Заглибний електронасос

Реферат: Заглибний електронасос містить корпус із відцентровим насосом, оснащеним робочими колесами, та електродвигуном, вал якого розташований співвісно валу насоса та з'єднаний з ним за допомогою хрестоподібного рухливого зчленування, виконаного у вигляді двох півмуфт ведучої та веденої, причому ведуча півмуфта розташована на валу електродвигуна та містить основу з хрестоподібним виступом, на який насаджена ведена півмуфта, яка змонтована на валу насоса та містить основу і маточину, при цьому основа веденої півмуфти оснащена хрестоподібним заглибленням, яке розташоване опозитно до вказаного виступу ведучої півмуфти. Для підвищення надійності та довговічності заглибний електронасос додатково оснащений жорстко закріпленим направляючим фланцем, який містить дві аксіально розташовані концентричні втулки, що з'єднані між собою та примикають до першого робочого колеса, менша з яких охоплює ведену півмуфту, утворюючи кільцевий простір із зовнішньою поверхнею маточини веденої півмуфти, що оснащена двома гвинтовими робочими поверхнями із кутом підйому гвинтової лінії, що дорівнює 30÷75°. UA 101719 C2 (12) UA 101719 C2 UA 101719 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до машинобудування, насамперед до насособудування, і може бути використаний у виробництві заглибних електронасосів, призначених для викачування рідини зі свердловин та колодязів із змінним динамічним рівнем перекачуваної рідини. Відомо, що в сучасних системах [1] водопостачання надзвичайно широко застосовують заглибні електронасоси, які мають здатність утворювати значний напір та перекачувати достатньо великі об'єми рідини. При цьому більшість згаданих водопостачальних систем для захисту, в першу чергу, насосів від гідравлічних ударів, які виникають під час раптових змін швидкості руху рідини, а також для запобігання зворотному руху рідини в системі, зазвичай, після вихідного патрубку заглибного електронасоса оснащені зворотним клапаном. Наявність зворотного клапана у вказаній системі дозволяє значно підвищити ефективність роботи заглибних електронасосів, забезпечити підвищення їхньої надійності та довговічності. Але часто, використовуючи заглибні електронасоси разом із зворотними клапанами у сучасних водопостачальних системах, виникають суттєві проблеми [2], пов'язані зі зміною динамічного рівня перекачуваної рідини у свердловинах, що призводить до зриву її подання заглибним електронасосом до споживачів та навіть до його виходу з ладу. Головною причиною виникнення таких проблем стає поява повітряної пробки, що утворюється у зоні надходження рідини до електронасоса за рахунок того, що при його вимиканні відбувається зворотний рух рідини в трубопроводі і вона опускається на зворотний клапан, притискаючи його зверху, а в той же час динамічний рівень рідини у свердловині опускається нижче від гранично допустимої для роботи електронасоса межі, що, в свою чергу, спричинює потрапляння повітря до нього. Як відомо, доки рівень рідини не відновиться, принаймні до згаданої межі, електронасос працювати не буде, оскільки спрацює система його захисту від "сухого ходу". Але небезпека виникнення "сухого ходу" зберігається й після підняття вказаного рівня вище граничного, оскільки утворена у зоні надходження рідини до електронасоса повітряна пробка не дозволить рідині потрапити до порожнини першого робочого колеса через значний зустрічний тиск повітря, якому заважає вийти рідина, що притискає зверху зворотний клапан. Робота електронасоса у такому режимі "сухого ходу" неминуче призведе до погіршення водопостачання для споживачів, деформування робочих коліс та інших вузлів заглибного електронасоса, або ж навіть до поламки вала насоса чи згоряння електродвигуна. Найбільш близьким по суті і результату, який досягається, до технічного рішення, що пропонується, є заглибний електронасос [3], що містить корпус із відцентровим насосом, оснащеним робочими колесами, та електродвигуном, вал якого розташований співвісно валу насоса та з'єднаний з ним за допомогою хрестоподібного рухливого зчленування, виконаного у вигляді двох півмуфт - ведучої та веденої, причому ведуча півмуфта розташована на валу електродвигуна та містить основу з хрестоподібним виступом, на який насаджена ведена півмуфта, яка змонтована на валу насоса та містить основу і маточину, при цьому основа веденої півмуфти оснащена хрестоподібним заглибленням, яке розташоване опозитно до вказаного виступу ведучої півмуфти. Недоліками відомого заглибного електронасоса є низька ефективність його роботи та відсутність можливості примусового подання рідини до його робочих коліс при істотному зниженні динамічного рівня згаданої рідини у свердловині, що підвищує вірогідність утворювання повітряних пробок та блокування вказаних робочих коліс повітрям, а також призводить до зниження надійності та довговічності обертових вузлів заглибного електронасоса, внаслідок підвищення ступеня їх зношуваності під час "сухого ходу" при роботі електронасоса. Задачею винаходу, що заявляється, є створення заглибного відцентрового електронасоса, який характеризується підвищеною надійністю і довговічністю за рахунок зниження ступеня зношуваності його обертових вузлів під час істотних коливань динамічного рівня перекачуваної рідини шляхом конструктивного виконання його вузлів у зоні надходження рідини до електронасоса у такий спосіб, який дозволяє забезпечити примусовий підпір рідини у цій зоні до його робочих коліс та підвищити ефективність його роботи, зменшуючи вірогідність блокування вказаних робочих коліс повітрям та вірогідність зриву подання перекачуваної заглибним електронасосом рідини споживачеві. Задачею винаходу, що заявляється, є також розширення сфери можливого застосування заглибного електронасоса та суттєве зменшення глибини його занурення відносно до свердловин, де відбуваються істотні зміни динамічного рівня рідини, що дозволяє споживачам забезпечити економію матеріальних витрат, пов'язаних з його експлуатацією, та уникнути необхідності у постійному контролі за його роботою, з метою запобігання зриву надходження перекачуваної рідини до них. 1 UA 101719 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Поставлена задача вирішується тим, що у відомому заглибному електронасосі, що містить корпус із відцентровим насосом, оснащеним робочими колесами, та електродвигуном, вал якого розташований співвісно валу насоса та з'єднаний з ним за допомогою хрестоподібного рухливого зчленування, виконаного у вигляді двох півмуфт - ведучої та веденої, причому ведуча півмуфта розташована на валу електродвигуна та містить основу з хрестоподібним виступом, на який насаджена ведена півмуфта, яка змонтована на валу насоса та містить основу і маточину, при цьому основа веденої півмуфти оснащена хрестоподібним заглибленням, яке розташоване опозитно до вказаного виступу ведучої півмуфти, згідно з винаходом, заглибний електронасос додатково оснащений жорстко закріпленим направляючим фланцем, який містить дві аксіально розташовані концентричні втулки, що з'єднані між собою та примикають до першого робочого колеса, менша з яких охоплює ведену півмуфту, утворюючи кільцевий простір із зовнішньою поверхнею маточини веденої півмуфти, що оснащена двома гвинтовими робочими поверхнями із кутом підйому гвинтової лінії, що дорівнює 30÷75°. Використання направляючого фланця, менша концентрична втулка якого утворює кільцевий простір із зовнішньою поверхнею маточини веденої півмуфти, забезпечує зниження ступеня зношуваності обертових вузлів електронасоса, створюючи примусовий підпір рідини у зоні її надходження до нього та зменшуючи вірогідність блокування вищезгаданих робочих коліс повітрям. Також вищевказане конструктивне виконання згаданих вузлів у зоні надходження рідини до заглибного електронасоса дозволяє значно розширити сферу його можливого застосування та зменшити матеріальні витрати, пов'язані з його експлуатацією, для свердловин зі змінним динамічним рівнем перекачуваної рідини, за рахунок створення у зазначеній зоні примусового підпору до його робочих коліс, що надає можливість споживачам не змінювати постійно глибину занурення електронасоса в залежності від коливань рідини у свердловині та за рахунок власних можливостей електронасоса, а не залучення спеціальних засобів чи виконання додаткових робіт, усувати вищезгадані повітряні пробки всередині нього. У окремому варіанті виконання заглибного електронасоса на зовнішній поверхні основи веденої півмуфти виконані поздовжні ребра. Використання вказаних ребер забезпечує підвищення надійності і довговічності заглибного електронасоса за рахунок здійснення додаткового захисту його вузлів від потрапляння механічних домішок. У окремих варіантах виконання заглибного електронасоса висота та діаметр меншої концентричної втулки направляючого фланця визначається відповідно до наступних залежностей: 0,8h2