RU2459978C1 - Adjustable diaphragm pump unit - Google Patents
Adjustable diaphragm pump unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2459978C1 RU2459978C1 RU2011131399/06A RU2011131399A RU2459978C1 RU 2459978 C1 RU2459978 C1 RU 2459978C1 RU 2011131399/06 A RU2011131399/06 A RU 2011131399/06A RU 2011131399 A RU2011131399 A RU 2011131399A RU 2459978 C1 RU2459978 C1 RU 2459978C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydraulic
- diaphragm
- hydraulic cylinder
- piston
- working
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтегазовому машиностроению и найдет применение при нагнетании жидкости в пласт для поддержания пластового давления (ППД) при разработке нефтяных и газовых залежей, а также при перекачивании текучих сред - газожидкостных смесей, растворов, нефти и т.д.The invention relates to oil and gas engineering and will find application in pumping fluids into a reservoir to maintain reservoir pressure (RPM) in the development of oil and gas deposits, as well as in pumping fluids - gas-liquid mixtures, solutions, oil, etc.
Известен гидроприводной возвратно-поступательный насос двойного действия (см. патент RU №2258156 C1, МПК F048 9/08, опубл. в БИ №22, от 10.09.2005 г.), содержащий два идентичных рабочих гидроцилиндра, каждый из которых имеет шток, нагнетательный и всасывающий клапаны, два идентичных приводных гидроцилиндра, каждый из которых имеет шток и поршневую и штоковую полости, расположенный в корпусе регулируемый насос, обратные клапаны, вспомогательный насос и первичный источник мощности.Known hydraulic double-acting reciprocating pump (see patent RU No. 2258156 C1, IPC F048 9/08, published in BI No. 22, dated 10.09.2005), containing two identical working hydraulic cylinders, each of which has a rod, discharge and suction valves, two identical drive hydraulic cylinders, each of which has a stem and piston and rod cavities, an adjustable pump located in the housing, non-return valves, an auxiliary pump and a primary power source.
Недостатком известной установки является то, что он сложный по конструкции. В частности, гидропривод содержит два насоса - основной и дополнительный, коромысловый механизм и требует наличия сложной системы блока управления и обвязки гидролиниями. Кроме того, горизонтальное расположение рабочих и приводных гидроцилиндров приводит к одностороннему износу их поршней, что является причиной небольшого срока службы, и, как следствие, это приводит к снижению долговечности и надежности в работе.A disadvantage of the known installation is that it is complex in design. In particular, the hydraulic drive contains two pumps - the main and the additional, rocker mechanism and requires a complex control unit system and piping with hydraulic lines. In addition, the horizontal arrangement of the working and driving hydraulic cylinders leads to unilateral wear of their pistons, which causes a short service life, and, as a result, this leads to a decrease in durability and reliability.
Известна также насосная установка нагнетательная, объемная, регулируемая (см. патент RU №2380570, МПК F04B 9/08, опубл. в БИ №3, от 27.01.2010 г.), включает два рабочих гидроцилиндра с нагнетательными и всасывающими клапанами, два приводных (силовых) гидроцилиндра с поршнями, соединенными жестко со штоками, расположенный в корпусе регулируемый гидронасос с гидравлическими линиями, обратные клапаны, предохранительный клапан, бак с рабочей жидкостью, первичный источник мощности, соединенный с входным валом гидронасоса, и блок управления. Рабочие и приводные гидроцилиндры установлены последовательно в вертикальном положении и закреплены к общей стойке основания. В полости рабочих гидроцилиндров в качестве поршней использованы скалки, соединенные шарнирно со штоками поршней приводных гидроцилиндров. Подпоршневые полости приводных гидроцилиндров сообщены гидролинией с двумя кранами, которая в свою очередь через дополнительную гидролинию с краном сообщена с одной из гидролиний регулируемой гидростанцией.Also known is a pumping unit discharge, volumetric, adjustable (see patent RU No. 2380570, IPC F04B 9/08, published in BI No. 3, dated January 27, 2010), includes two working hydraulic cylinders with pressure and suction valves, two actuating (power) hydraulic cylinders with pistons rigidly connected to the rods, an adjustable hydraulic pump with hydraulic lines located in the housing, non-return valves, a safety valve, a tank with working fluid, a primary power source connected to the input shaft of the hydraulic pump, and a control unit. The working and driving hydraulic cylinders are installed sequentially in a vertical position and are fixed to a common rack of the base. In the cavity of the working hydraulic cylinders, pistons are used rolling rods pivotally connected to the piston rods of the drive hydraulic cylinders. The under-piston cavities of the drive hydraulic cylinders are connected by a hydraulic line with two cranes, which, in turn, is connected through one additional hydraulic line with a crane to one of the controlled hydraulic power lines.
Эта насосная установка по технической сущности более близка к предлагаемой и может быть принята в качестве прототипа.This pumping unit is in technical essence closer to the proposed one and can be adopted as a prototype.
В ней недостатки аналога частично устранены. Однако она тоже не лишена недостатков. Так, например, также как и аналог, она сложна по конструкции и металлоемка, с большими габаритами по высоте. Кроме того, скалка установки в процессе работы находится в постоянном контакте с агрессивной перекачиваемой жидкостью, подвергаясь коррозионному разрушению, что отрицательно сказывается на ее долговечности, следовательно, и надежности работы установки, сокращая межремонтный период. В свою очередь ремонтные работы требуют определенных расходов, связанных с изготовлением и заменой скалки, что вызывает прерывание работы установки.In it, the disadvantages of the analogue are partially eliminated. However, it is also not without flaws. So, for example, as well as the analogue, it is complex in design and metal consuming, with large dimensions in height. In addition, the rolling pin of the installation during operation is in constant contact with the aggressive pumped liquid, undergoing corrosion damage, which negatively affects its durability, and therefore, the reliability of the installation, reducing the overhaul period. In turn, repair work requires certain costs associated with the manufacture and replacement of the rolling pin, which causes interruption of the installation.
Технической задачей настоящего изобретения является устранение вышеназванных недостатков прототипа.The technical task of the present invention is to eliminate the above disadvantages of the prototype.
Поставленная задача решается описываемой насосной установкой, содержащей вертикально установленный силовой гидроцилиндр с поршнем, жестко соединенным со штоком, рабочий гидроцилиндр, блок клапанов - всасывающий и нагнетательный, расположенный в корпусе регулируемый гидронасос с гидравлическими линиями, одна из которых сообщена с гидрораспределителем через обратный клапан, а другая линия - с баком для рабочей жидкости, первичный источник мощности, соединенный с входным валом гидронасоса, и блок управления с контроллером, электрически связанным с концевыми датчиками и гидрораспределителем.The problem is solved by the described pump installation, containing a vertically mounted power hydraulic cylinder with a piston rigidly connected to the rod, a working hydraulic cylinder, valve block — a suction and discharge valve, an adjustable hydraulic pump located in the housing with hydraulic lines, one of which is connected to the hydraulic valve through a non-return valve, and another line - with a tank for the working fluid, a primary power source connected to the input shaft of the hydraulic pump, and a control unit with a controller, electrically associated with end sensors and control valves.
Новым является то, что установка дополнительно снабжена герметичной камерой с крышкой, в верхней части которой установлена диафрагма из эластомера, выполненная в виде мембраны или виде рукава самовыворачивающегося типа с замкнутым нижним концом, а верхним концом - горловиной закреплена между фланцами крышки и корпуса камеры, разделяющая камеру на две герметичные полости, при этом полость над диафрагмой, меньшая по объему, сообщена с нижним концом рабочего гидроцилиндра, заполненного жидким техническим маслом, а нижняя полость под диафрагмой сообщена с блоком клапанов, при этом рабочий гидроцилиндр снабжен поршнем, шарнирно соединенным со штоком поршня силового гидроцилиндра, при этом в качестве эластомера для материала диафрагмы выбрана резина, армированная тканым или нетканым материалом, обладающая упругоэластичными свойствами.New is that the installation is additionally equipped with a sealed chamber with a cover, in the upper part of which a diaphragm made of elastomer is installed, made in the form of a membrane or a sleeve of a self-turning type with a closed lower end, and the upper end with a neck is fixed between the flanges of the cover and the camera body, separating the chamber into two sealed cavities, while the cavity above the diaphragm, smaller in volume, is in communication with the lower end of the working hydraulic cylinder filled with liquid technical oil, and the lower cavity under the diaphragm gmoy communicates with the valve block, with a working cylinder provided with a piston rod pivotally connected with the power cylinder piston, wherein the elastomer as the material for the diaphragm is chosen tires, reinforced with a woven or nonwoven material having elastic properties.
Представленный рисунок поясняет суть изобретения, где схематически изображена заявляемая насосная установка в частичном продольном разрезе, где видны блок гидроцилиндров с поршнями, герметичная камера с крышкой с установленной внутри нее диафрагмы из упругоэластичного материала, полость над которой сообщена с нижним концом рабочего гидроцилиндра; видны также электродвигатель, гидронасос и гидролинии, соединяющие его с гидрораспределителем, а также блок управления с контроллером, соединенным электрически с концевыми датчиками и гидрораспределителем.The presented figure explains the essence of the invention, where the claimed pump installation is shown in partial longitudinal section, where the hydraulic cylinder block with pistons is visible, a sealed chamber with a cover with a diaphragm made of elastic material installed inside it, the cavity above which is connected to the lower end of the working hydraulic cylinder; the electric motor, hydraulic pump and hydraulic lines are also visible, connecting it to the control valve, as well as a control unit with a controller electrically connected to the end sensors and the control valve.
Насосная установка содержит блок цилиндров 1, гидростанцию 2 и блок управления 3. Блок цилиндров включает вертикально установленный силовой гидроцилиндр 4 с поршнем 5, соединенным жестко со штоком 6, и рабочий гидроцилиндр 7 с поршнем 8, соединенным шарнирно со штоком 6. Подпоршневая полость гидроцилиндра 7 заполнена техническим жидким маслом 9. Установка снабжена герметичной камерой 10 яйцеобразной формы, закрытой сверху крышкой 11 с помощью фланца 12. Внутри камеры установлена диафрагма 13 из эластомера, например, из резины, армированной тканным или нетканым материалом, обладающая упругоэластичными свойствами. Она выполнена в виде рукава с замкнутым нижним концом, а горловиной зажата между фланцами 12 крышки 11 и корпуса камеры 10. Диафрагма также может быть выполнена и в виде мембраны или сильфона. Полость камеры разделена диафрагмой на две герметичные полости 14 и 15. Полость 14 над диафрагмой, меньшая по объему, сообщена с нижним концом рабочего гидроцилиндра с помощью гибкой связью, а нижняя полость 15 сообщена с блоком клапанов 16 и 17 всасывающим и нагнетательным соответственно. Гидроцилиндры 4 и 7 снабжены концевыми датчиками 18 и 19 бесконтактного типа.The pump installation includes a
Гидростанция 2 включает расположенный в корпусе (не изображен) регулируемый гидронасос 20 с гидролиниями 21 и 22. Гидролиния 22 через обратный клапан 23 сообщена с гидрораспределителем 24, а другая линия 21 сообщена через фильтр 25 с баком 26 для рабочей жидкости - техническим жидким маслом. Гидрораспределитель линией 27 сообщен через штуцер с надпоршневой полостью гидроцилиндра 4, а линией 28 с помощью штуцера с подпоршневой его полостью. Входной вал гидронасоса 20 соединен с первичным источником мощности - электродвигателем 29 с регулируемым числом оборотов механически или гидравлически, или частотным преобразователем (регуляторы числа оборотов на фиг. не показаны).
Блок управления 3 снабжен программируемым логическим контроллером 30, электрически связанным с концевыми датчиками 18 и 19 линиями 31 и 32 соответственно, а линиями 33 и 34 с гидрораспределителем. По заявке потребителя контроллер связывают датчиком избыточного давления с унифицированным токовым выходом линии нагнетания 35, датчиком настройки и контроля расхода жидкости, а также датчиками настройки и уровнем жидкого масла в баке 26 и осуществления контроля за давлением. Для уменьшения пульсации нагнетаемой жидкости установка может быть снабжена двумя или тремя блоками гидроцилиндров аналогичной конструкции, установленными на общей стойке основания и подключенными к всасывающей линии 36.The
Установка работает следующим образом.Installation works as follows.
Ее монтируют в вертикальном положении (см. рисунок) на стойке основания (стойка и основание из-за простоты на рисунке не показаны), бак 26 заполняют жидким техническим маслом. Далее проверяют надежность соединений гидролиний и арматуры, а также исправность блока управления, наличия технического масла в рабочем гидроцилиндре 7. Перед запуском в работу установки поршни 5 и 8 гидроцилиндров находятся в верхнем положении (см. рисунок).It is mounted in a vertical position (see the figure) on the base stand (the stand and base are not shown in the figure due to simplicity), the
По окончании подготовительных операций запорные арматуры 37 и 38 приемной линии 36 и линии 35 нагнетания соответственно по команде из блока управления 3 электродвигатель 29 гидронасоса 20 запускают в работу. При этом рабочая жидкость из бака 26 через фильтр 25 гидронасосом по линии 22 направляется в гидрораспределитель 24, откуда по линии 27 попадает в надпоршневую полость силового гидроцилиндра 4. При этом одновременно по команде из блока управления 3 гидрораспределитель сообщает линию 28 с линией 39, идущей в бак для слива жидкости из-под поршня 5. Поршень 5 под действием высокого давления начинает перемещаться вместе со штоком 6 в поступательном направлении вниз, перемещая одновременно поршень 8 рабочего гидроцилиндра 7 в том же направлении, вытесняя техническое масло из подпоршневой полости в верхнюю полость диафрагмы 13. Она под действием давления технического масла, деформируясь и постепенно облегая стенки камеры, вытесняет имеющуюся под ней перекачиваемую жидкость, поступившую из приемной линии 36 в нагнетательную линию 35 через клапан 17.At the end of the preparatory operations, the
При своем движении вниз поршень 5 постепенно вытесняет имеющуюся в его подпоршневой полости рабочую жидкость по линии 28 через гидрораспределитель 24 и по линии 39 сливается в бак, при котором поршень 5 достигает нижнего положения, полностью вытесняя рабочую жидкость из подпоршневой полости, о чем датчик 18 подает сигнал в блок управления, по команде которого происходит переключение в гидрораспределителе, сообщая линию 22 с линией 28, и рабочая жидкость начинает поступать в подпоршневую полость поршня 5 под высоким давлением и тем самым перемещать поршень 5 и связанный с его штоком поршень 8 вверх, в обратном направлении, под который при этом создается разряжение, за счет чего жидкость из полости диафрагмы начинает перетекать в полость рабочего гидроцилиндра 7 и диафрагма за счет силы упругости и эффекта разряжения под поршнем 8 начинает самовыворачиваться в направлении вверх, стремясь принять исходное положение, начинается всасывание перекачиваемой жидкости из приемной линии 36 через клапан 16 в полость 15 камеры 10. При достижении поршнем 5 верхней крайней точки его подпоршневая полость полностью заполняется рабочей жидкостью, заполняется снова техническим маслом и рабочий гидроцилиндр и полость 15 камеры 10 перекачиваемой жидкостью, при котором поршень 8 достигает до уровня датчика 19, от которого при этом подается сигнал в блок управления 3. Последний дает команду распределителю на переключение, при этом линия 22 сообщается с линией 27 и рабочая жидкость начинает поступать через штуцер в надпоршневую полость силового гидроцилиндра, и далее цикл повторяется.During its downward movement, the
Как видно из описанного, поршни гидроцилиндров, шток, а также гидронасос работают в среде жидкого технического масла и через эту же среду происходит ритмичное возвратно-поступательное движение диафрагмы, разделяющей масляную полость от перекачиваемой среды, благодаря чему вся система насосной установки находится в благоприятных для работы условиях и имеет минимальный износ, что приводит к увеличению долговечности и надежности работы насосной установки. Вертикальное положение гидроцилиндров исключает одностороннее воздействие на уплотнители поршней и штока, и в результате износ происходит равномерно. Кроме того, самовыворачивающаяся геометрия диафрагмы позволяет уменьшить резкие перегибы, растяжение материала диафрагмы, увеличивая тем самым ресурс ее работы. Объем рабочего гидроцилиндра, заполненного техническим маслом, выбран меньше рабочего объема диафрагмы, что позволяет уменьшить механические воздействия, превышающие его механическую прочность, тем самым исключает аварийное разрушение диафрагмы, увеличивает ресурс работы. При необходимости объем нагнетаемой жидкости можно изменить в широком диапазоне, например, увеличив обороты электродвигателя через преобразователь частоты и выбрав соответствующий объем рабочего гидроцилиндра, что дает возможность использовать установку в качестве и счетчика жидкости за определенный промежуток времени. Заявляемая насосная установка обладает меньшей металлоемкостью и простотой конструкции. Благодаря соединения герметичной камеры с нижним концом рабочего гидроцилиндра гибкой связью имеется возможность расположения герметичной камеры в удобных для эксплуатации местах, установив наклонно, горизонтально и за пределами блока гидроцилиндров.As can be seen from the described, the pistons of the hydraulic cylinders, the rod, and the hydraulic pump operate in the medium of liquid technical oil and through the same medium there is a rhythmic reciprocating movement of the diaphragm separating the oil cavity from the pumped medium, due to which the entire system of the pump installation is in working conditions conditions and has minimal wear, which leads to an increase in the durability and reliability of the pump unit. The vertical position of the hydraulic cylinders eliminates the one-sided impact on the piston and stem seals, and as a result, wear occurs evenly. In addition, the self-rotating geometry of the diaphragm allows you to reduce sharp bends, stretching the material of the diaphragm, thereby increasing its service life. The volume of the working hydraulic cylinder filled with technical oil is selected less than the working volume of the diaphragm, which allows to reduce mechanical stresses exceeding its mechanical strength, thereby eliminating the accidental destruction of the diaphragm, increasing the service life. If necessary, the volume of injected fluid can be changed over a wide range, for example, by increasing the speed of the electric motor through a frequency converter and selecting the appropriate volume of the working hydraulic cylinder, which makes it possible to use the unit as a fluid meter for a certain period of time. The inventive pump unit has a lower metal consumption and simplicity of design. Due to the connection of the sealed chamber with the lower end of the working hydraulic cylinder by a flexible connection, it is possible to arrange the sealed chamber in convenient places for operation by installing it obliquely, horizontally and outside the cylinder block.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011131399/06A RU2459978C1 (en) | 2011-07-26 | 2011-07-26 | Adjustable diaphragm pump unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011131399/06A RU2459978C1 (en) | 2011-07-26 | 2011-07-26 | Adjustable diaphragm pump unit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2459978C1 true RU2459978C1 (en) | 2012-08-27 |
Family
ID=46937845
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011131399/06A RU2459978C1 (en) | 2011-07-26 | 2011-07-26 | Adjustable diaphragm pump unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2459978C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1236499B1 (en) * | 2001-03-02 | 2004-05-19 | Haldor Topsoe A/S | SCR process and apparatus for the reduction of NOx emissions |
RU55888U1 (en) * | 2006-03-07 | 2006-08-27 | Виктор Иванович Усок | FLUID PUMP |
US7204679B2 (en) * | 2002-09-30 | 2007-04-17 | Emerson Electric Co. | Flow control system |
RU2303709C1 (en) * | 2006-03-07 | 2007-07-27 | Виктор Иванович Усок | Pump for handling liquid medium |
RU2380570C1 (en) * | 2008-12-11 | 2010-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Новые технологии" | Adjustable positive-displacement inflator pump unit |
-
2011
- 2011-07-26 RU RU2011131399/06A patent/RU2459978C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1236499B1 (en) * | 2001-03-02 | 2004-05-19 | Haldor Topsoe A/S | SCR process and apparatus for the reduction of NOx emissions |
US7204679B2 (en) * | 2002-09-30 | 2007-04-17 | Emerson Electric Co. | Flow control system |
RU55888U1 (en) * | 2006-03-07 | 2006-08-27 | Виктор Иванович Усок | FLUID PUMP |
RU2303709C1 (en) * | 2006-03-07 | 2007-07-27 | Виктор Иванович Усок | Pump for handling liquid medium |
RU2380570C1 (en) * | 2008-12-11 | 2010-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Новые технологии" | Adjustable positive-displacement inflator pump unit |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2940124C (en) | Hydraulically driven bellows pump | |
US20090041596A1 (en) | Downhole Electric Driven Pump Unit | |
US20150260178A1 (en) | Piston membrane pump | |
CN102678507A (en) | Double-acting hydraulic ejecting type vacuumizing and compressing device of double cylinders | |
RU2459978C1 (en) | Adjustable diaphragm pump unit | |
CN206439170U (en) | A kind of reciprocating pump using flexible middle gland | |
RU177393U1 (en) | Outboard compressor driven by rocking machine balancer | |
RU101492U1 (en) | OIL PRODUCTION PLANT | |
CN201546936U (en) | Hydraulic diaphragm-type high-temperature and high-pressure pump with five horizontally-arranged plunger pistons | |
RU2683051C1 (en) | Method of operating piston pump-compressor and device therefor | |
RU2380570C1 (en) | Adjustable positive-displacement inflator pump unit | |
CN202732268U (en) | Vacuumizing and compressing device of double-acting hydraulic injection type double air cylinder | |
RU2005123133A (en) | INSTALLATION FOR DOSED FLOW | |
AU2019352546B2 (en) | Pump assembly | |
RU64711U1 (en) | PUMP PISTON PUMP | |
RU2768628C1 (en) | Diaphragm pump | |
RU223079U1 (en) | COMPRESSOR UNIT FOR GASES COMPRESSION | |
RU212705U1 (en) | HYDRAULIC PUMP STATION | |
RU142499U1 (en) | INSTALLATION FOR TRANSMISSION OF FLUIDS (OPTION) | |
RU2682231C1 (en) | Installation for testing sucker-rod pumps | |
RU2295065C2 (en) | Pump | |
CN107747673B (en) | Device for rapidly filling lubricating grease for tail shaft and military cap | |
RU2006123346A (en) | OIL PRODUCTION OPTIMIZATION METHOD | |
RU82007U1 (en) | INSTALLATION SUPPRESSIVE, VOLUME, ADJUSTABLE | |
RU113311U1 (en) | PUMP UNIT |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130727 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20140727 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160727 |