Входное устройство насоса Советский патент 1982 года по МПК F04D29/70 

(5) ВХОДНОЕ УСТРОЙСТВО НАСОСА

I

Изобретение относится к гидромашиностроению, в частности касается входных устройств насосов, работающих в жидких средах со значительным содержанием твердых частич и может быть использовано, например, в буровых насосах, перекачивакицих оборотную воду, глинистый pacteop, а также среды с достаточно большим содержанием твердых частиц, выбуренной породы и других засоряющих раствор включений.

Известно входное устройство насоса, содержащее подводящий трубопровод и установленный на нем самоочищающийся фильтр, включающий корпус с проходными окнами, очистные ножи, входящие в проходные окна и укрепленные на подвижном элементе, установленном с возможностью воз вратно-поступательного движения,6тносительно оси корпуса фильтра tl1.

Недостатками известного устройства являются ограниченная область

применения (водоем с волнами) и низкая надежность в работе, как следствие, невозможность применения его в качестве входного устройства буровых насосов.

Цель изобретения - повышение надежности и расширение функциональных возможностей устройства.

Указанная цель достигается тем, что корпус снабжен направляющей

to втулкой и расположенным в ней стержнем, а подвижный элемент выполнен . в виде установленного в корпусе подпружиненного разделителя, закрепленного на стержне.

is

При этом разделитель выполнен в виде диафрагмы, закрепленной по периферии в корпусе.

Кроме того, с целью упрощения конструкции устройства, корпус мо20жет быть выполнен открытым со стороны нижнего торца, а разделитель выполнен в виде поршня, расположенного внутри корпуса с радиальным

зазором, величина которого не больше ширины проходных окон.

Очистные ножи в местах их крепления к подвижному элементу выполнены с возможностью поворота вокруг вертикальных осей, параллельных вертикальной оси корпуса и его стержня,

Очистные ножи могут быть выполнены в виде замкнутого контура с перемычкой в его средней части.

На фиг. 1 представлено входное устройство насоса, общий вид; на фиг. 2 - сечение фиг.1; на фиг. 3 вид Б на фиг.1; на фиг. входное устройство насоса с цилиндрической формой корпуса фильтра, общий вид; на фиг 5 - вариант конструкции входного устройства насоса разделитель которого выполнен в виде поршня; на фиг. 6 - сечение В-В на на фиг. 7 вид Г на фиг.5.

Входное устройство насоса содержит подводящий трубопровод 1, приемный клапан 2 и установленный на подводящем трубопроводе 1 самоочищающийся фильтр 3. Самоочищающийся фильтр 3 включает корпус 4с проходными окнами 5- в проходные окна 5 входят очистные ножи 6, укр епленнь1е на подвижном элементе 7, установленном в корпусе Ц с возможностью возвратно-поступательного движения относительно оси фильтра. Корпус 4 снабжен связанной с ним направляющей втулкой 8, в которой размещен подвижный в осевом направлении стерj ei t, 9. Подвижный элемент 7 выполнен в виде разделителя, подпружиненного относительно корпуса 4 предварительно сжатой пружиной 10 и закрепленного на стержне 9- Средняя часть стержня 9 имеет четырехугольное (фиг.2) или трехугольное сечение (фиг.6) для исключения зависания и заклинки стержня 9 в направляющей втулке 8. Из-за малой контактной поверхности исключается попадание твердых частиц возазор между стержнем 9 и направляющей втулкой 8. Разделитель может быть выполнен в виде диафрагмы 11, закрепленной по периферии в корпусе Ц (фиг.1), а по центру - на стержне 9- о

На фиг. 5 представлен вариант входного устройства,- в котором разделитель выполнен в виде поршня 12, при этом корпус 4 выполнен открытым

со стороны нижнего торца, а поршень 12 размещен внутри корпуса 4 с радиальным зазором 13, величина которого не больше ширины проходных окон 5. К поршню 12 прикреплен грязесъемник 14 для очистки нижней цилиндрической поверхности корпуса 4.

Очистные ножи 6 прикреплены в верхней части стержня - к подвижному

элементу 7. Каждый очистной нож 6 выполнен в виде замкнутого контура и может иметь перемычку 15 в средней части. Очистные ножи 9 в месте их крепления к подвижному элементу 7

имеют возможность поворачиваться вокруг вертикальных осей 16, параллельных вертикальной оси корпуса 4 и стержня 8.

Очистные ножи 6 могут быть выполнены из пружинистой стали толщиной, несколько меньшей, чем размер проходных окон 5 или из упругого и прочного материала, например, полиэтилена, капролона или армированной

резины. При использовании цилиндрического корпуса 4 (фиг.4) при необ- . ходимости уменьшения рабочего хода комплекта очистных ножей 6 последний может быть выполнен многоярусным. Очистные ножи 6 могут быть доп.олнительно изогнуты концентрично поверхности корпуса 4 (фиг.7). Это позволяет очищать не только проходные окна 5 но и внешнюю цилиндрическую поверхность корпуса 4.

Нижняя часть стержня 9 может быть снабжена механически фиксатором,выполненным в виде пружинного кольца 17, прижатого гайкой к фланцу 18

корпуса 4 и имеющего разной длины плечи C/f и 6 Z-V

Входное устройство нассх;а раббта- . ет следующим образом.

В процессе работы насоса при открытых проходных окнах 5 создается номинальный перепад давлений между расходной емкостью, в которую погружено все входное устройство, и внутренней полостью корпуса 4. Этот

перепад воздействует на разделитель, выполненный 8 виде диафрагмы t1 или поршня 12, стремясь вдавить его внутрь корпуса 4. Этому препятствует усилие предварительно сжатой

пружины 10, за счет чего разделитель и жестко связанный с ним стержень 9 с комплектомочистных ножей 6 находятся .§ нижнем исходном положении.

По мере засорения проходных окон Ь величина упомянутого перепада дает лений возрастает, и в момент, когда усилие от перепада превышает усилие предварительно сжатой пружины 10, очистные ножи 6 вместе с-разделителем начинают подниматься вверх.

Максимальное значение упомянутого перепада возникает при почти полной потере проницаемости проходных окон 15 корпуса 4 и применительно к самовсасывающим буровым насосам может составить 0,3-0,5 кгс/см В результате разделитель вместе с очистными ножами 6 занимает верхнее положение. Если к этому времени не происходит полной очистки проходных окон 5, насос переходит на работу в режиме срыва подачи. За счет пульсации давления во всасывающей линии, при котором давление меняет знак, а , также за счет энергии, накопленной в пружине, очистные ножи 6 перемещаются вниз и занимают исходное положение. Если не происходит полной очистки проходных окон за один цикл, возможны повторные ходы нржей вплоть до полной очистки проходных окон 5 корпуса + и восстановления нормального режима работы насоса. При использовании очистных ножей 6 с перемычкой 15 (фиг.1) в Момент прохождения перемычки 15 .через про)одные окна 5 корпуса за счет уменьшения площади их проходного сечения упомянутый перепад резко возрастает, что создает до- . полнительный импульс силы, приложенной к разделителю, выполненному в виде диафрагмы П, и стержню 9. и очистные ножи 6 быстро идут вверх. При этом, если насос работает с невысоким разрежением в рабочей камере срыва подачи может не произойти.

Аналогичный дополнительный импульс силы, приложенной к диафрагме 11, может быть получен за счет цс-. пользования фиксатора в виде пружинного кольца 17 переменной жесткости (фиг. 1и 3). При этом диафрагма 11 и очистные ножи 6 практически не поднимаются вверх до тех пор, пока усилие от перепада, воздействующее на диафрагму 11, не будет достаточным для изгиба пружинного кольца 17 на плече Е и освобождения нижнего конца стержня 9 из захвата пружинного кольца 17.

После завершения полной очистки проходных окон 5 корпуса k под воз-, действием энергии, накопленной в пружине,О, стержень 9 спускается вниз и его нижний конец легко входит в захват пружинного кольца 17э так как плечо Ej может быть подобрано таким образом, что стержень 9 может зайти в захват под действием только

своего веса.

При выполнении разделителя в виде поршня 12 грязесъемник Ik перекрывает сначала упомянутый радиальный зазор 13 (предварительно за- .

соренный раствором), а затем проходные окна 5 внутренней цилиндрической поверхности корпуса k устройства. Соотношение сечений проходных окон 5 корпуса t, а также

размер и ход поршня 12 могут быть подобраны таким образом, что поршень 12, пройдя вверх и очистив ножами проходные окна 5i одновременно нарушает соотношение сил, приложенных

к нему, за счет очистки проходных окон 5 и дополнительного включения в работу проходных окон 5 на внутренней поверхности корпуса 1. В результате этого поршень 12 за счет

энергии, накопленной в пружине 10, перемещается в исходное положение. При этом грязесъемник 1 (или скребок переменной жесткости как на фиг.З) восстанавливает проницаемость

радиального зазора 13 между поршнем 12 и корпусом А, а следовательно и проницаемость фильтра принимает свое первоначальное значение. I . ..

Таким образом, предлагаемое устройство может обеспечить надежную работу SypOBbtx насосов на средах,содержащих значительное количество посторонних твердых примесей, что может дать существенный экономический эффект.

Формула изобретения

3 Устройство по П.1, о т л ич ающ е ее я тем, что, с целью упрощения конструкции, корпус выполнен открытым со стороны нижнего торца а разделитель выполнен в виде поршня, расположенного внутри корпуса с радиальным зазором, величина которого не больше ширины проходных окон.

. Устройство по пп. 1-3, о тличающееся тем, что очистные ножи в местах их крепления к подвижному элементу выполнены с возможностью поворота вокруг вертикальных осей, параллельных вертикальной оси корпуса и его стержня. 5. Устройство по пп. 1, 2 и , отличающееся тем, что очистные ножи выполнены в виде замкнутого контура с перемычкой в его средней части.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

ffu/Б

фуг- г

/7