[发明专利]一种紧凑型液化天然气潜液泵导叶结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种紧凑型液化天然气潜液泵导叶结构，属于液化天然气泵技术领域。

背景技术

清洁能源液化天然气LNG（liquefied natural gas），主要成分是甲烷，无色、无味、无毒且无腐蚀性 ，其体积约为同量气态体积的1/600。LNG作为天然气转变的另一种能源形式，是天然气储存和运输的有效方式，近年来得到了迅速的发展。而在液化天然气的转运、加注过程中，需要使用大量的 LNG 潜液泵，潜液泵是一种特种立式多级离心泵结构。

导叶是 LNG 泵的关键过流部件之一,导叶的主要作用是收集叶轮中甩出的液体, 并将液体的动能转化为压能后输送至下一级吸入口或排出口，其性能的好坏对泵的性能有着重要的影响。根据结构特点的不同,现有的导叶主要有径向导叶、流道式导叶和空间导叶。径向导叶的正导叶和反导叶相互隔开,导叶出口的直径相比叶轮直径增大。但只有反导叶而没有正导叶的径向导叶虽然可以缩小径向尺寸,但匹配高转速叶轮时,由于甩出的液体圆周分速度较大,液体会直接进入反导叶从而产生堵塞导致水力性能降低。流道式导叶的工作效率较高,但设计和制造难度较大。空间导叶和流道式导叶类似,正反导叶合为一体,其轴向尺寸较大。由于 LNG 泵转速较高,且其泵体浸没在LNG液体容器中,紧凑的结构设计，和优良的性能特点对提高泵性能，节约泵装置安装空间和生产成本具有重要的意义。

经检索，目前国内对LNG潜液泵的导叶结构有了新的应用和改进，专利申请号201420609714.8《LNG潜液泵导叶》提出一种实用新型LNG潜液泵导叶，包括螺旋形导叶流道，过流孔和背叶片流道，实现了较平滑过流，但在过流能力上依旧不足，且径向尺寸较大，加大了整体尺寸，限制了整泵性能的发挥与提升，增高了制造成本。专利申请号201310548690.X《一种LNG潜液泵》提出一种一级导流盘，较好的增大了过流能力，减小了径向尺寸，但液体由导流盘前腔通过流道流入后腔时，在其方向转向时，会产生较大的冲击损失，而且后腔过大，减少了对液体的约束，使得在进入二级叶轮吸入口之前，液体流态变差，增加了漩涡产生的可能，增加了液体水力损失，同时又影响了二级叶轮的工作状态，增加了能量的损耗，降低了整泵的效率。

发明内容

为解决上述问题，本专利发明了一种紧凑型液化天然气潜液泵导叶结构，代替已有传统LNG潜液泵导叶，解决其水力损失大，对流道冲击较大，径向尺寸大，增高了整体制造成本，不利于后级叶轮性能的有效发挥，降低了整泵效率等技术缺陷。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种紧凑型液化天然气潜液泵导叶结构，包括一级叶轮和二级叶轮，所述一级叶轮和所述二级叶轮之间设有导叶，所述导叶包括导叶体和若干导叶背叶片，所述导叶体的外缘上轴向均布若干导叶流道，所述导叶流道上的导叶流道进液口与所述一级叶轮流出的液体连通，所述导叶流道上的导叶流道出液口与相邻两个导叶背叶片构成的导叶背叶片流道进口连通，所述相邻两个导叶背叶片构成的导叶背叶片流道出口斜向延伸进所述二级叶轮的进口。

上述方案中，所述导叶体呈圆盘形，所述导叶流道呈圆弧形，位于同一个圆周上，并且圆弧方向相同，所述导叶背叶片呈流线型。

上述方案中，所述导叶流道的截面从进口到出口截面面积线性增大，且各截面的形状近似正方形。

上述方案中，所述导叶体的外缘直径大于所述一级叶轮的出口直径。

上述方案中，所述导叶体的外缘直径与所述一级叶轮的出口直径的直径差为4-10mm。

上述方案中，所述导叶体上设有若干螺纹孔，所述导叶体通过螺钉连接在潜液泵的泵体上。

本发明的有益效果：与多级泵常用径向导叶相比，本发明无正导叶，通过特定的导叶结构将LNG潜液泵泵内工作腔分隔为前腔和后腔，在前腔内设有一级叶轮，后腔内设有二级叶轮，而在导叶体外缘上轴向均布若干圆弧形导叶流道，既将前后腔连通，又很好地收集了从一级叶轮甩出的液体，将动能有效地转换成压能，较大的减小了径向尺寸。又在导叶体背面设置有若干流线型导叶背叶片，降低了液体对流道的冲击，减小了后腔漩涡的形成，减小了水力损失，提高了过流效率。整个导叶结构较好的实现了液体从一级叶轮出口到二级叶轮进口的过渡，液体转变方向时能量损失小，降低了液流对流道的冲击，减少了液体水力损失，减少了能量的损耗，从而提高LNG潜液泵的效率，并且结构设计更加紧凑，更降低了整体制造成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。