一種抽吸式油水液壓泵的製作方法

2023-05-04 06:26:57 1

本發明涉及一種液壓泵，具體涉及一種抽吸式油水液壓泵。

背景技術：

油水液壓泵指一種可以實現兩種液體吸入，兩種液體排出的流體機械。液壓泵廣泛應用於油品、漿液等非腐蝕性液體運輸場合。目前，稠油作為我國近年開採力度最大的資源之一，較多採用油水環狀流輸送法對稠油進行運輸，即粘度較大的稠油被一種低粘度液體(例如水)包裹形成環狀輸送。油水環狀流輸送是一種針對稠油顯著降粘減阻運輸的方法。但此運輸方式往往需要採用兩個液壓泵分別對油液、水流進行輸入，輸出。其存在的不足在於：1、必須保證兩個單級泵同時作業，若其中一個單級泵出現洩漏、損壞等問題，將無法實現使用油水環狀流輸送法進行運輸，增加了出現問題的風險；2、採用兩個液壓泵，成本高。3、採用油水環狀流輸送法進行運輸需要一種環狀流噴嘴，且需要採用管件對油路、水路接口進行密封連接，增加了操作的難度。

技術實現要素：

本發明目的在於克服現有技術的不足，提供一種抽吸式油水液壓泵，該液壓泵只需採用單級滑片泵裝配部件即可實現油水環狀流輸送，降低了出現故障的風險，簡化了管路的連接，節省動力，且操作更加方便。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

一種抽吸式油水液壓泵，包括泵殼、滑片泵裝配部件、轉軸以及環狀流噴嘴，其中：

所述泵殼包括沿著轉軸的軸線方向依次設置的第一泵殼和第二泵殼，其中，所述滑片泵裝配部件設置於由第一泵殼和第二泵殼組成的腔體內；

所述滑片泵裝配部件包括轉子組件、定子、進液端蓋和排液端蓋，其中，所述轉子組件包括轉子以及葉片，所述轉子為沿著圓周方向均勻分布有多個葉片槽的圓柱體，每個葉片槽內設置一個葉片；所述定子為具有橢圓形內腔的空心件；所述轉子設置於定子的內腔內，轉子的圓柱面與定子的橢圓形內腔壁面之間形成兩個兩端小中間大的漸變式進出液空間，沿著轉子的轉動方向，每個進出液空間依次分為空間逐漸變大的進液空間和空間逐漸變小的排液空間；所述進液端蓋和排液端蓋分別設置在轉子組件的兩端，其中，所述進液端蓋中設有與所述進液空間連通的進液口，所述排液端蓋上設有與所述排液空間連通的排液口；所述第二泵殼內設有與進液端蓋上的進液口連通的進液通道，所述第一泵殼上設有與排液端蓋上的排液口連通的排液通道；

所述環狀流噴嘴包括噴嘴外殼和進油管道，其中，噴嘴外殼設置於第一泵殼和第二泵殼的頂部，該噴嘴外殼內設有液流腔，該液流腔包括水流段和包裹輸送段，所述水流段與第一泵殼的排液通道連通；所述進油管道從外伸入到水流段內；進油管道的外壁與水流段的內壁之間形成環形水流間隙，沿著水流方向，該環形水流間隙逐漸收攏，於末端形成一1mm左右的出液細縫；

所述轉軸依次穿過第一泵殼、排液端蓋、轉子以及進液端蓋，並與轉子連接。

上述抽吸式油水液壓泵的工作原理是：

轉軸開始旋轉，進液通道形成低壓系統，水被吸入到進液通道，插接在轉子的葉片槽中的葉片在轉軸離心力的作用下緊貼在定子的內表面滑行，其中，相鄰葉片、進液端蓋、排液端蓋以及定子的內腔壁面形成用於容納水的密封腔，當葉片到達定子橢圓形內腔的短半軸對應處時，葉片受定子內腔壁面的壓迫向葉片槽內縮進，密封腔的容積逐漸減小，而當葉片到達定子橢圓形內腔的長半軸對應處時，葉片在慣性作用下在葉片槽內向外伸出，使得密封腔的容積逐漸減小；具體地，當密封腔在到達與進液空間對應處時，由於轉軸帶動轉子高速旋轉，使得轉子周圍形成負壓，水經過進液端蓋中的進液口被抽吸進密封腔，此為吸液過程；當密封腔到達與排液空間對應處時，由於體積逐漸減小，從而擠壓水從排液端蓋的排液口排出到排液通道，此為排液過程。水從排液通道進入到環形水流間隙中，由於該環形水流間隙逐漸收攏，於末端形成一1mm左右的出液細縫，因此會在出液細縫處形成一股高速的液體射流，此高速射流可使得出液細縫周圍空氣形成負壓，該負壓促使進油管道抽吸存放在油箱的油液，使得油液在進油管道排出，從而形成水流包裹稠油的流動形態。

本發明的一個優選方案，所述進油管道包括進油段和加速段，所述加速段沿著排液方向逐漸收攏，呈錐形結構。其作用在於，由於油液從寬截面向窄截面流動，產生集流加速的作用，使得進油速度顯著提升，保證稠油和水流的平均速度趨於一致，有效形成水流包裹稠油的流動形態。

本發明的一個優選方案，所述第二泵殼的進液通道包括位於底部和頂部的軸向進液區、位於中間的環形進液區以及連接環形進液區和軸向進液區的過渡進液區，其中，位於底部的軸向進液區處連接有進液接頭；所述底部和頂部的軸向進液區位於與進液端蓋的進液口對應處的徑向外側，該軸向進液區沿軸向越過進液端蓋和定子，與定子的另一側面連通。工作時，水從與進液接頭連接的管路進入底部的軸向進液區，並通過接環形進液區和過渡進液區進入到頂部的軸向進液區，位於軸向進液區中的水既可以從進液端蓋的進液口進入進液空間，也可以從定子中與進液端蓋相對的另一側進入進液空間，從而加快了水的進入速度。

本發明的一個優選方案，所述排液端蓋中遠離定子的一端上設有與排液口連通的環形排液過渡區；所述第一泵殼上的排液通道包括與環形排液過渡區對接的環形排液區以及與環形排液區連接的豎直排液區，所述豎直排液區與噴嘴外殼的水流段連通。這樣，從排液端蓋的排液口排出的水經過環形排液過渡區和環形排液區後，迅速到達豎直排液區，水的流動阻力小，路徑短。

優選地，所述排液端蓋與轉子接觸的一側設有環形槽，且所述排液端蓋上的排液口的內壁設有導液孔，該導液孔一端與環形槽連通，另一端與環形排液過渡區連通。通過設置這樣的環形槽和導液孔，能夠減少環形排液過渡區的高壓液體對轉子軸向壓力過大引起排液端蓋與轉子的磨損。

本發明的一個優選方案，所述第一泵殼內設有軸承，第一泵殼的外端設有端蓋，該端蓋內設有襯套；所述第二泵殼在與轉軸的末端對應處也有軸承；所述轉軸依次穿過端蓋、襯套、第一泵殼內的軸承、排液端蓋、轉子、進液端蓋以及第二泵殼上的軸承；所述端蓋與第一泵殼之間以及第一泵殼與第二泵殼之間通過螺栓連接在一起。

優選地，所述排液端蓋的外圓面分別與第一泵殼和第二泵殼的內壁配合，且在排液端蓋的外圓面與第一泵殼的內壁配合處，以及在排液端蓋的外圓面、第一泵殼的內壁和第二泵殼的內壁三者匯合處設有密封圈。這樣實現了排液端蓋在第一泵殼和第二泵殼內的固定，並讓環形排液過渡區和環形排液區的周圍獲得密封。

本發明的一個優選方案，所述第一泵殼的頂部設有與排液通道連通的出液接頭，所述噴嘴外殼的底部設有與出液接頭連接的出液接口，所述出液接頭與出液接口之間設有密封圈。從而實現噴嘴外殼與第一泵殼的密封連接。

優選地，所述進油管道在伸出噴嘴外殼外的一端設有與油管連接的油管連接法蘭；所述噴嘴外殼在與包裹輸送段的出口對應處設有與輸送管路連接的輸送管連接法蘭，從而便於油管和輸送管的連接。

本發明的一個優選方案，其中，所述轉子中間的轉動孔與轉軸之間通過鍵連接，有利於轉軸帶動轉子轉動，避免出現打滑現象。

本發明與現有技術相比具有以下有益效果：

1、利用一組滑片泵裝配部件實現對水的抽吸，同時利用水流在環狀流噴嘴內形成高速射流，以獲得負壓對稠油進行抽吸，只需一組泵組件即可實現油和水的兩相抽吸，實現油水環狀流輸送，節省了成本，降低了能耗，降低了出現故障的風險。

2、本發明只採用了一個液壓泵就直接實現油水環狀流輸送，操作更加簡便。

3、所述環狀流噴嘴直接與泵殼連成一體，使得水流直接通入環形水流間隙，不需要多餘管件與傳統環狀噴嘴連接，大大簡化操作流程。

附圖說明

圖1為本發明中一個具體實施例的剖視結構示意圖。

圖2為圖1中轉子組件和定子的剖視結構示意圖。

圖3為圖1中進液端蓋的剖視結構示意圖。

圖4為圖1中排液端蓋的剖視結構示意圖。

圖5為圖1中第二泵殼的剖視結構示意圖。

圖6為圖1中噴嘴外殼的剖視結構示意圖。

圖7為圖1中進油管道的剖視結構示意圖。

具體實施方式

下面結合實施例和附圖對本發明作進一步描述，但本發明的實施方式不僅限於此。

參見圖1-圖7，本實施例中的抽吸式油水液壓泵，包括泵殼、滑片泵裝配部件、轉軸6以及環狀流噴嘴8。

所述泵殼包括沿著轉軸6的軸線方向依次設置的第一泵殼1和第二泵殼2，其中，所述滑片泵裝配部件設置於由第一泵殼1和第二泵殼2組成的腔體內。

所述滑片泵裝配部件包括轉子組件12、定子11、進液端蓋9和排液端蓋10，其中，所述轉子組件12包括轉子12-1以及葉片12-2，所述轉子12-1為沿著圓周方向均勻分布有多個葉片槽12-3的圓柱體，每個葉片槽12-3內設置一個葉片12-2；所述定子11為具有橢圓形內腔的空心件；所述轉子12-1設置於定子11的內腔內，轉子12-1的圓柱面與定子11的橢圓形內腔壁面之間形成兩個兩端小中間大的漸變式進出液空間12-4，沿著轉子12-1的轉動方向，每個進出液空間12-4依次分為空間逐漸變大的進液空間和空間逐漸變小的排液空間；所述進液端蓋9和排液端蓋10分別設置在轉子組件12的兩端，其中，所述進液端蓋9中設有與所述進液空間連通的進液口9-1，所述排液端蓋10上設有與所述排液空間連通的排液口10-1；所述第二泵殼2內設有與進液端蓋9上的進液口9-1連通的進液通道，所述第一泵殼1上設有與排液端蓋10上的排液口10-1連通的排液通道。

所述環狀流噴嘴8包括噴嘴外殼8-2和進油管道8-1，其中，噴嘴外殼8-2設置於第一泵殼1和第二泵殼2的頂部，該噴嘴外殼8-2內設有液流腔，該液流腔包括水流段8-23和包裹輸送段8-24，所述水流段8-23與第一泵殼1的排液通道連通；所述進油管道8-1從外伸入到水流段8-23內；進油管道8-1的外壁與水流段8-23的內壁之間形成環形水流間隙，沿著水流方向，該環形水流間隙逐漸收攏，於末端形成出液細縫。

所述轉軸6依次穿過第一泵殼1、排液端蓋10、轉子12-1以及進液端蓋9，並與轉子12-1連接。

參見圖7，所述進油管道8-1包括進油段8-12和加速段8-13，所述加速段8-13沿著排液方向逐漸收攏，呈錐形結構。其作用在於，由於油液從寬截面向窄截面流動，產生集流加速的作用，使得進油速度顯著提升，保證稠油和水流的平均速度趨於一致，有效形成水流包裹稠油的流動形態。

參見圖1和圖5，所述第二泵殼2的進液通道包括位於底部和頂部的軸向進液區2-3、位於中間的環形進液區2-4以及連接環形進液區2-4和軸向進液區2-3的過渡進液區2-2，其中，位於底部的軸向進液區2-3處連接有進液接頭2-1；所述底部和頂部的軸向進液區2-3位於與進液端蓋9的進液口9-1對應處的徑向外側，該軸向進液區2-3沿軸向越過進液端蓋9和定子11，與定子11的另一側面連通。工作時，水從與進液接頭2-1連接的管路進入底部的軸向進液區2-3，並通過接環形進液區2-4和過渡進液區2-2進入到頂部的軸向進液區2-3，位於軸向進液區2-3中的水既可以從進液端蓋9的進液口9-1進入進液空間，也可以從定子11中與進液端蓋9相對的另一側進入進液空間，從而加快了水的進入速度。

參見圖1和圖4，所述排液端蓋10中遠離定子11的一端上設有與排液口10-1連通的環形排液過渡區10-2；所述第一泵殼1上的排液通道包括與環形排液過渡區10-2對接的環形排液區1-1以及與環形排液區1-1連接的豎直排液區1-2，所述豎直排液區1-2與噴嘴外殼8-2的水流段8-23連通。這樣，從排液端蓋10的排液口10-1排出的水經過環形排液過渡區10-2和環形排液區1-1後，迅速到達豎直排液區1-2，水的流動阻力小，路徑短。

參見圖1和圖4，所述排液端蓋10與轉子12-1接觸的一側設有環形槽10-3，且所述排液端蓋10上的排液口10-1的內壁設有導液孔10-4，該導液孔10-4一端與環形槽10-3連通，另一端與環形排液過渡區10-2連通。通過設置這樣的環形槽10-3和導液孔10-4，能夠減少環形排液過渡區10-2的高壓液體對轉子12-1軸向壓力過大引起排液端蓋10與轉子12-1的磨損。

參見圖1和圖5，所述第一泵殼1內設有軸承4，第一泵殼1的外端設有端蓋7，該端蓋7內設有襯套7-1；所述第二泵殼2在與轉軸6的末端對應處也有軸承4；所述轉軸6依次穿過端蓋7、襯套7-1、第一泵殼1內的軸承4、排液端蓋10、轉子12-1、進液端蓋9以及第二泵殼2上的軸承4；所述端蓋7與第一泵殼1之間以及第一泵殼1與第二泵殼2之間通過螺栓5連接在一起。

參見圖1，所述排液端蓋10的外圓面分別與第一泵殼1和第二泵殼2的內壁配合，且在排液端蓋10的外圓面與第一泵殼1的內壁配合處，以及在排液端蓋10的外圓面、第一泵殼1的內壁和第二泵殼2的內壁三者匯合處設有密封圈3。這樣實現了排液端蓋10在第一泵殼1和第二泵殼2內的固定，並讓環形排液過渡區10-2和環形排液區1-1的周圍獲得密封。

參見圖1和圖6，所述第一泵殼1的頂部設有與排液通道連通的出液接頭1-3，所述噴嘴外殼8-2的底部設有與出液接頭1-3連接的出液接口8-22，所述出液接頭1-3與出液接口8-22之間設有密封圈3。從而實現噴嘴外殼8-2與第一泵殼1的密封連接。

參見圖1、圖6或圖7，所述進油管道8-1在伸出噴嘴外殼8-2外的一端設有與油管連接的油管連接法蘭8-11；所述噴嘴外殼8-2在與包裹輸送段8-24的出口對應處設有與輸送管路連接的輸送管連接法蘭8-21，從而便於油管和輸送管的連接。

參見圖1或圖2，所述轉子12-1中間的轉動孔與轉軸6之間通過鍵連接，有利於轉軸6帶動轉子12-1轉動，避免出現打滑現象。

參見圖1-圖7，本實施例中的抽吸式油水液壓泵的工作原理是：

轉軸6開始旋轉，進液通道形成低壓系統，水被吸入到進液通道，插接在轉子12-1的葉片槽12-3中的葉片12-2在轉軸6離心力的作用下緊貼在定子11的內表面滑行，其中，相鄰葉片12-2、進液端蓋9、排液端蓋10以及定子11的內腔壁面形成用於容納水的密封腔，當葉片12-2到達定子11橢圓形內腔的短半軸對應處時，葉片12-2受定子11內腔壁面的壓迫向葉片槽12-3內縮進，密封腔的容積逐漸減小，而當葉片12-2到達定子11橢圓形內腔的長半軸對應處時，葉片12-2在慣性作用下在葉片槽12-3內向外伸出，使得密封腔的容積逐漸減小；具體地，當密封腔在到達與進液空間對應處時，由於轉軸6帶動轉子12-1高速旋轉，使得轉子12-1周圍形成負壓，水經過進液端蓋9中的進液口9-1被抽吸進密封腔，此為吸液過程；當密封腔到達與排液空間對應處時，由於體積逐漸減小，從而擠壓水從排液端蓋10的排液口10-1排出到排液通道，此為排液過程。水從排液通道進入到環形水流間隙中，由於該環形水流間隙逐漸收攏，於末端形成出液細縫，因此會在出液細縫處形成一股高速的液體射流，此高速射流可使得出液細縫周圍空氣形成負壓，該負壓促使進油管道8-1抽吸存放在油箱的油液，使得油液在進油管道8-1排出，從而形成水流包裹稠油的流動形態。

上述為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式並不受上述內容的限制，其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所做的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護範圍之內。