凸轮转子泵是自吸、无阀、正排泵。凸轮转子泵流量与转速成正比,可以输送各种粘稠的或含有颗粒物的介质。凸轮转子泵结构紧凑,输送过程中对介质的剪切力小,运行平稳、振动小。凸轮转子泵用途广泛。凸轮转子泵在自吸、汽液混输、泥浆输送等方面表现优异;对磨蚀性强、粘度高或对脉动敏感的介质特别适用。
采用两个同步运转的转子,转子由齿轮箱内一对同步齿轮进行传动,转子在主副轴带动下,进行同步反方向旋转,使泵的容积产生变化,从而构成了较高的真空度和排放压力,特别适合高粘度介质的输送。
当转子泵转子转动时,泵的吸入口相同的工作腔不断增大,此时进行吸入过程。当转子继续转动形成密闭腔,吸入结束。转子继续转动,密闭腔与泵出口相通,密闭腔的介质便从出口排出,于此同时转子的另一侧又处于容积增大的过程,进行吸入。如此转子连续的转动,交替完成吸入和排出的过程,完成转子的工作。依据转子泵的工作原理,转子泵的用途相当广泛,可输送污泥、污水等含有固体颗粒的介质。因此凸轮转子泵广泛应用于畜牧业、市政污水、石油化工、精细化工、制药、食品、消防、造纸、涂料、冶金等行业。


【一】、潜油高粘度油泵系统发展趋势
综合国内外潜油高粘度油泵系统采油技术的发展状况与生产实际应用效果,ES*****系统的设计技术可在以下几个方面继续加大科研攻关力度。
(1)延长系统使用寿命
定子橡胶是潜油高粘度油泵的关键部件之一,是决定高粘度油泵使用寿命的主要因素。定子胶的成分与配方不同,其溶胀性能与理化性能也不相同,而每个油田的原油品质大不相同,化学成分差异较大,对定子橡胶的要求迥然不同。目前国内主要还是采用*****橡胶作为高粘度油泵定子衬套的材料,因此难以适应各种油井工况,严重阻碍高粘度泵的应用,应迅速建立原油物性与高粘度油泵定子橡胶材料之间的优化匹配关系数据库,这对延长潜油高粘度油泵采油系统使用寿命具有重要意义。
(2)提高系统工作安全性
当高粘度油泵容积效率较小时,定子橡胶生热造成橡胶的膨胀,增大了高粘度油泵运转的摩擦力,将导致定子磨损和剪切力的增加,致使高粘度油泵破坏。因此,应在相关的安全性装置的设计方面予以关注。
(3)系统的数字化设计
在系统设计时,将系统的优化设计、可靠性设计及有限元分析等手段结合起来。研究高粘度油泵定子及转子在不同压力、转速、流量等条件下的受力状态和变形规律,以及材料对变形规律、使用寿命的影响。使其具有良好的力学性能和工作性能,提高系统设计的效率。
(4)系统的结构创新设计
在系统结构的创新设计方面有以下三种较新的发展趋势。第一,采用刚性定子与柔性转子配合。这种结构设计解决了常规高粘度油泵、螺杆钻具马达定子工作过程中溶胀、散热及受力不均的技术问题,延长了高粘度油泵、螺杆钻具马达的工作寿命,可以节能降耗,并具有承压高,扭矩低,泵体短,寿命长,所需功率更低、排量更大等优点。第二,采用圆钢热轧成型转子。这种结构设计可以节约金属材料,缩短加工时间,降低成本,有良好的使用效果。第三,采用钢管热轧成型转子。这种结构设计能使高粘度油泵的使用范围进一步扩大,即与空心抽油杆配套使用,从而开采黏度更高的高稠油。
【二】、高粘度泵的分类情况
高粘度泵依靠相互啮合空间的容积变化来输送流体。目前,高粘度泵按照螺杆数目可以分为单螺杆泵、双螺杆泵、三螺杆泵、四螺杆泵和五螺杆泵。四螺杆泵只有美国金字塔少数公司生产,其特点与五螺杆泵类似。按照吸入方式,高粘度油泵可以分为单吸式和双吸式。按照高粘度泵螺杆螺纹头数,分为单头和双头高粘度泵。
1、单螺杆泵
单螺杆泵,主要由螺杆、泵套(衬套)和万向联轴节组成。单螺杆泵转子是圆形断面的螺杆,它在特殊形状的衬套(定子)中一方面作行星运动,一方面沿着定子内螺纹将液体向前推进,从吸入腔连续地移动到压力腔,腔内流体是轴向均匀流动、无涡流和搅动。
2、双螺杆泵
双螺杆泵是由主动螺杆(主杆)、从动螺杆(从杆)、泵体、安全阀、联轴器、过滤器、同步齿轮和滚动轴承组成。两根螺杆(转子)相互啮合,在衬套(定子)中运转,依靠所形成的密封腔的容积变化吸入和排出流体。流体是轴向均匀流动、无涡流和搅动。双螺杆泵转子和定子均为刚性材料制成,其制造精度要求比单螺杆泵高。按照吸入方式,双螺杆泵可以分为单吸式和双吸式。单吸式高粘度泵吸入腔和压力腔存在压差。单吸双螺杆泵通常要考虑平衡轴向力的液力平衡装置。双吸式双螺杆泵,泵体内装有两根左右旋单头螺纹的螺杆,由于螺杆两端处于同一压力腔中,螺杆上的轴向力自行平衡。主杆通过同步齿轮带动从杆回转,两根螺杆以及螺杆与泵体之间的间隙靠齿轮和轴承保证。
3、三螺杆泵
三螺杆泵,主要是由主杆、两根从杆和包容三螺杆的泵套组成。主杆螺纹凸形双头,从杆螺纹为凹形双头,两者螺旋相反。
4、五螺杆泵
双吸式五螺杆泵,泵套内装有五根左、右旋双头螺纹的螺杆,螺杆上的轴向力自行平衡。螺杆齿廓上有一段是渐开线,它起着主杆向从传递运动的作用。螺杆两端装有滚动轴承,保证螺杆与泵套之间的间隙。
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