Плунжерный насос
Владельцы патента RU 2330185:
Открытое акционерное общество Научно-производственное предприятие "Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических исследований геологоразведочных скважин (ОАО НПП "ВНИИГИС") (RU)
Насос предназначен для использования в области насосостроения, в частности для добычи нефти из скважин. Насос состоит из приводного механизма, поршня, плунжера, корпуса, пружины, всасывающего и нагнетательного клапанов. Он снабжен роликом, расположенным в верхней части поршня между приводным механизмом и всасывающим клапаном. Опорная чашка установлена на пружине и выступе верхнего конца плунжера, размещенного в корпусе. На боковой поверхности опорной чашки и всасывающего клапана выполнены пазы. Плунжер выполнен с центральным каналом, выступами, которые размещены на уступе внутренней проточки опорной чашки. Плунжер перемещается относительно опорной чашки на величину зазора между торцом плунжера и всасывающим клапаном. На контактных поверхностях всасывающего и нагнетательного клапанов выполнены проточки, диаметр которых составляет 1,1÷1,2 от диаметра каналов, а глубина 0,5 от диаметра канала плунжера. Снижается гидравлическое сопротивление на входе насоса и повышается эксплутационная надежность. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к насосостроению, в частности к плунжерным насосам при добыче нефти.
Известен насос, содержащий расположенные в корпусе плунжер и охватывающую его гильзу, имеющую в зоне всасывающего коллектора радиальные отверстия с окнами в стенке гильзы и нагнетательный клапан (Авт. св. СССР № 964219, МКИ F04B 21/02, приор. 04.03.81).
Недостатком этого насоса является ненадежность работы нагнетательного клапана в случае попадания в него из зоны всасывания загрязненной жидкости.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является плунжерный насос (пат. РФ № 1534211, МКИ F04B 21/06, приор. 19.05.88), в котором с целью обеспечения принудительной промывки фильтроэлемента в корпусе расположен полый плунжер с поставленным в нем коническим затвором со стержнем и упорной шайбой. В гильзе с фильтроэлементом установлен уплотнительный поршень, являющийся толкателем конусного затвора. При перемещении поршня за счет изменения объема камеры происходит очистка фильтроэлемента.
Однако фильтроэлемент, установленный на входе, создает гидравлическое сопротивление, а конусный затвор со стержнем является конструктивно сложным и снижает эксплуатационную надежность.
Задачей данного изобретения является снижение гидравлического сопротивления на входе насоса и повышение эксплуатационной надежности.
Для решения этой задачи предложен плунжерный насос, содержащий приводной механизм, поршень, плунжер, корпус, пружину, всасывающий и нагнетательные клапаны. Предлагаемый насос снабжен роликом, расположенным в верхней части поршня между приводным механизмом и всасывающим клапаном, передающим возвратно-поступательное движение, а также снабжен опорной чашкой, установленной на пружине и выступе верхнего конца плунжера, размещенного в корпусе, причем на боковой поверхности опорной чашки и всасывающего клапана выполнены пазы, а плунжер выполнен с центральным каналом и заплечиками, которые размещены на уступе внутренней проточки опорной чашки. Плунжер перемещается относительно опорной чашки на величину зазора между торцом плунжера и всасывающим клапаном.
На контактных поверхностях всасывающего и нагнетательного клапанов выполнены проточки, диаметр которых составляет 1,1÷1,2 от диаметра каналов, а глубина - 0,5 от диаметра канала плунжера.
На фиг.1 показаны основные элементы предлагаемого плунжерного насоса, на фиг.2 - принцип работы плунжерного насоса.
Плунжерный насос состоит из приводного механизма 1, ролика 2, установленного на оси 3 и расположенного в верхней части поршня 4 между приводным механизмом 1 и всасывающим клапаном 5, передающим возвратно-поступательное движение поршню 4. Всасывающий клапан 5 размещен на выступах 6. В полости поршня 4 расположена опорная чашка 7. На боковой поверхности опорной чашки 7 и всасывающего клапана 5 выполнены пазы А.
Опорная чашка 7 установлена на пружине 12, размещенной в цилиндрической проточке корпуса 13 и выступе 10 верхнего конца плунжера. В центральном канале корпуса 13 размещен плунжер 9, при этом плунжер 9 и корпус 13 являются притертой парой.
Плунжер 9 выполнен с центральным каналом 11 и выступами 10, которые размещены на уступе внутренней проточки опорной чашки 7. Плунжер 9 перемещается относительно опорной чашки 7 на величину зазора Δ (дельта) между торцом плунжера 9 и всасывающим клапаном 5.
В нижней части корпуса 13 расположен канал 14 с нагнетательным клапаном 15. Клапан 15 размещен в корпусе 16 и поджат пружиной 17.
На контактной поверхности клапанов 5 и 15 выполнены проточки Б, В, диаметр которых составляет 1,1÷1,2 от диаметра каналов 11 и 17 соответственно, а глубина - 0,5 от диаметра канала плунжера.
Работа плунжерного насоса осуществляется следующим образом. Вращающийся приводной механизм (кулачок) 1, воздействуя на ролик 2, создает поступательное перемещение поршню 4, при этом поршень 4, воздействуя на всасывающий клапан 5, перемещает опорную чашку 7, сжимая пружину 12. Зазор Δ (дельта) перекрывается по притертым поверхностям, и плунжер выполняет рабочее движение. Давление в канале 11 плунжера 9 повышается и жидкость через нагнетательный клапан 15 подается в гидросистему (фиг.2).
При дальнейшем угловом перемещении кулачка 1 (фиг.1), усилием пружины 12 опорная чашка 7 возвращает плунжер 9 и поршень 4 с роликом 2 в исходное положение. При этом выступ 10 плунжера 9 опирается на выступ 8 опорной чашки 7, создавая зазор между торцовой поверхностью плунжера 9 и всасывающим клапаном 5 (зазор Δ (дельта)).
Жидкость через пазы А в опорной чашке 7 и клапане 5 по зазору Δ (дельта) поступает в полость канала 11. Происходит всасывание жидкости.
В процессе работы насоса проточки Б, В в клапанах 5 и 15 обеспечивают режим течения жидкости, исключающий накопление загрязняющих частиц, тем самым способствуя долговечности и безотказной работе.
Таким образом, предложенное устройство позволяет снизить гидравлическое сопротивление на входе насоса и полости плунжера и повысить эксплуатационную надежность.
1. Плунжерный насос, содержащий приводной механизм, поршень, плунжер, корпус, пружину, всасывающий и нагнетательные клапаны, отличающийся тем, что он снабжен роликом, расположенным в верхней части поршня между приводным механизмом и всасывающим клапаном, передающим возвратно-поступательное движение, а также снабжен опорной чашкой, установленной на пружине и выступе верхнего конца плунжера, размещенного в корпусе, причем на боковой поверхности опорной чашки и всасывающего клапана выполнены пазы, а плунжер выполнен с центральным каналом и заплечиками, которые размещены на уступе внутренней проточки опорной чашки, причем плунжер перемещается относительно опорной чашки на величину зазора между торцом плунжера и всасывающим клапаном.
2. Плунжерный насос по п.1, отличающийся тем, что на контактных поверхностях всасывающего и нагнетательного клапанов выполнены проточки, диаметр которых составляет 1,1÷1,2 от диаметра каналов, а глубина - 0,5 от диаметра канала плунжера.
