RU2700972C1

RU2700972C1 - Plate-type oil pump

Info

Publication number: RU2700972C1
Application number: RU2018141893A
Authority: RU
Inventors: Олег Юрьевич Еренков; Даниил Олегович Яворский
Priority date: 2018-11-27
Filing date: 2018-11-27
Publication date: 2019-09-24

Abstract

FIELD: pumps building.

SUBSTANCE: invention relates to rotary plate pumps and can be used for oil production from well. Proposed oil pump comprises housing 1 with cavity with inlet and discharge branch pipes, cylindrical rotor 2 with radial grooves 3 accommodating working chambers 4. Rotor 2 in housing 1 is installed eccentrically. Plates 4 are equipped with inserts 5 from antifriction material, in which there are cylindrical rollers 6 in contact with inner surface of housing 1. Guide inserts 9 for plates 4 are installed in slots 3. Inserts 9 are made of wear-resistant material. Rollers 6 are made from material with lower hardness compared to material of inner surface of housing 1.

EFFECT: invention is aimed at improvement of reliability, increase of overhaul cycle and efficiency of a plate pump.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к классу роторных пластинчатых насосов и может быть использовано для добычи нефти из скважины.The invention relates to the class of rotary vane pumps and can be used for oil production from a well.

Известен пластинчатый нефтяной насос, содержащий корпус, в котором выполнена полость с входными и нагнетательными отверстиями, ротор с радиальными пазами, в которых расположены рабочие пластины, постоянно находящиеся в контакте с внутренней поверхностью полости во время вращения ротора (патент №2191926 RU, С2, 2002).Known vane oil pump containing a housing in which a cavity is made with inlet and outlet openings, a rotor with radial grooves, in which there are working plates that are constantly in contact with the inner surface of the cavity during rotation of the rotor (patent No. 2191926 RU, C2, 2002 )

Недостатком данной конструкции является контакт пластин и корпуса по линии, что приводит к преждевременному и интенсивному износу насоса.The disadvantage of this design is the contact of the plates and the housing along the line, which leads to premature and intensive wear of the pump.

Наиболее близким по конструкции к предлагаемому устройству является пластинчатый нефтяной насос, содержащий корпус, в котором выполнена полость с входными и нагнетательными отверстиями, ротор с радиальными пазами, в которых расположены рабочие пластины, постоянно находящиеся в контакте с внутренней поверхностью полости во время вращения ротора и снабженные головками Т-образной формы (патент №2419728 RU, C1, 2011).The closest in design to the proposed device is a vane-type oil pump containing a housing in which a cavity with inlet and discharge holes is made, a rotor with radial grooves in which working plates are located, which are constantly in contact with the inner surface of the cavity during rotor rotation and equipped with T-shaped heads (patent No. 2419728 RU, C1, 2011).

Однако при применении известного устройства в зоне контакта головок Т-образной формы с внутренней поверхностью полости во время вращения ротора возникает значительная сила трения, что является причиной интенсивного износа контактных поверхностей и, следовательно, снижает надежность устройства и его межремонтный цикл.However, when using the known device in the contact zone of the T-shaped heads with the inner surface of the cavity during rotation of the rotor, significant friction force arises, which causes intensive wear of the contact surfaces and, therefore, reduces the reliability of the device and its overhaul cycle.

Технической задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является повышение надежности, увеличение межремонтного цикла и производительности пластинчатого насоса.The technical problem to which the claimed invention is directed is to increase reliability, increase the overhaul cycle and the performance of a vane pump.

Указанная задача решается тем, что в пластинчатом нефтяном насосе, содержащем корпус, в котором выполнена полость с входными и нагнетательными отверстиями, установленный в полости цилиндрический ротор с радиальными пазами, в которых расположены рабочие пластины, согласно изобретению, ротор в корпусе установлен эксцентрично, рабочие пластины снабжены вкладышами из антифрикционного материала, в которых расположены цилиндрические ролики, контактирующие с внутренней поверхностью корпуса, а в радиальных пазах ротора установлены направляющие вставки для пластин, выполненные из износостойкого материала, при этом цилиндрические ролики изготовлены из материала с меньшей твердостью по сравнению с материалом внутренней поверхности корпуса.This problem is solved by the fact that in a vane-type oil pump containing a housing in which a cavity with inlet and discharge holes is made, a cylindrical rotor with radial grooves in which cavities are located, according to the invention, the rotor is mounted in an housing eccentrically, working plates equipped with liners of antifriction material, in which are located cylindrical rollers in contact with the inner surface of the housing, and guides are installed in the radial grooves of the rotor inserts for plates made of wear-resistant material, while cylindrical rollers are made of material with lower hardness compared to the material of the inner surface of the housing.

Исполнение вкладыша из антифрикционного материала позволяет ролику вращаться относительно своей продольной оси при вращении ротора. Таким образом, в зоне контакта ролика с внутренней поверхностью корпуса имеет место трение качения, что позволит резко снизить скорость износа обеих рабочих поверхностей. Установка направляющих вставок из износостойкого материала в пазах ротора позволяет защитить поверхности пазов от любого вида износа, эрозии, механического или теплового воздействия, которые могу проявляться при эксплуатации насоса. Кроме того, цилиндрические ролики 8 выполнены из материала обладающего меньше твердостью, по сравнению с материалом внутренней поверхности корпуса. Такое сочетание материалов позволяет гарантировано избежать износа внутренней поверхности корпуса насоса повысить его стабильность работы и производительность, а также продлить межремонтный цикл.The design of the liner of antifriction material allows the roller to rotate about its longitudinal axis during rotation of the rotor. Thus, rolling friction occurs in the contact zone of the roller with the inner surface of the housing, which will dramatically reduce the wear rate of both working surfaces. The installation of guide inserts of wear-resistant material in the grooves of the rotor allows you to protect the surface of the grooves from any kind of wear, erosion, mechanical or thermal effects that may occur during operation of the pump. In addition, the cylindrical rollers 8 are made of a material having less hardness compared to the material of the inner surface of the housing. This combination of materials ensures guaranteed avoidance of wear of the inner surface of the pump casing to increase its stability and performance, as well as to extend the overhaul cycle.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлена рабочая пластина с цилиндрическим роликом, на фиг. 2 представлена направляющая вставка в пазу ротора.The invention is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 shows a working plate with a cylindrical roller; FIG. 2 shows a guide insert in the groove of the rotor.

Пластинчатый нефтяной насос содержит корпус 1 с входным и нагнетательным патрубками (на рисунке не показаны). Внутри корпуса 1 эксцентрично его продольной оси расположен ротор 2 с радиальными пазами 3. В радиальных пазах 3 расположены рабочие пластины 4. В верхней части рабочих пластин 4 смонтированы вкладыши 5, в которых установлены цилиндрические ролики 6. Вкладыши 5 выполнены из антифрикционного материала, например капролона или фторопласта. Рабочие пластины 4 опираются на пружины 7 растяжения, размещенные в пазах 3 ротора 2. Пространство ограниченное соседними пластинами 4, внешней поверхностью ротора 2 и внутренней поверхностью корпуса 1 образует камеру перекачивания 8. В пазах 3 ротора 2 вмонтированы вставки 9 из износостойкого материала, например из твердого сплава на основе кобальта ВК6 или из высокомарганцовистой стали Г13.The vane oil pump comprises a housing 1 with inlet and discharge nozzles (not shown in the figure). A rotor 2 with radial grooves 3 is located inside the housing 1 eccentrically to its longitudinal axis 3. In the radial grooves 3 there are working plates 4. In the upper part of the working plates 4 there are mounted liners 5 in which cylindrical rollers are installed 6. The liners 5 are made of antifriction material, for example caprolon or fluoroplastic. The working plates 4 are supported by tension springs 7 located in the grooves 3 of the rotor 2. The space bounded by adjacent plates 4, the outer surface of the rotor 2 and the inner surface of the housing 1 forms a pumping chamber 8. Inserts 9 made of wear-resistant material are mounted in the grooves 3 of the rotor 2, for example carbide based on cobalt VK6 or from high-manganese steel G13.

Пластинчатый нефтяной насос работает следующим образом.The vane oil pump operates as follows.

При запуске насоса ротор 2, ось которого смещена относительно оси корпуса 1 на величину эксцентриситета, приводится во вращение. Пластины 4, вращаясь вместе с ротором 2, одновременно совершают возвратно-поступательное движение в пазах 3 под действием пружин 7.When starting the pump, the rotor 2, the axis of which is offset relative to the axis of the housing 1 by the amount of eccentricity, is rotated. The plate 4, rotating together with the rotor 2, simultaneously perform a reciprocating movement in the grooves 3 under the action of the springs 7.

При вращении ротора 2 камера 8 перекачивания, соединенная с входным патрубком, увеличивается в объеме. При увеличении ограниченного объема камер 8 перекачивания создается разрежение и перекачиваемая жидкость всасывается в камеры перекачивания 8 через входные входной патрубок в корпусе 1. Вследствие того, что ось ротора 2 смещена относительно оси корпуса 1 на величину эксцентриситета, при дальнейшем вращении ротора 2 происходит уменьшение объема камеры 8 перекачивания, создается компрессия, и перекачиваемая жидкость нагнетается в нагнетательный патрубок в корпусе 1. При вращении ротора 2 контакт пластинам 4 с внутренней поверхностью корпуса 1 осуществляется цилиндрическими роликами 6, которые установлены во вкладышах 5. Исполнение вкладышей 5 из антифрикционного материала, например из капролона или фторопласта, позволяет роликам 6 вращаться относительно своей продольной оси при вращении ротора 4. Таким образом, в зоне контакта ролика с внутренней поверхностью корпуса 1 имеет место трение качения, что позволит резко снизить скорость износа обеих рабочих поверхностей. Установка направляющих вставок 9 из износостойкого материала в пазах ротора позволяет защитить поверхности пазов от любого вида износа, эрозии, механического или теплового воздействия, которые могу проявляться при эксплуатации насоса.When the rotor 2 is rotated, the pumping chamber 8 connected to the inlet pipe increases in volume. By increasing the limited volume of the pumping chambers 8, a vacuum is created and the pumped liquid is sucked into the pumping chambers 8 through the inlet inlet in the housing 1. Due to the fact that the axis of the rotor 2 is offset relative to the axis of the housing 1 by the amount of eccentricity, with a further rotation of the rotor 2, the chamber volume decreases 8 pumping, compression is created, and the pumped liquid is pumped into the discharge pipe in the housing 1. When the rotor 2 rotates, the plates 4 contact the inner surface of the housing 1 is carried out by cylindrical rollers 6, which are installed in the liners 5. The design of the liners 5 of antifriction material, for example of caprolon or fluoroplastic, allows the rollers 6 to rotate about their longitudinal axis when the rotor 4 is rotated. Thus, in the contact zone of the roller with the inner surface of the housing 1 there is rolling friction, which will dramatically reduce the wear rate of both work surfaces. The installation of guide inserts 9 of wear-resistant material in the grooves of the rotor allows you to protect the surface of the grooves from any kind of wear, erosion, mechanical or thermal effects that may occur during operation of the pump.

Кроме того, цилиндрические ролики 6 выполнены из материала обладающего меньше твердостью, по сравнению с материалом внутренней поверхности корпуса 1. Такое сочетание материалов позволяет гарантировано избежать износа внутренней поверхности корпуса 1 насоса повысить его стабильность работы и производительность, а также продлить межремонтный цикл.In addition, the cylindrical rollers 6 are made of a material having less hardness compared to the material of the inner surface of the housing 1. This combination of materials ensures guaranteed to avoid wear on the inner surface of the pump housing 1 to increase its stability and performance, as well as to extend the overhaul cycle.

Следует отметить, что для ремонта как внутренней поверхности корпуса 1, так и пазов 3 ротора 2 необходима полная разборка насоса, демонтаж ротора 2, транспортировка его на участок механической и физико-технической обработки. Таким образом, применение рабочих пластин 4 с вкладышами 5 и роликами 6, а так же усиление пазов 3 ротора 2 направляющими вставками 9 позволяет снизить затраты на ремонт насоса и увеличить межремонтный цикл.It should be noted that for the repair of both the inner surface of the housing 1 and the grooves 3 of the rotor 2, it is necessary to completely disassemble the pump, dismantle the rotor 2, and transport it to the site of mechanical and physical-technical processing. Thus, the use of working plates 4 with liners 5 and rollers 6, as well as the strengthening of the grooves 3 of the rotor 2 with guide inserts 9, allows to reduce the cost of repairing the pump and to increase the overhaul cycle.

Применение данного технического решения позволит, по сравнению с известными техническими решениями, значительно повысить надежность работы насоса, увеличить его межремонтный цикл и производительность за счет снижения уровня износа конструктивных элементов проточной части.The application of this technical solution will allow, in comparison with the known technical solutions, significantly increase the reliability of the pump, increase its overhaul cycle and productivity by reducing the level of wear of the structural elements of the flow part.

Claims

A vane oil pump, comprising a housing in which a cavity is made with inlet and discharge nozzles, a cylindrical rotor with radial grooves installed in the cavity, in which the working plates are located, characterized in that the rotor is installed in the housing eccentrically, the working plates are provided with liners of antifriction material, in which there are cylindrical rollers in contact with the inner surface of the housing, and in the radial grooves of the rotor mounted guide inserts for the plates, made and h wear-resistant material, while cylindrical rollers are made of material with lower hardness compared to the material of the inner surface of the housing.