ПОРШНЕВОЙ НАСОС Российский патент 2013 года по МПК F04B9/08 F04B43/06 

Изобретение относится к области насосостроения и может быть использовано в нефтяной промышленности для закачивания воды и различных эмульсий в нефтяные пласты на большие глубины, а также для подъема воды на большую высоту.

Известен пневмогидроприводной насос, содержащий две противоположно расположенные спаренные приводные камеры, разделенные с рабочими камерами диафрагмой и отделенные друг от друга общей перегородкой, в которых на общем штоке установлены два комбинированных поршня с эластичными наконечниками, а в пространство между диафрагмой и поршнем залита буферная жидкость (RU 2067217 C1, 27.09.1996).

Указанный насос имеет определенные преимущества перед другими аналогами, но усилие, создаваемое сжатым воздухом на поверхности только одной диафрагмы, передаваемое через буферную жидкость на торец поршня, не позволяет получить высокого давления нагнетаемой жидкости.

Известен диафрагменный насос, состоящий из двух насосных камер и одной приводной камеры. Насосная диафрагма в насосной камере и диафрагма в приводной камере делят эти камеры на две полости. Насосная камера разделена на воздушную полость, которая соединена с устройством распределения сжатого воздуха, и рабочую полость, в которой установлены клапаны всасывающий и нагнетающий. Приводная камера делится диафрагмой на две воздушные полости, которые соединены через устройство распределения сжатого воздуха с воздушными полостями насосных камер. Все диафрагмы соединены между собой штоком (GB 2257481 A, 13.01.1993).

Указанный насос, имея определенные преимущества перед другими аналогами, все же не лишен некоторых недостатков. Напор насоса увеличен за счет суммирования усилия, создаваемого диафрагмами, которое передается через шток на насосную диафрагму, а ее прочность ограничена, и поэтому достичь сверхвысокого давления в этом насосе не возможно. Глубина всасывания этого насоса также ограничена, поскольку разряжение создается усилием давления воздуха, подаваемого только на одну диафрагму. Кроме того, циклические нагрузки, создаваемые насосом на его опоры поочередно, направлены в разные стороны, что ведет к ослаблению крепежных узлов.

Задачей изобретения является создание насоса с большой глубиной всасывания и нагнетания перекачиваемой жидкости при сохранении его высокой надежности и производительности.

Поставленная задача решается посредством того, что с двух сторон центрального корпуса установлены поршни, которые своими торцами образуют в нем рабочую полость, соединенную в центральной части с клапанами всасывания и нагнетания, при этом штоки поршней направлены в разные стороны и на них установлены несколько диафрагм (не менее двух), закрепленных в диафрагменных блоках, которые закрыты с двух сторон крышками с каналами подвода сжатого воздуха, в образованные ими воздушные полости, от устройства распределения сжатого воздуха, которое установлено в этом же корпусе, при этом внутренние крышки образуют с центральным корпусом дренажные полости, которые соединены между собой дренажным каналом.

Техническим результатом изобретения является простота конструкции за счет блочного изготовления и сборки, увеличение напора в сочетании с увеличением глубины всасывания за счет суммирования усилия, создаваемого сжатым воздухом на поверхностях диафрагм и передаваемого общим штоком на поршни, которые при движении навстречу друг другу создают высокое давление за счет разности площадей диафрагм и поршней, а при расхождении поршней они создают высокое разряжение, которое позволяет поднимать воду с больших глубин. Кроме того, насос имеет высокую надежность из-за отсутствия вращающихся деталей и высокую производительность за счет двойных поршней.

На Фиг.1 и Фиг.2 представлен описываемый насос. Он состоит из центрального корпуса 1, в котором с двух сторон установлены два поршня 2, торцы которых образуют рабочую полость 3, соединенную в центральной части с клапанами нагнетания 4 и всасывания 5. Штоки 6 поршней направлены в разные стороны и на них установлены диафрагмы 7 и 8, которые закреплены в диафрагменных блоках 9, закрытых с двух сторон крышками 10 и 11 с каналами подвода сжатого воздуха. Крышки 10 и 11 с диафрагмами 7 и 8 образуют воздушные полости 12 и 13. Воздушные полости 14 и 15 образованы внутренней поверхностью диафрагм и корпусами блоков. Устройство распределения сжатого воздуха 16 установлено в центральном корпусе и соединено каналами 17 и 18 со всеми воздушными полостями. Крышки 10 образуют с центральным корпусом дренажные полости 19, соединенные между собой дренажным каналом 20.

На Фиг.3 представлен поршневой насос, в котором устройство распределения сжатого воздуха установлено в каждом диафрагменном блоке и соединено каналами с воздушными полостями, образованными корпусами блоков, диафрагмами и крышками.

На Фиг.4 представлен поршневой насос одностороннего действия.

Принцип работы насоса состоит в том, что сжатый воздух подается на распределительное устройство 16 и по каналам 18 поступает в воздушные полости 13 и 14. Под воздействием суммарного усилия, создаваемого этим воздухом на поверхности диафрагм 7 и 8, приводятся в движение через штоки 6 поршни 2, создавая разряжение в рабочей полости 3, в которую через клапан 5 всасывается перекачиваемая жидкость. При смещении устройства распределения в другую сторону сжатый воздух поступает в каналы 17 и подается в полости 12 и 15. Усилия, создаваемые сжатым воздухом на поверхности диафрагм 7 и 8, складываются и передаются через общие штоки на поршни, которые начинают движение навстречу друг другу, вытесняя из рабочей полости 3 через нагнетающий клапан 4 находящуюся в ней жидкость под давлением, соответствующим приложенному усилию, в напорный канал. Далее цикл повторяется.

Изобретение относится к области насосостроения и может быть использовано в нефтяной промышленности для закачивания воды и различных эмульсий в нефтяные пласты на большие глубины, а также для подъема воды на большую высоту. Поршневой насос содержит центральный корпус, с двух сторон которого установлены поршни, которые своими торцами образуют в нем рабочую полость, соединенную в своей центральной части с клапанами всасывания и нагнетания. Штоки поршней направлены в разные стороны и на них установлены несколько диафрагм (не менее двух), закрепленных в диафрагменных блоках, которые закрыты с двух сторон крышками с каналами подвода сжатого воздуха в образованные ими воздушные полости, от устройства распределителя сжатого воздуха, которое установлено в этом же корпусе. Внутренние крышки образуют с центральным корпусом дренажные полости, которые соединены между собой дренажным каналом. Насос имеет большую глубину всасывания и нагнетания при сохранении его высокой надежности и производительности. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Поршневой насос, содержащий всасывающий и нагнетающий клапаны, поршни, диафрагмы и устройство распределения сжатого воздуха, отличающийся тем, что с двух сторон в центральном корпусе установлены поршни, которые своими торцами образуют в нем рабочую полость, соединенную в своей центральной части с клапанами всасывания и нагнетания, при этом штоки поршней направлены в разные стороны, и на них установлены несколько диафрагм (не менее двух), закрепленных в диафрагменных блоках, которые закрыты с двух сторон крышками с каналами подвода сжатого воздуха, в образованные ими воздушные полости от устройства распределения сжатого воздуха, которое установлено в этом же корпусе, при этом внутренние крышки образуют с центральным корпусом дренажные полости, которые соединены между собой дренажным каналом.

2. Поршневой насос по п.1, отличающийся тем, что устройство распределения сжатого воздуха установлено в каждом диафрагменном блоке.

3. Поршневой насос по п.1 или 2, отличающийся тем, что насос выполнен односторонним.