НАСОСНАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к насосным установкам для перекачки буровых растворов, мультифазных жидкостей и может применяться в нефтегазовой, химической, строительной и других видах промышленности.
В качестве прототипа принят буровой промывочный насос НПО «Буровая техника», из книги Д.Ф. Балденко, Ф.Д. Балденко и А.Н. Гноевых «Одновинтовые гидравлические машины» в 2-х т., М., ООО «ИРЦ Газпром», 2007, т. 1, с. 92.
Упомянутый буровой промывочный насос установлен на раме и включает многозаходный статор с установленным в нем с эксцентриситетом ротором. Ротор через двухшарнирное соединение сочленен с приводным валом шпинделя. Между приводным валом шпинделя и его корпусом установлен сальник.
Признаки прототипа, совпадающие с признаками полезной модели, заключаются в наличии винтового насоса, содержащего шпиндель с приводным валом, рабочую пару, состоящую из многозаходного статора и установленного в нем с эксцентриситетом многозаходного ротора.
Причины, препятствующие получению технического результата в прототипе, который обеспечивается полезной моделью, состоят в следующем.
Наличие одного насоса ограничивает основные параметры установки - давление и расход, которые находятся в пределах технических характеристик этого насоса. Наличие эксцентриситета ротора по отношению к статору при одном насосе, вызывающее биение (вибрации) ротора, передающееся на все остальные элементы насоса, создает большие динамические нагрузки, снижая прочность и долговечность насоса. Однако никаких средств снижения этих нагрузок в конструкции насоса не предусмотрено.
Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в повышении эксплуатационной эффективности и долговечности насосной установки.
Технический результат, обеспечивающий решение указанной задачи, заключается в повышении давления насосной установки, снижении вибраций, исключении утечек масла и протечек перекачиваемой жидкости в полость шпинделя.
Технический результат достигается тем, что в насосной установке, включающей винтовой многозаходный насос, содержащий шпиндель с приводным валом, рабочую пару, состоящую из статора с установленным в нем с эксцентриситетом ротором, согласно полезной модели дополнительно введены винтовые многозаходные насосы в количестве не мене двух, насосы установлены равномерно по окружности в раме и соединены между собой гидравлически последовательно, при этом каждый ротор при сборке установлен в противофазе по отношению к другому симметрично расположенному ротору, а полость шпинделя заполнена маслом под давлением и загерметизирована по концам торцовыми сальниками.
Наличие трех или более винтовых многозаходных насосов, соединенных гидравлически последовательно, позволяет получать на последнем суммарное высокое давление, пропорциональное числу насосов установки. Установка насосов в раме равномерно по окружности, а каждого ротора при сборке в противофазе по отношению к другому, симметрично расположенному, обеспечивает направление усилий от колебаний роторов из-за наличия эксцентриситета навстречу друг к другу, поэтому они взаимно гасятся и поперечные колебания насосов снижаются, а это ведет к увеличению прочности и долговечности установки. Заполнение полости шпинделя маслом под давлением и герметизация ее по концам торцевыми сальниками исключает утечку масла из полости и попадание в нее прокачиваемой жидкости. Это повышает стабильность работы насосной установки.
Новые признаки полезной модели заключаются в наличии дополнительных винтовых многозаходных насосов в количестве не менее двух, в расположении всех насосов равномерно по окружности в раме и соединенных между собой гидравлически последовательно. Новые признаки состоят также в том, что при сборке каждый ротор установлен в противофазе по отношению к другому, симметрично расположенному ротору, а также в том, что полость шпинделя заполнена маслом под давлением и загерметизирована по концам торцевыми сальниками.
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где:
на фиг. 1 - показана гидрокинематическая схема насосной установки;
на фиг. 2 - взаимное расположение 4 - роторов в противофазе симметрично расположенных по отношению друг к другу, сечение А-А. на фиг. 1.
Насосная установка содержит четыре винтовых многозаходных насоса 1. Каждый насос включает рабочую пару 2, состоящую из статора 3 и установленного в нем с эксцентриситетом ротора 4. Каждый ротор 4 всех насосов при сборке ориентирован в противофазе по отношению к другому, расположенному симметрично. Статор 3 соединен со шпинделем 5 посредством фланцевых соединений 6, а противоположный конец статора 3 заглушен крышкой 7, которая подсоединена к гидросистеме. На выходе жидкости из рабочих пар 2 установлены манометры 8. Ротор 4 посредством переводника 9 сочленен с торсионным (гибким) валом 10 и далее через муфту 11 с приводным валом 12 шпинделя 5. Полость шпинделя 5 загерметизирована по концам торцовыми сальниками 13. На конце приводного вала 12 шпинделя 5 установлено зубчатое колесо 14, находящееся в зацеплении с центральной шестерней 15, вал которой соединен через муфту 16 с валом главного электродвигателя 17. Зубчатыми колесами 14 оснащены приводные валы всех шпинделей насосов установки. Центральная шестерня 15 и зубчатые колеса 14 образуют редуктор 18. Главный электродвигатель 17 запитывается электроэнергией от частотного преобразователя 19. Полость шпинделя 5 запитывается маслом от насоса 20, который перекачивает его из бака 21. Перепад давления масла в шпинделе 5 регулируется дросселем 22. Все насосы установки закреплены в раме 23. Источник перекачиваемой жидкости условно обозначен на фиг. 1 в виде бака 24.
Работа насосной установки осуществляется следующим образом. При включении электродвигателя 17 вращение его вала передается центральной шестерне 15, от нее зубчатым колесам 14, которые приводят во вращение ротора рабочих пар всех насосов. Ротора обкатываясь по внутренней винтовой поверхности статоров, производят перекачку жидкости. Первая рабочая пара производит забор жидкости из бака 24 и под давлением перекачивает во вторую пару, и так далее до последней. Поскольку рабочие пары соединены последовательно, то на выходе последней пары будет создаваться суммарное давление. При включении главного электродвигателя 17 включаются электродвигатели масляных насосов 20, подающих масло в полости шпинделей. Регулировка подачи жидкости насосами осуществляется посредством изменения частоты вращения главного электродвигателя 17, которая управляется частотным преобразователем 19.