小型收油机用软轴泵系统的制作方法

1.本发明涉及水面溢油应急处理的技术领域，尤其涉及一种小型收油机用软轴泵系统，其主要适用于单机收油机。


背景技术：

2.收油机(skimmer)是一种用于水面溢油应急处理的设备，其主要功能是将水面浮油与水分离，然后将其输送至指定位置。目前，根据不同的使用需求和工况，已开发出各种大小和不同收油原理的收油机。根据使用的方式，收油机可分为单机和船载两种。船载收油机安装于专用船只上，工作能力强，但造价高。单机收油机使用独立的供能系统，可单独使用，体积小，造价低，易于机动。
3.单机收油机一般由两部分组成，动力站与收油机机体。动力站通常包括柴油机、液压动力机组、泵三个部分。动力站通过柴油机和液压动力机组，将能量转化为液压，液压管连接机体为其供能。泵通过液压或柴油机直接供能，将收油机机体分离出的油吸至岸边。本发明即为一种新型的单机抽油泵。
4.目前常用螺杆泵和真空抽吸泵作为抽油泵使用。由于单机体积较小，且浮在水面上自主工作，而大部分结构的螺杆泵体积大且重量重，因此对于单机，特别是小型收油机单机来说，常使用真空抽吸泵作为抽油泵。
5.目前使用的小型收油机真空抽吸泵有以下的一些固有问题：
6.1.真空抽吸泵利用气压进行抽油，意味着其拥有理论最大压力，即一个大气压，且实际无法达到。在工作时，收油机机体常远离岸边或动力站所在位置。在部分特殊工况下，动力站所处位置可能大幅高于水平面。真空抽吸泵可能因为其扬程的限制而无法将机体收集起的油输送至岸边，从而导致收油机无法工作。
7.2.真空抽吸泵的重要技术指标为效率，能够越接近理论最大压力的真空抽吸泵，效率越高。为了在有限的最高压力最大发挥收油机的作用，小型收油机常选用效率较高的真空抽吸泵。目前有能力生产符合要求的真空抽吸泵的厂家，大多集中在欧洲，且技术难度较高。因此，真空抽吸泵的造价较高。对于部分迷你型收油机，真空抽吸泵所占成本比重超过80％。真空抽吸泵系统对于成本的增加非常严重，大幅增加了相关产品的成本和售价，降低了应急设备客户的设备保有量，从而影响应急能力。
8.3.真空抽吸泵设置于动力站内，一般情况下需要将柴油机输出轴进行减速后进行连接。由于动力站已安装有柴油机和液压动力系统且真空抽吸泵体积和自重较大。目前的小型收油机动力站重量普遍超过125kg，很难由一人移动，而小型收油机需要通过机动来发挥其优势。因此真空抽吸泵动力站限制了整套系统的机动能力，压缩了产品的优势。
9.4.真空抽吸泵利用大气压，将油管内的液体吸至岸边，油的稠密程度对吸油效果的影响极大。当所收油为重油时，真空抽吸泵很难将重油吸动，实际抽油量远低于设计要求，不能满足技术指标。
10.5.真空抽吸泵结构复杂，易收损，需要长期维护且工作时可能因为突发故障而被
迫停止作业。


技术实现要素：

11.为克服现有技术的缺陷，本发明要解决的技术问题是提供了一种小型收油机用软轴泵系统，其能够大大增加抽油的扬程，保证收油机在远离岸边或有高低差时的工作状态，大幅降低成本，从而降低售价，使小型收油机系统能够更大量地装备有需要的单位，加强溢油应急能力储配力量，其结构分开，易于拆卸，可以快速排障，保证作业能力，降低了动力站的尺寸和重量，便于运输和机动，特别是在山地等崎岖地形，提升对不同种油，特别是重油和原油的泵送能力，拓展机器在不同工况下的适用性，从而增强小型单机收油机的工作效能。
12.本发明的技术方案是：这种小型收油机用软轴泵系统，安装在小型收油机上，包括液压动力站、液压动力组件、输油管、收油机机体，
13.输油管设在收油机机体和液压动力组件之间，输油管中设有一根软轴，软轴包括钢丝软轴(16)和软轴套(15)，输油管的外管(14)和软轴套之间用以传输油，液压动力组件由液压动力站供能，输油管的一端与液压动力组件上的液压马达(9)连接处设有一个三通，三通的三端分别连接软轴套(15)、中空管(13)和输油管的外管(14)，输油管的另一端连接一个定转子式螺杆泵(21)，输油管中的钢丝软轴连接螺杆泵的泵头的转子，转子在定子内转动。
14.本发明使用定转子式的螺杆泵作为抽油泵，此种泵是螺杆泵的一种，可以创造出极大的压力且可以通过调整泵头长度来调整压力，泵头越长，压力越大，因此相较于真空抽吸泵，大大加强了水压，提升了抽油的扬程，使小型收油机可以在远离动力站或高度较高的岸边正常工作。定转子螺杆泵为消耗品，对制造的加工要求低于真空抽吸泵，所以能够大幅减少小型收油机系统的成本。本系统的结构被划分为液压动力站、液压动力组件、输油管、收油机机体多个部分，可以根据需要拆开或分别固定，减小单个组件的大小和重量，从而提升了系统的机动能力。最后，螺杆泵是接触泵，泵头直接与输送介质接触并作用于其上，因此能够适应于各种类型和粘性的油体，提升对不同种油，特别是重油和原油的泵送能力，拓展机器在不同工况下的适用性，从而增强小型单机收油机的工作效能。
附图说明
15.图1是根据本发明的小型收油机用软轴泵系统的结构示意图。
具体实施方式
16.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
17.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、
产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
18.如图1所示，这种小型收油机用软轴泵系统，安装在小型收油机上，包括液压动力站、液压动力组件、输油管、收油机机体，
19.输油管设在收油机机体和液压动力组件之间，输油管中设有一根软轴，软轴包括钢丝软轴16和软轴套15，输油管的外管14和软轴套之间用以传输油，液压动力组件由液压动力站供能，输油管的一端与液压动力组件上的液压马达9连接处设有一个三通，三通的三端分别连接软轴套15、中空管13和输油管的外管14，输油管的另一端连接一个定转子式螺杆泵21，输油管中的钢丝软轴连接螺杆泵的泵头的转子，转子在定子内转动。
20.本发明使用定转子式的螺杆泵作为抽油泵，此种泵是螺杆泵的一种，可以创造出极大的压力且可以通过调整泵头长度来调整压力，泵头越长，压力越大，因此相较于真空抽吸泵，大大加强了水压，提升了抽油的扬程，使小型收油机可以在远离动力站或高度较高的岸边正常工作。定转子螺杆泵为消耗品，对制造的加工要求低于真空抽吸泵，所以能够大幅减少小型收油机系统的成本。本系统的结构被划分为液压动力站、液压动力组件、输油管、收油机机体多个部分，可以根据需要拆开或分别固定，减小单个组件的大小和重量，从而提升了系统的机动能力。最后，螺杆泵是接触泵，泵头直接与输送介质接触并作用于其上，因此能够适应于各种类型和粘性的油体，提升对不同种油，特别是重油和原油的泵送能力，拓展机器在不同工况下的适用性，从而增强小型单机收油机的工作效能。
21.优选地，所述三通在连接软轴套端设有三通法兰10，与另设的三通法兰连接，通过锥套11将软轴套刚性连接在三通上。液压马达输出轴与三通中轴线在同一平面，马达其上安装两个液压管，与液压泵相连。三通如图所示，其两侧为带有竹节的直管。分别连接输油管的外感和中空管，通过喉箍锁紧并密封。三通另一头为三通法兰，法兰中间孔穿过软轴，另一设置的三通法兰与三通上的法兰刚性连接，两个法兰中间夹一个锥套，法兰连接时夹紧密封软轴，使外管，软轴，三通固定为一个刚体，定在模块框架上。
22.优选地，所述三通与中空管连接段、与外管连接段均呈竹节形，通过喉箍12连接固定。
23.优选地，所述定子前设一个固定支架25，其上焊接有3-4根固定管，固定管的另一端焊在快速接头公头22上，快速接头公头与定子之间刚性连接并密封，使快速接头公头、固定支架和定子形成一个刚体，快速接头母头23固定在收油机机体上，快速接头公头插入快速接头母头，压紧后锁死密封。支架上焊接3-4根钢条，另一端焊在快速接头公头的内侧。公头和定子刚性连接并密封，使定子和支架刚性连接，同时转子不能向头部端面方向脱出定子。
24.优选地，所述固定支架上有一个圆槽，在圆槽和转子头部的定位孔间夹有一个钢珠24。定子头部设有一个固定支架，支架与转子头部端面相对的一面设有圆弧凹槽。转子头部有一个加工定位孔，在凹槽和定位孔间设有一个钢珠。钢柱被夹在转子和支架间，当转子转动时，钢柱避免了直接和转子间的磨损。
25.优选地，所述收油机机体上油与收油机构分离处设有垃圾网26，拦挡浮油中的垃圾。
26.优选地，所述定子后端设有泵头法兰19，与定子刚性连接并密封；泵头法兰外设有
软轴固定法兰18，其上焊有3-4个钢条，另一端焊在软轴上的固定套20上，使软轴套与泵头刚性连接；设有外管法兰17，其上带有竹节，与外管通过喉箍固定密封。在泵头定子尾部设有一个泵头法兰，与定子刚性连接并密封。在泵头法兰外侧设有软轴固定法兰，中心孔的内侧焊有3-4根钢条，另一端与刚性安装在软轴套上的固定套焊接。在固定法兰外侧再设有一个外管法兰，带有竹节直筒，和外管通过喉箍连接密封。三个法兰通过螺栓连接在一起，使定子，外管和软轴套形成刚性连接并密封，轴向定位软轴并防止其和转子因轴向运动而脱落。
27.一般地，在液压动力站内设有电池1、柴油机2、柴油箱3、液压油箱4、液压泵5，固定在动力站框架内；柴油机驱动液压泵，将能量转化为液压能。
28.优选地，液压泵的输入输出油管路上分别设置一个分油器7，将油路分为两路；液压供油管6和回油与收油机上的液压油口相连，形成完整油路，液压供油管和回油管与动力站上的液压马达相连，形成完整油路。
29.优选地，在液压供油管上设有可带载调节液压流量的节流阀8，可以调整液压马达油路的油流量。
30.本发明的工作原理如下：
31.本发明需配合小型收油机使用，当发生水面溢油事故时，将液压动力站和软轴动力组件安置于岸上或船只甲板，给液压动力站加注燃油和液压油后，将输油管尾端的软轴抽出，和外管分别连接在三通上。输油管另一端的快速接头公头，插入收油机机体上的快速接头母头，压紧后锁死密封。随后连接液压管路，将液压动力站上的液压接头和两个分流器连接，在把两路液压管路从分流器上接至机体和液压马达，注意将带有节流阀的供油管连接液压马达供油口。安装完毕后关闭节流阀，将收油机置入带有浮油的水域，就可以开始工作。
32.工作时，先调整分流器，保证输出的液压功率满足机体工作要求后打开电源，点火柴油机。此时，收油机机体会根据其收油原理将油与水分离，分离出的油被接收起来，垃圾网拦截住泵头承受尺寸范围之外的垃圾，油流动并集中在泵头被设定好的位置。此时，打开节流阀，液压能源输入液压马达，并转化为机械能，使输出轴转动。输出轴与置于软轴套内的钢丝软轴相连，带动其转动。软轴套包裹着转动的软轴，穿过三通，进入输油管，直达输油管的另一端，连接泵头的转子。机械能传递至转子后，转子在定子内转动，由于定子内的孔是双螺旋线孔，转子在运动时将会自转加公转。转子与定子之间的空隙会不断螺旋上升，在其中的液体就会被泵带动向上运动，最后被推出泵头并推向输油管上方。定子前端的固定支架，防止了因泵送液体的反向推力导致的转子脱出，钢球减少了转子在转动时对支架的磨损。支架与接头工口焊接固定，通过调整焊接钢条的长度，即可实现调整公头在定子上的位置，从而调整泵头抽油端面在机体内的位置。最后，公头与定子的连接，保证了机构的密封性和前部固定支架的刚性连接。由于动力依靠软轴传输，在输油管内的软轴末端和定子需要被定位在同一轴线以防止损坏和钢丝绳脱落。三个法兰的机构将定子，外管和软轴套刚性连接在一起，在保证密封的同时，确保泵头动力输出的稳定。
33.当系统工作正常时，离开泵头的油通过输油管，向三通方向泵去。当到达三通时，油从输油管端进入三通，由于三通软轴通过端有法兰的密封固定，油只能向另一端中空管流动。操作者可以自主选择中空管长度和中空管排油位置。此外，由于泵头为定转子结构，
在适合的工作状态下可拥有最长寿命，节流阀即可起到调整转子转速的作用，使泵头在合适的工作状态下工作。
34.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
35.1.本发明大幅增加了泵的扬程，保证了小型收油机在动力远离机体或高于机体时的作业能力，使系统的作业场地的限制大大减小。
36.2.本发明替代了价格昂贵的真空抽吸泵，从而压低了成本，降低了价格和收油设备的门槛。
37.3.本发明的结构模块化，可以方便地拆开，使拆开后的部分的运输和装配更加便捷，增强了收油系统的机动能力，强化了溢油应急储备力量。
38.4.本发明有更广泛的油类适应性，可以有效泵送包括原油在内的各种高粘度油体，提升了机器的效能。
39.以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案的保护范围。