МНОГОФАЗНЫЙ ВИНТОВОЙ НАСОС Российский патент 2009 года по МПК F04C2/16 F04C29/02 

Изобретение относится к винтовым насосам для перекачки газожидкостных сред, например продукции нефтяных скважин.

Известен ряд конструкций винтовых насосов, предназначенных для откачки газожидкостных сред из нефтяных скважин (см. В.А.Максимов, А.Ф.Садыков, И.В.Хамидуллин, P.M.Назмутдинов «Двухвинтовые насос-компрессоры», Казань, 2000, с.29-35).

Рабочие органы двухвинтовых насосов представляют собой два размещенных в обойме ротора. Передача вращения от ведущего ротора к ведомому осуществляется через пару синхронизирующих шестерен, размещенных в боковой крышке со смазывающей жидкостью. Недостатком известных насосов является несовершенная система смазки шестерен. Как правило, окунанием их в масляную ванну.

Наиболее близким по техническому решению является многофазный винтовой насос по патенту РФ №2164312, МПК 7 F04C 2/16, состоящий из корпуса с патрубками входа и выхода, ведущего и ведомого роторов, опирающихся на подшипниковые опоры и размещенных в расточках корпуса. Роторы связаны между собой с помощью синхронизирующих шестерен, установленных на валах роторов и расположенных в пристыкованной к корпусу боковой крышке со смазывающей жидкостью в ней.

Данное техническое решение принято за прототип.

Многофазные винтовые насосы, перекачивающие продукцию нефтедобывающих скважин, являются высоконагруженными и высокооборотными машинами большой мощности. При этом доля мощности, передаваемой с ведущего на ведомый ротор через шестерни связи, составляет половину всей потребляемой насосом мощности. Поэтому смазка и охлаждение их окунанием в масляную ванну или с помощью разбрызгивающих дисков недостаточно эффективна. При горизонтальном расположении роторов обе шестерни воздействуют на масло и интенсивно его перемешивают. Масло вспенивается. Происходит перегрев и окисление его. Ухудшаются условия смазки шестерен и подшипниковых опор, расположенных на стороне боковой крышки. Надежность работы насоса снижается. Кроме того, понижение уровня масла вследствие его испарения или утечки может привести к выходу из строя насоса.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности работы насоса путем увеличения долговечности работы шестерен и подшипниковых опор, а также уменьшение энергозатрат на излишнее перемешивание смазывающей жидкости.

Для достижения этого технического результата в многофазном винтовом насосе, содержащем корпус, в расточках которого на подшипниковых опорах размещены ведущий и ведомый роторы, боковая крышка, пристыкованная к торцу корпуса и образующая совместно с ним полость с масляной ванной в нижней части, синхронизирующие шестерни, закрепленные на валах роторов и установленные в масляной ванне, так чтобы нижние части шестерен были расположены ниже уровня смазывающей жидкости, согласно изобретению в полости крышки дополнительно установлен поддон, охватывающий по контуру нижние части синхронизирующих шестерен выше уровня смазывающей жидкости, при этом в основаниях поддона выполнены отверстия, к которым прикреплены одними концами трубки, другие концы которых размещены в масляной ванне ниже уровня смазывающей жидкости.

Таким образом, шестерни защищены от окунания в масляную ванну, при этом масло поступает в поддон в необходимом количестве через трубки из нижних слоев отстоявшегося и охлажденного от стенок крышки и корпуса объема масляной ванны. Кроме того, благодаря насосному эффекту шестерен масло поднимается по трубке даже при значительном понижении уровня масла в крышке. Это создает благоприятные условия для смазки и шестерен, и подшипниковых опор, расположенных на стороне крышки.

Предлагаемый многофазный винтовой насос иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1, 2, 3:

на фиг.1 показан горизонтальный разрез насоса;

на фиг.2 - поперечное сечение по А-А (фиг.1);

на фиг.3 - сечение по Б-Б (фиг.2).

Винтовой насос содержит корпус 1 с патрубком 2 входа и патрубком 3 выхода. В корпусе 1 на подшипниковых опорах 4 установлены ведущий 5 и ведомый 6 роторы. Роторы 5, 6 имеют по два винта 7, 8 с правой и левой нарезкой, т.е. насос является двухпоточным, благодаря чему роторы разгружены от осевых сил. Винты размещены в расточках корпуса. На валах роторов закреплены синхронизирующие шестерни 9, 10, расположенные в полости, пристыкованной к торцу корпуса 1 боковой крышки 11. Подшипниковые опоры 4 и шестерни 9, 10 отделены от рабочей полости уплотнителями (показаны условно).

Боковая крышка 11 и корпус 1 образуют масляную ванну 12 со смазывающей жидкостью, залитой выше уровня нижней части шестерен 9, 10 (фиг.2). К корпусу 1 прикреплен поддон 13, который охватывает нижние части шестерен 9, 10 выше уровня смазывающей жидкости с гарантированным зазором и не допускает окунания шестерен 9, 10 в жидкость. В основаниях поддона 13 выполнены отверстия 14. К отверстиям 14 (фиг.3) прикреплены трубки 15, нижние концы которых расположены в нижней части объема масляной ванны 12.

Работает винтовой насос следующим образом.

При вращении роторов 5, 6 рабочая среда через патрубок 2 входа поступает в полости всасывания сбоку роторов 5, 6, захватывается винтами 7, 8, перемещается к центральной части корпуса 1 и поступает потребителю через патрубок 3 выхода. Вращение ведущего ротора 5 передается на ведомый ротор 6 через синхронизирующие шестерни 9, 10, которые не допускают взаимного контакта винтов.

Смазочная жидкость поступает по трубкам 15 через отверстия 14 в поддон 13 из нижнего объема масляной ванны 12, смазывая шестерни 9, 10, и подшипниковые опоры 4, расположенные на стороне шестерен, каплями разбрызгиваемого шестернями масла. С противоположной стороны корпуса подшипниковые опоры 4, как менее нагруженные, работают на консистентной смазке.

Чтобы обеспечить достаточный для смазки и охлаждения объем масла, уровень его, как правило, превышает уровень нижней части шестерен 9, 10. Поддон 13 предохраняет шестерни 9, 10 от прямого взаимодействия с масляной ванной 12 и обеспечивает подвод требуемого количества масла через отверстия 14 и трубки 15 из нижних слоев объема масляной ванны 12. Даже при снижении со временем уровня масла в масляной ванне 12 поступление его в поддон 13 обеспечивается за счет насосного эффекта взаимодействующих шестерен 9, 10.

Таким образом, за счет улучшения условий смазки подшипниковых опор и шестерен и увеличения их долговечности повышается надежность работы многофазного насоса.

Изобретение относится к винтовым насосам для перекачки газожидкостных сред, например продукции нефтяных скважин. Многофазный винтовой насос содержит корпус с патрубками входа и выхода. В расточках корпуса на подшипниковых опорах размещены ведущий и ведомый роторы. На валах роторов закреплены синхронизирующие шестерни, размещенные в полости боковой крышки. Боковая крышка пристыкована к торцу корпуса и образует совместно с ним масляную ванну в нижней части. Нижние части шестерен выше уровня смазывающей жидкости охватывают поддон, в основаниях которого выполнены отверстия, к которым прикреплены одними концами трубки. Другие концы трубок размещены в масляной ванне ниже уровня смазывающей жидкости. Повышается надежность работы насоса путем увеличения долговечности работы шестерен и подшипниковых опор, а также уменьшаются энергозатраты на излишнее перемешивание смазывающей жидкости. 3 ил.

Многофазный винтовой насос, содержащий корпус, в расточках которого на подшипниковых опорах размещены ведущий и ведомый роторы, боковую крышку, пристыкованную к торцу корпуса и образующую совместно с ним полость с масляной ванной в нижней части, синхронизирующие шестерни, закрепленные на валах роторов и установленные в масляной ванне, так, чтобы нижние части шестерен были расположены ниже уровня смазывающей жидкости, отличающийся тем, что в полости боковой крышки дополнительно установлен поддон, охватывающий по контуру нижние части синхронизирующих шестерен выше уровня смазывающей жидкости, при этом в основаниях поддона выполнены отверстия, к которым прикреплены одними концами трубки, другие концы которых размещены в масляной ванне ниже уровня смазывающей жидкости.