NO864834L - Driv-verk. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen gjelder en dcivraekanisme av det slaget som er angitt i innledningen til patentkrav 1.

I US-patentskrift 1.892.217 er det beskrevet en drivmekanisme av Moineau-typen. Slike drivmekanismer kan brukes enten som pumpe eller som væskemotor. Mekanismen har to heliske drivorgan plassert det ene i det andre. Det ytre drivorganet har en helisk gjenge mer enn det indre. Dersom det presses væske gjennom det ytre organet vil den indre rotere. Det ytre drivorganet er generelt ei elastisk hylse, som er tett innsatt i et metall-legeme. Grenseflate mellom legemet og hylsa kan være sylindrisk eller helisk. Når grenseflata er helisk. er hylsa vanligvis utformet med konstant tykkelse som vist i US-patentskrift 3.084.631.

I US-patentskrift 4.104.089 er det tilføyd foringer til den indre og den ytre flata i hylsa. Foringene er plassert i de områdene som tilsvarer de høyeste glidehastighetene.

Motorer nedsenket i hull brukes ofte for å bore oljebrønner. I nedsenkete motorer av Moineau-typen, er det ytre drivorganet stator og det indre organet rotor. Det må finnes en inngrepspasning mellom rotorflata og statorflata, for å gi trykktetning mellom de to delene.

Gnidningen av rotoren i statoren, særlig i et miljø med boreslam, forårsaker slitasje på statorflata. Inngrepet og graden av trykktetning mellom motordelene blir dermed redusert. Ei tykk, elastisk hylse tillater bedre inngrep mellom rotoren og statoren, og tillater betydelig slitasje på statoren før trykktetningen er redusert til et uakseptabelt nivå.

Et trykkfall kreves over motoren og enkeltvis over motoctrinnene for å overvinne ytre motstandsmoment. Dette påtrykker den elastiske hylsa påkjenninger som forårsaker tretthets- eller hysterese-svikt.

Gnidning av rotoren på statoren og påkjenninger på statoren forårsaker også varmgang. Denne varmen vil også bidra til at den elastiske hylsa svekkes.

Drivmekanismen ifølge oppfinnelsen reduserer tretthets- og varmgangssvikt i statoren og gir lenger levetid. Drivmekanismen har en helisk rotor i et legeme med en helisk innside. Ei elastisk hylse er plassert mellom legemet og rotoren, og har helisk utside og helisk innside. Hylsa og legemet har en helisk gjenge mer enn rotoren.

Utsida på hylsa er dreid i forhold til innsida på hylsa. Dette forårsaker at hylsa er tykkere i noen områder enn i andre.

Oppfinnelsen er nedenfor beskrevet ved hjelp av et eksempel vist i tegningene, hvor: fig. 1 viser et aksialsnitt gjennom en boremotor for nedsenking i et hull, ei forbindelsesstang og en lagerdel, mens fig. 2-5 viser et tverrsnitt gjennom motoren i fig. 1, etter linjene II-II, III-III, IV-IV, henholdsvis V-V.

Drivmekanismen i samsvar med oppfinnelsen brukes som en motor eller som ei pumpe. Den foretrukne utførelsesformen er en nedsenket boremotor 11 brukt for å dreie skjæret for boring av en oljebrønn (ikke vist). Motoren 11 er koblet til en avledningsventil 13, som er koblet til den nedre enden av en borestreng 15. Borestrengen 15 er ei rekke borerørdeler og borekrager, og strekker seg opp til en borerigg på overflata.

Motoren 11 er en såkalt "progressiv kavitetsmotor" eller "Moineau-motor". Den har et helisk indre drivorgan eller rotor 17, plassert i et ytre drivorgan eller stator 19. Statoren 19 har et sylindrisk hus 21, ei metallhylse 23 og ei elastisk hylse 25.

Den nedre enden 26 av statoren 19 er koblet til et hus 27 for ei forbindelsesstang og den nedre enden 28 av huset 27 koblet til et lagerhus 29. Den nedre enden 30 av rotoren 17 er forbundet med ei forbindelsesstang 31 som er festet til en lageraksel 33. Lagerhuset 29 opptar et sett radiallager 35 og et sett av aksiallager 37 mellom husets 29 vegg og lagetakselen 33. Den nedre enden (ikke vist) av lagerakselen 33 er forbundet med et boreskjær (ikke vist).

I samsvar med Moineau-prinsippet, har statoren 19 en helisk gjenge mer enn rotoren 17. Ved en foretrukket utførelsesform har rotoren 17 sirkelformet tverrsnitt, som vist i fig. 2-5.

Den elastiske hylsa 25 har ei helisk innside 39 og ei helisk utside 41. Tverrsnittsgeometcien til innsida 39 på hylsa 25 er en oval, avgrenset av et par halvsirkler 43, forbundet med et par rette linjer 45. Den ytre flata 41 til hylsa 25 har også oval tverrsnitt, avgrenset et par halvsirkler 47 forbundet med et par rette linjer 49. Tverrsnittene til innsida 39 og utsida 41 til hylsa 25 er tilsvarende, med andre ord har de to tverrsnittene samme form, selv om de har forskjellig størrelse og plassering.

Metallhylsa 23 har helisk innside, som tilsvarer utsida 41 til hylsa 25. Utsida 51 til metallhylsa 23 er sylindrisk og tilsvarer innsida til legemet 21.

Som vist i fig. 2 har innsida 39 til hylsa 25 en

akse 53, definert som den linja som går gjennom sentrene 55 til de to halvsirklene 43 som danner endene til innsida 39. Aksen 53 er parallell med de rette linjene 45 som forbinder halvsirklene 43.

Innsida til metallhylsa 23 og utsida 41 til den elastiske hylsa 25 har også en akse 57, definert som linja som går gjennom sentrene 59 til de to halvsirklene 47 som danner endene til yttersida 41. Aksen 57 er parallell med de to rette linjene 49 som forbinder halvsirklene 47.

Som fig. 2 viser er aksen 53 dreid en vinkel 61 i forhold til aksen 57. Vinkelen 61 forblir konstant langs lengden av motoren 11. På grunn av denne vinkelen blir den elastiske hylsa 25 tykkere i noen områder enn i andre. En gunstig vinkel 61 vil resultere i visse forhold mellom forskjellige deler av hylsa 25.

Det kan antas ar tykkelsen på hylsa 25 på det punktet 63 som ec lengst borte fra senteret 65 til det sylindriske legemet 21 er en lengdeenhet. En gunstig vinkel 61 vil gjøre den gjennomsnittlige tykkelsen på hylsa 25 mellom de rette linjene 45, 49 omtrent to enheter. Denne delen av hylsa 25 vil variere fra en enhet til tre enheter.

Motoren 11 ifølge oppfinnelsen har flere fordeler sammenlignet med tilsvarende kjente motorer. Denne utformingen gjør hylsa 25 tynnest på de stedene hvor maksimal belastning påtrykkes rotoren 17. De tynne delene av hylsa 25 har en høyere elastisitetsmodul og kan tåle større belastninger. Disse tynnere delene av hylsa 25 hjelper også til å spre varme hurtigere. De tykkere områdene av hylsa 25, hvor det er lav belastning fra ytre moment, gir tilstrekkelig slitestyrke.

Motoren som er beskrevet i eksemplet kan ha heliske organer med et vilkårlig antall gjenger så lenge rotoren 17 har én mindre enn innsida til hylsa 25. Oppfinnelsen kan brukes både for motorer og pumper.

Claims (3)

1. Drivmekanisme, med et ytre element (23) med helisk innside, et indre element (17) med helisk utside, ei elastisk hylse (25) mellom det ytre og det indre elementet, hvilken har helisk utside og helisk innside, hvor det indre elementet (17) har én gjenge mindre enn innsida av hylsa, karakterisert ved at tverrsnittet til utsida av hylsa (25) er lik innsida av hylsa, idet utsida er vridd i forhold til innsida.

2. Drivmekanisme i samsvar med krav 1, hvor den elastiske hylsa (25) har to buer (43) innvendig, slik at tverrsnittet til innsida til det ytre elementet (23) er generelt ovalt og har en lengdeakse, karakterisert ved at det indre elementet (17) har sirkelformet tverrsnitt og at den elastiske hylsa (25) har ovalt tverrsnitt utvendig og innvendig, slik at aksen til tverrsnittet til det ytre elementet (23) innside er vridd i forhold til aksen til tverrsnittet til innsida av hylsa (25).

3. Drivmekanisme i samsvar med patentkrav 1 eller 2, karakterisert ved at det ytre elementet omfatter et sylindrisk legeme (21) og ei metallhylse (23) innsatt i dette legemet, idet metallhylsa har helisk innside.