МНОГОПЛУНЖЕРНЫЙ ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ НАСОС ОДНОСТОРОННЕГО ДЕЙСТВИЯ Российский патент 2008 года по МПК F04B15/04 

Изобретение относится к области насосостроения, в частности к насосам для перекачивания агрессивных жидкостей.

Насос может быть использован в гидрометаллургии для нагнетания горячей высокощелочной бокситовой пульпы при производстве глинозема, нефтегазодобывающей промышленности для цементирования, гидроразрыва, подачи бурового раствора на забой в процессе строительства разведочных и эксплуатационных скважин и их сервисного обслуживания на суше и на море, горнорудной, угольной и металлургической промышленности для перекачивания пульпы, а также в составе кузнечно-прессового оборудования для нагнетания технической воды в насосно-аккумуляторных станциях тяжелых гидравлических прессов.

Известны двухпоршневые буровые насосы двустороннего действия, например, наиболее распространенный в отечественной практике насос УНБ-600 (У8-6МА2), а также однотипный ему насос УНБ-750 (У8-7МА2) (1. Лесецкий В.А., Ильский А.Л. Буровые машины и механизмы. М.: Недра, 1980, с.206-207, рис.VII.7. 2. Северинчик Н.А. Машины и оборудование для бурения скважин. М.: Недра, 1986, с.338, рис.113. 3. Баграмов Р.А. Буровые машины и комплексы. М.: Недра, 1988, с.251, рис.XIV.5). Гидрокоробки гидравлической части этих насосов центрируются со станиной приводной части с помощью вкладышей с кольцевыми фланцами, наружные торцы которых заглублены в расточки гидрокоробок, а внутренние находятся в вертикальной плоскости разъема. Гидрокоробки притянуты к станине шпильками и гайками с образованием жесткого соединения типа «металл в металл». Вкладыши не зафиксированы от поворота при сборке и не герметизированы в гидравлической части, поскольку в этом нет необходимости: они предназначены исключительно для центрирования.

Известен трехплунжерный насос для гидравлического разрыва и сервисного обслуживания скважин, например отечественный насос 4Р-700 (1. Ибрагимов Э.С., Горбов В.Г., Серяков В.Ф. Насосный агрегат 4АН-700 для гидравлического разрыва пластов и гидропескоструйных процессов. РНТС ВНИИОЭНГ, сер. Машины и нефтяное оборудование, 1963, №12, с.9-14. 2. Молчанов А.Г., Чичеров Л.Г. Нефтепромысловые машины и механизмы. М.: Недра, 1976, с.321. 3. Бухаленко Е.И., Вершковой В.В., Джафаров Ш.Т. и др. Нефтепромысловое оборудование. М.: Недра, 1990, с.258). Насос имеет приводную часть, передающую возвратно-поступательное движение плунжерам, и гидроблок, который содержит размещенные во вкладышах уплотнения плунжеров. Приводная часть и гидроблок стянуты шпильками и гайками. Вкладыши снабжены кольцевыми фланцами с резьбой, ввинчены наружными торцами в расточки гидроблока, а внутренние находятся в вертикальной плоскости разъема гидроблока и станины привода с образованием жесткого соединения. Они герметизированы в гидроблоке установленными в кольцевых канавках резиновыми кольцевыми манжетами, имеют штуцеры для подачи смазки на поверхность трения пар «плунжер - уплотнение». Для того чтобы штуцеры расположились в заданном (верхнем) положении, выполняется предварительная сборка насоса с разметкой мест их установки для сверления отверстий. При окончательной сборке насоса вкладыши фиксируют в верхнем положении штуцеров с помощью гаек и контргаек с резьбой M190×3.

Правильное расположение штуцеров достигается введением ряда дополнительных операций: предварительная сборка, разметка мест их установки и последующая разборка. Фиксация вкладышей при окончательной сборке трудоемка (крупногабаритные гайки и контргайки). Взаимозаменяемость вкладышей исключена.

Более совершенными являются американские насосы фирмы Армко Стил Корп.(патенты США №3276390, №3891356). Вкладыши этих насосов с наружными кольцевыми фланцами заглублены внутренними торцами в расточки привода, а наружные торцы лежат в плоскости разъема гидроблока и привода с образованием жесткого соединения «металл в металл». Вкладыши в гидроблоке герметизированы кольцевыми эластичными уплотнениями. Они не имеют фиксации от поворота при сборке, что делает невозможным точное расположение смазочных каналов.

В качестве прототипа может служить многоплунжерный горизонтальный насос одностороннего действия по патенту США №3276390, НКИ 92-61, з. 16.12.1964 г., оп. 04.10.1966 г. Насос содержит приводную часть, передающую возвратно-поступательное движение плунжерам, и гидравлическую часть с охватывающими плунжеры гильзами, которые помещены во вкладыши. Последние смонтированы в расточках станины приводной части и имеют наружные кольцевые фланцы, расположенные между заплечиками станины и прилегающие своими лобовыми поверхностями к плоскости гидравлической части. На лобовых поверхностях фланцев имеются кольцевые канавки, в которых помещены уплотнения для герметизации вкладышей в гидравлической части. Вкладыши имеют каналы подачи на поверхности трения пар «плунжер - гильза» смазывающей перекачиваемой жидкости, излишки которой по каналам слива подаются к штуцерам и далее по трубопроводам возвращаются в гидравлическую часть.

Недостатком прототипа является отсутствие средств фиксации вкладышей в заданном положении размещения их каналов смазки. Связанное с возможным поворотом вкладышей при сборке неточное расположение штуцеров затрудняет монтаж трубопроводов возврата жидкости в гидравлическую часть, требует их индивидуальной подгонки.

Задача, положенная в основу изобретения, заключается в упрощении и ускорении сборки насоса.

Поставленная задача решается следующим образом. Многоплунжерный горизонтальный насос одностороннего действия содержит приводную часть, сообщающую возвратно-поступательное движение плунжерам, и гидравлическую часть с охватывающими плунжеры уплотнениями, размещенными во вкладышах. Каждый вкладыш имеет радиальные каналы подачи смазки к уплотнению плунжера и ее слива, а также кольцевой фланец. Один торец кольцевого фланца вкладыша заглублен в расточку корпуса одной из частей насоса, а противоположный его торец размещен в плоскости разъема корпусов приводной и гидравлической частей, при этом торец со стороны гидравлической части герметизирован кольцевым уплотнением. Новым является наличие на каждом фланце двух симметричных вертикальных лысок, расстояние между которыми не превышает межосевого расстояния плунжеров, т.е расстояние между лысками фланца соответствует межосевому расстоянию плунжеров насоса. Необходимым условием четкой фиксации вкладышей является расстояние между лысками соседних фланцев, регламентируемое допуском на посадку. Контактирующие друг с другом лыски соседних фланцев препятствуют повороту вкладышей, поэтому их каналы подачи и слива смазки при сборке и эксплуатации насоса занимают постоянное положение.

На фиг.1 изображен общий вид насоса, на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1.

Примером может служить трехплунжерный горизонтальный насос одностороннего действия, который имеет приводную часть 1, сообщающую возвратно-поступательное движение посредством штоков 2 плунжерам 3, а также гидравлическую часть 4 с уплотнениями 5, охватывающими плунжеры 3. Уплотнения 5 размещены во вкладышах 6 с кольцевыми фланцами 7, наружные торцы 8 которых заглублены в расточки 9 гидравлической части 4. Противоположные (внутренние) торцы 10 фланцев 7 находятся в плоскости разъема 11 приводной 1 и гидравлической 4 частей, стянутых средствами крепления с образованием жесткого соединения типа «металл в металл». В цилиндрической части вкладышей 6 диаметрально расположены вертикальные каналы подачи 12 смазки на поверхность трения пар «уплотнение - плунжер» и каналы слива 13 избытков для штуцеров трубопроводов системы смазки (на фиг. не показано). Вкладыши 6 герметизированы в гидравлической 4 части установленными в кольцевых канавках эластичными кольцами 14. Фланцы 7 имеют по две симметричные вертикальные лыски 15, фиксирующие вкладыши 6 в позиции вертикального расположения их каналов 12 и 13. При этом расстояние между лысками В каждого фланца (фиг.2) не превышает расстояния между осями плунжеров А в пределах допуска посадки при сборке.

Сборку насоса осуществляют в один этап установкой элементов и узлов в гидравлической 4 и приводной 1 частях, которые центрируются вкладышами 6 плунжеров 3. При этом контактирующие лыски 15 соседних фланцев 7 устанавливают вкладыши 6 в исключающее поворот вокруг своей оси и относительно друг друга фиксированное положение, при котором их каналы смазки 12 и 13 всегда находятся в одном положении. Поэтому не требуется предварительной сборки с разметкой мест расположения каналов на вкладышах и последующей разборки для сверления отверстий под штуцера системы смазки, которые должны занимать удобное для монтажа проектное положение. Сборку завершают стягиванием корпусов приводной и гидравлической частей средствами крепления: шпильками и гайками.

Достигаемый технический результат состоит в следующем:

- каналы подачи к уплотнениям плунжера и слива смазки при сборке всегда занимают одно положение и соединение их с системой смазки предельно упрощено за счет применения узлов трубопроводов, изготовленных заранее в соответствии с проектными размерами без подгонки на месте;

- исключается применение каких-либо приспособлений для фиксации вкладышей в проектном расположении каналов в процессе сборки и в окончательно собранном насосе;

- сборка насоса с вкладышами, требующими фиксированного положения их каналов, не сложнее сборки насоса с безразличным расположением каналов или без них;

- вкладыши плунжеров полностью взаимозаменяемы, что также упрощает изготовление и ремонт насоса.

Предлагаемое к защите изобретение включено в разработку конструкторской документации типоразмерного ряда плунжерных пульповых насосов НПГ-Q-P с интенсивной подачей СОЖ методом гидрозащиты по изобретению СССР №1312245, предназначенных для непрерывной подачи горячей сырой бокситовой пульпы в автоклавы выщелачивания при производстве глинозема на Богословском алюминиевом заводе.

Устройство предназначено для использования в области насосостроения, в частности в насосах для перекачивания агрессивных жидкостей в гидрометаллургии, нефтегазодобывающей, горнорудной, угольной и металлургической промышленности. Насос содержит приводную часть, сообщающую возвратно-поступательное движение плунжерам, и гидравлическую часть с охватывающими плунжеры уплотнениями, размещенными во вкладышах. Каждый вкладыш имеет радиальные каналы подачи смазки к уплотнению плунжера и ее слива, а также кольцевой фланец. Один торец кольцевого фланца вкладыша заглублен в расточку корпуса одной из частей насоса, а противоположный его торец размещен в плоскости разъема корпусов приводной и гидравлической частей. Торец со стороны гидравлической части герметизирован кольцевым уплотнением. На каждом фланце выполнены две симметричные вертикальные лыски, расположенные на расстоянии, не превышающем межосевое расстояние плунжеров. Контактирующие друг с другом лыски соседних фланцев препятствуют повороту вкладышей, в которых каналы подачи и слива смазки постоянно занимают проектное положение. Позволяет упростить и ускорить сборку насоса. 2 ил.

Многоплунжерный горизонтальный насос одностороннего действия, включающий приводную часть, сообщающую возвратно-поступательное движение плунжерам, и гидравлическую часть с охватывающими плунжеры уплотнениями, размещенными во вкладышах, каждый из которых имеет радиальные каналы подачи и слива смазки, а также кольцевой фланец, один торец которого заглублен в расточку корпуса одной из частей, а другой размещен в плоскости разъема корпусов приводной и гидравлической частей, отличающийся тем, что фланец выполнен с двумя симметричными вертикальными лысками, расположенными на расстоянии, не превышающем межосевое расстояние плунжеров.