改进型泵制造技术

一种再生泵（100），包括至少一个泵单元（105），该至少一个泵单元包括具有流体通道（115）的壳体或者外壳（110）和至少一个叶轮（120），该叶轮位于壳体或者外壳的内侧以通过流体通道泵送流体，其中壳体或者外壳包括与流体通道连通的至少一个入口通道（130）和至少一个出口通道（140），该至少一个入口通道和/或至少一个出口通道的每一个包括至少部分地并且优选地基本上平行于至少一个叶轮的转动轴线的第一部分或者轴向部分（134）。该泵可以布置在单级或者多级构造中，并且具有改进的重量/尺寸比和性能特征。本发明专利技术在以下方面特别有用，即在电子潜水泵（ESP）中，在例如燃气轮机或者涡轮机的齿轮箱的油泵中，在例如汽车的燃料泵中，在例如药物或者石油加工生产的工业加工应用中和/或在例如移动消防汽车（也称为供水车）的水泵中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及ー种改进的泵，并且特别地并不排除再生泵。本专利技术还涉及ー种在泵中使用的改进的叶轮，泵可以是诸如流速泵，例如用在再生泵中。本专利技术还涉及改进的泵的使用，诸如在电子潜水泵(ESP)中的再生泵，用于例如燃气轮机、涡轮机齿轮箱中的油泵、用于例如汽车中的燃油泵、用于例如药物分析制造或者石化处理中的エ业处理应用和/或用于例如车辆灭火泵(也称为供水车)中的水泵。
技术介绍
泵是在欧盟地区的エ业中的电カ的单个最大用户，并且在那些泵中，离心泵占据了所有泵的类型中的接近73%。 离心泵是转子动カ泵，其使用转动的叶轮来增加流体的压强。在离心泵中，典型地具有4到8个叶片的叶轮转动并且增加泵送的流体的动能。然后动能通过静态的涡壳或者扩散管转换为压能。施加到流体上的能量的数量是与叶轮的尖端的速度成比例的。叶轮转动地越快，然后在叶轮尖端的流体的速度也越快并且更大的能量传递到流体。从叶轮排出的流体的动能通过对流动产生阻力得到转化。第一阻力通过挡住流体的泵涡壳产生并且泵涡壳降低流体流速。在此排出区域，流体进ー步減速并且其速度根据Bennoulli’ s原理转换为压强。因此，形成的压强(当以流体的高度为单位来定义时，通常称为“水头”)与在叶轮的周边的动能大致相等。典型地，小型(少于500gpm容量)离心泵很大程度上是低效率的，理论上这是因为当这样的泵由通常可以使用的驱动装置诸如1725rpm和3450rpm (50Hz_60Hz)的电机驱动的时候，传递到流体的速度较低。与离心泵一祥，再生泵是动カ泵。然而，再生泵可以在多种应用中提供更有效的替换。在离心泵中，流体仅仅通过离心叶轮一次。相反地，在再生泵中，流体多次通过叶轮的叶片。再生泵使用具有润轮类型的桨叶(turbine-type blades)的叶轮,桨叶安装在沿着环绕叶轮毂盘(impeller hub)的周边的环形通路的周边。在已知的设计中，叶轮具有加エ到叶轮的周边中的径向的叶片并且流体穿过开ロ的环形通路并通过叶轮叶片重复循环。将排出区域从泵的抽吸部分分离的在壳体上的隔板(barrier)，也称为分离板(stripper)，在泵的高压和低压侧之间产生液体密封。在流动过程中或者“多级”中重复的流体循环理论上允许再生泵在相对较低的特定速度下可以产生高的水头。虽然具有模拟变容真空泵的操作特征，(包括直接与水头成比例的动力，其在切断时具有最大的动力，和水头容量的陡曲线)，再生泵是动能泵，即动能通过一系列脉冲施加到流体，脉冲通过转动的叶轮叶片施加到流体。在入口，流体分开到叶轮的两侧并且在叶轮和通路之间持续循环流通。当在叶轮上的循环流体和在通路的周边流体联合，所产生的动量改变，从而产生螺线或者螺旋流体运动。再生泵的ー个主要特征是在低流速的时候可以产生高排出压强。典型地，再生泵与具有可比较的叶轮尺寸的离心泵相比明显地产生更高的水头。有时候再生泵也称为周边泵、涡轮泵、摩擦泵、汽轮泵、牵引泵、侧槽泵、牵引泵或者涡动泵。在要求高性能的应用中，将串联的几个再生泵连接提供多级再生泵是有利的。然而多级再生泵的构造和效率通过这样的方式描述和限定，即构成多级泵组件的不同単元可以相互连接。典型地，在再生泵中，将流体搬运到叶轮区域以及从叶轮区域搬运出液体的入口和出ロ从叶轮的转动轴线径向延伸。设计和功能限制传递到得到的多级泵组件上，这不仅在构造和尺寸方面，而且在性能方面，例如在将流体从ー个泵单元的出口传递到另ー个泵单元的入ロ的过程中可能会损失动能。因此，本专利技术已经确定了这样的需求，需要提供ー种再生泵，其具有改善的重量/尺寸比率和/或性能特征，并且其特别适于作为多级泵布置。 在使用改善的再生泵的应用例子中可以是特别重要的，其包括用于残油回收泵、用于燃气轮机的油泵和/或用于涡轮机齿轮箱的油泵，例如风カ涡轮机的齿轮箱的电子潜水泵(ESP)。在从油井中进行残油回收的过程中，起初油通过多个自然机构推进到表面。这组成了最初的回收阶段。这些机构包括在储油箱上部附近的天然气的膨胀、原油中溶解的气体的膨胀、在储油器中的重力排水和油通过自然水的向上排出。然而，最初的回收阶段一般提供了原油的接近5-15%的回收因子。当地下压カ变得不足以将油推动到油井的表面的时候，通过应用第二回收方法可以增加回收因子。典型地，这些方法包括在诸如天然气或者水的压カ下或者在诸如电子潜水泵(ESP)的人工举升系统(ALS)的使用下注入流体，其中电子潜水泵插入到井底。第二回收技术的使用一般包括将回收因子増加到大约15 — 40%。现有的ALS主要是基于遗留下来的技术，其具有数十年之久并且限制了性能。在典型的液压举升系统中，传统的ESP布置在长度方向可以超过20米。人工举升系统典型地含有多个部件，包括井底高速泵、高速电机、监测盒和封隔器；动力、通信和提升缆线；表面动カ驱动和控制；和表面数据分配。现有的井底泵典型地是直径大约在31//’且转速为接近3000rpm的离心装置。目前在高速转动泵的设计上的经验或者相关的试验技术上的经验都有限。因此，本专利技术限定了用于电子潜水泵中的改进的泵的需要，并且具有这样的尺寸从而可以插入(或者替换)到油井而不需要收回生产管材。在航天燃气轮机发动机中，油泵对于发动机的有效操作是非常重要的。泵的故障迫使发动机急速停机。传统的汽轮机油泵是变容真空泵，即其包括进入入口端ロ的少量油并且通过转动机械将其传递到出ロ端ロ。当入口气闭的时候，正排量的油的供给和输出泵的效率是非常低的。因此，保证泵在发动机启动期间和任何油中断(例如，负的‘g’点火策略、风カ重复点火)期间的重新启动是非常重要的。燃气轮机的油系统泵通常是在再循环油系统中使用，即包括组合供给(提供)和排出(返回)的油路。这样的变容真空泵的泵元件作为压カ(供给)和排出(返回)使用并且容纳在通用的箱子里面。油泵组由辅助驱动系统驱动。因为供给油分配给发动机的所有润滑部分，大量的密封气体与其混合并且增加其容量。另外，轴承室在不同的压カ下运行。因此，为了防止溢流，每ー个室典型地布置有排出泵。流过供给泵的油通常具有非常低的空气含量，然而排出泵必须泵送具有高的空气含量的油。这总是意味着排出泵对于启动问题更加敏感。因此，本专利技术确定了对于再生泵的需求，特别是多级再生泵的需求，其可以用于发动机油泵中，例如燃气轮机发动机油泵或者汽车发动机油泵以及可以在两个方向上操作从而方便压カ(供给)或者排出(返回)的润滑系统。在风カ涡轮机中，典型的，齿轮将低速涡轮桨叶轴连接到高速发电机轴。典型地，转动速度从大约每分钟30到60转增加到大部分发电机要产生电力所要求的大约1000到ISOOrmp。此动カ传递通常是通过齿轮箱的使用实现的。齿轮箱是风カ涡轮机的复杂并且较重的部分，齿轮箱要求润滑。典型地，使用变容真空油泵实现润滑，类似于用于燃气轮机发动机油系统中的油泵。因此，本专利技术确定了对于再生泵的需求，特别是多级再生泵的需求，其可以用于齿 轮箱油系统中，例如风カ涡轮机的油系统以及可以在两个方向上操作从而方便压カ(供给)或者排出(返回)的润滑系统。用于例如汽车发动机中的燃油泵可以有不同的设计。有适合使用在燃油泵例如汽车发动机燃油泵中、具有改进的重量/尺寸比率和/或性能特性的泵的需求。用于例如药物エ业的加工过程典型地包括通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.02.18 GB 1002766.2;2010.04.29 GB 1007139.71.ー种再生泵，该再生泵包括多个泵单元，所述多个泵单元中的至少ー个包括具有流体通道的壳体或者外壳和至少ー个叶轮，所述叶轮设在所述壳体或者外壳的内側，以通过所述流体通道泵送所述流体， 其中，所述壳体或者外壳包括与所述流体通道连通的至少ー个入口通道和至少ー个出ロ通道，该至少ー个入口通道和/或至少ー个出口通道的每ー个包括第一部分或者轴向部分，该第一部分或者轴向部分至少部分地平行于且优选地基本上平行于所述至少ー个叶轮的转动轴线。2.根据权利要求I所述的泵，其中，所述多个泵单元中的每ー个包括至少ー个叶轮和具有流体通道的壳体或者外壳；所述叶轮设在所述壳体或者外壳的内側，以通过所述流体通道泵送所述流体， 其中，所述壳体或者外壳包括与流体通道连通的至少ー个入口通道和至少ー个出口通道，该至少ー个入口通道和/或至少ー个出ロ通道的每ー个包括第一部分或者轴向部分，该第一部分或者轴向部分至少部分地平行于且优选地基本上平行于所述至少ー个叶轮的转动轴线。3.根据前述任一项权利要求所述的泵，其中，至少第一端部或者供给泵单元的所述出ロ通道的所述第一部分或者轴向部分、至少第二端部或者排出泵单元的所述出口通道的所述第一部分或者轴向部分、以及可选择地，一个或者多个中间泵单元的每ー个的所述入口通道和所述出口通道的所述第一部分或者轴向部分都至少部分地对齐并且基本上平行于所述叶轮的转动轴线和/或具有基本上平行于所述叶轮的所述转动轴线的共同轴线。4.根据前述任一项权利要求所述的泵，其中，所述多个泵单元的每ー个的所述入口通道和出口通道的所述第一部分或者轴向部分都至少部分地对齐并且基本上平行于所述叶轮的转动轴线和/或具有基本上平行于所述叶轮的所述转动轴线的共同轴线。5.根据前述任一项权利要求所述的泵，其中，所述至少ー个入口通道和/或所述至少ー个出ロ通道位于所述流体通道和/或所述壳体或者外壳的周边。6.根据前述任一项权利要求所述的泵，其中，所述至少ー个入口通道和/或所述至少ー个出口通道包括第二部分，该第二部分在至少部分地垂直于并且优选地基本上垂直于所述叶轮的转动轴线的平面上从所述流体通道延伸。7.根据权利要求6所述的泵，其中，所述第二部分在不穿过所述至少一个叶轮的转动轴线的方向上从所述流体通道延伸，和/或其中所述第二部分在该第二部分和所述流体通道之间的连续流体流的大致正切方向从所述流体通道延伸。8.根据权利要求6所述的泵，其中，所述第二部分相对于所述至少一个叶轮的转动轴线基本上是径向的。9.根据权利要求6-8中任ー项所述的泵，其中，所述至少ー个入口通道和/或出口通道的所述第一部分或者轴向部分与所述第二部分相互连通和/或通过至少ー个弯曲部分相连。10.根据前述任一项权利要求所述的泵，其中，所述壳体或者外壳具有隔板或者分离板，该隔板或者分离板将所述至少ー个入口通道附近的流体通道部分与所述至少ー个出口通道附近的流体通道部分分隔开。11.根据前述任一项权利要求所述的泵，其中，至少ー个所述泵单元并且优选地所述多个泵单元的每ー个能够与至少ー个相邻的泵单元轴向密封连接。12.根据前述任一项权利要求所述的泵，其中，所述多个泵单元串联布置。13.根据前述任一项权利要求所述的泵，其中，每ー个泵单元包括ー个入口通道和ー个出口通道。14.根据前述任一项权利要求所述的泵，其中，所述多个泵单元包括第一端部或者供给泵单元和第二端部或者排出泵单元。15.根据前述任一项权利要求所述的泵，其中，所述多个泵单元还包括一个或者更多个中间泵。16.根据权利要求15所述的泵，其中，每ー个中间泵单元的所述入口通道连接到所述第一端部或者供给泵单元的所述出ロ通道或者连接到相邻的中间泵单元的所述出ロ通道。17.根据权利要求15所述的泵，其中，每ー个中间泵单元的所述出口通道连接到所述第二端部或者排出泵单元的所述入口通道或者连接到相邻的中间泵单元的所述入口通道。18.根据权利要求15-17中任ー项所述的泵，其中，所述第一端部或者供给泵单元的至少所述出口通道、所述第二端部或者排出泵单元的至少所述入口通道、以及可选择地每ー个中间泵单元的所述入口通道和所述出口通道包括基本上平行于所述至少ー个叶轮的转动轴线的第一部分或者轴向部分。19.根据权利要求18所述的泵，其中，所述第一端部或者供给泵单元的所述入口通道和/或所述第二端部或者排出泵单元的所述出ロ通道包括基本上平行于所述至少ー个叶轮的转动轴线的第一部分或者轴向部分。20.根据权利要求18所述的泵，其中，所述第一端部或者供给泵单元的所述入口通道和/或所述第二端部或者排出泵单元的所述出口通道在至少部分地垂直于并且优选地基本上垂直于所述叶轮的转动轴线的平面上从所述流体通道延伸。21.根据权利要求18-20中任ー项所述的泵，其中，泵单元的入口通道与相邻的泵単元的出ロ通道之间的连接通过各自的第一部分或者轴向部分来提供。22.根据前述任一项权利要求所述的泵，其中，所述多个泵单元构造为具有共同的中线，从而所述多个泵单元的所述叶轮共用共同的转动轴线。23.根据前述任一项权利要求所述的泵，其中，所述多个泵单元的所述叶轮连接到驱动轴和/或与驱动轴共用共同的转动轴线。24.根据前述任一项权利要求所述的泵，其中，所述泵包括两百到三百个泵单元。25.根据前述任一项权利要求所述的泵，其中，所述壳体包括多个壳体単元。26.根据权利要求25所述的泵，其中，所述多个壳体单元的每ー个包括朝向所述泵的供给端部的第一侧和朝向所述泵的排出端部的第二侧或者轴向分段壳体。27.根据权利要求25-26中任ー项所述的泵，其中，所述多个壳体单元包括第一端部或者供给壳体単元和第二端部或者排出壳体单元。28.根据权利要求25-27中任ー项所述的泵，其中，所述多个壳体单元还包括至少ー个中间壳体単元。29.根据权利要求28所述的泵，其中，所述至少一个中间壳体单元的所述第一侧连接到所述第一端部或者供给壳体単元的所述第二侧或者连接到相邻的中间壳体単元的所述第二侧。30.根据权利要求28所述的泵，其中，所述至少一个中间壳体单元的所述第二侧连接到所述第二端部或者排出壳体单元的所述第一侧或者连接到相邻的中间壳体単元的所述第一侧。31.根据权利要求25-30中任ー项所述的泵，其中，壳体单元的所述第一侧轴向密封地连接到相邻的壳体単元的所述第二侧。32.根据权利要求25-31中任ー项所述的泵，其中，泵单元通过在壳体単元的所述第一侧和相邻的壳体単元的所述第二侧之间布置至少ー个叶轮而形成。33.根据权利要求25-32中任ー项所述的泵，其中，壳体单元的所述第一侧和相邻的壳体単元的所述第二侧相互配套，从而形成对应的所述泵单元的所述流体通道。34.根据权利要求25-33中任ー项所述的泵，其中，壳体单元的所述第一侧和相邻的壳体単元的所述第二侧相互配套，从而形成对应的所述泵单元的至少ー个入口通道和/或出ロ通道的所述第二部分。35.根据权利要求25-34中任ー项所述的泵，其中，壳体单元的所述第一侧和相邻的壳体単元的所述第二侧相互配套，从而进ー步形成对应的所述泵单元的至少ー个入口通道和/或出ロ通道的所述弯曲部分。36.根据权利要求25-34中任ー项所述的泵，其中，对应的所述泵单元的所述至少ー个入口通道和/或出ロ通道的所述弯曲部分布置在至少ー个所述相邻的壳体单元中。37.根据权利要求25-36中任ー项所述的泵，其中，对应的所述泵单元的所述至少ー个入口通道和/或出ロ通道的所述第一部分或者轴向部分布置在至少ー个所述相邻的壳体单元中。38.根据前述任一项权利要求所述的泵，其中，所述至少一个叶轮能够顺时针和逆时针转动。39.根据前述任一项权利要求所述的泵，其中，在至少ー个泵单元中的每ー个的出口和入口之间的压强升高比在1-100范围内，可选择地在1-10的范围内。40.ー种再生泵，该再生泵包括至少ー个泵单元，该至少一个泵单元包括具有流体通道的壳体或者外壳和至少ー个叶轮，该叶轮设在所述壳体或者外壳的内侧，从而通过所述流体通道泵送所述流体， 其中，所述壳体或者外壳包括与流体通道连通的至少ー个入口通道和至少ー个出口通道，所述至少ー个入口通道和/或所述至...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·奎尔，
申请(专利权)人：鹌鹑研究与设计有限公司，
类型：
国别省市：