Входное устройство насоса

Входное устройство насоса

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

72) Автор

Розанов (54) ВХОДНОЕ УСТРОЙСТВО НАСОСА

Изобретение относится к гидро". машиностроению, в .частности касается входных устройств насосов, работающих в жидких средах со значи" тельным содержанием твердых частиц и может быть использовано, например, в буровых насосах, перекачивающих оборотную воду, глинистый раствор, а также среды с достаточно большим содержанием твердых частиц, выбуренной породы и других засоряющих раствор включений.

Известно входное устройство ..насоса, содержащее подводящий трубо провод и установленный на нем сайоочищающийся фильтр, включающий корпус с проходными окнамй, очистные ножи, входящие в проходные окна и укрепленные на подвижном элементе, установленном с возможностью возвратно-поступательного движения относительно оси корпуса фильтра f1).

Недостатками известного устройства являются ограниченная область

2 применения (водоем с волнами) и низкая надежность в работе, как следствие, невозможность применения его в качестве входного устройства буровых насосов.

Цель изобретения - повышение надежности и расширение. функциональных возможностей устройства.

Укаэанная цель достигается тем, что корпус снабжен направляющей втулкой и расположенным в ней стержнем, а подвижный элемент выполнен в виде установленного в корпусе подпружиненного разделителя, закреп" ленного на стержне.

При этом разделитель выполнен в виде. диафрагмы, закрепленной по периферии в корпусе.

Кроме того, с целью упрощения конструкции устройства, корпус может быть выполнен открытым со стороны нижнего торца, а разделитель выполнен в виде поршня, расположенного внутри корпуса с радиальным

3 918566 зазором, величина которого не больше шадрины проходных окон.

Очистные ножи в местах их крепления к подвижному элементу выполнены с возможностью поворота вокруг вертикальных осей, параллельных вертикальной оси корпуса и его стержня, Очистные ножи могут быть выполнены в виде замкнутого контура с перемычкой в его средней части. 1О

На фиг. 1 представлено входное устройство насоса, общий вид, на фиг. 2 - сечение A-A на фиг,1; на фиг. 3 - вид Б на фиг.1; на фиг.4входное устройство насоса с цилин- 15 дрической формой корпуса фильтра, общий вид, на фиг. 5 - вариант конструкции входного устройства насоса, разделитель которого выполнен в виде поршня, на фиг. 6 - сечение ze

В-В на фиг.5; на фиг. 7 - вид Г на фиг.5.

Входное устройство насоса содержит подводящий трубопровод 1, приемный клапан 2 и установленный на под- 25 водящем трубопроводе 1 самоочищающийся фильтр 3. Самоочищающийся фильтр 3 включает корпус 4 с проходными окнами 5. В проходные окна 5 входят очистные ножи 6, укрепленные 5р на подвижном элементе 7, установленном в корпусе 4 с возможностью возвратно-поступательного движения относительно оси фильтра. Корпус 4 снабжен связанной с ним направляющей втулкой 8, в которой размещен подвижный в осевом направлении стержень 9. Подвижный элемент 7 выполнен в виде разделителя, подпружиненного относительно корпуса 4 предварительно сжатой пружиной 10 и закрепленного на стержне 9. Средняя часть стержня 9 имеет четырехугольное (фиг.2} или трехугольное сечение (фиг.б) для исключения зависания и заклинки стержня 9 в направляющей втулке 8.

Из-за малой контактной поверхности исключается гопадание твердых частиц возазор между стержнем 9 и направляющей втулкой 8. Раздепитель может быть выполнен в виде диафрагмы 11, закрепленной по периферии в корпусе

4 (фиг.1), а по центру - на стержне 9. о

На фиг. 5 представлен .вариант входного устройства,. в котором разделитель выполнен в виде поршня 12, при этом корпус 4 выполнен открытым со стороны нижнего торца, а поршень

12 размещен внутри корпуса 4 с радиальным зазором 13, величина которого не больше ширины проходных окон 5.

К поршню 12 прикреплен грязесьемник

14 для очистки нижней цилиндрической поверхности корпуса 4.

Очистные ножи б прикреплены в верхней части стержня - к подвижному элементу 7. Каждый очистной нож б выполнен в виде замкнутого контура и может иметь перемычку 15 в средней части. Очистные ножи 9 в месте их крепления к подвижному элементу 7 имеют возможность поворачиваться вокруг вертикальных осей 16, параллель ных вертикальной оси корпуса 4 и стержня 8.

Очистные ножи 6 могут быть выполнены из пружинистой стали толщиной, несколько меньшей, чем размер npo" ходных окон 5 или из упругого и прочного материала, например, полиэтилена, капролона или армированной резины. При использовании цилиндрического корпуса 4 (фиг.4) при необходимости уменьшения рабочего хода комплекта очистных ножей 6 последний может быть выполнен многоярус" ным. Очистные ножи 6 могут быть дополнительно изогнуты концентрично поверхности корпуса 4 (фиг.7). Это позволяет очищать не только проходные окна 5, но и внешнюю цилиндрическую поверхность корпуса 4.

Нижняя часть стержня 9 может быть снабжена механическим фиксатором,выполненным в виде пружинного кольца

17, прижатого гайкой к фланцу 18 корпуса 4 и имеющего разной длины плечи 61 и Я .

Входное устройство насоса работает следующим образом.

В процессе работы насоса при от45 крытых проходных окнах 5 создается номинальный перепад давлений между расходной емкостью, в которую погружено все входное устройство, и внутренней полостью корпуса 4. Этот перепад воздействует на разделитель, выполненный в .виде диафрагмы 11 или поршня 12, стремясь вдавить его внутрь корпуса .4. Этому препятствует усилие .предварительно сжатой пружины 10, за счет чего разделитель и жестко связанный с .ним стержень 9 с щэмплектом очистных ножей 6 находятся Е нижнем исходном положении.

918566

По мере засорения проходных окон величина упомянутого перепада дав- лений возрастает, и в момент, когда усилие от перепада превышает усилие предварительно сжатой пружины 10, очистные ножи 6 вместе с разделителем начинают подниматься вверх.

Максимальное значение упомянутого перепада возникает при почти полной потере проницаемости проходных окон

I5 корпуса 4 и применительно к самовсасывающим буровым насосам может

Я.

1 составить 0,3-0,5 кгс/см. В результате разделитель вместе с очистными .! ножами 6 занимает верхнее положение. Если к этому времени не происходит полной очистки проходных окон

5, насос переходит на работу в режиме срыва подачи. 3а счет пульсации

20 давления во всасывающей линии, при

"котором давление меняет знак, а, также за счет энергии, накопленной в пружине, очистные ножи 6 перемещаются вниз и занимают исходное положение. Если не происходит полной очистки проходных окон за один цикл, возможны повторные ходы но" жей вплоть до полной очистки про" ходных окон 5 корпуса 4 и восстановления нормального режима работы .насоса. При использовании очистных ножей 6 с перемычкой 15 (фиг.l) в момент прохождения перемычки 1-5 через проходные окна 5 корпуса 4 за счет уменьшения площади их проходного сечения упомянутый перепад резко возрастает, что создает до" полнительный импульс силы, приложенной к разделителю, выполненному

40 в виде диафрагмы ll, и стержню 9, и очистные ножи 6 быстро идут вверх.

При этом, если насос работает с не-. высоким разрежением в рабочей камере, срыва подачи может не произойти.

Аналогичный дополнительный импульс силы, приложенной к диафрагме

11, может быть получен за счет ис". пользования фиксатора в виде пружин; ного кольца 17 -переменной жесткости (фиг. 1 и 3). При этом диафрагма 11 и очистные ножи 6 практически не поднимаются вверх до тех пор, пока уси-. лие от перепада, воздействующее на диафрагму 11, не будет достаточным для изгиба пружинного кольца 17 на плече 6 и освобождения нижнего конца стержня 9 из захвата пружинного кольца 17.

После завершения полной очистки проходных окон 5 корпуса 4 пад воз-, действием энергии, накопленной в пружине 10, стержень Я спускается вниз и его нижний конец легко входит в захват пружинного кольца 17, так как плечо R может быть подобрано таким образом, что стержень 9 может зайти в захват под действием только своего веса.

При выполнении разделителя в ви" де поршня 12 грязесьемник 14 перекрывает сначала упомянутый радиальный зазор 13 (предварительно засоренный раствором), а затем ïðîходные окна 5 внутренней цилиндрической поверхности корпуса 4 устройства. Соотношение сечений проходных окон 5 корпуса 4, а также размер и ход поршня. 12 могут быть подобраны таким образом, что поршень

12, пройдя вверх и очистив ножами проходные окна 5, одновременно нарушает соотношение сил, приложенных к нему, за счет очистки проходных окон 5 и дополнительного включения в работу проходных окон 5 на внутренней поверхности корпуса l. В результате этого поршень 12 за счет энергии, накопленной в пружине 10 перемещается в исходное положение.

При этом грязесъемник 14 (или скребок переменной жесткости как на фиг. 3) восстанавливает проницаемость радиального зазора 13 между поршнем

12 и корпусом 4, а следовательно и проницаемость фильтра принимает свое первоначальное значение.

Таким образом, предлагаемое устройство может обеспечить надежную работу буровых насосов на средах,содержащих значительное количество посторонних твердых примесей, что может дать существенный экономический эффект. Формула изобретения

l. Входное устройство насоса,содержащее подводящий трубопровод и установленный на нем самоочищающийся фильтр, включающий корпус с проходными окнами, очистные ножи,входящие в: проходные окна и укрепленные на подвижном-элементе, установленном с возможностью возвратно-поступательного движения относительно оси кор-.

-7 91 пуса фильтра, о т л и ч а.ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и расширения функциональных возможностей,. корпус снабжен направляющей втулкой и расположенным в ней стержнем, а-подвижный элемент выпол нен в виде установленного в корпусе подпружиненного разделителя, закрепленного на стержне.

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что разделитель выполнен в виде диафрагмы, закрепленной по периферии в корпусе.

3; Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции; корпус выполнен открытым со стороны нижнего торца, а разделитель выполнен в виде поршня, расположенного внутри кор8566 8 пуса с радиальным зазором, величина которого не больше ширины проходных окон

4. Устройство по пп. 1-3, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что очистные ножи в местах их крепления к подвижному элементу выполнены с возможностью поворота вокруг вертикальных осей, параллельных вертиfO кальной оси корпуса и его стержня.

5. Устройство по пп. 1, 2 и 4, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что очистные ножи выполнены в виде замкнутого контура с перемычкой в его

И средней части.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР и 641174, .кл. Р 04 В 29/70, 1977.

918566

Составитель Э. Гинзбург

Техред Т.Иаточка Корректор С. Шекмар

Редактор Н. Горват

Заказ 2092/14

Тираж 671 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

4 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4