[实用新型]一种泵壳静止双皮托管旋转的超高扬程皮托管泵

说明书

本实用新型公开了一种泵壳静止双皮托管旋转的超高扬程皮托管泵，属于离心泵技术领域。针对现有皮托管泵存在的三项缺陷：悬臂式转子重量大，高速旋转故障率高；大多采用单皮托管，泵工作压力高时，振动大，内泄漏；具有部分流泵特性，一种系列泵按最大规格流量设计，中小规格泵部分液体在转鼓内循环费功，降低泵效率。提出了泵壳静止，很轻的双皮托管用变频电机驱动高速旋转的技术方案；泵壳承受泵的进口低压，用机封密封泵轴穿过泵壳处，两处机封密封泵的出口高压；泵壳保护双皮托管，取消了现有皮托管泵转鼓和转鼓盖外围的保护壳和保护盖。双皮托管采用两端支撑结构；与双皮托管与转鼓逆转的美中专利需两台电动机相比，本实用新型泵只需一台变频电机。

技术领域

本实用新型涉及离心泵技术领域，具体涉及一种泵壳静止双皮托管旋转的超高扬程皮托管泵。

背景技术

上世纪五十年代，由于理论研究和制造技术的突破，出现了结构已定型的皮托管泵(Pitot tubePump)，我国称为旋喷泵、旋壳泵。其技术均来源于威尔特种泵公司WeirSpecialty Pumps，其结构见本说明书附图1，关键件是转鼓、皮托管、转鼓盖(叶轮)。威尔特种泵公司工程研发总监T.L.Angle，在2005年第22届国际泵用户研讨会上发表题为“ANEWUNIQUEHIGH-PRESSUREPUMPSYSTEM”(一种新颖独特的高压泵系统)论文，此文的附录A-皮托管泵的水力学原理(P.10～11)提出的公式(A-1)是叶轮由离心力提供的扬程Hc和速度头Hv，两者近似相等；转鼓仅收集叶轮排出的液体，不产生扬程；部分液体进入皮托管，将速度头Hv转化为扬程Hv。

现有皮托管泵使用中存在的缺陷之一：悬臂式转子部件重量大，高速旋转故障率高。

我们从www.weirsp.com威尔特种泵公司网站查出，转鼓内径406.4mm的ROH系列皮托管泵7种规格，仅皮托管的进口直径不同，转子部件完全相同，转鼓和转鼓盖的壁厚按最高转速6321rpm，最高扬程1585m设计制造，泵总重均为544kg。转鼓和转鼓盖充满水后总重115.3kg。因转鼓和转鼓盖是悬臂支撑，高转速运转故障率高。

现有皮托管泵产品缺陷之二：大多数是采用单皮托管，泵工作压力高时，振动大，内泄漏。

单皮托管受到转鼓中液体的径向力不对称，悬臂端下垂与转鼓盖内孔相撞，引起振动和内泄漏，降低泵效率。

为克服以上缺陷，US4,281,962《高压离心泵》的独立权利要求提出，用于在较高压力下泵送液体的离心泵，集流管(皮托管)被支撑在所述转鼓中，绕所述轴线旋转，从所述转鼓内收集液体。用于当所述转子组件和所述集流管沿相反方向旋转时，以相对较高的压力排出液体。权利要求9，在大约3500RPM转速时，出口压力为165.5bar；按该专利说明书后面的叙述，是从进口压力41.38bar提高到165.5bar，即压差为124.12bar，对比重1的水，扬程为1266m。该专利的结构见本说明书附图2，转鼓和转鼓盖改进为两端支撑。皮托管水平段是静止的，插入联接头轴心线处的孔中，与现有皮托管泵产品相同。双皮托管轴线出口处与皮托管水平段对接处用机封密封泵出口压力，结构不可靠，两件机封用于密封泵进口压力和防止液体进入后端轴承，并用机封防止液体进入前端深沟球轴承。该专利转鼓和皮托管的的转速相同，驱动转鼓和皮托管的皮带轮直径和宽度相同，可认为转鼓正转和皮托管逆转提供的扬程近似相等。

CN 110985402 B实用新型专利《小流量超高扬程皮托管泵》的特征是：双皮托管的旋转方向与转鼓的旋转方向相反，双皮托管的水平段采用两端支撑结构，前端用节流衬套内径与轴套外径之间的液膜支撑，后端用一对角接触球轴承支撑。双皮托管用变频电机驱动，转鼓用常规2950rpm电机直接驱动。该专利根据威尔特种泵公司皮托管泵的水力学理论认为，皮托管泵通过离心力场产生的压头和速度头产生的压头之组合，即为该泵的总压头，这两个压头的数值相近。据此，可根据皮托管泵定型产品性能测试得出的性能曲线图，能比较准确地得出在不同转速、不同流量时，皮托管将速度头转化的扬程值。