УЗЕЛ ОСЕВОЙ РАЗГРУЗКИ НАСОСНОЙ УСТАНОВКИ

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности, к конструкции центробежных насосов, используемых для поддержания пластового давления при нефтедобыче путем закачки в пласт технологической жидкости. Узел осевой разгрузки насосной установки служит для гашения колебаний осевых нагрузок при передаче крутящего момента от двигателя к насосной секции.
Известен узел осевой разгрузки насосной установки, содержащий заполненный маслом полый корпус, в котором размещен приводной вал для кинематической связи двигателя и насоса, установленный в двух радиальных подшипниковых опорах и одной осевой подшипниковой опоре (см. патент РФ №2320896, опублик. 27.03.2008).
Недостатком указанного узла осевой разгрузки является то, что как осевые, так и радиальные нагрузки, возникающие на валу насосной установки при работе насоса, воспринимаются подшипниковыми опорами качения. При этом осевая упорная подшипниковая опора содержит ряд упорных подшипников качения, в котором осевая нагрузка распределена неравномерно, что ускоряет выход из строя крайних подшипников. Кроме того, высокая частота вращения приводного вала насосной установки и сложная схема охлаждения пошипниковых опор приводят к сокращению межремонтного времени работы установки.
Задачей, решаемой полезной моделью, является увеличение эксплуатационной надежности горизонтальной насосной установки путем замены осевой и радиальных подшипниковых опор качения на опоры скольжения с одновременным созданием системы охлаждения масляной ванны узла осевой разгрузки перекачиваемой жидкостью.
Технический результат, получаемый при осуществлении полезной модели, заключается в повышении надежности работы установки и снижении трудозатрат при проведении профилактических и ремонтных работ за счет упрощения конструкции.
Указанный технический результат достигается тем, что в узле осевой разгрузки насосной установки, содержащем заполняемый маслом полый корпус, в котором размещен приводной вал для кинематической связи двигателя и насоса, установленный в двух радиальных подшипниковых опорах и одной осевой подшипниковой опоре, осевая подшипниковая опора выполнена с многосегментным самоустанавливающимся упорным подшипником скольжения, а радиальные подшипниковые опоры выполнены с подшипниками скольжения. При этом узел осевой разгрузки снабжен дополнительной расширительной камерой, которая гидравлически связана с заполненной маслом полостью корпуса узла осевой разгрузки, а ее объем составляет 0,15-0,3 объема полости корпуса узла осевой разгрузки.
Кроме того тем, что осевая подшипниковая опора сблокирована с радиальной подшипниковой опорой, установленной со стороны выходного конца приводного вала.
Предпочтительно выполнение узла осевой разгрузки насосной установки с закреплением корпуса расширительной камеры на наружной поверхности корпуса узла осевой разгрузки.
Целесообразно выполнение корпуса расширительной камеры в виде полого кольца или его части.
Полезная модель поясняется одним рисунком, на котором схематически представлена конструкция узла осевой разгрузки насосной установки.
Узел осевой разгрузки насосной установки представляет собой полый корпус 1, внутри которого проходит приводной вал 2, кинематически связывающий приводной двигатель и насос. При работе насосной установки полость корпуса узла осевой разгрузки заполняют смазочным маслом, что обеспечивает надежную работу подшипниковых опор 3,4,5. Две крайние подшипниковые опоры 3 и 4 воспринимают радиальную нагрузку и представляют собой подшипники скольжения, работающие на принципе создания гидравлического клина (сухое трение полностью отсутствует).
Осевую нагрузку воспринимает многосегментный самоустанавливающийся упорный подшипник скольжения 5, работающий на принципе создания гидравлического клина (сухое трение полностью отсутствует), который перенесен максимально близко к радиальной опоре - подшипнику 4, расположенному со стороны соединения с валом насоса, что уменьшает вероятность прогиба вала под действием осевой нагрузки.
Для обеспечения длительной работы подшипниковых опор узла осевой разгрузки при высоких оборотах приводного вала 2, которые необходимы для нормального функционирования насосной установки, требуется обеспечить надежную их смазку. С этой целью узел осевой разгрузки выполнен с дополнительной расширительной камерой 6, гидравлически связанной с заполненной маслом полостью корпуса 1 узла осевой разгрузки. При работе насосной установки приводной вал 2 вращается с высокой частотой, что ведет к нагреву подшипниковых опор и, соответственно, нагреву и увеличению объема масла, заполняющего полость корпуса 1. В результате увеличения объема, часть масла перетекает в расширительную камеру 6, что предотвращает протечки и способствует частичному охлаждению масла и поддержанию рабочей температуры в полости узла осевой разгрузки. Объем расширительной камеры был выбран экспериментальным путем, исходя из того, что уменьшение объема расширительной камеры ведет к затруднению маслообмена между камерами, а излишнее увеличение объема расширительной камеры, ведет к неоправданному увеличению габаритов устройства и также ухудшает процесс маслообмена. Экспериментально было установлено, что в зависимости от внешних и технологических условий работы установки, объем расширительной камеры оптимально составляет 0,15-0,3 объема полости корпуса узла осевой разгрузки.
Таким образом, при осуществлении конструкции, предложенной полезной модели, достигается заявленный технический результат, который заключается в повышении надежности работы насосной установки и снижении трудозатрат при проведении профилактических и ремонтных работ, что достигается за счет упрощения конструкции и осуществления ремонта путем полной замены узла.