ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
Настоящая заявка является международной заявкой согласно PCT, которая испрашивает приоритет на основании заявки на патент США № 14/931,885, поданной 4 ноября 2015 года, и на основании предварительной заявки на патент США № 62/156,512, поданной 4 мая 2015 года.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к узлу статора для винтового насоса, и, более конкретно, к узлу статора, в котором винтовой канал представляет собой гибкий винтовой канал.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Винтовые насосы часто называют «насосы Moineau» («насосы Муано»), в честь их изобретателя, Rene Moineau (Рене Муано), который получил патент США № 1,892,217. Винтовые насосы используются в различных отраслях промышленности для перекачивания материалов, таких как, но не ограничиваясь этим, вязкие текучие среды, полутвердые вещества, текучие среды с твердыми веществами в виде суспензии и твердые вещества. Примеры материалов, транспортируемых с помощью винтовых насосов, включают в себя, но не ограничиваясь этим, нефть, сточные воды, жидкости для гидроразрыва пласта или т.п. Винтовой насос в общем включает в себя удлиненный ротор, имеющий один или больше подобные наружной резьбе винтовые выступы или впадины, и расположенный с возможностью вращения в узле статора или теле статора, образующем винтовой канал. В одном варианте воплощения число заходов у винтового канала на один больше, чем у винтового ротора. Удлиненный винтовой канал включает в себя множество винтовых канавок, которые образуют множество камер в статоре. Когда ротор вращается внутри статора, камеры продвигаются вперед от конца всасывания насоса к концу выпуска. В других вариантах воплощения количество впадин ротора и выступов статора является одинаковым, но впадины ротора имеют такие размеры и форму, чтобы образовать камеры в выступах статора. В примерном варианте воплощения каждый выступ ротора, в теории, находится постоянно в общем контакте со статором в любом поперечном сечении, в результате чего образуется множество пустых пространств между статором и ротором. Следует отметить, что зазор, или натяг, в месте, где впадина ротора не полностью садится на выступ статора, может быть переменным, т.е. зацепление может быть меньше, чем существенное. Это означает, что, например, в варианте воплощения, в котором канал статора имеет дугообразную концевую поверхность и линейную боковую поверхность, желательно обеспечить уплотнение ротора относительно дугообразной концевой поверхности статора, таким образом обеспечивая, что камера, и тем самым текучая среда в ней, перемещается вперед. Желательно, но менее важно, обеспечить уплотнение ротора относительно линейной боковой поверхности статора.
Когда ротор вращается, пустые пространства перемещаются вперед от конца всасывания винтового канала к концу выпуска винтового канала. Кроме того, пустые пространства изолированы относительно друг друга посредством точек контакта между ротором и статором, которые часто называют «линии уплотнения». Когда ротор вращается внутри статора, пустые пространства «перемещаются» или продвигаются вперед, совершая винтовое движение вдоль длины винтового канала. При работе винтового насоса пустые пространства заполняются материалом, подлежащим перемещению. Таким образом, так как пустые пространства продвигаются вперед, материал перемещается от одного конца статора к другому концу статора, когда ротор вращается относительно статора. За счет формы и геометрии статора и ротора, ротор будет перемещаться в боковом направлении или прецессировать относительно статора, когда ротор вращается внутри статора. Другими словами, ротор эксцентрично перемещается относительно статора дополнительно к вращению внутри статора.
В примерном варианте воплощения, иллюстрируемом на фиг. 1, винтовой насос 1 включает в себя удлиненный винтовой ротор 2 и узел 3 статора, образующий удлиненный винтовой канал 4. В иллюстрируемом примерном варианте воплощения ротор имеет один выступ (т.е. является однозаходным) и тем самым имеет в общем круглую форму в поперечном сечении. Винтовой канал (показанный в разрезе) имеет плоскоовальную форму. В контексте настоящего документа, «плоскоовальная» форма включает в себя противоположные в общем дугообразные поверхности и противоположные в общем параллельные, в общем линейные поверхности, что в разговорной речи может быть названо формой «пилюли». При работе ротор 2 совершает возвратно-поступательное движение между двумя концами винтового канала.
Для обеспечения того, что ротор «находится постоянно в существенном контакте со статором в любом поперечном сечении», винтовой канал статора типично облицован упругим материалом, таким как, но не ограничиваясь этим, эластомерный материал. То есть, в примерном варианте воплощения, узел статора включает в себя жесткий опорный узел, образующий винтовой канал, и облицовку, размещенную на нем. Когда ротор вращается и совершает возвратно-поступательное движение между двумя концами винтового канала, в примерном варианте воплощения, иллюстрируемом на фиг. 1, упругий материал сжимается между ротором и опорной структурой. Кроме того, если подлежащий перемещению материал представляет собой текучую среду с твердыми веществами во взвешенном состоянии, твердые вещества могут проходить между упругим материалом и ротором.
Эта конфигурация имеет несколько недостатков, включая склонность облицовки из упругого материала к деградации. А именно, сжатие облицовки из упругого материала вызывает быстрый износ облицовки, что ведет к необходимости ее замены. В контексте настоящего документа термин «быстрая» деградация является относительным, означающим, что упругий материал деградирует более быстро, чем прочный материал. Кроме того, твердые вещества, проходящие между упругим материалом и ротором, также повреждают облицовку из упругого материала. Также, облицовка из упругого материала может вступать в реакцию или деградировать под действием перемещаемого материала. Другим недостатком этих жестких узлов статора является то, что они являются сложными и/или дорогостоящими для изготовления. А именно, эти узлы статора типично изготавливаются с помощью гидроформирования, прокатки металлической трубы, холодной вытяжки металлической трубы, горячей экструзии металлической трубы, расточки металлической трубы с использованием, но не ограничиваясь этим, такого способа, как электроискровая обработка, и гальванопластики с осаждением металла.
В другом варианте воплощения, который не показан, узел статора изготовлен по существу из упругого материала. При том, что упругий материал может иметь жесткий наружный корпус, винтовая структура и опора образованы из упругого материала. Этот вариант воплощения также обеспечивает возможность постоянного существенного контакта между ротором и узлом статора, и обеспечивает возможность прохождения твердых веществ между ротором и статором. Однако этот вариант воплощения также подвержен быстрой деградации. Кроме того, когда винтовой канал статора является в общем упругим, винтовой насос в соответствии с этим вариантом воплощения ограничен более низкими давлениями и более низкими скоростями передачи. А именно, при более высоком давлении статор будет деформироваться таким образом, что станет возможным обратный поток материала над ротором.
В другом варианте воплощения, который не показан, узел статора изготовлен из жесткого материала без облицовки. Типично, и ротор и статор изготовлены из прочного материала, т.е. неупругого материала. Хотя прочный материал менее подвержен износу, трение между двумя элементами из прочного материала будет вызывать износ и ротора и статора. Кроме того, если жесткие материалы образуют и ротор и статор, твердые вещества не могут проходить между ними. А именно, твердые частицы, захваченные между жесткими ротором и статором, будут раздавливаться, вызывая дополнительный износ компонентов. Или же, в случае частиц большего размера или более прочных частиц, ротор будет изгибаться, и возможно ротор будет изогнут навсегда. Таким образом, и в контексте настоящего документа, винтовой насос, в котором ротор из прочного материала зацепляется со статором из прочного материала, или перемещается по нему, представляет собой «самоповреждающийся» винтовой насос. Одним из решений проблемы с твердыми частицами в самоповреждающемся винтовом насосе является обеспечение возможности небольшого зазора между ротором и статором, то есть ротор и статор не «находятся постоянно в контакте». Однако эта конфигурация позволяет обратный поток материала между смежными камерами. То есть эта конфигурация является менее эффективной. Кроме того, в этом варианте воплощения статор типично изготавливается с помощью одного из приведенных выше дорогостоящих способов.
Кроме того, как отмечено в патенте США № 8,905,733, является преимуществом иметь турбулентный поток текучей среды рядом с поверхностью статора в винтовом насосе. В этом патенте турбулентный поток создается или усиливается с помощью канавок, например, в поверхности винтового канала статора. Однако эти канавки должны быть образованы в поверхности винтового канала статора или во время формирования винтового канала или через некоторое время после этого. Таким образом, канавки являются дорогостоящими для включения в статор.
Следует понимать, что винтовой насос включает в себя узел привода с приводным валом, который заставляет ротор вращаться внутри статора, тем самым создавая насосное действие. А именно, вращательное движение преобразуется в движение текучей среды, т.е. перекачивание. Однако, как известно, узел ротор/статор с незначительными различиями в геометрии может иметь перекачиваемую через него текучую среду, которая заставляет ротор вращаться. Это действие затем передается на приводной вал и узел привода. То есть движение текучей среды преобразуется в механическое движение. Таким образом, следует понимать, что хотя в последующем описании рассматривается узел ротор/статор в качестве насоса, тот же узел ротор/статор может использоваться для создания вращательного движения, т.е. может использоваться в качестве приводного устройства, например, для бурового инструмента.
Поэтому имеется потребность в улучшенном винтовом насосе, в котором компоненты не подвержены быстрой деградации, не являются самоповреждающимися и не позволяют обратный поток транспортируемого материала.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Эти и другие потребности удовлетворяются настоящим изобретением, которое предлагает узел статора для винтового насоса, включающий в себя множество пластин статора, имеющих плоское тело, образующее основной, внутренний канал и множество наружных каналов, причем наружные каналы располагаются эффективным образом рядом с внутренним каналом, в результате чего внутренний канал по меньшей мере частично образован поясом, при этом упомянутый пояс является гибким в направлении наружу. Пластины статора соединены друг с другом в пакет, при этом внутренние каналы тел пластин статора образуют винтовой канал. Винтовой канал представляет собой гибкий винтовой канал.
Следует отметить, что описанная ниже конфигурация, включая выбор материалов, решает вышеуказанные проблемы.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Полное понимание настоящего изобретения может быть получено из нижеследующего описания предпочтительных вариантов воплощения совместно с прилагаемыми чертежами.
Фиг. 1 - вид сбоку с частичным разрезом винтового насоса согласно известному уровню техники.
Фиг. 2 - схематический вид сбоку винтового насоса.
Фиг. 3 - частичный вид в изометрии узла ротора и узла статора.
Фиг. 4 - частичный вид спереди узла ротора и узла статора винтового насоса, включая ползун.
Фиг. 5 - вид спереди тела пластины статора узла статора.
Фиг. 6 - частичный вид в изометрии с разделением деталей пакета пластин статора узла статора.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ВОПЛОЩЕНИЯ
Следует понимать, что конкретные элементы, иллюстрируемые на прилагаемых чертежах и описанные в нижеследующем описании, являются просто примерными вариантами воплощения настоящего изобретения, которые представлены в качестве неограничивающих примеров исключительно в целях иллюстрирования. Поэтому используемые конкретные размеры, ориентации, узлы, количество компонентов, конфигурации вариантов воплощения и другие физические характеристики, относящиеся к описываемым здесь вариантам воплощения, не следует рассматривать в качестве ограничивающих объем настоящего изобретения.
В контексте настоящего документа формулировки, относящиеся к направлению, такие как «по часовой стрелке», «против часовой стрелки», «левый», «правый», «верхний», «нижний», «в направлении вверх», «в направлении вниз» и их производные формы, относятся к ориентации элементов, показанной на чертежах, и не ограничивают формулу изобретения, если это явно не указано в ней.
В контексте настоящего документа единственная форма числа включает в себя множественное число, если контекст не указывает явно иное.
В контексте настоящего документа формулировку, что две или больше части или компоненты являются «соединенными», следует понимать, что эти части соединены или работают совместно или напрямую или опосредованно, т.е. через одну или больше промежуточные части или компоненты таким образом, что между ними образуется соединение. В контексте настоящего документа «соединенные напрямую» означает, что два элемента находятся в непосредственном контакте друг с другом. Следует отметить, что подвижные части, такие как, но не ограничиваясь этим, контакты прерывателя, являются «соединенными напрямую», когда они находятся в одном положении, например, во втором положении или положении замыкания, но не являются «соединенными напрямую», когда они находятся в первом положении или положении размыкания. В контексте настоящего документа «жестко соединенные» или «прикрепленные» означает, что два компонента соединены таким образом, чтобы перемещаться как одно целое и при этом сохранять постоянную ориентацию относительно друг друга. Соответственно, когда два элемента соединены, все части этих элементов соединены. Однако описание того, что конкретная часть первого элемента подлежит соединению со вторым элементом, например, первый конец оси подлежит соединению с первым колесом, означает, то конкретная часть первого элемента располагаются ближе к второму элементу, чем остальные его части.
В контексте настоящего документа формулировка «соединенные съемным образом» означает, что один компонент соединен с другим компонентом по существу временным образом. То есть два компонента соединяются таким образом, что соединение или отсоединение компонентов является легким и не повреждает компоненты. Например, два компонента, соединенные друг с другом с помощью ограниченного количества легкодоступных крепежных элементов, являются «соединенными съемным образом», в то время как два компонента, соединенные друг с другом путем сварки или соединенные с помощью труднодоступных крепежных элементов, не являются «соединенными съемным образом». «Труднодоступный крепежный элемент» представляет собой крепежный элемент, который требует удаления одного или больше других компонентов перед доступом к нему, при этом «другой компонент» не является устройством доступа, таким как, но не ограничиваясь этим, дверца.
В контексте настоящего документа «функционально соединенные» означает, что множество элементов или узлов, каждый из которых выполнен с возможностью перемещения между первым положением и вторым положением или первой конфигурацией и второй конфигурацией, соединены таким образом, что когда первый элемент перемещается из одного положения/конфигурации в другое, второй элемент также перемещается между положениями/конфигурациями. Следует отметить, что первый элемент может быть «функционально соединенным» с другим элементом, но при этом обратное не будет справедливым.
В контексте настоящего документа «соединительный узел» включает в себя два или больше соединительные средства или соединительные компоненты. Компоненты соединительного средства или соединительного узла в общем не являются частью одного и того же элемента или другого компонента. Таким образом, компоненты «соединительного узла» могут не описываться одновременно в последующем описании.
В контексте настоящего документа «соединительное средство» или «соединительные компоненты» означают один или больше компоненты соединительного узла. То есть соединительный узел включает в себя по меньшей мере два компонента, которые выполнены с возможностью соединения друг с другом. Следует понимать, что компоненты соединительного узла являются совместимыми друг с другом. Например, в соединительном узле, если один соединительный компонент представляет собой охватывающий элемент защелкивающегося соединения, то другой соединительный компонент представляет собой охватываемый элемент защелкивающегося соединения, или, если один соединительный компонент представляет собой болт, то другой соединительный компонент представляет собой гайку.
В контексте настоящего документа «соответствующий» указывает на то, что два конструктивных компонента имеют размеры и формы, подобные друг другу, и могут быть соединены с минимальной величиной трения. Таким образом, отверстие, которое «соответствует» элементу, имеет размеры немного больше, чем элемент таким образом, что элемент может проходить через отверстие с минимальной величиной трения. Это определение модифицируется, если два компонента должны «плотно прилегать» друг к другу. В этом случае различия между размерами компонентов будут еще меньше, в результате чего величина трения увеличивается. Если элемент, образующий отверстие, и/или компонент, вставляемый в отверстие, изготовлены из деформируемого или сжимаемого материала, отверстие может быть даже немного меньше, чем компонент, подлежащий вставке в отверстие. В отношении поверхностей, форм и линий, две или больше «соответствующие» поверхности, формы или линии имеют в общем одинаковые размеры, форму и контуры.
В контексте настоящего документа в формулировках «[x] перемещается между его первым положением и вторым положением» или «[y] выполнен с возможностью перемещения [x] между его первым положением и вторым положением», «[x]» представляет собой имя элемента или узла. Кроме того, если [x] представляет собой элемент или узел, который перемещается между множеством положений, местоимение «его/ее» означает «[x]», т.е. именованный элемент или узел, который предшествует местоимению «его/ее».
В контексте настоящего документа и в формулировке «[x (первый элемент)] перемещается между первым положением и вторым положением, соответствующими первому и второму положениям [y (второго элемента)]», при этом «[x]» и «[y]» представляют собой элементы или узлы, «соответствующий» означает, что когда элемент [x] находится в первом положении, то элемент [y] находится в первом положении, и когда элемент [x] находится во втором положении, то элемент [y] находится во втором положении. Следует отметить, что «соответствующий» относится к конечным положениям и не означает, что элементы должны перемещаться с одной и той же скоростью или одновременно. А именно, например, колпак колеса и колесо, к которому он прикреплен, вращаются подобным образом. Наоборот, подпружиненный блокируемый защелкой элемент и средство разблокировки защелки перемещаются с разными скоростями. Таким образом, как было указано выше, «соответствующие» положения означает, что элементы находятся в указанных первых положениях одновременно и в указанных вторых положениях одновременно.
В контексте настоящего документа формулировку, что две или больше части или компоненты «зацепляют» один другой, следует понимать, что элементы прилагают усилие или давление один к другому или напрямую или через один или больше промежуточные элементы или компоненты. Кроме того, при использовании здесь в отношении подвижных частей, подвижная часть может «зацеплять» другой элемент во время перемещения из одного положения в другое и/или может «зацеплять» другой элемент, когда он оказывается в описанном положении. Таким образом, следует понимать, что формулировки «когда элемент А перемещается в первое положение элемента А, элемент А зацепляет элемент В» и «когда элемент А находится в первом положении элемента А, элемент А зацепляет элемент В» являются эквивалентными формулировками и означают, что элемент А или зацепляет элемент В при перемещении в первое положение элемента А и/или элемент А зацепляет элемент В при нахождении в первом положении элемента А.
Кроме того, в контексте настоящего документа подвижный элемент или поверхность подвижного элемента может «в общем зацеплять» другой элемент на пути перемещения, или может «существенно зацеплять» другой элемент на пути перемещения. В контексте настоящего документа «в общем зацепляет» означает, что на пути перемещения подвижный элемент или поверхность подвижного элемента в общем прилагает усилие или давление к другому элементу, но имеются точки на пути перемещения или точки на поверхности, в которых не прилагается усилие или давление к другому элементу. В контексте настоящего документа «существенно зацепляет» означает, что на пути перемещения подвижный элемент или поверхность подвижного элемента по существу прилагает усилие или давление к другому элементу, при этом отсутствуют какие-либо значимые точки на пути перемещения или точки на поверхности, в которых не прилагается усилие или давление к другому элементу.
В контексте настоящего документа «о функционально зацепляет» означает «зацепляет и перемещает». А именно, «функционально зацепляет», когда используется в отношении первого компонента, выполненного с возможностью перемещения подвижного или вращаемого второго элемента, означает, что первый компонент прилагает усилие, достаточное, чтобы заставить второй компонент перемещаться. Например, отвертка может быть размещена таким образом, что она контактирует с винтом. Когда усилие не прилагается к отвертке, она просто «соединена» с винтом. Если осевое усилие прилагается к отвертке, отвертка прижимается к винту и «зацепляет» винт. Однако, когда вращательное усилие прилагается к отвертке, отвертка «функционально зацепляет» винт и заставляет винт вращаться.
В контексте настоящего документа «цельный» означает компонент, который изготовлен в виде единой части или блока. То есть компонент, который включает в себя части, которые изготовлены по-отдельности и затем соединены друг с другом в виде блока, не является «цельным» компонентом или телом.
В контексте настоящего документа «выполненный с возможностью [действие]» означает, что указанный элемент или узел имеет конструкцию, которая имеет формы, размеры, располагается, соединена и/или сконфигурирована таким образом, чтобы выполнять указанное действие. Например, элемент, который «выполнен с возможностью перемещения», подвижно соединен с другим элементом и включает в себя элементы, которые заставляют этот элемент перемещаться, или этот элемент иным образом сконфигурирован таким образом, чтобы перемещаться в ответ на воздействие других элементов или узлов. Таким образом, в контексте настоящего документа «выполненный с возможностью [действие]» описывает конструкцию, а не функцию. Кроме того, в контексте настоящего документа «выполненный с возможностью [действие]» означает, что указанный элемент или узел предназначен для выполнения указанного действия. Таким образом, элемент, который просто способен выполнять указанное действие, но который не предназначен для выполнения указанного действия, не является «выполненным с возможностью [действие]».
В контексте настоящего документа «связанные» означает, что элементы являются частью одного и того же узла и/или работают совместно, или воздействуют друг на друга каким-либо образом. Например, автомобиль имеет четыре шины и четыре колпака колеса. Хотя все эти элементы соединены, как часть автомобиля, понятно, что каждый колпак колеса является «связанным» с конкретной шиной.
В контексте настоящего документа «плоское тело» или «плоский элемент» представляет собой в общем тонкий элемент, включающий в себя противоположные, широкие, в общем параллельные поверхности, а также более тонкую краевую поверхность, продолжающуюся между широкими параллельными поверхностями. Периметр, и тем самым краевая поверхность, может включать в себя в общем прямолинейные участки, например как в прямоугольном плоском элементе, или быть изогнутым, как на диске, или иметь любую другую форму. Кроме того, «цельный плоский элемент» включает в себя всю конструкцию, в общем расположенную в одной плоскости. То есть, например, плоский единичный лист бумаги представляет собой единичный «цельный плоский элемент», а не два или больше плоских элемента, расположенных рядом друг с другом. Другими словами, «цельный плоский элемент» продолжается между краями в общем плоской конструкции, а не является ее частью. Таким образом, в контексте настоящего документа, в многоярусной конструкции, включающей в себя многоярусную конструкцию в виде цельного тела, каждый ярус представляет собой «плоский элемент», при этом плоские элементы разделены плоскостью (плоскостями), продолжающейся в общем параллельно плоским поверхностям плоских элементов. То есть каждый «плоский элемент» представляет собой часть конструкции между краями яруса.
В контексте настоящего документа «вокруг», используемое применительно к «располагается вокруг [элемента или оси]» или «продолжается вокруг [элемента или оси]», означает окружает.
В контексте настоящего документа «упругий» означает гибкий и деформируемый и не означает сильный.
В контексте настоящего документа граница контакта между двумя поверхностями, наружной поверхностью узла ротора, краевой поверхностью (поверхностями) тела ползуна, винтовым каналом тела/узла статора или внутренним каналом тела пластины статора может быть описана с помощью одного или больше прилагательных, т.е. [первое прилагательное], [второе прилагательное] внутренний винтовой канал тела/узла статора, или [первое прилагательное, второе прилагательное] внутренний канал тела пластины статора. Прилагательные описывают характеристики по меньшей мере одной поверхности на границе контакта, поверхности внутреннего винтового канала тела/узла статора или поверхности внутреннего канала тела пластины статора. Первое прилагательное является опциональным и описывает прочность материала, т.е. характеристику материала. Первое прилагательное выбирается из группы, состоящей из «прочный», «крепкий» и «деградируемый». Второе прилагательное описывает конфигурацию узла статора, т.е. характеристику конфигурации. Второе прилагательное выбирается из группы, состоящей из «жесткий», «гибкий», «деформируемый» и «упругий».
В контексте настоящего документа «прочный» материал представляет собой твердый металл, сплав или другую композицию, имеющие характеристики, подобные твердому металлу, такие как, но не ограничиваясь этим, сталь, углеродистая сталь, инструментальная сталь, TEFLON® фторированные углеводороды и полимеры, предлагаемые на рынке компанией E. I. duPont de Nemours and Company, инструментальная сталь A2, нержавеющая сталь 17-4 PH, тигельная сталь, сталь 4150, сталь 4140 или сталь 1018, полированная нержавеющая сталь или почти любая нержавеющая сталь, углеродистые стали или легированные стали. «Прочный» материал нелегко повредить.
В контексте настоящего документа «крепкий» материал представляет собой жесткий материал, который является менее твердым, чем твердый металл или «прочный» материал, и включает в себя, но не ограничиваясь этим, жесткие пластики и композитные материалы.
В контексте настоящего документа «деградируемый» материал представляет собой мягкий или легко повреждаемый материал, такие как, но не ограничиваясь этим, эластомерные материалы. Следует понимать, что «легко повреждаемый» является относительным термином, используемым в сравнении с прочным материалом.
В контексте настоящего документа «жесткая» конфигурация по существу сохраняет ее форму, когда к ней прилагается давление или усилие. Например, статор, изготовленный из твердого металла, при этом тело статора имеет достаточную толщину, чтобы предотвратить изгибание металла, является статором с «жесткой» конфигурацией.
В контексте настоящего документа «гибкая» конфигурация позволяет участку поверхности отклоняться, когда к нему прилагается давление или усилие, при этом отклонение происходит по существу без деформации локального участка поверхности. Например, твердый металл, поддерживаемый пружиной, обеспечивает «гибкую» конфигурацию в том, что поверхность твердого металла по существу не деформируется при приложении к ней давления, но пружина позволяет поверхности перемещаться/отклоняться. В конфигурации, в которой цельное тело образует и поверхность и пружину, «гибкая» конфигурация позволяет отклонение в месте приложения давления и деформацию в месте, удаленном от места приложения давления, т.е. пружинные элементы деформируются, а поверхность в месте приложения давления не деформируется.
В контексте настоящего документа «деформируемая» конфигурация по существу сохраняет ее форму, при этом позволяя деформации поверхности. Например, эластомерная облицовка, расположенная поверх опоры из жесткого металла, обеспечивает «деформируемую» поверхность в том, что опора из жесткого металла сохраняет форму облицовки, но облицовка позволяет локальное сжатие, когда прилагается давление, т.е. деформацию в месте приложения давления.
В контексте настоящего документа «упругая» конфигурация является гибкой и деформируемой. Тело/узел статора, изготовленные по существу из эластомерного материала, обеспечивает «упругую» поверхность в том, что тело является в целом гибким, при этом также позволяя локальные деформации на поверхности, когда прилагается давление.
Кроме того, в контексте настоящего документа конкретные прилагательные для каждой группы, т.е. [первое прилагательное] (характеристика материала) и [второе прилагательное] (характеристика конфигурации), будут различными. А именно, в контексте настоящего документа, один материал не может быть и «прочным» и «крепким». Кроме того, материал или конфигурация, описываемые с помощью одного прилагательного, в контексте настоящего документа не могут быть описаны с помощью другого прилагательного. Например, в контексте настоящего документа «деформируемая» конфигурация не может быть «гибкой» конфигурацией, она является только «деформируемой» конфигурацией. Следует отметить, что «деградируемый» материал, такой как, но не ограничиваясь этим, эластомерный материал, может иметь и «гибкую» конфигурацию и «деформируемую» конфигурацию, как было описано выше. Однако, как указано в этом абзаце, конфигурация не может быть и «гибкой» и «деформируемой», потому что одновременно «гибкая» и «деформируемая» конфигурация была определена с помощью отдельного прилагательного «упругая». То есть, например, в контексте настоящего документа тело, изготовленное из эластомерного материала, описывается здесь как «упругая» конфигурация и не описывается как одновременно «гибкая» и «деформируемая» конфигурация. Кроме того, для пояснения предлагаются следующие примеры. Эластомерная облицовка, расположенная на металлической опоре, обеспечивает деградируемую, деформируемую поверхность. То есть эта поверхность легко повреждается, но не может быть изогнута, так как имеется металлическая опора. Поверхность на сплошной стальной пластине обеспечивает прочную, жесткую поверхность. А именно, сталь является прочным материалом, который по существу сохраняет его форму, так как пластина не является гибкой или деформируемой.
Узел 6 передачи текучей среды перемещает текучую среду. Узел 6 передачи текучей среды в примерном варианте воплощения использует узел 18 привода для перемещения текучей среды и определяется как винтовой насос 10. Однако, как было отмечено выше, перемещающаяся текучая среда может быть использована для вращения узла привода (не показан), который типично соединен с буровым долотом (не показано) и определяется как гидравлический двигатель (не показан). Хотя в дальнейшем используется винтовой насос 10 в качестве примера, следует понимать, что узел 20 ротора и узел 100 статора, рассматриваемые ниже, также могут использоваться вместе с гидравлическим двигателем.
На фиг. 2 схематически иллюстрируется винтовой насос 10. Как известно, винтовой насос 10 включает в себя узел 12 корпуса, образующий впуск 14 и выпуск 16. Винтовой насос 10 кроме того включает в себя узел 18 привода (который может размещаться на удалении), узел 20 ротора и узел 100 статора, который образует удлиненный винтовой канал 104. А именно, винтовой канал 104 узла статора является вытянутым вдоль продольной оси узла 100 статора и винтовым вокруг продольной оси узла 100 статора. Винтовой канал 104 включает в себя поверхность 105. В общем, как известно, и впуск 14 и выпуск 16 сообщаются по текучей среде с винтовым каналом 104 узла статора. Узел 18 привода функционально соединен с узлом 20 ротора и выполнен с возможностью вращения узла 20 ротора. Узел 20 ротора располагается с возможностью вращения в винтовом канале 104 узла статора. В примерном варианте воплощения узел 20 ротора включает в себя удлиненное винтовое тело 22 с наружной поверхностью 23. Винтовое тело 22 узла ротора имеет размеры, обеспечивающие контакт с винтовым каналом 104 узла статора вдоль линии уплотнения (не показана). Линия уплотнения разделяет винтовой канал 104 узла статора на отдельные камеры. Вращение винтового тела 22 узла ротора заставляет камеры перемещаться от впуска 14 к выпуску 16, т.е., в контексте настоящего документа, от места «выше по потоку» к месту «ниже по потоку». То есть направление течения от «выше по потоку» к «ниже по потоку» представляет собой направление от впуска 14 к выпуску 16.
В примерном варианте воплощения наружная поверхность 23 узла ротора и поверхность 105 винтового канала узла статора, рассматриваемые ниже, изготовлены из прочного материала. Кроме того, по меньшей мере один из узла 20 ротора или узла 100 статора включает в себя узел 11 обеспечения гибкости. В контексте настоящего документа узел 11 обеспечения гибкости выполнен с возможностью обеспечения гибкой поверхности по меньшей мере на одной из поверхностей зацепления тела 22 узла ротора или винтового канала 104 узла статора. В контексте настоящего документа «поверхности зацепления» представляют собой поверхности, которые соприкасаются друг с другом, в результате чего винтовой канал 104 узла статора разделяется на множество камер. Как иллюстрируется на чертежах, «поверхности зацепления» являются частью или наружной поверхности 23 узла ротора или поверхности 105 винтового канала узла статора.
В примерном варианте воплощения узел 20 ротора включает в себя удлиненное винтовое тело 22. В этом примерном варианте воплощения тело 22 узла ротора изготовлено из прочного материала и представляет собой цельное тело. Кроме того, в иллюстрируемом варианте воплощения тело 22 узла ротора включает в себя один выступ и таким образом имеет в общем круглую форму поперечного сечения. Следует понимать, что тело 22 узла ротора может иметь любое количество выступов, при этом каждый выступ образует удлиненную винтовую часть тела 22 узла ротора. То есть каждый выступ образует винтовой элемент, расположенный вокруг общей продольной оси 26. Как рассматривается ниже, в примерном варианте воплощения винтовой канал 104 узла статора имеет на один выступ (заход) больше, чем тело 22 узла ротора. Однако, как было отмечено выше, другие варианты воплощения, которые не показаны, включают в себя тело 22 узла ротора, в котором выступы ротора имеют размеры и формы, обеспечивающие возможность образования камер в выступах статора. В иллюстрируемом примерном варианте воплощения тело 22 узла ротора имеет один выступ (т.е. является однозаходным), а винтовой канал 104 узла статора имеет два выступа (т.е. является двухзаходным). Таким образом, двухзаходный винтовой канал 104 узла статора имеет плоскоовальную форму поперечного сечения. Кроме того, в примерном варианте воплощения тело 22 узла ротора имеет в общем постоянную площадь поперечного сечения (т.е. перпендикулярно оси вращения) от верхнего по потоку конца до нижнего по потоку конца. То есть в любом выбранном месте в продольном направлении вдоль тела 22 узла ротора, тело 22 узла ротора имеет в общем такую же площадь поперечного сечения, что и в другом выбранном месте в продольном направлении вдоль тела 22 узла ротора. В примерном варианте воплощения тело 22 узла ротора существенно зацепляет дугообразные участки винтового канала 104, при этом тело 22 узла ротора в общем зацепляет линейные (или не дугообразные) участки винтового канала 104. То есть уплотнение на линейных (или не дугообразных) участках винтового канала 104 является менее важным, чем уплотнение на дугообразных участках винтового канала 104.
В другом примерном варианте воплощения тело 22 узла ротора имеет сужающуюся конусообразно форму, т.е. уменьшение площади поперечного сечения, от верхнего по потоку конца к нижнему по потоку концу. В другом примерном варианте воплощения тело 22 узла ротора имеет расширяющуюся конусообразную форму, т.е. увеличение площади поперечного сечения, от верхнего по потоку конца к нижнему по потоку концу. Следует понимать, что площадь поперечного сечения винтового канала 104 узла статора согласуется с площадью поперечного сечения тела 22 узла ротора, т.е. является постоянной, сужающейся или расширяющейся. Тело 22 узла ротора соединено, соединено напрямую или прикреплено к узлу 18 привода, и узел 18 привода выполнен с возможностью вращения тела 22 узла ротора.
В другом примерном варианте воплощения, иллюстрируемом на фиг. 3, узел 20 ротора включает в себя «пакетное» тело 30. А именно, пакетное тело 30 узла ротора включает в себя «пакет» из тел 32 пластин, далее называемых «тело 32 пластины ротора». В контексте настоящего документа «тело пластины» или «пластина» представляет собой в общем плоское тело, и в примерном варианте воплощения цельное плоское тело, имеющее толщину между примерно 0,01 дюйма (0,25 мм) и 0,1 дюйма (2,54 мм), или примерно 0,025 дюйма (0,64 мм). В контексте настоящего документа «пакет» или «пакетное тело» включает в себя множество тел пластин, расположенных таким образом, что плоская поверхность одного тела пластины располагается напротив плоской поверхности смежного тела пластины. Таким образом, за исключением первого и последнего тел пластины в «пакете», каждое тело пластины располагается между двумя смежными телами пластины. Тела 32 пластин ротора соединены с помощью известного способа, включая, но не ограничиваясь этим, соединение по методу «staking» тел 32 пластин ротора (метод «staking» представляет собой соединение деталей путем вставки выступа на одной детали в отверстие на другой детали и деформации выступа для образования посадки с натягом), соединение путем приваривания наружной поверхности тел 32 пластин ротора, соединение путем приваривания каждого тела 32 пластины ротора к смежному телу 32 пластины ротора или соединение путем механического сжатия тел 32 пластин ротора. В этой конфигурации каждое тело 32 пластины ротора имеет край 34, который продолжается в общем параллельно оси вращения пакетного тела 30 узла ротора, т.е. плоскость края 34 тела пластины ротора продолжается в общем параллельно оси вращения пакетного тела 30 узла ротора. В контексте настоящего документа и в отношении тела пластины «край» включает в себя поверхность, продолжающуюся между двумя в общем параллельными плоскими поверхностями. Кроме того, как в варианте воплощения с цельным телом 22 узла ротора, площадь поперечного сечения пакетного тела 30 узла ротора может быть постоянной, сужающейся или расширяющейся, как было описано выше.
Как описывается ниже, узел 100 статора в одном примерном варианте воплощения также представляет собой узел из расположенных в пакете пластин. В варианте воплощения, в котором и узел 20 ротора включает в себя пакетное тело 30 и узел 100 статора включает в себя тела 110 пластин статора, рассматриваемые ниже, каждое тело 32 пластины ротора имеет толщину по существу такую же, как и связанное с ним тело 110 пластины статора.
В примерном варианте воплощения каждое тело 32 пластины ротора имеет первую толщину. То есть каждое тело 32 пластины ротора имеет по существу одинаковую толщину. В альтернативном варианте воплощения, который не показан, тела 32 пластин ротора имеют толщину, которая может отличаться от толщины другого тела 32 пластины ротора. Например, в примерном варианте воплощения, который не показан, каждое тело 32 пластины ротора в первой группе тел 32 пластин ротора имеет первую толщину, и каждое тело 32 пластины ротора во второй группе тел 32 пластин ротора имеет вторую толщину. Группы тел 32 пластин ротора могут располагаться таким образом, что первая группа тел 32 пластин ротора располагаются выше по потоку относительно второй группы тел 32 пластин ротора. В качестве альтернативы, первая группа тел 32 пластин ротора может располагаться чередующимся образом со второй группой пластин 32 ротора. Следует отметить, что могут иметься дополнительные группы тел 32 пластин ротора с другими толщинами, и каждая группа может включать в себя любое количество тел 32 пластин ротора. В другом варианте воплощения выбранные группы пластин могут представлять собой «толстые пластины», как описывается ниже.
Кроме того, в другом варианте воплощения, который не показан, тела 32 пластин ротора могут становиться постепенно более толстыми или более тонкими. В этом варианте воплощения тела 32 пластин ротора могут включать в себя «толстые пластины», которые в контексте настоящего документа включают в себя в общем плоское тело, и в примерном варианте воплощения цельное плоское тело, имеющее толщину больше, чем примерно 0,01 дюйма (0,25 мм). В этом варианте воплощения толщина тел 32 пластин ротора (имеющих толщину, которая является по существу такой же, как и в связанном с ними теле 110 пластины статора) будет больше на нижнем по потоку конце тела 22 узла ротора, при этом камера большего размера образуется в винтовом канале 104 узла статора посредством конкретного количества тел 32 пластин ротора. То есть, например, размер камеры, образованной посредством десяти тел 32 пластин ротора на нижнем по потоку конце тела 22 узла ротора, больше, чем размер камеры, образованной посредством десяти тел 32 пластин ротора на верхнем по потоку конце тела 22 узла ротора. В этой конфигурации давление перекачиваемой текучей среды на нижнем по потоку конце тела 22 узла ротора будет отличаться от давления на верхнем по потоку конце тела 22 узла ротора.
В другом примерном варианте воплощения, иллюстрируемом на фиг. 4, узел 20 ротора включает в себя множество ползунов 40, которые включают в себя узел 11 обеспечения гибкости. Ползун 40 включает в себя плоское тело 42, представляющее собой пластину, как было описано выше, которое образует удлиненный канал 44 тела ротора и которое имеет периметр 46 и краевую поверхность 48. В примерном варианте воплощения тело 42 ползуна представляет собой цельное тело. Кроме того, в примерном варианте воплощения каждое тело 42 ползуна имеет толщину, которая является по существу такой же, как и в связанных с ним теле 32 пластины ротора и теле 110 пластины статора. В этом варианте воплощения краевая поверхность (поверхности) 48 тела ползуна образует наружную поверхность 23 тела узла ротора. Как описывается ниже, поверхность канала 44 тела ротора образует кулачковую поверхность 45. В примерном варианте воплощения, в котором винтовой канал 104 узла статора имеет плоскоовальную форму поперечного сечения, каждое тело 42 ползуна имеет плоскоовальную форму, которая соответствует плоскоовальной форме винтового канала 104 узла статора, но которая имеет меньшую продольную длину. Продольная ось канала 44 тела ротора в примерном варианте воплощения в общем перпендикулярна в общем параллельным в общем линейным поверхностям тела 42 ползуна.
Следует отметить, что в примерном варианте воплощения зацепление противоположных линейных поверхностей тела 32 ползуна с противоположными линейными поверхностями плоскоовального винтового канала 104 узла статора, хотя и является желательным, менее важно, чем зацепление противоположных дугообразных поверхностей тела 42 ползуна с противоположными дугообразными поверхностями плоскоовального винтового канала 104 узла статора. То есть противоположные линейные поверхности тела 42 ползуна в общем зацепляют противоположные линейные поверхности плоскоовального винтового канала 104 узла статора, а противоположные дугообразные поверхности тела 42 ползуна существенно зацепляют противоположные дугообразные поверхности плоскоовального винтового канала 104 узла статора.
В примерном варианте воплощения каждое тело 42 ползуна включает в себя множество наружных каналов 50, расположенных «эффективным образом рядом» по меньшей мере с частью периметра 46 тела ползуна и краевой поверхности 48 тела ползуна. В примерном варианте воплощения наружные каналы 50 тела ползуна продолжаются по всей окружности периметра 50 тела ползуна и краевой поверхности 48 тела ползуна. Как описывается ниже, наружные каналы 50 тела ползуна выполнены таким образом, чтобы обеспечить возможность краевой поверхности 48 тела ползуна быть гибкой. То есть, в контексте настоящего документа располагается «эффективным образом рядом» означает, что отверстия располагаются достаточно близко к периметру 46 тела ползуна, чтобы обеспечить возможность краевой поверхности 48 тела ползуна быть гибкой. Следует понимать, что расстояние, которое является «эффективным образом рядом», зависит от выбранных переменных, включая, но не ограничиваясь этим, характеристики материала тела 42 ползуна, размер и форму наружного канала 50 тела ползуна и толщину тела 42 ползуна.
В примерном варианте воплощения тело 42 ползуна изготовлено или из прочного материала или из крепкого материала. Так, в качестве неограничивающего примера, первое тело ползуна (не показано) изготовлено из прочного материала и имеет толщину X, а второе тело ползуна (не показано) изготовлено из крепкого материала и имеет толщину X/2. Кроме того, на каждом из первого и второго тел ползуна наружные каналы тела ползуна (не показаны) имеют одинаковые размеры и форму. В этом примере, и для обеспечения расположения «эффективным образом рядом» в контексте настоящего документа, наружные каналы тела ползуна на первом теле ползуна должны располагаться ближе к периметру первого тела ползуна (не показано) в сравнении с наружными каналами тела ползуна на втором теле ползуна, чтобы сделать краевую поверхность первого тела ползуна (не показано) гибкой. То есть следует понимать, что прочный материал является более жестким, чем крепкий материал, и, таким образом, чтобы прочный материал вдоль периметра первого тела ползуна стал гибким, наружные каналы первого тела ползуна должны располагаться ближе к периметру первого тела ползуна, так что «пояс», как описывается ниже, будет более тонким. Как известно, более тонкая конструкция является более гибкой, чем более толстая конструкция из того же материала.
В примерном варианте воплощения наружные каналы 50 тела ползуна представляют собой удлиненные щели 52, расположенные в концентрической конфигурации. А именно, имеется первая группа 60 наружных каналов тела ползуна (т.е. «первая группа» обозначена обобщенно ссылочной позицией 60) и вторая группа 62 наружных каналов тела ползуна (т.е. «вторая группа» обозначена обобщенно ссылочной позицией 62). Каждая щель 52 тела ползуна представляет собой удлиненное отверстие, имеющее первый конец 54, среднюю часть 56, второй конец 58 и продольную осевую линию 59. В примерном варианте воплощения, как иллюстрируется на чертежах, щели 52 тела ползуна имеют в общем подобные размеры, т.е. длину вдоль продольной осевой линии 59 щели тела ползуна. Щели 52 тела ползуна в общем соответствуют форме периметра 46 тела ползуна рядом с конкретной щелью 52 тела ползуна. То есть, в примерном варианте воплощения с плоскоовальным телом 42 ползуна, щели 52 тела ползуна рядом с параллельными участками периметра 46 плоскоовального тела ползуна представляют собой в общем прямолинейные щели 52А. Кроме того, по указанным выше причинам, щели 52 тела ползуна рядом с параллельными участками периметра 46 плоскоовального тела ползуна могут обеспечивать возможность большей гибкости в сравнении с в общем дугообразными щелями 52B, рассматриваемыми ниже. Наоборот, щели 52 тела ползуна рядом с дугообразными участками периметра 46 плоскоовального тела ползуна представляют собой в общем дугообразные щели 52B. Щели 52 тела ползуна, которые продолжаются на переходных участках между параллельными участками периметра 46 плоскоовального тела ползуна и дугообразными участками периметра 46 плоскоовального тела ползуна, будут иметь частично прямолинейные и частично дугообразные щели 52С.
Кроме того, щели 52 тела ползуна в примерном варианте воплощения располагаются «в окружном направлении рядом» друг с другом. А именно, в контексте настоящего документа, «в окружном направлении рядом» означает, что щели 52 разнесены друг от друга на расстояние, которое меньше длины вдоль продольной осевой линии 59 щели тела ползуна. В этой конфигурации щели образуют опорные элементы 70 ползуна между смежными щелями 52. Другими словами, участок тела 42 ползуна между щелями 52 определяется как опорный элемент 70 ползуна. Для ясности, опорные элементы 70 ползуна между щелями 52 в первой группе 60 наружных каналов тела ползуна названы первые опоры 72 ползуна, и опорные элементы 70 ползуна между щелями 52 во второй группе 62 наружных каналов тела ползуна названы вторые опоры 74 ползуна.
Первая группа 60 наружных каналов тела ползуна располагаются «эффективным образом рядом» с периметром 46 тела ползуна. В этой конфигурации первая группа 60 наружных каналов тела ползуна образуют наружный пояс 80. А именно, в контексте настоящего документа, «пояс» представляет собой материал тела, который остается после образования множества смежных каналов. «Пояс» представляет собой материал, расположенный между каналами и смежной поверхностью, или материал, расположенный между концентрическими группами каналов. Таким образом, в этой конфигурации наружный пояс 80 включает в себя краевую поверхность 48 тела ползуна.
Как указано выше, в этой конфигурации каждая щель 52 выполнена таким образом, чтобы обеспечить возможность краевой поверхности 48 тела ползуна быть гибкой. То есть, когда достаточное давление прилагается к краевой поверхности 48 тела ползуна рядом с щелью 52, наружный пояс 80, образующий этот участок краевой поверхности 48 тела ползуна, отклоняется в щель 52. Следует отметить, что участок наружного пояса 80 рядом со средней частью 56 щели имеет возможность изгибаться дальше, чем участок наружного пояса 80 рядом с первым концом 54 щели или вторым концом 58 щели. Кроме того, участок наружного пояса 80 рядом с опорным элементом 70 ползуна будет изгибаться только на незначительное расстояние.
Соответственно, вторая группа 62 наружных каналов тела ползуна располагаются эффективным образом рядом с первой группой 60 наружных каналов тела ползуна. А именно, вторая группа 62 наружных каналов тела ползуна располагаются по всей окружности первой группы 60 наружных каналов тела ползуна и образуют внутренний пояс 82 между ними. Кроме того, вторые опоры 74 ползуна располагаются со смещением относительно первых опор 72 ползуна. А именно, первые опоры 72 ползуна располагаются на средней части 56 щели 52 во второй группе 62 наружных каналов тела ползуна. В этой конфигурации, когда достаточное давление прилагается к краевой поверхности 48 тела ползуна рядом с первой опорой 72 ползуна, внутренний пояс 82 рядом с этой первой опорой 72 ползуна будет изгибаться в щель 52 рядом с этой первой опорой 72 ползуна. Таким образом, в варианте воплощения, в котором наружные каналы 50 продолжаются по всей окружности периметра 46 тела ползуна, отсутствуют участки краевой поверхности 48 тела ползуна, которые не являются гибкими.
Соответственно, в описанной выше конфигурации наружные каналы 50 тела ползуна и пояса 80, 82 тела ползуна представляют собой узел 11 обеспечения гибкости. Таким образом, когда тело 42 ползуна изготовлено из прочного материала, наружная поверхность 23 тела узла ротора является прочной, гибкой наружной поверхностью 23 тела узла ротора. В качестве альтернативы, когда тело 42 ползуна изготовлено из крепкого материала, наружная поверхность 23 тела узла ротора представляет собой крепкую, гибкую наружную поверхность 23 тела узла ротора.
Следует отметить, что щели 52, и в частности иллюстрируемая конфигурация щелей 52, являются только примерами. Наружные каналы 50 тела ползуна могут иметь любую форму, включая, но не ограничиваясь этим, в общем круглые отверстия, в общем квадратные отверстия, в общем ромбовидные отверстия, в общем овальные отверстия, в общем треугольные отверстия, в общем шестиугольные отверстия, в общем восьмиугольные отверстия, частично радиальные щели и спиральные щели. Кроме того, группа 60, 62 наружных каналов не должны иметь одинаковые размеры или форму. А именно, группа 60, 62 наружных каналов может включать в себя любую или все из описанных выше форм. Например, в описанной выше конфигурации опорные элементы 70 ползуна могут включать в себя круглые отверстия. Кроме того, хотя наружные каналы 50 тела ползуна, как иллюстрируется на чертежах, включают в себя в общем гладкие поверхности, наружные каналы 50 тела ползуна могут иметь любую форму, включая формы, отличающиеся от гладких поверхностей. Кроме того, наружный канал 50 в примерном варианте воплощения, который не показан, включает в себя внутренние опоры 68. Например, внутренняя опора 68 может представлять собой в общем удлиненный стержень или торообразный элемент, расположенный внутри наружного канала 50. Внутренние опоры 68 могут быть изготовлены из того же материала, что и тело 42 ползуна, т.е. наружный канал 50 может быть образован используя способ, при котором внутренние опоры 68 образуются при вырезании наружного канала 50. В качестве альтернативы, внутренние опоры 68 могут быть изготовлены из другого материала и затем соединены, соединены напрямую или прикреплены к телу 42 ползуна. В другом примерном варианте воплощения, который не показан, внутренние опоры 68 представляют собой пружины.
В другом варианте воплощения, иллюстрируемом на фиг. 3, узел 11 обеспечения гибкости образован множеством каналов 31 в теле 32 пластины ротора. То есть приведенное выше описание в отношении тела 42 ползуна также применимо для тела 32 пластины ротора. Следует понимать, что предыдущие семь абзацев могут быть переписаны и, в общем, путем замены термина «тело ползуна» на термин «тело пластины ротора», будут описывать узел 11 обеспечения гибкости на теле 32 пластины ротора. Это описание включено в настоящий документ путем ссылки. В примерном варианте воплощения каждое тело 32 пластины ротора представляет собой цельное тело.
В другом варианте воплощения, который не показан, узел 11 обеспечения гибкости, включающий в себя наружные каналы, встроен в цельное тело 22 узла ротора. А именно, цельное тело 22 узла ротора включает в себя множество каналов (не показаны), расположенных рядом с наружной поверхностью 23 тела узла ротора. Каналы в примерном варианте воплощения располагаются в конфигурации, подобной описанной выше конфигурации, т.е. концентрические щели. В этом варианте воплощения каналы образованы в цельном теле 22 узла ротора используя 3D-печать, электроискровую обработку, литье по выплавляемым моделям или любой другой подходящий способ.
Как иллюстрируется на фиг. 5, узел 100 статора включает в себя тело 102, образующее винтовой канал 104. В примерном варианте воплощения тело 102 узла статора представляет собой «пакет» пластин 101 статора, т.е. пакет тел 110 пластин статора. В других примерных вариантах воплощения, которые не показаны, но рассматриваются ниже, тело 102 узла статора образовано с помощью традиционных способов, приведенных выше. В примерном варианте воплощения, в котором тело 102 узла статора представляет собой пакет пластин 101 статора, каждая пластина 101 статора включает в себя тело 110, и в примерном варианте воплощения цельное тело. Тела 110 пластин узла статора имеют описываемую ниже конфигурацию.
Как и ранее, «тело пластины» или «пластина» представляет собой в общем плоское тело, имеющее толщину между примерно 0,01 дюйма (0,25 мм) и 0,1 дюйма (2,54 мм), или примерно 0,025 дюйма (0,64 мм). В примерном варианте воплощения тело 110 пластины узла статора изготовлено из прочного или крепкого материала. Кроме того, тело 110 пластины узла статора включает в себя в общем круглый наружный периметр 112 и образует основной, внутренний канал 114 и множество наружных каналов 116. Как описывается ниже, внутренний канал 114 тел пластин узла статора образует винтовой канал 104 узла статора или «винтовой канал 104». Как было отмечено выше, в иллюстрируемом на чертежах примерном варианте воплощения винтовой канал 104 имеет на один выступ (заход) больше, чем тело 22 узла ротора. Соответственно, в варианте воплощения, иллюстрируемом на фиг. 3 и который работает с однозаходным телом 22 узла ротора, внутренний канал 114 тела пластины узла статора представляет собой плоскоовальный канал. Внутренний канал 114 тела пластины узла статора имеет периметр 117 и образует внутреннюю поверхность 118, которая является краевой поверхностью плоского тела.
В примерном варианте воплощения наружные каналы 116 тела пластины узле статора располагаются «эффективным образом рядом» по меньшей мере с частью периметра 117 внутреннего канала тела пластины узла статора и внутренней поверхности 118 внутреннего канала тела пластины узла статора. В примерном варианте воплощения наружные каналы 116 тела пластины узла статора продолжаются вокруг периметра 117 внутреннего канала тела пластины узла статора и внутренней поверхности 118 внутреннего канала тела пластины узла статора. Как описывается ниже, наружные каналы 116 тела пластины статора выполнены таким образом, чтобы обеспечить возможность внутренней поверхности 118 внутреннего канала тела пластины узла статора быть гибкой.
В примерном варианте воплощения наружные каналы 116 тела пластины узла статора представляют собой удлиненные щели 120, расположенные в концентрической конфигурации. А именно, имеется первая группа 140 наружных каналов тела пластины узла статора (т.е. «первая группа» обозначена обобщенно ссылочной позицией 140) и вторая группа 142 наружных каналов тела пластины узла статора (т.е. «вторая группа» обозначена обобщенно ссылочной позицией 142). Каждая щель 120 наружного канала тела пластины узла статора представляет собой удлиненное отверстие, имеющее первый конец 124, среднюю часть 126, второй конец 128 и продольную осевую линию 129. В примерном варианте воплощения, как иллюстрируется на чертежах, щели 120 наружных каналов тела пластины узла статора имеют в общем подобные размеры, т.е. длину вдоль продольной осевой линии 129 щели тела пластины узла статора. Щели 120 наружных каналов тела пластины узла статора в общем соответствуют форме периметра 117 внутреннего канала тела пластины узла статора рядом с конкретной щелью 120 наружного канала тела пластины узла статора. А именно, в примерном варианте воплощения с внутренним каналом 114 тела пластины узла статора, щели 120 наружных каналов тела пластины узла статора рядом с параллельными участками плоскоовального периметра 117 внутреннего канала тела пластины узла статора представляют собой в общем прямолинейные щели 120A. Наоборот, щели 120 наружных каналов тела пластины узла статора рядом с дугообразными участками плоскоовального периметра 117 внутреннего канала тела пластины узла статора представляют собой в общем дугообразные щели 120B. Щели 120 наружных каналов тела пластины узла статора, которые продолжаются на переходных участках между параллельными участками плоскоовального периметра 117 внутреннего канала тела пластины узла статора и дугообразными участками плоскоовального периметра 117 внутреннего канала тела пластины узла статора, будут иметь частично прямолинейную и частично дугообразные щели 120C.
Кроме того, щели 120 наружных каналов тела пластины узла статора в примерном варианте воплощения располагаются «в окружном направлении рядом» друг с другом. В этой конфигурации щели 120 тела пластины узла статора образуют опорные элементы 160 тела пластины узла статора между смежными щелями 120 тела пластины узла статора. Другими словами, участок тела 110 пластины узла статора между щелями 120 наружных каналов тела пластины узла статора определяется как опорный элемент 160 тела пластины узла статора. Для ясности, опорные элементы 160 тела пластины узла статора между щелями 120 наружных каналов тела пластины узла статора в первой группе 140 наружных каналов тела пластины узла статора названы первые опоры 162 тела пластины узла статора, и опорные элементы 160 тела пластины узла статора между щелями 120 наружных каналов тела пластины узла статора во второй группе 142 наружных каналов тела пластины узла статора названы вторые опоры 164 тела пластины узла статора.
Первая группа 140 наружных каналов тела пластины узла статора располагаются «эффективным образом рядом» с периметром 117 внутреннего канала тела пластины узла статора. В этой конфигурации первая группа 140 наружных каналов тела пластины узла статора образуют внутренний пояс 180 тела пластины узла статора. Таким образом, в этой конфигурации внутренний пояс 180 тела пластины узла статора включает в себя внутреннюю поверхность 118 внутреннего канала тела пластины узла ротора.
Как было описано выше, в этой конфигурации каждая щель 120 тела пластины узла статора выполнена таким образом, чтобы обеспечить возможность внутренней поверхности 118 внутреннего канала тела пластины узла статора быть гибкой. А именно, когда достаточное давление прилагается к внутренней поверхности 118 внутреннего канала тела пластины узла статора рядом с щелью 120 наружного канала тела пластины узла статора, внутренний пояс 180 тела пластины узла статора, образующий этот участок внутренней поверхности 118 внутреннего канала тела пластины узла статора, отклоняется в щель 120 наружного канала тела пластины узла статора. Следует отметить, что участок внутреннего пояса 180 тела пластины узла статора рядом со средней частью 56 щели имеет возможность изгибаться дальше, чем участок внутреннего пояса 180 тела пластины узла статора рядом с первым концом 124 щели или вторым концом 128 щели. Кроме того, участок внутреннего пояса 180 тела пластины узла статора рядом с опорным элементом 160 тела пластины узла статора будет изгибаться только на незначительное расстояние.
Соответственно, вторая группа 142 наружных каналов тела пластины узла статора располагаются эффективным образом рядом с первой группой 140 наружных каналов тела пластины узла статора. А именно, вторая группа 142 наружных каналов тела пластины узла статора располагаются вокруг первой группы 140 наружных каналов тела пластины узла статора и образуют наружный пояс 182 между ними. Кроме того, вторые опоры 164 тела пластины узла статора располагаются со смещением относительно первых опор 162 тела пластины узла статора. А именно, первые опоры 162 тела пластины узла статора располагаются на средней части 126 щели 120 наружного канала тела пластины узла статора во второй группе 142 наружных каналов тела пластины узла статора. В этой конфигурации, когда достаточное давление прилагается к внутренней поверхности 118 внутреннего канала тела пластины узла статора рядом с первой опорой 162 тела пластины узла статора, наружный пояс 182 рядом с этой первой опорой 162 тела пластины узла статора будет изгибаться в щель 120 наружного канала тела пластины узла статора рядом с этой первой опорой 162 тела пластины узла статора. Таким образом, в варианте воплощения, в котором наружные каналы 116 тела пластины узла статора продолжаются вокруг периметра 117 внутреннего канала тела пластины узла статора, отсутствуют участки внутренней поверхности 118 внутреннего канала тела пластины узла статора, которые не являются гибкими.
Соответственно, в описанной выше конфигурации наружные каналы 116 тела пластины узла статора и пояса 180, 182 тела пластины узла статора образуют узел 11 обеспечения гибкости. Другими словами, винтовой канал 104 включает в себя узел 11 обеспечения гибкости. Таким образом, когда тело 110 пластины статора изготовлено из прочного материала, поверхность 105 винтового канала узла статора представляет собой прочную, гибкую поверхность 105 винтового канала узла статора, и внутренний канал 114 тела пластины узла статора представляет собой прочный, гибкий внутренний канал 114 тела пластины узла статора. В качестве альтернативы, когда тело 110 пластины статора изготовлено из крепкого материала, поверхность 105 винтового канала узла статора представляет собой крепкую, гибкую поверхность 105 винтового канала узла статора, и внутренний канал 114 тела пластины узла статора представляет собой крепкий, гибкий внутренний канал 114 тела пластины узла статора.
Следует отметить, что щели 120 наружных каналов тела пластины узла статора, и в частности конфигурация щелей 120 наружных каналов пластины узла статора, являются только примерами. Наружные каналы 116 тела пластины узла статора могут иметь любую форму, включая, но не ограничиваясь этим, в общем круглые отверстия, в общем квадратные отверстия, в общем ромбовидные отверстия, в общем овальные отверстия, в общем треугольные отверстия, в общем шестиугольные отверстия, в общем восьмиугольные отверстия, частично радиальные щели и спиральные щели. Кроме того, группа наружных каналов не должны иметь одинаковые размеры и форму. А именно, группа наружных каналов может включать в себя любую или все из описанных выше форм. Например, в описанной выше конфигурации опорный элемент 160 тела пластины узла статора может включать в себя круглые отверстия. Кроме того, хотя наружные каналы 116 тела пластины узла статора, как иллюстрируется на чертежах, включают в себя в общем гладкие поверхности, наружные каналы 116 тела пластины узла статора могут иметь любую форму, включая формы, отличающиеся от гладких поверхностей. Наружные каналы 116 тела пластины узла статора также могут включать в себя внутренние опоры, как было описано выше (не показано).
В другом варианте воплощения, который не показан, узел 11 обеспечения гибкости, включающий в себя наружные каналы, встроен в цельное тело узла статора (не показано). А именно, цельное тело узла статора включает в себя множество каналов (не показано), расположенных рядом с основным, внутренним каналом узла статора (не показано). Каналы в примерном варианте воплощения располагаются в конфигурации, подобной описанной выше конфигурации, т.е. концентрические щели. В этом варианте воплощения каналы образованы в цельном теле узла статора используя 3D-печать, электроискровую обработку, литье по выплавляемым моделям или любой другой подходящий способ.
Тела 110 пластин узла статора собираются в тело 102 узла статора. В общем, тела 110 пластин узла статора собираются в пакетное тело и соединяются, как было описано выше. Однако для образования винтового канала 104 каждое тело 110 пластины узла статора смещается в угловом направлении, т.е. немного поворачивается относительно смежного тела 110 пластины узла статора, как иллюстрируется на фиг. 6. То есть каждое тело 110 пластины узла статора включает в себя первую базовую точку 200, при этом, как иллюстрируется на чертежах, первая базовая точка 200 тела пластины узла статора располагается вдоль продольной оси 202 внутреннего канала 114 тела пластины узла статора. Таким образом, если тело 110' пластины узла статора ориентировано таким образом, что первая базовая точка 200' тела пластины узла статора располагается в вертикальном местоположении, то второе тело 110'' пластины узла статора будет ориентировано таким образом, что первая базовая точка 200'' тела пластины узла статора располагается в местоположении, смещенном радиально относительно вертикального местоположения. Подобным образом, третье тело 110''' пластины узла статора будет ориентировано таким образом, что первая базовая точка 200''' тела пластины узла статора располагается в местоположении, смещенном радиально относительно первой базовой точки 200'' тела пластины узла статора. Следует понимать, что радиальное смещение между телами 110 пластин узла статора является по существу одинаковым. В качестве примера, если винтовой канал 104 продолжается на дуге девяносто градусов и тело 102 узла статора изготовлено из девяноста тел 110 пластин узла статора, каждое тело 110 пластины узла статора будет смещено радиально примерно на один градус от каждого смежного тела 110 пластины узла статора.
Кроме того, в этой конфигурации наружные каналы 116 тела пластины узла статора также образуют удлиненные винтовые каналы, далее называемые «наружные винтовые каналы» 190. В примерном варианте воплощения наружные винтовые каналы 190 заполняются упругим материалом (не показано). В этом варианте воплощения упругий материал приклеивается к телу 110 пластины узла статора. Таким образом, если при работе винтового насоса 10 часть внутреннего пояса 180 тела пластины узла статора оторвется от тела 110 пластины узла статора, упругий материал может предотвратить перемещение оторванной части через узел 100 статора. В другом альтернативном варианте воплощения множество тел 110 пластин узла статора на верхнем по потоку и нижнем по потоку концах пакета заполняются упругим материалом (не показано), при этом остальные тела 110 пластин узла статора заполняются красителем (не показано) или подобным материалом. В этой конфигурации наружные винтовые каналы 190 уплотнены посредством упругого материала на верхнем по потоку и нижнем по потоку концах. Кроме того, в том случае, если часть внутреннего пояса 180 тела пластины узла статора оторвется от тела 110 пластины узла статора, краситель будет вытекать и смешиваться с подлежащей перемещению текучей средой (или обеспечивающей привод текучей средой), что может быть обнаружено или датчиком (не показано) или пользователем в месте ниже по потоку. Таким образом, краситель, и если используется также датчик, выполняют функцию системы предупреждения о повреждениях.
В примерном варианте воплощения цельное тело 22 узла ротора располагается в винтовом канале 104, и обеспечивается уплотнение цельного тела 22 узла ротора относительно винтового канала 104 вдоль по меньшей мере одной линии уплотнения. То есть по меньшей мере в одном месте вдоль периметра цельного тела 22 узла ротора имеется существенный контакт с винтовым каналом 104. Это взаимное расположение можно визуально отобразить на одной плоскости поперечного сечения цельного тела 22 узла ротора и винтового канала 104. Кроме того, это визуальное отображение удобным образом соответствует границе контакта между цельным телом 22 узла ротора и телом 110 пластины статора. Как было отмечено выше, в примерном варианте воплощения обеспечивается существенное уплотнение тела 22 узла ротора относительно дугообразных участков винтового канала 104. Обеспечивается уплотнение в общем тела 22 узла ротора относительно линейных участков винтового канала 104, но уплотнение в этой области является менее важным, чем на дугообразных участках винтового канала 104.
Таким образом, в иллюстрируемом варианте воплощения цельное тело 22 узла ротора имеет в общем круглую площадь поперечного сечения. В одном примерном варианте воплощения диаметр цельного тела 22 узла ротора в общем является таким же, как и расстояние между параллельными сторонами плоскоовального винтового канала 104. В этой конфигурации диаметр цельного тела 22 узла ротора в общем соответствует боковой ширине (т.е. ширине между двумя в общем параллельными сторонами плоскоовальной фигуры) плоскоовального винтового канала 104. Кроме того, кривизна цельного тела 22 узла ротора по существу соответствует дугообразным участкам плоскоовального винтового канала 104. Таким образом, цельное тело 22 узла ротора в общем зацепляет плоскоовальный винтовой канал 104 в двух противоположных местах, когда располагается в средней части плоскоовального винтового канала 104, и существенно зацепляет дугообразные участки плоскоовального винтового канала 104, когда располагается на любом из двух концов плоскоовального винтового канала 104. Когда цельное тело 22 узла ротора вращается, цельное тело 22 узла ротора в конкретной плоскости поперечного сечения, как иллюстрируется на чертежах, совершает возвратно-поступательное движение внутри плоскоовального винтового канала 104. Таким образом, в общем плоскоовальный канал 104 разделяется на две камеры, по одной с каждой стороны цельного тела 22 узла ротора. Следует понимать, что когда цельное тело 22 узла ротора достигает максимального бокового смещения, цельное тело 22 узла статора существенно зацепляет один дугообразный участок плоскоовального винтового канала 104.
В другом варианте воплощения плоскоовальный винтовой канал 104, или, другими словами, каждый плоскоовальный внутренний канал 114 тела пластины узла статора будет немного меньше, чем площадь поперечного сечения цельного тела 22 узла ротора. Это возможно благодаря узлу 11 обеспечения гибкости на телах 110 пластин узла статора. А именно, каждая внутренняя поверхность 118 внутреннего канала тела пластины узла статора плотно прилегает к цельному телу 22 узла ротора. В этой конфигурации и когда цельное тело 22 узла ротора совершает возвратно-поступательное движение, как описано выше, узел 11 обеспечения гибкости на теле 110 пластины узла статора обеспечивает возможность каждому внутреннему каналу 114 тела пластины узла статора расширяться, т.е. изгибаться до немного большей площади поперечного сечения, достаточной для размещения в нем цельного тела 22 узла ротора.
В описанном выше варианте воплощения цельное тело 22 узла ротора зацепляет винтовой канал 104 и уплотняется относительно него вдоль по меньшей мере одной линии уплотнения. Линия уплотнения почти буквально представляет собой линию, т.е. очень тонкую почти линейную границу контакта. Следует понимать, что в физическом смысле граница контакта не существует буквально вдоль двумерной линии. Если бы имелась, например, царапина на поверхности 105 винтового канала узла статора, линия уплотнения не может зацепить поверхность царапины, и тем самым не будет уплотнять камеры, как было описано выше. В варианте воплощения, в котором узел 20 ротора включает в себя пакетное тело 30 узла ротора, краевые поверхности тел 32 пластин ротора продолжаются в направлении, в общем параллельном оси вращения узла 20 ротора. Подобным образом, каждая внутренняя поверхность 118 внутреннего канала тела пластины узла статора продолжается в направлении, в общем параллельном оси вращения узла 20 ротора. В варианте воплощения с пакетным телом 30 узла ротора каждое тело 32 пластины ротора располагается внутри одного внутреннего канала 114 тела пластины узла статора, т.е. внутри плоскости одного тела 110 пластины узла статора. Таким образом, каждое тело 32 пластины ротора является связанным с телом 110 пластины узла статора, в котором оно располагается. Как было отмечено выше, каждое тело 32 пластины ротора имеет толщину, которая является по существу такой же, как и в связанном с ним теле 110 пластины статора. В этой конфигурации прилегающие краевая поверхность тела 32 пластины ротора и внутренняя поверхность 118 внутреннего канала тела пластины узла статора обеспечивают более полное уплотнение, чем линия уплотнения в приведенном выше варианте воплощения. А именно, в контексте настоящего документа «более полное уплотнение» представляет собой плоскую область уплотнения, в отличие от линии уплотнения.
Соответственно, в описанном выше конфигурации винтовой насос 10 включает в себя прочную, гибкую поверхность 105 винтового канала узла статора, как было описано выше. То есть винтовой насос 10 выполнен с возможностью обеспечения гибкой поверхности по меньшей мере на одной из поверхностей зацепления тела 22 узла ротора или винтового канала 104 узла статора.
В другом варианте воплощения узел 20 ротора включает в себя множество ползунов 40, как было описано выше. То есть узел 20 ротора включает в себя цельное тело 22 узла ротора, как было описано выше, за исключением того, что цельное тело 22 узла ротора имеет размеры, обеспечивающие размещение в канале 44 тела ротора, и не имеет размеры, чтобы соответствовать ширине плоскоовального винтового канала 104. Как и для тел 32 пластин ротора, каждое тело 42 ползуна является связанным с одним телом 110 пластины узла статора и располагается внутри внутреннего канала 114 тела пластины узла статора, т.е. внутри одной плоскости тела 110 пластины узла статора. Каждое тело 42 ползуна кроме того располагается на цельном теле 22 узла ротора. То есть, для каждого тела 42 ползуна цельное тело 22 узла ротора располагается в канале 44 тела ротора, и каждое тело 42 ползуна располагается с возможностью перемещения в связанном с ним внутреннем канале 114 тела пластины узла статора, как иллюстрируется на фиг. 4. В этой конфигурации, когда цельное тело 22 узла ротора вращается, цельное тело 22 узла ротора функционально зацепляет кулачковую поверхность 45 канала тела ротора, заставляя тело 42 ползуна совершать возвратно-поступательное движение в связанном с ним внутреннем канале 114 тела пластины узла статора.
Соответственно, в описанной выше конфигурации винтовой насос 10 включает в себя прочную, гибкую наружную поверхность 23 узла ротора. То есть винтовой насос 10 выполнен с возможностью обеспечения гибкой поверхности по меньшей мере на одной из поверхностей зацепления тела 22 узла ротора или винтового канала 104 узла статора. Кроме того, как иллюстрируется на фиг. 4, поверхность 105 винтового канала узла статора также включает в себя узел 11 обеспечения гибкости. Таким образом, и наружная поверхность 23 узла ротора и поверхность 105 винтового канала узла статора включают в себя узел 11 обеспечения гибкости. Другими словами, граница 300 контакта между наружной поверхностью 23 узла ротора и поверхностью 105 винтового канала узла статора представляет собой гибкую границу контакта. То есть, в контексте настоящего документа, «гибкая граница контакта» представляет собой границу контакта, когда оба элемента, которые образуют границу контакта, имеют гибкую конфигурацию. Кроме того, когда оба элемента, которые образуют границу контакта, изготовлены из прочного материала, граница 300 контакта представляет собой прочную, гибкую границу 300 контакта. В качестве альтернативы, если оба элемента, которые образуют границу контакта, изготовлены из крепкого материала, граница контакта 300 является крепкой, гибкой границей 300 контакта.
Следует отметить, что в этой конфигурации смещенные в угловом направлении тела 110 пластин статора образуют последовательности ступеней или уровней в винтовом канале 104 узла статора. Эти ступени оказывают влияние на поток материала через винтовой канал 104 узла статора. А именно, ступени создают турбулентность в потоке материала. Соответственно, ступени выполняют функцию усилителей 170 турбулентности потока. Кроме того, усилители 170 турбулентности потока не формируются в телах 110 пластины статора путем механической обработки или не формируются с помощью другого способа изготовления. По существу, усилители 170 турбулентности потока представляют собой «естественные усилители 170 турбулентности потока». А именно, в контексте настоящего документа, «естественный усилитель турбулентности потока» представляет собой усилитель турбулентности потока, который образуется при сборке тел пластин или подобной конструкции, и не является усилителем турбулентности потока, формируемым путем резки или другого формирования канавки или канала в теле. Следует отметить, что описанное выше пакетное тело 30 узла ротора также образует естественные усилители турбулентности потока.
Соответственно, способ изготовления узла 20 ротора включает в себя следующее. Обеспечение 1000 множества тел 32 пластин ротора, при этом каждое тело 32 пластины ротора включает в себя узел 11 обеспечения гибкости, и сборку 1002 тел 32 пластин ротора в пакет. Обеспечение 1000 множества тел 32 пластин ротора включает в себя обеспечение 1010 материала пластины, формирование 1012 тела 32 пластины ротора с множеством наружных каналов, расположенных эффективным образом рядом с краем 34 тела пластины ротора. Обеспечение 1010 материала пластины, формирование тела 32 пластины ротора включает в себя резку 1020 тела 32 пластины ротора из материала пластины и резку 1022 множества наружных каналов, расположенных эффективным образом рядом с краем 34 тела пластины ротора. Резка 1022 множества наружных каналов в примерном варианте воплощения включает в себя резку 1023 первой группы (не показано) наружных каналов, расположенных эффективных образом рядом с краем 34 тела пластины ротора, и резку 1025 второй группы (не показано) наружных каналов, расположенных эффективным образом рядом с первой группой наружных каналов. Сборка 1002 тел 32 пластин ротора включает в себя соединение 1060 тел 32 пластин ротора и по меньшей мере одно из соединения 1062 по методу «staking» тел 32 пластин ротора, соединения 1064 путем приваривания наружной поверхности тел 32 пластин ротора, соединения 1066 путем приваривания каждого тела 32 пластины ротора к смежному телу 32 пластины ротора, или механического сжатия 1068 тел 32 пластин ротора.
В альтернативном варианте воплощения обеспечение 1000 множества тел 32 пластин ротора включает в себя обеспечение 1010 материала пластины, формирование 1012 тела 32 пластины ротора и формирование 1014 тела 42 ползуна с множеством наружных каналов, расположенных эффективным образом рядом с краевой поверхностью 48 тела ползуна и каналом 44 тела ротора. Формирование 1012 тела 32 пластины ротора из материала пластины включает в себя резку 1020 тела 32 пластины ротора из материала пластины. Формирование 1014 тела 42 ползуна включает в себя резку 1026 тела 42 ползуна из материала пластины, резку 1028 множества наружных каналов 50, расположенных эффективным образом рядом с краевой поверхностью 48 тела ползуна, и резку 1030 канала 44 тела ротора. Резка 1028 множества наружных каналов в примерном варианте воплощения включает в себя резку 1027 первой группы 60 наружных каналов, расположенных эффективным образом рядом с краевой поверхностью 48 тела ползуна, и резку 1028 второй группы 62 наружных каналов, расположенных эффективным образом рядом с первой группой 60 наружных каналов. В этом варианте воплощения сборка 1002 тел 32 пластин ротора включает в себя соединение 1062 по методу «staking» тел 32 пластин ротора, соединение 1064 путем приваривания наружной поверхности тел 32 пластин ротора, соединение 1066 путем приваривания каждого тела 32 пластины ротора к смежному телу 32 пластины ротора, или механическое сжатие 1068 тел 32 пластин ротора. Этот вариант воплощения также включает в себя этап размещения 1070 тела 42 ползуна на связанном с ним теле 32 пластины ротора.
Подобным образом, способ изготовления узла 100 статора включает в себя следующее. Обеспечение 1100 множества тел 110 пластин статора, при этом каждое тело 110 пластины статора включает в себя узел 11 обеспечения гибкости, и сборка 1102 тел 110 пластин статора в пакет. Обеспечение 1100 множества тел 110 пластин статора включает в себя обеспечение 1110 материала пластины, формирование 1112 тела 110 пластины статора с внутренним каналом 114 и множеством наружных каналов 116, расположенных эффективным образом рядом с внутренним каналом 114 статора. Обеспечение 1110 материала пластины, формирование 1112 тела 110 пластины статора включает в себя резку 1120 тела 110 пластины статора из материала пластины, резку 1122 внутреннего канала 114 и резку 1124 множества наружных каналов 116, расположенных эффективным образом рядом с внутренним каналом 114 статора. Резка 1124 множества наружных каналов 116 в примерном варианте воплощения включает в себя резку 1027 первой группы 140 наружных каналов, расположенных эффективным образом рядом с внутренним каналом 114 статора, и резку 1029 второй группы 142 наружных каналов 116, расположенных эффективным образом рядом с первой группой 140 наружных каналов 116. Сборка 1102 тел 110 пластин статора включает в себя соединение 1160 тел 110 пластин статора, при этом каждое тело 110 пластины статора смещено в угловом направлении относительно смежного тела 110 пластины статора. Соединение 1160 тел 110 пластин статора включает в себя по меньшей мере одно из соединения 1162 по методу «staking» тел 110 пластин статора, соединения 1164 путем приваривания наружной поверхности тел 110 пластин статора, соединения 1166 путем приваривания каждого тела 110 пластины статора к смежному телу 110 пластины статора, или механического сжатия 1168 тел 110 пластин статора. Как было отмечено выше, этот способ формирует внутренний канал 114, который по меньшей мере частично образован поясом 180, при этом пояс 180 является гибким.
Хотя здесь были подробно описаны конкретные варианты воплощения изобретения, специалистам в этой области техники будет очевидно, что возможны их различные модификации и альтернативы в соответствии с общими идеями настоящего раскрытия. Соответственно, раскрытые частные варианты являются только иллюстративными и не ограничивают объем изобретения, который полностью определяется прилагаемой формулой изобретения и всеми возможными ее эквивалентами.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| ПРЕДВАРИТЕЛЬНО ДЕФОРМИРОВАННЫЕ РОТОРЫ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЗАЗОРОМ МЕЖДУ МАГНИТОМ И СТАТОРОМ В МАШИНАХ С ОСЕВЫМ ПОТОКОМ | 2018 |
|
RU2762630C2 |
| ГЕРМЕТИЗИРОВАННЫЙ УЗЕЛ СТАТОРА И ДВИГАТЕЛЬ (ВАРИАНТЫ) | 2011 |
|
RU2580948C2 |
| СИСТЕМА КРЕПЛЕНИЯ КАТУШКИ СТАТОРА ДЛЯ НЕ ПОКРЫТЫХ ЛАКОМ СТАТОРОВ | 2010 |
|
RU2525233C2 |
| РАЗДЕЛЬНЫЙ КОЖУХ СТАТОРА | 2013 |
|
RU2597272C2 |
| СКВАЖИННОЕ ВИБРАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО | 2018 |
|
RU2726805C1 |
| СЕГМЕНТИРОВАННЫЙ СТАТОРНЫЙ УЗЕЛ | 2013 |
|
RU2618506C2 |
| ГЕРМЕТИЗИРОВАННЫЙ УЗЕЛ СТАТОРА И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ | 2008 |
|
RU2461747C2 |
| УПЛОТНИТЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ И РОТАЦИОННАЯ МАШИНА | 2012 |
|
RU2607195C2 |
| УЗЕЛ РОТОРА, УЗЕЛ СТАТОРА, А ТАКЖЕ ПАРОВАЯ ТУРБИНА, СОДЕРЖАЩАЯ ТАКИЕ УЗЛЫ | 2006 |
|
RU2429351C2 |
| СТАТОР С КЛЕММНЫМ СОЕДИНИТЕЛЕМ | 2018 |
|
RU2776036C2 |
Группа изобретений относится к узлу статора для винтового насоса и более конкретно к узлу статора, в котором винтовой канал представляет собой гибкий винтовой канал. Предложена пластина статора для узла статора винтового насоса, содержащая цельное плоское тело (110), образующее основной - внутренний канал и множество наружных каналов. Наружные каналы располагаются эффективным образом рядом с внутренним каналом, в результате чего упомянутый внутренний канал по меньшей мере частично образован поясом. Пояс и наружные каналы образуют узел обеспечения гибкости. Группа изобретений направлена на создание винтового насоса, в котором компоненты не подвержены быстрой деградации, не являются самоповреждающимися и не позволяют обратный поток транспортируемого материала. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 6 ил.
1. Пластина (101) статора для узла (100) статора винтового насоса, содержащая цельное плоское тело (110), образующее основной - внутренний канал (114) и множество наружных каналов (116), причем упомянутые наружные каналы (116) располагаются эффективным образом рядом с упомянутым внутренним каналом (114), в результате чего упомянутый внутренний канал (114) по меньшей мере частично образован поясом (180), при этом упомянутый пояс (180) и наружные каналы (116) образуют узел (11) обеспечения гибкости.
2. Пластина (101) статора по п. 1, в которой упомянутое множество наружных каналов (116) включают в себя расположенные в окружном направлении рядом каналы.
3. Пластина (101) статора по п. 2, в которой упомянутое множество наружных каналов (116) включают в себя множество щелей (120), причем каждая щель (120) включает в себя первый конец (124), среднюю часть (126) и второй конец (128), причем упомянутые щели (120) образуют множество опорных элементов (160) между смежными щелями (120).
4. Пластина (101) статора по п. 3, в которой упомянутое множество наружных каналов (116) расположено вокруг упомянутого внутреннего канала (114).
5. Пластина (101) статора по п. 4, в которой упомянутое множество наружных каналов (116) включает в себя первую группу (140) наружных каналов и вторую группу (142) наружных каналов, причем упомянутая первая группа (140) наружных каналов расположена вокруг упомянутого внутреннего канала (114), причем упомянутая первая группа (140) наружных каналов образует множество первых опорных элементов (162) между смежными каналами, причем упомянутая вторая группа (142) наружных каналов расположена вокруг упомянутой первой группы (140) наружных каналов, причем упомянутая вторая группа (142) наружных каналов образует множество вторых опорных элементов (164) между смежными каналами.
6. Пластина (101) статора по п. 5, в которой продольная ось (202) каждого первого радиального опорного элемента (162) располагается вдоль средней части (126) канала в упомянутой второй группе (142) наружных каналов и продольная ось (20) каждого второго радиального опорного элемента (164) располагается вдоль средней части (126) канала в упомянутой первой группе (140) наружных каналов.
7. Пластина (101) статора по п. 1, в которой упомянутое множество наружных каналов (116) включает в себя первую группу (140) наружных каналов и вторую группу (142) наружных каналов, причем упомянутая первая группа (140) наружных каналов расположена вокруг упомянутого внутреннего канала (114) и упомянутая вторая группа (142) наружных каналов расположена вокруг упомянутой первой группы (140) наружных каналов.
8. Пластина (101) статора по п. 1, в которой упомянутое тело (110) изготовлено из прочного материала.
9. Способ изготовления узла (100) статора для винтового насоса (10), включающий в себя:
обеспечение (1100) множества тел (110) пластин статора, причем каждое тело (110) пластины статора представляет собой цельное плоское тело, образующее основной - внутренний канал (114) и множество наружных каналов (116), причем упомянутые наружные каналы (116) располагаются эффективным образом рядом с внутренним каналом (114), в результате чего упомянутый внутренний канал (114) по меньшей мере частично образован поясом (180), при этом упомянутый пояс (180) является гибким; и
соединение (1160) упомянутых тел (110) пластин статора друг с другом в пакет, при этом каждое тело (110) пластины статора смещается в угловом направлении относительно каждого смежного тела пластины статора.
10. Способ по п. 9, в котором обеспечение (1100) множества тел (110) пластин статора включает в себя:
обеспечение (1110) материала пластины;
резку (1120) тела пластины статора из материала пластины;
резку (1122) внутреннего канала (114) в теле (110) пластины статора; и
резку (1124) множества наружных каналов (116), расположенных эффективным образом рядом с внутренним каналом (114) статора в теле (110) пластины статора.
11. Способ по п. 10, в котором резка (1124) множества наружных каналов (116) включает в себя:
резку (1024) первой группы (140) наружных каналов, расположенных эффективным образом рядом с внутренним каналом (114) статора; и
резку (1029) второй группы (142) наружных каналов, расположенных эффективным образом рядом с первой группой (140) наружных каналов.
12. Способ по п. 9, в котором соединение (1160) упомянутых тел (110) пластин статора друг с другом в пакет включает в себя по меньшей мере одно из соединения (1162) по методу “staking” тел (110) пластин статора, соединения (1164) путем приваривания наружной поверхности тел (110) пластин статора, соединения (1166) путем приваривания каждого тела (110) пластины статора к смежному телу пластины статора, или механического сжатия (1168) упомянутого пакета тел (110) пластин статора.
13. Узел (100) статора для винтового насоса (10), причем упомянутый винтовой насос (10) включает в себя удлиненный винтовой ротор (20), при этом упомянутый узел (100) статора содержит множество цельных тел (110) пластин статора, причем каждое тело (110) пластины статора представляет собой плоское тело, образующее основной - внутренний канал (114) и множество наружных каналов (116), причем упомянутые наружные каналы (116) располагаются эффективным образом рядом с упомянутым внутренним каналом (114), в результате чего упомянутый внутренний канал (114) по меньшей мере частично образован поясом (180), причем пояс (180) является гибким, причем упомянутые тела (110) пластин статора соединены друг с другом в пакет, при этом упомянутые внутренние каналы (114) тел пластин статора образуют винтовой канал (104) и упомянутые наружные каналы (116) тел пластин статора образуют винтовые наружные каналы (190), при этом упомянутый винтовой канал (104) включает в себя узел (11) обеспечения гибкости.
14. Узел (100) статора по п. 13, в котором упомянутое множество тел (110) пластин статора изготовлены из прочного материала.
15. Узел (100) статора по п. 13, в котором упомянутый винтовой ротор (20) включает в себя тело (22) с наружной поверхностью (23), причем упомянутая наружная поверхность (23) тела ротора включает в себя две противоположные поверхности, при этом упомянутый винтовой канал (104) образует одно из канала постоянного контакта или канала сжатия.
16. Узел (100) статора по п. 13, в котором упомянутый винтовой канал (104) включает в себя естественный усилитель (170) турбулентности потока.
17. Узел (100) статора по п. 13, в котором множество наружных каналов (116) каждого упомянутого тела (110) пластины статора включают в себя первую группу (140) наружных каналов и вторую группу (142) наружных каналов, причем упомянутая первая группа (140) наружных каналов располагаются вокруг связанного с ней внутреннего канала (114) и упомянутая вторая группа (142) наружных каналов располагаются вокруг связанной с ней первой группы (140) наружных каналов.
| Многоступенчатая активно-реактивная турбина | 1924 |
|
SU2013A1 |
| US 3975121 A, 17.08.1976 | |||
| US 5832604 A, 10.11.1998 | |||
| СТАТОР ВИНТОВОГО ДВИГАТЕЛЯ | 2010 |
|
RU2441126C2 |
| СТАТОР ВИНТОВОЙ ГЕРОТОРНОЙ ГИДРОМАШИНЫ | 2005 |
|
RU2283416C1 |
