Регулируемый диафрагменный насос

Изобретение относится к гидромашиностроению, в частности к скважинным диафрагменным насосам, и может быть использовано для эксплуатации нефтяных скважин.
Известен диафрагменный насос, включающий нагнетательный и всасывающий клапаны, диафрагму, пружину, поршень, угловую зубчатую передачу/1/.
К причинам, препятствующим достижению приведенного ниже технического результата, относятся: сложность конструкции, вследствие этого высокая стоимость и неудовлетворительная надежность, малая производительность из-за небольшого диаметра диафрагмы, поперечно расположенной в насосе, ограниченность области применения по дебиту скважины.
Наиболее близким к заявляемому изобретению по совокупности существенных признаков, является диафрагменный насос /2/, принятый за прототип, содержащий корпус, приемную и отводящую головки, приемный и отводящий диски, выталкиватель, всасывающий и нагнетательный клапаны в виде прямоугольных пластин, приводной вал с эксцентричными участками, опорные подшипники, диафрагмы, выполненные в виде секторальных баллонов, имеющие на концах утолщения в форме «ласточкин хвост и
прижатые к приемному и отводящему дискам полыми дисками, в каждом из которых имеются пазы по количеству диафрагм, каждая диафрагма помещена в оболочку из упругого материала, снабжен эксцентричной втулкой со шлицами на концах, входящими в зацепление с идентичными шлицами на эксцентричных участках приводного вала с одной стороны, и взаимодействующей с другой стороны через нажимные подшипники с выталкивателем.
К причинам, препятствующим получению указанного ниже технического результата, относятся: сложность и трудоемкость работ по изменению подачи, связанных с разборкой, заменой эксцентричной втулки и последующей сборкой насоса, ступенчатость регулирования подачи.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является расширение области применения насоса.
При осуществлении изобретения поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в снижении трудоемкости работ по изменению подачи и обеспечении бесступенчатости варьирования подачи.
Технический результат достигается тем, что в диафрагменном насосе, содержащем: корпус, приемную и отводящую головки, выталкиватель, диафрагму, всасывающий и нагнетательный клапаны, вал с эксцентричными участками, опорные подшипники, внутри корпуса установлен полый статор с возможностью перемещения в радиальном направлении. Возможность перемещения и фиксации статора внутри ротора обеспечена винтами,
установленными в стенке корпуса. Кроме того, диафрагма в полости статора установлена вертикально.
Бесступенчатость подачи достигается тем, что статор перемещается внутри корпуса при помощи винтов, то есть величина подачи зависит только от шага резьбы винтов и оборота винтов. Уменьшение трудоемкости работ по изменению подачи обеспечивается установкой винтов в стенке корпуса насоса, которые позволят изменять подачу без разборки самого насоса.
На фиг. 1 изображен продольный разрез предлагаемого насоса; на фиг. 2 - сечение по А-А на момент всасывания; на фиг. 3 - сечение по А-А на момент нагнетания.
Насос содержит (см фиг.1) цилиндрический корпус 1, закрытый крышками 2 и 3, с размещенными в них нагнетательным и всасывающим клапанами 4 и 5, прокладки 6 и 7 из уплотняющего антифрикционного материала (например, фторопласта), пустотелый статор 8, установленный с возможностью перемещения в поперечном направлении в корпусе 1, винтами 9 и 10, установленными в стенках корпуса 1, и собранный с помощью винтов 11 из двух частей а и б, между которыми вертикально установлена плоская диафрагма 12, разделяющая внутреннюю полость статора 8 на две полости в и г. Полость в, выполняющая функцию рабочей камеры насоса, сообщена каналом 13, полостью 14, отверстием 15 с нагнетательным клапаном 4 и каналом 16, полостью 17, отверстием 18с всасывающим клапаном 5, при этом каналы 14 и 17 имеют радиальные размеры больше чем отверстия 15 и 18, а в полости г размещен вал 19, опирающийся на подшипники 20 и 21, имеющий
эксцентричные участки 22 и 23, с посаженными на них подшипниками 24 и 25, охватываемым их выталкивателем 26, соединенный при помощи шлицевой муфты 27 с валом 28 электродвигателя (на схеме не показан).
Ось статора 8 смещена относительно оси вала 19 на величину эксцентриситета.
Корпус 1 соединен с головкой 29, а к крышке 3 присоединена головка 30. клапан 4 сообщен каналом 31с внутренней полостью головки 29, а через нее с полостью подающего трубопровода (на схеме не показан). Клапан 5 сообщен с затрубным пространством через сетчатый фильтр 32.
Наружная поверхность корпуса 1 обжата оболочкой 33 из эластичного материала (например, резина), которая поджимается хомутами 34.
Насос работает следующим образом.
Вращения вала 28 электродвигателя, через муфту 27 передается валу насоса 19 и через эксцентричные участки 22 и 23 подшипникам 24 и 25.
При этом, наружная обойма подшипников 24 и 25 и выталкиватель 26 совершают, в радиальном направлении, колебательные движения, проходя по радиусу путь за один цикл (оборот) от 0 до 2-х эксцентриситетов вала 19. Когда выталкиватель 26 начинает давить на диафрагму 12, нагнетательный клапан 4 открывается, а всасывающий клапан 5 закрывается. Происходит нагнетание жидкости из полости в через канал 13, полость 14, отверстие 15, клапан 4 и канал 31, через отводящую головку в полость подающего трубопровода. Когда выталкиватель 26 доходит до предела в радиальном перемещении (2е), нагнетательный клапан 4 закрывается, а всасывающий клапан 5 открывается.
Жидкость из межтрубного пространства скважины, поступает через фильтр 32, клапан 5, отверстие 18, полость 17, канал 16 в полость в. При этом упругая оболочка диафрагмы 12 деформируется (выпрямляется), тем самым обеспечивается процесс заполнения полости в.
В дальнейшем цикл повторяется.
При необходимости изменения подачи насоса, например в меньшую сторону, ослабляется винт 9 и ввинчивается винт 10, которым перемещается статор вместе с диафрагмой 12 влево, удаляясь от выталкивателя на необходимую величину, тем самым уменьшается величина деформирования диафрагмы, а, следовательно, и объем вытесняемой из-под нее жидкости. По окончании перемещения, винт 9 ввинчивается до упора, фиксируя статор в рабочее положение.
Источники информации:
1.Чичеров Л.Г. Нефтепромысловые машины и механизмы: Уч. пособие для вузов. - М.: Недра, 1983.-С. 103, рис.43.
2Лат. 2117822 РФ, МПК F04B 43/10, 47/06, опубл. 1998 (прототип).
Формула изобретения
1.Диафрагменный насос, содержащий корпус, приемную и отводящую головки, выталкиватель, диафрагму, всасывающий и нагнетательный клапаны, вал с эксцентричными участками, опорные подшипники, отличающийся тем, что внутри корпуса установлен полый статор с возможностью перемещения в радиальном направлении посредством установленных в стенке корпуса винтов.
2.Насос по п.1, отличающийся тем, что диафрагма установлена в полости статора вертикально.
фЫ
m I  О