ПОРШНЕВАЯ МАШИНА КОМГОРТА

Полезная модель относится к поршневым машинам с оппозитно расположенными цилиндрами и может быть использована как в качестве насоса, так и в качестве двигателя для работы, преимущественно, на жидком рабочем теле.
4
3
3
Известны поршневые машины с оппозитно расположенными цилиндрами [SU, 1285162 А1, М. кл. F01B 1/08 (F04B 1/02), 1987; СССР, а.с. 761719, М. кл.F01B 9/04, 1980; СССР, а.с. 1002611, М. кл.F01B 31/14, 1983] и рабочим валом, перпендикулярным их оси. Эти объекты при реализации обеспечивают достижение требуемого технического результата конструктивно адаптированы к конкретным условиям эксплуатации, однако без существенной конструкторско-технологической доработки они не могут быть использованы в условиях с существенным ограничением размера конструкции, регламентируемого, например, диаметром ствола скважины.
Известна также конструкция [патент РФ №57843 на ПМ, F04B 47/06, приоритет 19.01.06] глубинного поршневого насоса, содержащего корпус с насосным блоком в виде двух оппозитных цилиндров с поршнями, жестко связанными между собой, распределительный механизм в виде стаканообразного золотника с впускными и выпускными каналами, выполненными в теле последнего, причем золотник размещен в насосном блоке с возможностью только осевого вращения совместно с рабочим валом насоса, а возвратно-поступательные движения обоих поршней обеспечены посредством шатуна с цапфой, который сопряжен с эксцентриком рабочего вала.
Известный объект, точнее - насосный вариант поршневой машины, с жидким рабочим телом, эффективно и высоким к.п.д. работающий в скважинах, при его несложной конструкции и малых габаритах, обладает, тем не менее, как выяснилось в результате эксплуатации, недостаточной защитой подвижных сопряжении деталей насосного блока от воздействия абразивных частиц выносимой породы, которые содержатся, в том или ином количестве, практически во всех пластовых жидкостях.
Технической задачей, стоящей перед полезной моделью является сведение к минимуму абразивного износа взаимно трущихся деталей насосного блока, повышение срока службы этой поршневой машины в целом и увеличение межремонтного периода ее работы, как насоса, в частности.
Для решения поставленной задачи в известном объекте, содержащем корпус с цилиндро-поршневыми блоками, состоящими каждый, из неподвижных зафиксированных в корпусе планшайбы, контактирующих с ней торцами стенок, сопряженных между собой днищами и, коаксиально, цилиндрическими поверхностями стенок, трех стаканов, рабочего вала, соосного корпусу и стаканам и снабженного эксцентриком с надетым на эксцентрик шатуном с цапфой и взаимодействующим с цапфой ползуном с двумя оппозитными поршнями, размещенными в двух, диаметрально разнесенных и поперечно корпусу ориентированных цилиндрах блока, выполненных в стенке внутреннего стакана, с механизмом распределения рабочего тела от входного канала машины на ее выходной канал, выполненным золотниковым в виде среднего, скрепленного с рабочим валом, стакана с двумя диаметрально разнесенными окнами в его стенке для попеременного сообщения каждого из цилиндров с соответствующим ему входным и выходным каналами корпуса при каждом обороте рабочего вала, входные и выходные каналы выполнены в корпусе во взаимно-перпендикулярных плоскостях. Оба окна среднего, золотникового стакана каждого цилиндро-поршневого блока выполнены, соответственно,
диаметрально противоположными в стенке этого стакана с размером, по окружности, соответствующим размеру окна внешнего стакана, в стенке которого выполнены две пары диаметрально противоположных друг другу окон, одна из которых совмещена с цилиндром внутреннего стакана, а другая пара смещена относительно последних в сторону днища, причем одно из окон среднего золотникового стакана, совпадающее, при вращении с окнами внешнего стакана, расположенными ближе к его днищу, сообщено с последним посредством кольцевой проточки на внутреннем золотниковом стакане.
Дополнительными отличиями этой поршневой машины в многоступенчатом исполнении являются выполнение планшайбы одного цилиндро-поршневого блока с наружным стаканом смежного с ним блока, как единого целого, а также наличие уплотнения из эластомера вокруг каждого из входных и выходных каналов корпуса в сопряжении последнего с цилиндро-поршневыми блоками.
Совокупность существенных признаков объекта при обеспечении цели, то есть при достижении требуемого технического результата при реализации, позволяет утверждать о соответствии поршневой машины критериям «полезной модели».
Конструктивное исполнение поршневой машины как полезной модели, поясняется графическими материалами, где на фигуре 1 она изображена с двумя цилиндро-поршневыми блоками с разрезом по диаметральной плоскости; на фигуре 2 приведен ее вид сверху с диаметральным разрезом корпуса, то есть с положением оппозитных поршней обоих цилиндро-поршневых блоков перпендикулярно плоскости чертежа; на фигуре 3 приведен вид сверху, как на фиг.2, но с диаметральным разрезом цилиндро-поршневых блоков; на фигуре 4 приведен вид сбоку, как на фиг.1, но с фрагментарным удалением части корпуса для визуализации уплотнения из эластомера вокруг выходного (нагнетательного) канала корпуса машины, то есть в насосном режиме ее работы; а на фигурах 5, 6 и 7 приведены
поперечные сечения машины по плоскостям А-А, Б-Б и В-В фигур 1...3 соответственно.
Поршневая машина (фигуры 1...4) содержит корпус 1, в котором размещены цилиндро-поршневые блоки, каждый, из которых состоит из планшайбы 2 и обращенных к ней торцами стенок трех стаканов, причем все стаканы сопряжены друг с другом по цилиндрическим поверхностям стенок и своими днищами. Внутренний (поз.3) и наружный (поз.5) стаканы неподвижны относительно планшайбы 2, а средний стакан 4 жестко скреплен с рабочим валом 6, на котором размещен эксцентрик 7; на эксцентрике размещен шатун 8 с цапфой 9, а цапфа 9 подвижно сопряжена с ползуном 10, на котором выполнены, оппозитно один другому, поршни 11 и 12. Эти поршни размещены в прорезях внутреннего стакана 3, образующих цилиндры 13 и 14. Аналогичные окна-прорези, (15 и 16) выполнены в наружном стакане 5 для входа (или выхода) рабочего тела, то есть для сообщения цилиндров 13 и 14 с входными или выходными парами каналов (17 и 18) корпуса 1; при этом обе пары каналов, и 17, и 18, могут быть функционально обратимы в зависимости от режима работы машины («двигатель» или «насос»). Эти пары каналов (17 и 18) выполнены в корпусе 1 продольными, по образующей, причем плоскость расположения одной пары каналов перпендикулярна плоскости расположения другой пары каналов. Средний, скрепленный с рабочим валом 6, стакан 4 функционально является золотниковым (то есть для распределения рабочего тела по цилиндрам в своем цилиндропоршневом блоке) и выполнен с двумя окнами (19 и 20), первое из которых (19) при вращении стакана 4 совмещается, поочередно, с окнами 15 наружного стакана 5 и, соответственно, с цилиндрами 13 и 14 внутреннего стакана 3. Другое окно 20 золотникового стакана 4 совмещается с окнами 16 наружного стакана 5 для аналогичного поочередного сообщения цилиндров 13 и 14, но со сдвигом по фазе на половину оборота рабочего вала 6. Пара окон 16 наружного стакана 5, которая расположена ближе к его днищу, чем пара окон 15, открывается в
каналы 18 корпуса, а окна 15 этого стакана открываются в каналы 17 корпуса. Окно 20 золотникового стакана, предназначенное для совмещения с окнами 16 наружного стакана, выведено на их сопряженные поверхности посредством кольцевой проточки 21 на стенке золотникового стакана для более эффективного сообщения цилиндров с соответствующими каналами корпуса. Кроме того, поскольку на чертежах приведена машина, содержащая два цилиндропоршневых блока, то следует отметить, что планшайба второго из них изображена, как единое целое, с наружным стаканом 5 первого (на фигуре 3 пунктиром условно приведена их граница раздела) цилиндропоршневого блока, а аналогичные элементы второго блока отдельными позициями не обозначены. Такое исполнение позволяет снизить общее количество деталей при многоступенчатой (и/или многосекционной) конструкции поршневой машины и повысить надежность фиксации их в корпусе и относительно друг друга, однако на фигуре 6 отмечен фиксирующий штифт 22, а на фигурах 4, 5, 6 и 7 позицией 23 обозначены уплотнения из эластомера, размещенные в сопряжении корпуса 1 с цилиндропоршневыми блоками вокруг каналов 17 и 18 подвода/отвода рабочего тела. Позицией 24 на чертежах отмечен фильтрующий элемент на корпусе 1 в насосном варианте работы поршневой машины.
Поршневая машина работает по общеизвестному принципу, однако в ее работе имеются некоторые особенности, а именно: полость внутреннего стакана 3, выполняющая функцию картера в каждом цилиндропоршневом блоке имеет практически постоянный объем, гидравлически изолирована от каналов перемещения рабочего тела в машине со входа на выход, что значительно повышает надежность ее работы, особенно в случае заполнения полости стакана 3 несмешивающейся с рабочим телом смазкой. Отметим, к тому же, что, как любая поршневая машина, заявленная конструкция может быть снабжена маховиком на рабочем валу 6 (маховик на чертежах не приведен) для обеспечения равномерности и стабильности вращения вала.
Из вышеизложенного следует, что поршневая машина обеспечивает получение требуемого технического результата, соответствует критериям «полезной модели» и подлежит защите охранным документом РФ согласно заявлению автора-правообладателя.