Погружной инерционный насос Советский патент 1983 года по МПК F04B49/00 F04B7/00 

ел с

ts9

00 4ib

Изобретение относится к гидромашиностроению, в частности к погружным инерционным насосам, и может бы использовано для перекачивс;ния .(/-идко стей из глубоких колодцев и скван1ин,

По основному авт, св. ff известен погружной инерционный на-сое для скважин и колодцев, содержа щий всасывающие клапаны, расположенный в погруженной в жидкость напорной трубе рабочий орган в виде подпружиненного поршня, соединенного с силовым вибрационным приводом, например электромагнитом, связанным цепью передачи энергии с источни гой энергии и снабженный датчиком параметра состояния перекачиваемой жидкости и связанным с датчиком переключателем, который включен в цепь передачи энергии от ее источника к приводу, при этом датчик выполнен в виде датчика перемещения столба жидкости и установлен в объеме, примыкающем к рабочему органу, а пере- ключатель снабжен по меньшей ере, парой контактов, связанных с цепью передачи энергии и один из ни;: связан с последней при перемецении -кпдкости от рабочего органа, а другой при ее перемещении к рабочему оогану 1.

Недостаток известного )ужного инерционного насосе состоч7 е том, что при использовани;- S не;- намического датчика напраэп--;н IB движения жидкости в зависимо;: ::-, о глубины скважины и частоты ера-: т ьвания привода изменяется сдам г фазы между началом движения столба ;-;иД;С сти в насосе и началом сс-абг ----.1вани:привода. Это, в свою о- ередЬ| условия передачи эн-р: от fopiu ня жидкости i приводит -:- гчижению КПД с понижением частсь; ,;-абогь: на coca.

Целью изобретения яаляетс:- ювышение КПД в широком диапазон: эксплуатационных параметров путем о(5ес печения независимости работы приг/. от глубины скважины.

Указанная цель достигается тем. что в погружном инерционнОгЧ насоси для скважин и колодцев, содерж -щем всасывающие клапаны, pacпoлo)кe.; :1:й

в погруженной в жидкость Наг1С;::И

трубе рабочий орган в виде подпсужикенного поршня, соединенного .: силовым вибрационным приводом, например электромагнитом, связанным цеi:bO еррдзми энергии с источником ,. сзЬ т(енчь:м датчиком пара сс;стоячия перекачивземо:й жидк.)оти и связа:1(::jH С / атчиком пере:с.:):.-п--:леь. который включен в цепь пег едапи Э-iepn k- ог ее источника к пр;.гводу, при этом GOTMKK выполнен в виде дзтчика пере;.1 ц8ния столба жидкс с:Т|.-: и установлен в объеме, примыкаюи|ем к рабоче/м OD afHYj о лерекг очагель с -а6ыен, ю .1еныией мере, контактов, С 5лзвнных с цепью передачи энергии и один из них связан с последней при перемещении жидкости ;)-г рабомего .-:-:pi.jf-a, а другой при ее пере.--еи;ении х рабочему органу: .:ы;:- ; Ощи:-1 i-:nf.nai- размещен соосно с pa6o-.ii- органо1и. его седло усг |О8ле -:о с возможностью осевого перемещения :.; счл5) ограничи гельными упорами ч лд-гчик перемещения с-гояба жидкости выпэлг:ен R яатчикл по.гюжения -:(гдлэ ее асызаюушго клапана

Кроме того, седло всасывающего Knanaiia снабжено L: г occenь Ымl каиалйми . распопоже:-нь:г1И на посадо-ной поБерхнс;ст1.; c.,.i;;a.

На 4epTg)(e f:x --i -;:--г-но предстззле ПО; рун;..|ой i i-;ep::/.j.-,ibiA чэсос, общий

В:.1Ц,.

Погсужнсй и;-: :;. UK -:Кьй насос соДсрн-::/:г, ПС :. .-е;)е, o,qi-iH всас Lif.. :о;.1ий , ;.,,;::полох енный

в П1).;й :л ic-iUKGCTb ЧвПСрНОЙ

тсуоо 2 1)аоочг;й ср а- п виде подпру ki-;Mij4Horo г.:ишии 3; :--С8Диненного с: Г; ij-K-:; :,;. ;;,.:б pay:-: гг li-iijiM пои ведом, на-1ииг4ер зл. -fvoi-ior--ИТ ом м связанным iRHr; Г:г;р°А.ги.П1 5-.-р;-:-;И 5 С источни

ОМ -:Н:-рГ:;:-1 Ь. -:..:-; ;.;5:;;(:Н ИЫМ ДЗТЧИКОМ

7 - юаме-грп сосг (in-KiM перекачиваемо

;.:ДкОСГИ и -: -;Л чНЫг с, цЗТЧИКГЗМ 8

..:Л10-- :ГС -ем: ко-:-орый зключен в цепь переда --) sitiij n 5 от ее источ:.ика 6 к гюико т--/, например электро-,0-НИ-Т-у -,.

,Црт .ик / i pawerpa состояния пе :скачиваеиг)й «идкеа -и с;ы;10Л|1ан в ви /la-MMKc; 9 ееогме ения столба ч(|/:дкос и yc-rapoBj;eH е рапрчег.-; С5ч.вме 10 |;риг.-;ыкающем к рлбомему opj-a-V; з пе рекнвчаvaip; b сг.1ап;;ен, П.Р с 1ьшей .jpe, пзоой u-i;--, d кте;з м ч l/. СВР: анкых с 5:ер:,;Ю ,ерРЛЗ..ч энергии 5 и с .,-jH из ;-чх,, 1 1 - Сир-,-- ; no.pJieAНеЙ ni;.-; .ЧЧ -К.рО OC-ч-l ОТ ли бочеро oprari.-; ч-,яруг-ри гри ее пе

. :. ;; рабочем./ .ргану, Всесу вающи.-i клзчан разк ИР- соосно :;

рабочим органом, его седло 13 установлено с возможностью осевого пере мещения и снабжено ограни«1ительными упорами Н, ,а датчик перемещения столба жидкости выполнен в виде датчика 15 положения седла 13, всасывающего клапана 1. Седло 13 всасывающего клапана 1 снабжено дроссельными каналами 16, расположенными на посадочной поверхности 17 седла 13.

Контакты 11 и 12 отделены от-перекачиваемой жидкости эластичными диафрагмами, например сильфонами (на чертеже не показаны), а полост расположения контактов заполнена маслом. При этом положение седла 13 может также регистрироваться датчиками положения различных типов: емкостными, индукционными, датчиками усилия ограничительных упоров седла о корпус, управляющими коммутационным устройством, обеспечивающим необходимое подключение источника энергии 6 к двигателю поршня.

Вместо электрического двигателя возможно применение гидравлического или пневматического приводов, сообщаемых посредством датчика 15 с соответствующим внешним источником энергии.

Так, например, соленоид 18 электромагнита k сообщен с внешним источником энергии 6, содержащим накопительный конденсатор (на чертеже не показан), заряжаемый от аккумулятора 19, подключенного к генератору 20, приводимого от ветродвигателя 21, Насос снабжен клю.чом 22. .

Погружной инерционный насос работает следующим образом.

При включении ключа 22 заряжается накопительный конденсатор источника энергии 6, который при последующем замыкании переключателя 8 через замкнутую пару контактов 12 (это происходит под действием веса седла 13 с клапаном 1 и пружины клапана 1) подключает соленоид 18 к источнику энергии 6, что вызывает смещение рабочего органа, зыпол1ненного в виде подпружиненного поршня 3, вниз и вытеснение жидкости из рабочего объема 10 через обратный клапан (на чертеже не показан) подпружиненного поршня 3 в напорную трубу 2 насоса. Далее под действием пружин (на чертеже не показан)

подпружиненный поршень 3 смещается вверх, что вызывает снижение давления в рабочем объеме 10, подъем седла 13 к упорам Т, замыкание контактов 11 и новое подключение соленоида 18 к источнику энергии 6 при одновременном изменении направления движения тока в соленоиде, что приводит к толканию подпружиненного

J поршня 3 вверх и заполнению .рабочего объема 10 жидкостью через всасывающий клапан 1 (такт всасывания). При этом сжимается верхняя пружина и растягивается нижняя пружина. Накопленная в пружинах потенциальная энергия при смещении подпружиненного поршня 3 преобразуется в кинетическую энергию поршня, сердечника электромагнита k и опускающегося вниз столба жидкости в насосе, что вызывает опускание седла 13 вниз и повторное замыкание контактов 12. Далее рабочий процесс насоса повторяется периодически с частотой собственных колебаний столба жидкости

В насосе.

Для повышения собственной частоты колебаний столба жидкости в насосе и устранения высокочастотных мэ0 лебаний давления, приводящих к повышению потерь энергии в насосе, раци|Онально устанавливать колпак (на чер теже не показан)на напорной трубе 2 насоса.

Упрощение запуска насоса при относительно маломощном приводе подпружиненного поршня 3 обеспечивается наличием протока жидкости через 0 дроссельные каналы 1б, что обеспечивает приведение поршня 3 в исходное положе.ние, соответствующее усяовиям его статического равновесия при деформированных пружинах.

5 Смещение седла 13 из-за малой величины перепада давления на каналах 1б и их относительно малого, по сравнению с проходным сечением всасывающего клапана 1, сечения происходит практически вслед за началом движения столба жидкости в насосе. Это и обеспечивает включение соленоида 18 в началах тактов нагнетания и всасывания при еще малых скоростях столба жидкости. При этом обеспечивается наибольшее (по силе и пе- ; редаваемой энергии )воздействие поршня на столб жидкости в насосе. Причем условия передами энергии от привода жидкости в данном насосе существенно меньше зависят от частотны и амплитуды свободнь1х колебаний столба жидкости в насосе, что особенно важно при необходимости повышения

подачм насоса, при его работе в глубоких скважинах. В целом, обеспечивается повышение КПД работы насоса в широком диапазоне изменения рабочих параметров, определяемых условиями эксплуатации насоса.