Клапанный механизм скважинного центробежного насоса

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCNOMY CBHQKTEJlbCTBY

Союз Советских

Социалистических

Республик

-е (61) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22) Заявлено 19.12.79 (21) 2856266/25-06 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) M. Кл.а

F 04 D 15/02

Государстееннмв комитет

СССР

Опубликовано 23.11.81. Бюллетень № 43 (53) УДК 621.67! (088.8) йо делам изобретений и открытий

Дата опубликования описания 23.! 1.8! (72) Лвторы из()бpc1 cн ил

Ю. К. Рейсбих и И. С. Черников

ВСКЗКИК/ . Я о6ЖМ Ющ@ k м дерск@у „ ЦИОГ М»

Всесоюзный научно-исследовательский и пр институт по осушению месторождений полезны горным работам, рудничной геологии и маркше (7!) Заявитель (54) КЛАПАННЫй МЕХАНИЗМ СКВАЖИННОГО

ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА

Изобретение относится к гидромашиностроению, более конкретно к устройствам для запуска и надежной эксплуатации скважннных центробежных насосов в системах водоснабжения и водопониження.

Известен клапанный механизм скважинного центробежного насоса, содержащий корпус со сливными окнами и размещенные в нем запорный элемент, перекрывающий сливные окна при работе насоса, стаканообразный золотник, перекрывающий его радиальные отверстия в корпусе при неработающем насосе, и демпферную камеру (Ij.

Недостатком известного механизма является недостаточная надежность его работы.

Известен также клапанный механизм скважинного центробежного насоса, содержащий корпус со сливными окнами и размещенные в нем запорный элемент, перекрывающий сливные окна при работе насоса, неподвнж ный направляющий цилиндр, установленный на выходе последнего и снабженный радиальными отверстиями, стаканообразный золотник, телескопически связанный с направляющим цилиндром и перекрывающий его радиальные отверстия при

2 неработающем насосе, и демпферную камеру, в которой размещен поршень, снабженный дроссельным каналом, и связанный с запорным элементом н золотником (2).

Однако известный клапанный механизм не обеспечивает плавное нарастание подачи насоса в процессе запуска, также. невысока его надежность. Кроме того, известный механизм не обеспечивает гашения гидравлического удара при резкой остановке насоса.

Цель изобретения — улучшение условий

О запуска насоса и повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что золотник расположен коакснально направляющему цилиндру, радиальные отверстия размещены в несколько рядов по высоте последнего, а демпферная камера выполнена с герметичной и заполнена жидкостью, не смешивающейся с перекачиваемой средой.

Кроме того, для гашения гидравлического удара при остановках насоса, запорный элемент подпружинен и связан с поршнем и золотником с возможностью относительно20 го осевого перемещения.

На фиг. 1 представлен продольный разрез клапанного механизма в исходном положении при выключенном насосе; на фиг. 2—

883563 то же, в рабочем положении (при работающем насосе).

Клапанный механизм скважинного центробежного насоса 1 содержит корпус 2 со сливными окнами 3 и размещенные в нем запорный элемент 4, перекрывающий сливные окна 3 при работе насоса 1, неподвижный направляющий цилиндр 5; устайовленный на выходе последнего и снабженный радиальными отверстиями 6, стаканообразный золотник 7, телескопически связанный с направляющим цилиндром 5 и перекрывающий его радиальные отверстия 6 при неработающем насосе I, и демпферную камеру 8, в которой размещен поршень 9, снабженный дроссельным каналом 10 и связанный с запорным элементом 4 и золотником 7.

Золотник 7 расположен коаксиально направляющему цилиндру 5,. радиальные отверстия 6 размещены в несколько рядов по высоте последнего, а демпферная камера 8 выполнена герметичной и заполнена жидкостью, не смешивающейся с перекачиваемой средои: Запорный элемент 4 посредством пружины 11 подпружинен и связан с поршнем 9 и золотником 7 с возможностью относительного осевого перемещения.

Корпус 2 в верхней части присоединен к колонне подьемных труб 12, а неподвижный направляющий цилиндр 5 посредством присоединительного элемента 13 — к напорному патрубку 14 насоса 1. При этом внутренние диаметры направляющего цилиндра 5 и подъемных труб 12 равны между собой.

Поршень 9 связан с золотником 7 и запорным элементом 4 посредством штока 15, а в запорном элементе 4 выполнены проходные отверстия 16.

Насос 1 с присоединенным к нему клапанным механизмом на колоние труб 12 устанавливается в обсадной колонне 17 сква- жины.

Клапанный механизм работает следующим образом.

1-lа поверхности перед спуском заполняют демпферную камеру 8 жидкостью, не смешивавщейся с перекачиваемой средой, и устанавливают поршень 9 в крайнее нижнее положение. После этого насос 1 с клапанным механизмом и колонной подъемных труб 12 спускают в скважину и устанавливают в обсадной колонне 1?. Б это время золотник 7 находится в крайнем нижнем положении. и перекрывает радиальные отверс- . тия 6 направляющего цилиндра 5, разобщая таким образом напорный патрубок 14 насоса с полостью колонны подъемных труб 12.

При включении насоса 1, давление рабочей среды, соответствующее напору насоса 2 при нулевой подаче, через отверстия 6 в направляющем цилиндре 5 передается во внутреннюю полость золотника 7, вследствие чего он вместе со штоком 15 начинает перемещаться вверх ио наружной поверхности направляющего цилиндра 5. Скорость его нулевой подачи, золотник 7 начинает отfQ крывать отверстия 6 в направляющем ци5 линдре 5. К этому моменту запорный элемент 4 перекрывает сливные окна 3 в корпусе 2. При дальнейшем движении золотника 7 по направляющему цилиндру 5 (фиг. 2) открываются последующие, выше15

Формула изобретения

30 перемещения ограничена эа счет перетока жидкости. заполняющей демпферную камеру 8, через дроссельный канал 10 поршня 9.

Вместе с золотником 7 и штоком 5 перемещается эапорный элемент 4 с пружиной 1!.

По истечении некоторого времени, определяемого скоростью перемещения золотника 7 и расстоянием до нижнего ряда отверстий 6 в направляющем цилиндре 5, и необходимого для пуска насоса l в режиме лежащие ряды отверстий 6, за счет чего происходит плавное нарастание подачи насоса 1 до максимальной эксплуатационной веЛичины, определяемой характеристикой внешней сети. При этом рабочая среда перемещается из направляющего цилиндра 5 через отверстия 6 по кольцевому каналу, образованному внешней поверхностью золотника 7 и внутренней поверхностью корпуса 2 и, далее, через отверстия 16 в запорном элементе 4 в подъемные трубы 12.

При выключении насоса 1 и последующем резком снижении его напора, давление в полости золотника 7 также резко снижается.

3а счет сил веса и упругости пружины 11 золотник 7 начинает опускаться, ослабляя при этом силу прижатия запорного элемента 4 к корпусу 2 в зоне сливных окон 3.

Появляющаяся. волна повышенного давления, образованная в результате обратного тока рабочей среды в подъемных трубах 12, воздействует на запорный элемент 4, который,сжимая пружину 11, откроет сливные окна 3, ускорив при этом движение золотника 7. Через открывшиеся сливные окна 3 сбрасывается рабочая среда, гася тем самым гидравлический удар. При полном опускании золотника 7 все отверстия 6 в направляющем цилиндре 5 вновь перекрыты, и клапанный механизм возвращается в исходное положение.

Применение клапанного механизма поз.воляет осуществлять запуск и работу скважинных электронасосов без присутствия обслуживающего персонала и создает условия для полной автоматизации повторных запусков электронасосов в системах водопонижения и, особенно, водоснабжения.

1. Клапанный механизм скважинного центробежного насоса, содержащий корпус со сливными окнами и размещенные в нем запорный элемент, перекрывающий сливные окна при работе насоса, неподвижный на883563

Составитель Г. Богомольныи

Редактор Анд. Шандор Техред А. Бонкас Корректор Н. Швндкая

Заказ I OI 77/57 Тираж 7I5 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 l 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб.. д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 правляющий цилиндр, установленный на выходе последнего и снабженный радиальными отверстиями, стаканообразный золотник, телескопически связанный с направляющим цилиндром н перекрывающий его радиальные отверстия при неработающем насосе, и демпферную камеру, в которой размещен поршень, снабженный дроссельным каналом и связанный с запорным элементом и золотником, отличающийся тем, что, с целью улучшения условий запуска насоса и повышения надежности, золотник расположен коаксиально направляющему цилиндру, радиальные отверстия размещены в несколько рядов по высоте последнего, а демпфирующая камера выполнена герметичной a Miien. иена жидкостью, несмешивающейся с перекачиваемой средой.

2. Механизм по и. t, отличающийся тем, что, с целью гашения гидравлического удара (прн остановках насоса, запорный элемейФ подпружинен и связан с oopullleM и золотником с возмоЖностью относительного осе. вого перемещения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизеl. Авторское свидетельство СССР № 505825, кл. F 04 D !5/02, l973.

2. Авторское свидетельство СССР № 208440, кл.F 04 0 13/lO, 1964.