RU2079719C1

RU2079719C1 - Rotary machine

Info

Publication number: RU2079719C1
Authority: RU
Inventors: Владимир Михайлович Миндрюков; Наталья Геннадиевна Логинова
Original assignee: Владимир Михайлович Миндрюков; Наталья Геннадиевна Логинова
Priority date: 1992-01-10
Filing date: 1992-01-10
Publication date: 1997-05-20

Abstract

FIELD: manufacture of pumps; devices for pressure motion of liquids including those containing solid particles. SUBSTANCE: circular insert mounted rotatably in bore of stator of rotary machine is provided with stops on its inner surface which are regularly engageable with rigid blades. According to one version, blades are made in form of cylindrical rollers. EFFECT: enhanced reliability. 2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится преимущественно к области насосостроения и может найти широкое применение в областях, где требуются устройства напорного перемещения жидкостей, в том числе содержащих твердые частицы, а также в областях техники, связанных с измерением количества жидкостей. The invention relates primarily to the field of pump engineering and can find wide application in areas where devices are required for pressure transfer of liquids, including those containing solid particles, as well as in the fields of technology related to measuring the amount of liquids.

Известна роторная гидромашина, состоящая из двух эксцентричных роторов - внешнего полого и внутреннего сплошного, установленных на валах в подшипниковых опорах. Между роторами располагается пластина, шарнирно соединенная своими краями с ними и разделяющая рабочие камеры, объем которых при вращении роторов изменяется. Камеры соединены с линиями всасывания и нагнетания при помощи каналов, проходящих через вал и тело внутреннего ротора, а также через пластину. (FR. N 2526857, F 01 C 1/00, 1986). Known rotary hydraulic machine, consisting of two eccentric rotors - an external hollow and an internal solid, mounted on shafts in bearing bearings. Between the rotors is a plate pivotally connected with its edges to them and separating the working chambers, the volume of which changes when the rotors rotate. The chambers are connected to the suction and discharge lines by means of channels passing through the shaft and body of the internal rotor, as well as through the plate. (FR. N 2526857, F 01 C 1/00, 1986).

К недостаткам роторной гидромашины относятся сложность конструкции и невысокая надежность, характеризующиеся, например, наличием каналов, проходящих через шарнирное соединение, а также возможностью попадания твердых частиц, находящихся в жидкости, между обкатывающимися цилиндрическими поверхностями роторов. The disadvantages of the rotary hydraulic machine include design complexity and low reliability, characterized, for example, by the presence of channels passing through the swivel joint, as well as the possibility of the ingress of solid particles in the fluid between the rolling cylindrical surfaces of the rotors.

Наиболее близким по конструктивному исполнению к предлагаемому изобретению является многопластинчатый ротационный компрессор, содержащий корпус с цилиндрической камерой, размещенный в камере с эксцентриситетом ротор, наклоненные дугообразные пластины, шарнирно сочлененные в трех местах: с ротором, по собственному профилю, со статором посредством боковых колей и осей (FR, N 2519382, F 04 C 18/00, 1983). The closest in design to the proposed invention is a multi-plate rotary compressor, comprising a housing with a cylindrical chamber, placed in a chamber with an eccentricity, a rotor, inclined arcuate plates articulated in three places: with a rotor, in its own profile, with a stator by means of side tracks and axes (FR, N 2519382, F 04 C 18/00, 1983).

Недостатками компрессора являются сложность конструкции, трудоемкость в изготовлении, недостаточная надежность работы со средами, содержащими твердые частицы, вследствие наличия многочисленных шарниров и роликов, подверженных износу и образованию зазоров выше допустимой нормы. The disadvantages of the compressor are the complexity of the design, the complexity of manufacturing, insufficient reliability of working with media containing solid particles, due to the presence of numerous joints and rollers, subject to wear and gap formation above the permissible norm.

Технической задачей является упрощение конструкции машины и расширение области ее применения путем использования с различными жидкостями, в том числе содержащими твердые частицы. Решение данной задачи позволит применять роторные машины в нефтедобыче непосредственно в качестве скважинных насосов, откачивающих водонефтяную жидкость, содержащую песок. The technical task is to simplify the design of the machine and expand the scope of its application by use with various liquids, including those containing solid particles. The solution to this problem will allow the use of rotary machines in oil production directly as well pumps, pumping oil-water fluid containing sand.

Технический результат достигается тем, что в роторной машине, включающей статор, ротор, взаимодействующие с ротором лопасти, между статором и ротором установлена с возможностью вращения кольцевая вставка с упорами на внутренней поверхности, периодически контактирующими с лопастями, а лопасти имеют жесткую конструкцию. The technical result is achieved in that in a rotary machine including a stator, a rotor interacting with the rotor of the blade, between the stator and the rotor, an annular insert with stops on the inner surface periodically in contact with the blades is mounted, and the blades have a rigid structure.

На чертежах показаны примеры конкретного выполнения роторной машины, имеющей различные конструкционные исполнения отдельных элементов и связей между ними. The drawings show examples of specific embodiments of a rotary machine having various structural designs of individual elements and the relationships between them.

На фиг. 1, 3, 4 изображены общие виды роторной машины; на фиг. 2 разрез по А-А общего вида, изображенного на фиг. 1. In FIG. 1, 3, 4 depict general views of a rotary machine; in FIG. 2 is a section along AA of the general view depicted in FIG. one.

Роторная машина состоит из статора 1, в котором расположен с эксцентриситетом ротор 2. С ротором взаимодействуют лопасти 3, имеющие жесткую конструкцию. В цилиндрической расточке 4 статора установлена кольцевая вставка 5. На внутренней поверхности вставки выполнены упоры 6, периодически контактирующие с лопастями 7. Ротор прочно соединен с валом 8, который опирается на подшипники 9. Статор с ротором закрыты крышкой 10. В статоре выполнены всасывающие 11 и нагнетательные 12 окна, сообщающиеся со всасывающими 13 и нагнетательными 14 каналами для прохождения рабочей среды. У роторной машины, изображенной на фиг. 1, взаимодействие ротора с лопастями осуществляется посредством цилиндрических шарниров 15. У роторных машин (фиг. 3 и 4) связь ротора с лопастями происходит с помощью упоров 16, выполненных в виде выступов на поверхности ротора. Отличительной особенностью роторной машины (фиг. 4) является то, что лопасти 3 выполнены в виде цилиндрических роликов. The rotor machine consists of a stator 1, in which the rotor 2 is located with an eccentricity. The blades 3 with a rigid structure interact with the rotor. An annular insert 5 is installed in the cylindrical bore 4 of the stator 5. On the inner surface of the insert, stops 6 are made periodically in contact with the blades 7. The rotor is firmly connected to the shaft 8, which rests on the bearings 9. The stator and the rotor are closed by a cover 10. In the stator, suction 11 and discharge 12 windows, communicating with the suction 13 and discharge 14 channels for the passage of the working medium. In the rotary machine of FIG. 1, the interaction of the rotor with the blades is carried out by means of cylindrical hinges 15. For rotary machines (Figs. 3 and 4), the rotor is connected to the blades by means of stops 16 made in the form of protrusions on the surface of the rotor. A distinctive feature of the rotary machine (Fig. 4) is that the blades 3 are made in the form of cylindrical rollers.

В качестве насоса роторная машина работает следующим образом. As a pump, a rotary machine operates as follows.

При вращении вала 8 с ротором 2 в направлении стрелки лопасти 3 совершают сложные движения: вращательное вместе с ротором и поступательное относительно ротора. При этом лопасти 3 передают вращающий момент от ротора 2 через упоры 6 кольцевой вставке 5, которая вращается с такой же частотой, что и ротор в цилиндрической расточке 4 статора, выполняющего функцию подшипника скольжения. Передача вращающего момента от ротора 2 кольцевой вставке 5 осуществляется в любой момент времени поочередно каждой лопастью при прохождении ею области нагнетательного канала 14. Вследствие изменяющихся объемов между соседними лопастями 3 жидкость засасывается через окно 11, канал 13 и нагнетается через канал 14, окно 12. Расстояние между близлежащими концами каналов 13 и 14 выбрано таким образом, что полости всасывания и нагнетания разделены вращающимися лопастями, контактирующими одновременно с ротором и кольцевой вставкой. When the shaft 8 rotates with the rotor 2 in the direction of the arrow, the blades 3 perform complex movements: rotational together with the rotor and translational with respect to the rotor. In this case, the blades 3 transmit the torque from the rotor 2 through the stops 6 to the annular insert 5, which rotates with the same frequency as the rotor in the cylindrical bore 4 of the stator, which performs the function of a sliding bearing. The torque is transmitted from the rotor 2 to the annular insert 5 at any time alternately with each blade as it passes through the area of the injection channel 14. Due to the changing volumes between adjacent blades 3, the liquid is sucked in through the window 11, channel 13 and is pumped through the channel 14, window 12. Distance between the adjacent ends of the channels 13 and 14 is chosen in such a way that the suction and discharge cavities are separated by rotating blades in contact with the rotor and the ring insert at the same time.

Твердые частицы, находящиеся в жидкости, не оказывают заметного влияния отрицательного на работоспособность и надежность насоса, т.к. пары трения между ротором, лопастями и кольцевой вставкой сохраняют свою первоначальную герметизирующую способность при износе их трущихся поверхностей. Solid particles in the liquid do not have a significant negative effect on the performance and reliability of the pump, as the friction pairs between the rotor, the blades and the annular insert retain their original sealing ability when their friction surfaces wear.

Роторная машина может работать в качестве гидродвигателя или первичного датчика расходомера. В этом случае рабочая жидкость поступает через всасывающий канал 13 и сводится через нагнетательный канал 14, приводя во вращение ротор 2. The rotary machine can operate as a hydraulic motor or primary sensor of a flow meter. In this case, the working fluid enters through the suction channel 13 and is reduced through the discharge channel 14, causing the rotor 2 to rotate.

Claims

1. A rotary machine containing a stator, a rotor located therein and blades interacting with the rotor, characterized in that the machine is equipped with an annular insert with stops on its inner surface, installed in the gap between the stator and the rotor with forced rotation with strictly periodic contact of the stops with blades, while the latter have a rigid structure.

2. The machine according to p. 1, characterized in that on the surface of the rotor there are stops for the blades, the latter are placed between the stops of the rotor and the ring insert freely and are made in the form of cylindrical rollers whose axes are parallel to the axis of the rotor.