Способ сборки погружных центробежных насосов компрессионного типа

Авторы патента:

Логинов Виктор Федорович (RU)

F04D29/62 - центробежных или спирально-центробежных насосов и вентиляторов

Владельцы патента RU 2467212:

Открытое Акционерное Общество ОАО "АЛНАС" (RU)

Изобретение относится к насосостроению. Способ сборки включает сборку пакета ступеней с установкой осевой опоры нижнего рабочего колеса (РК), фиксацию крайних РК на валу от осевого перемещения, установку пакета ступеней с валом в корпус насоса и фиксацию направляющих аппаратов (НА) относительно корпуса. РК устанавливают в рабочее положение, деформируя их ступицы и НА в осевом направлении посредством стяжки пакета РК на валу и стяжки пакета НА в корпусе насоса. Предварительную стяжку пакета НА осуществляют до контакта верхнего РК с верхним соседним НА и контролируют тугим вращением вала. Окончательную стяжку пакета РК осуществляют до размыкания контакта нижнего РК с его осевой опорой и контролируют легким вращением вала и размыканием электрической цепи, содержащей светоизлучающий элемент с электропитанием и двумя электропроводниками, один из которых закреплен на основании насоса, а другой состыкован с валом с возможностью осевого размыкания. Изобретение направлено на сокращение времени сборки погружных центробежных насосов компрессионного типа, упрощение процесса сборки и снижение трудоемкости. 9 ил.

Изобретение относится к способам сборки погружных центробежных насосов компрессионного типа и может использоваться при сборке центробежных компрессионных насосов для добычи нефти, воды и других жидкостей из скважин.

Известны способы сборки погружных центробежных насосов компрессионного типа по патентам на изобретение US 4872808, МПК⁶ F04D 29/02; US 5033937, МПК⁶ F04D 29/02; US 5160240A, МПК⁶ F04D 29/02; US 5660520, МПК⁶F01D 3/00.

Основной недостаток этих способов заключается в том, что рабочее положение рабочих колес на валу относительно направляющих аппаратов (нижняя шайба рабочего колеса лежит на опорном буртике направляющего аппарата, а ступицы соседних колес упираются друг в друга) в собранном насосе достигается тщательной подгонкой длины ступицы рабочего колеса к монтажной высоте направляющего аппарата или, наоборот, подгонкой монтажной высоты направляющего аппарата при сборке каждой ступени.

Например, если длина ступиц рабочих колес окажется короче установочного размера, то после сборки насоса появится зазор между соседними ступицами рабочих колес и колеса становятся «плавающими». В этом случае осевое усилие от рабочих колес будет восприниматься нижней шайбой рабочего колеса и опорным буртиком направляющего аппарата, а не упорным подшипником. Это приведет к преждевременному износу сопрягаемых деталей. Если длина ступиц рабочих колес окажется больше установочного размера, то после сборки насоса рабочие колеса будут упираться верхней шайбой в направляющий аппарат и вал насоса перестанет вращаться, т.е. произойдет заклинивание вала. Поэтому при сборке каждой ступени насосов данного типа осуществляют тщательную подгонку длины ступицы рабочего колеса к монтажной длине направляющего аппарата соответствующим образом.

Это значительно усложняет сборку насосов данного типа, увеличивает время и трудоемкость сборки.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ сборки погружного центробежного насоса компрессионного типа, известный по патенту на изобретение US 20090285678 A1, МПК⁶ F04D 29/44 от 19.11.2009 г., включающий сборку пакета ступеней с фиксацией крайних рабочих колес на валу от осевого перемещения, установку пакета ступеней с валом в корпус насоса и фиксацию направляющих аппаратов относительно корпуса.

Основной недостаток этого способа заключается в том, что рабочее положение рабочих колес на валу относительно направляющих аппаратов в собранном насосе достигается установкой пружинных шайб между ступицами соседних рабочих колес. Дополнительные детали (пружинные шайбы) усложняют конструкцию и процесс ее сборки. При этом между ступицами рабочих колес появляется пространство, которое в процессе работы насоса заполняется песком. Песок, под действием окружной скорости и центробежных сил разрушает изнутри ступицы рабочих колес и повреждает вал.

Задачей изобретения является получение технического результата, выражающегося в сокращении времени сборки насоса, упрощении процесса сборки и снижении трудоемкости.

Указанная задача решается тем, что в способе сборки погружных центробежных насосов компрессионного типа, включающем сборку пакета ступеней с установкой осевой опоры нижнего рабочего колеса, фиксацию крайних рабочих колес на валу от осевого перемещения, установку пакета ступеней с валом в корпус насоса и фиксацию направляющих аппаратов относительно корпуса, согласно изобретению рабочие колеса устанавливают в рабочее положение, деформируя их ступицы и направляющие аппараты в осевом направлении посредством стяжки пакета рабочих колес на валу и стяжки пакета направляющих аппаратов в корпусе насоса, причем предварительную стяжку пакета направляющих аппаратов осуществляют до контакта верхнего рабочего колеса с верхним соседним направляющим аппаратом и контролируют тугим вращением вала, а окончательную стяжку пакета рабочих колес осуществляют до размыкания контакта нижнего рабочего колеса с его осевой опорой и контролируют легким вращением вала и размыканием электрической цепи, содержащей светоизлучающий элемент с электропитанием и двумя электропроводниками, один из которых закреплен на основании насоса, а другой состыкован с валом с возможностью осевого размыкания.

Признаки изложенной совокупности взаимосвязаны, находятся в причинно-следственной связи с ожидаемым результатом и являются необходимыми и достаточными для его получения.

Изобретение поясняется чертежами, где:

на фиг.1 изображена секция погружного центробежного насоса компрессионного типа в разрезе с рабочим положением рабочих колес;

на фиг.2 изображено рабочее положение верхнего рабочего колеса;

на фиг.3 изображено рабочее положение нижнего рабочего колеса;

на фиг.4 изображена секция погружного центробежного насоса компрессионного типа в разрезе с отклонением от рабочего положения рабочих колес в состоянии заклинивания вала (длина ступиц рабочих колес больше установочного размера);

на фиг.5 изображено положение верхнего рабочего колеса в разрезе в состоянии заклинивания вала (контакт с верхним соседним направляющим аппаратом);

на фиг.6 изображено положение нижнего рабочего колеса в разрезе в состоянии заклинивания вала;

на фиг.7 изображена секция погружного центробежного насоса в разрезе с зазорами между ступицами рабочих колес, когда длина ступиц меньше установочного размера;

на фиг.8 изображено положение верхнего рабочего колеса в разрезе (рабочие колеса установлены с зазором S);

на фиг.9 изображено положение нижнего рабочего колеса в разрезе (рабочие колеса установлены с зазором S);

Способ сборки погружных центробежных насосов компрессионного типа включает:

- сборку (см. фиг.1, фиг.4 и фиг.7) пакета ступеней, содержащих рабочие колеса 1 и направляющие аппараты 2, с фиксацией на валу 3 в осевом направлении крайних рабочих колес посредством стопорных колец 4, промежуточных втулок 5, распорной втулки 6 и распорной гайки 7;

- установку вала 3 с пакетом ступеней в корпус насоса 8 с фиксацией направляющих аппаратов 2 от осевого перемещения посредством основания 9;

- стяжку пакета направляющих аппаратов 2 затяжной гайкой 10 с продольной деформацией пакета в направлении основания 9 до упора верхнего рабочего колеса 11 (см. фиг.5) в верхний соседний направляющий аппарат 12. Контролируется тугим вращением вала;

- стяжку пакета рабочих колес 1 (см. фиг.1, фиг.4 и фиг.7) распорной гайкой 7 с продольной деформацией пакета в направлении нижнего рабочего колеса, до контакта верхнего рабочего колеса 11 с нижним соседним направляющим аппаратом 13 (см. фиг.2), или до размыкания контакта нижнего рабочего колеса 14 с его осевой опорой 15 (см. фиг.3). Рабочие колеса займут рабочее положение. Контролируется легким вращением вала и размыканием электрической цепи, содержащей светоизлучающий элемент 16 с электропитанием и двумя электропроводниками, один из которых 17 закреплен на основании насоса 9, а другой 18 состыкован с валом 3 с возможностью осевого размыкания.

Сборку погружного центробежного насоса компрессионного типа осуществляют следующим образом: на специальном стеллаже (не показан) на вал 3 (см. фиг.1, фиг.4 и фиг.7) нанизывают ступени, содержащие рабочие колеса 1 и направляющие аппараты 2.

Затем устанавливают осевую опору нижнего колеса 15, промежуточные втулки 5 и распорную втулку 6 с гайкой 7. С обоих концов весь этот пакет фиксируют на валу в осевом направлении стопорными кольцами 4. Слегка затягивают распорную гайку 7, чтобы детали не двигались в осевом направлении, и весь пакет с валом 3 устанавливают в корпус насоса 8. Предварительно в корпус насоса 8 устанавливают основание 9 с устройством контроля правильности сборки 17, корпус которого одновременно является электропроводником. После этого пакет направляющих аппаратов 2 затягивают гайкой 10, сжимая его в осевом направлении. В процессе затяжки гайки 10 выполняют поворот вала 3 и контролируют момент затяжки гайки 10.

Если момент затяжки гайки 10 не достиг заданного значения, например 80-100 кг·м, а вал вращается туго, это означает, что длина ступиц рабочих колес больше установочного размера и крайнее верхнее рабочее колесо 11 (см. фиг.5) упирается в верхний соседний направляющий аппарат 12 (зазор Z исчезает см. фиг.2). Процесс затяжки прекращают и подтягивают распорную гайку 7 (см. фиг.1, фиг.4 и фиг.7), пакет рабочих колес 1 сжимается в направлении оси, размыкая контакт верхнего рабочего колеса 11 (см. фиг.5) с верхним соседним направляющим аппаратом 12. Контроль осуществляют легким вращением вала 3 (см. фиг.1, фиг.4 и фиг.7). После этого процесс затяжки гайки 10 повторяют, пока момент ее затяжки не достигнет заданной величины.

Если момент затяжки гайки 10 достиг заданного значения, а вал продолжает легко вращаться, это означает, что длина ступиц рабочих колес короче установочного размера и между ступицами существует зазор S (см. фиг.8 и фиг.9). В этом случае превышают заданный момент затяжки на величину не более величины, соответствующей прочности направляющих аппаратов, и затягивают гайку 10 (см. фиг.1, фиг.4 и фиг.7) до тугого вращения вала 3. Зазоры между ступицами рабочих колес исчезнут.

Заканчивают процесс сборки затяжкой распорной гайки 7. Перед затяжкой распорной гайки 7 электропроводник 18 упирают в вал 3 и замыкают электрическую цепь, светоизлучающий элемент 16 загорается. Электропроводник 18 изолирован от электропроводника 17. Распорную гайку 7 затягивают до размыкания электрической цепи. Светоизлучающий элемент гаснет. При этом пакет рабочих колес 2 сжимается вдоль оси до контакта верхнего рабочего колеса 11 с нижним соседним направляющим аппаратом 13 (см. фиг.2). Зазор Х исчезает (см. фиг.5). Рабочие колеса 2 (см. фиг.1, фиг.4 и фиг.7) занимают рабочее положение. Дальнейшая затяжка распорной гайки 7 приводит к нерабочему положению рабочих колес. Пакет рабочих колес 2 укорачивается, а нижний конец вала 3 перемещается внутрь насоса. Между рабочими колесами 2 (кроме верхнего) и нижними соседними направляющими аппаратами появляется зазор. Наибольший зазор (не показан) имеет место между нижним рабочим колесом 14 и его осевой опорой 15 (см. фиг.3 и фиг.6).

Таким образом, изобретение позволяет получить технический результат, выражающийся в сокращении времени сборки насоса, упрощении процесса сборки и снижении трудоемкости.

Способ сборки погружных центробежных насосов компрессионного типа, включающий сборку пакета ступеней с установкой осевой опоры нижнего рабочего колеса, фиксацию крайних рабочих колес на валу от осевого перемещения, установку пакета ступеней с валом в корпус насоса и фиксацию направляющих аппаратов относительно корпуса, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени сборки насоса, упрощения и снижения трудоемкости процесса сборки, рабочие колеса устанавливают в рабочее положение, деформируя их ступицы и направляющие аппараты в осевом направлении посредством стяжки пакета рабочих колес на валу и стяжки пакета направляющих аппаратов в корпусе насоса, причем предварительную стяжку пакета направляющих аппаратов осуществляют до контакта верхнего рабочего колеса с верхним соседним направляющим аппаратом и контролируют тугим вращением вала, а окончательную стяжку пакета рабочих колес осуществляют до размыкания контакта нижнего рабочего колеса с его осевой опорой и контролируют легким вращением вала и размыканием электрической цепи, содержащей светоизлучающий элемент с электропитанием и двумя электропроводниками, один из которых закреплен на основании насоса, а другой состыкован с валом с возможностью осевого размыкания.

Изобретение относится к сборочному узлу 1 "электродвигатель-насос", которым, в частности, является главный насос для подачи охлаждающей жидкости, состоящий из корпуса 4 центробежного насоса с расположенным в нем средством перекачки, теплоизолирующего элемента 6, элемента 5, представляющего собой электродвигатель, который приводит в действие средство перекачки, и соединительных элементов 7, передающих усилие, между фланцем 8 корпуса 4 центробежного насоса и фланцем 21 элемента 5, представляющего собой электродвигатель.

Способ изготовления рабочих колес центробежных копрессоров // 2459980

Изобретение относится к компрессоростроению, в частности к способам изготовления рабочего колеса центробежного компрессора. .

Насос центробежный блочно-модульный // 2459117

Изобретение относится к машиностроению. .

Центробежный компрессорный агрегат // 2458253

Изобретение относится к области компрессоростроения, преимущественно к герметичным осевым и центробежным компрессорам со встроенным высокооборотным электроприводом без смазки в опорах ротора.

Установка привода с консольным расположением рабочего колеса вентилятора на удлиненном валу // 2453732

Изобретение относится к монтажу электрического двигателя с удаленным рабочим колесом вентилятора. .

Погружной центробежный насосный агрегат // 2435074

Изобретение относится к погружным центробежным насосным агрегатам в модульном исполнении для добычи пластовых жидкостей из наклонно-направленных скважин. .

Ступень центробежного скважинного многоступенчатого насоса (варианты) // 2421634

Изобретение относится к центробежным скважинным многоступенчатым насосам для добычи нефти. .

Устройство для бокового монтажа и демонтажа компрессорного цилиндра // 2406882

Изобретение относится к устройству для бокового монтажа и демонтажа компрессорного цилиндра турбокомпрессора в корпус или из корпуса, который секционирован вертикально, и обеспечивает при его использовании монтаж и демонтаж компрессорного цилиндра, в котором ротор не будет односторонне опираться уже демонтированным радиальным подшипником со стороны привода, и во время процесса монтажа и демонтажа ротор будет находиться в положении равновесия.

Устройство для контроля монтажа "сухих" газодинамических уплотнений центробежного компрессора // 2400650

Изобретение относится к области машиностроения, может быть использовано в компрессорной технике и позволяет контролировать герметичность посадки «сухих» газодинамических уплотнений (СГУ) в уплотнительные камеры центробежного компрессора до заполнения контура перекачиваемым газом с применением разделительного газа (воздуха или азота), что повышает надежность работы и уменьшает срок ввода центробежного компрессора в эксплуатацию.

Устройство для установки и снятия элементов концевого уплотнительного узла центробежного компрессора // 2395727

Изобретение относится к области машиностроения, может быть использовано в компрессорной технике и позволяет производить установку и снятие всех элементов концевого уплотнительного узла центробежного компрессора без применения дополнительных приспособлений, в связи с чем снижается трудоемкость и исключается возможность повреждения элементов при сборке и разборке уплотнительного узла.

Муфта гибкая // 2478836

Изобретение относится к области насосостроения и предназначено для гибкого герметичного соединения составных частей установок электроприводных центробежных насосов (УЭЦН)

Установка погружная с гибким соединением // 2480628

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к конструкциям центробежных, винтовых насосов для поднятия жидкости из скважин, и может найти применение в различных отраслях промышленности

Магистральный электронасосный агрегат с креплениями к раме с использованием подводимых опор и способ улучшения характеристик агрегата // 2484304

Изобретение относится к электронасосным агрегатам, в частности, с магистральными горизонтальными центробежными насосами

Магистральный нефтяной электронасосный агрегат и способ улучшения характеристик агрегата // 2484305

Магистральный нефтяной центробежный насос с ротором на подшипниках качения и способ улучшения характеристик насоса // 2485352

Центробежный насос с беззазорным креплением рабочего колеса и торцовых уплотнений к валу ротора и способ улучшения характеристик насоса // 2487272

Погружной центробежный агрегат // 2499915

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к погружным электронасосным агрегатам, используемым для добычи нефти и откачки воды из скважин. Погружной центробежный агрегат выполнен в модульном исполнении и включает компенсатор, электродвигатель, гидрозащиту, газосепаратор, насос, бронированный электрический кабель, подшипник. Валы модульных секций установлены на опоре. Опора выполнена в виде взаимосвязанных между собой грундбуксы, втулки подшипников и шлицевой муфты. Подшипники выполнены сферическими и установлены в корпусе. В корпусе камеры каналов подшипников и подводящие масло каналы выполнены раздельными. Изобретение направлено на повышение надежности и долговечности погружного насосного агрегата путем уменьшения возникающих колебаний, за счет изменения конструкции опоры вала с подшипниками. 2 ил.

Центробежный электрический насос // 2501979

Насос содержит трубчатый наружный кожух, перекачивающий узел, узел двигателя, аксиально вставленный в кожух, закрывающие средства 50 для изоляции камеры узла двигателя от жидкости, подаваемой перекачивающим узлом, и от жидкости, присутствующей снаружи кожуха. Закрывающие средства 50 содержат закупоривающий элемент 51, снабженный круговым кольцом 56, выполненным из упругого материала в качестве отдельного изделия на внешней поверхности тела элемента 51 и приспособленным для взаимодействия по окружности с внутренней поверхностью кожуха, и крепежный элемент 52. Тело элемента 51 выполнено из материала иного типа, обладающего большей жесткостью по сравнению с круговым кольцом 56. Элемент 52 приспособлен для соединения с элементом 51 для радиального расширения кругового кольца 56 таким образом, чтобы закрепить кольцо 56 на внутренней поверхности кожуха. Кольцо 56 имеет первую рабочую сторону 57, располагающуюся в процессе использования рядом с внутренней поверхностью кожуха, и противоположную вторую рабочую сторону 58, приспособленную для взаимодействия с элементом 52. Тело элемента 51 несет по периферии круговое кольцо 56. Изобретение направлено на обеспечение защиты элементов двигателя от окружающей жидкости. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 10 ил.

Электронасосный агрегат горизонтального типа // 2503853

Изобретение относится к насосостроению, а именно к пульповым горизонтальным электронасосным агрегатам. Агрегат содержит электродвигатель, несоосно установленный с центробежным насосом. Насос и электродвигатель установлены в двух уровнях. Корпус насоса имеет ходовую и проточную части. Проточная часть включает всасывающий патрубок, проточную полость с рабочим колесом и спиральный отвод, сообщенный с напорным патрубком. Рабочее колесо выполнено с многозаходной системой лопаток с угловой закруткой постоянного или переменного радиуса кривизны. Лопатки разделены диффузорными межлопаточными каналами. Активный объем динамического заполнения совокупности межлопаточных каналов включает возможность выброса на проток за один оборот рабочего колеса (30-600)×10-5 м3/об перекачиваемой жидкой среды. Полость проточной части корпуса насоса содержит тыльную стенку, которая выполнена в виде бронедиска, а боковая стенка полости образует спиральный отвод. Напорный патрубок выполнен диффузорным с превышением площади поперечного сечения на выходе в 1,2÷5,6 раза относительно аналогичной площади на входе в упомянутый патрубок. Изобретение направлено на повышение ресурса, надежности работы электронасосного агрегата и эффективности перекачивания абразивных жидких сред агрегатом. 14 з.п. ф-лы, 5 ил.

Способ производства электронасосного агрегата и электронасосный агрегат, выполненный этим способом (варианты) // 2503856

Группа изобретений относится к насосостроению, а именно к способам производства и конструкциям пульповых горизонтальных центробежных электронасосных агрегатов. Способ производства включает по меньшей мере, сборку насоса и монтаж на опорной платформе насоса, силового узла и асинхронного электродвигателя. Насос содержит корпус с проточной частью и опертой на платформу ходовой частью. Проточная часть включает бронедиск, проточную полость и сообщенный с всасывающим и напорным патрубками корпус отвода. Насос включает вал, рабочее колесо и узел сальникового уплотнения вала. Вал оперт па подшипники. Рабочее колесо выполняют с двумя - основным и покрывным дисками или только одним основным диском и многозаходной системой лопаток, разделенных диффузорными межлопаточными каналами. Сборку насоса начинают со сборки ходовой части, после чего к корпусу ходовой части присоединяют проточную часть. Монтируют на опорной платформе практически соосно или в двух уровнях с параллельным расположением осей привод и собранный насос, соединяя их промежуточным силовым узлом. Выполняют испытания электронасосного агрегата. Группа изобретений направлена на повышение ресурса, долговечности, надежности и эффективности перекачивания при пониженной трудо-, материало- и энергоемкости производства. 4 н. и 18 з.п. ф-лы, 10 ил.