Погружной насос Советский патент 1989 года по МПК F04B47/00 F04B43/00 

Изобретение относится к гидромашиностроению, в,частности к погружным насосам поршневого типа с перекатывающейся диафрагмой, предназначено преимущественно для ветронасосных установок и может быть использовано в различных отраслях промышленности для откачивания из скважин невязких жидкостей.

Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности при высоких частотах двойных ходов поршня, а именно до 300 в минуту.

На фиг. 1 схематично представлен погружающий насос, продольный разрез; на фиг. 2 узел I на фиг. 1.

Погружной насос содержит корпус 1, ус- тановленный в корпусе 1 с кольцевым зазором полый поршень 2, связанный с приводом (не показан) через подвижную штангу 3, размешенную между корпусом 1 и полым поршнем 2 в кольцевом зазоре и связанную с ними эластичную перекатывающуюся диафрагму 4, установленный со стороны нижнего торца полого порщня 2 нагнетательный клапан 5, являющийся продолжением полого поршня и снабженный выполненными в его корпусе 6 центральным 7 и периферийными 8 отверстиями, а также связанные с корпусом 1 насоса подающие трубы 9 и всасываюший клапан 10. Корпуса 6 и 11 соответственно нагнетательного 5 и всасывающего 10 клапанов связаны между собой пружиной 12 растяжения. Корпус 6 нагнетательного клапана 5 дополнительно снабжен закрепленным в его центральной части эластичным кольцевым запорным элементом 13, установленным с возможностью перекрытия периферийных отверстий 8, а отношение площадей попереч- ных сечений периферийных отверстий 8 корпуса 6 нагнетательного клапана 5 и кольцевого зазора между корпусом 1 насоса и его полым поршнем 2 равно 0,05-0,16.

Уплотнительные поверхности корпуса 6 нагнетательного клапана 5 в месте располо- жения периферийных отверстий 8 и дополнительного эластичного кольцевого запорного элемента 13 выполнены коническими, поверхность дополнительного эластичного кольцевого запорного элемента 13, противополож- ная уплотнительной, выполнена криволинейной с утолшенным периферийным 14 и R-об- разным концевым 15 участками, при этом центральная часть корпуса 6 нагнетательного клапана 5 в месте крепления дополнительного эластичного кольцевого запорного элемента 13 снабжена канавкой 16 R-образ- ного профиля, прямая образующая которой обращена к оси полого поршня 2 и выполнена с возможностью взаимодействия с концевым 15 R-образным участком эластичного кольцевого запорного элемента 13 (фиг. 2)

Перекатывающаяся диафрагма 4 состоит из двух слоев: внутреннего в виде высокоэластичной тонкостенной трубки, и наруж0

5 5 30

40 50

ного в виде сетчатой трубки с ромбовидными ячейками (не показаны). Погружной насос снабжен всасывающим патрубком 17, на котором установлен всасывающий клапан 10.

Погружной насос работает следующим образом.

Вращение ветроколеса ветронасосной установки через коленный участок приводного вала (не показаны) вызывает возвратно-поступательное движение штанги 3 и вместе с ней полого поршня 2 насоса.

При ходе полого поршня 2 вниз, который осуществляется от действия пружины 12- растяжения, запорный элемент (не обозначен) всасывающего клапана 10 закрыт, а дополнительный эластичный кольцевой запорный элемент 13 своей конической уплотнительной поверхностью прижат к конической уплотнительной поверхности корпуса 6 нагнетательного клапана 8, перекрывая его периферийные отверстия 8. Жидкость из полости всасывающего патрубка 17, открывая запорный элемент (не обозначен) нагнетательного клапана 5, направляется через полый поршень 2 в полость подающих труб 9. При этом в кольцевом зазоре между корпусом 1 насоса и полым поршнем 2 создается разрежение, и небольшое количество перекачиваемой жидкости из полости всасывающего патрубка 17 через микрозазоры может дросселироваться в упомянутый кольцевой зазор. Эластичная перекатывающаяся диафрагма 4, перекатываясь по цилиндрическим поверхностям полого поршня 2 и корпуса 1 насоса, постепенно переходит с внешней поверхности полого поршня 2 на внутреннюю поверхность корпуса 1. В полости подъемных труб 9 создается давление жидкости большее, чем в кольцевом зазоре, между корпусом и полым поршнем. Перепад давлений в полостях подъемных труб и кольцевого зазора предотвращает слипание внутренних (находящихся на поверхности naio- го порщня 2) и внешних (находяшихся на поверхности корпуса 1 насоса) стенок эластичной перекатывающейся диафрагмы 4.

При ходе полого поршня 2 вверх, который осуществляется за счет энергии ветроколеса, запорный элемент (не показан) нагнетательного клапана 5 закрыт. Полый поршень 2 поднимает столб жидкости, находящейся в подъемных трубах 9. Во всасывающем патрубке 17 создается разрежение и запорный элемент всасывающего клапана 10 открывается, пропуская жидкость из во- досточника (скважины) в полость всасывающего патрубка 17. Эластичная перекатывающаяся диафрагма 4 при этом, постепенно перекатываясь по стенкам корпуса 1 насоса и его полого порщня 2, переходит с внутренней поверхности корпуса 1 насоса на внешнюю поверхность полого поршня 2. Слипание между собой стенок эластичной перекатывающейся диафрагмы исключено благодаря

повышению давления столба поднимаемой жидкости в полости подающих труб 9 над давлением в полости кольцевого зазора между корпусом насоса и его полым поршнем, при этом дросселированная при ходе полого поршня 2 вверх в полость кольцевого зазора Жидкость легко отжимает периферийный участок 14 дополнительного эластичного кольцевого запорного элемента 13 от конической уплотнительной поверхности корпуса 6 нагнетательного клапана 2, открывая периферийные отверстия 8, через которые жидкость попадает обратно в полость всасывающего патрубка 17. Надежный отжим периферийного участка дополнительного эластичного кольцевого запорного элемента 13 от уплотнительной поверхности корпуса 6 нагнетательного клапана 5 с периферийными отверстиями 8 обеспечивается наличием взаимодействующих между собой концевого R-образного участка 15 эластичного кольце- вого запорного элемента 13 и канавкой 16 R-образного профиля в центральной части корпуса нагнетательного клапана.

Формула изобретения

1. Погружной насос преимущественно для ветронасосных установок, содержащий корпус, установленный в корпусе с кольцевым зазором полый поршень, связанный с приводом через подвижную штангу, размещенную между корпусом и полым поршнем, и связанную с ними эластичную перекатыва- юшуюся диафрагму, установленный со стороны нижнего торца полого поршня нагнетательный клапан, являющийся продолже0

,.

5

5

0

нием поршня и снабженный выполненными в его корпусе центральным и периферийными отверстиями, а также связанные с корпусом насоса подающие трубы и всасывающий клапан, причем корпуса всасывающего и нагнетательного клапанов связаны между собой пружиной растяжения, отличающий ся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности при высоких частотах двойных ходов поршня, корпус нагнетательного клапана дополнительно суабжен закрепленным в его центральной части атастичным кольцевым запорным элементом, установленным с возможностью перекрытия периферийных отверстий, а отношение площадей поперечных сечений периферийных отверстий корпуса нагнетательного клапана и кольцевого зазора между корпусом насоса и полым поршнем равно 0,05-0,16.

2. Насос по п. 1, отличающийся тем, что уплотнительные поверхности корпуса нагнетательного клапана в месте расположения периферийных отверстий и эластичного кольцевого запорного элемента выпатнены коническими, поверхность эластичного кольцевого запорного- элемента, противоположная уплотнительной, выполнена криволинейной с утолщенным периферийным и R-образным концевым участками, при этом центральная часть корпуса нагнетательного клапана в месте крепления эластичного кольцевого запорного элемента снабжена канавкой R-образного профиля, прямая образующая которой обращена к оси полого поршня и выполнена с возможностью взаимодействия с R-образным концевым участком эластичного кольцевого запорного элемента.

Изобретение м.б. использовано в различных отраслях промышленности для откачивания из скважин невязких жидкостей. Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности погружного насоса при высоких частотах двойных ходов поршня 2. В корпусе (К) 1 с кольцевым зазором установлен полый поршень 2, связанный с приводо.м через подвижную штангу 3. С К 1 и поршнем 2 связана эластичная перекатывающаяся диафрагма 4. Со стороны нижнего торца поршня 2 установ лен нагнетательный клапан 5. Клапан 5 снабжен выполненными в его К 6 центральным и периферийным отверстиями 7, 8. С К 1 связаны пода- юш.ие трубы 9 и всасываюш,ий клапан 10. К 6, 11 связаны пружиной 12 растяжения. К 6 дополнительно снабжен закрепленным в его центральной части эластичным кольцевым запорным, элементом (Э) 13, установленным с возможностью перекрытия отверстий 8. Отношение площадей поперечных сечений отверстий 8 и кольцевого зазора равно 0,05- 0,16. Уплотнительные поверхности К 6 в месте расположения отверстий 8 и Э 13 выполнены коническими. Поверхность Э 13, противоположная упдотннтельной, выполнена криволинейной с утолщенным периферийным и R-образным концевым участками. Цент- ральная часть К 6 в месте крепления Э 13 снабжена канавкой 16 R-образного профиля, Прямая образующая которой образена к оси поршня 2 и взаимодействует с концевым участком Э 13, что обеспечивает их взаимодействие. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. i (Л j; СП 00 4 tib гд риг. 1

6

ГЗ

П 75 7

сриг.2