КОРОБКА НАСОСА ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ

Полезная модель относится к гидромашиностроению и предназначено для использования в поршневых насосах, применяющихся при бурении и при эксплуатации нефтяных скважин.
Известна коробка гидравлическая насоса по патенту РФ на полезную модель №42595. Коробка гидравлическая, содержащая клапанную группу деталей, которая удерживается винтом и фланцем через шпильки, ввернутые в коробку, цилиндропоршневую группу, которая удерживается в коробке цилиндровой крышкой и корпусом станины через шпильки, отличающаяся тем, что в коробке гидравлической насоса для надежного удержания клапанной и цилиндровой групп деталей от случайных перегрузок при эксплуатации установлены шпильки увеличенных диаметров. Недостатком коробки гидравлической насоса является быстрый износ нагнетательных и всасывающих клапанов.
Известна L-образная коробка гидравлическая насосов по патенту РФ на полезную модель №59165. Гидравлическая L-образная коробка насосов, представляющая собой сборочный узел и содержащая коробку нагнетательную, коробку всасывающую, клапаны, цилиндропоршневую группу, отличающаяся тем, что она снабжена шпильками, винтом упорным, удерживающим цилиндропоршневую группу, и дистанционным кольцом, расположенным между корпусом нагнетательной клапанной коробки и корпусом станины, при этом винт упорный удерживается шпильками. Недостатком L-образной коробки гидравлической насосов является низкий ресурс работы.
Известна клапанная группа бурового поршневого насоса по патенту РФ на изобретение №2223435. Изобретение относится к гидромашиностроению и предназначено для использования в поршневых насосах, применяющихся при бурении и при эксплуатации нефтяных скважин. Клапанная группа бурового поршневого насоса состоит из седла с конической уплотняющей поверхностью и клапана с упругим диском. На клапане ниже уплотняющей конической поверхности выполнен цилиндрический поясок-плунжер высотой 3-5 мм. Цилиндрический поясок имеет в нижней части острую отсечную кромку. Верхняя часть отверстия седла обработана с высокой точностью для обеспечения гарантированного диаметрального зазора между цилиндрическим пояском и отверстием седла в пределах δ≤0,2 мм. Изобретение направлено на увеличение ресурса работы насоса с двухфазной средой за счет защиты от разрушения упругого диска клапана воздействием высокоскоростных струй жидкости и снижения интенсивности разрушения уплотнительных конических поверхностей седла и клапана. Недостатком клапанной группы бурового поршневого насоса является быстрый абразивного износ рабочей поверхности клапанов.
Известен клапан бурового насоса по патенту РФ на полезную модель №117553. Клапан бурового насоса, содержащий седло, тарель с направляющим штоком, уплотнение и пружину, отличающийся тем, что тарель с направляющим штоком, выполненная разъемной, состоит из верхней и нижней частей, соединенных между собой посредством резьбы, при этом верхняя часть тарели с направляющим штоком выполнена в виде шток-гайки, состоящая из тарельчатой головки с цилиндрическим выступом, выполненной заодно со штоком, на котором установлена пружина, а концы направляющего штока обработаны под ключ, уплотнение размещено между верхней поверхностью нижней части разъемной тарели и нижней поверхностью тарельчатой головкой шток-гайки, причем форма нижней поверхности тарельчатой головкой шток-гайки ответна к форме верхней поверхности нижней части разъемной тарели. Недостатком клапана бурового насоса является сложность его конструкции.
Известен клапан бурового насоса по патенту РФ на полезную модель №110158. Клапан бурового насоса, включающий седло, тарель, уплотнительное кольцо тарели, прижимную втулку, упорную гайку, крестовину, хвостовик тарели, ограничитель подъема, отличающийся тем, что клапан размещен в корпусе, а седло виброизолировано от корпуса клапана при помощи эластичного элемента. Недостатком клапана бурового насоса является низкий ресурс работы.
Известен клапан бурового насоса по заявке на изобретение №93015428. Клапан бурового насоса относится к гидромашиностроению, в частности к клапанам буровых насосов, перекачивающих чистые и абразиво-содержащие жидкости при высоких давлениях. Клапан бурового насоса состоит из седла, тарели, эластичной манжеты, закрепленной на тарели гайкой с фиксатором, и пружины. Гайка установлена на тарели с возможностью ограниченного осевого перемещения. Это достигается увеличением среднего диаметра резьбы гайки. Фиксатор предупреждает произвольное отворачивание гайки, не препятствует ее осевому перемещению. Манжета также имеет возможность осевого перемещения, демпфирует удары при посадке тарели на седло, что исключает разрушение их рабочих поверхностей. Клапан бурового насоса обладает повышенной надежностью и обеспечивает высокую герметичность. Недостатком клапана бурового насоса является сложность конструкции.
Известен поршень бурового насоса по заявке на изобретение №93012840. Поршень относится к машиностроению, в частности к буровым насосам. Изобретение обеспечивает повышение долговечности поршня. Поршень бурового насоса состоит из сердечника с цилиндрическим буртом, кольцевых каркасов, соединенных с резиновыми манжетами. Наружные поверхности каркасов имеют коническую форму и кольцевую проточку. В такте нагнетания насоса рабочие кромки манжет прижимаются у цилиндровой втулке. Поверхность уменьшает прижатие манжеты к втулке и увеличивает их прижатие к сердечнику, снижая износ манжеты и обеспечивая возможность промыва поршня. Недостатком поршня бурового насоса является быстрый абразивный износ подвижных деталей.
Известен насос буровой трехпоршневой одностороннего действия типа 8Т-650 по патенту РФ на полезную модель №92698. Насос буровой трехпоршневой одностороннего действия типа 8Т-650, содержащий корпус, приводную и гидравлическую части, системы смазки, охлаждения поршневой группы и подогрева масла в картере насоса, предохранительную и контрольную аппаратуру, в котором приводная часть содержит приводной вал и кривошипно-шатунный механизм, а гидравлическая часть состоит из трех гидрокоробок с цилиндровыми втулками и расположенными в них поршнями, связанными штоками с приводной частью и образующими три камеры с всасывающим и нагнетательным клапанами в каждой из них, взаимосвязанными с всасывающим и напорным манифольдами, отличающийся тем, что приводной вал выполнен в виде вала-шестерни с унифицированными концами, передающего вращение на кривошипно-шатунный механизм посредством размещенной в приводной части шевронной передачи, всасывающий и нагнетательный клапаны расположены соосно в камере гидрокоробки, разделяя ее на области всасывания и нагнетания, при этом гидрокоробки соединены между собой всасывающим манифольдом, выполненным из сварных трубных элементов, и муфтами, образуя напорный манифольд внутри корпусов гидрокоробок, система смазки содержит шестеренчатый насос с автономным электроприводом, установленные вне картера насоса, и внутреннюю систему трубопроводов, а система охлаждения содержит электронасосный агрегат с автономным электроприводом, расположенные вне корпуса насоса. Недостатком бурового трехпоршневого насоса одностороннего действия является сложность конструкции.
Известен клапан бурового насоса по патенту РФ на полезную модель №41825. Клапан бурового насоса, включающий седло, тарель, упорную гайку, крестовину, хвостовик тарели, ограничитель подъема, отличающийся тем, что клапан снабжен седлом, имеющим посадочное гнездо в форме цилиндра, переходящего в конус, и тарелью, имеющей форму конического диска, в котором размещено уплотнительное кольцо круглого сечения, взаимодействующее с прижимной втулкой, с возможностью вертикального перемещения относительно ограничителя, на котором размещена упорная гайка. Недостатком клапана бурового насоса является быстрый абразивный износ рабочей поверхности клапанов.
Известна коробка гидравлическая насоса по патенту РФ на полезную модель №42572 (прототип). Коробка гидравлическая насоса, имеющая расточенные отверстия под корпуса клапанов и под уплотнения цилиндровых втулок, отличающаяся тем, что коробка гидравлическая насоса имеет запрессованные втулки с предварительно выполненными в них внутренними отверстиями под корпуса клапанов и под уплотнения цилиндровых втулок. Недостатком коробки гидравлической насоса является низкий ресурс работы.
Задачами создания полезной модели являются: повышение ресурса работы гидравлической коробки, а также снижение кавитации и абразивного износа рабочей поверхности клапанов.
Решение указанных задач достигнуто за счет того, что в коробке насоса гидравлической с корпусом, в котором выполнены отверстия, в одном из отверстий установлена крышка, расположенная напротив плунжера насоса, соединенного через ползун, коленчатый вал и передачу с двигателем, а в других отверстиях установлены нагнетательный и всасывающий клапана, соединенные с нагнетательной и всасывающей линией гидроблока, причем площадь проходного сечения нагнетательного клапана выполнена равной площади проходного сечения всасывающего клапана, а также площади проходного сечения нагнетательной линии гидроблока. Корпус выполнен из закаленной легированной стали. Клапаны выполнены из алюминиевого сплава, а их рабочая поверхность обработана с использованием микродугового оксидирования.
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 коробки насоса гидравлической применяются недефицитные материалы и известные технологии.
Сущность полезной модели поясняется на фиг.1…4, где:
На фиг.1 приведена кинематическая схема горизонтального трехплунжерного насоса.
На фиг.2 приведена коробка насоса гидравлическая в разрезе.
На фиг.3 приведен вид на коробку насоса гидравлическую со стороны крышки, расположенной напротив плунжера насоса.
На фиг.4 приведен вид «А» на коробку насоса гидравлическую со стороны всасывающего клапана.
Коробка насоса гидравлическая состоит из корпуса 1, в котором выполнены отверстия, в одном из отверстий установлена крышка 2, расположенная напротив плунжера 3 насоса, соединенного через ползун 4, коленчатый вал 5 и передачу 6 с двигателем 7, а в других отверстиях установлены нагнетательный 8 и всасывающий 9 клапана, соединенные с нагнетательной 10 и всасывающей 11 линией гидроблока 12, причем площадь проходного сечения нагнетательного клапана 8 выполнена равной площади проходного сечения всасывающего клапана 9, а также площади проходного сечения нагнетательной линии 10 гидроблока 12. Корпус 1 выполнен из закаленной легированной стали. Клапаны 8 и 9 выполнены из алюминиевого сплава, а их рабочая поверхность обработана с использованием микродугового оксидирования.
Коробка насоса гидравлическая работает следующим образом. От двигателя 7 вращение передается через передачу 6 коленчатому валу 5. Коленчатый вал 5 приводит в возвратно-поступательное движение ползун 4 и плунжер 3. Плунжер 3 при ходе влево создает разряжение в коробке насоса гидравлической 1. При этом нагнетательный клапан 8 закрывается, а всасывающий клапан 9 открывается. Жидкость под действием атмосферного давления по всасывающей линии 11 гидроблока 12, через всасывающий клапан 9, поступает в коробку насоса гидравлическую 1. Плунжер 3, дойдя до крайнего левого положения, начинает двигаться вправо и доходит до правого крайнего положения. При этом в коробке насоса гидравлической 1 создается сжатие жидкости, всасывающий клапан 9 закрывается, а нагнетательный 8 открывается и пропускает жидкость в нагнетательную линию 10 гидроблока 12. В гидроблоке 12 установлено три коробки насоса гидравлических 1, а шейки коленчатого вала сдвинуты на 120°. За счет этого происходит поочередное движение плунжеров 3 во всех трех коробках насоса гидравлических, что снижает пульсации давления в нагнетательной линии 10 и обеспечивает постоянное всасывание и нагнетание жидкости. Кавитация и как следствие быстрый износ деталей возникает при изменении площади проходного сечения. Сужение проходного сечения и резкое расширение приводит к образованию зон с круговой циркуляцией жидкости, которая вызывает местное разрушение металла, также в этих зонах происходит интенсивный абразивный износ. Для снижения кавитации и абразивного износа рабочей поверхности клапанов 8 и 9, площадь проходного сечения нагнетательного клапана 8, выполнена равной площади проходного сечения всасывающего клапана 9, а также площади проходного сечения нагнетательной линии гидроблока.
Применение полезной модели позволило:
1. Повысить ресурс работы гидравлической коробки.
2. Снизить кавитацию и абразивный износ рабочей поверхности клапана и седла.
3. Оптимизировать нагрузки на поршень.
4. Повысить эффективность работы насоса.
5. Увеличить межремонтный период.
6. Снизить расходы на техническое обслуживание.