RU168807U1 - SCREW MACHINE - Google Patents

SCREW MACHINE Download PDF

Info

Publication number
RU168807U1
RU168807U1 RU2016129254U RU2016129254U RU168807U1 RU 168807 U1 RU168807 U1 RU 168807U1 RU 2016129254 U RU2016129254 U RU 2016129254U RU 2016129254 U RU2016129254 U RU 2016129254U RU 168807 U1 RU168807 U1 RU 168807U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotor
housing
section
sections
screw
Prior art date
Application number
RU2016129254U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Апполоньевич Сазонов
Михаил Альбертович Мохов
Александра Юрьевна Балака
Юрий Михайлович Мохов
Original Assignee
Михаил Альбертович Мохов
Юрий Апполоньевич Сазонов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Михаил Альбертович Мохов, Юрий Апполоньевич Сазонов filed Critical Михаил Альбертович Мохов
Priority to RU2016129254U priority Critical patent/RU168807U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU168807U1 publication Critical patent/RU168807U1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/08—Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing
    • F01C1/10—Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member
    • F01C1/107—Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member with helical teeth
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/30—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F01C1/34—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F01C1/344—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C2/10—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member
    • F04C2/107—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member with helical teeth
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/30—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F04C2/34—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F04C2/344—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member

Landscapes

  • Rotary Pumps (AREA)
  • Details And Applications Of Rotary Liquid Pumps (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к области производства и конструирования гидравлических машин для различных отраслей промышленности. В частности, она может быть использована в нефтяной промышленности при создании насосов и гидравлических забойных двигателей.Сущность: винтовая машина содержит корпус с входным и выходным каналами, в расточке которого концентрично размещена обойма, выполненная из отдельных секций, следующих друг за другом, расположенных вдоль винтовой линии с возможностью углового смещения отдельных секций относительно друг друга и с образованием внутри корпуса следующих друг за другом спиралевидных камер, отделенных друг от друга щелевыми уплотнениями, и размещенный на опорах винтообразный ротор, эксцентрично размещенный в обойме, с возможностью ее радиального смещения относительно винтообразного ротора, обойма выполнена по форме спиральной пружины, при этом каждая секция обоймы оснащена стопорным элементом, выполненным на винтообразном роторе, отличающаяся тем, что корпус и винтообразный ротор выполнены в виде отдельных секций, установленных последовательно и соединенных друг с другом с возможностью корректировки их количества и передачи крутящего момента от одной секции винтообразного ротора к другой секции для регулирования рабочего перепада давления в спиралевидных камерах, при этом секции корпуса размещены между опорами, на которых размещен винтообразный ротор, расположенный концентрично относительно наружной цилиндрической поверхности корпуса, расточка в котором выполнена эксцентрично относительно его наружной цилиндрической поверхности, при этом в каждой секции корпусаThe utility model relates to the field of production and design of hydraulic machines for various industries. In particular, it can be used in the oil industry to create pumps and hydraulic downhole motors. SUBSTANCE: screw machine comprises a housing with inlet and outlet channels, in the bore of which a holder is concentrically placed made of separate sections following each other located along the screw lines with the possibility of angular displacement of the individual sections relative to each other and with the formation inside the case of successive spiral-shaped chambers separated from each other by gap seals holes, and a screw-shaped rotor placed on supports, eccentrically placed in a holder, with the possibility of its radial displacement relative to the screw-shaped rotor, the holder is made in the form of a spiral spring, each section of the holder is equipped with a locking element made on a screw-shaped rotor, characterized in that the housing and the helical rotor is made in the form of separate sections mounted in series and connected to each other with the possibility of adjusting their number and transmitting torque from one section of wines a rotor to another section for regulating the working differential pressure in the spiral chambers, while the sections of the housing are placed between the supports on which the screw-shaped rotor is located concentrically relative to the outer cylindrical surface of the housing, the bore of which is made eccentric relative to its outer cylindrical surface, while each section of the body

Description

Полезная модель относится к области производства и конструирования гидравлических машин и может быть использована в нефтяной промышленности при создании насосов и гидравлических забойных двигателей.The utility model relates to the field of production and design of hydraulic machines and can be used in the oil industry to create pumps and hydraulic downhole motors.

Известна винтовая машина, содержащая корпус с входным и выходным патрубками, обойму с винтообразными каналами и винтообразный ротор, эксцентрично размещенный в обойме, с возможностью образования внутри корпуса следующих друг за другом спиралевидных камер (RU 116188, 2012).A screw machine is known, comprising a housing with inlet and outlet nozzles, a cage with screw-shaped channels and a screw-shaped rotor eccentrically placed in the cage, with the possibility of the formation of successive spiral chambers inside the casing (RU 116188, 2012).

Недостатком известного устройства является отсутствие возможности регулирования рабочего перепада давления в спиралевидных камерах при изменении условий применения винтовой машины, в том числе при изменении вязкости жидкости.A disadvantage of the known device is the inability to regulate the working differential pressure in the spiral chambers when changing the conditions of use of a screw machine, including when changing the viscosity of the liquid.

Из известных устройств наиболее близкой к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является винтовая машина, содержащая корпус с входом и выходом, секционную обойму с винтообразными каналами и винтообразный ротор, эксцентрично размещенный в обойме, с возможностью радиального смещения обоймы относительно ротора, размещенного на опорах. Обойма концентрично размещена в расточке корпуса с возможностью образования внутри корпуса следующих друг за другом спиралевидных камер, отделенных друг от друга щелевыми уплотнениями. Секции обоймы, следующие друг за другом, установлены с возможностью их углового смещения относительно друг друга, а каждая секция обоймы оснащена стопорным элементом, выполненным на роторе (RU 124931, 2012).Of the known devices, the closest to the proposed technical essence and the achieved result is a screw machine containing a housing with input and output, a sectional cage with screw-shaped channels and a screw-like rotor eccentrically placed in the cage, with the possibility of radial displacement of the cage relative to the rotor placed on the supports. The holder is concentrically placed in the bore of the housing with the possibility of forming inside the housing of successive spiral-shaped chambers separated from each other by gap seals. The sections of the cage, following each other, are installed with the possibility of their angular displacement relative to each other, and each section of the cage is equipped with a locking element made on the rotor (RU 124931, 2012).

Недостатком известного устройства также является отсутствие возможности регулирования рабочего перепада давления в спиралевидных камерах при изменении условий применения винтовой машины, в частности при изменении вязкости жидкости. Указанный недостаток не позволяет осуществлять регулировку машины для вывода ее на оптимальный режим работы.A disadvantage of the known device is the lack of the ability to control the working differential pressure in the spiral chambers when changing the conditions of use of a screw machine, in particular when changing the viscosity of the liquid. This drawback does not allow you to adjust the machine to bring it to the optimal mode of operation.

Кроме того, отмеченный недостаток приводит к ограничению области применения известного устройства на нефтяных и газовых месторождениях, отличающихся широким спектром условий использования гидравлических машин.In addition, the noted drawback leads to a limitation of the scope of the known device in oil and gas fields, characterized by a wide range of conditions for using hydraulic machines.

Технической проблемой, на решение которой направлено настоящее техническое решение, является обеспечение регулирования рабочего перепада давления в спиралевидных камерах винтовой машины при изменении условий применения винтовой машины, в том числе при изменении вязкости жидкости.The technical problem, the solution of which the present technical solution is directed, is to ensure the regulation of the working differential pressure in the spiral chambers of the screw machine when changing the conditions of use of the screw machine, including when changing the viscosity of the liquid.

Указанная проблема решается за счет того, что в винтовой машине, содержащей корпус с входным и выходным каналами, в расточке которого концентрично размещена обойма, выполненная из отдельных секций, следующих друг за другом, расположенных вдоль винтовой линии с возможностью углового смещения отдельных секций относительно друг друга и с образованием внутри корпуса следующих друг за другом спиралевидных камер, отделенных друг от друга щелевыми уплотнениями, и размещенный на опорах винтообразный ротор, эксцентрично размещенный в обойме, с возможностью ее радиального смещения относительно винтообразного ротора, обойма выполнена по форме спиральной пружины, при этом каждая секция обоймы оснащена стопорным элементом, выполненным на винтообразном роторе, согласно полезной модели, корпус и винтообразный ротор выполнены в виде отдельных секций, установленных последовательно и соединенных друг с другом с возможностью корректировки их количества и передачи крутящего момента от одной секции винтообразного ротора к другой секции для регулирования рабочего перепада давления в спиралевидных камерах, при этом секции корпуса размещены между опорами, на которых размещен винтообразный ротор, расположенный концентрично относительно наружной цилиндрической поверхности корпуса, расточка в котором выполнена эксцентрично относительно его наружной цилиндрической поверхности, при этом в каждой секции корпуса выполнено не менее двух спиралевидных камер.This problem is solved due to the fact that in a screw machine containing a housing with input and output channels, in the bore of which a clip is concentrically placed, made of separate sections following each other, located along a helical line with the possibility of angular displacement of the individual sections relative to each other and with the formation inside the case of successive spiral-shaped chambers, separated from each other by gap seals, and a helical rotor located on the supports, eccentrically placed in a holder, with the possibility of its radial displacement relative to the helical rotor, the cage is made in the form of a spiral spring, while each section of the cage is equipped with a locking element made on a screw-shaped rotor, according to a utility model, the housing and the screw-shaped rotor are made in the form of separate sections mounted in series and connected to each other with the possibility of adjusting their number and transmitting torque from one section of a helical rotor to another section to regulate the working differential pressure in spiral chambers, while sections of the casing are placed between supports on which a helical rotor is located, concentric with respect to the outer cylindrical surface of the casing, the bore of which is made eccentric relative to its outer cylindrical surface, with at least two spiral chambers made in each section of the casing.

Целесообразно секции корпуса и секции ротора соединять между собой посредством резьбовых соединений, направления винтовых линий в которых соответствуют направлению вращения ротора с обеспечением возможности передачи крутящего момента от одной секции ротора к другой.It is advisable to connect the housing sections and rotor sections to each other by means of threaded connections, the directions of the helical lines in which correspond to the direction of rotation of the rotor with the possibility of transmitting torque from one section of the rotor to another.

Достигаемый технический результат заключается в устранении пульсаций давления в щелевых уплотнениях спиралевидных камер с одновременным обеспечением снижения контактных напряжений при скольжении секции обоймы внутри расточки в корпусе с сохранением функции реализации свойства обратимости винтовой машины.The technical result achieved is the elimination of pressure pulsations in the gap seals of the spiral chambers while at the same time reducing contact stresses when sliding the section of the cage inside the bore in the housing while maintaining the function of realizing the reversibility property of the screw machine.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1-4 с применением приемов трехмерного моделирования представлена заявляемая винтовая машина и ее отдельные узлы и детали.The essence of the utility model is illustrated by drawings, where in FIG. 1-4 using the methods of three-dimensional modeling presents the inventive screw machine and its individual components and parts.

На фиг. 1 представлен продольный разрез винтовой машины.In FIG. 1 shows a longitudinal section through a screw machine.

На фиг. 2 в изометрии представлена секция ротора со спиралевидной обоймой, выполненной из отдельных секций.In FIG. 2, a section of a rotor with a spiral cage made of separate sections is shown in isometry.

На фиг. 3 показана одна секция обоймы.In FIG. 3 shows one section of a clip.

На фиг. 4 представлена одна секция ротора, одна секция корпуса, одна опора и одна секция обоймы, детали смещены друг относительно друга для удобства иллюстрации.In FIG. 4 shows one section of the rotor, one section of the housing, one support and one section of the cage, the details are offset from each other for ease of illustration.

Винтовая машина содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 каналами, секционную обойму 4 и винтообразный ротор 5, эксцентрично размещенный в обойме 4, с возможностью радиального смещения обоймы 4 относительно ротора 5, размещенного на опорах 6. В опорах 6 выполнены проточные каналы 7. Обойма 4 концентрично размещена в расточке 8 корпуса 1. Ротор 5 размещен в расточке 8 корпуса 1 с образованием щелевого уплотнения 9 в зазоре между наружной поверхностью ротора 5 и поверхностью расточки 8 в корпусе 1 с образованием внутри корпуса 1 следующих друг за другом спиралевидных камер 10, отделенных друг от друга щелевыми уплотнениями 9. Ротор 5 оснащен стопорными элементами 11, ограничивающими перемещение обоймы 4 относительно ротора 5. Обойма 4 выполнена из отдельных секций, следующих друг за другом, с возможностью углового смещения отдельных секций обоймы друг относительно друга. Каждая секция обоймы 4 оснащена стопорным элементом 11, выполненным на роторе 5. Стопорный элемент 11 может представлять собой плоскую опорную поверхность, выполненную на роторе 5. Секции в обойме 4 расположены вдоль винтовой линии с образованием ступенчатой структуры, подобно ступеням на винтовой лестнице.The screw machine comprises a housing 1 with input 2 and output 3 channels, a sectional cage 4 and a helical rotor 5, eccentrically placed in the cage 4, with the possibility of radial displacement of the cage 4 relative to the rotor 5, placed on the supports 6. In the supports 6 are made flow channels 7. The cage 4 is concentrically placed in the bore 8 of the housing 1. The rotor 5 is placed in the bore 8 of the housing 1 with the formation of a gap seal 9 in the gap between the outer surface of the rotor 5 and the surface of the bore 8 in the housing 1 with the formation of one after the other inside the housing 1 helical chambers 10, separated by a gap seal 9. The rotor 5 is equipped with stop members 11 which limit the movement of the cage 4 with respect to the rotor 5. The housing 4 is made of individual sections following one another, with the possibility of angular displacement of the individual sections of the cage relative to each other. Each section of the cage 4 is equipped with a locking element 11 made on the rotor 5. The locking element 11 can be a flat supporting surface made on the rotor 5. The sections in the cage 4 are arranged along a helical line with the formation of a stepped structure, like steps on a spiral staircase.

Ротор 5 установлен на опорах 6, которые обеспечивают условия, чтобы ротор 5 был эксцентрично размещен в обойме 4 и, соответственно, эксцентрично размещен внутри расточки 8 в корпусе 1. При этом секционная обойма 4 выполнена концентрично размещенной в расточке 8 корпуса 1.The rotor 5 is mounted on supports 6, which ensure that the rotor 5 is eccentrically placed in the holder 4 and, accordingly, eccentrically placed inside the bore 8 in the housing 1. In this case, the sectional holder 4 is made concentrically placed in the bore 8 of the housing 1.

Корпус 1 выполнен секционным и между секциями корпуса 1 размещены опоры 6, при этом размещенный на опорах 6 винтообразный ротор 5 выполнен секционным, а секции ротора 5 соединены последовательно друг с другом, с возможностью передачи крутящего момента от одной секции ротора 5 к другой секции ротора.The housing 1 is made sectional and between the sections of the housing 1 there are supports 6, while the screw-shaped rotor 5 located on the supports 6 is made sectional, and the sections of the rotor 5 are connected in series with each other, with the possibility of transmitting torque from one section of the rotor 5 to another section of the rotor.

Расточка 8 в корпусе 1 выполнена эксцентрично относительно наружной цилиндрической поверхности 12 корпуса 1, а винтообразный ротор 5 расположен концентрично относительно наружной цилиндрической поверхности 12 корпуса 1.The bore 8 in the housing 1 is made eccentric relative to the outer cylindrical surface 12 of the housing 1, and the screw-shaped rotor 5 is concentric with respect to the outer cylindrical surface 12 of the housing 1.

В каждой секции корпуса должно быть выполнено не менее двух полных спиралевидных камер, поскольку только в этом случае, при любом угле поворота ротора, обеспечивается гарантированное разобщение спиралевидных камер в одной секции корпуса от спиралевидных камер в следующей секции корпуса. Если указанное условие будет нарушено, и в секции корпуса будет выполнено менее двух полных спиралевидных камер, тогда работа щелевого уплотнения нарушится из-за импульсного перетекания рабочей жидкости (газа) из одной секции статора в другую секцию статора. В свою очередь, такое импульсное течение спровоцирует рост контактных напряжений при скольжении секции обоймы внутри расточки в корпусе, поскольку обойма выполнена из отдельных секций, следующих друг за другом, расположенных вдоль винтовой линии.At least two complete spiral-shaped chambers must be made in each section of the casing, since only in this case, at any angle of rotation of the rotor, is the guaranteed separation of the spiral-shaped chambers in one section of the casing from the spiral-shaped chambers in the next section of the casing. If this condition is violated and less than two complete spiral-shaped chambers are made in the housing section, then the operation of the gap seal will be disrupted due to the pulsed flow of the working fluid (gas) from one section of the stator to another section of the stator. In turn, such a pulsed flow will provoke an increase in contact stresses when sliding sections of the cage inside the bore in the housing, since the cage is made of separate sections following each other, located along a helical line.

Отдельные секции корпуса 1 могут быть соединены между собой с использованием резьбовых соединений 13 и 14. В представленном варианте, для примера, между секциями корпуса 1 размещены опоры 6, с использованием резьбовых соединений 13 и 14.The individual sections of the housing 1 can be interconnected using threaded connections 13 and 14. In the presented embodiment, for example, between the sections of the housing 1 are placed supports 6, using threaded connections 13 and 14.

Отдельные секции ротора 5 могут быть соединены последовательно друг с другом с использованием резьбовых соединений 15. Направления винтовых линий в резьбовых соединениях 13-15 должны соответствовать направлению вращения ротора 5 и должны обеспечивать возможность для передачи крутящего момента от одной секции ротора 5 к другой секции ротора (соответственно, исключая отворот какой-либо резьбы).The individual sections of the rotor 5 can be connected in series with each other using threaded connections 15. The directions of the helical lines in the threaded connections 13-15 should correspond to the direction of rotation of the rotor 5 and should be able to transmit torque from one section of the rotor 5 to another section of the rotor ( accordingly, excluding the lapel of any thread).

Предлагаемая винтовая машина работает следующим образом в режиме насоса (или компрессора).The proposed screw machine operates as follows in the pump (or compressor) mode.

От вала двигателя (на фигурах двигатель не показан) механическая энергия передается на ротор 5, установленный на опорах 6. При вращении ротора 5 во вращательное движение вовлекается и секционная обойма 4. Обойма 4 выполнена из отдельных секций, следующих друг за другом, с возможностью углового смещения отдельных секций 4 друг относительно друга. Каждая секция обоймы 4 оснащена стопорным элементом 11, выполненным на роторе 5. При вращении ротора 5 в спиралевидных камерах 10 обеспечивается силовое воздействие на жидкость, заполняющую полости в камерах 10. Таким образом, формируется поток жидкости в направлении от входа 2 к выходу 3. Щелевые уплотнения 9 уменьшают объемные потери, поскольку ротор 5 размещен вблизи от поверхности расточки 8 корпуса 1 с образованием щелевого уплотнения 9 в зазоре между наружной поверхностью ротора 5 и поверхностью расточки 8 в корпусе 1. Внутри корпуса 1 следующие друг за другом спиралевидные камеры 10 отделены друг от друга щелевыми уплотнениями 9 и элементами секционной обоймы 4.From the motor shaft (the engine is not shown in the figures) mechanical energy is transmitted to the rotor 5 mounted on the bearings 6. When the rotor 5 is rotated, the sectional cage 4 is also involved in the rotational movement. The cage 4 is made of separate sections following each other, with the possibility of angular the displacement of the individual sections 4 relative to each other. Each section of the cage 4 is equipped with a locking element 11 made on the rotor 5. When the rotor 5 is rotated in the spiral chambers 10, a force is exerted on the liquid filling the cavities in the chambers 10. Thus, a liquid flow is formed in the direction from input 2 to output 3. Slotted seals 9 reduce volume losses, since the rotor 5 is placed close to the surface of the bore 8 of the housing 1 with the formation of a gap seal 9 in the gap between the outer surface of the rotor 5 and the surface of the bore 8 in the housing 1. Inside the housing 1 the following One after another, the spiral-shaped chambers 10 are separated from each other by slotted seals 9 and sectional cage elements 4.

При таком движении ротора 5 и обоймы 4 относительно расточки 8 в корпусе 1 осуществляется смещение спиралевидных камер 10 в направлении от входа 2 к выходу 3. Щелевые уплотнения 9 ограничивают значение объемных потерь мощности и обеспечивают плавное (равномерное) изменение давления по камерам 10, следующим друг за другом. Равномерное распределение (изменение) давления по камерам 10 достигается за счет частичного возвратного перетекания части перекачиваемой среды через каналы щелевых уплотнений 9. Максимальное давление обеспечивается в спиральной камере 10, сообщающейся с выходом 3, что соответствует давлению на выходе насоса. Соответственно минимальное давление обеспечивается в спиралевидной камере 10, сообщающейся с входом 2, что соответствует давлению на входе насоса. Поскольку для каждой секции обоймы 4 имеется свой отдельный стопорный элемент 11, удается распределить нагрузку на большей площади при уменьшенных контактных напряжениях.With this movement of the rotor 5 and the holder 4 relative to the bore 8 in the housing 1, the spiral-shaped chambers 10 are displaced in the direction from the input 2 to the output 3. Slotted seals 9 limit the value of volume power losses and provide a smooth (uniform) pressure change over the chambers 10 following each other after another. A uniform distribution (change) of pressure in the chambers 10 is achieved due to the partial return flow of a part of the pumped medium through the channels of the gap seals 9. The maximum pressure is provided in the spiral chamber 10, which communicates with the output 3, which corresponds to the pressure at the pump outlet. Accordingly, the minimum pressure is provided in the spiral chamber 10, which communicates with the inlet 2, which corresponds to the pressure at the pump inlet. Since each section of the cage 4 has its own separate locking element 11, it is possible to distribute the load over a larger area with reduced contact stresses.

Перекачиваемая среда проходит через проточные каналы 7, в направлении от входа 2 к выходу 3 насоса.The pumped medium passes through the flow channels 7, in the direction from the inlet 2 to the outlet 3 of the pump.

Как было указано, в каждой секции статора должно быть выполнено не менее двух полных спиралевидных камер, поскольку только при соблюдении этого условия решается проблема регулирования рабочего перепада давления в спиралевидных камерах при изменении условий применения винтовой машины, например при изменении вязкости жидкости.As it was indicated, at least two complete spiral-shaped chambers must be made in each stator section, since only if this condition is met will the problem of regulating the working pressure drop in the spiral-shaped chambers be solved when the application conditions of the screw machine change, for example, when the fluid viscosity changes.

Помимо жидкой среды, заявляемая машина может обеспечить перекачку газов, газожидкостных смесей и других многофазных сред.In addition to the liquid medium, the inventive machine can provide the transfer of gases, gas-liquid mixtures and other multiphase media.

Поскольку расточка 8 в корпусе 1 выполнена эксцентрично относительно наружной цилиндрической поверхности 12 корпуса 1, а наружная цилиндрическая поверхность 12 корпуса 1 выполнена концентрично относительно винтообразного ротора 5, то такое конструктивное исполнение позволяет расширить область регулирования для рабочего перепада давления в спиралевидных камерах 10. За счет секционного исполнения гидравлической машины при работе винтовой машины в режиме насоса появляется возможность для регулирования рабочего перепада давления в спиралевидных камерах 10, поскольку концентричное расположение ротора 5 относительно наружной поверхности 12 корпуса 1 позволяет создать унифицированную технологичную секционную конструкцию.Since the bore 8 in the housing 1 is made eccentric relative to the outer cylindrical surface 12 of the housing 1, and the outer cylindrical surface 12 of the housing 1 is made concentric with respect to the helical rotor 5, this design allows you to expand the control area for the working pressure drop in the spiral chambers 10. Due to the sectional the performance of the hydraulic machine when the screw machine is in pump mode, it becomes possible to regulate the working differential pressure in the spiral prominent chambers 10 as concentric rotor arrangement 5 relative to the outer surface 12 of the casing 1 allows a technological sectional create a unified structure.

Предлагаемое техническое решение позволяет расширить область применения винтовой машины при эксплуатации в режиме насоса в условиях нефтяных и газовых месторождений.The proposed technical solution allows you to expand the scope of the screw machine during operation in pump mode in oil and gas fields.

Для уменьшения перепада давления в каждой отдельной спиралевидной камере 10, при работе в режиме насоса, увеличивают количество секций корпуса 1 и соответственно увеличивают количество секций ротора 5, выполняя расчет рабочего перепада давления по аналогии с известными секционными гидравлическими машинами (насосами). Количество секций корпуса 1 в секционной винтовой машине составляет две секции и более.To reduce the pressure drop in each individual spiral chamber 10, when operating in pump mode, increase the number of sections of the housing 1 and, accordingly, increase the number of sections of the rotor 5, calculating the working pressure drop by analogy with the known sectional hydraulic machines (pumps). The number of sections of the housing 1 in a sectional screw machine is two sections or more.

Если условия применения винтовой машины меняются, например, если винтовую машину начинают использовать в качестве насоса для перекачки менее вязкой жидкости, тогда требуется подрегулировать рабочий перепад давлений в спиралевидных камерах 10 (сохраняя при этом прежнее значение перепада давлений на выходе 3 и входе 2 винтовой машины). Учитывая известную специфику работы щелевых уплотнений, в таком случае, при перекачке менее вязкой жидкости с сохранением значений для остальных параметров винтовой машины, необходимо уменьшить рабочий перепад давлений в спиралевидных камерах 10. Это может быть достигнуто путем соответствующего увеличения количества секций корпуса 1 в секционной винтовой машине (с соответствующим увеличением количества секций ротора 5, с обоймой 4). Заявляемое техническое решение позволяет выполнить регулировку машины для вывода ее на оптимальный режим работы, что в свою очередь расширяет область применения заявляемого устройства на нефтяных и газовых месторождениях, отличающихся большим разнообразием условий применения гидравлических машин.If the conditions of use of the screw machine change, for example, if the screw machine is started to be used as a pump for pumping a less viscous liquid, then it is necessary to adjust the working pressure drop in the spiral chambers 10 (while maintaining the same value of the pressure drop at output 3 and input 2 of the screw machine) . Given the known specifics of operation of gap seals, in this case, when pumping a less viscous fluid while maintaining the values for the remaining parameters of the screw machine, it is necessary to reduce the working pressure drop in the spiral chambers 10. This can be achieved by a corresponding increase in the number of sections of the housing 1 in a sectional screw machine (with a corresponding increase in the number of sections of the rotor 5, with the clip 4). The claimed technical solution allows you to adjust the machine to bring it to the optimal operating mode, which in turn expands the scope of the claimed device in oil and gas fields, characterized by a wide variety of conditions for the use of hydraulic machines.

Исполнение резьбовых соединений должно соответствовать условиям работы винтовой машины в режиме насоса. Отдельные секции корпуса 1 могут быть соединены между собой с использованием резьбовых соединений 13 и 14. В представленном варианте между секциями корпуса 1 размещены опоры 6, с использованием резьбовых соединений 13 и 14. При работе винтовой машины в режиме насоса отдельные секции ротора 5 могут быть соединены последовательно друг с другом с использованием резьбовых соединений 15. Направления винтовых линий в резьбовых соединениях 13-15 должны соответствовать направлению вращения ротора 5 в режиме насоса и должны обеспечивать возможность для передачи крутящего момента от одной секции ротора 5 к другой секции ротора (соответственно, исключая отворот какой-либо резьбы).The threaded version must comply with the operating conditions of the screw machine in pump mode. The individual sections of the housing 1 can be interconnected using threaded connections 13 and 14. In the presented embodiment, the supports 6 are placed between the sections of the housing 1 using threaded connections 13 and 14. When the screw machine is in pump mode, the individual sections of the rotor 5 can be connected in series with each other using threaded connections 15. The directions of the helical lines in the threaded connections 13-15 should correspond to the direction of rotation of the rotor 5 in the pump mode and should provide the opportunity for Transferring torque from one section of the rotor 5 to the other rotor section (accordingly, excluding the lapel of a thread).

В режиме двигателя предлагаемая винтовая машина работает следующим образом.In engine mode, the proposed screw machine operates as follows.

Во входной канал 2 подают под избыточным давлением рабочую жидкость (рабочий газ или газожидкостную смесь). Щелевые уплотнения 9 ограничивают значение объемных потерь мощности и обеспечивают плавное изменение давления по камерам 10, следующим друг за другом. Максимальное давление обеспечивается в спиральной камере 10, сообщающейся с входом 2, что соответствует давлению на входе двигателя. Соответственно минимальное давление обеспечивается в спиральной камере 10, сообщающейся с выходом 3, что соответствует давлению на выходе двигателя. За счет перепада давления в соседних камерах 10 возникают силы и крутящий момент, действующие на секционную обойму 4 и ротор 5, так как ротор 5 эксцентрично размещен в обойме 4, с возможностью радиального смещения обоймы 4 относительно ротора 5. Ротор 5 вместе с обоймой 4 под действием указанных сил вовлекаются во вращательное движение. Таким образом, гидравлическая энергия преобразуется в механическую энергию, мощность вращающегося ротора 5 может быть передана к другим машинам (эти машины на фигурах не показаны).The working fluid (working gas or gas-liquid mixture) is supplied to the inlet channel 2 under excessive pressure. Slotted seals 9 limit the value of volumetric power losses and provide a smooth change in pressure along the chambers 10, one after the other. The maximum pressure is provided in the spiral chamber 10, communicating with the inlet 2, which corresponds to the pressure at the inlet of the engine. Accordingly, the minimum pressure is provided in the spiral chamber 10, communicating with the output 3, which corresponds to the pressure at the output of the engine. Due to the pressure drop in the adjacent chambers 10, forces and torque occur on the sectional cage 4 and rotor 5, since the rotor 5 is eccentrically placed in the cage 4, with the possibility of radial displacement of the cage 4 relative to the rotor 5. The rotor 5 together with the cage 4 under by the action of these forces are involved in the rotational motion. Thus, hydraulic energy is converted into mechanical energy, the power of the rotating rotor 5 can be transferred to other machines (these machines are not shown in the figures).

Исполнение резьбовых соединений должно соответствовать условиям работы винтовой машины в режиме двигателя. Отдельные секции корпуса 1 могут быть соединены между собой с использованием резьбовых соединений 13 и 14. В представленном варианте между секциями корпуса 1 размещены опоры 6, с использованием резьбовых соединений 13 и 14. При работе винтовой машины в режиме двигателя отдельные секции ротора 5 могут быть соединены последовательно друг с другом с использованием резьбовых соединений 15. Направления винтовых линий в резьбовых соединениях 13-15 должны соответствовать направлению вращения ротора 5 в режиме двигателя, и должны обеспечивать возможность для передачи крутящего момента от одной секции ротора 5 к другой секции ротора (соответственно, исключая отворот какой-либо резьбы).The execution of threaded connections must comply with the operating conditions of the screw machine in engine mode. Separate sections of the housing 1 can be interconnected using threaded connections 13 and 14. In the presented embodiment, between the sections of the housing 1 are placed supports 6, using threaded connections 13 and 14. When the screw machine is in engine mode, the individual sections of the rotor 5 can be connected in series with each other using threaded connections 15. The directions of the helical lines in the threaded connections 13-15 should correspond to the direction of rotation of the rotor 5 in the engine mode, and should provide the possibility to transmit torque from one section of the rotor 5 to another section of the rotor (respectively, excluding the opening of any thread).

Поскольку расточка 8 в корпусе 1 выполнена эксцентрично относительно наружной цилиндрической поверхности 12 корпуса 1, а наружная цилиндрическая поверхность 12 корпуса 1 выполнена концентрично относительно винтообразного ротора 5, то такое конструктивное исполнение позволяет расширить область регулирования для рабочего перепада давления в спиралевидных камерах 10. При работе винтовой машины в режиме двигателя появляется возможность для регулирования рабочего перепада давления в спиралевидных камерах 10, за счет применения секционного исполнения гидравлической машины, поскольку концентричное расположение ротора 5 относительно наружной поверхности 12 корпуса 1 позволяет создать технологичную секционную конструкцию. Заявляемое техническое решение позволяет расширить область применения винтовой машины, при эксплуатации в режиме двигателя, в условиях нефтяных и газовых месторождений. К примеру, для уменьшения перепада давления в каждой отдельной спиралевидной камере 10, при работе в режиме двигателя, увеличивают количество секций корпуса 1 и соответственно увеличивают количество секций ротора 5, выполняя расчет рабочего перепада давления по аналогии с известными секционными гидравлическими машинами (гидравлическими двигателями).Since the bore 8 in the housing 1 is made eccentric relative to the outer cylindrical surface 12 of the housing 1, and the outer cylindrical surface 12 of the housing 1 is made concentric with respect to the screw-shaped rotor 5, this design allows you to expand the control area for the working pressure drop in the spiral chambers 10. When working with a screw machines in engine mode, it becomes possible to regulate the working differential pressure in the spiral chambers 10, through the use of sectional and complements of the hydraulic machine, since the concentric arrangement of the rotor 5 relative to the outer surface 12 of the housing 1 allows to create a technological sectional structure. The claimed technical solution allows you to expand the scope of the screw machine, when operating in engine mode, in oil and gas fields. For example, to reduce the pressure drop in each individual spiral chamber 10, when operating in the engine mode, increase the number of sections of the housing 1 and, accordingly, increase the number of sections of the rotor 5, calculating the working pressure drop by analogy with the known sectional hydraulic machines (hydraulic motors).

Если условия применения винтовой машины меняются, например, если винтовую машину начинают использовать в качестве гидравлического двигателя с использованием менее вязкой жидкости, тогда требуется подрегулировать рабочий перепад давлений в спиралевидных камерах 10 (сохраняя при этом прежнее значение перепада давлений на выходе 3 и входе 2 винтовой машины). Учитывая известную специфику работы щелевых уплотнений, в таком случае, при использовании менее вязкой жидкости с сохранением значений для остальных параметров винтовой машины, необходимо уменьшить рабочий перепад давлений в спиралевидных камерах 10. Это может быть достигнуто путем соответствующего увеличения количества секций корпуса 1 в секционной винтовой машине, работающей в режиме гидравлического двигателя.If the conditions of use of the screw machine change, for example, if the screw machine is started to be used as a hydraulic motor using a less viscous fluid, then it is necessary to adjust the working pressure drop in the spiral chambers 10 (while maintaining the same pressure drop at output 3 and input 2 of the screw machine ) Given the known specifics of operation of gap seals, in this case, when using a less viscous fluid while maintaining the values for the remaining parameters of the screw machine, it is necessary to reduce the working pressure drop in the spiral chambers 10. This can be achieved by a corresponding increase in the number of sections of the housing 1 in a sectional screw machine operating in hydraulic motor mode.

Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает формирование унифицированной секционной конструкции винтовой машины с возможностью регулирования рабочего перепада давления в спиралевидных камерах путем изменения количества секций в составе винтовой машины, что обеспечивает устранение пульсаций давления в щелевых уплотнениях и снижение контактных напряжений при скольжении секции обоймы внутри расточки в корпусе.Thus, the proposed technical solution provides the formation of a unified sectional design of the screw machine with the ability to control the working pressure drop in the spiral chambers by changing the number of sections in the screw machine, which eliminates pressure pulsations in gap seals and reduces contact stresses when sliding the section of the cage inside the bore in case.

Claims (2)

1. Винтовая машина, содержащая корпус с входным и выходным каналами, в расточке которого концентрично размещена обойма, выполненная из отдельных секций, следующих друг за другом, расположенных вдоль винтовой линии с возможностью углового смещения отдельных секций относительно друг друга и с образованием внутри корпуса следующих друг за другом спиралевидных камер, отделенных друг от друга щелевыми уплотнениями, и размещенный на опорах винтообразный ротор, эксцентрично размещенный в обойме, с возможностью ее радиального смещения относительно винтообразного ротора, обойма выполнена по форме спиральной пружины, при этом каждая секция обоймы оснащена стопорным элементом, выполненным на винтообразном роторе, отличающаяся тем, что корпус и винтообразный ротор выполнены в виде отдельных секций, установленных последовательно и соединенных друг с другом с возможностью корректировки их количества и передачи крутящего момента от одной секции винтообразного ротора к другой секции для регулирования рабочего перепада давления в спиралевидных камерах, при этом секции корпуса размещены между опорами, на которых размещен винтообразный ротор, расположенный концентрично относительно наружной цилиндрической поверхности корпуса, расточка в котором выполнена эксцентрично относительно его наружной цилиндрической поверхности, при этом в каждой секции корпуса выполнено не менее двух спиралевидных камер.1. A screw machine comprising a housing with input and output channels, in the bore of which a clip is concentrically placed, made of separate sections following each other, located along a helical line with the possibility of angular displacement of the individual sections relative to each other and with the formation of the following inside each case one after another spiral chambers separated from each other by gap seals, and a helical rotor placed on supports, eccentrically placed in a holder, with the possibility of its radial displacement relates helically rotor, the cage is made in the form of a spiral spring, with each section of the cage is equipped with a locking element made on a helical rotor, characterized in that the casing and the helical rotor are made in the form of separate sections mounted in series and connected to each other with the possibility of adjusting them the number and transmission of torque from one section of the helical rotor to another section to regulate the working differential pressure in the spiral chambers, while sections of the housing placed between supports on which a screw-shaped rotor is located concentrically relative to the outer cylindrical surface of the housing, the bore of which is made eccentrically relative to its outer cylindrical surface, with at least two spiral chambers made in each section of the housing. 2. Винтовая машина по п. 1, отличающаяся тем, что секции корпуса и секции ротора соединены между собой посредством резьбовых соединений, направления винтовых линий в которых соответствуют направлению вращения ротора с обеспечением возможности передачи крутящего момента от одной секции ротора к другой.2. The screw machine according to claim 1, characterized in that the housing sections and rotor sections are interconnected by threaded connections, the directions of the helical lines in which correspond to the direction of rotation of the rotor with the possibility of transmitting torque from one section of the rotor to another.
RU2016129254U 2016-07-18 2016-07-18 SCREW MACHINE RU168807U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016129254U RU168807U1 (en) 2016-07-18 2016-07-18 SCREW MACHINE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016129254U RU168807U1 (en) 2016-07-18 2016-07-18 SCREW MACHINE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU168807U1 true RU168807U1 (en) 2017-02-21

Family

ID=58450304

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016129254U RU168807U1 (en) 2016-07-18 2016-07-18 SCREW MACHINE

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU168807U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020122752A1 (en) * 2018-12-14 2020-06-18 Schlumberger Technology Corporation System and method for quick release coupling of pumping system components

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5221197A (en) * 1991-08-08 1993-06-22 Kochnev Anatoly M Working member of a helical downhole motor for drilling wells
WO2007082831A1 (en) * 2006-01-13 2007-07-26 Oerlikon Leybold Vacuum Gmbh Vacuum pump
RU106678U1 (en) * 2011-03-28 2011-07-20 Юрий Апполоньевич Сазонов SCREW MACHINE
RU116188U1 (en) * 2012-01-23 2012-05-20 Юрий Апполоньевич Сазонов SCREW MACHINE
RU124931U1 (en) * 2012-09-05 2013-02-20 Закрытое акционерное общество "Концерн БрокПолис" (ЗАО "Концерн Брок Полис") SCREW MACHINE

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5221197A (en) * 1991-08-08 1993-06-22 Kochnev Anatoly M Working member of a helical downhole motor for drilling wells
WO2007082831A1 (en) * 2006-01-13 2007-07-26 Oerlikon Leybold Vacuum Gmbh Vacuum pump
RU106678U1 (en) * 2011-03-28 2011-07-20 Юрий Апполоньевич Сазонов SCREW MACHINE
RU116188U1 (en) * 2012-01-23 2012-05-20 Юрий Апполоньевич Сазонов SCREW MACHINE
RU124931U1 (en) * 2012-09-05 2013-02-20 Закрытое акционерное общество "Концерн БрокПолис" (ЗАО "Концерн Брок Полис") SCREW MACHINE

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020122752A1 (en) * 2018-12-14 2020-06-18 Schlumberger Technology Corporation System and method for quick release coupling of pumping system components

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11280334B2 (en) Fluid delivery system with a shaft having a through-passage
CN1654823B (en) Screw pump
RU2700840C2 (en) Pump combined with two primary drives driven independently from each other (embodiments), and method of pump operation (embodiments)
US11306720B2 (en) Helical trochoidal rotary machines
RU165039U1 (en) SCREW MACHINE
RU124931U1 (en) SCREW MACHINE
US20120328462A1 (en) Positive Displacement Rotary Pumps with Improved Cooling
RU168807U1 (en) SCREW MACHINE
CN108799100B (en) Design method and device capable of eliminating hydraulic pulsation
TW202219387A (en) Liquid blade pump
US20070248480A1 (en) Multiple Section External Gear Pump With the Internal Manifold
RU116188U1 (en) SCREW MACHINE
CN210013809U (en) Hydraulic peristaltic pump in corrugated pipe extrusion form
RU182639U1 (en) PUMP
RU128678U1 (en) SCREW MACHINE
RU177851U1 (en) SCREW MACHINE
RU55050U1 (en) DEVICE FOR PUMPING GAS-LIQUID MIXTURES DURING TECHNOLOGICAL OPERATIONS IN WELLS
RU119042U1 (en) SCREW MACHINE
US2708410A (en) Gear type hydraulic apparatus
RU106678U1 (en) SCREW MACHINE
RU177705U1 (en) SCREW MACHINE
RU55896U1 (en) MULTI-STAGE ROTARY PUMP (OPTIONS)
RU177656U1 (en) SCREW MACHINE
RU2721994C1 (en) Ioannesyan's drilling pump
RU2679578C1 (en) Screw pump

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20190719