[实用新型]一种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，尤其涉及一种可以防止旋片和分隔盘相向的表面受高压流体的冲刷、磨损，旋片使用寿命长，泵效率高，能气、水、油三相混输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，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，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，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，分隔盘中间有轴向滑槽，内插可轴向往复滑动的挡板组件6。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需要的泵投入市场，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。

虽然通过本发明人多次持续的改进，也公开了进一步改良的技术方案（专利：201220650411.1、201220650394.1、201220650414.5、  201220650412.6），但尚存在着不足。例如：该泵在用于输送约50%气体、约50%液体（其中8~10%为原油、40%为水）及1%固体泥砂的混合物料时，当泵出口压力大于0.8MPa的情况下，泵出液口容腔内的高压气体，夹杂着水和泥砂，从旋片曲面的凸部与分隔盘的配合部位，返流到泵腔的吸入口部位，由于夹泥砂的气体，在高速返流的过程中，很容易冲刷磨损旋片和分隔盘的表面，进而使两者之间的间隙增大，使泵的容积效率下降。在油田采油队输送含气、水、原油时，该变容泵使用两个月后，即出现高压工作腔和低压工作腔窜气的现象，影响了泵的使用效果。因此，轴对称曲面旋转变容泵要在全国油田开采上成功应用，还需改进。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种有效防止旋片与分隔盘间隙增大，防止旋片气蚀以及颗粒磨损、刮伤旋片和分隔盘工作面的轴对称曲面旋转变容泵。

为实现本发明目的，提供了以下技术方案：一种轴对称曲面旋转变容泵，包括泵体，泵体内的主轴、主轴中心的分隔盘、分隔盘两端的旋片，其特征在于旋片曲面上镶嵌有一层金属硬质合金，分隔盘两端工作面上包衬一层可塑性非金属材料。首先在旋片曲面上覆合一层金属硬质合金，增加旋片与液体接触部位的耐磨性能；再在分隔盘的两侧，与旋片配合面上，包覆一层耐磨性能好，但又要有一定可塑性的非金属材料。本发明中旋片曲面镶衬一层金属硬质合金，目的在于提升旋片曲面对带泥砂流体的抗磨性能，而分隔盘的两端工作面包覆一层有可塑性的非金属材料，其目的在于：一是提升分隔盘工作面的耐磨性能；二是克服当有细硬固体颗粒进入旋片曲面与分隔盘表面之间的隙缝时，可以陷入分隔盘上的可塑性非金属材料中，避免或减少嵌入隙缝中的细硬颗粒对运动的旋片的磨蚀或钢性刮伤。旋片和分隔盘上两种软硬性质不同，功能不同的材料配合，可以有效提升旋片和分隔盘的耐磨性和使用寿命。

其技术关键在于通过旋片与分隔盘上的可塑性非金属材料，实现软硬调和，在具有细硬颗粒时通过可塑性非金属材料的弹性和可变形性将细硬颗粒包裹入内，防止在旋片与分隔盘的间隙内来回摩擦造成旋片曲面磨蚀或钢性刮伤。

作为优选，金属硬质合金为钨钴或镍钴合金。