Глубинная поршневая гидромашина двойного действия Советский патент 1979 года по МПК F04B47/08 

(54) ГЛУБИННАЯ ПОРШНЕВАЯ ГИДРОМАШИНА ДВОЙНОГО

ДЕЙСТВИЯ

Изобретение относится к гидромашиностроению и может быть использовано для добычи нефти, воды и других пластовых жидкостей из скважин или в качестве глу бинного гидродвигателя.

Известна глубинная поршневая гидромашина, включаюшая корпус с двумя силовыми цилиндрами, два поршня, связанные тягой, и золотник, выполненный в виде цилиндрической втулки с радиальными отверстиями 1. Конструкция этой гидромашины сложна из-за большого количества каналов, уплотнений и сложности золотникового узла.

Наиболее близким техническим решением является глубинная поршневая гидромашина двойного действия, включающая корпус с двумя силовыми цилиндрами, два поршня, связанные тягой, и установленный между поршнями золотник, выполненный в виде цилиндрической втулки, перекрываюшей отверстия в корпусе, и снабженной поперечной перегородкой с центральным отверстием для прохода тяги 2.

Недостатком известной гидромашины является недолговечность и ненадежность ее работы в абразивной среде или в жидкости, в которой содержатся твердые частицы.

Целью изобретения является повышение надежности и долговечности глубинной поршневой гидромашины двойного действия.

Эта цель достигается тем, что цилиндрическая втулка золотника выполнена составной из верхнего и нижнего подвижных элементов, на наружном конце каждого из которых на цилиндрической поверхности выполнен конусный выступ, а в корпусе в месте расположения отверстий - ответные выступам конусные поверхности, причем поперечная перегородка неподвижная и снабжена периферийными осевыми сквозными отверстиями и центральной кольцевой проточкой, в которой установлен кольцевой клапан, снабженный нажимными штоками с поршнями, вставленными с зазором в сквозные отверстия поперечной перегородки для взаимодействия с внутренними торцами подвижных элементов, при этом в кольцевом клапане выполнены отверстия для пропуска штоков.

0 На фиг. 1 представлена схема предложенной гидромашины; на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В фиг. 1; на фиг. 5 - разрез Г-Г фиг. 1.

Глубинная поршневая гидромашина двойного действия включает корпус 1, по концам которого установлены силовые цилиндры 2 и 3 с поршнями 4 и 5, связанными между собой тягой 6. Между цилиндрами 2 и 3 расположен золотник в виде составной цилиндрической втулки, выполненной из двухверхнего и нижнего подвижных элементов

7и 8, на наружном конце каждого из которых на цилиндрической поверхности выполнены конусные выступы 9 и 10. В корпусе в месте расположения отверстий 11 и 12 выполнены ответные выступам конусные поверхности. Поперечная перегородка 13 неподвижная и снабжена периферийными осевыми сквозными отверстиями 14 и 15 и центральной кольцевой проточкой 16, в которой установлен кольцевой клапан 17. Клапан 17 на уровне отверстий 14 и 15 снабжен нажимными штоками 18 с поршнями 19 и 20, вставленными с зазором в сквозное отверстие. Причем штоки 18 выполнены с лысками на концах, образующих с отверстиями в кольцевом клапане 17 разгрузочные каналы 21. В корпусе имеется подводящее рабочую жидкость окно 22, соединенное с запитывающим каналом 23. Для передачи мощности исполнительному механизму служит шток 24, прикрепляемый к одному из силовых поршней 4 и 5.

Кольцевые конусные выступы на подвижных элементах 7,8 и внутренние конусные поверхности корпуса образуют два клапана, открывающие или закрывающие выхлопные отверстия 11 и 12.

Глубинная поршневая гидромашина двойного действия работает следующим образом.

На схеме показан момент, когда совершается ход поршневой группы вверх. Рабочая жидкость под высоким давлением по каналу 23, соединенному с наземным силовым насосом, через подводящее окно 22 и отверстие 14 поступает в цилиндр 3 и создает усилие на поршне 4. Под действием этого усилия поршневая группа совершает движение вверх. В то же время рабочая жидкость давит на верхние торцы подвижного элемента 7, неуплотненного поршня 19 и кольцевого клапана 17 и удерживает их на упорах, перекрывая выхлопные отверстия 11 и сквозное отверстие 15. При этом подвижный элемент 8 находится в нижнем положении и удерживается усилием на неуплотненном поршне 19. Отработавшая ранее жидкость вытесняется из цилиндра 2 поршнем поршнем 5 через выхлопное отверстие 12.

При подходе поршневой группы к верхней мертвой точке (ВМТ) поршень 5 перемещает подвижный элемент 8 вверх и вместе с ним - неуплотненные порщни 19 и 20.

8это время кольцевой клапан 17 остается на месте, удерживаемый рабочим давлением Далее поршень 19 входит в отверстие 14, упирается на торец подвижного элемента 7

и начинает перемещать его вверх. Выхлопные отверстия 11 приоткрываются, а отверстия 12 закрываются элементом 8. Поршневая группа останавливается, достигнув ВМТ

Рабочая жидкость продолжает давить на неуплотненный поршень 19, находящийся в отверстии 14, и перемещает его вверх. Давление на нижний и верхний торец клапана 17 уравнивается через разгрузочный канал 21, образованный нижней лыской штоков 18 и отверстиями в клапане 17. Клапан 17 загружается, отрывается от упора и начинает перемещаться вместе с подвижным элементом 7, неуплотненными поршнями 19 и 20 до верхнего положения.

При этом отверстие 15 полностью открывается, освободив доступ рабочей жидкости в цилиндр.2. Отверстие 14 закрывается клапаном 17, преградив проход для рабочего агента в цилиндр 3, а выхлопные отверстия 11 полностью открываются, освобождая выход для отработавшей жидкости. После этого под действием усилия на поршне 5 поршневая группа движется вниз.

Переключение золотникового механизма в нижнем положении поршневой группы происходит аналогично. Гидромащина реверсируется, и рабочий цикл повторяется.

Использование изобретения увеличит ресурс гидромашины и устранит вынужденные остановки ее по причине заедания золотника.

Формула изобретения

Глубинная поршневая гидромашина двойного действия, включающая корпус с двумя силовыми цилиндрами, два поршня, связанные тягой, и установленный между поршнями золотник, выполненный в виде цилиндрической втулки, перекрывающей отверстия в корпусе, и снабженный поперечной перегородкой с-центральным отверстием для прохода тяги, отличающаяся тем, что, с целью повышения ее надежности и долговечности цилиндрическая втулка золотника выполнена составной из верхнего и нижнего подвижных элементов, на наружном конце каждого из которых на цилиндрической поверхности выполнен конусный выступ, а в корпусе в месте расположения отверстий - ответные выступам конусные поверхности, причем поперечная перегородка неподвижная и снабжена периферийными осевыми сквозными отверстиями и центральной кольцевой проточкой, в которой установлен кольцевой клапан, снабженный нажимными штоками с поршнями, вставленными с зазором, в сквозные отверстия поперечной перегородки для взаимодействия с внутренними тор