一種螺旋軸流式油氣混輸泵葉輪的製作方法

2023-06-27 11:28:56 2

本發明屬於機械設計製造領域，尤其屬於流體輸送機械設計製造領域，特別涉及一種多相流體的混合輸送泵葉輪的設計。

背景技術：

在石油開採和輸送等過程中，需要採用各種泵來增壓輸送油、氣、水、固體顆粒等組成的多相流體。通常採用雙螺杆泵進行油氣混輸。但是雙螺杆油氣混輸泵需要在泵的進口設置過濾裝置濾去流動介質中的固體顆粒。而且雙螺杆泵在流動介質高含氣量時也無法工作。

目前，廣泛採用螺旋軸流式油氣混輸泵進行油氣的混合輸送。與雙螺杆式油氣混輸泵相比，螺旋軸流式油氣混輸泵具有對高含氣量適應性好，無需過濾和分離裝置，增壓比較高、體積小等優點。葉輪作為螺旋軸流式油氣混輸泵能量轉換的核心部件，其能量轉換效率和多相混輸能力是目前研究的重點。

研究發現，螺旋軸流式油氣混輸泵的葉輪為高速旋轉的部件，在實際應用中，油氣混合物進入螺旋軸流式混輸泵流道後存在氣液分層的現象，影響油氣輸送的通過能力。

技術實現要素：

本發明根據現有技術的不足公開了一種螺旋軸流式油氣混輸泵葉輪。本發明要解決的問題是提供一種更好地解決螺旋軸流式油氣混輸泵油氣分層現象，讓多相介質能夠均勻混合輸送的帶副葉片的螺旋軸流式油氣混輸泵葉輪。

本發明通過以下技術方案實現：

螺旋軸流式油氣混輸泵葉輪，包括輪轂及其設置在輪轂上的多組螺旋軸流式葉片，多組葉片沿輪轂外周表面對稱並垂直於表面設置，其特徵在於：所述每組葉片設置有副葉片，副葉片為片狀結構，片狀結構垂直固定在葉片表面。

所述副葉片為弧面片狀結構或平面片狀結構。

所述副葉片一端位於葉片外周頂端，且副葉片表面與輪轂外周表面形成漸變變徑的流道。

所述副葉片前端位於葉片外周頂端，且副葉片表面與輪轂外周表面形成漸變變小的流道。

另一種結構可以是副葉片後端位於葉片外周頂端，且副葉片表面與輪轂外周表面形成漸變變大的流道。

所述副葉片設置於葉片形成的弧形外周中部。

所述葉片沿輪轂外周表面對稱並垂直於表面設置至少三組。

所述副葉片片狀結構在平面的投影是矩形、圓形、菱形、橢圓或非規則的異形結構。

所述副葉片片狀結構各區域的厚度可變。

螺旋軸流式油氣混輸泵的葉輪為高速旋轉的部件，油氣混合物進入流道後存在氣液分層的現象，影響油氣輸送的通過能力。為了更好地解決螺旋軸流式油氣混輸泵油氣分層現象，讓多相介質能夠均勻混合輸送，本發明提出一種帶副葉片的螺旋軸流式油氣混輸泵葉輪。

該帶副葉片的螺旋軸流式油氣混輸泵葉輪用於螺旋式軸流式油氣混輸泵中，用於輸送油氣混合介質。

其工作原理是：葉輪通過軸驅動並高速旋轉，流體從葉輪進口流入，經過主葉片增壓和副葉片混合之後，從葉輪出口流出。

主葉片是該葉輪的主要油氣輸送部件，副葉片是該葉輪的主要油氣混合部件；油氣混合物經過副葉片時，流道面積發生漸變，根據流體力學漸縮和突擴管的物理性質，在流道突然變化後，混合流體會產生漩渦並劇烈的摻混，從而使得進入流道的油氣混合物混合更加均勻。

本發明有益性：本發明在螺旋軸流式葉片上設置副葉片，通過副葉片改變流道面積，使混合流體混合更加均勻；根據葉輪轉速、流體流量的不同，本發明副葉片形狀和數量均可以設置為多種結構，厚度也可非均勻變化，以滿足不同環境、條件、流體的要求。

附圖說明

圖1是本發明葉輪立體結構示意圖；

圖2是本發明葉輪一種結構平面示意圖；

圖3是本發明葉輪另一種結構平面示意圖；

圖4是本發明葉輪流體運動示意圖。

圖中，1是輪轂，2是葉片，3是副葉片，F是流體運動方向，R是轉動方向。

具體實施方式

下面通過實施例對本發明進行具體的描述，本實施例只用於對發明進行進一步的說明，但不能理解為對本發明保護範圍的限制，本領域的技術人員根據上述發明的內容作出的一些非本質的改進和調整也屬於本發明保護的範圍。

結合圖1至圖4。

螺旋軸流式油氣混輸泵葉輪，包括輪轂1及其設置在輪轂1上的多組螺旋軸流式葉片2，多組葉片2沿輪轂外周表面對稱並垂直於表面設置，每組葉片2設置有副葉片3，副葉片3為片狀結構，片狀結構垂直固定在葉片1表面。螺旋軸流式葉片2為常規結構，通常可以至少設置3組，葉片2垂直設置於輪轂外周表面，構成弧形結構，在輪轂外周表面對稱設置的葉片2兩表面與相鄰葉片2表面形成流道，副葉片3垂直於葉片1表面固定設置。

副葉片3可以為弧面片狀或平面片狀結構。本說明書附圖中只表示了弧面結構。平面結構可相同設置。

副葉片3一端位於葉片2外周頂端，且副葉片3表面與輪轂1外周表面形成漸變變徑的流道。如圖1、圖2、圖3、圖4所示，葉片2外周頂端是指葉片2弧形結構外周邊緣。

副葉片3設置於葉片2形成的弧形外周中部。如圖3所示，葉片2形成的弧形外周中部是指葉片2弧形結構構成的圓弧線中間部分。

本發明各附圖以三組葉片2為例說明本發明結構。

副葉片3片狀結構在平面的投影是矩形、圓形、菱形、橢圓或非規則的異形結構。副葉片3片狀結構各區域的厚度可變。具體投影結構及其各區域厚度設計可根據流體力學要求設計最佳的結構形式。

實施例1

如圖1、圖2所示，螺旋軸流式油氣混輸泵一般為多級導葉和葉輪結構，在第一級和第二級葉輪中，為了增加油氣混合物的混合均勻功能，設置所述副葉片3，副葉片3使得流道先漸縮後突然擴大，在流道突然變化後，混合流體會產生漩渦並劇烈的摻混，從而使得進入流道的油氣混合物混合更加均勻。將帶副葉片3的螺旋軸流式葉輪安裝在軸上，並由動力驅動旋轉，即可正常工作。

實施例2

如圖3所示，在螺旋軸流式油氣混輸泵的末級葉輪中，由於末級葉輪和蝸殼相連通，為了提高油氣混合物的輸送揚程。副葉片的設置方法和實施例1略有不同，副葉片3目的是給油氣混合介質提供徑向能量，因此副葉片3採用流道漸擴的方式布置，在流道突然變化後，混合流體會產生漩渦並劇烈的摻混，從而使得進入流道的油氣混合物混合更加均勻。將帶副葉片3的螺旋軸流式葉輪安裝在軸上，並由動力驅動旋轉，即可正常工作。