НАСОС ПЛУНЖЕРНЫЙ

Насос плунжерный предназначен для использования в нефтяной, химической, горной, металлургической и других отраслях промышленности при перекачке и нагнетании водных растворов химреагентов, абразивных песчано-глинистых растворов в длительном режиме эксплуатации.
Известен плунжерный насос по патенту РФ на изобретение №2204735. Изобретение предназначено для использования в нефтяной, химической, горной, металлургической и других отраслях промышленности при перекачке и нагнетании жидкостей. Насос содержит корпус с выполненным в нем картером для жидкой смазки. В нем размещены эксцентриковый приводной вал и шатун, связывающий эксцентрик приводного вала с двухступенчатым плунжером. Одна из ступеней плунжера образует в корпусе камеру для нагнетаемой жидкости. Другая образует изолированную от камеры для нагнетаемой жидкости смазочную камеру с линией подачи жидкой смазки в сопряжение шатуна с эксцентриком приводного вала. На сопрягаемой с эксцентриком поверхности шатуна выполнена осесимметричная полость, расположенная оппозитно камере для нагнетаемой жидкости и сообщенная со смазочной камерой посредством канала. Линия подачи жидкой смазки образована осесимметричной полостью и каналом. На сопрягаемой с эксцентриком поверхности шатуна вокруг осесимметричной полости выполнена канавка, связанная с картером каналом. Повышается надежность, более эффективно обеспечивается смазка и охлаждение шатуна с эксцентриком приводного вала. Недостатком плунжерного насоса является низкая надежность.
Известен плунжерный насос по патенту РФ на изобретение №2202050. Изобретение предназначено для использования в устройствах для перемещения неоднородных жестких смесей, например бетона, а также шлама, содержащего малый процент жидкой фазы и относящегося к обезвоженной массе. Плунжерный насос содержит корпус с окном для всасывания и окном для нагнетания, поворотный затвор для открывания и закрывания этих окон, снабженный приводом поворота, и вытеснительный элемент. Поворотный затвор выполнен в виде полого цилиндра с боковым окном, сопрягаемого своей наружной поверхностью с поверхностью расточки, выполненной в корпусе, и установленного в ней. Вытеснительный элемент выполнен в виде гидроцилиндра, имеющего шток с поршнем, которым соединен с корпусом, и цилиндр, который установлен соосно с поворотным затвором с возможностью совершать внутри него возвратно-поступательное движение. В корпусе окно для всасывания выполнено как по расположению, так и по форме аналогичным боковому окну в поворотном затворе и каждое из них имеет длину, соразмерную ходу цилиндра вытеснительного элемента. В корпусе над окном для всасывания установлен ворошитель, вал которого имеет кинематическую связь с приводом поворота поворотного затвора. Позволяет уменьшить габариты конструкции насоса и упростить ее. Недостатком плунжерного насоса является низкий ресурс работы.
Известен плунжерный насос по патенту РФ на изобретение №1828181. Плунжерный насос, содержащий корпус, в расточке которого с возможностью возвратно-поступательного движения под действием приводного рычага и с образованием рабочей камеры установлен плунжер, и всасывающий и нагнетательный клапаны для попеременного сообщения рабочей камеры с гидролиниями подвода и отвода, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и ресурса работы, корпус снабжен дополнительной расточкой, сообщенной в нижней части с рабочей камерой, в средней части - с гидролинией подвода и в верхней части - с атмосферой, а всасывающий клапан выполнен в виде расположенного в дополнительной расточке с возможностью ограниченного осевого перемещения между двумя крайними положениями цилиндрического золотника, имеющего глухой осевой канал, входящее в этот канал радиальное отверстие, наружную кольцевую канавку и радиальные каналы для сообщения осевого канала и кольцевой канавки, при этом в одном из крайних положений золотника его наружная кольцевая канавка сообщена с гидролинией подвода, его радиальное отверстие сообщено с рабочей камерой, а в другом крайнем положении наружная кольцевая канавка золотника расположена вне зоны выхода в дополнительную расточку гидролинии подвода. Недостатком плунжерного насоса является низкая долговечность коленчатого вала насоса.
Известен насос плунжерный для перекачивания жидкости по патенту РФ на изобретение №2294454. Устройство предназначено для использования в различных отраслях промышленности, в том числе и нефтедобывающей для перекачивания жидких вязких продуктов, содержащих механические примеси. Насос содержит привод с устройством возвратно-поступательного и вращательного движения и связанного с ним плунжера. Гидравлическая часть состоит из цилиндра, плунжера, комплекта уплотнений плунжера, каналов линии всасывания и линии нагнетания перекачиваемой жидкости. Каналы линий всасывания и нагнетания выполнены в боковых стенках цилиндра, разнесены по длине цилиндра и постоянно перекрыты плунжером. Плунжер оснащен центральным каналом, открытым со стороны, противоположной приводу. На наружной поверхности плунжера выполнены герметично отделенные всасывающая и нагнетательная выборки, которые сообщаются с центральным каналом при помощи соответствующих всасывающего и нагнетательного отверстий. Всасывающее и нагнетательные отверстия разнесены по длине плунжера. Всасывающая и нагнетательная выборки выполнены с возможностью поочередного сообщения соответственно с каналами линии всасывания при вытягивании плунжера из цилиндра и линии нагнетания при входе плунжера в цилиндр. Недостатком насоса плунжерного являются значительные изгибающие нагрузки возникающие на коленчатом валу насоса во время его работы.
Известен плунжерный насос по патенту РФ на изобретение №2194189. Насос предназначен для использования в области машиностроения, где требуются плунжерные насосы высокого давления. В насосе в качестве разделителя рабочей и перекачиваемой жидкостей использован сам плунжер, установленный в насос с уплотнением по наружной поверхности. Для гидростатической разгрузки плунжерной опоры плунжер содержит шарнирно связанный с опорой полый цилиндр с радиальными окнами в стенке, выходящими в полость с рабочей жидкостью. Гильза с глухим дном надета на цилиндр с возможностью осевого перемещения относительно поршня до упора в него с открытием окон при всасывании и перекрытия окон при нагнетании, при этом между цилиндром и дном гильзы имеется возвратная пружина сжатия. Предложенная конструкция позволяет уменьшить мертвый объем и уменьшить потери. Исключение специальных разделителей позволяет уменьшить габариты и вес насоса. Недостатком плунжерного насоса является его низкая надежность.
Известен гидравлический плунжерный насос по патенту РФ на изобретение №2159361. Изобретение относится к гидравлическим плунжерным насосам. Насос содержит трубопровод для поступающей воды, подающий поступающую воду во впускную трубу, нагнетающий трубопровод, который сообщается с нагнетаемой водой через донный клапан, клапан плунжерного насоса, который присоединен к трубопроводу для поступающей воды и нагнетающему трубопроводу, причем поступающая вода проходит в нагнетающий трубопровод, когда клапан плунжерного насоса открыт.После закрытия клапана плунжерного насоса поток воды проходит в нагнетающий трубопровод, всасывающий нагнетаемую воду через донный клапан, причем клапан плунжерного насоса удерживается усилием пружины в закрытом положении, отделяя трубопровод для поступающей воды от нагнетающего трубопровода. Также насос содержит напорный резервуар, который присоединен к трубопроводу для поступающей воды выше по потоку относительно клапана плунжерного насоса. Причем корпус клапана, имеющий кольцевую форму, выполнен с возможностью перемещения в осевом направлении и герметично соединен с нагнетающим трубопроводом, эффективное поперечное сечение этого соединения больше, чем поперечное сечение седла клапана, а седло клапана плунжерного насоса и седло донного клапана механически связаны для преобразования кинетической энергии. Обеспечивается возможность создания компактного плунжерного насоса, обеспечивающего высокую производительность и продолжительный срок службы. Недостатком гидравлического плунжерного насоса является сложность конструкции.
Известен плунжерный насос по патенту РФ на изобретение №2203435 (прототип). Изобретение предназначено для использования в машиностроении. Плунжерный насос содержит гидроблок, корпус с механическим приводом, состоящим из кривошипно-шатунного механизма и крейцкопфов, соединенных тягой с плунжером. Тяга выполнена с фиксатором, взаимодействующим с резьбовой втулкой, механически связанной с плунжером. Внутренний диаметр втулки выбирается из соотношения d1≥(d+0,2) мм, где d1 - внутренний диаметр втулки, d - наружный диаметр тяги. Между плунжером и крейцкопфом установлена подложка. Поверхность контакта плунжера с подложкой выполнена сферической. Недостатком плунжерного насоса является низкий ресурс работы.
Задачей создания полезной модели является снижение изгибающих нагрузок на коленчатом валу и увеличение ресурса работы насоса плунжерного.
Решение указанных задач достигнуто за счет того, что насос плунжерный включает станину, в которой на подшипниках установлен коленчатый вал, на каждой шатунной шейке которого установлен с возможностью радиального перемещения шатун, соединенный через шарнир с ползуном, установленным в направляющей ползуна, и соединенным с плунжером, входящим в блок цилиндров, в нижней части которого установлен всасывающий клапан, соединенный с всасывающим трубопроводом, а в верхней части нагнетательный клапан, соединенный с напорной линией. Щеки связывающие шатунные шейки выполнены круглыми с посадочной поверхностью соосной с подшипниками коленчатого вала и на них установлены дополнительные подшипники, причем станина выполнена сварной с ребрами жесткости, расположенными в местах установки дополнительных подшипников. В качестве дополнительных подшипников могут применяться подшипники качения. В качестве дополнительных подшипников могут применяться подшипники скольжения. В коленчатом валу выполнены отверстия для смазки подшипников. Ползуны установлены в сваренных между собой трубах, количество которых соответствует количеству ползунов.
Предложенное техническое решение обладает новизной и промышленной применимостью, т.е. всеми критериями полезной модели. Новизна технического решения подтверждается проведенными патентными исследованиями. Промышленная применимость обусловлена тем, что при изготовлении насоса плунжерного применяются недефицитные материалы и известные технологии.
Сущность полезной модели поясняется на фиг. 1…3, где:
На фиг. 1 приведен насос плунжерный, вид сбоку.
На фиг. 2 приведен насос плунжерный, вид сверху.
На фиг. 3 приведен разрез насоса по коленчатому валу, шатуны не показаны.
Насос плунжерный состоит из станины 1, в которой на подшипниках 2 установлен коленчатый вал 3, на каждой шатунной шейке 4 которого установлен с возможностью радиального перемещения шатун 5, соединенный через шарнир 6 с ползуном 7, установленным в направляющей ползуна 8 и соединенным с плунжером 9, входящим в блок цилиндров 10, в нижней части которого установлен всасывающий клапан 11 соединенный с всасывающим трубопроводом 12, а в верхней части нагнетательный клапан 13 соединенный с напорной линией 14. Щеки 15 связывающие шатунные шейки 4 выполнены круглыми с посадочной поверхностью соосной с подшипниками 2 коленчатого вала 3 и на них установлены дополнительные подшипники 16, причем станина 1 выполнена сварной с ребрами жесткости 17, расположенными в местах установки дополнительных подшипников 16. В качестве дополнительных подшипников 16 могут применяться подшипники качения. В качестве дополнительных подшипников 16 могут применяться подшипники скольжения. В коленчатом валу 3 выполнены отверстия 18 для смазки подшипников. Ползуны 7 установлены в сваренных между собой трубах 19, количество которых соответствует количеству ползунов 7.
Насос плунжерный работает следующим образом. Двигатель через трансмиссию передает вращательное движение коленчатому валу 3, который вращается в подшипниках 2 станины 1 и преобразует вращательное движение коленчатого вала 3 в возвратно-поступательное перемещение шатуна 5, соединенного через шарнир 6 с ползуном 7. Ползун 7 двигается в направляющей ползуна 8 и передает возвратно-поступательное перемещение плунжеру 9. При движении плунжера 9 в блоке цилиндров 10 влево создается разрежение, всасывающий клапан 11 открывается и из всасывающего трубопровода 12 поступает жидкость. При движении плунжера 9 вправо всасывающий клапан 11 закрывается, открывается нагнетательный клапан 13, жидкость поступает в напорную линию 14. Во время работы насоса плунжерного, на коленчатый вал 2 действуют значительные изгибающие нагрузки. Для их снижения щеки 15 связывающие шатунные шейки 4 выполнены круглыми с посадочной поверхностью соосной с подшипниками 2 коленчатого вала 3 и на них установлены дополнительные подшипники 16. Для установки дополнительных подшипников 16 в сварной станине 1 выполнены ребра жесткости 17. Смазка подшипников коленчатого вала 3 осуществляется через отверстия 18.
Применение полезной модели позволило:
1. Повысить долговечность коленчатого вала насоса плунжерного.
2. Снизить изгибающие нагрузки на коленчатом валу насоса.
3. Повысить ресурс работы насоса плунжерного.
4. Увеличить межремонтный период.
5. Повысить надежность плунжерного насоса.
6. Снизить затраты на техническое обслуживание.