齒輪傳動流通式皮托管泵的制作方法
【專利說明】齒輪傳動流通式皮托管泵
[0001]交叉引用
[0002]本非臨時申請要求申請日為2013年3月15日、申請號為61/798，539的美國臨時申請的優先權，在此結合該臨時申請的全部內容作為參考。
技術領域
[0003]本發明大體涉及離心栗，且更具體地涉及具有齒輪傳動流通式配置的皮托管類型的改進離心栗。
【背景技術】
[0004]離心栗是已知的且廣泛用于多種工業中以栗送流體或者流體混合物的液體/固體成分。離心栗，具體地皮托式離心栗，通常包括具有入口和出口的栗外殼，以及在栗外殼中通過驅動單元旋轉的轉子組件。在常規皮托管栗中的流體入口和流體排出口被設置成在栗外殼的相同側以并排的布置而成平行的方向。通常，入口是與流體排出口共軸的。
[0005]流體被引導通過栗入口進入轉子腔室，且隨著轉子組件旋轉，在離心力的作用下，流體被引導朝向轉子腔室的內周圍表面。流體被固定皮托管截獲，且流體移動通過皮托管的入口并且通過皮托管臂朝向所述栗的排出出口。
[0006]皮托管類型的常規離心栗在Erickson等的美國專利第3,822，102號；Brown等的美國專利第3，960, 319號！Erickson等的美國專利第4，161, 448號！Crichlow的美國專利第4，280，790號；ErickSon的美國專利第4，332，521號；以及Erickson的美國專利第4，674, 950號中公開。在所述專利中所公開的栗中，流體入口和排出口被設置在栗殼體的相同側上。轉子的入口圍繞皮托管的進入轉子內部的進入點。常規結構的皮托管栗可具有多種缺點，包括為了最大化栗效率而對栗尺寸和設計的限制，非常重的轉子的弱的或低效的平衡，損失抵抗懸垂的轉子的動量和密封件泄露問題的能力的軸承負載設計。作為這些限制的結果，可損失栗效率且栗的壽命可被縮短。
[0007]在Tarifa等的美國專利第3，791，757號；Readman的美國專利第4，875，826號；Miess的美國專利第2，376，071號；和King的美國專利第3，384，023號中公開了其它類型的皮托管式離心栗。這些專利公開了多種設計的栗，其在轉子中應用一個或多個皮托管。其公開了用于將流體引入轉子以及將流體從轉子排出的多種配置，其通常在栗的單側成平行方向，或者公開了相對于彼此成垂直角度的流體的流入和流出。Tarifa等的美國專利第3，791，757號和Readman的美國專利第4，875，826號還公開了栗配置，其中流體從轉子的一個方向進入轉子且從轉子的相反側排出。然而，由于栗的配置，這些設計導致非常或顯著低效的NPSH(凈正吸入水頭)。其還被配置成使得一些栗缺乏有效的液壓軸向推力平衡，且很多栗不能夠以高速或者充分的壓力工作。這些現有技術已知的栗還可是非常復雜的，且因此制造和維護成本很高，且還導致弱的栗性能。
【發明內容】
[0008]在本公開的第一方面，栗組件包括旋轉組件，其具有轉子和旋轉套筒；固定皮托管組件，其具有設置在所述轉子中的至少一個皮托管Γ流體入口，其被設置成沿著所限定的軸線將流體輸送至所述轉子；和流體排出口，其以所述流體入口的限定軸線被軸向設置且與所述流體入口軸向地間隔開；其中所述轉子被支撐安裝在所述旋轉套筒與所述軸向間隔的流體入口之間。相對于常規的皮托管式栗，本公開的該方面在允許提供增大面積的轉子入口而不需要增大密封件的尺寸方面具有優勢。因此，該配置減小了栗入口中的速度特征，其改善了 NPSH(凈正吸入水頭)。由于栗配置允許增大轉子入口尺寸而不增加密封件尺寸，所以栗能夠以更加有利的速度和更高的吸入壓力工作。由于增加的密封件尺寸提高了生產成本，所以該栗還是制造更便宜的。
[0009]在一些實施方式中，栗組件被配置成其中旋轉套筒被圍繞所述流體排出口同心設置。
[0010]在其它實施方式中，栗組件被配置成其中所述流體排出口包括所述固定皮托管組件的一部分。
[0011]在另一實施方式中，栗組件的流體入口還包括吸入軸，其作為部分所述旋轉組件而旋轉。
[0012]在另外的實施方式中，轉子包括連接至轉子蓋而在其間形成轉子腔室的轉子底部，其中所述至少一個皮托管被設置在該轉子腔室中。
[0013]在另外的實施方式中，所述轉子蓋被配置有封閉葉片，其將流體引導進入所述轉子腔室。
[0014]在另外的實施方式中，還包括連接至所述旋轉套筒的驅動機構。
[0015]在另外的實施方式中，其中所述驅動機構至少部分地被設置成圍繞所述排出出
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[0016]在另外的實施方式中，栗組件還包括具有吸入密封外殼部分和轉子外殼部分的栗外殼，以及還包括限定所述流體入口的吸入軸，其中所述吸入軸延伸通過所述栗外殼的吸入密封外殼部分，所述吸入密封外殼部分被布置成提供與設置在所述吸入密封外殼中的密封機構接觸的氣隙。
[0017]在另外的實施方式中，栗組件還包括驅動外殼部分，其被配置成接收與所述旋轉套筒接觸的驅動機構。
[0018]在另外的實施方式中，所述排出出口延伸通過所述驅動外殼部分并且還延伸通過所述栗外殼的排出外殼部分。
[0019]在另外的實施方式中，栗組件還包括設置在所述流體入口處的導流器。
[0020]在本公開的第二方面，離心栗包括:栗外殼，其具有轉子外殼部分；設置在所述轉子外殼部分中的轉子，所述轉子具有由設置在一側上的轉子底部和設置在軸向相對側上的轉子蓋所限定的軸向相反兩側，所述轉子底部和轉子蓋被固定在一起以在所述轉子中形成閉合腔室；設置在所述閉合腔室中的至少一個皮托管；旋轉套筒，其連接至所述轉子的一側并從其延伸離開，所述旋轉套筒被連接至驅動機構；流體入口，其從所述轉子的一側延伸，所述流體入口被設置成將流體輸送至所述轉子蓋，以將流體引導至所述閉合腔室；和流體排出口，其從所述轉子的軸向相對側延伸，其中所述流體入口和所述流體排出口分別具有中心軸線，且所述中心軸線被相對于彼此軸向地布置。相對于常規離心栗，該方面的離心栗在允許提供增大面積的轉子或流體入口而不需要增大密封件的尺寸方面具有優勢。因此，該配置減小了在栗入口中的速度特征，其改進了 NPSH(凈正吸入水頭)。由于栗配置允許增大的轉子或流體入口而不增大密封件的尺寸，所以栗能夠以更高的速度和在更高的吸入壓力下工作。該栗還是制造成本更低的。本公開的離心栗的配置具有以下優點，消除轉子腔室在進入轉子的入口處的液體泄露。即，在常規皮托管栗中，皮托管的被設置在或進入轉子的點還包括轉子的入口，且在常規的皮托管配置中，允許一些流體從轉子的內部滲漏回至轉子入口。來自更高的溫度和壓力的滲漏流體蒸發，阻擋轉子蓋入口，特別是在較低NPSH的應用中，在轉子入口處的低壓下。該泄露還增加了進入轉子的入口的流量，從而提高了速度且減弱了 NPSH性能。由于在轉子中的相反開口在一側容納流體入口，在另一側容納皮托管的進入點，所以本公開該方面離心栗的額外優點在于具有改進的液壓軸向或推力平衡。因此，該配置提供了改進的承載壽命且允許栗承受更高的吸入壓力。
[0021]在一些實施方式中，所述流體排出口是固定的且連接至所述至少一個皮托管。
[0022]在其它實施方式中，所述流體入口還包括連接至所述轉子蓋的吸入軸。
[0023]在另一些實施方式中，所述吸入軸隨著所述轉子旋轉。
[0024]在另外的實施方式中，所述栗外殼還包括密封外殼，且所述吸入軸從所述轉子的一側延伸通過所述密封外殼，所述密封外殼提供圍繞所述吸入軸的氣隙，且氣隙與設置在密封外殼中形成的空間中的密封機構接觸，防止在密封失效時流體進入驅動外殼。
[0025]在一些實施方式中，所述流體排出口從所述轉子延伸通過形成在所述栗外殼中的排出外殼。
[0026]在另外的實施方式中，離心栗還包括設置在所述旋轉套筒和所述栗外殼的所述排出外殼之間的密封機構。
[0027]在另外的實施方式