RU2004846C1 - Поршневой гидронасос дл скважинной аппаратуры - Google Patents

Abstract

.Сущность изобретени  в корпусе расположена с образованием рабочей камеры пара цилиндр - поршень с осевым отверстием. Подпружиненный  корь приводного электромагнита установлен с осевым зазором соосно поршню и кинематически св зан с ним. Всасывающий и нагнетательный клапаны содержат пары затвор - седло. Дл  отделени  рабочей камеры от полости всасывани  на такте нагнетани  установлен клапан противотока. Торец поршн , обращенный к  корю, снабжен охватывающим отверстие поршн  коническим кольцевым уп- лотнительным по ском. Якорь снабжен участком наружной конической поверхности и осевой расточкой и установлен с возможностью контакта его конической поверхности с уплотнительным по ском дл  образовани  пары затвор - седло всасывающего клапана. Клапан противотока установлен в осевой расточке  кор  2 ил

Description

Изобретение относитс  к гидроприводным механизмам скважинной аппаратуры и может быть использовано в установках, работающих в жидкой среде с высоким давлением .

, Известен гидронасос с электромагнитным приводом, в котором  корь электромагнита несет функции вытеснительного элемента насоса и не разделены между собой , что позвол ет сократить осевой габа- рит насоса, повысить КПД и надежность,

Недостатком данной конструкции  вл етс  то, что при конструктивном повышении т говой способности насоса увеличиваютс  диаметры  кор  и поршн , что приводит к увеличению диаметра насоса, а следовательно , и диаметра скважйнных приборов,

Известно другое устройство гидронасоса , в котором соосно и последовательно ус- тановлены полый поршень и  корь электромагнита, кинематически св занные между собой, Така  св зь позвол ет увеличивать т говые способности насоса за счет увеличени  сечени   кор .

Недостатком такой конструкции  вл ет- с  снижение КПД при увеличении частоты включени  электромагнитной катушки, С целью повышени  КПД насоса за счет использовани  силы инерции  кор  и надеж

ности осуществлени  такта всасывани 

рабочей жидкости практически при любой частоте включени  электромагнитной катушки в данной конструкции гидронасоса, содержащей корпус с расположенной в нем с образованием рабочей камеры парой ци- линдр-поршень с осевым отверстием, установленный с осевым зазором соосно поршню, и кинематически св зан. oiw с ним подпружиненный  корь приводного электромагнита , всасывающий и нагнетательный клапаны, включающие пары затвор-седло, и клапаны противотока дл  отделени  рабочей камеры от полости всасывани  на такте нагнетани , торец поршн , обращенный к  корю, снабжен охватывающим отверстием поршн  коническим кольцевым уплотни- тельным по ском, а  корь электромагнита снабжен участком наружной конической поверхности и осевой расточкой и установлен с возможностью контакта его конической поверхности с уплотнительным по ском поршн  дл  образовани  пары затвор-седло всасывающего клапана, при этом клапан противотока установлен в указанной осевой расточке  кор .

Така  конструкци  насоса отличаетс  от известных тем, что два элемента  корь электромагнита и поршень разнесены между собой и снабжены конструктивными

5

Ю

15

0

5

0

5 0 5 0 5

элементами дл  образовани  пары затвор- седло всасывающего клапана.

Разделение  кор  электромагнита и поршн  между собой позвол ет уменьшать сечение независимого рабочего поршн  и увеличить сечение  кор  и тем самым создавать значительные т говые усили  насоса.

Благодар  наличию всасывающего клапана с зазором, который существует между  корем и поршнем в исходном положении,  корь разгон етс  на холостом ходу в начале движени  и накапливает кинетическую энергию, используемую дл  резкого (ударного ) нарастани  давлени  в рабочей камере нагнетани .

На фиг. 1, 2 представлен гидронасос в исходном положении.

Гидронасос состоит из корпуса - гидроцилиндра 1, электромагнитной катушки 2, снабженной корпусом - магнитопроводом 3 со штоком 4,  корем 5.

Корпус - магнитопровод 3 и корпус - гидроцилиндр 1 св заны между собой силовыми радиальными штифтами 6. Корпус - гидроцилиндр 1 и электромагнитна  катушка 2 заключены в корпусные трубы 7 и 8.

В расточку 9 гидроцилиндра 1 входит поршень насоса 10 с каналом 11.

Якорь 5 подвижно установлен в корпусе - мэгнитопровода 2, а на его окончании напрессовано немагнитное кольцо 12, через которое проходит штифт 13, вход щий в шток 4, На конец штифта 13 насажен кор- пус-вгулка 14 вспомогательного клапана 15 шарикового типа. В корпусе-втулке 14 выполнены окна 16,

Корпус-втулка 14 жестко (приварена) установлена в теле основного клапана 17, в котором выполнен сквозной канал 18, соедин ющий с каналом 11 поршн  10и окнами 16. Основной и вспомогательные клапаны (17 и 15) закрыты крышкой-колпачком 19, который с одной стороны св зан резьбой с окончанием поршн  10, ( вл ющимс  седлом клапана 17), а с другой стороны в него входит корпус-втулка 14 шарикового клапана 15.

Таким образом,  корь электромагнита 5 через штифт 13, корпус-втулку 14, клапан 17, крышку-колпачок 19 механически соединен с поршнем 10.

Между нижним торцом основного клапана 17 и дном колпачка 19 предусмотрен некоторый зазор с, величина хода всего пакета деталей поршень- корь задаетс  конструктивно шайбой 20. Расточка 9 гидроцилиндра закрываетс  корпусом 21 нагнетательного клапана 22 с пружиной 23, сжатие которой регулируетс  пробкой 24.

Между корпусом 21 нагнетательного клапана 22 и корпусом гидроцилиндра 1 установлено уплотнительное кольцо 25 из меди или свинца, чтобы перепады давлени  в поршневой камере 9 не передавались на резиновые уплотнительные кольца 26, которые в этом случае демпфировали бы усилие рабочего поршн  6, уменьша  КПД и усилие гидронасоса, Резиновые уплотнительные кольца позвол ют исключить стравливание рабочей жидкости из камеры 27. Такт всасывани  осуществл етс  спиральными пружинами 28 и 29, Жидкость высокого давлени  из под поршн  10 поступает в полость 27 скважинного прибора, в котором размещен исполнительный механизм, например силовой поршень. А в насос поступает жидкость из полости 30, наход щейс  под давлением скважинной среды 31 (жидкости, газа). Полость 30 с рабочей жидкостью насоса и сква- жинна  среда разделены поршнем 32, снабженным заливочным отверстием с пробкой 33. Перетекание рабочей жидкости в насосе происходит по пазам 36 на  коре 5, стоке 4 и отверсти м 35.

Из полости 27 жидкость высокого давлени  выпускаетс  подн тием нагнетательного клапана 22, например усилием вспомогательного электромагнита (не показан).

При выключенном токе в электромаг- нитной катушке 2 усилием пружин 29 и 28 поршень 10 займет положение, когда дно колпачка 19 прижметс  к шайбе 20. При этом положении деталей основной клапан 17 выберет зазор с и между седлом поршн  10 и конусом основного клапана 17 откроетс  щель дл  прохода жидкости в канал 11 поршн  10. Шарик вспомогательного клапана 15 под силой веса займет нижнее положение , перекрыва  выход из канала 18 основного клапана 17 в окна 16 вспомогательного клапана 15.

Включением катушки 2 в питающую электрическую цепь  корь 5 приходит в движение . Величина его перемещени  определ етс  зазором с. С этого момента основной клапан 17 и вспомогательный клапан 15 перекроют выход жидкости из под поршневого пространства 9 и при дальнейшем движении  кор  5 осуществл етс  сжатие жидкости и клапан 22 пропускает ее в полость высокого давлени  27.

В процессе такта нагнетани  в камеру 34 из-под поршневого пространства 30 устремл етс  рабоча  жидкость в объеме подачи за такт нагнетани . Если прекратить подачу электроэнергии в катушку 2, то пакет деталей Поршень 10 -  корь 2 под воздействием пружин 28 и 29 начнет движение в обратном направлении - вниз. При этом в подпоршневом пространстве 9 создаетс  разрежение (а в полости 34 - повышенное давление). Под воздействием перепада давлени  в полост х 34 и 9 шарик клапана 15 открывает доступ жидкости из полости 34 в отверстие 11 поршн  10 и выравнивает давление в них, чем немедленно открываетс  доступ жидкости в отверстие 11 уже под основным клапаном 17. Включением питани  электромагнитной катушки 2 происходит новый такт нагнетани .

В такте нагнетани  за счет свободного хода  кор  5 на рассто нии зазора с используетс  сила инерции  кор , увеличиса  эффективную мощность электромагнитного привода насоса.

Оригинальное исполнение клапанного узла позвол ет надежно обеспечить осуществление такта всасывани  рабочей жидкости практически при любой частоте включени  электромагнитной катушки.

(56) За вка ФРГ N51309090, кл. F04 В 17/04. 1982.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   ПОРШНЕВОЙ ГИДРОНАСОС ДЛЯ СКВАЖИННОЙ АППАРАТУРЫ, содержащий корпус с расположенной в нем с образованием рабочей камеры парой цилиндр - поршень с осевым отверстием, установленный с осевым зазором соосно с поршнем , и кинематически св занный с ним подпружиненный  корь приводного электромагнита , всасывающий и нагнетательный клапаны, включающие пары затвор - седло, клапан противотока дл  отделени  рабочей камеры от полости всасывани  на

   такте нагнетани , отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности и КПД, торец поршн , обращенный к  корю, снабжен охватывающим отверстие поршн  коническим кольцевым уплотнительным

   по ском, а  корь электромагнита снабжен участком наружной конической поверхности и осевой расточкой и установлен с возможностью контакта его конической поверхности с уплотнительным по ском поршн  дл  образовани  пары затвор - седло всасывающего клапана, при этом клапан противотока установлен в указанной осевой расточке  кор .

   vd

   4- co ч- o о

   CM

   А-А: Б-Б

   Фиг. 2