[发明专利]轴对称曲面旋转变容泵

说明书

技术领域

发明是对轴对称曲面旋转变容泵的改进，尤其涉及一种滑动挡板滑动顺畅、无效轴功率小、挡板材质选择范围宽的轴对称曲面旋转变容泵。

背景技术

轴对称曲面旋转变容泵是一种新类型旋转容积泵，其工作效率很高，泵送效率高达70~80%，要比普通离心泵效率高出30～40%左右，尤其在小流量、高压力工况使用，效率会比离心泵高出40%左右。例如流量20~30m³/h，扬程0.8MPa的离心泵，一般效率只有35~40%，而输送同样流量及扬程的轴对称曲面旋转变容泵，其效率高达75%左右。此外，此泵还因是容积渐变压缩实现泵送，泵内液体线速度较低，对泵冲刷性磨损较小，因而在输送高粘度液体、含固相物料浆体具有独到优势。例如使用在我国面广量大的石油原油输送，较现有原油输送多级离心泵功率可以节省35%以上，是一种较理想的原油输送泵。并且此泵可正、反向旋转工作。

中国专利200620116360.9公开了一种曲面旋转变容泵，基本结构如图1、2，包括内腔呈圆筒形的泵壳3及两端支承转轴的装配式泵盖2.1和2.2，泵腔轴向中部的固定分隔盘5将泵分隔为左右二腔，与泵腔轴线重合穿过分隔盘的转轴1，泵壳分隔盘位置对置的进液口3.1和出液口3.2，分隔盘进出液口位置厚度面上连通两侧的导液凹槽5.1和5.2，分隔盘两侧与泵腔周面转动配合、曲面相对并相错180度、固定在转轴上的轴对称曲面转盘4，分隔盘进出液口中间有轴向滑槽，内插可轴向往复滑动的挡板组件6。其中挡板组件由左右挡板6.1和6.2、中间导向块6.3及弹簧6.4组成，使左右挡板呈弹性可伸缩结构。工作原理：分隔盘两侧曲面相向、曲面错位180度的轴对称曲面转盘同步旋转，在滑动挡板两侧分别产生容积减少(排出)和容积增加(吸入)，左右共有2个排出工作腔，2个吸入工作腔，通过分隔盘上导液凹槽对外排出和吸入流体，从而实现泵的排、吸连续输送。滑动挡板在分隔盘轴向滑槽中往复运动，由同步旋转对置相错180度的曲面转盘曲面推动。然而此结构只是提出了一种轴对称曲面旋转变容泵的设想，由于缺少工程运行考虑，使得按此设计制作的变容泵，在工程中缺乏实际应用价值，特别是使用寿命短，通常有效工作不超过20天，因而导致该变容泵实际发明多年，只是停留在理论阶段，至今未有达到满足实际工程运行泵投入市场，所以市场没有该泵实际存在，泵工程手册上也未有报导，全国原油输送泵至今仍采用效率较低的多级离心泵。

例如：分隔容积泵高、低压区的轴向滑动挡板，一侧为吸液的负压区，另一侧为输出的高压区，两侧压差很大，一般都在1MPa以上。滑动挡板在分隔盘滑槽中轴向往复运动时，客观上由于受高低压力差影响，导致滑动挡板呈负压侧单面紧贴滑槽内壁摩擦往复滑动，在滑动挡板近负压的工作面上，每平方厘米要承受1～2MPa的压力，在这种压力的作用下，挡板与中隔盘之间摩擦阻力大幅度上升，由此使得滑动挡板在滑槽中运动阻力增大，泵的功率消耗也随之大幅度上升。经试验，在滑动挡板与滑槽接触面表面光洁度尚好，及输送压力低于0.6MPa的情况下，电机功率消耗约增加15%左右，如果滑动挡板表面，因输送液体中含固体颗粒物等原因引起磨损、拉毛等现象后，或输送压力超过0.8MPa的情况下，轴功率消耗会大幅度增加，一般电机功率消耗会上升30～50%，有时甚至会因卡死而停机。

为解决以上长期难解决的问题，发明人也采用改变滑动挡板的材料，来解决滑动挡板的摩擦阻力问题。例如采用了超高分子量聚乙烯（UHMWPE）、改性聚四氟乙烯（PTFE）及聚苯硫醚(PPS)等材料，由于这些材料的自润滑性能好，摩擦系数低，试验表明：滑动挡板在中隔盘滑槽中的摩擦阻力大幅度降低，泵的功率消耗也随之大幅度降低，与金属材质的滑动挡板相比较，泵运行时电机功率下降15～20%。但是由于这些材料均是机械强度差、使用温度相对比较低的非金属材料，试验的结果表明在泵输送压力低于0.6MPa、使用温度低于60℃的工况中下才能正常使用，否则非金属材料的滑动挡板就会产生热变形或压力变形损坏，由此限制了容积泵的应用范围。

上述不足仍有值得改进的地方。

发明内容

发明目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种滑动挡板运动阻力小、无效轴功率小、使用压力高、使用温度高、挡板不易损坏、泵使用寿命长的轴对称曲面旋转变容泵。