РАБОЧИЙ ОРГАН ПЕРИСТАЛЬТИЧЕСКОГО НАСОСА

Заявляемая полезная модель относится к насосам перистальтического действия, и может быть использована в нефтедобывающей промышленности при перекачке высоковязкой нефти и нефтяных эмульсий в системе сбора и транспортировки скважинной продукции.
Известен насос перистальтического типа (свидетельство на полезную модель РФ №33949, МПК С06В 21/00, F04B 43/12, опубл. 20.11.2003 г.), рабочий орган которого содержит эластичную пластину, перекрывающую опорную поверхность корпуса, и прижимные элементы, выполненные в виде роликов. Использование эластичной пластины вместо традиционной гибкой трубки значительно увеличивает производительность перистальтического насоса. Однако такая конструкция не позволяет создать порцию жидкости, необходимую для формирования объемной перистальтической волны.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому техническому решению является насос (патент США №2519642, НКИ 103-149, МКИ F04B 43/14, F04B 43/12, опубл. 22.08.1950 г.), рабочий орган которого включает эластичный элемент, перекрывающий опорную поверхность корпусной детали и прижимные ролики. Данная конструкция обеспечивает высокую производительность насоса, создавая достаточно объемные порции жидкости. Однако для производительной работы такого устройства эластичный элемент должен быть выполнен из очень гибкого материала. Использование же такого материала, в свою очередь, приводит к уменьшению срока бесперебойной работы насоса и к необходимости частой замены эластичного элемента.
Задачей полезной модели является повышение эксплуатационной надежности насоса при сохранении его высокой производительности.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в насосе для перекачки высоковязкой нефти, содержащем корпусную деталь, перекрытую гибкой пластиной, и имеющем, по меньшей мере, один прижимной элемент, опорная поверхность корпусной детали в плоскости движения прижимного элемента выполнена с переменным по высоте профилем, а прижимной элемент представляет собой один или группу роликов, закрепленных на единой амортизированной подвеске и выполненных с возможностью их перемещения по гибкой пластине по всей длине опорной поверхности вдоль направления движения жидкости, при этом расстояние между прижимными элементами составляет не менее 1,5 длины волны, образующей форму опорной поверхности. Кроме того, опорная поверхность корпусной детали насоса может представлять собой профиль в виде гребней и впадин, перемежающихся прямолинейными участками. Также профиль опорной поверхности корпусной детали может быть исполнен в виде чередующихся с равным шагом впадин и прямолинейных участков.
Заявляемый насос для перекачки высоковязкой нефти схематически представлен на фиг.1 - 4.
На фиг.1 представлен продольный разрез насоса, в котором профиль опорной поверхности корпусной детали выполнен волнообразным.
На фиг.2 представлен поперечный разрез насоса с прижимным элементом, выполненным в виде группы роликов.
На фиг.3 представлен продольный разрез насоса, в котором профиль опорной поверхности корпусной детали выполнен в виде гребней и впадин, перемежающихся прямолинейными участками.
На фиг.4 представлен продольный разрез насоса, в котором профиль опорной поверхности корпусной детали выполнен в виде чередующихся с равным шагом впадин и прямолинейных участков.
Насос содержит (фиг.1-4) корпусную деталь 1 с опорной поверхностью 2, имеющей переменный по высоте профиль. Опорная поверхность 2 перекрыта гибкой пластиной 3, закрепленной таким образом, что образуется герметичная полость 4. Кроме того насос включает прижимные элементы 5, выполненные в виде роликов. Также показаны всасывающий 6 и нагнетающий 7 патрубки.
Насос работает следующим образом. Перекачиваемая жидкость через всасывающий патрубок 6 поступает в герметичную полость 4, образованную разновысотной опорной поверхностью 2 корпусной детали 1 и гибкой пластиной 3. Два соседних прижимных элемента 5 (фиг.1, 3 и 4), прижимая гибкую пластину 3 к опорной поверхности 2 корпусной детали 1, формируют герметичную полость 4 с жидкостью. Продвигаясь вдоль корпусной детали, прижимные ролики 5 проталкивают жидкость вперед и выдавливают ее в нагнетающий патрубок 7.
Последовательное применение нескольких прижимных элементов вдоль направления движения жидкости обеспечивает непрерывность процесса ее нагнетания (фиг.1, 3 и 4).
В качестве прижимного элемента 5 можно использовать группу роликов, закрепленных на единой подвеске с возможностью их амортизации (фиг.2).
Опорная поверхность корпуса может быть выполнена волнообразной или иметь любой другой разновысокий профиль.
При выполнении профиля опорной поверхности волнообразным используют несколько прижимных элементов, последовательно размещенных вдоль направления движения жидкости. При этом расстояние между ними составляет не менее 1,5 длины волны, образующей форму опорной поверхности (фиг.1).
Опорная поверхность корпусной детали может иметь гребни и впадины, перемежающиеся участками прямолинейного профиля (фиг.3).
Также возможно выполнение корпусной детали с опорной поверхностью, имеющей прямолинейные участки, перемежающиеся периодически повторяемыми впадинами (фиг.4). При этом прижимные элементы расположены на большем расстоянии друг от друга, чем расстояние между ближайшими впадинами. Таким образом, образуется порция жидкости, формирующая объемную перистальтическую волну.
В представленных вариантах исполнения насоса сечение опорной поверхности корпусной детали в плоскости движения перемещающихся роликов имеет регулярный профиль в виде периодической кривой. Прижимные ролики имеют амортизированную подвеску. Такое конструктивное решение позволяет создать множество движущихся изолированных друг от друга полостей при относительно небольшой деформации гибкого элемента, что позволяет изготовить его из прочного высокоупругого материала, например, стали.
Кроме того, такая конструкция обеспечивает надежное смыкание перистальтической полости, что исключает утечки жидкости из нее, и обеспечивает высокий напор насоса.
Таким образом, переменный по высоте профиль опорной поверхности корпусной детали позволяет создавать герметичные полости и формировать необходимые порции жидкости при относительно небольшой деформации гибкой пластины. При таком конструктивном исполнении возможно использование гибкой пластины из более прочного материала, например, стали, что приводит к повышению эксплуатационной надежности насоса. При этом за счет перепада высот профиля опорной поверхности формируются объемные перистальтические волны, обеспечивая высокую производительность насоса.
Предложенное техническое решение было изготовлено на опытных образцах, и отработано с положительными результатами.