ПЛАСТИНЧАТЫЙ ПОГРУЖНОЙ НАСОС
VANE-TYPE SUBMERSIBLE PUMP

Изобретение относится к насосостроению, в частности к многоступенчатым объемным насосам, и может быть использовано для подъема жидкости из нефтяных скважин.
Известны конструкции пластинчатых насосов, состоящих из цилиндрического статора с подводящим и отводящим патрубками и эксцентрично расположенного ротора, в котором имеются радиальные пазы с находящимися в них пластинами, роликами, или фигурными шиберами. Эти элементы легко перемещаются в пазах, прижимаясь к статору силой инерции, пружинами или давлением жидкости [Касьянов В.М. Гидромашины и компрессоры. М., «Недра», 1981. Стр.132, рис.10.6].
Недостатком подобных конструкций является недостаточная надежность при работе с жидкостями, содержащими абразивные частицы, т.к. твердые частицы, попадая между шиберами и корпусом, вызывают изнашивание шиберов и поверхности, по которым он скользит, что приводит к снижению надежности и, в конечном итоге, к выходу насоса из строя. Кроме того, подобные конструкции не приспособлены для многоступенчатого исполнения.
Наиболее близкой конструкцией по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является пластинчатый погружной насос, содержащий корпус с впускным и выпускным каналами, в полости которого размещен ротор, эксцентрично установленный на противоположном ротору торце корпуса с возможностью вращения направляющий цилиндр с торцевым диаметральным пазом, выполненным сквозным со стороны ротора, рабочие пластины, установленные на роторе с возможностью свободного вращения и перемещения в пазах направляющего цилиндра при их вращении [патент №2317417 РФ, F01С 1/344, 2008].
Недостатками данного насоса являются невозможность многоступенчатого исполнения, что ограничивает создаваемый напор, а также низкая абразивная стойкость из-за отсутствия зазоров между рабочими частями насоса.
Задачей данного изобретения является создание конструкции пластинчатого насоса, выполненного в многоступенчатом исполнении, устойчивой к абразивному износу.
Указанный технический результат достигается тем, что пластинчатый погружной насос, содержащий ступень, состоящую из корпуса с впускным и выпускными каналами, ограниченного верхним и нижним основаниями, эксцентрично установленных в нижнем основании у противоположных торцов корпуса вращающихся диска и центрального цилиндра с диаметральными прорезями, в которых размещены рабочие пластины, отличается тем, что вращающийся диск насажен на вал, центральный цилиндр окружен полым цилиндром с прорезями, являющимися продолжением диаметральных прорезей центрального цилиндра, рабочие пластины снабжены ножками, закрепленными в отверстиях на вращающемся диске и обеспечивающими вращение рабочих пластин вокруг своей оси, при этом полый и центральный цилиндры зафиксированы в пазах верхнего основания и установлены с возможностью синхронного вращения за счет перемещения рабочих пластин в диаметральных прорезях, а между краем рабочей пластины и внутренней поверхностью корпуса образован зазор. Полый цилиндр может быть зафиксирован в кольцевом пазу, а центральный цилиндр - в круглом пазу верхнего основания. Пластинчатый погружной насос может быть выполнен многоступенчатым, в этом случае ступени насажены на общий вал.
Предпочтительно, чтобы ножка пластины была расположена в центре рабочей пластины, что обеспечит последней большую свободу вращения вокруг оси крепления ножки.
Размещение рабочих пластин на ножке, входящей в отверстие на вращающемся диске, препятствует их радиальному перемещению и позволяет выдержать технологический зазор между краем пластины и корпусом, что предотвращает абразивный износ деталей насоса.
Соосно расположенные центральный и полый цилиндры, имеющие диаметральные прорези, задают угол поворота рабочих пластин.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен заявляемый пластинчатый насос, вид сбоку; на фиг.2 - рабочая ступень насоса, разрез А-А, фиг.1; на фиг.3 - рабочая ступень в аксонометрии без верхнего основания, на фиг.4 - верхнее основание ступени, вид снизу.
Пластинчатый насос состоит, по меньшей мере, из одной ступени, расположенной на валу 1 и состоящей из цилиндрического корпуса 2, ограниченного в осевом направлении нижним 3 (фиг.1, 2, 3) и верхним 4 основаниями (фиг.1, 4). В полости нижнего основания 3 (по направлению потока) расположен вращающийся диск 5 (фиг.2, 3), насаженный на вал 1, и впускной канал 6 (фиг.2). Между основаниями 3 и 4 расположены три рабочие пластины 7, каждая пластина снабжена ножкой 8, например, в виде стержня, расположенного в центре поверхности, соприкасающейся с вращающимся диском 5 (фиг.2, 3). Ножка 8 зафиксирована в отверстии вращающегося диска 5. В полости корпуса 2 эксцентрично относительно вращающегося диска 5 размещены соосные между собой центральный цилиндр 9 и полый цилиндр 10 с сообщающимися диаметральными прорезями. В промежутке между центральным 9 и полым 10 цилиндрами проходит вал 1. Центральный цилиндр 9 и полый цилиндр 10 дополнительно фиксируются от горизонтального перемещения в полости корпуса 2 профилями 11, а профили 12 на противоположной стороне корпуса 1 замыкают рабочий объем. В верхнем основании 4 выполнены кольцевой паз 13 для фиксации полого цилиндра 10 и круглый паз 14 для фиксации центрального цилиндра 10 (фиг.4), которые не препятствуют их свободному вращению. В верхнем основании 4 расположен выпускной канал 15 (фиг.4).
Пластинчатый погружной насос работает следующим образом. При запуске насоса диск 5, расположенный в полости нижнего основания 3, вращаясь на валу 1, вращает ножки 8, которые, в свою очередь, перемещают рабочие пластины 7, последние, двигаясь по диаметральным прорезям, вращают центральный цилиндр 9 и полый цилиндр 10. В результате в области впускного канала 6, расположенного на нижнем основании 3, создается разряжение, и пластины 7 проталкивают жидкость в полости корпуса 2 от впускного канала 6 к выпускному каналу 15.
Предлагаемый пластинчатый насос обеспечивает высокую надежность за счет наличия зазора между внутренней поверхностью корпуса и рабочими пластинами.