ПОГРУЖНОЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ВЫСОКОНАПОРНЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ НАСОС Российский патент 2001 года по МПК F04D13/08 

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано в погружных центробежных насосах для добычи различных сред, в частности нефти из скважин.

Известен погружной центробежный высоконапорный электрический насос, содержащий секции насоса с входным модулем (фильтром) и погружной электродвигатель с гидрозащитой, соединенные последовательно с помощью фланцев. Валы насосных секций, входного модуля и электродвигателя с гидрозащитой сочленены посредством шлицевых муфт. (Патент РФ N 2065531, F 04 D 13/10).

Существующие погружные центробежные насосы с валами диаметрами 17 мм из нержавеющей стали развивают напор 1800...2000 м. При этом передаваемая валом мощность не превышает 43 кВт, в то время как для увеличения напора насоса до 2500. . . 2600 м передаваемая валом мощность должна составлять около 65 кВт. При увеличении мощности свыше 43 кВт происходит деформирование (скручивание) вала в наиболее ослабленном месте - на участке с нарезанными, но не вошедшими в зацепление с муфтой, шлицами. Наличие такого участка связано с непостоянством "вылета" вала секции насоса и приводит к нестабильности длины шлицевого зацепления. Указанный недостаток существующей конструкции не позволяет увеличить напор насоса и передаваемую валом мощность.

Технической задачей изобретения является создание погружного центробежного электрического насоса напором 2600 м без изменения диаметра и материала вала.

Данная задача решается тем, что длина наиболее ослабленных участков на шлицевых концах валов сводится к минимуму и обеспечивается стабильность длины зацепления. Для этого в погружном высоконапорном центробежном электрическом насосе, содержащем электродвигатель с гидрозащитой, включающей протектор и компенсатор, входной модуль и секционный насос, валы которых сочленены посредством шлицевых муфт, согласно изобретению валы протектора гидрозащиты и входного модуля сочленены посредством пружинной муфты, причем вал протектора зафиксирован в корпусе муфты посредством неподвижного цилиндрического вкладыша с наружной шлицевой поверхностью, а вал входного модуля - посредством подвижной цилиндрической вставки. Между ними установлен упругий элемент, выполненный, например, в виде пружины сжатия.

На фиг. 1 представлена схема погружного центробежного высоконапорного электрического насоса, на фиг. 2 - узел сочленения протектора гидрозащиты и входного модуля.

Погружной центробежный высоконапорный электрический насос содержит электродвигатель 1 с гидрозащитой, включающей протектор 2 и компенсатор 3, входной модуль 4 и секционный насос 5, валы которых сочленены шлицевыми муфтами 6. Шлицевой конец вала 7 модуля входного 4 сочленен со шлицевым концом вала 8 протектора 2 пружинной муфтой, состоящей из корпуса 9, внутри которого расположена подвижная цилиндрическая вставка 10 с внутренней и наружной шлицевыми поверхностями, входящими в зацепление со шлицевым концом вала 7 и корпусом 9. Наружная шлицевая поверхность подвижной цилиндрической вставки 10 обеспечивает осевое перемещение вставки в корпусе 9. Шлицевой конец вала 8 протектора 2 зафиксирован в корпусе 9 посредством неподвижного цилиндрического вкладыша 11 с внутренней шлицевой поверхностью, жестко соединенного с корпусом 9 штифтами 12.

В корпусе 9 между подвижной цилиндрической вставкой 10 и неподвижным цилиндрическим вкладышем 11 размещена пружина сжатия 13, обеспечивающая перемещение подвижной цилиндрической вставки 10 вдоль вала 7 модуля входного 4.

При запуске электродвигателя 1 крутящий момент от вала 8 через внутреннюю шлицевую поверхность неподвижного цилиндрического вкладыша 11 передается корпусу 9 пружинной муфты. Корпус 9 пружинной муфты передает вращающий момент подвижной цилиндрической вставке 10 через наружную шлицевую поверхность. Под действием пружины сжатия 13 подвижная цилиндрическая вставка 10 перемещается в верхнее положение до упора в сбег шлицев нижнего конца вала 7 модуля входного 4, полностью перекрывая их и приподнимая вал. При перемещении вала 7 в крайнее верхнее положение шлицевая муфта, установленная на его верхнем конце, перемещается до упора в сбег шлицев нижнего конца вала нижней секции секционного насоса 5, полностью перекрывая их. Таким образом, на валах модуля входного и нижней секции насоса не остается шлицевых участков, не перекрытых частями шлицевых муфт. Тем самым достигается более равномерное распределение нагрузки по длине шлицевых соединений, что исключает деформацию валов и позволяет увеличить передаваемые вращающие моменты и мощности.

Насос предназначен, в частности, для перекачки нефти из скважин. Погружной центробежный высоконапорный электрический насос содержит электродвигатель с гидрозащитой, включающей протектор и компенсатор, входной модуль и секционный насос. Валы входного модуля насоса и протектора сочленены посредством шлицевых муфт. Валы протектора гидрозащиты и входного модуля сочленены посредством пружинной муфты. Вал протектора зафиксирован в корпусе муфты посредством неподвижного цилиндрического вкладыша, а вал входного модуля - посредством подвижной цилиндрической вставки, между ними установлен упругий элемент, выполненный, например, в виде пружины сжатия. Подвижная цилиндрическая вставка выполнена с наружной шлицевой поверхностью. Такое соединение позволяет создать насос, имеющий напор 2600 м, без изменения его диаметра и материала вала за счет исключения скручивания вала на участке с нарезанными шлицами. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Погружной центробежный высоконапорный электрический насос, содержащий погружной электродвигатель с гидрозащитой, включающей протектор и компенсатор, и секционный насос с входным модулем, отличающийся тем, что валы протектора гидрозащиты и входного модуля сочленены посредством пружинной муфты, причем вал протектора зафиксирован в корпусе муфты посредством неподвижного цилиндрического вкладыша, а вал входного модуля - посредством подвижной цилиндрической вставки, а между неподвижным цилиндрическим вкладышем и подвижной цилиндрической вставкой установлен упругий элемент. 2. Погружной центробежный высоконапорный электрический насос по п.1, отличающийся тем, что подвижная цилиндрическая вставка выполнена с наружной шлицевой поверхностью.