Шестеренный насос для перекачки жидкости



Шестеренный насос для перекачки жидкости
Шестеренный насос для перекачки жидкости
Шестеренный насос для перекачки жидкости
Шестеренный насос для перекачки жидкости
Шестеренный насос для перекачки жидкости

 


Владельцы патента RU 2536736:

Закрытое акционерное общество "Новомет-Пермь" (RU)

Изобретение относится к насосостроению, в частности к многоступенчатым объемным насосам, и может быть использовано для подъема жидкости из нефтяных скважин. Насос выполнен многоступенчатым и содержит корпус 1 с зонами всасывания и нагнетания. Каждая ступень снабжена ведущей шестерней 2 и двумя ведомыми шестернями 3 и ограничена верхней и нижней торцевыми крышками 7, установленными с зазором относительно торцевых поверхностей шестерен. Верхняя крышка 7 предыдущей ступени служит нижней крышкой 7 для последующей ступени. Между вершинами зубьев шестерен 2 и 3 и боковой поверхностью цилиндрической расточки корпуса 1 образован зазор, превышающий размер абразивных частиц. Соседние ступени размещены относительно друг друга с угловым смещением, обеспечивающим совмещение зоны нагнетания предыдущей ступени и зоны всасывания последующей ступени с помощью цилиндрического канала 13 в крышке 7. Каналы 13 в нижней крышке 7 каждой ступени, сообщающиеся с зоной всасывания ступени, и в верхней крышке 7, сообщающиеся с зоной нагнетания этой ступени, расположены на минимальном угловом расстоянии друг от друга, создающем разобщение минимального защемленного между зубьями шестерен 2, 3 и верхней и нижней крышками 7 объема с каналами 13 в крышках 7. Изобретение направлено на повышение коэффициента полезного действия при перекачке вязкой жидкости и обеспечение высокой надежности при работе с жидкостями, содержащими абразивные частицы. 5 ил.

 

Изобретение относится к насосостроению, в частности к многоступенчатым объемным насосам, и может быть использовано для подъема жидкости из нефтяных скважин.

Известен погружной многоступенчатый центробежный насос, содержащий набор ступеней двухопорной конструкции, собранных в цилиндрическом корпусе и состоящих из рабочих колес с кольцевыми канавками под шайбу и неподвижных направляющих аппаратов, имеющих опорные пояски и расточки, служащие радиальными опорами для ротора насоса и повышающие ресурс ступени при перекачивании жидкостей с абразивными частицами (патент РФ №2250392, МПК F04D 13/10, 2005 г.).

Основным недостатком данной конструкции является низкий КПД при высокой вязкости перекачиваемой жидкости.

Такого недостатка лишены объемные насосы шестеренного типа, в которых с увеличением вязкости жидкости полный КПД увеличивается за счет снижения утечек через зазоры.

В качестве прототипа предлагаемого изобретения выбран шестеренный насос для перекачки жидкости с тангенциальным подводом жидкости, содержащий корпус с зонами всасывания и нагнетания в виде полостей, в цилиндрических расточках которого размещены ведущая и ведомая шестерни внешнего зацепления, плавающие торцевые крышки, сопряженные между собой по контактирующим поверхностям, расположенным перпендикулярно линии центров, разгрузочные канавки, расположенные со стороны зоны нагнетания, выполненные на поверхности плавающих крышек и сопряженные с боковыми поверхностями шестерен (патент РФ №2154193, МПК F04C 2/04, опубл. 10.08.2000 г.).

Основными недостатком данной конструкции является ее непригодность для перекачивания абразивосодержащих жидкостей, так как абразивные частицы будут разрушать подвижные относительно друг друга, плотно прилегающие поверхности деталей, например вершины зубьев шестерен и цилиндрические расточки корпуса, что приведет к быстрому ухудшению характеристик насоса. Кроме того, конструкция насоса не предполагает его многоступенчатого исполнения и не может быть использована для подъема жидкости из нефтяных скважин.

Задачей настоящего изобретения является разработка шестеренного насоса погружного исполнения, имеющего повышенный коэффициент полезного действия при перекачке вязкой жидкости и высокую надежность при работе с жидкостями, содержащими абразивные частицы.

Указанный технический результат достигается тем, что в шестеренном насосе для перекачки жидкости, содержащем корпус с зонами всасывания и нагнетания, в цилиндрических расточках которого размещены ведущая и ведомая шестерни внешнего зацепления, и торцевые крышки с разгрузочными канавками, согласно изобретению насос выполнен многоступенчатым; каждая ступень снабжена, по меньшей мере, двумя ведомыми шестернями и ограничена верхней и нижней торцевыми крышками, установленными с зазором относительно торцевых поверхностей шестерен, между вершинами зубьев ведущей и ведомых шестерен и боковой поверхностью цилиндрической расточки образован зазор, превышающий размер абразивных частиц в перекачиваемой жидкости, при этом верхняя торцевая крышка предыдущей ступени служит нижней торцевой крышкой для последующей ступени, а соседние ступени размещены относительно друг друга с угловым смещением, обеспечивающим совмещение зоны нагнетания предыдущей ступени и зоны всасывания последующей ступени с помощью цилиндрического канала в торцевой крышке, каналы в нижней торцевой крышке каждой ступени, сообщающиеся с зоной всасывания ступени, и в верхней торцевой крышке, сообщающиеся с зоной нагнетания этой ступени, расположены на минимальном угловом расстоянии друг от друга, создающем разобщение минимального защемленного между зубьями ведущей и ведомой шестерен и верхней и нижней торцевыми крышками объема с цилиндрическими каналами в торцевых крышках.

Зона нагнетания ступени представляет собой область ступени, где зубья ведущей и ведомой шестерен входят в зацепление, зона всасывания - область ступени, где зубья ведущей и ведомой шестерен выходят из зацепления. Таким образом, вариант исполнения с одной ведущей и двумя ведомыми шестернями является двухпоточным, поскольку в каждой ступени образуется две зоны всасывания и, соответственно, две зоны нагнетания.

Зазоры, гарантированно превышающие размер абразивных частиц, обуславливают повышенные внутренние утечки, из-за чего уменьшается развиваемый одной ступенью напор, величина которого недостаточна для подъема жидкости из нефтяной скважины, поэтому требуемый напор насоса может быть обеспечен путем подбора необходимого количества ступеней, установленных последовательно.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена сборка из трех ступеней заявляемого шестеренного насоса, разнесенный вид; на фиг.2 - ступень насоса, вид сверху без верхней крышки; на фиг.3 - ступень насоса, вид сверху; на фиг.4 - ступень насоса, разрез А-А фиг.3; на фиг.5 - защемленный объем с окрестностями.

Погружной шестеренный насос состоит из ступеней, каждая из которых содержит цилиндрический корпус 1 с тремя пересекающимися цилиндрическими расточками, оси которых находятся в одной продольной плоскости насоса, и в которых размещены центральная ведущая шестерня 2 и находящиеся с ней в зацеплении две внешние ведомые шестерни 3 (фиг.1, 2). Ведущая шестерня 2 при помощи шпонки 4 соединена с валом 5 (фиг.2). Ведомые шестерни 3 свободно вращаются на осях 6. К корпусу 1 прижаты верхняя и нижняя торцевые крышки 7 одинаковой формы в виде цилиндрического диска с центральным отверстием 8 для вала 5 и отверстиями 9 и 10 для осей 6 ведомых шестерен 3 соответственно предыдущей и последующей ступеней (фиг.1, 3). Область ступени, где зубья ведущей 2 и ведомой 3 шестерен входят в зацепление, является зоной нагнетания 11, зона всасывания 12 - область ступени, где зубья ведущей 2 и ведомой 3 шестерен выходят из зацепления (фиг.5). Соседние ступени ориентированы по отношению друг к другу в угловом направлении таким образом, что цилиндрический канал 13, выполненный в торцевой крышке 7, сообщает зону нагнетания предыдущей ступени с зоной всасывания последующей ступени (фиг.1, 4). Таким образом, крышка 7 является общей для двух ступеней. Канал 13 в нижней по отношению к корпусу 1 текущей ступени торцевой крышке 7, сообщающийся с зоной всасывания 12 текущей ступени, и канал 13 в верхней по отношению к корпусу 1 текущей ступени в торцевой крышке 7, сообщающийся с зоной нагнетания 11 этой ступени, расположены на минимальном угловом расстоянии друг от друга, изолирующем минимальный защемленный объем 14 (фиг.5) между зубьями ведущей 2 и ведомой 3 шестерен и верхней и нижней торцевыми крышками 7. Такое расположение позволяет уменьшить гидравлические потери при движении жидкости от ступени к ступени, разгрузить защемленный объем от давления и обеспечить лучшее заполнение межзубовой впадины по сравнению с конструкцией прототипа. Предлагаемая двухпоточная компоновка разгружает вал от радиальных сил.

Между вершинами зубьев шестерен 2, 3 и расточками корпуса 1 образован радиальный зазор 15 (фиг.2, 5), и между торцами шестерен 2, 3 и крышками 7 образован торцовый зазор 16 (фиг.4). Зазоры 15 и 16 выполнены гарантированно больше, чем размер абразивных частиц в перекачиваемой жидкости.

Шестеренный насос работает следующим образом.

Вращение ведущего вала 5 через шпонку 4 передается на ведущую шестерню 2, которая, в свою очередь, вращает находящиеся с ней в зацеплении ведомые шестерни 3, при этом в зоне всасывания 12 в межзубовой впадине выходящих из зацепления зубьев понижается давление, и межзубовая впадина заполняется перекачиваемой жидкостью из канала 13 нижней, по отношению к корпусу 1 текущей ступени, крышки 7. Далее жидкость, двигаясь в межзубовых впадинах вдоль расточек корпуса 1, попадает в зону нагнетания 11, где зубья шестерен 2, 3, входя в зацепление, выталкивают жидкость из впадин в канал 13 верхней крышки 7. При этом в момент вхождения в контакт очередной пары зубьев образуется замкнутое пространство, так называемый "защемленный объем" 14, который, перемещаясь из полости нагнетания в полость всасывания, сначала уменьшается, а затем увеличивается. Зубья ведущей шестерни 2 и ведомой шестерни 3 выходят из зацепления, процесс повторяется.

Для предотвращения скачка давления в защемленном объеме 14 канал 13 в крышке 7, соединяющий зону нагнетания предыдущей ступени с зоной всасывания последующей ступени, одновременно является разгрузочной канавкой, разгружающей защемленный объем 14. Таким образом, осуществляется осевой подвод жидкости к качающему узлу. При этом канал 13 имеет минимальную протяженность и примитивную форму, что обеспечивает простоту, технологичность конструкции, а также снижение гидравлических потерь и, как следствие, повышение гидравлического коэффициента полезного действия. Вместе с тем, улучшается заполнение межзубовой впадины в зоне всасывания благодаря уменьшению падения давления, вызванного вращательным движением жидкости, вследствие чего улучшаются кавитационные качества насоса.

Шестеренный насос для перекачки жидкости, содержащий корпус с зонами всасывания и нагнетания, в цилиндрических расточках которого размещены ведущая и ведомая шестерни внешнего зацепления, и торцевые крышки с разгрузочными канавками, отличающийся тем, что насос выполнен многоступенчатым, каждая ступень снабжена, по меньшей мере, двумя ведомыми шестернями и ограничена верхней и нижней торцевыми крышками, установленными с зазором относительно торцевых поверхностей шестерен, между вершинами зубьев ведущей и ведомых шестерен и боковой поверхностью цилиндрической расточки образован зазор, превышающий размер абразивных частиц в перекачиваемой жидкости, при этом верхняя торцевая крышка предыдущей ступени служит нижней торцевой крышкой для последующей ступени, а соседние ступени размещены относительно друг друга с угловым смещением, обеспечивающим совмещение зоны нагнетания предыдущей ступени и зоны всасывания последующей ступени с помощью цилиндрического канала в торцевой крышке, каналы в нижней торцевой крышке каждой ступени, сообщающиеся с зоной всасывания ступени, и в верхней торцевой крышке, сообщающиеся с зоной нагнетания этой ступени, расположены на минимальном угловом расстоянии друг от друга, создающем разобщение минимального защемленного между зубьями ведущей и ведомой шестерен и верхней и нижней торцевыми крышками объема с цилиндрическими каналами в торцевых крышках.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу управления компрессорной станции. Способ управления компрессорной станцией (1), которая включает в себя по меньшей мере несколько объединенных друг с другом в сеть компрессоров (2), может не только формировать стратегии переключений посредством электронной системы (3) управления для оказания влияния на количество имеющейся в распоряжении одного или нескольких пользователей станции (1) сжатой текучей среды в станции (1), но и в состоянии приспосабливать имеющееся в распоряжении одного или нескольких пользователей станции (1) количество сжатой текучей среды к будущим условиям работы станции (1) адаптивно к отбираемому количеству сжатой текучей среды из станции.

Изобретение относится к эксцентриковому червячному насосу для нагнетания густотекучих, высоковязких и абразивных сред. Эксцентриковый червячный насос (100) с продольным направлением L включает в себя по меньшей мере один конический, винтообразно закрученный, по меньшей мере одноходовой ротор (1) с шагом h, по меньшей мере одним эксцентриситетом (e1, е2, е3,… еn) и по меньшей мере одним поперечным сечением d, который установлен с возможностью вращения в одно- или многоходовом коническом статоре (2).

Изобретение относится к области роторных машин объемного вытеснения, которые могут выполнять функции как двигателя, так и насоса, и касается усовершенствования профиля рабочих органов винтовых роторных двигателей, компрессоров и насосов.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к роторным насосам. Роторный насос содержит цилиндрический корпус 1, ограниченный верхним и нижним основаниями с впускными и выпускными отверстиями 5 и 7, установленный на валу ротор 2 и шиберы 8 и 9, разделяющие пространство между ротором 2 и корпусом 1 на камеры 12 и 13, изменяющие свой объем во время вращения ротора 2.

(57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при создании роторно-лопастных двигателей, насосов, компрессоров, гидроприводов. Роторно-лопастная машина содержит корпус (1), крышки (2, 3).

Изобретение относится к шестеренчатому насосу. Шестеренчатый насос содержит несколько входящих в зубчатое зацепление для подачи среды зубчатых колес, которые удерживаются в корпусе насоса с возможностью вращения.

Изобретение относится к роторному насосу вытеснения для перекачивания эмульсий с твердыми веществами, в частности жидких взрывчатых веществ. Корпус (24) роторного насоса содержит переднюю торцевую пластину (56) и заднюю торцевую пластину.

Изобретение относится к транспортной технике и может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности, в приводах запорной арматуры, в лебедках буровых установок, в колесных и/или бортовых редукторах тракторов, экскаваторов, роботах для пожаротушения.

Изобретение относится к насосам объемного вытеснения с импульсной подачей рабочей жидкости. Насос содержит корпус с первым и вторым в стенке отверстиями входа-выхода рабочей жидкости и кольцевой канал внутри расположенного в корпусе ротора.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к гидравлическим передачам, включающим гидронасосы и гидродвигатели объемного вытеснения. Гидравлическая трансмиссия содержит гидронасос, в двухсекционном корпусе которого находятся приводной вал с двумя расположенными через 180° зубьями и связанный с ним через шестеренную передачу ведомый вал с двумя шиберами.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к насосам, применяемым в маслосистемах авиационных газотурбинных двигателей. Насос содержит размещенные в расточках корпуса 1 и установленные на валах 3, расположенных в подшипниках 4, находящиеся в зацеплении шестерни 2.

Изобретение относится к погружным электронасосам. Погружной электронасос 200 содержит первый и второй корпусные элементы, шестеренный насос, статор 222 электродвигателя и множество постоянных магнитов.

Изобретение относится к смазочной системе, в частности, для турбины или привода воздушного судна. Смазочная система содержит привод для приведения в действие несущего винта вертолета, смазочный насос, резервуар со смазочной жидкостью, корпус, в котором помещен смазываемый элемент привода.

Изобретение относится к подводному добычному агрегату. Подводный добычной агрегат включает насос 31 и приводное устройство 32, которое герметизировано от окружающей воды и от технологической среды.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к многоступенчатым объемным насосам пластинчатого типа, которые могут быть использованы для подъема жидкости из нефтяных скважин.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к насосам, применяемым в маслосистемах авиационных газотурбинных двигателей для подачи и откачки масла.

Изобретение относится к области машиностроения и касается насосов, применяемых в маслосистемах авиационных газотурбинных двигателей для подачи и откачки масла. .

Изобретение относится к устройству для деления потока поровну между двумя и более объектами. .

Изобретение относится к области машиностроения и касается насосов, применяемых в маслосистемах теплонапряженных авиационных газотурбинных двигателей для подачи и откачки масла.

Изобретение относится к области машиностроения и касается насосов, применяемых в маслосистемах авиационных газотурбинных двигателей для подачи и откачки масла. .

Изобретение относится к шестеренному насосу. Шестеренный насос (1) для подачи жидкости имеет установленное с возможностью вращения зубчатое колесо (3) с наружным зубчатым венцом и зубчатое кольцо (2) с внутренним зубчатым венцом и замкнутой однородной цилиндрической поверхностью. Зубчатое колесо (3) и зубчатое кольцо (2) для создания нагнетающего действия зацепляются между собой и расположены в общем корпусе совместно с электрически коммутируемым статором (7). Статор (7) концентрично охватывает зубчатое кольцо (2) и взаимодействует с ним для создания электродвижущей силы. Предусмотрен подшипник (13) скольжения, который выполнен на статоре (7) в виде слоя, нанесенного на обращенную к зубчатому кольцу (2) поверхность (12) статора (7). Слой выполнен с выступом, который обеспечивает прилегание статора (7) к внутренней стенке корпуса с предварительным натягом. Изобретение направлено на создание простого и недорогого в реализации решения по креплению зубчатого колеса в шестеренном насосе с внутренним зацеплением. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх