Диафрагменная насосная установка Советский патент 1990 года по МПК F04B43/06 F04B47/06 

Изобретение относится к гидромашиностроению, в частности к гидроприводным диафрагменным электронасосам, и может быть использовано для подъема жидкости из скважин.

Цель изобретения - повышение надежности и упрощение конструкции насосной установки.

На фиг.1 изображена диафрагмен- ная насосная установка, продольный разрез; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг.1.

Диафрагменная насосная установка содержит корпус 1, приводной масло- наполненный электродвигатель 2, вал которого эластичной муфтой 3 соединен с валом объемного роторного насоса 4. С противоположной стороны вал насоса 4, кинематически жестко связан с эксцентриковым валом 5, например, через понижающий редуктор 6, обеспечивающий снижение скорости вращения эксцентрикового вала 5 по отношению к скорости вращения вала насоса 4.

В корпусе 1 установлены кольцевой коллектор 7 и корпус 8 распределителя. Продольное отверстие 9 в корпусе 8 распределителя совмещено с продольным отверстием в кольцевом коллекторе 7, выполнено, например, центральным и составляет часть полости 10 низкого давления, ограниченной снизу торцом питающего насоса, в котором расположен вход насоса 4.

8центральном продольном отверстии

9установлен вдоль оси вращения насоса 4 эксцентриковьй вал 5. Гидролиния 11 высокого давления связывает выход насоса 4 с кольцевым коллектором 7. В корпусе 8 распределителя выполнены пары из глухих продольных отверстий, равномерно расположенные по окружности поперечного сечения корпуса 8 распределителя,

0 например, одна пара (фиг.1) образована отверстиями 12 и 13. Число пар соответствует числу рабочих каналов, которое для обеспечения равномерности нагрузки приводного двигателя 2

5 может равняться трем и более (фиг.1 3, показана установка, имеющая три .рабочих канала). Продольное отверстие 12 соединено с кольцевым коллектором 7, а продольное отверстие

0 13 является одним из выходов кор- п-уса 8 распределителя. Отверстие 13 (фиг.1) соединено с гидролинией .14, связанной с приводной камерой 15. Эксцентрик 16 вала 5 выполнен с возс нежностью взаимодействия с толкателем клапана 17 высокого давления, который, открываясь, соединяет глухие отверстия 12 и 13, причем толкатель клапана 17, установленный в

0 корпусе а распределителя, по скользящей посадке пересекает отверстие 13. Клапан 17, соединяя отверстия

12и 13, тем самым связывает приводную камеру 15 с гидролинией 11

5 высокого давления.

Эксцентрик 18 выполнен с возможностью взаимодействия с толкателем 19 низкого давления, который, открываясь, соединяет для данного ваQ рнанта глухое продольное отверстие

13с центральным продольным отверстием 9,тем самым связывая приводную камеру 15 с полостью 10 низкого давления и входом насоса 4.

с Каждая эластичная диафрагма 20 разделяет рабочую камеру на приводную 15 и насосную 21. Насосная камера 2V соединена с гидролинией 22, которая доходит до насосной головки

23 и соединяется с каналом 24 в ней. Канал 24 в головке 23 соединен с всасывающим клапаном 25 и нагнетательным клапаном 26.

Торец головки 23 ограничивает полость 10 низкого давления сверху. Над головкой 23 размещен фланец 27 с коллектором 28, в который выходит нагнетательный клапан 26. Аналогичным образом выполнены и остальные рабочие каналы, которые начинаются в корпусе 8 распределителя и заканчиваются в коллекторе 28. К второму рабочему каналу относятся глухие продольные отверстия 29 и 30 и клапаны 31 и 32 соответственно низкого и высокого давлений, а к третьему рабочему каналу - глухие продольные отверстия 33 и 34, клапан 35 низкого давления и клапан 36 высокого давления.,

К фланцу 27 присоединена насос- но-компрессорная труба 37, которая сообщена с коллектором 28, и токов- вод 38. Оси симметрии поперечного сечения эксцентриков 16 и 18 смещены на угловое расстояние, равное смещению отверстий 12 и 13 относительно отверстий 33 и 34.

Эксцентрики 16 и 18, открывающие клапаны 19, 31, 35 и 17, 32, 36 низкого и высокого давлений соответственно, для обеспечения равномерной работы установки, включающей три камеры, выполнены с возможностью перекрытия одновременно двух клапанов,каждым эксцентрик 18 установлен с угловым смещением 120 относительно эксцентрика 16, обеспечивающим отставание по фазе от эксцентрика 16 так, что в одном рабочем канале клапаны высокого и низкого давлений не открыты или закрыты одновременно.

В э.том случае получено постоянство нагрузки приводного электродвигателя 2 и питающего насоса 4, так как в момент включения или отключения одного из рабочих каналов на нагнетание или всасывание всегда параллельно с ним работает еще один канал.

Так, например, эксцентрик 16 (фиг.З) открывает одновременно клапаны 17 и 32 высокого давления, а эксцентрик 18 (фиг.2) открывает клапан 35 низкого давления.

ТО

15

5625246

В камере 15 находится приводная жидкость, камера 21 заполнена пластй- вой жидкостью.

Диафрагменная насосная установка работает следующим образом.

При включении электродвигателя 2 вращение его вала через муфту 3 передается на вал объемного роторного насоса 4, который нагнетает при-и водную жидкость по гидр олинии 11 высокого давления в кольцевой коллектор 7 и в отверстие 12 в корпусе 8 распределителя. Вал насоса 4 начинает вращать входной вал понижающего редуктора 6, выходной вал которого приводит во вращение эксцентриковый вал 5.Эксцентрик 16 нажимает толкатель клапана 17 высокого давления и 20 открывает последний, соединяя при этом глухие продольные отверстия 12 и 13. Приводная жидкость под высоким давлением поступает в отверстие 13, из него в гидролинию 14 и далее в 25 приводную камеру 15, которая эластичной диафрагмой 20 отделяется от на- сосной камеры 21, в которой находится пластовая жидкость. Под действием давления приводной жидкости диафрагма 20 перемещается в сторону на - сосной камеры 21 и вытесняет пластовую жидкость по гидролинии 22 через нагнетательный клапан 26, коллектор 28 в насосно-компрессорную трубу 37.

При дальнейшем вращении эксцентрикового вала эксцентрик 16 освобождает толкатель клапана 17 высокого давления, который закрывается, и прекращается нагнетание жидкости под 40 высоким давлением в приводную камеру 15. Под действием столба жидкости в насосно-компрессорных трубах 37 закрывается выпускной клапан 26. Затем эксцентрик 18 нажимает толкатель 45 клапана 19 низкого давления,последний открывается и соединяет глухое отверстие 13 с центральным продольным отверстием 9 в корпусе 8 распределителя, совмещенным с отверстй30

35

50

ем в кольцевом коллекторе 7, которое является частью полости 10 низкого давления. Насос 4 откачивает приводную жидкость из приводной камеры 15 по гидролинии 14, глухому отверстию 13, центральному продольному отверстию 9. Под действием перепада давления, возникающего с одной стороны за счет разрежения, создаваемого насосом 4, а с другой

стороны за счет подпора, создаваемого пластовой жидкостью, динамический уровень которой в условиях эксплуатации должен находиться выше установки, открывается всасывающий клапан 25 и пластовая жидкость поступает по гидролинии 22 в насосную камеру 21, перемещая при этом диафрагму 20 в направлении к приводной камере 15.

Распределение циклов работы между рабочими каналами осуществляют следующим образом.

Пусть в начальный момент (фиг.З) эксцентрик 16 открывает клапаны 17 и 32 высокого давления, соединяя глухие отверстия 12 и 13, 29 и 30, следовательно, через выходы распределителей 13 и 29 происходит нагнетание приводной жидкости в приводные камеры первого и второго рабочих каналов и вытеснение пластовой- жидкости из насосных камер 21 в насос- но-компрессорные трубы 37. Одновременно (фиг.2) эксцентрик 18 / открывает клапан 35 низкого давления, т.е. соединяет глухое продольное отверстие 33 с отверстием 9, которое является составной частью полости 10 низкого давления, по которой приводная жидкость поступает на вход насоса 4. Таким образом, в третьем рабочем канале происходит откачка приводной жидкости из при- водной камеры и всасывание пластовой жидкости в насосную камеру из скважины.

При вращении эксцентрикового вал 5 против часовой стрелки (фиг.2 и 3) эксцентрик 16 освобождает толкатель 17 высокого давления и клапан 17 закрывается и, следовательно, прекращается нагнетание приводной жидкости в приводную камеру 15 первого рабочего канала, а продолжается - в приводную камеру 15 второго рабочего канала. После того, как закрылся клапан 17, эксцентриком 18 открывается клапан 19 низкого давления и первый рабочий канал подключается к входу насоса 4, при этом всасывание осуществляется одновременно в третьем и первом рабочих каналах. Аналогичным образом происходит подключение и отключение рабочих каналов при дальнейшем вращении эксцентрикового вала 5. Формула изобретения

1. Диафрагменная насосная установка для подъема жидкости из скважин, содержащая корпус, гибкие рабочие органы, каждый из которых установлен между насосной и приводной

камерами, с последними из которых

связаны выходы распределителя, электродвигатель, приводящий объемный роторный насос, насосную головку с всасывающим и нагнетательным клапа5 нами, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и упрощения конструкции, распределитель выполнен в виде корпуса с эксцентриковым валом, кинематически же-

Q стко связанным с валом объемного роторного насоса и установленным вдоль его оси вращения в продольн-ом отверстии корпуса распределителя с возможностью взаимодействия с толка5 телем клапанов высокого и низкого давления, установленных в корпусе распределителя радиально соответственно между выполненными в корпусе распределителя глухими продольными

0 отверстиями, связанными кольцевым коллектором,установленным под корпусом распределителя, соединенным с выходом насоса, и образующими выходы распределителя глухими продольными отверстиями, а также между последними и продольным отверстием корпуса распределителя, которое совместно с корпусом установки, торцами объемного роторного насоса и насосной гоQ ловки-образуют полость низкого давления, связанную с входом насоса, причем толкатели клапанов высокого давления установлены с возможностью пересечения отверстий, обоазующих вы5 ходы распределителя, а каждый эксцентрик на валу установлен с возможностью взаимодействия с толкателями одноименных клапанов.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что оси симметрии поперечного сечения эксцентриков смещены на угловое расстояние, равное смещению равномерно расположенных по окружности глухих отверстий, связанных кольцевым коллек0

5

тором.

гд

31

Изобретение может быть использовано в насосных установках, предназначенных для подъема жидкости из скважин. Цель изобретения - повышение надежности и упрощение конструкции диафрагменной насосной установки. В корпусе (К) 1 установлены кольцевой коллектор 7 и К 8 распределителя. Эксцентриковый вал 5 распределителя кинематически жестко связан с валом объемного роторного насоса 4 и установлен вдоль его оси вращения в продольном отверстии 9 К 8. Вал 5 установлен с возможностью взаимодействия с толкателями клапанов 17 и 19 высокого и низкого давлений соответственно, расположенных в К 8 радиально соответственно между выполненными в К 8 глухими продольными отверстиями 12 и 13. Отверстия 12 и 13 связаны коллектором 7, соединенным с выходом насоса 4, и образуют выходы К 8. Толкатели клапанов 17 установлены с возможностью пересечения отверстий 12 и 13. Каждый эксцентрик 16 и 18 на валу 5 установлен с возможностью взаимодействия с толкателями клапанов 17 и 19. Оси симметрии поперечного сечения эксцентриков 16 и 18 смещены на угловое расстояние, равное смещению равномерно расположенных по окружности отверстий 12 и 13. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Фиг.Z

30

Редактор М.Бланар

Фиг.З

Составитель Е.Вахнина

Техред Л.Сердюкова Корректор Т.Малец

Заказ 1046

Тираж 497

ВКИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

6-5

16

Подписное