一种深水液驱离心泵及水下动力系统技术方案

本发明专利技术公开一种深水液驱离心泵及水下动力系统，涉及深水用离心泵技术领域，包括离心泵单元、液压马达单元和过渡室，过渡室的两端开口分别密封连接在液压马达单元动力输出的一侧和离心泵单元的动力输入的一侧，液压马达单元的输出轴和离心泵单元的驱动轴分别深入过渡室内且在过渡室内动力连接，过渡室内充满用于平衡过渡室内外压差的液压油。本发明专利技术通过在液压马达单元和离心泵单元之间密封设置过渡室，在过渡室内充满液压油，能够利用过渡室形成对离心泵单元动力输入的一侧以及液压马达单元动力输出的一侧的有效密封，利用液压油平衡过渡室内外的压差，进而能够避免海水进入液压马达单元内造成油液污染，保证在深水环境下稳定运行。下稳定运行。下稳定运行。

【技术实现步骤摘要】
一种深水液驱离心泵及水下动力系统


[0001]本专利技术涉及深水用离心泵
，特别是涉及一种深水液驱离心泵及水下动力系统。

技术介绍

[0002]深海吸力锚安装或钻井无隔水管泥浆循环工况，需要在数百米至上千米水深运行，将海底设备内海水或泥浆泵出。常规电潜泵，一般指的是一种水下提水设备，整个设备浸没于水下，将深部水提升至地表或一定高度。适用水深一般不超过70m，无法满足深海大排量应用需求。而常规离心泵，一般指的是通过电机或执行器驱动叶轮旋转而使水发生高速旋转运动，水在离心力驱使下甩向叶轮外缘，经蜗形泵壳的流道流出，即将水泵出，离心泵具有排量大、扬程高的特点，但执行器通常为干式电机，无法应用于水下。因此，常规离心泵不适合水下作业，而常规电潜泵潜水深度有限，无法满足深水工况需求。深海吸力锚安装或钻井无隔水管泥浆循环，通常采用ROV或水下动力站提供液压动力，但目前国内没有成熟的液驱离心泵技术。
[0003]例如，授权公告号为CN2779710Y的中国专利公开了一种用于可潜水的离心泵的驱动电动机，包括一个可转动的有支承的驱动轴，一个包围转子的定子以及一个散热的电动机外壳，电动机外壳由上面有一面可与离心泵相连接的前终端壁和一个内壳及包层构成，内壳支承了定子，内壳由导热材料所制成并且与前终端壁保持导热接触，包层以一定径向间距包围内壳，内壳与这个包层之间形成一个呈密封状态的环状空间，环状空间里有驱动电动机运行的电气部件。该方案为了解决水下电机的密封问题，采用了接线盒密封结构，通过水下电机驱动离心泵，整体为立式结构，适用于浅水运行，且排量有限。
[0004]再如，授权公告号为CN201779093U的中国专利公开了一种深水吸力式筒型基础安装泵撬块，接线盒的一端通过脐带缆连接水上设备，另一端通过光纤分别连接水下液压泵站和测控系统，测控系统通过接线盒和脐带缆与水上设备进行信号传输与反馈，测控系统将反馈后的控制信号输入液压控制阀箱内；液压控制阀箱经过管路分别连接水下液压泵站的输出端、液压卡爪油缸、液力驱动水泵及两位三通球阀；两位三通球阀的一端之间设置有海水进出口；两位三通球阀的另一端之间设置有用于连接吸力式筒型基础的法兰口。该方案提到液力驱动水泵，但主要介绍的是泵撬块系统的控制原理，并没有介绍液力驱动水泵的具体结构。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种深水液驱离心泵及水下动力系统，以解决上述现有技术存在的问题，通过在液压马达单元和离心泵单元之间密封设置过渡室，在过渡室内充满液压油，能够利用过渡室形成对离心泵单元动力输入的一侧以及液压马达单元动力输出的一侧的有效密封，利用液压油平衡过渡室内外的压差，进而能够避免海水进入液压马达单元内造成油液污染，保证在深水环境下稳定运行。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]本专利技术提供一种深水液驱离心泵，包括离心泵单元、液压马达单元和过渡室，所述过渡室的两端开口分别密封连接在所述液压马达单元动力输出的一侧和所述离心泵单元的动力输入的一侧，所述液压马达单元的输出轴和所述离心泵单元的驱动轴分别深入所述过渡室内且在所述过渡室内动力连接，所述过渡室内充满用于平衡所述过渡室内外压差的液压油。
[0008]优选地，所述液压马达单元的泄油口通过泄油管连通所述过渡室，所述过渡室的壳壁上还设置有用于维持所述过渡室内油液压力的单向阀。
[0009]优选地，所述离心泵单元包括第一壳体和第一盖体，所述第一盖体连接所述第一壳体且位于所述离心泵单元的动力输入的一侧，所述液压马达单元包括第二壳体和第二盖体，所述第二盖体连接所述第二壳体且位于所述液压马达单元的动力输出的一侧，所述过渡室包括第三壳体和位于所述第三壳体内径侧的轴承，所述第一盖体、所述第三壳体以及所述第二盖体顺次连接，所述驱动轴贯穿所述第一盖体并安装在所述轴承的内圈，所述输出轴贯穿所述第二盖体并与所述驱动轴通过花键配合连接。
[0010]优选地，所述第一盖体中部沿径向凸出形成套设在所述驱动轴外径侧的第一套筒，所述第一套筒与所述驱动轴之间设置有机械密封。
[0011]优选地，所述机械密封包括朝向所述液压马达单元顺次设置的密封座、静环和动环，所述动环通过压紧弹簧挤压在所述静环上，所述第一套筒与所述密封座之间设置有第一密封圈，所述密封座与所述静环之间设置有第二密封圈，所述动环与所述驱动轴之间设置有第三密封圈。
[0012]优选地，所述第一盖体边缘沿径向凸出形成第二套筒，所述第三壳体端部设置有环形凸缘，所述第二套筒的端部与所述环形凸缘密封连接，所述第一套筒与所述第二套筒之间形成环形容纳腔，所述环形容纳腔与所述过渡室的内腔连通。
[0013]优选地，所述第三壳体内径侧设置有轴承组，所述轴承组包括设置在靠近所述第一盖体的一侧的第一轴承和设置在靠近所述第二盖体的一侧的第二轴承，所述第一轴承外侧设置有轴承端盖，所述第二轴承外侧通过所述第二盖体压紧。
[0014]优选地，所述输出轴与所述第二壳体之间设置有高速油封，所述高速油封截面呈U型结构，所述U型结构的开口朝向所述第二壳体内，且所述U型结构的两支臂分别贴合所述输出轴和密封盖体的内径侧。
[0015]本专利技术还提供一种水下动力系统，包括前文记载的所述的深水液驱离心泵、液压泵和油箱，所述液压马达单元的进油口顺次通过输油管、液压泵和吸油管连通所述油箱，所述液压马达单元的回油口通过回油管连通所述油箱，所述单向阀的出口通过排油管连通所述油箱。
[0016]优选地，所述油箱内设置有活塞，所述活塞将所述油箱划分为储油腔和储水腔，所述活塞连接有向所述储油腔侧施加推力的弹簧，所述储油腔与所述液压马达单元的进油口、回油口以及所述单向阀的出口连通，所述储水腔设置有进出水口。
[0017]本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
[0018](1)本专利技术通过在液压马达单元和离心泵单元之间密封设置过渡室，在过渡室内充满液压油，能够利用过渡室形成对离心泵单元动力输入的一侧以及液压马达单元动力输
出的一侧的有效密封，利用液压油平衡过渡室内外的压差，进而能够避免海水进入液压马达单元内造成油液污染，保证在深水环境下稳定运行；
[0019](2)本专利技术将液压马达单元的泄油口通过泄油管连通过渡室，能够使得液压马达单元高速油封两侧压力相等，进而既能够防止液压马达单元内液压油溢出，又能够防止液压马达单元外的海水(尤其是深水环境下)进入，从而能够有效避免外部海水通过高速油封进入液压马达单元造成对液压马达单元内的液压油的污染，因此，可以仍旧采用现有的液压马达的高速油封结构，在较小的改动下实现离心泵单元和液压马达单元的连接，并达到良好的密封效果；
[0020](3)本专利技术通过在过渡室的壳壁上设置单向阀，能够维持过渡室压力高于外部环境压力，在此基础上，利用过渡室的压力和机械密封中压紧弹簧的挤压作用，可保证过渡室内压力始终高于离心泵单元腔室内压力，机械密封中的动环和静环始终紧密接触，形成液压油和海水的有效封隔，避免液压油进入离心泵本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种深水液驱离心泵，其特征在于：包括离心泵单元、液压马达单元和过渡室，所述过渡室的两端开口分别密封连接在所述液压马达单元动力输出的一侧和所述离心泵单元的动力输入的一侧，所述液压马达单元的输出轴和所述离心泵单元的驱动轴分别深入所述过渡室内且在所述过渡室内动力连接，所述过渡室内充满用于平衡所述过渡室内外压差的液压油。2.根据权利要求1所述的深水液驱离心泵，其特征在于：所述液压马达单元的泄油口通过泄油管连通所述过渡室，所述过渡室的壳壁上还设置有用于维持所述过渡室内油液压力的单向阀。3.根据权利要求2所述的深水液驱离心泵，其特征在于：所述离心泵单元包括第一壳体和第一盖体，所述第一盖体连接所述第一壳体且位于所述离心泵单元的动力输入的一侧，所述液压马达单元包括第二壳体和第二盖体，所述第二盖体连接所述第二壳体且位于所述液压马达单元的动力输出的一侧，所述过渡室包括第三壳体和位于所述第三壳体内径侧的轴承，所述第一盖体、所述第三壳体以及所述第二盖体顺次连接，所述驱动轴贯穿所述第一盖体并安装在所述轴承的内圈，所述输出轴贯穿所述第二盖体并与所述驱动轴通过花键配合连接。4.根据权利要求3所述的深水液驱离心泵，其特征在于：所述第一盖体中部沿径向凸出形成套设在所述驱动轴外径侧的第一套筒，所述第一套筒与所述驱动轴之间设置有机械密封。5.根据权利要求4所述的深水液驱离心泵，其特征在于：所述机械密封包括朝向所述液压马达单元顺次设置的密封座、静环和动环，所述动环通过压紧弹簧挤压在所述静环上，所述第一套筒与所述密封座之间设置有第一密封圈，所述密封座与所述静环...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛庆磊，张欣，陈根龙，韩泽龙，宋刚，崔淑英，陈晓君，赵明，田英英，蒋亚峰，
申请(专利权)人：中国地质科学院勘探技术研究所，
类型：发明
国别省市：