ПЛАСТИНЧАТЫЙ НАСОС ДЛЯ ДОБЫЧИ НЕФТИ

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 с радиальными пазами, в которых могут быть размещены пластины, ролики или фигурные шиберы. Эти элементы легко перемещаются в пазах, прижимаясь к статору силой инерции, пружинами или давлением жидкости, подводимой изнутри [см., например, Касьянов В.М. Гидромашины и компрессоры. М., «Недра», 1981. Стр. 132, рис.10.6].
Недостатком подобных конструкции является недостаточная надежность при работе с жидкостями, содержащими абразивные частицы, т.к. твердые частицы, попадая между пластинами и корпусом, вызывают изнашивание пластины и поверхности, по которым она 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 близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является пластинчатый насос, имеющий снабженный впускным и выпускным патрубками цилиндрический корпус с профилированной внутренней поверхностью и установленный на валу соосно корпусу ротор с радиальными прорезями, в которых, с возможностью возвратно-поступательного движения, размещены пластины. Корпус ограничен нижним и верхними основаниями, а профилированная внутренняя поверхность обеспечивает разделение внутренней полости на две симметричные рабочие области [Касьянов В.М. Гидромашины и компрессоры. М., «Недра», 1981. Стр.132, рис.10.6е].
Основными недостатками данной конструкции является постоянный контакт металл по металлу между корпусом и краями пластин, что в условиях абразивосодержащих сред способствует ускорению износа рабочих пластин и корпуса.
Задачей данного изобретения является создание конструкции пластинчатого насоса, устойчивого к абразивному износу.
Указанный технический результат достигается тем, что в пластинчатом насосе, содержащем цилиндрический корпус с профилированной внутренней поверхностью, ограниченный верхним и нижним основаниями с впускными и выпускными каналами, и установленный на валу соосно корпусу ротор с радиальными прорезями, в которых размещены рабочие пластины, обращенные торцами в сторону нижнего и верхнего оснований, согласно изобретению, каждый торец рабочих пластин снабжен, по меньшей мере, одной ножкой, для перемещения которых в нижнем и верхнем основаниях выполнены замкнутые пазы, расположенные эквидистантно внутренней поверхности корпуса на расстоянии, обеспечивающим образование зазора между концом рабочей пластины и внутренней поверхностью корпуса. Если на торце имеется нескольких ножек, разнесенных по длине рабочих пластин, для каждой выполняется отдельный паз. В некоторых вариантах исполнения корпус может быть составным, при этом профилированная внутренняя поверхность формируется с помощью отдельно изготовленных профилей, которые устанавливаются с противоположных сторон.
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 - рабочая ступень насоса, разрез Б-Б, фиг.1.
Пластинчатый насос содержит установленный на валу 1 ротор 2 с радиальными пазами и цилиндрический корпус 3, ограниченный в осевом направлении нижним 4 и верхним 5 основаниями (фиг.1-4). Цилиндрический корпус 3 выполнен с профилирующей направляющей поверхностью 6 (фиг.2-3). В радиальных пазах ротора 2 размещены рабочие пластины 7 (фиг.2-3). Торцы пластины, соприкасающиеся с основаниями 4 и 5, снабжены ножками 8 (фиг.1-4), например, в виде стержня. В нижнем 4 и верхнем 5 основаниях выполнены замкнутые пазы 9 (фиг.4), эквидистантные внутренней поверхности корпуса. Ножки 8 установлены в пазах 9 нижнего 4 и верхнего 5 оснований, соответственно, что ограничивает перемещение рабочих пластин 7 в радиальном направлении. Расстояние от замкнутого паза 9 до внутренней поверхности корпуса 3 выбрано таким, чтобы между концами рабочих пластин 7 со стороны корпуса 3 и профилированной направляющей поверхностью 6 выдерживается технологический зазор. Для улучшения фиксации рабочих пластин 7, на каждой их торце ножек может быть установлено несколько, при этом для каждой ножки 8, разнесенной по длине пластины, выполняется отдельный замкнутый паз 9. В нижнем основании 4 имеются впускные каналы 10 (фиг.2-4), а в верхнем основании 5 - выпускные каналы (не показаны). Профилированная направляющая поверхность 6, разделяющая рабочую область на две, может быть образована за счет направляющих профилей 11 (фиг.2-3), изготовленных отдельно от корпуса 3 и установленных напротив друг друга.
Пластинчатый насос работает следующим образом.
При запуске насоса ротор 2, расположенный в полости цилиндрического корпуса 3 с профилированной направляющей поверхностью 6, начинает вращать рабочие пластины 7 и прикрепленные к ним ножки 8 двигаются в закрытых пазах 9, конфигурация которых позволяет выдерживать зазор между профилированной направляющей поверхностью 6 и концами пластин 7, препятствуя их износу. При этом в области впускного канала 10 создается разряжение и пластины 7 проталкивают жидкость в полости корпуса 2 от входного канала 6 к выпускному каналу, расположенному в противоположном конце рабочей области на верхнем основании 5.
Таким образом, предлагаемая конструкция, создавая зазор между внутренней поверхностью корпуса и рабочими пластинами, устраняет причину заклинивания абразивных частиц между подвижными и неподвижными деталями насоса и обеспечивает высокую надежность работы за счет повышения абразивной устойчивости.