RU163011U1 - Шпоночное соединение рабочих колес погружного центробежного насоса с валом привода - Google Patents

Abstract

Шпоночное соединение рабочих колес с валом привода погружного многоступенчатого центробежного насоса, на валу привода которого и на каждом рабочем колесе насоса выполнены шпоночные канавки, в которых установлена шпонка, отличающееся тем, что шпоночная канавка на каждом рабочем колесе выполнена в виде поперечного паза с уменьшением его глубины в сторону вращения приводного вала с возможностью смещения шпонки с валом относительно рабочего колеса и фиксации их в радиальном и продольном направлениях.

Description

Полезная модель относится к нефтяному машиностроению, в частности к погружным многоступенчатым центробежным скважинным насосам для откачки пластовой жидкости.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является шпоночное соединение рабочих колес погружного многоступенчатый центробежного насоса с валом привода содержащее рабочие колеса со ступицами соединенными с приводным валом с помощью шпоночных соединений в виде шпоночных канавок и установленных в них шпонки. (см. патент RU №2294458 опубл. 27.02.2007)

Недостатком данного шпоночного соединения является то, что использованный в прототипе способ фиксации рабочих колес на валу насоса (шпонка, расположенная в сплошной продольной канавке вала и канавках рабочих колес) не предотвращает осевых перемещений рабочих колес, создает разбалансировку вращающегося узла насоса, что приводит к существенному износу контактирующих поверхностей рабочих колес, шпоночных соединений и вала и как следствие к снижению надежности и долговечности насоса.

Каждое рабочее колесо имеет пару трения в виде осевой опоры, которая воспринимает осевую нагрузку, возникающую при работе насоса.

При работе насоса из пластовой жидкости твердые частицы попадают в пару трения и вызывают износ, что приводит к преждевременному выходу насоса из строя.

Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель является исключение перемещений рабочих колес, и как следствие передачу осевого усилия от гидродинамических нагрузок на вал насоса и далее на осевую пяту гидрозащиты, что способствует снижению износа деталей конструкции, повышение надежности и долговечности насоса.

Для решения поставленной технической задачи шпоночное соединение рабочих колес с валом привода погружного многоступенчатого центробежного насоса выполнено так, что на валу привода и на каждом рабочем колесе насоса выполнены шпоночные канавки, в которых установлена шпонка, при этом шпоночная канавка на каждом рабочем колесе выполнена в виде поперечного паза с уменьшением его глубины в сторону вращения приводного вала с возможностью смещения шпонки с валом относительно рабочего колеса и фиксации их в радиальном и продольном направлениях.

Отличительной особенностью предлагаемого технического решения является то, что шпоночная канавка на каждом рабочем колесе выполнена в виде поперечного паза с уменьшением его глубины в сторону вращения приводного вала с возможностью смещения шпонки с валом относительно рабочего колеса и фиксации их в радиальном и продольном направлениях,

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен погружной многоступенчатый центробежный насос в разрезе, на фиг. 2 изображен разрез по А-А фиг. 1.

Шпоночное соединение рабочих колес 1 с валом 2 привода погружного многоступенчатого центробежного насоса выполнено так, что шпоночная канавка 3 на каждом рабочем колесе выполнена в виде поперечного паза с уменьшением его глубины в сторону вращения приводного вала 2 с возможностью смещения шпонки 4 с валом 2 относительно рабочего колеса и фиксации их в радиальном и продольном направлениях.

Внутренняя поверхность 5 паза шпоночной канавки 3 каждого рабочего колеса может быть выполнена по хорде или дугообразно.

Работа устройства заключается в следующем. Шпонка 4 при сборке по скользящей посадке входят в шпоночные канавки ступиц рабочих колес 1 и вала 2. Поскольку шпоночная канавка в ступицах рабочих колес 1 выполнена в виде поперечного паза с уменьшением глубины в сторону вращения приводного вала 2, то при приложении крутящего момента к приводному валу 2 от привода шпонка 4 смещается относительно ступиц рабочих колес и происходит их самозаклинивание. При этом предотвращается смещения рабочих колес вдоль приводного вала и взаимодействие их между собой. Вследствие чего, снижается износ пар трения в виде осевой опоры рабочих колес, шпонки и шпоночных канавок. Это приводит к повышению надежности и долговечности насоса.

Насос ЭЦН6А-250 с количеством 112 ступеней был испытан на заводе по производству погружного оборудования.

Испытания проводились на стенде для снятия гидродинамических и энергетической характеристик.

Перед проведением испытаний насос был разобран и сняты размеры исследуемых элементов конструкции.

После наработки 100 часов насоса без изменения конструкции насос был разобран. Среднее значение суммарного износа пар трения составило 0,0043 мм.

Далее насос собрали повторно с изменениями соединения в соответствие с предлагаемым техническим решением и вновь провели гидродинамические испытания. После наработке 100 часов износ не обнаружен.

В первом и втором испытаниях в гидродинамических и энергетической характеристиках изменений не обнаружено.

Claims (1)

1. Шпоночное соединение рабочих колес с валом привода погружного многоступенчатого центробежного насоса, на валу привода которого и на каждом рабочем колесе насоса выполнены шпоночные канавки, в которых установлена шпонка, отличающееся тем, что шпоночная канавка на каждом рабочем колесе выполнена в виде поперечного паза с уменьшением его глубины в сторону вращения приводного вала с возможностью смещения шпонки с валом относительно рабочего колеса и фиксации их в радиальном и продольном направлениях.

   

Images