Поршневой насос Советский патент 1981 года по МПК F04B19/22 

Описйьаемый поршневой насос состоит Из станины 1, промежуточного корпуса 2, центрируемого относительно станины 1 и гидроблока 3, прижатого к станине 1 шпильками (не показаны), ползуна 4, расположенного в станине 1 шатунно-кривошипного механизма (не показан), связанного со штоком 5, поршня 6, установлен-ного в цилиндре 7, расположенном в промежуточном корпусе 2 и гидроблоке 3, и узла соединения 8 штока 5 ползуна 4 с поршнем 6. Узел соединения 8 штока 5 ползуна 4 с поршнем 6 выполнен в виде муфты (не показана), корпус 9 которой свободно установлен на штоке 5 ползуна 4 и жестко закреплен штифтом 10 относительно поршня 6. Между торцевыми поверхностями штока 5 и поршня 6 свободно установлены соответственно закладные полусферическая пята 11 и подпятник 12, причем на штоке 5 между его головкой 13 и дном .корпуса 9 муфты расположена пружина сжатия 14. Головка 13 штока 5 упирается в закладную полусферическую пяту 11, которая своей полусферой взаимодействует с подпятником 12, упираюшимся в торец поршня 6, а корпус муфты своим внутренним буртом сжимает пружину 14, которая опирается на головку 13 штока 5.

Уплотнение поршня 6 в цилиндре 7 осуш.ествляется поршневыми кольцами 15.

Между цилиндром 7 и промежуточным корпусом 2 установлены втулка 16 с манжетой 17 и уплотнительным кольцом 18, Исключаюш,ие попадание откачиваемой жидкости в станину 1 и направляющие утечки жидкости в канал 19 сбора утечек в промежуточном корпусе 2, и фонарь 20.

Уплотнение цилиндра 7 в корпусе 2 осуществляется прокладкой 21, выполненной, например из тефлона, и уплотнительным кольцом 22. Крышка 23 принимает цилиндр 7 к промежуточному корпусу 2 посредством шпилек (не показаны). Шток 5, связанный с ползуном кривошипно-шатунного механизма путем вворачивания штока Б ползун, направляется по расточке 24, выполненной в ползуне 4.

Наружная поверхность корпуса 9 муфты в зоне закладных полусферической пяты И и подпятника 12, снабжена кольцевой проточкой 25 заданной глубины для обеспечения минимальной по отношению ко всему узлу соединения 8 прочности корпуса муфты, а корпус 9 муфты выполнен с возможностью прохождения через отверстия промежуточного корпуса 2 и гидроблока 3.

В поршне 6 выполнено резьбовое отверстие 26.

Поршневой насос работает следующим образом.

Коленчатый вал через редуктор или Клиноременную передачу двигателем (не

показаны) приводится во вращение и через кривошипно-шатунный механизм (не показан) сообщает возвратно-поступательное движение ползуну 4 и жестко соединенному с ним штоку 5, который через узел соединения 8 приводит в возвратно-поступательное движение поршень 6 или плунжер насоса.

При этом работа узла соединения 8 штока 5 ползуна 4 с поршнем 6 насоса осуществляется следующим образом.

При несоосности осей поршня 6 и штока 5 после сборки насоса, возникает радиальное смещение осей одна относительно другой. Однако благодаря наличию зазора между головкой 13 штока 5 и внутренней поверхностью корпуса 9 муфты большего, чем указанное радиальное смещение осей, равно как и благодаря наличию аналогичного зазора между поверхностью штока 5 и внутренним диаметром корпуса 9 муфты зашемления поршня 6 относительно цилиндра 7, радиальных усилий не возникает, так как зазоры позволяют в определенных пределах подпятнику 11 качаться относительно пяты 12 в процессе возвратно-поступательного движения поршня 6. Это исключает возникновение радиального прижатия поршня 6 к цилиндру 7 при наличии непараллельности осей промежуточного корпуса 2 и станины 1.

Конструкция узла уплотнения насоса такова, что позволяет вести смену уплотнения агрегатным способом, т. е. после полной сборки штока 5 с поршнем 6 и цилиндром 7 вставлять узел в станину, промежуточный корпус и гидроблок и при монтаже затягивать лишь крепление штока 5 к ползуну 4 и шпильки крышки 23.

Извлечение узла из станины, промежуточного корпуса и гидроблока (одновременно штока 5 с узлов соединения 8, поршня 6 с втулкой 16, фонарем 20, цилиндром 7) осуществляется путем вворачивания съемника (не показан) в резьбовое отверстие 26 порщня.

Наличие щелевого уплотнения чревато заклиниванием поршня 6 в цилиндре 7, что при обычной конструкции насоса приведет к остановке его, а следовательно, к .простою скважины вплоть до прихода оператора и ремонта узла.

Выполнение корпуса 9 муфты с кольцевой проточкой 25 позволяет регламенткро,вать прочность стенки корпуса муфты до величины, приводящей к разрыву корпуса муфты в момент заклинивания порщня 6.

При этом закладные полусферическая пята И и подпятник 12 в случае выполнения насоса по схеме «Триплена выпадут и насос будет продолжать работать на двух поршнях без удара штока о заклиненный поршень, тем самым будет увеличен коэффициент эксплуатации скважины.

Если же заклинивание поршня в цилиндре произойдет в период такта нагнетания, то предложенная регламентация прочности корпуса 9 муфты не будет иметь значения и в этом случае произойдет остановка насоса.

Пружина 14, прижимая шток 5 к поршню 6 в момент его вытягивания (ход всасывания), исключает удар штока о поршень в момент начала обратного хода - нагнетания.

Пружина 14 как упругий элемент может быть принята любой конструкции, в частности, в виде тарельчатой пружины или в виде резиновой втулки.

Отсутствие пружины при низком давлении на всасывании насоса приводит к ударам штока о плунжер в момент изменения направления движения поршня со всасывания на нагнетание.

Формула изобретения

Поршневой насос для гидравлического привода погружного прямодействующего скважинного насоса, содержаший станину, промежуточный корпус, гидроблок, кривошипно-шатунный механизм, ползун которого связан со штоком, поршень, установленный в цилиндре, расположенном в промежуточном корпусе и гидроблоке, и узел

соединения штока ползуна с поршнем, отличающийся тем, что, с целью повышения его надежности путем одновременной компенсации несоосности и непараллельности осей штока ползуна и поршня или плунжера, а такж:е упрошения ремонта насоса и увеличения коэффициента эксплуатации скважины, указанный узел соединения выполнен в виде муфты, корпус

которой свободно установлен на штоке ползуна и жестко закреплен на поршне, а между торцевыми поверхностями штока и поршня свободно установлены соответственно закладные полусферическая пята и

подпятник, причем на штоке между его головкой и дном корпуса муфты расположена пружина сжатия, а наружная поверхность корпуса муфты в зоне размещения закладных полусферической пяты и подпятника снабжена кольцевой проточкой

для обеспечения минимальной по отношению ко всему узлу прочности корпуса муфты, при этом корпус муфты выполнен с возможностью прохождения через отверстия промежуточного корпуса и гидроблока.

Источники информации, принятые во внимание нри экспертизе

1. Патент США № 3249062, кл. 317-205, 1966.