Поверхностный привод погружного винтового насоса

 

Изобретение относится к общему машиностроению, в частности к насосостроению, и может использоваться в нефтяной промышленности для добычи нефти. Привод содержит двигатель, редуктор, механическую передачу крутящего момента, выполненную в виде вариаторного устройства. Шкив вариатора включает два конических диска с выполненными на них направляющими ребрами для их вхождения друг в друга при осевом смещении и радиальной фиксации. Диски имеют резьбу разного направления, но одинакового шага и установлены на валу редуктора посредством шлицевого соединения, с возможностью осевого перемещения. На валу редуктора выполнены пазы, в которые установлены подпружиненные пальцы фиксатора торцевой гайки, которая имеет резьбы, соответствующие резьбам конических дисков. Упрощается конструкция поверхностного привода, повышается надежность и возможность бесступенчатого регулирования частоты вращения погружного винтового насоса. 2 ил.

Изобретение относится к общему машиностроению, в частности к насосостроению, и может быть использовано в нефтяной промышленности для добычи нефти.

Известен поверхностный привод скважинного винтового насоса, содержащий двигатель, редуктор, колонну штанг и вариаторный механизм в виде редукторно-мультипликаторной вставки. (Заявка на выдачу патента РФ N 95103085, кл. F 04 B 47/02, опубл. в Б.И. N 14, 1997 г.). Недостатком являются сложность конструкции, ступенчатое регулирование передаточного отношения.

Известен поверхностный привод погружного винтового насоса, содержащий двигатель, редуктор с входными и выходными валами, механическую передачу крутящего момента и тормозное устройство. Механическая передача крутящего момента выполнена в виде клиноременной передачи. (Описание изобретения к патенту РФ N 2145678, кл. F 04 B 47/02, опубл. Б.И. N 5, 2000 г.). Недостатком данного привода являются невозможность обеспечения плавного регулирования, недостаточная надежность.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является упрощение конструкции привода с обеспечением возможности бесступенчатого изменения передаточного отношения и повышение надежности эксплуатации шкива клиноременной передачи.

Данная техническая задача решается за счет того, что в устройстве, включающем двигатель, редуктор, механическую передачу крутящего момента, согласно изобретению механическая передача выполнена в виде вариаторного устройства, шкив которого выполнен с возможностью широкого диапазона регулирования и плавного изменения передаточного числа. Для этого на валу редуктора установлен шкив вариаторного устройства, содержащий неподвижно закрепленную на валу ступицу, два подвижных в осевом направлении конических диска для взаимодействия с клиновым ремнем, жестко соединенные с каждым из дисков втулки с участками резьбы разного направления, стопорное кольцо и регулирующий элемент в виде торцевой гайки, причем конические диски установлены непосредственно на вал и связаны с ним посредством шлицевого соединения, а фиксатор торцевой гайки выполнен в виде ручки и жестко соединенных с ней подпружиненных пальцев, установленных в пазах вала.

Применение клиноременного вариатора позволяет значительно упростить конструкцию привода, плавно менять скорость вращения, что дает возможность подобрать оптимальный режим работы погружного винтового насоса, а установка шкива клиноременного вариатора на вал посредством шлицевого соединения, используемого вместо шпоночного, передает большие крутящие моменты, имеет большую усталостную прочность и высокую точность центрирования и направления, а фиксаторный механизм надежно соединяет торцовую гайку и вал, полностью исключая возможность проворота.

Предлагаемый поверхностный привод погружного винтового насоса поясняется чертежом, на фиг. 1 изображен общий вид, на фиг. 2 - шкив клиноременного вариатора.

Привод содержит редуктор 1, электродвигатель 2, клиноременный вариатор 3 и колонну штанг 4.

Шкив клиноременного вариатора состоит из конических дисков 5 и 6 с резьбой на одном диске правой, на другом диске левой и с ребрами для их вхождения друг в друга при осевом смещении и радиальной фиксации, торцевой гайки 7 с резьбами для соединения с коническими дисками 5 и 6 соответственно правой и левой, фиксатора в виде пальцев 8 с пружинами 9 для надежной фиксации торцевой гайки 7 с валом редуктора 10, на котором нарезаны шлицы, предназначенные для осевого перемещения по нему конических дисков 5 и 6 и передачи крутящего момента, втулки 11, которая служит для крепления фиксатора, ручки фиксатора 12, пружинного упорного кольца 13, которое предотвращает осевое перемещение торцевой гайки 7 посредством втулки 11.

Поверхностный привод погружного винтового насоса работает следующим образом.

При подключении электродвигателя 2 крутящий момент передается через шкив на клиноременный вариатор 3, на входной вал редуктора 1, далее с выходного вала редуктора на колонну штанг 4 и к погружному винтовому насосу. Изменение передаточного отношения происходит следующим образом (см. фиг. 2): предварительно отключают фиксатор, для этого необходимо за ручку 12 вытянуть пальцы 8 из пазов вала редуктора 10, зафиксировать их на втулке 11, что дает свободно вращаться торцевой гайке 7, при повороте которой, например, по часовой стрелке относительно конических дисков 5 и 6 они будут расходиться, уменьшая диаметр шкива, против часовой стрелки диски будут приближаться друг к другу по направляющим ребрам, увеличивая тем самым диаметр шкива, при этом плоскость вращения клинового ремня 14 будет неизменной, так как торцевая гайка 7 имеет правую и левую резьбу с одинаковым шагом и соответствующие резьбы имеют конические диски 5 и 6 и их осевое перемещение будет направлено в противоположную сторону на одинаковую величину. После установки необходимого диаметра шкива включают фиксатор, для этого нужно ввести пальцы 8 в пазы вала редуктора 10, вращая втулку 11 за ручку 12. Таким образом, предложенное устройство позволяет упростить конструкцию и процесс регулирования передаточного отношения, позволяет производить подбор оптимальных режимов работы погружного винтового насоса.

Формула изобретения

Поверхностный привод погружного винтового насоса, включающий двигатель, редуктор, механическую передачу крутящего момента, отличающийся тем, что механическая передача крутящего момента выполнена в виде вариаторного устройства, шкив которого включает два конических диска с выполненными на них направляющими ребрами, для их вхождения друг в друга при осевом смещении и радиальной фиксации, с резьбой разного направления, но с одинаковым шагом, установленных на валу редуктора посредством шлицевого соединения, с возможностью осевого перемещения, причем на валу редуктора выполнены пазы, в которые устанавливаются подпружиненные пальцы фиксатора торцовой гайки, которая имеет резьбы, соответствующие резьбам конических дисков для их соединения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2