一种双向自转式油气混输泵 |
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| 申请号 | CN202110028351.3 | 申请日 | 2021-01-11 | 公开(公告)号 | CN112762022A | 公开(公告)日 | 2021-05-07 |
| 申请人 | 兰州理工大学; | 发明人 | 权辉; 杜媛英; 史凤霞; 赵文举; 杨雪玲; 兰剑英; 孙晨曦; 刘晓艺; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种双向自转式油气混输 泵 ，包括泵体连接轴和 叶轮 ，所述连接轴是由若干段 转轴 组成，相邻两个转轴之间采用旋转式套接，在所述转轴的两端设有换向器，在所述转轴的中部设有 铁 芯，在所述铁芯上缠绕有若干组线圈，所述线圈的两端与前换向器上的导体连接，在所述铁芯与后换向器之间的转轴上通过 轴承 连接有内壳，在所述内壳的内部设有一对 磁铁 ，相邻两个内壳内的磁极相反，所述转轴的一端通过 支撑 架与叶轮连接，将原有的导叶替换成叶轮，并且相邻两个叶轮反向设置，工作时两个叶轮转动方向也相反，这样混输泵在工作时，就是正、反两个方向的叶轮同时做功，同样机组轴向长度的混输泵的功率却是原来的两倍。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种双向自转式油气混输泵，包括泵体，以及位于泵体内的连接轴和叶轮，其特征在于：在所述泵体前端设有电源线，所述连接轴是由若干段转轴组成，相邻两个转轴之间采用旋转式套接，在所述转轴的两端设有换向器，转轴前端的为前换向器，转轴后端的为后换向器，在所述转轴的中部设有铁芯，在所述铁芯上缠绕有若干组线圈，所述线圈的两端与前换向器上的导体连接，在所述铁芯与后换向器之间的转轴上通过轴承连接有内壳，在所述内壳的内部设有一对磁铁，相邻两个内壳内的磁极相反，所述转轴的一端通过支撑架与叶轮连接，相邻的两个叶轮互为反向设置，即后一个叶轮上的叶片进口以前一个叶轮上的叶片出口条件进行设计。 |
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| 说明书全文 | 一种双向自转式油气混输泵技术领域[0001] 本发明涉及一种油气混输泵，尤其是一种双向自转式油气混输泵。 背景技术[0002] 目前，在现有的油气混输泵中，都是由一个叶轮和一个导叶组成一个增压单元，整个泵体内是由多个增加单元构成，因此在工作时，都是叶轮转动做功，而导叶则静止不动，起到引流的作用，使得流体以水利损失最小的状态进入下一级叶轮，因此整个油气混输泵的轴向距离就很长，当需要加大混输泵的功率时，就需要增加增压单元的数量，这就会使得混输泵的轴向更长，从而导致轴向的振动和噪音都大，运行不稳定等缺陷，并且现有的油气混输泵都需要外接电机才能带动叶轮转动，使得泵体的体积变大。 发明内容[0003] 本发明的技术任务是针对以上现有技术的不足，而提供一种双向自转式油气混输泵。 [0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种双向自转式油气混输泵，包括泵体，以及位于泵体内的连接轴和叶轮，其中在所述泵体前端设有电源线，所述连接轴是由若干段转轴组成，相邻两个转轴之间采用旋转式套接，在所述转轴的两端设有换向器，转轴前端的为前换向器，转轴后端的为后换向器，在所述转轴的中部设有铁芯，在所述铁芯上缠绕有若干组线圈，所述线圈的两端与前换向器上的导体连接，在所述铁芯与后换向器之间的转轴上通过轴承连接有内壳，在所述内壳的内部设有一对磁铁，相邻两个内壳内的磁极相反，所述转轴的一端通过支撑架与叶轮连接，相邻的两个叶轮互为反向设置，即后一个叶轮上的叶片进口以前一个叶轮上的叶片出口条件进行设计； [0005] 在所述转轴前端的内部设有若干条内导线，所述内导线用于连接相邻两个转轴上的后换向器和前换向器，同一个转轴上的两个换向器通过导线连接，位于连接轴最前端的换向器与电源线连接。 [0006] 进一步改进：在所述内壳的外部对称设有两条外导线，所述外导线用于连接同一个转轴上的前换向器和后换向器。 [0007] 进一步改进：在所述外导线的两端设有弹性的触头，所述触头与换向器上的导体接触连接。 [0008] 进一步改进：在所述转轴的内部设有若干条后导线，所述后导线用于连接同一个转轴上的前换向器和后换向器。 [0009] 进一步改进：在所述转轴的两端均设有支撑架，所述支撑架是由若干支撑杆组成，所述支撑杆的外端与叶轮的内壁连接，所述支撑杆的内端与转轴连接。 [0010] 进一步改进：所述转轴的两端通过轴承与泵体连接，在所述连接轴的前端设有前置换向器，所述前置换向器的外侧与电源线接触连接，所述前置换向器通过第一个转轴上的内导线与第一个转轴上的前换向器连接。 [0011] 本发明的优点：将原有的导叶替换成叶轮，并且相邻的两个叶轮互为反向设置，即后一个叶轮上的叶片进口以前一个叶轮上的叶片出口条件进行设计，能有效消除下一级叶轮进口预旋，降低水力损失，这样就省去了导叶，此时一个增压单元就是由一个正向叶轮和一个反向叶轮构成，然后由于相邻两个内壳中的磁极是相反设置，使得正向叶轮与反向叶轮的转动方向相反，构成对旋式叶轮组，这样混输泵在工作时，就是正、反两个方向的叶轮同时做功，实现了二级做功，因此现在的一个增压单元的功率相当于传统的两个增压单元的功率，在同样的机组轴向长度下，混输泵的功率是原来的两倍，或者是在保证了同样泵出力功效情况下，机组轴向长度大幅度缩短，使得轴向力减小，在降低了密封要求的同时，还减小了轴向的振动，噪音也随之降低，相比于传统的混输泵运行起来更加安全可靠，很好地保证泵机组稳定运行，另外对旋式叶轮组可以设计的比传统叶轮比转速高，使得油气混输泵效率得到提高，并且因为导电线圈和磁铁都是设置在叶轮内部，所以就不需要外接电机作为驱动，进一步减小了混输泵的轴线长度。附图说明 [0012] 图1是本发明结构示意图。 [0013] 图2是本发明图1中A‑A的剖视图。 [0014] 图3是本发明单独一个单元结构的示意图。 [0015] 图4是本发明在转轴内设置后导线的结构示意图。 [0016] 图5是本发明转轴与叶轮通过支撑架连接的示意图。 具体实施方式[0018] 如图1‑5所示，一种双向自转式油气混输泵，包括泵体1，以及位于泵体1内的连接轴和叶轮2，其中在所述泵体1前端设有电源线10，所述连接轴是由若干段转轴3组成，相邻两个转轴3之间采用旋转式套接，在所述转轴3的两端设有换向器4，转轴3前端的为前换向器41，转轴3后端的为后换向器42，在所述转轴3的中部设有铁芯31，在所述铁芯31上缠绕有若干组线圈5，所述线圈5的两端与前换向器41上的导体40连接，在所述铁芯31与后换向器42之间的转轴3上通过轴承连接有内壳6，在所述内壳6的内部设有一对磁铁61，相邻两个内壳6内的磁极相反，所述转轴3的一端通过支撑架8与叶轮2连接，相邻的两个叶轮2互为反向设置，即后一个叶轮2上的叶片进口以前一个叶轮2上的叶片出口条件进行设计； [0019] 在所述转轴3前端的内部设有若干条内导线71，所述内导线71用于连接相邻两个转轴3上的后换向器42和前换向器41，同一个转轴3上的两个换向器4通过导线连接，位于连接轴最前端的换向器4与电源线10连接。 [0020] 在所述内壳6的外部对称设有两条外导线72，所述外导线用于连接同一个转轴3上的前换向器41和后换向器42；在所述外导线72的两端设有弹性的触头74，所述触头74与换向器4上的导体40接触连接；或者是在所述转轴3的内部设有若干条后导线73，所述后导线73用于连接同一个转轴3上的前换向器41和后换向器42。 [0021] 在所述转轴3的两端均设有支撑架8，所述支撑架8是由若干支撑杆81组成，所述支撑杆81的外端与叶轮2的内壁连接，所述支撑杆81的内端与转轴3连接。 [0022] 所述转轴3的两端通过轴承与泵体1连接，在所述连接轴的前端设有前置换向器11，所述前置换向器11的外侧与电源线10接触连接，所述前置换向器11通过第一个转轴3上的内导线71与第一个转轴上的前换向器41连接。 [0023] 其工作原理是：首先后一个叶轮2上的叶片进口以前一个叶轮2上的叶片出口条件进行设计，能有效消除下一级叶轮2进口预旋，降低水力损失，不用单独设置导叶或整流罩，能使得叶轮2以多级形式高效运行，设铁芯31上线圈5的组数为X，换向器4上导体40的对数为Y，内导线71与后导线73的对数均为Z，每对导体40、内导线71和外导线73均对称设置，此时Z≥Y≥X，并且在同一时刻线圈5、内导线71、外导线72或后导线73均与换向器4上的同一对导体40连接。 [0024] 工作时，电源线10接通电源后，电流通过电源线10进入前置换向器11，然后通过内导线71进入前换向器41后，此时一部分电流进入线圈5，使得通电线圈5在磁场内进行转动，从而带动叶轮2转动，另一部分电流则通过外导线72或后导线73进入到后换向器42中，然后通过下一个转轴3前端的内导线71将电流传递到下一个前换向器41内，为下一个线圈5提供电能，使得下一个线圈5在磁场内转动，此时由于相邻两个内壳6的磁极相反，所以相邻两个叶轮2的转动方向也相反，即前一个叶轮2为正向叶轮21，后一个叶轮2为反向叶轮22，这样就省去了导叶，此时一个增压单元就是由一个正向单元结构和一个反向单元结构构成，正向叶轮21与反向叶轮22的转动方向相反，构成对旋式叶轮组，这样混输泵在工作时，就是正、反两个方向的叶轮2同时做功，实现了二级做功，因此现在的一个增压单元的功率相当于传统的两个增压单元的功率。 [0025] 由于本发明设计可以根据混输泵功率的需求，增加单个结构单元或增压单元的数量，因此在图1的末端省略部分示意图。 |
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