双盘式旋转筒式泵制造技术

本发明专利技术涉及一种包括两个盘的旋转筒式泵(6)：可动盘(2)，其也由驱动轴(5)驱动，以及具有可变倾斜度的盘(7)，其中，两个盘(2、7)彼此连接使得它们能枢转。

Double disk rotary drum pump

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】双盘式旋转筒式泵
本专利技术涉及泵的领域，具体是用于高压泵送的泵，尤其是用于钻井作业的泵。
技术介绍
目前，曲轴驱动泵是在所有工业部门中使用最广泛的：生产资料、石油、煤气和食品工业、汽车工业、建筑工业(供暖、井、空调、水泵等)，并且更具体地用于水和废物处理(水网络和排水系统)。然而，它们仍然是基于1930年代的设计来制造的，且已进行了非常少的研究和开发调查以改进它们的性能、降低它们的成本价格、最小化它们的维护成本或减少它们对环境的影响。这些泵在功率、压力/流动速率扭矩(即，由曲轴产生的压力正弦响应所产生的压力激增型现象而导致的限制)、重量、效率和使用寿命方面有限制。此外，它们不允许有可变的排量，并且因此它们在使用中缺乏灵活性。此外，在烃类生产领域中，目前观察到的是，井筒需要达到越来越大的深度，这涉及在越来越高的灌注压力下工作。因此，石油公司需要超高压泵，例如用于钻井泥浆灌注，以达到所需的深度。这些泵还必须是可靠、经济、灵活且紧凑的，以便满足能源部门越来越严格的要求。另一种正排量泵技术是筒式泵。它主要用于在较低压力和流动速率下进行泵送(它主要用于泵送液压油)，并且它具有许多优点：-优异的重量/功率比-非常良好的性能/价格比-有利的机械和容积效率-通过调节盘的倾斜度的可变排量能力。设计为具有筒的泵借助旋转盘系统运行，旋转盘系统一个接一个地致动各个活塞。当一个活塞处于吸入阶段时，相对的活塞处于输送模式，这在泵上游和下游提供了恒定的流量。由筒引导的活塞位置的分布提供了在由马达驱动的轴旋转时力的渐进分布。存在三种主要的筒式泵结构：·固定的筒式泵(图1)：在泵1的这种构造中，在筒固定的情况下，旋转的是倾斜盘2(由轴5驱动)，从而产生活塞3在它们的套筒4(压缩室)中的运动。活塞3与盘2之间的联接则由在盘2上摩擦的球接头垫实现。在此优点是旋转部件的惯性非常小。然而，这种构造使得难以具有可变的排量。此外，在高压和高流动速率的情况下，盘与垫之间的摩擦力不可忽略，并且使得难以或甚至不可能制造泵；·摆动盘筒式泵：在这种结构中，筒是固定的，并且有两个盘，第一倾斜盘旋转并且仅将摆动运动传递到第二盘。因此，各活塞可以联接到第二盘、即摆动盘，而不需要摩擦构件，例如借助由球形接头联接到活塞和联接到盘的连接杆。由于没有摩擦元件，这种结构适于高压泵送(它们中的一些能在地热能市场上找到)。其也提供了优异的机械效率。这种结构使得能够产生可变的排量，然而其仍难以集成和设计；·旋转的筒式泵(图2)：在泵1内，固定的是盘2，而承载活塞3的筒6旋转，这提供了活塞3在它们套筒4(压缩室)中的运动。活塞3和盘2之间的联接以与第一种结构相同的方式设置。这种结构的优点是，能容易地使盘在倾斜度方面调节，从而可具有可变的排量。另一方面，由于筒和所有活塞旋转，所以旋转部件的惯性以并显著的方式增加。此外，对于这种结构，在连接到活塞的杆与盘之间发生显著的摩擦，这导致了效率损失。为了克服这些缺陷，本专利技术涉及一种包括两个盘的旋转的筒式泵：也由驱动轴驱动的活动盘和可变倾斜读盘，这两个盘通过枢转连接而彼此联接。因此，通过驱动轴驱动的活动盘允许两个转动部分之间的接触：杆和活动盘，由此限制这些部件之间的摩擦损失。可变的倾斜度使得泵的排量能够变化。
技术实现思路
本专利技术涉及一种筒式泵，包括壳体，并且在所述壳体内包括：-驱动轴，-缸体，包括至少两个周向分布的压缩室，所述缸体由所述驱动轴驱动，-活动盘，-至少两个活塞，分别在所述缸体的所述压缩室中平移，所述活塞借助连接杆由所述活动盘驱动，所述活动盘由所述驱动轴驱动，并且所述筒式泵包括具有相对于所述驱动轴可变倾斜度的盘，所述活动盘围绕所述可变倾斜度盘的轴线相对于所述可变倾斜度的盘枢转连接。根据本专利技术的一个实施例，所述活动盘与所述可变倾斜度盘之间的所述枢转连接包括用于支承负载的装置和用于支持两个盘的组装的装置。有利地，所述活动盘与所述可变倾斜度盘之间的所述枢转连接由锥形辊子推力轴承和滚珠轴承构成。优选地，所述锥形辊子推力轴承布置在所述活动盘的外肩部与所述可变倾斜度盘的内肩部之间。有利地，所述滚珠轴承布置在所述活动盘的外肩部与所述可变倾斜度盘的内肩部之间。根据一实施例，所述活动盘由所述驱动轴通过销球形接头驱动。根据一个方面，所述销球形接头包括用于形成呈中空回转部分形式的销球形接头的装置，所述中空回转部分包括大致圆柱形的内表面和在两端处具有大致截顶球形形状的外表面，所述内表面包括至少一个凹槽或一个内花键(阴花键、凹花键)，并且所述外表面包括至少一个冠状花键。有利地，用于形成销球形接头的装置通过键或花键轴安装在所述驱动轴上，并且所述活动盘通过与所述至少一个冠状(或圆顶状)花键配合的至少一个凹槽安装在所述装置上。优选地，所述活动盘包括部分球形的内表面。根据本专利技术的一实施方式，所述筒式泵包括用于控制所述可变倾斜度盘的倾斜度的装置。有利地，所述倾斜度控制装置包括蜗杆驱动系统。优选地，所述杆连接到所述活动盘而没有摩擦垫。此外，本专利技术涉及一种根据上述特征之一的所述筒式泵在钻井作业中的用途，特别是用于将钻井泥浆灌注到井筒中的用途。附图说明根据本专利技术的装置的其它特征和优点将通过参照附图并阅读以非限制性示例的方式给出的对实施例的以下描述中变得明了，附图中：-图1，已经描述过，示出了根据现有技术的固定的筒式泵，-图2，已经描述过，示出了根据现有技术的旋转的筒式泵，-图3示出根据本专利技术的一实施例的筒式泵，-图4示出根据本专利技术的一实施例的用于形成活动盘的旋转和倾斜所需的销球形接头联接的装置，以及-图5示出根据本专利技术的一实施例的活动盘与可变倾斜度盘之间的枢转连接。具体实施方式本专利技术涉及一种旋转的筒式泵。筒式泵的目的是通过若干活塞的线性位移来泵送流体(例如水、油、气、钻井泥浆等)。这种类型的泵具有紧凑、具有有利的机械和容积效率，以及优异的重量/功率比的优点。此外，旋转的筒式泵适于高压泵送。根据本专利技术的筒式泵包括壳体，并且其在壳体内包括：-驱动轴，其由外部能量源、特别是原动机(例如热或电原动机)、具体是借助传动装置(例如变速箱)而被驱动相对于壳体旋转，-由驱动轴驱动的活动(旋转)盘：活动盘相对于驱动轴被驱动，因此该盘旋转，此外，活动盘相对于驱动轴旋转，-缸体(称为筒)包括至少两个周向分布(换言之，设置在圆上)的压缩室(也称为套筒)，缸体是旋转的并且由驱动轴驱动，-至少两个活塞，其分别在压缩室中平移，活塞由活动盘借助连接杆驱动(杆借助球形接头来连接活动盘和活塞，从而将活动盘的运动转换成活塞的平移运动)，并且活塞在压缩室中的平移产生对流体的泵送，以及-除了调节驱动轴的倾斜度之外，相对于驱动轴具有可变倾斜度的盘，该盘相对于壳体是固定的，并且活动盘围绕本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种筒式泵，包括壳体(15)，并且在所述壳体(15)内包括：/n-驱动轴(5)，/n-缸体(6)，所述缸体包括周向分布的至少两个压缩室(4)，所述缸体(6)由所述驱动轴(5)驱动，/n-活动盘(2)，/n-至少两个活塞(3)，所述活塞分别在所述缸体(6)的所述压缩室(4)中平移，所述活塞(3)借助连接杆(8)由所述活动盘(2)驱动，/n其特征在于，所述活动盘(2)由所述驱动轴(5)驱动，并且所述筒式泵(1)包括具有相对于所述驱动轴(5)可变倾斜度的盘(7)，所述活动盘(2)围绕所述可变倾斜度盘(7)的轴线(YY)相对于所述可变倾斜度盘(7)枢转连接。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171020 FR 17598991.一种筒式泵，包括壳体(15)，并且在所述壳体(15)内包括：
-驱动轴(5)，
-缸体(6)，所述缸体包括周向分布的至少两个压缩室(4)，所述缸体(6)由所述驱动轴(5)驱动，
-活动盘(2)，
-至少两个活塞(3)，所述活塞分别在所述缸体(6)的所述压缩室(4)中平移，所述活塞(3)借助连接杆(8)由所述活动盘(2)驱动，
其特征在于，所述活动盘(2)由所述驱动轴(5)驱动，并且所述筒式泵(1)包括具有相对于所述驱动轴(5)可变倾斜度的盘(7)，所述活动盘(2)围绕所述可变倾斜度盘(7)的轴线(YY)相对于所述可变倾斜度盘(7)枢转连接。


2.如权利要求1所述的泵，其特征在于，所述活动盘(2)与所述可变倾斜度盘(7)之间的所述枢转连接包括用于支承载荷的装置和用于支持两个盘的组件的装置。


3.如权利要求2所述的泵，其特征在于，所述活动盘(2)与所述可变倾斜度盘(7)之间的所述枢转连接包括锥形辊子推力轴承(16)和滚珠轴承(18)


4.如权利要求3所述的泵，其特征在于，所述锥形辊子推力轴承(16)设置在所述活动盘(2)的外肩部(20)与所述可变倾斜度盘(7)的内肩部(19)之间。


5.如权利要求3或4中任一项所述的泵，其特征在于，所述滚珠轴承(18)设置在所述活动盘(2)的外肩部(22)与所述可变倾斜度盘(7)的内肩...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·曲卡德，J·特罗斯特，P·帕格尼尔，
申请(专利权)人：IFP新能源公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR