液化天然氣輸送用潛液式雙排出磁力驅動泵的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及驅動泵技術領域，尤其是一種液化天然氣輸送用潛液式雙排出磁力驅動泵。
【背景技術】
[0002]天然氣作為清潔能源越來越受到青睞，很多國家都將液化天然氣(LNG)列為首選燃料，天然氣在能源供應中的比例迅速增加。近年來，全球LNG的生產和貿易日趨活躍，LNG已成為稀缺清潔資源，正在成為世界油氣工業新的熱點。
[0003]液化天然氣為低溫液體，由于低溫液體的溫度遠低于環境溫度，而且通常都處于飽和狀態。在環境條件的加熱作用下，將使低溫液體汽化，汽化的數量與傳遞的熱量成正比。因此，若在低溫液體輸送過程中形成氣液兩相流，則將影響輸送效率，嚴重時影響輸送的正常進行。
[0004]液化天然氣汽車補充液化天然氣燃料，要求安全可靠、快捷方便，通常的加注時間在5~8分鐘之內。因此，液化天然氣低溫泵是液化天然氣加注站的必備設備。目前，隨著液化天然氣輸送項目的廣泛應用，其輸送所需要的泵也日益增加。
[0005]低溫液體的輸送通常采用壓力輸送法或泵輸送的方法。壓力輸送法需要有增壓的輔助過程，操作時間長，增壓時有熱量進入系統，不利于低溫介質的儲存。泵輸送法是利用機械功來輸送低溫流體，具有啟動便捷、輸送速度快等優點，通過調節泵的轉速可以調節泵的流量。但是，液體在葉輪和葉輪殼體的動靜干涉作用下容易產生振動，會使整個裝置包括液體流動時候產生振動，這樣容易造成整個裝置毀損。
[0006]低溫泵設計和制造技術的難度比較高，國內發展相對比較晚。目前的低溫泵產品主要是開式的離心泵和活塞泵，用于空分行業的液態氧、氮、氬產品。易燃、易爆類低溫介質輸送泵，技術難度和安全要求更高，尤其是用于液化天然氣汽車加氣的低溫輸送泵。國外雖有這類產品，但結構復雜，價格昂貴。開發輸送液化天然氣的泵不僅是當前發展液化天然氣汽車的需要，對我國迅速發展的液化天然氣工業，也具有重大意義。
[0007]現有的輸送液化天然氣的泵存在以下不足之處:
[0008](I)目前所用到的大多數是機械密封泵，機械密封在運行過程中存在泄漏的可能性，對于液化天然氣這種易燃、易爆介質的輸送，存在不安全因素，給輸送帶來安全隱患。
[0009](2)環境條件的加熱作用或泵運行過程中產生的熱量，使低溫液體產生較為嚴重的汽化。
[0010](3)輸送液化天然氣的泵運行過程中的振動影響泵的使用壽命，所產生的噪聲污染工作環境，影響操作者的身心健康。
【實用新型內容】
[0011]本申請人針對上述現有生產技術中的缺點，提供一種結構合理的液化天然氣輸送用潛液式雙排出磁力驅動泵，從而使其不僅密封性能好，低溫液體不易汽化，振動噪聲低。
[0012]本實用新型所采用的技術方案如下:
[0013]一種液化天然氣輸送用潛液式雙排出磁力驅動泵，包括外高真空絕熱容器，所述外高真空絕熱容器的一側壁上部開有蒸發氣體排出口，所述外高真空絕熱容器的另一側壁下部開有液化天然氣注入口，所述外高真空絕熱容器的頂部通過法蘭安裝有外密封蓋；夕卜高真空絕熱容器的內部安裝有內高真空絕熱容器，所述內高真空絕熱容器的頂部通過法蘭安裝有內密封蓋；所述外密封蓋中心開有液化天然氣排出口 ；所述外高真空絕熱容器底部內壁通過軸向支承固定有葉輪殼體，所述葉輪殼體上通過中心軸安裝葉輪，所述葉輪殼體的兩端分別通過液化天然氣排出管與液化天然氣排出口連接；所述葉輪殼體上部通過緊固件與內高真空絕熱容器底部緊固，所述葉輪殼體內安裝有連接座，所述連接座中部通過滑動軸承安裝中心軸，所述中心軸伸入至內高真空絕熱容器內，所述中心軸頂部安裝有內磁轉子；內高真空絕熱容器內部設置有電機座，所述電機座上部安裝電機，所述電機座下部通過螺栓和軸承座連接，所述軸承座底部與連接座相連，所述電機的輸出端通過聯軸器連接傳動軸，所述傳動軸通過軸承固定安裝有外磁轉子，所述外磁轉子位于內磁轉子的外圓周面，所述外磁轉子與內磁轉子之間安裝有隔離套，所述隔離套的兩端分別通過緊固件與連接座固接；還包括進氣管和排氣管，所述進氣管依次穿過外密封蓋和內密封蓋至內高真空絕熱容器的內下部，所述排氣管依次穿過外密封蓋和內密封蓋至內高真空絕熱容器的內上部。
[0014]作為上述技術方案的進一步改進:
[0015]所述葉輪殼體采用雙排出結構，包括對稱布置的兩個蝸舌，并在兩個蝸舌的兩端面形成兩個泵出口，兩個蝸舌的方向相差180°，所述泵出口通過法蘭與液化天然氣排出管相連；
[0016]所述隔離套成“幾”字形結構，所述隔離套四周開有與連接座固定的安裝孔，所述隔離套側壁面的厚度小于頂面的厚度；
[0017]所述外高真空絕熱容器的內壁面與內高真空絕熱容器的法蘭固接面之間通過徑向支承連接；
[0018]所述外高真空絕熱容器為圓柱形雙層殼體結構，采用耐低溫的奧氏體不銹鋼材料，雙層殼體內抽真空；
[0019]所述內高真空絕熱容器為圓柱形雙層殼體結構，采用耐低溫的奧氏體不銹鋼材料制造，雙層殼體內抽真空；
[0020]所述進氣管和排氣管的外壁面均包有高真空絕熱套管；
[0021]所述外高真空絕熱容器和外密封蓋的連接處設有耐低溫的密封圈；
[0022]所述內高真空絕熱容器和內密封蓋的連接處設有耐低溫密封圈；
[0023]所述外密封蓋和內密封蓋上均設有電纜線引出裝置。
[0024]本實用新型的有益效果如下:
[0025]本實用新型結構緊湊、合理，操作方便，具有良好的密封性能，使用安全可靠，振動噪聲低。
[0026]本實用新型采用電機帶動磁力驅動泵運行，電機等動力系統置于內真空絕熱容器中，內高真空絕熱容器為圓柱形雙層殼體結構，它和內密封蓋采用法蘭連接，連接處設置有耐低溫的密封圈，用螺釘壓緊密封圈，以保證密封性，這樣的結構避免了由電機和軸承等散發的熱量傳遞給液化天然氣，而產生汽化，其熱量通過進氣管通風，由排氣管排出。
[0027]外高真空絕熱容器為圓柱形雙層殼體結構，它和外密封蓋采用法蘭連接，連接處設置有耐低溫的密封圈，用螺釘壓緊密封圈，以保證密封性，這樣的結構避免了外界環境的熱量傳遞給液化天然氣，而產生汽化。在外高真空絕熱容器筒體上，開有液化氣注入口和蒸發氣體排出口；在外密封蓋中心開有液化天然氣排出口 ；在內、外密封蓋上設有電纜引出裝置，電機引出的低溫電纜通過引出裝置與外界電源連接。
[0028]外高真空絕熱容器內部充有液化天然氣液體，使葉輪殼體和葉輪浸沒在液化天然氣液體中，確保啟動時葉輪內部都是液態流體。潛液式液化天然氣低溫泵啟動時，需要先進行預冷和充液。通過液化天然氣注入口，將液化天然氣輸送至外高真空絕熱容器內，直至整個葉輪殼體和葉輪浸沒在液化天然氣中，啟動電機。液化天然氣被高速旋轉的葉輪甩出，沿著排出管從液化天然氣排出口排出。蒸發的天然氣從蒸發氣體排出口排出。通過變頻控制器控制電機的轉速，從而根據需要調節輸送的流量。
[0029]徑向支承兩端分別將外高真空絕熱容器的內壁和內高真空絕熱容器的法蘭固接，防止內高真空絕熱容器的徑向晃動。軸向支承將葉輪殼體固定在外高真空絕熱容器的底部內壁。
[0030]采用雙排出葉輪殼體的結構降低葉輪所受的徑向力。這種葉輪殼體結構對稱布置，具有兩個蝸舌、兩個泵出口，蝸舌的方向相差180°。一般螺旋形葉輪殼體是按設計流量設計的，液體在葉輪周圍葉輪殼體中的速度和壓力是均勻的、軸對稱的，故作用于葉輪上的合力為零，理論上無徑向力作用。但是，當葉輪殼體和葉輪相互協調的條件一一設計流量，被破壞時，兩者出現了尖銳的矛盾，從而破壞了壓力沿葉輪軸對稱分布的條件，因而產生了徑向力。產生徑向力的另一個原因是，從葉輪流出液體的動反力對葉輪的作用。葉輪周圍葉輪殼體中的壓力對液體流出葉輪起阻礙作用。由于葉輪殼體的壓力不軸對稱，液體流出葉輪的速度也是不軸對稱的，壓力大的地方流速小，壓力小的地方流速大，方向與葉輪出口絕對速度方向相反，近似與圓周相切，故動反力引起的徑向力的方向大致為壓力引起的徑向力反旋轉方向旋轉90°。另外，在運轉中由于葉輪葉片與蝸舌的動靜干涉，會產生作用于葉輪上交變的徑向力，使軸受到交變應力。本實用新型為了降低葉輪所受的徑向力，采用雙排出對稱結構的葉輪殼體，這樣葉輪殼體內的壓力和流出液體的動反力產生的葉輪徑向力，以及蝸舌與葉片間的動靜干涉產生的交變徑向力可以相互抵消，降低了泵運行時的振動。
[0031]為了減小泄漏，米用磁力驅動栗。內磁轉子與中;L.、軸固走連接，連接座與中;L.、軸通過滑動軸承連接，內磁轉子和外磁轉子之間設有隔離套，該隔離套與連接座固定連接，其連接處設有密封墊。在液化天然氣輸送過程中，隔離套完全把介質和內磁轉子與外界隔離，同時也將介質和內磁轉子與外磁轉子隔離，內磁轉子和外磁轉子之間通過磁性材料的異極相吸、同極相斥的作用，傳遞輸送介質的扭矩。隔離套與連接座之間固定連接，兩者沒有相對移動，其連接處設置密封墊，實現泵與介質之間靜密封，其結構安全可靠，減小出現介質泄漏的可能，從而有效減少液化天然氣輸送過程中的不安全因素，提高泵在運行中的安全可靠性。同時，靜密封式的磁力驅動泵，在液化天然氣輸送項目中，可以有效減小維修頻次，降低維修成本。
[0032]外磁轉子具有圓柱形連接部，該連接部的外周連接有軸承，該軸承的軸承座與葉輪殼體固定連接，軸承座與葉輪殼之間、連接座與葉輪殼體之間均設有密封墊。泵工作時，隔離套與連接座之間沒有相對運動，軸承座與葉輪殼體之間沒有相對運動，連接座與葉輪殼體之間也沒有相對運動，三者之間的連接均采用靜密封的方式密封，相對于動密封，靜密封的密封性能更好，使用壽命更長，可靠性更高，防泄漏的性能更強。
[0033]本實用新型還具有如下優點:
[0034](I)少汽化。外高真空絕熱容器大大減弱了外環境條件的加熱作用，內高真空絕熱容器大大減弱了內環境條件的加熱作用，運行過程中電機和軸承等產生的熱量由進氣管和排氣管帶走，液化天然氣汽化現象得到有效控制。
[0035](2)無泄漏。采用磁力驅動泵代替機械密封泵，相對于動密封，靜密封的密封性能更好，泄漏幾乎為零。
[0036](3)低振動。采用雙排出對稱葉輪殼體的結構，大大降低了運行過程中葉輪所受到的徑向力，從而減小了泵運行時的振動。
[0037](4)低噪音。內、外高真空絕熱容器和密封蓋不僅起到絕熱的作用，而且可以起到屏蔽噪音的作用。
【附圖說明】
[0038]圖1為本實用新型的主視圖。
[0039]圖2為圖1的側視圖。
[0040]圖3為圖1中沿A-A截面的全剖視圖。
[0041]圖4為本實用新型隔離套的結構示意圖。
[0042]其中