Гвинтовий насос

Гвинтовий насос, що містить пружну складену обойму, що установлена в корпусі нерухомо в осьовому напрямку з можливістю радіального переміщення поверхні, оточуючої гвинт, утвореної принаймні двома пружними частинами і елемен тами їх закріплення, при цьому між пружними частинами обойми утворені герметичні проміжні камери, і гвинт, зв'язаний з приводом, нагнітальний отвір, зв'язаний з напірною камерою, утвореною в верхній частині гвинта, і всмоктувальний отвір, зв'язаний із всмоктувальною камерою, утвореною в нижній частині гвинта, при цьому гвинт установлений на опорах ковзання, який відрізняється тим, що в герметичних проміжних камерах і у всмоктувальній камері на заданих відстанях від нижньої площини пружних частин обойми, що переміщуються під тиском, встановлені обмежувальні упори Корисна модель відноситься до насособудування, стосується заглибних гвинтових насосів і може знайти застосування в різних галузях народного господарства для перекачки рідких середовищ Відомий заглибний одногвинтовий насос для видобування нафти із свердловин описаний у книзі А В Крилова «Одногвинтові насоси» -М 1962, стор 12, 141, рис 3, 103 Насос містить пружну обойму, нерухомо та герметично закріплену в корпусі і гвинт, зв'язаний із приводом проміжним валом, нагнітальний отвір із сторони верхнього кінця гвинта, зв'язаний з напорною камерою, що знаходиться в кришці і всмоктувальний отвір, що знаходиться в корпусі із сторони нижнього кінця гвинта і з'єднує всмоктувальну камеру з оточуючим середовищем Вал установлений на підшипнику ковзання і зафіксований від осьового переміщення радіально-упорним підшипником В якості вузла компенсації неспівпадання вісей гвинта і привідного вала використовується ексцентрикова муфта, яка пов'язує гвинт і проміжний вал і розташована у всмоктувальній камері Одним із недоліків відомої конструкції можна вважати необхідність використання спеціальних вузлів для з'єднання неспівпадаючих вісей валів приводу і гвинта, наприклад, типу ексцентрикової муфти, що в свою чергу, знижує надійність пристрою, тому що такі муфти є джерелом вібрації Недоліком відомої конструкції можна вважати та кож наявність вісевих зусиль, пропорційних тиску, що розвивається на виході гвинта, це потребує збільшення вузла упорного підшипника за габаритами, а також негативно діють на верхній край пружної обойми, адже він знаходиться в зоні повного тиску, що розвивається насосом, і це призводить до швидкого його руйнування Найближчою до тієї, що заявляється, є конструкція гвинтового насоса, подана в патенті України № 112, кл F04C3/00, заявлена 08 05 96 р № 96051807/К, опублікована 25 12 97 р, бюллетень №6 Відомий ГВИНТОВИЙ насос містить пружну обойму, герметично закріплену и корпусі, і гвинт, зв'язаний з приводом, нагнітальний отвір, зв'язаний з напорною камерою, і всмоктувальний отвір зв'язуючий всмоктувальну камеру з навколишнім середовищем, причому гвинт встановлений на опорах ковзання, а обойма виконана складеною і встановлена у корпусі нерухомо у вісевому напрямку, з можливістю радіального переміщення поверхні, що облягає гвинт, кожної пружної и частини, що має V - образну форму в розрізі, й утворена не менш ніж двома наборами послідовно розташованих у корпусі обойм і деталей для її закріплення, зафіксованими за допомогою гайки і нажимного кільця, при цьому між пружними частинами складеної обойми утворені герметичні проміжні камери Указані ознаки є загальними з конструкцією, О со 1304 що заявляється Недоліком відомої конструкції є осьове розтягування еластичних частин складеної обойми під дією різниці тиску в суміжних герметичних проміжних камерах, наслідком чого являється виникнення збільшених поверхневих напруг матеріала еластичних частин в закруглених поверхностях з малими радіусами закруглення, наприклад, вершина V образного з'єднання, що прискорює руйнування еластичних частин складеної обойми при циклічному динамічному навантаженню високої частоти В основу корисної моделі була поставлена задача такого вдосконалення гвинтового насоса, коли значно зменшуються недоліки роботи еластичних частин складеної обойми Поставлена задача вирішується тим, що у гвинтовому насосі, який містить пружну обойму, герметично закріплену в корпусі з допомогою кришки і гайки, а також гвинт, зв'язаний з приводом, нагнітальний отвір в гайці, з'єднаний з напорною камерою, що виконана з допомогою кришки сторони верхньої частини гвинта, всмоктуючий отвір, що зв'язує всмоктуючу камеру в корпусі сторони нижньої частини гвинта з навколишнім середовищем, при цьому гвинт установлений на опорах ковзання, а обойма установлена в корпусі нерухомо в напрямі ВІСІ з можливістю радіального переміщення поверхні, що доторкується гвинта кожною пружною и частиною, що має V - образну форму в подовжньому розрізі і виконана як мінімум двома наборами послідовно розміщених в корпусі частин обойми і деталей для їх закріплення з допомогою гайки і нажимного кільця, при цьому між суміжними послідовно розміщеними частинами обойми утворені герметичні проміжні камери в яких на відміну від відомого, установлені обмежуючі упори, а також у всмоктуючій камері, під першою частиною обойми Установка обмежуючих упорів під кожною еластичною частиною складеної обойми дає можливість обмежити и переміщення під дією тиску на задану величину, яка не дозволяє утворюватись руйнівним поверхневим напруженням на еластичних частинах складеної обойми в містах сполучень поверхонь малими радіусами кривизни Гвинтовий насос ілюструється кресленням, де показаний його загальний вигляд в розрізі, (див фіг) Гвинтовий насос містить корпус 1, а також складену пружну обойму, утворену не менше ніж двома наборами, послідовно розміщеними в корпусі 1 і складених із розпірних втулок 2 і 3, подушок 4 і 5, пружних частин обойми 6 і 7 ВІДПОВІДНО Кожна пружна частина 6 і 7 обойми має в розрізі V - образну форму і кільцевий пояс по зовнішньому діаметру, що повторює дзеркально опорну поверхню подушок 4 і 5 ВІДПОВІДНО Складена обойма закріплена в корпусі з допомогою гайки 8 Гайка 8 взаємодіє з нажимним кільцем 9 через шайбу 10 Шайба 10 має упорну поверхню 11 для стискування складеної обойми Таким чином, кожна пружна частина 6 і 7 обойми, як і вся обойма, установлені в корпусі герметично і нерухомо в осьовому напрямі, при цьому між частинами обойми 6 і 7 утворена проміжна герметична камера 12, яка є напорною для нижньої частини 6 обойми і гвинта 13, складаючих ступінь насоса, і всмоктуючою для верхньої частини 7 обойми і гвинта 13, складаючих другу ступінь насоса В герметичній камері 12 установлений обмежуючий упор 14 на заданій відстані від нижньої площини частини 7 складеної обойми Гвинт 13 насоса сполучений з валом 15 приводу Сполучення вала приводу 15 і гвинта 13 зроблено жорстким, наприклад, з допомогою муфти 16 Гвинт 13 встановлений на опорах ковзання 17 і 18 В підшипнику 17 внутрішньою його частиною є муфта 16, а в підшипнику 18 - кінець гвинта 13 Всмоктуючий отвір 19 зроблено в корпусі 1 із сторони нижньої частини гвинта 13 і з'єднує всмоктуючу камеру 20, утворену в корпусі 1 основою насоса 21 і частиною обойми 6, з рідиною навколишнього середовища На заданій відстані від нижньої площини частини 6 обойми, також установлений обмежуючий упор 14 На боковій поверхні муфти 16 є пази для ущільнення 22, яке запобігає попаданню твердих частин в зону тертя підшипника 17 В кільцевому пазу на боковій поверхні гайки 8 установлено ущільнення 23 для герметизації міста сполучення корпусу 1 і гайки 8 В гайці 8 є нагнітальний отвір 24, сполучений з напорною камерою 25, утвореною гайкою 8, вставкою 26, гвинтом 13, частиною обойми 7, через канал 27 Приводом гвинтового насоса може бути заглибний електродвигун (на кресленні не показаний) Гвинтовий насос працює таким чином Вал 15 електродвигуна передає крутящий момент через муфту 16 на гвинт 13 При обертанні гвинта 13 в підшипниках 17 і 18, внаслідок взаємодії його з частиною обойми 6, рідина проштовхується із всмоктуючої камери 20 в проміжну герметичну камеру 12, утворюючи в ній обумовлений надлишковий тиск по відношенню до тиску навколишнього середовища Тиск камери 12 є початковим для частини 7 обойми, яка взаємодіє з гвинтом 13, внаслідок чого рідина виштовхується із камери 12 в напорну камеру 25, потім через канал 27 в нагнітальний отвір 24 і далі за призначенням Внаслідок збільшення висоти водяного стовпа над насосом, тиск діє на всі елементи напорної камери 25, розтягуючи частину 7 обойми і передаючи частину тиску в проміжну герметичну камеру 12, розтягуючи частину 6 обойми, закінчуючи розподіл тиску по елементах складеної обойми в частинах рівних цілому поділеному на КІЛЬКІСТЬ елементів складеної обойми При досягненні заданого тиску нижні площини частин обойми 7 і 6 ввійдуть у взаємодію з обмежуючими упорами 14 і подальше зростання тиску не призводить до розтягування частин обойми 7 і 6, що дає можливість значно подовжити їх працездатність 1304 ФІГ. ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044)456-20- 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71