АКСИАЛЬНО-ПОРШНЕВОЙ НАСОС

Полезная модель относится к области гидромашиностроения, в частности к аксиально-поршневым насосам объемного вытеснения, которые могут быть использованы в гидроприводе скважинного электрогидроприводного насосного агрегата для добычи нефти.
Известен аксиально-поршневой насос, содержащий установленный в корпусе на подшипнике качения блок цилиндров с поршнями, которые посредством сферических шарниров соединены с башмаками, причем последние прижаты с помощью пружины к наклонной шайбе, установленной на гидростатическом подшипнике, блок цилиндров посредством шпонки соединен с приводным валом, установленным в корпусе на шарикоподшипнике, а между блоком цилиндров и корпусом зажат распределительный диск с окнами всасывания и нагнетания (см. авторское свидетельство SU №311041, кл. F04В 1/22, 09.08.1971).
Недостатком известной конструкции являются большие потери на трение башмаков по поверхности наклонной шайбой, что приводит к снижению надежности работы данного аксиально-поршневого насоса. Кроме того, при высоком давлении масла в полости установки пяты происходит развальцовка соединения концов поршней с подпятниками, ввиду различных по направлению сил, возникающих в соединении при прохождении поршнями зоны всасывания, приводящая к снижению ресурса.
Наиболее близким к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является аксиально-поршневой насос, содержащий корпус, в котором установлены качающий блок цилиндров с поршнями, крышку, над которой в корпусе выполнена всасывающая полость насоса, и установленную на наклонном основании пяту с подпятниками, при этом блок цилиндров посредством шлицевого соединения связан с приводным валом, установленным в корпусе на подшипниках качения, в подпятниках выполнены сферические опоры, поршни выполнены со сферическими головками, установленными в сферических опорах подпятников с образованием сферических шарниров, пята расположена в полости корпуса между блоком цилиндров и одним из подшипников качения, а всасывающая полость насоса сообщена посредством перепускного канала с полостью корпуса, в которой установлена пята, (см. патент RU №2174621, кл. F04В 1/26, 10.10.2001).
В данном аксиально-поршневом насосе в полости, где установлена пята, снижают
давление путем сообщения указанной полости с всасывающей полостью. Однако это также не предотвращает возможности развальцовки соединения концов поршней с подпятниками.
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является предотвращение развальцовки соединения концов поршней с подпятниками.
Техническим результатом, достигаемым от реализации полезной модели, является повышение ресурса и надежности работы аксиально-поршневого насоса.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что аксиально-поршневой насос содержит корпус, в котором установлены качающий блок цилиндров с поршнями, крышку, над которой в корпусе выполнена всасывающая полость насоса, и установленную на наклонном основании пяту с подпятниками, при этом блок цилиндров посредством шлицевого соединения связан с приводным валом, установленным в корпусе на подшипниках качения, в подпятниках выполнены сферические опоры, поршни выполнены со сферическими головками, установленными в сферических опорах подпятников с образованием сферических шарниров, пята расположена в полости корпуса между блоком цилиндров и одним из подшипников качения, а всасывающая полость насоса сообщена посредством перепускного канала с полостью корпуса, в которой установлена пята, на крышке установлен вспомогательный насос объемного типа, например шестеренный насос, вал которого через муфту соединен с приводным валом насоса, причем всасывающей стороной вспомогательный насос сообщен с полостью корпуса, в которой установлена пята для поддержания в последней давления ниже, чем давление во всасывающей полости, нагнетательной стороной вспомогательный насос сообщен с всасывающей полостью, а в перепускном канале установлен обратный клапан.
В ходе проведенного исследования было выявлено, что от величины давления в полости корпуса насоса, в которой установлена пята с подпятниками, в значительной степени зависит надежность работы насоса. Из-за негерметичностей в полости, где установлена пята, происходит накапливание перекачиваемой жидкой среды с повышением давления в полости, где установлена пята, до давления близкого по величине к давлению нагнетания перекачиваемой насосом жидкой среды (в скважинных агрегатах - масла, подаваемого аксиально-поршневым насосом в гидродвигатель). На поршне в момент нахождения его на всасывающей стороне в результате возникает перепад давления, направленный в сторону, противоположную движению поршня, что могло бы привести к развальцовке соединения поршня с подпятником. Установка вспомогательного насоса объемного типа и сообщение его всасывающей стороны с полостью, где установлена пята, позволяет откачивать жидкую среду из этой полости и снижать давление в ней до величины ниже давления во всасывающей полости, позволяет создавать на поршне перепад давления,
2
направленный в сторону прижатия поршня к подпятнику, исключая таким образом возможность развальцовки соединения поршня с подпятником. Наиболее оптимальным, как показали проведенные испытания, является величина давления в полости, где установлена пята, на 3-7 кг/см ниже, чем давление во всасывающей полости аксиально-поршневого насоса, поскольку указанный перепад давления дает возможность предотвратить чрезмерное снижение давление в полости, где установлена пята, путем ее сообщения со всасывающей полостью посредством канала, в котором установлен обратный клапан, что позволяет, в случае необходимости, перепускать часть перекачиваемой среды из всасывающей полости в полость, где установлена пята, и таким образом поддерживать выше указанный оптимальный перепад давления.
На чертеже представлен продольный разрез аксиально-поршневого насоса.
Аксиально-поршневой насос содержит корпус 1, в котором установлены качающий блок цилиндров 2 с поршнями 3, крышку 4, над которой в корпусе 1 выполнена всасывающая полость 5 насоса, и установленную на наклонном основании 6 пяту 7 с подпятниками 8. Блок цилиндров 2 посредством шлицевого соединения 9 связан с приводным валом 10, установленным в корпусе 1 на подшипниках качения 11. В подпятниках 8 выполнены сферические опоры. Поршни 3 выполнены со сферическими головками 12, установленными в сферических опорах подпятников 8 с образованием сферических шарниров. Пята 7 расположена в полости 13 корпуса 1 между блоком цилиндров 2 и одним из подшипников качения 11, а всасывающая полость 5 насоса сообщена посредством перепускного канала 14 с полостью 13 корпуса 1, в которой установлена пята 7. На крышке 4 установлен вспомогательный насос 15 объемного типа, например шестеренный насос, вал 16 которого через муфту 17 соединен с приводным валом 10 насоса. Всасывающей стороной вспомогательный насос 15 сообщен с полостью 13 корпуса 1, в которой установлена пята 7, для поддержания в последней давления ниже, чем давление во всасывающей полости 5. Нагнетательной стороной вспомогательный насос 15 сообщен с всасывающей полостью 5, а в перепускном канале 14 установлен обратный клапан 18.
Аксиально-поршневой насос работает следующим образом.
При включении электродвигателя (не показан на чертеже) аксиального-поршневой насос 17 начинает работать. При этом вспомогательный насос, откачивая жидкую среду из полости 13, где установлена пята 7, обеспечивает указанную выше разницу в величине давления между полостью 13, где установлена пята 7, и всасывающей полостью 5 насоса. Заданная величина в разнице давления поддерживается с помощью обратного клапана 18.
Настоящая полезная модель может быть использована в нефтедобывающей
промышленности и других отраслях промышленности, где производят добычу жидких сред из скважин.