НАСОСНАЯ СИСТЕМА

Полезная модель относится к насосному оборудованию и может быть использована в различных отраслях промышленности, в том числе для добычи, сбора и подготовки нефти, газа и воды.
Известна насосная система, содержащая входной канал и выходной канал, насосную рабочую камеру, сообщающуюся через соединительную трубу с клапанным узлом, оснащенным всасывающим клапаном и нагнетательным клапаном, насосная рабочая камера сообщается с входным каналом через всасывающий клапан и сообщается с выходным каналом через нагнетательный клапан. Насосная система оснащена насосной рабочей камерой реверсивного типа, которая выполнена проточной и имеет, по крайней мере, два присоединительных канала, один из которых сообщается с соединительной трубой, а другой присоединительный канал сообщается с гидравлической камерой, которая в нижней части сообщается с входным каналом. При этом соединительная труба в верхней части соединена с насосной рабочей камерой, а в нижней части соединена с клапанным узлом. (Патент на полезную модель №125272. МПК F04B 47/02. Насосная система. - Опубликовано: 27.02.2013. Бюл. №6).
Недостатком известного устройства является снижение эффективности работы из-за необходимости остановки насоса и перевода его в реверсивный режим работы, в течение определенного отрезка времени. Кроме того, не все типы насосов способны обеспечить создание реверсивного потока, так широко применяемые динамические лопастные насосы не способны создать реверсивный поток при изменении направления вращения ротора.
Технической задачей, решаемой полезной моделью, является повышение эффективности работы насосной системы, и расширение области ее применения, в условиях, когда в перекачиваемой среде содержатся механические примеси.
Техническим результатом является создание более эффективных и более универсальных насосных систем, что достигается за счет усовершенствования гидравлической проточной части насосной системы.
Технический результат достигается тем, что насосная система содержит входной канал и выходной канал, насосную рабочую камеру, сообщающуюся через соединительную трубу и гидравлическую камеру с клапанным узлом. Клапанный узел оснащен всасывающим клапаном и нагнетательным клапаном. Насосная рабочая камера сообщается с входным каналом через гидравлическую камеру и всасывающий клапан, и сообщается с выходным каналом через гидравлическую камеру и нагнетательный клапан. Насосная система оснащена, по крайней мере, одной дополнительной гидравлической камерой, которая через дополнительный всасывающий клапан сообщается с входным каналом, а через дополнительный нагнетательный клапан сообщается с выходным каналом, а также сообщается с насосной рабочей камерой. Дополнительная гидравлическая камера через дополнительную соединительную трубу сообщается с насосной рабочей камерой, при этом каждая соединительная труба оснащена управляющим запорным устройством, а каждая гидравлическая камера через дополнительные управляющие запорные устройства сообщается с выходным каналом.
Насосная система может иметь исполнение, когда в гидравлической камере размещен фильтрующий элемент.
Насосная система может иметь исполнение, когда управляющие запорные устройства подключены к системе автоматизированного управления
На фигуре, для удобства описания заявляемого технического решения, представлена схема насосной системы.
Насосная система по фигуре  содержит входной канал 1 и выходной канал 2, насосную рабочую камеру 3, сообщающуюся через соединительную трубу 4 и гидравлическую камеру 5 с клапанным узлом, оснащенным всасывающим клапаном 6 и нагнетательным клапаном 7. Насосная рабочая камера 3 сообщается с входным каналом 1 через гидравлическую камеру 5 и всасывающий клапан 6, и сообщается с выходным каналом 2 через гидравлическую камеру 5 и нагнетательный клапан 7. Насосная система оснащена, по крайней мере, одной дополнительной гидравлической камерой 8, которая через дополнительный всасывающий клапан 9 сообщается с входным каналом 1, а через дополнительный нагнетательный клапан 10 сообщается с выходным каналом 2, а также сообщается с насосной рабочей камерой 3. Дополнительная гидравлическая камера 8 через дополнительную соединительную трубу 11 сообщается с насосной рабочей камерой 3, при этом каждая соединительная труба 4 и 11 оснащена управляющим запорным устройством 12 и 13, а каждая гидравлическая камера 5 и 8 через дополнительные управляющие запорные устройства 14, 15 сообщается с выходным каналом 2.
Насосная система может иметь исполнение, когда в гидравлической камере 5 и 8 размещен фильтрующий элемент 16 и 17 соответственно.
Насосная система может иметь исполнение, когда управляющие запорные устройства 12-15 подключены к системе автоматизированного управления. Система автоматизированного управления на схеме по фигуре  не показана. На линии выходного канала 2 может быть установлено запорное регулирующее устройство 18.
Предлагаемая насосная система работает следующим образом.
Перекачиваемая среда, например, смесь нефти и воды, вместе с пузырьками попутного газа и с механическими примесями, поступает к входному каналу 1.
Электрическая энергия в электродвигателе преобразуется в механическую энергию (на фигуре электродвигатель не показан). Механическая энергия в насосной рабочей камере 3 преобразуется в гидравлическую энергию, так как в камере 3 осуществляется силовое воздействие на жидкость. Создается поток перекачиваемой среды в направлении от входного канала 1 через насосную рабочую камеру 3 в канал 2. Движение перекачиваемой среды осуществляется через всасывающий клапан 6 гидравлическую камеру 5 соединительную трубу 4 и далее в насосную рабочую камеру 3. При этом управляющее запорное устройство 12 открыто, а дополнительное управляющее запорное устройство 14 закрыто. Нагнетательный клапан 7 закрыт из-за наличия перепада давления в каналах 1 и 2. Механические примеси задерживаются в полости гидравлической камеры 5 под действием гравитационных сил, и задерживаются на фильтрующем элементе 16, когда размер частиц превышает размер каналов в фильтрующем элементе 16 (по принципу работы известных фильтрующих элементов, например, фильтрующих элементов щелевого типа). В то время, когда осуществляется перемещение перекачиваемой среды через гидравлическую камеру 5 в насосную рабочую камеру 3, осуществляется очистка фильтрующего элемента 17 в гидравлической камере 8. При этом управляющее запорное устройство 13 закрыто, а дополнительное управляющее запорное устройство 15 открыто. Нагнетательный клапан 10 открыт из-за наличия перепада давления, который может регулироваться с помощью запорного регулирующего устройства 18. Всасывающий клапан 9 закрыт из-за наличия перепада давления в каналах 1 и 2, соответственно, из-за наличия перепада давления в гидравлической камере 8 и входном канале 1. Механические примеси удаляются обратным потоком из полости гидравлической камеры 8 и с поверхности фильтрующего элемента 17 (по принципу работы известных фильтрующих элементов, очищающихся за счет организации обратной циркуляции, например, в фильтрующих элементах щелевого типа). Чистая перекачиваемая среда поступает из насосной рабочей камеры 3, через открытое управляющее устройство 15 и через соединительную трубу 11, в фильтрующий элемент 17 в режиме обратной циркуляции. Потоком чистой перекачиваемой среды механические примеси удаляются с наружной поверхности фильтрующего элемента 17, и через нагнетательный клапан 10 удаляются в выходной канал 2. Таким образом, механические примеси, поступающие в насосную систему через входной канал 1, попадают в выходной канал 2, минуя насосную рабочую камеру 3. Поскольку в насосную рабочую камеру 3 не попадают механические примеси, повышается эффективность работы насосной системы, так как исключается износ деталей насоса из-за вредного влияния механических примесей.
После закрытия дополнительного управляющего запорного устройства 15 и открытия управляющего запорного устройства 13 происходит изменение направления циркуляции в гидравлической камере 8. Перекачиваемая среда из входного канала 1 поступает через открывшийся всасывающий клапан 9 в гидравлическую камеру 8, и далее через фильтрующий элемент 17, соединительную трубу 11 и управляющее запорное устройство 13 в насосную рабочую камеру 3. При этом нагнетательный клапан 10 закрыт из-за наличия перепада давления в каналах 1 и 2.
Для очистки фильтрующего элемента 16 организуют обратную циркуляцию среды в гидравлической камере 5. Для этого закрывают управляющее запорное устройство 12, открывают дополнительное управляющее устройство 14. Чистая перекачиваемая среда поступает из насосной рабочей камеры 3, через открытое управляющее устройство 14 и через соединительную трубу 4, в фильтрующий элемент 16 в режиме обратной циркуляции. Потоком чистой перекачиваемой среды механические примеси удаляются с наружной поверхности фильтрующего элемента 16 и через нагнетательный клапан 7 механические примеси удаляются в выходной канал 2. Таким образом, механические примеси, поступающие в насосную систему через входной канал 1, попадают в выходной канал 2, не попадая в насосную рабочую камеру 3. После очистки фильтрующего элемента 16 цикл работы насосной системы повторяется. При этом насосная рабочая камера 3 работает непрерывно.
Повышается эффективность работы насосной системы, поскольку она может эксплуатироваться непрерывно, без каких-либо остановок. Расширяется область применения насосной системы, поскольку заявляемое техническое решение может быть использовано с применением широко распространенных динамических лопастных насосов. Техническое решение может быть также использовано с применением различных объемных насосов. Решается техническая задача по повышению эффективности работы насосной системы, и по расширению области ее применения, в условиях, когда в перекачиваемой среде содержатся механические примеси. Достигается технический результат - создание более эффективных и более универсальных насосных систем, за счет усовершенствования гидравлической проточной части насосной системы.
Механические примеси могут задерживаться в полости гидравлической камеры 5 и 8 под действием гравитационных сил. Если используются также и фильтрующие элементы 16, 17, то механические примеси задерживаются и на фильтрующем элементе 16, 17, когда размер частиц превышает размер каналов в фильтрующем элементе 16, 17 (по принципу работы известных фильтрующих элементов, например, фильтрующих элементов щелевого типа).
Насосная система может иметь исполнение, когда управляющие запорные устройства 12-15 и 18 подключены к системе автоматизированного управления (работа осуществляется по известным принципам автоматизации). Система автоматизированного управления на схеме по фигуре  не показана.
С использованием заявляемого технического решения повышается надежность насосных систем, в том числе предназначенных для добычи, сбора и подготовки нефти, газа и воды в условиях, осложненных присутствием механических примесей. Исключается вредное влияние механических примесей на работу насосного оборудования.