[发明专利]一种用于输送高粘度流体介质的自回转盘式密封螺杆泵

说明书

技术领域

一种用于输送高粘度流体介质的自回转盘式密封螺杆泵，属于螺杆泵技术领域。

背景技术

作为一种容积式泵，单螺杆泵是工业生产中常用的黏性流体泵送装置，其主要用途是依靠由螺杆与密封套组成的啮合副实现工作腔容积的周期性变化来输送流体。单螺杆泵具有结构简单、流量稳定、输送介质流速均匀，脉动小、自吸能力强、对介质的适应性强等一系列的优点，因此单螺杆泵被广泛应用与油气开采及高粘油品的输送等领域。但是，由于其工作过程中，密封衬套始终与螺杆转子处于摩擦状态，使得密封衬套磨损严重，成为制约单螺杆泵工作效率和使用寿命的关键问题，使其在含固体颗粒杂质较多的高粘度污油输送领域的应用受到了限制。因此，提出一种用于输送高黏度或含固体颗粒杂质的流体介质的单螺杆泵对于单螺杆泵应用领域的扩展及提高其运行的可靠性和寿命，实现节能降耗都具有重要意义。

为了满足含固体颗粒杂质较多的高粘度污油输送领域的应用要求，目前存在两种不同结构的圆盘密封单螺杆泵。现有文献(专利号：WO 82/03428)中提出了一种依靠两个带齿的密封盘与螺杆配合实现啮合的大排量单螺杆泵，其中两个带齿密封盘对称布置在螺杆转子的两侧，单螺杆泵工作过程中，密封盘上的齿与螺杆转子的螺槽实现啮合，并于机壳配合形成周期性变化的工作腔容积，实现高粘介质的输送。但这种带齿结构的密封圆盘限制了单螺杆泵的流量，同时导致密封盘齿与螺杆转子槽侧面的摩擦和磨损。为了提高流量降低磨损，现有文献(专利号：WO 91/14869，US005395225A，EP0523113B1)中又提出一种依靠偏心圆密封盘与螺杆进行啮合的单螺杆泵，其排量更大，而且密封盘与螺杆间形成均匀磨损，延长了使用寿命，并应用于污油输送。在此基础上，为了进一步提高螺杆泵的输送能力，现有文献(专利号：WO 00/05503，US006447275B1，EP1097305B1)对其进行了结构改进，缩短了入口段到压缩段之间的距离。但上述这两类采用偏心圆盘密封的螺杆泵，其两个密封盘之间均需要外加的辅助连接装置才能实现密封盘的周期运动，结构较为复杂，体积也较为庞大，笨重，辅助链接装置的存在使得螺杆泵运行的可靠性和效率大大降低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种密封盘能够依靠螺杆转子自驱动实现回转，两个密封盘之间无需外接辅助连接装置，减轻泵体重量，节能降耗的用于输送高粘度流体介质的自回转盘式密封螺杆泵。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该种用于输送高粘度流体介质的自回转盘式密封螺杆泵，包括螺杆转子和机壳，螺杆转子安装在机壳内，所述螺杆转子的两侧设有密封盘，其特征在于：所述的螺杆转子分成入口螺纹段和啮合增压段，入口螺纹段上设有连续的螺旋凹槽，啮合增压段上设有啮合凹槽和啮合凸棱，啮合增压段的两侧分别设有对称设置且偏心安装的两组密封盘，所述密封盘为边缘设有内圆凹口的圆盘，密封盘外圆边缘与啮合凹槽形成啮合副，密封盘的内圆凹口与啮合凸棱形成啮合副；入口螺纹段一侧为螺杆转子的物料入口端，其端部固定连接动力装置，啮合增压段一端为物料增压输出端，其端部一侧与机壳之间设有出口端盖。

改变密封盘的结构形式，在密封盘上设有内圆凹口，由此在密封盘上形成内凹和外缘凸起两种啮合部，改变啮合形式，内圆凹口和外缘凸起能够在增压区和回程区分别与螺杆转子上的啮合凸棱和啮合凹槽实现完全啮合，从而形成自驱动力，实现自驱动回转。依靠上述啮合驱动力，密封圆盘在不需要万向节、连杆等附属装置的情况下，仍然能够完全实现由螺杆转子自驱动的回转运动，避免了在两密封盘之间设置附属的机械传动机构卡死，引起螺杆泵停机的问题，又省去了复杂的辅助连接装置，而且能够实现密封盘的周期性回转，运动部件减少至只剩螺杆和两个密封盘，减轻了泵体重量，减小了泵体尺寸，同时提高了机械效率，延长了使用寿命，提高其便携性。

优选的，两个密封盘转动方向相反，相位相差180°，在螺杆转子的驱动下绕各自的轴线分别实现偏心旋转。

所述的内圆凹口的直径小于密封盘的外圆直径。内圆凹口与啮合凸棱啮合，实现整个密封盘与螺杆转子的完全啮合，从而实现密封盘的自回转，提高了密封盘的整体利用率，省去了其他回转部件，提高了工作效率，同时，内凹设置的啮合方式，节省了内部空间，又减轻了螺杆泵整体的重量。