RU2561961C1

RU2561961C1 - Piston pump with gas intake suction valve

Info

Publication number: RU2561961C1
Application number: RU2014118153/06A
Authority: RU
Inventors: Валерий Борисович Овандер; Жорж Гавриилович Володин; Евгений Григорьевич Хромихин; Игорь Александрович Петров; Михаил Станиславович Бураков; Сергей Владимирович Волков
Original assignee: АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "Центральный научно-исследовательский институт автоматики и гидравлики" (АО "ЦНИИАГ")
Priority date: 2014-05-07
Filing date: 2014-05-07
Publication date: 2015-09-10

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: claimed pump comprises the housing accommodating the piston to make the working chamber, suction and delivery valves each provided with gate and seat for alternating communication between working chamber and suction and delivery pipes, and gas discharge means. Suction pipe can communicate with fluid tank. Suction valve seat is located at working chamber dead space top part. Gas discharge means are made in suction valve as shunting micro channels. The latter communicate working chamber with suction pipe with total flow section of micro channels making 0.01-0.2% of suction valve seat area related to its ID.

EFFECT: compact and simple design, high reliability.

8 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к поршневым насосам с любым типом привода поршня, используемым для нагнетания жидкости в среду с высоким давлением (выше 1-2 МПа), например, при откачке воды или нефти из глубоких скважин или глубоководных аппаратов. Особенностью таких насосов является способность сохранять подачу жидкости после попадания в них газа из всасывающей линии, для чего они содержат устройства газовыпуска из рабочей камеры.The invention relates to the field of engineering, in particular to piston pumps with any type of piston drive, used to pump liquid into a high-pressure medium (above 1-2 MPa), for example, when pumping water or oil from deep wells or deep-sea vehicles. A feature of such pumps is the ability to maintain fluid flow after gas enters them from the suction line, for which they contain gas outlet devices from the working chamber.

Типичным представителем таких насосов является скважный поршневой насос по патенту, содержащий корпус с установленным в нем с образованием рабочей камеры поршнем, всасывающий и нагнетательный клапаны, соединяющие рабочую камеру с одноименными трубопроводами, между которыми производится перекачка жидкости. Для выпуска газа к верхней части мертвого (не вытесняемого поршнем) объема рабочей камеры подключен поплавковый клапан с газоотводным каналом (RU №2440513).A typical representative of such pumps is a borehole piston pump according to the patent, comprising a housing with a piston installed in it to form a working chamber, suction and discharge valves connecting the working chamber to the pipes of the same name, between which liquid is pumped. To release gas, a float valve with a gas outlet channel (RU No. 2440513) is connected to the upper part of the dead (not displaced by the piston) volume of the working chamber.

К недостаткам такого насоса следует отнести сложность устройства газовыпуска, увеличивающего габариты насоса и издержки его производства, а также пониженные подача и коэффициент полезного действия из-за увеличенного этим устройством мертвого объема рабочей камеры.The disadvantages of such a pump include the complexity of the exhaust device, which increases the dimensions of the pump and the costs of its production, as well as the reduced supply and efficiency due to the increased dead volume of the working chamber by this device.

Известен поршневой насос, содержащий корпус с установленным в нем с образованием рабочей камеры поршнем, всасывающий и нагнетательный клапаны, соединяющие рабочую камеру с одноименными трубопроводами, между которыми производится перекачка жидкости, причем всасывающий клапан примыкает к верхней части мертвого объема рабочей камеры и выполнен без начального прилегания эластичного затвора к седлу. Газовыпуск из рабочей камеры в нем происходит во всасывающую трубу или сосуд в моменты начального приоткрытого состояния всасывающего клапана. Отсутствие дополнительных газовыпускных устройств существенно упрощает и удешевляет такую конструкцию (RU №2005920, прототип).Known piston pump containing a housing with a piston installed in it with the formation of the working chamber, suction and discharge valves connecting the working chamber with the pipelines of the same name, between which fluid is pumped, and the suction valve is adjacent to the upper part of the dead volume of the working chamber and is made without initial fit elastic shutter to the saddle. The gas outlet from the working chamber in it occurs into the suction pipe or vessel at the moments of the initial ajar state of the suction valve. The absence of additional gas exhaust devices greatly simplifies and cheapens such a design (RU No. 20055920, prototype).

Недостатками этого устройства являются:The disadvantages of this device are:

1) Невысокие допустимые давления в нагнетательной линии (обычно до 1-2 МПа), связанные с необходимостью использования эластичного материала для затвора всасывающего клапана, подверженного выдавливанию в канал седла клапана.1) Low permissible pressure in the discharge line (usually up to 1-2 MPa) associated with the need to use elastic material to shut the suction valve, which is subject to extrusion into the valve seat channel.

2) Длительный период восстановления подачи жидкости после попадания газа в рабочую камеру из-за медленного отвода газа, происходящего только в самом начале хода нагнетания и при минимальном перепаде давления на клапане, ограниченным давлением его закрытия.2) A long period of recovery of the fluid supply after gas enters the working chamber due to the slow discharge of gas that occurs only at the very beginning of the discharge stroke and with a minimum pressure drop across the valve limited by its closing pressure.

3) Низкая надежность устройства газовыпуска из-за возможности зависания клапана в закрытом положении при его прилипании к седлу или прижатии давлением газа при его нагреве в процессе многократного сжатия, а также притока жидкости в рабочую камеру при недостаточной герметичности нагнетательного клапана.3) Low reliability of the gas outlet device due to the possibility of the valve freezing in the closed position when it sticks to the seat or when gas pressure is applied during heating during repeated compression, as well as the flow of liquid into the working chamber with insufficient tightness of the pressure valve.

4) Обеспечение газоотвода только при полностью погруженном в жидкость состоянии. Подключение его к обычному всасывающему трубопроводу ведет к потере этой способности из-за обратного заноса газа в рабочую камеру потоком жидкости при ее всасывании.4) Providing a gas vent only when fully immersed in a liquid. Connecting it to a conventional suction pipe leads to the loss of this ability due to the backward introduction of gas into the working chamber by the fluid flow during its absorption.

Известен также поршневой насос, принятый за прототип, содержащий корпус с установленным в нем с образованием рабочей камеры поршнем, всасывающий и нагнетательный клапаны, каждый из которых выполнен с затвором и седлом для попеременного соединения рабочей камеры с всасывающим и нагнетательным трубопроводами, соответственном, а также средства газовыпуска из рабочей камеры, причем всасывающий трубопровод выполнен с возможностью соединения с резервуаром перекачиваемой жидкости, а седло всасывающего клапана расположено в верхней части мертвого объема рабочей камеры (RU 2514453C1, 27.04.2014).Also known is a piston pump, adopted for the prototype, comprising a housing with a piston installed in it to form a working chamber, suction and discharge valves, each of which is made with a shutter and a seat for alternately connecting the working chamber to the suction and discharge pipelines, respectively, as well as means gas outlet from the working chamber, and the suction pipe is made with the possibility of connection with the reservoir of the pumped liquid, and the seat of the suction valve is located in the upper part of rtvogo volume working chamber (RU 2514453C1, 27.04.2014).

Недостатками этого устройства является увеличенные габариты и сложность конструкции, требующей ввода дополнительного канала непосредственно в рабочую камеру, невысокую надежность при работе на загрязненных жидкостях из-за быстрого засорения малорасходного дросселя, замедление газовыпуска за счет обратного потока газа через малорасходный дроссель при ходе всасывания, а упрощенные варианты реализации с малорасходным дросселем в виде щелевого уплотнения поршня или радиальных рисок на поршневом кольце не пригодны для случая выхода тыльной стороны поршня в нагнетательный трубопровод, характерный для скважных нефтедобывающих поршневых насосов.The disadvantages of this device are the increased size and complexity of the design, requiring the introduction of an additional channel directly into the working chamber, low reliability when working on contaminated liquids due to the rapid clogging of a low-flow restrictor, slowing down gas exhaust due to the reverse gas flow through the low-flow restrictor during suction, but simplified embodiments with a low throttle throttle in the form of a slit piston seal or radial grooves on the piston ring are not suitable for the output the flax side of the piston into the discharge pipe, characteristic of borehole oil production piston pumps.

Указанные недостатки устранены в заявленном решении, поскольку газоотводные средства выполнены непосредственно во всасывающем клапане, а микроканалы имеют нормированную величину и промываются при открытии клапана.These disadvantages are eliminated in the claimed solution, since the venting means are made directly in the suction valve, and the microchannels have a normalized value and are washed when the valve is opened.

Задачей изобретения является создание эффективного, надежного, быстродействующего, простого и компактного поршневого насоса с газовыпускным всасывающим клапаном.The objective of the invention is to provide an effective, reliable, high-speed, simple and compact piston pump with a gas suction valve.

Технический результат состоит в повышении надежности, т.е. безотказной работы насоса, нагнетающего жидкость с большими включениями газа в среду с высоким давлением с обеспечением быстрого восстановления подачи жидкости после прекращения поступления газа в его рабочую камеру и возможности подключения к всасывающему трубопроводу.The technical result consists in increasing reliability, i.e. failure-free operation of a pump forcing a liquid with large gas inclusions into a high-pressure medium, ensuring a quick recovery of the liquid supply after the gas flow stops in its working chamber and the possibility of connecting to the suction pipe.

Сущность изобретения заключается в том, что в поршневом насосе, содержащем корпус с установленным в нем с образованием рабочей камеры поршнем, всасывающий и нагнетательный клапаны, каждый из которых выполнен с затвором и седлом для попеременного соединения рабочей камеры с всасывающим и нагнетательным трубопроводами, соответственно, а также средства газовыпуска из рабочей камеры, причем всасывающий трубопровод выполнен с возможностью соединения с резервуаром перекачиваемой жидкости, а седло всасывающего клапана расположено в верхней части мертвого объема рабочей камеры, средства газовыпуска выполнены во всасывающем клапане в виде шунтирующих микроканалов, соединяющих рабочую камеру с всасывающим трубопроводом, с суммарным проходным сечением микроканалов, составляющим от 0,01 до 0,2% от площади седла всасывающего клапана, рассчитанной по его внутреннему диаметру.The essence of the invention lies in the fact that in a piston pump containing a housing with a piston installed in it to form a working chamber, suction and discharge valves, each of which is made with a shutter and a seat for alternately connecting the working chamber to the suction and discharge pipelines, respectively, and also means for exhausting the gas from the working chamber, the suction pipe being able to connect to the pumped liquid reservoir, and the suction valve seat is located in the upper parts of the dead volume of the working chamber, gas outlet means are made in the suction valve in the form of shunting microchannels connecting the working chamber to the suction pipe, with a total passage section of microchannels ranging from 0.01 to 0.2% of the saddle valve seat area calculated from its internal diameter.

В частных случаях реализации контактные поверхности затвора и/или седла всасывающего клапана выполнены из материалов с пониженным модулем упругости от 100 до 5000 МПа, например из пластмассы.In particular cases of implementation, the contact surfaces of the shutter and / or seats of the suction valve are made of materials with a reduced elastic modulus of 100 to 5000 MPa, for example, plastic.

Предпочтительно, всасывающий клапан выполнен с дисковым затвором, примыкающим к торцу рабочей камеры, и зона его хода заходит в зону хода торца поршня.Preferably, the suction valve is made with a disk shutter adjacent to the end of the working chamber, and the zone of its stroke enters the zone of stroke of the piston end.

В других частных случаях всасывающий клапан выполнен с затвором в виде упругого кольца, примыкающего к седлу, выполненному в виде перфорированной цилиндрической стенки корпуса рабочей камеры.In other special cases, the suction valve is made with a shutter in the form of an elastic ring adjacent to the seat, made in the form of a perforated cylindrical wall of the housing of the working chamber.

Предпочтительно, направляющий участок поверхности затвора всасывающего клапана, по которой он центрируется в седле, выполнен в виде чередующихся выступов и впадин.Preferably, the guide portion of the surface of the shutter of the suction valve, along which it is centered in the seat, is made in the form of alternating protrusions and depressions.

В частных случаях всасывающий клапан расположен под всасывающим трубопроводом, установленным с наклоном от вертикали не более 45 градусов, а проходное сечение этого трубопровода выбрано из условия обеспечения средней скорости жидкости в нем не более 0,1 метра в секунду.In special cases, the suction valve is located under the suction pipe installed with an inclination from the vertical of not more than 45 degrees, and the flow cross section of this pipe is selected from the condition of ensuring the average fluid velocity in it is not more than 0.1 meters per second.

Предпочтительно насос снабжен газоотводной трубой, подключенной к всасывающему клапану, установлен с вертикальной ориентацией, причем верхний конец газоотводной трубы расположен над уровнем перекачиваемой жидкости в резервуаре.Preferably, the pump is provided with a gas pipe connected to the suction valve, is installed in a vertical orientation, and the upper end of the gas pipe is located above the level of the pumped liquid in the tank.

На фиг. 1 изображена конструктивная схема поршневого насоса с газовыпускным всасывающим клапаном, на фиг. 2 - его вариант с всасывающим клапаном с дисковым затвором, на фиг. 3 - разрез по Α-A с фиг. 2, на фиг. 4 - его вариант с всасывающим клапаном с кольцевым затвором, на фиг. 5 - вариант конструкции с газоотводной трубой.In FIG. 1 shows a structural diagram of a piston pump with a gas exhaust suction valve, FIG. 2 is an embodiment thereof with a suction valve with a butterfly valve, in FIG. 3 is a section along Α-A of FIG. 2, in FIG. 4 is an embodiment thereof with a suction valve with an annular shutter; FIG. 5 is a design variant with a gas pipe.

Поршневой насос с газоотводным всасывающим клапаном содержит корпус 1 с установленным в нем с образованием рабочей камеры 2 поршнем 3, всасывающий клапан 4 и нагнетательный клапан 5, соединяющие рабочую камеру соответственно с всасывающим трубопроводом 6 и нагнетательным трубопроводом 7. Всасывающий клапан 4 примыкает к верхней части мертвого объема 8 рабочей камеры 2 и содержит затвор 9 с седлом 10 и микроканалами в виде рисок 11 в зоне 12 их контакта друг с другом. Риски 11, образующие шунтирующие каналы, постоянно соединяют рабочую камеру 2 со всасывающим трубопроводом 6 и могут быть выполнены на затворе 9 и/или седле 10. Суммарная площадь проходных микроканалов в виде рисок 11 составляет от 0,01% до 0,2% от площади седла всасывающего клапана 4, рассчитанного по его внутреннему диаметру.A piston pump with a gas suction valve contains a housing 1 with a piston 3 installed in it to form a working chamber 2, a suction valve 4 and a discharge valve 5 connecting the working chamber to the suction pipe 6 and the discharge pipe 7, respectively. The suction valve 4 is adjacent to the top of the dead volume 8 of the working chamber 2 and contains a shutter 9 with a saddle 10 and microchannels in the form of pictures 11 in the zone 12 of their contact with each other. The risks 11 forming the shunt channels permanently connect the working chamber 2 to the suction pipe 6 and can be performed on the shutter 9 and / or seat 10. The total area of the passage microchannels in the form of figures 11 is from 0.01% to 0.2% of the area the seat of the suction valve 4, calculated according to its inner diameter.

Контактные поверхности затвора 9 и/или седла 10 всасывающего клапана 4 могут быть выполнены из материалов с пониженным модулем упругости от 100 до 5000 МПа, например из пластмассы.The contact surfaces of the shutter 9 and / or the seat 10 of the suction valve 4 can be made of materials with a reduced modulus of elasticity from 100 to 5000 MPa, for example, plastic.

Затвор 9 всасывающего клапана 4 может быть выполнен в виде диска 13, примыкающего к торцу (стенки) 14 рабочей камеры 2, и зона 15 его хода - заходить в зону 16 хода торца поршня 3 (фиг. 2).The shutter 9 of the suction valve 4 can be made in the form of a disk 13 adjacent to the end (wall) 14 of the working chamber 2, and the zone 15 of its stroke - go into the zone 16 of the stroke of the piston end 3 (Fig. 2).

В иных случаях реализации затвор 9 всасывающий клапан 4 может выполняться в виде упругого кольца 17, примыкающего к седлу 10, выполненному в виде перфорированной стенки 18 корпуса 1 рабочей камеры 2. (фиг. 4).In other cases, the implementation of the shutter 9, the suction valve 4 can be made in the form of an elastic ring 17 adjacent to the seat 10, made in the form of a perforated wall 18 of the housing 1 of the working chamber 2. (Fig. 4).

Риски 11, образующие газоотводные микроканалы, могут выполняться как на затворе 9 всасывающего клапана 4 (фиг. 3 и 4), так и на его седле (фиг. 1).The risks 11 forming the vent microchannels can be performed both on the shutter 9 of the suction valve 4 (Figs. 3 and 4) and on its seat (Fig. 1).

Направляющая поверхность затвора 9, по которой он центрируется в седле 10, может быть выполнена в виде чередующихся выступов 19 и впадин 20 (фиг. 3 и 4).The guide surface of the shutter 9, along which it is centered in the seat 10, can be made in the form of alternating protrusions 19 and depressions 20 (Figs. 3 and 4).

Всасывающий клапан 4 должен быть целесообразно расположен под всасывающим трубопроводом 6, установленным вертикально или с наклоном не более 45 градусов, а проходное сечение всасывающего трубопровода 6 выбрано из условия обеспечения средней скорости жидкости в нем не более 0,1 метра в секунду. Всасывающий трубопровод 6 может подсоединяться к резервуару 21, из которого производится откачка жидкости (фиг. 1).The suction valve 4 should be suitably located under the suction pipe 6, installed vertically or with an inclination of not more than 45 degrees, and the passage section of the suction pipe 6 is selected from the condition of ensuring the average fluid velocity in it is not more than 0.1 meters per second. The suction pipe 6 can be connected to the reservoir 21, from which the pumping liquid is produced (Fig. 1).

Поршневой насос может снабжаться газоотводной трубой 22, подключенной к всасывающему клапану 4 параллельно всасывающему трубопроводу 6 и установленной с вертикальной ориентацией, причем ее верхний конец расположен над уровнем перекачиваемой жидкости в резервуаре 21 (фиг. 5).The piston pump may be equipped with a gas outlet pipe 22 connected to the suction valve 4 parallel to the suction pipe 6 and installed in a vertical orientation, with its upper end located above the level of the pumped liquid in the tank 21 (Fig. 5).

Поршневой насос с газовыпускным всасывающим клапаном работает следующим образом.A piston pump with a gas exhaust suction valve operates as follows.

При возвратно-поступательном движении поршня 3 от приводного механизма (на чертеже не показан) рабочая камера 2 изменяет свой объем от максимального до минимального на ходе нагнетания и от минимального до максимального на ходе всасывания. При этом жидкость из всасывающего трубопровода 6 через всасывающий клапан 4 втягивается в рабочую камеру 2, а затем при ходе нагнетания вытесняется через нагнетательный клапан 5 в нагнетательный трубопровод 7. В случае попадания газа во всасывающий трубопровод 6, а затем в рабочую камеру 2, например, при прекращении подачи жидкости во всасывающий трубопровод 6, насос не способен вытеснить его в нагнетательный трубопровод 7, если давление в нем выше примерно 1 МПа (это максимальное давление развиваемое насосом в режиме компрессора) и вытеснение газа осуществляется через микроканалы 11 во всасывающем клапане 4 назад во всасывающий трубопровод 6. На место вытесненного объема газа при последующем ходе всасывания в рабочую камеру 2 втягивается появившаяся перед всасывающим клапаном жидкость. При последующих ходах поршня 3 продолжается вытеснение из рабочей камеры 2 газа и накопление в ней жидкости, так как газ располагается ближе к всасывающему клапану 4 в мертвом (не вытесняемым поршнем 3) объеме 8 рабочей камеры 2, а более тяжелая жидкость находится в ее нижней части. По мере заполнения жидкостью давление в рабочей камере 2 растет и достигает давления в нагнетательном трубопроводе 7 и процесс перекачивания жидкости восстанавливается. Отвод газа из всасывающего трубопровода осуществляется за счет способности всплытия его пузырьков даже против тока жидкости, если скорость его менее 0,1 метра в секунду. В процессе работы всасывающего клапана 4 происходит самоочистка его микроканалов 11, так как при подъеме затвора 9 их стенки, образованные затвором 9 и седлом 10, раскрываются и промываются протекающей вдоль них жидкостью.When the reciprocating movement of the piston 3 from the drive mechanism (not shown), the working chamber 2 changes its volume from maximum to minimum during discharge and from minimum to maximum during suction. In this case, the liquid from the suction pipe 6 through the suction valve 4 is drawn into the working chamber 2, and then during the pumping process is displaced through the discharge valve 5 into the discharge pipe 7. In the case of gas entering the suction pipe 6, and then into the working chamber 2, for example, when the supply of liquid to the suction pipe 6 is stopped, the pump is not able to displace it into the discharge pipe 7 if the pressure in it is above about 1 MPa (this is the maximum pressure developed by the pump in compressor mode) and displacement gas is carried out through microchannels 11 in the suction valve 4 back into the suction pipe 6. In place of the displaced gas volume during the subsequent suction stroke, the liquid that appears in front of the suction valve is drawn into the working chamber 2. In subsequent strokes of the piston 3, gas is displaced from the working chamber 2 and liquid is accumulated in it, since the gas is located closer to the suction valve 4 in the dead (not displaced by the piston 3) volume 8 of the working chamber 2, and the heavier liquid is in its lower part . As filling with liquid, the pressure in the working chamber 2 increases and reaches pressure in the discharge pipe 7 and the process of pumping liquid is restored. The gas is removed from the suction pipe due to the ability of its bubbles to rise even against the flow of liquid, if its speed is less than 0.1 meters per second. In the process of operation of the suction valve 4, self-cleaning of its microchannels 11 occurs, since when the shutter 9 is lifted, their walls formed by the shutter 9 and the seat 10 are opened and washed with the fluid flowing along them.

Такая конструкция поршневого насоса обеспечивает надежную работу при высоких давлениях жидкости в напорном трубопроводе 7, так как при наличии газоотводных микроканалов 11 в стыке 12 затвора 9 и седла 10 всасывающего клапана 4 его затвор 9 может быть выполнен из жесткого и прочного материала, устойчивого к выдавливанию в канал седла. Одновременно ускоряется газовыпуск благодаря возможности его осуществления на протяжении всего хода нагнетания и при более высоких давлениях газа. Процесс газовыпуска не нарушается прилипанием затвора 9 к седлу 10 или прижатием его давлением в рабочей камере.This design of the piston pump ensures reliable operation at high liquid pressures in the pressure pipe 7, since in the presence of gas outlet microchannels 11 in the junction 12 of the valve 9 and the seat 10 of the suction valve 4, its valve 9 can be made of a rigid and durable material resistant to extrusion in saddle channel. At the same time, the gas outlet is accelerated due to the possibility of its implementation throughout the entire discharge course and at higher gas pressures. The gas exhaust process is not disturbed by the adhesion of the shutter 9 to the seat 10 or by pressing it with pressure in the working chamber.

Применение в клапане 4 в зоне контакта 12 затвора 9 и/или седла 10 материалов с пониженным модулем упругости от 100 до 5000 МПа позволяет микроканалам 11 уменьшаться с ростом контактных давлений, пропорциональных давлению жидкости. За счет этого можно исключить перетечки жидкости через клапан 4 при высоких давлениях, снижающие КПД насоса, при сохранении газовыпуска, происходящего при более низких давлениях, при которых размеры микроканалов 11 близки к исходным.The use of materials with a reduced elastic modulus of 100 to 5000 MPa in the valve 4 in the contact zone 12 of the shutter 9 and / or the seat 10 allows the microchannels 11 to decrease with increasing contact pressures proportional to the liquid pressure. Due to this, it is possible to eliminate fluid overflow through valve 4 at high pressures, which reduce the efficiency of the pump, while maintaining the gas outlet, which occurs at lower pressures, at which the dimensions of the microchannels 11 are close to the original.

Использование дискового затвора 13, примыкающего к торцу14 рабочей камеры и имеющего зону хода 15, заходящую в зону хода 16 торца поршня 3, позволяет минимизировать мертвый объем 8 рабочей камеры 2 и, тем самым, поднять давление газа при его сжатии и соответственно скорость газавыпуска, а также увеличить подачу насоса при работе на жидкости. Кроме того, такая конструкция допускает наклоны оси рабочей камеры 2 от вертикального положения на угол до 90 градусов в любую сторону, так как при этом всасывающий клапан продолжает соединять через микроканалы 11 верхнюю часть мертвого объема 8 со всасывающим трубопроводом 6 и обеспечивать газовыпуск.The use of a disk shutter 13 adjacent to the end 14 of the working chamber and having a travel zone 15 extending into the travel zone 16 of the piston end 3 allows minimizing the dead volume 8 of the working chamber 2 and, thereby, increasing the gas pressure during its compression and, accordingly, the gas outlet velocity, and also increase the pump flow when working on liquids. In addition, this design allows the axis of the working chamber 2 to be tilted from a vertical position to an angle of up to 90 degrees in any direction, since the suction valve continues to connect through the microchannels 11 the upper part of the dead volume 8 with the suction pipe 6 and provide a gas outlet.

Выполнение всасывающего клапана 4 с затвором 9 в виде упругого кольца 17, примыкающего к седлу 10 в виде перфорированной цилиндрической части 18 стенки рабочей камеры 2, эффективно решает проблему газовыпуска для скважных насосов, у которых поршень расположен выше всасывающего клапана, за счет минимизации мертвого объема 8 рабочей камеры 2. При этом перфорированное седло 10 всасывающего клапана 4 одновременно служит входным фильтром насоса и повышает его надежность.The implementation of the suction valve 4 with the valve 9 in the form of an elastic ring 17 adjacent to the seat 10 in the form of a perforated cylindrical part 18 of the wall of the working chamber 2, effectively solves the problem of gas outlet for well pumps in which the piston is located above the suction valve, by minimizing dead volume 8 working chamber 2. At the same time, the perforated seat 10 of the suction valve 4 simultaneously serves as the inlet filter of the pump and increases its reliability.

Если направляющий участок поверхности затвора 9 всасывающего клапана 4, по которой он центрируется в седле 10, выполнена в виде чередующихся выступов 19 и впадин 20, то центровка затвора происходит по его выступам, а впадины образуют каналы для протока жидкости в его открытом положении, что упрощает конструкцию клапана за счет исключения менее технологичных каналов вокруг затвора, как, например, в патенте РФ 2250391.If the guide portion of the surface of the shutter 9 of the suction valve 4, along which it is centered in the seat 10, is made in the form of alternating protrusions 19 and depressions 20, then the shutter is centered on its protrusions, and the depressions form channels for the fluid flow in its open position, which simplifies the design of the valve due to the exclusion of less technological channels around the shutter, as, for example, in the patent of the Russian Federation 2250391.

Размещение всасывающего клапана 4 под всасывающим трубопроводом 6, установленным с отклонением от вертикали не более 45 градусов, и назначение его сечения из расчета средней скорости жидкости не более 0,1 метра в секунду обеспечивает отвод газа от всасывающего клапана 4 вверх к источнику жидкости (резервуару 21) и приток жидкости к насосу самотеком (без разрежения перед клапаном 4), а также исключает занос газа назад в рабочую камеру 2, так как скорость всплытия газовых пузырьков в жидкости больше этой величины.The placement of the suction valve 4 under the suction pipe 6, installed with a vertical deviation of not more than 45 degrees, and the purpose of its cross section on the basis of the calculation of the average fluid velocity of not more than 0.1 meters per second provides gas removal from the suction valve 4 up to the liquid source (tank 21 ) and the flow of liquid to the pump by gravity (without vacuum before the valve 4), and also eliminates the drift of gas back into the working chamber 2, since the rate of rise of gas bubbles in the liquid is greater than this value.

Установка на выходе газа из клапана 4 дополнительной газоотводной трубы 22 обеспечивает газоотвод даже при наличии во всасывающем трубопроводе горизонтальных участков и высокой скорости жидкости, так как в ней газ не сталкивается со встречным потоком жидкости.The installation at the gas outlet from valve 4 of an additional gas exhaust pipe 22 provides gas exhaust even in the presence of horizontal sections in the suction pipe and a high fluid velocity, since the gas in it does not collide with the oncoming liquid flow.

Таким образом, создан простой по конструкции и эффективный поршневой насос, нагнетающий прерывистый поток жидкости в трубопровод 7 с постоянно высоким давлением, способный надежно и быстро восстанавливать ее подачу после попадания в него газа в перерывах между подачей жидкости во всасывающий трубопровод 6.Thus, a simple in design and effective piston pump was created, which pumps an intermittent fluid flow into the pipeline 7 with a constantly high pressure, capable of reliably and quickly restoring its flow after gas enters it in the intervals between the fluid supply to the suction pipe 6.

Claims

1. A piston pump comprising a housing with a piston installed in it to form a working chamber, suction and discharge valves, each of which is made with a shutter and a seat for alternately connecting the working chamber to the suction and discharge pipelines, respectively, as well as means for exhausting the working chamber moreover, the suction pipe is made with the possibility of connection with the reservoir of the pumped liquid, and the seat of the suction valve is located in the upper part of the dead volume of the working chamber, yuschiysya in that the gas outlet means are formed in the suction valve in the form of shunt microchannels connecting the working chamber to a suction conduit, with the total passage cross-section microchannels of from 0.01 to 0.2% of the area of the suction valve seat, calculated on its inner diameter.

2. The piston pump according to claim 1, characterized in that the shunt microchannels represent risks on the valve and / or seat of the suction valve in the area of their mutual contact.

3. A piston pump according to claim 2, characterized in that the contact surfaces of the shutter and / or the seat of the suction valve are made of materials with an elastic modulus of 100 to 5000 MPa, for example plastic.

4. The piston pump according to any one of paragraphs. 1, 2, 3, characterized in that the suction valve is made with a disk shutter adjacent to the end of the working chamber, and the zone of its stroke enters the zone of stroke of the piston end.

5. The piston pump according to any one of paragraphs. 1, 2, 3, characterized in that the suction valve is made with a shutter in the form of an elastic ring adjacent to the saddle, made in the form of a perforated cylindrical wall of the housing of the working chamber.

6. The piston pump according to claim 4, characterized in that the guide portion of the surface of the shutter of the suction valve, along which it is centered in the seat, is made in the form of alternating protrusions and depressions.

7. The piston pump according to any one of paragraphs. 1, 2, 3, 6, characterized in that the suction valve is located under the suction pipe installed with a vertical slope of not more than 45 degrees, and the flow cross section of this pipe is selected from the condition of ensuring the average fluid velocity in it is not more than 0.1 m / from.

8. The piston pump according to any one of paragraphs. 1, 2, 3, 6, characterized in that it is equipped with a gas pipe connected to the suction valve and installed in a vertical orientation, the upper end of the gas pipe being located above the level of the pumped liquid in the tank.