DE3639251A1

DE3639251A1 - METHOD FOR PRODUCING A SPINDLE PUMP STATOR

Info

Publication number: DE3639251A1
Application number: DE19863639251
Authority: DE
Inventors: Jun Carl Anthony Chiofolo; Arvid Eugene Morgan
Original assignee: Hughes Tool Co
Current assignee: Hughes Tool Co
Priority date: 1985-11-21
Filing date: 1986-11-17
Publication date: 1987-06-19
Also published as: FR2590328A1

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Verfahren zum Verkleben von Elastomeren mit Stahlgegenständen und be trifft insbesondere ein Verfahren zum Formen einer Spin delpumpenstatorauskleidung innerhalb eines Stahlrohres.The invention relates generally to methods for Gluing elastomers with steel objects and be particularly affects a method of forming a spin del pump stator lining within a steel tube.

Eine Spindel- oder Schraubenpumpe hat einen Stator und einen Rotor. Der Stator weist ein Stahlrohr auf, das in nen mit einer elastomeren Auskleidung oder Laufbuchse versehen ist. Die Auskleidung oder Laufbuchse ist mit dem Stahlrohr verklebt und hat eine Innenbohrung, die die Konfi guration einer zweigängigen Schraubenlinie hat. Der Ro tor ist eine Hartmetallwelle, die sich mit Preßpassung durch den Stator erstreckt. Der Rotor hat außen eine ein gängige Schraubenlinie. Das Drehen des Rotors führt da zu, daß diskrete Hohlräume gebildet werden, die sich vor wärts zu der Druckseite der Pumpe bewegen, um Fluid zu pumpen. Pumpen dieser Art sind seit vielen Jahren im Ge brauch. A spindle or screw pump has a stator and a rotor. The stator has a steel tube, which in with an elastomeric lining or liner is provided. The lining or liner is with the Glued steel tube and has an inner hole that the confi guration of a two-start helix. The Ro Tor is a hard metal shaft that fits with press fit extends through the stator. The rotor has an outside common screw line. The turning of the rotor leads there that discrete cavities are formed that exist move down to the pressure side of the pump to get fluid pump. Pumps of this type have been in use for many years need.

Im Stand der Technik wird beim Formen dieser Statoren für Spindelpumpen ein schraubenförmiger Kernstift oder Dorn axial in ein Stahlrohr eingeführt. Das Elastomer wird in den Ringraum zwischen dem Rohr und dem Kernstift gepreßt. Die Gesamtanordnung wird dann in einen gesteuerten Heiz behälter eingebracht, beispielsweise einen Autoklaven, und die Temperatur wird über eine Zeitspanne auf den Aus härtepunkt des Elastomers erhöht. Nach dem Aushärten wird der Kernstift entfernt.In the prior art, when molding these stators for Spindle pumps are a helical core pin or mandrel axially inserted into a steel tube. The elastomer is in pressed the annulus between the tube and the core pin. The overall arrangement is then turned into a controlled heater container, for example an autoclave, and the temperature will go out over a period of time hardness point of the elastomer increased. After curing the core pin removed.

Das bekannte Verfahren hat Nachteile. Wenn auf die be schriebene Weise erhitzt wird, gibt es einen Temperatur gradienten in dem Elastomer, wobei die heißeste Temperatur an der Grenzfläche des Elastomers und des Innenumfangs des Stahlrohres ist. Der kühlste Punkt ist an dem Kernstift, der als Wärmeableiter wirkt. Dieser Temperaturgradient macht das Aushärten des Elastomers zu einem Kompromiß des optimalen Aushärtens.The known method has disadvantages. If on the be way is heated, there is a temperature gradients in the elastomer, being the hottest temperature at the interface of the elastomer and the inner circumference of the Steel pipe is. The coolest point is at the core pin, that acts as a heat sink. This temperature gradient makes the curing of the elastomer a compromise of the optimal curing.

Ein weiterer Kompromiß ist erforderlich, wenn mehrere Sta torformteile gemeinsam in einem Autoklaven ausgehärtet wer den sollen. Das führt zu einer ungleichmäßigen Erwärmung und zu einem längeren Temperaturzyklus, weil die Änderung in der zu erwärmenden Masse die Wärmeübertragungsgeschwin digkeit verändert. Jedes Statorformteil hat einen besonde ren Wärmebedarf. Das führt zu einem breiten Bereich der Pumpleistung, und zwar wegen unterschiedlicher Schrumpf geschwindigkeiten, unterschiedlicher Oberflächenvernet zung und Veränderungen der Dichte des Elastomers. Das Te sten mit einem Standardrotor ist daher für jeden herge stellten Stator notwendig.A further compromise is required if several sta Torformteile hardened together in an autoclave that should. This leads to uneven heating and to a longer temperature cycle because of the change the heat transfer rate in the mass to be heated change. Each stator molding has a special one heating requirements. That leads to a wide range of Pump power, because of different shrinkage speeds, different surfaces increase and changes in the density of the elastomer. The Te Anyone with a standard rotor is therefore welcome made stator necessary.

Gemäß der Erfindung ist der Kernstift oder Dorn mit einem Durchlaß versehen. Das Statorrohr wird in ein größeres Rohr oder einen Mantel eingeführt, was einen ringförmigen Durchlaß ergibt. Das Elastomer wird in den Raum zwischen dem Statorrohr und dem Kernstift eingespritzt. Ein heißes Fluid, beispielsweise Öl, wird durch den ringförmigen Durch laß und durch den hohlen Kernstift gepumpt. Das heiße Fluid wird auf dem Aushärtepunkt des Elastomers gehalten, um das Aushärten des Elastomers zu bewirken.According to the invention, the core pin or mandrel is one Passage provided. The stator tube turns into a larger one Tube or jacket inserted, which is an annular Passage results. The elastomer is in the space between the stator tube and the core pin. A hot one Fluid, for example oil, is through the annular through let and pumped through the hollow core pin. The hot fluid is held at the curing point of the elastomer in order to To cause curing of the elastomer.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden un ter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigtAn embodiment of the invention is un below ter described in more detail with reference to the drawings. It shows

Fig. 1 eine Längsschnittansicht eines durch das Verfahren nach der Erfindung her gestellten Stators, Fig. 1 is a longitudinal sectional view of a stator made by the method of the invention here,

Fig. 2 eine schematische Ansicht zur Erläu terung des Verfahrens nach der Erfin dung, und Fig. 2 is a schematic view for explaining the method according to the inven tion, and

Fig. 3 eine Längsschnittansicht eines Sta tors einer Spindelpumpe. Fig. 3 is a longitudinal sectional view of a gate of a spindle pump.

Ein Spindelpumpenstator 11 der in Fig. 3 dargestellten Art ist typisch etwa 6 m lang, wenn er beim Ölpumpen eingesetzt wird. Der Stator 11 weist ein Statorrohr 13 auf, das nor malerweise aus Stahl besteht. Der Stator 11 hat außerdem eine elastomere Auskleidung oder Laufbuchse 15, die mit der Innenseite des Rohres 13 verbunden ist. Die Laufbuchse 15 hat einen Durchlaß oder eine Durchgangsbohrung 17. Die Bohrung 17 hat die Konfiguration einer zweigängigen Schrau benlinie. Die Bohrung 17 dient zur Aufnahme eines Hartme tallrotors (nicht dargestellt), der in bezug auf den Sta tor 11 gedreht wird.A spindle pump stator 11 of the type shown in FIG. 3 is typically about 6 m long when used in oil pumps. The stator 11 has a stator tube 13 , which normally consists of steel. The stator 11 also has an elastomeric liner or sleeve 15 which is connected to the inside of the tube 13 . The bushing 15 has a passage or a through hole 17th The bore 17 has the configuration of a two-thread screw benlinie. The bore 17 serves to receive a Hartme tall rotor (not shown) which is rotated with respect to the gate 11 .

Gemäß Fig. 1 wird zum Herstellen des Stators 11 ein Dorn oder Kernstift 19 benutzt. Der Kernstift 19 ist eine Stahl stange, die einen axialen Durchlaß 21 hat. Die Außenseite 23 des Kernstifts 19 hat durch spanabhebende Bearbeitung die Konfiguration einer zweigängigen Schraubenlinie erhal ten.According to Fig. 1 of the stator 11 using a mandrel or core pin 19 for forming. The core pin 19 is a steel rod which has an axial passage 21 . The outside 23 of the core pin 19 has received the configuration of a two-start helical line by machining.

Außerdem wird bei dem Herstellungsverfahren ein Mantel 25 verwendet. Der Mantel 25 ist ein Metallrohr, das einen In nendurchmesser hat, der größer ist als der Außendurchmes ser des Statorrohres 13. Das ergibt einen ringförmigen Spalt oder Durchlaß 27.In addition, a jacket 25 is used in the manufacturing process. The jacket 25 is a metal tube which has an inner diameter which is greater than the outer diameter of the stator tube 13 . This results in an annular gap or passage 27 .

Der ringförmige Durchlaß 27 und der Kernstiftdurchlaß 21 sind durch einen nicht dargestellten Verteiler mit einer Pumpe 29 verbunden, die in Fig. 2 gezeigt ist. Die Saug seite der Pumpe 29 führt in einen Tank 31, und die Druck seite führt zu den Durchlässen 21 und 27 (Fig. 1) an ei nem Ende des Stators 11. Eine Rückleitung 32 führt von dem anderen Ende des Stators 11 zurück zu dem Tank 31. Der Tank 31 enthält ein Fluid, vorzugsweise eine Flüssigkeit wie beispielsweise Öl, das ungefähr auf den Aushärtepunkt des für die Auskleidung 15 benutzten Elastomers erhitzt worden ist. Die Temperatur liegt vorzugsweise in dem Be reich von 93°C bis 232°C.The annular passage 27 and the core pin passage 21 are connected through a manifold, not shown, to a pump 29 shown in FIG. 2. The suction side of the pump 29 leads into a tank 31 , and the pressure side leads to the passages 21 and 27 ( FIG. 1) at one end of the stator 11 . A return line 32 leads from the other end of the stator 11 back to the tank 31 . The tank 31 contains a fluid, preferably a liquid such as oil, which has been heated approximately to the curing point of the elastomer used for the liner 15 . The temperature is preferably in the range of 93 ° C to 232 ° C.

Bei dem Formvorgang wird der Kernstift 19 mit einem Mittel, das ein Verkleben verhindert, überzogen und dann in das Statorrohr 13 eingeführt. Der Kernstift 19 wird in der Achse des Statorrohres 13 befestigt. Das Statorrohr 13 wird in dem Mantel 25 angeordnet. Unausgehärtetes, flüssi ges Elastomer wird in den Raum zwischen dem Kernstift 19 und dem Rohr 13 durch einen herkömmlichen Injektor 35 ein gespritzt (Fig. 2). Die Pumpe 29 pumpt dann heißes Öl 33 durch den Kernstiftdurchlaß 21 und den ringförmigen Durch laß 27, bis das Elastomer ausreichend ausgehärtet ist. Nach dem Abkühlen und dem Entfernen des Öls 33 wird dann der Kernstift 19 aus der Auskleidung 15 herausgezogen. Die er höhte Temperatur bewirkt, daß das Elastomer der Ausklei dung 15 mit der Innenwand des Metallrohres 13 verklebt wird. In the molding process, the core pin 19 is coated with an agent that prevents sticking and then inserted into the stator tube 13 . The core pin 19 is fastened in the axis of the stator tube 13 . The stator tube 13 is arranged in the jacket 25 . Uncured, liquid elastomer is injected into the space between the core pin 19 and the tube 13 through a conventional injector 35 ( Fig. 2). The pump 29 then pumps hot oil 33 through the core pin passage 21 and the annular passage 27 until the elastomer is sufficiently cured. After cooling and removing the oil 33 , the core pin 19 is then pulled out of the lining 15 . The elevated temperature causes the elastomer of the lining 15 to be glued to the inner wall of the metal tube 13 .

Die Erfindung bietet beträchtliche Vorteile, denn das Ela stomer wird aufgrund der Zufuhr von Wärme sowohl von in nen als auch von außen her durch das heiße Öl schneller erwärmt. Die Aushärtetemperatur kann genauer aufrechterhal ten werden, indem die Temperatur des Öls überwacht wird, als in dem bekannten Autoklaven. Der Temperaturgradient zwischen der Innenseite und der Außenseite kann reduziert oder eliminiert werden. Dieses Verfahren gestattet, einzel ne Vorrichtungen wirtschaftlich auszuhärten, statt eine große Anzahl in einem Autoklaven gleichzeitig aushärten zu müssen. Die Reibungswärme, die durch das Einspritzen des Elastomers erzeugt wird, bleibt erhalten statt verloren zugehen, was der Fall ist, wenn mehrere Vorrichtungen zum chargenweisen Aushärten gesammelt werden.The invention offers considerable advantages because the Ela stomer becomes due to the supply of heat from both in hot oil from the outside warmed up. The curing temperature can be maintained more precisely by monitoring the temperature of the oil than in the known autoclave. The temperature gradient between the inside and the outside can be reduced or be eliminated. This procedure allows individual cure ne devices economically instead of one Cure large numbers in an autoclave at the same time to have to. The frictional heat caused by the injection of the elastomer is retained rather than lost approach, which is the case when multiple devices for to be collected in batches.

Claims

1. A method for producing a stator for a spindle pump, with a tube with an elastomeric lining inside the same, which has a multi-start screw line bore, characterized by the following steps:
Manufacture of a hollow core pin, which is formed on the outside as a more common screw line and has a passage inside;
Inserting the core pin into a tube;
Filling the space between the outside of the core pin and the tube with an elastomer;
Introducing a hot fluid into the passage while heating the outside of the tube to cure the elastomer; then
Remove the core pin.

2. Method for producing a stator for a spin pump, with a tube that has an elastomeric lining with a multi-start helical bore, characterized by the following steps:
Manufacture of a hollow core pin with a multi-helical outside and a through channel;
Inserting the core pin into a tube;
Inserting the tube into a jacket that has larger internal dimensions than the outside of the tube to create an annular gap;
Filling the space between the outside of the core pin and the tube with an elastomer;
Passing hot fluid through the channel and through the annular gap to cure the elastomer; then
Remove the core pin and jacket from the tube.

3. A method of manufacturing a stator for a spin pump, with a tube that has an elastomeric lining with a multi-start helical bore, characterized by the following steps:
Manufacture of a hollow core pin, which is formed on the outside as a more common screw line and is provided on the inside with a passage;
Inserting the core pin into a tube;
Inserting the tube into a jacket that has larger internal dimensions than the outside of the tube to create an annular gap;
Injecting an elastomer into the space between the core pin and the tube;
Pumping a liquid through the passageway and also through the annular gap which is substantially maintained at least on the curing point of the elastomer; then
Remove the core pin and jacket from the tube.