一種全壁面加熱雙速螺旋假塑性流體泵送裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種假塑性流體泵送裝置，尤其是一種全壁面加熱雙速螺旋假塑性流體泵送裝置及方法。
【背景技術】
[0002]假塑性流體在工業(yè)應用中普遍存在，如重質(zhì)原油、高分子溶液、膠體聚合物等，具有粘度高、流動性能差的特點，假塑性流體通過圓管輸送進行加注過程中，存在管阻大、耗能高的缺點，表現(xiàn)出較差的泵送性能。因此，現(xiàn)有的流體泵送設備，多數(shù)均需要配備較大的動力裝置，如:采用液壓作為動力輸送重質(zhì)原油時，需要提供較高的輸送壓力。另一方面，假塑性流體具有良好的粘溫特性和剪切稀化效應，即溫度升高，假塑性流體的粘度下降，承受剪切速率時，其粘度明顯降低。然而，假塑性流體這類優(yōu)良特性并沒有用在提高假塑性流體泵送性能的方面。造成這種現(xiàn)象的原因主要是:
[0003]I)假塑性流體雖然有良好的粘溫特性，但其大部分假塑性流體為膠體分散體系，導熱性能很差，加熱過程中，存在嚴重的不均勻性，實現(xiàn)對假塑性流體均勻加熱，需要耗費較長時間，這方面的設備和方法欠缺；
[0004]2)現(xiàn)有的假塑性流體輸送泵，多是圓柱腔體結(jié)構(gòu)，假塑性流體在流動過程中，僅僅存在一個徑向的剪切速率，剪切稀化影響的效果是有限的，假塑性流體依然表現(xiàn)出較高的粘度，阻礙了假塑性流體泵送技術的發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種全壁面加熱雙速螺旋假塑性流體泵送裝置及方法，可以對假塑性流體進行充分加熱且對其進行螺旋剪切，克服了現(xiàn)有技術的不足。
[0006]技術方案:一種全壁面加熱雙速螺旋假塑性流體泵送裝置，包括:缸體和動力及動力傳遞模塊，該模塊包括兩端的液壓馬達、馬達底座、聯(lián)軸器、圓柱銷、軸瓦座、軸瓦、軸承座和雙列圓錐滾子軸承，低速輸入軸、高速輸入軸、大螺旋裝置和小螺旋裝置構(gòu)成，兩端的液壓馬達通過聯(lián)軸器將輸出的轉(zhuǎn)矩分別依靠低速輸入軸和高速輸入軸帶動大螺旋裝置和小螺旋裝置轉(zhuǎn)動；
[0007]其特征在于:包括加熱模塊和螺旋剪切及輸送模塊；
[0008]所述加熱模塊由大螺旋裝置、小螺旋裝置和缸體為主體設置的相應油路結(jié)構(gòu)組成；
[0009]所述螺旋剪切及輸送模塊包括大螺旋裝置和小螺旋裝置，所述大螺旋裝置包括大中空管，內(nèi)部大隔板以及大中空管上設有大螺旋葉片；小螺旋裝置結(jié)構(gòu)包括:小隔板，小中空管和小螺旋葉片，形成和大螺旋裝置相同的結(jié)構(gòu)；所述大隔板將大中空管隔成兩個底部連通的半圓柱腔體；小螺旋裝置結(jié)構(gòu)和大螺旋裝置結(jié)構(gòu)相同，即小端端蓋和小螺旋裝置上設置有相似的油路結(jié)構(gòu)。
[0010]進一步的，所述的大螺旋裝置一端的油路結(jié)構(gòu)包括大端端蓋和大中空管；所述的大端端蓋和大中空管上開有大端端蓋進油孔和大中空管進油孔、大端端蓋出油孔和大中空管出油孔，所述的大端端蓋上開有油槽；小螺旋裝置端的油路結(jié)構(gòu)和大螺旋裝置端的相同。
[0011]進一步的，所述的大螺旋裝置和小螺旋裝置為單線程或雙線程螺旋結(jié)構(gòu)。
[0012]進一步的，低速輸入軸和大螺旋裝置聯(lián)接采用型面聯(lián)接，低速輸入軸和大螺旋裝置聯(lián)接的軸端設有隔熱襯套，同時采用銷定位；高速輸入軸和小螺旋裝置的聯(lián)接方式采用與低速輸入軸和大螺旋裝置相同的聯(lián)接結(jié)構(gòu)。
[0013]進一步的，所述的缸體分為大端和小端，大端設置有進液口，小端設置有出液口 ；大端有與進液口襯套配合的進液口襯套光孔，小端有與出液口襯套配合的出液口襯套光孔。
[0014]進一步的，所述大螺旋裝置內(nèi)部、小螺旋裝置內(nèi)部和缸體外壁面均有油浴回流；
[0015]所述加熱模塊包括對大螺旋裝置、小螺旋裝置和缸體壁面油浴回流三部分進行加熱；其中大螺旋裝置和小螺旋裝置加熱步驟相同；
[0016]大螺旋裝置內(nèi)部加熱油路通過大端端蓋進油孔和大中空管進油孔對大中空管供給高溫導熱油，高溫導熱油在大隔板的阻擋下，沿著大中空管回流，最后通過大端端蓋出油孔和大中空管出油孔流出；
[0017]缸體外部及端部分別設置有缸體隔熱層、大端壓蓋和小端壓蓋，缸體隔熱層上分別設有進油孔和出油孔；缸體壁面加熱由缸體隔熱層、大端壓蓋、小端壓蓋構(gòu)成的腔體通入高溫導熱油實現(xiàn)；
[0018]該方法包括以下步驟:
[0019]步驟一:假塑性流體泵送之前，啟動裝置的加熱模塊，使得缸體腔體內(nèi)部溫度升高至油浴溫度，大螺旋裝置端的高溫導熱油由大端端蓋的大端端蓋進油孔進行加注，通過大中空管的大中空管進油孔進入大中空管內(nèi)部的腔體進行回流，最后通過大端端蓋出油孔和大中空管出油孔流出；
[0020]缸體外壁面的回流加熱中，高溫導熱油由缸體隔熱層的進油孔注入，通過缸體外壁面對缸體進行油浴加熱，最后由缸體隔熱層的出油孔流出；
[0021]步驟二:假塑性流體由進液口襯套擠入缸體的腔體內(nèi)，啟動裝置兩端的液壓馬達，驅(qū)動大螺旋裝置和小螺旋裝置的轉(zhuǎn)動，使流體沿著缸體軸向螺旋流動，與大螺旋葉片、大中空管外表面、缸體內(nèi)壁面、小螺旋葉片、小中空管外表面相接觸；
[0022]進一步的，裝置運轉(zhuǎn)過程中，使小螺旋裝置處缸體截面積、小螺旋裝置導程和小螺旋裝置轉(zhuǎn)速的乘積為大螺旋裝置處缸體截面積、大螺旋裝置導程和大螺旋裝置轉(zhuǎn)速乘積的1-1.2 倍。
[0023]有益效果:大螺旋裝置主要針對假塑性流體低剪切速率時呈現(xiàn)的高粘度，需要較大功率，小螺旋裝置主要針對假塑性流體在承受剪切之后粘度下降，需施加更高的剪切速率以進一步地降低假塑性流體的粘度。同時，大螺旋裝置和小速螺旋裝置均采用馬達驅(qū)動，通過調(diào)節(jié)馬達的流量控制馬達轉(zhuǎn)速，以達到小螺旋裝置排量和低速螺旋裝置排量輸送匹配的效果。此外，為了提高泵送效果，排量匹配過程中，使得小螺旋裝置端的輸送排量略大于大螺旋裝置端的輸送排量，以使得兩個螺旋裝置之間形成一定的負壓區(qū)域，增大壓差，利于假塑性流體輸送。該系統(tǒng)可以實現(xiàn)對假塑性流體充分加熱，低速和高速復合剪切，從而有效降低假塑性流體粘度，提高假塑性流體的泵送性能。
【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明的裝配圖
[0025]圖2是本發(fā)明的低速輸入軸零件圖
[0026]圖3是本發(fā)明的大螺旋裝置部件圖
[0027]圖4是本發(fā)明的小螺旋裝置部件圖
[0028]圖5是本發(fā)明的缸體零件圖
[0029]圖6是本發(fā)明的缸體隔熱層零件圖
[0030]圖7是本發(fā)明的大端端蓋零件圖
[0031]圖中標號:1-液壓馬達，2-聯(lián)軸器，3-圓柱銷，4-軸承座，5-低速輸入軸，6-銷，
7-進液口襯套，8-大螺旋裝置，9-缸體，10-小螺旋裝置，11-缸體隔熱層，12-小端端蓋，13-螺釘，14-隔熱襯套，15-軸瓦座，16-軸瓦，17-高速輸入軸，18-普通密封圈，19-銷，20-第一轉(zhuǎn)動密封圈，21-小端壓蓋，22-出液口襯套，23-小端隔熱密封件，24-缸體底座，25-大端隔熱密封件，26-第二轉(zhuǎn)動密封圈，27-大端壓蓋，28-大端端蓋，29-隔熱襯套，30-雙列圓錐滾子軸承，31-軸承座端蓋，32-螺釘，33-馬達底座，801-大隔板，802-大中空管，803-大螺旋葉片，8a-大中空管進油孔，8b-大中空管出油孔，8c-銷孔，9a-進液口襯套光孔，9b-出液口襯套光孔，101-小隔板，102-小中空管，103-小螺旋葉片，1a-進油孔，1b-出油孔，1c-銷孔，I la、I Ib-光孔，Ilc-進油孔，Ild-出油孔，28a-大端端蓋進油孔，28b-大端端蓋出油孔，28c-油槽，a-進液方向，b_出液方向，c_進油方向，d_出油方向，e-進油方向，f-出油方向，g_進油方向，h-出油方向。
【具體實施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的一個實施例作進一步描述:
[0033]一種全壁面加熱雙速螺旋假塑性流體泵送裝置，包括:缸體9和動力及動力傳遞模塊，該模塊包括兩端的液壓馬達1、馬達底座33、聯(lián)軸器2、圓柱銷3、軸瓦座15