邻的凸出部（12）分别由凹槽（13）分隔开。6.根据前述权利要求中任一项所述的泵，其中，固定的入口开口（8）包括耐磨环（11），所述耐磨环（11）关于所述径向方向界定所述间隙（9），所述耐磨环（11）布置成相对于所述壳体（2）是固定的。7.根据前述权利要求中任一项所述的泵，其中，所述叶轮（5）包括耐磨环（11’），所述耐磨环（11’）关于所述径向方向界定所述间隙（9），所述耐磨环（...

【专利技术属性】
技术研发人员：A罗德里古伊斯，
申请(专利权)人：苏尔寿管理有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH