RU40408U1

RU40408U1 - SAFETY CLUTCH FOR SUBMERSIBLE SINGLE SCREW PUMP

Info

Publication number: RU40408U1
Application number: RU2004100034/20U
Authority: RU
Inventors: И.В. Сахаров
Original assignee: Центр Разработки Нефтедобывающего Оборудования
Priority date: 2004-01-14
Filing date: 2004-01-14
Publication date: 2004-09-10

Abstract

1. Предохранительная муфта для погружного одновинтового насоса, содержащая ведомую полумуфту, средства для соединения ведомой полумуфты с валом насоса и ведущую полумуфту, выполненную с возможностью соединения с валом погружного электродвигателя, при этом ведущая полумуфта содержит по крайней мере два подвижно установленных кулачка, а ведомая полумуфта выполнена с по крайней мере двумя упорными поверхностями, каждая из которых предназначена для упора в нее соответствующего кулачка при вращении ведущей полумуфты в заданном направлении, отличающаяся тем, что ведомая полумуфта выполнена по крайней мере с двумя дополнительными упорными поверхностями, каждая из которых выполнена с возможностью упора в нее соответствующего кулачка ведущей полумуфты, при этом элементы, предназначенные для фиксации в рабочем положении средств для соединения ведомой полумуфты с валом насоса, расположены на внешних частях муфты.2. Муфта по п.1, отличающаяся тем, что дополнительные упорные поверхности расположены приближенно перпендикулярно соответствующим упорным поверхностям ведомой полумуфты.3. Муфта по п.2, отличающаяся тем, что ведомая полумуфта содержит корпус в виде стакана, в полости которого размещена ведущая полумуфта, при этом в боковой стенке корпуса ведомой полумуфты выполнены пазы, образующие упорные поверхности ведомой полумуфты, а кулачки выполнены в виде откидных собачек и установлены с возможностью поворота относительно оси, параллельной продольной оси муфты.4. Муфта по п.3, отличающаяся тем, что пазы выполнены сквозными, а на внешней поверхности ведомой полумуфты установлено кольцо, закрывающее указанные п1. A safety clutch for a single-screw submersible pump, comprising a driven coupling half, means for connecting the driven coupling half to the pump shaft and a driving coupling coupling with the shaft of the submersible motor, the driving coupling coupling comprising at least two movably mounted cams, and the driven coupling coupling made with at least two thrust surfaces, each of which is designed to abut a corresponding cam during rotation of the leading coupling half in a given direction and, characterized in that the driven coupling half is made with at least two additional thrust surfaces, each of which is made with the possibility of abutment in it of a corresponding cam of the driving coupling coupling, while the elements intended for fixing in working position the means for connecting the driven coupling coupling to the pump shaft located on the outside of the coupling. 2. The clutch according to claim 1, characterized in that the additional thrust surfaces are located approximately perpendicular to the corresponding thrust surfaces of the driven coupling half. The clutch according to claim 2, characterized in that the driven half-coupling comprises a housing in the form of a cup, in the cavity of which the driving half-coupling is located, while grooves are formed in the side wall of the driven half-coupling housing, which form the thrust surfaces of the driven half-coupling, and the cams are made in the form of folding dogs and mounted for rotation about an axis parallel to the longitudinal axis of the coupling. 4. The clutch according to claim 3, characterized in that the grooves are made through, and on the outer surface of the driven coupling half a ring is installed that closes these

Description

Техническое решение относится к гидромашиностроению, а также конструкциям обгонных муфт (муфт свободного хода) и может быть использовано при создании погружных одновинтовых насосов для добычи нефти или воды.The technical solution relates to hydraulic engineering, as well as designs of overrunning couplings (freewheels) and can be used to create submersible single-screw pumps for oil or water production.

Известна пусковая предохранительная муфта для погружного одновинтового насоса, описанная в патенте US 4718824 А, 21.01.1998, F 04 В 49/06, содержащая ведомую полумуфту и ведущую полумуфту, в радиальном канале которой установлены два кулачка, выполненные с возможностью радиального перемещения под действием центробежной силы. Муфта снабжена пружиной растяжения, соединенной своими концами с кулачками. Пружина предназначена для противодействия радиальному перемещению кулачков с заранее заданным усилием. В ведомой полумуфте выполнены два паза, образующие поверхности, предназначенные для упора в них кулачков при достижении заданной частоты вращения ведущей полумуфты, которая определяется жесткостью стягивающей кулачки пружины.Known starting safety clutch for a submersible single-screw pump, described in patent US 4718824 A, 01/21/1998, F 04 B 49/06, containing a driven half coupling and a leading coupling half, in the radial channel of which there are two cams made with the possibility of radial movement under the action of centrifugal strength. The clutch is provided with a tension spring connected at its ends to the cams. The spring is designed to counter the radial movement of the cams with a predetermined force. Two grooves are made in the driven coupling half, forming surfaces intended for stopping the cams in them when the specified rotation speed of the driving coupling half is reached, which is determined by the stiffness of the spring tightening cam.

Наличие пусковой предохранительной муфты обеспечивает включение насоса, имеющего большую инерцию покоя, при достижении максимального крутящего момента погружного электродвигателя, соответствующего The presence of a starting safety clutch ensures the inclusion of a pump having a large inertia of rest when the maximum torque of the submersible motor corresponding to

определенной частоте вращения ротора (от 800 до 1100 об/мин для четырехполюсных асинхронных электродвигателей).specific rotor speed (from 800 to 1100 rpm for four-pole asynchronous electric motors).

Основными недостатками описанного аналога являются сложность тарировки пружины, а также непредсказуемый характер изменения ее упругой характеристики, происходящего в результате коррозии материала пружины. Кроме того, имеется высокая вероятность заклинивания кулачков в стянутом положении, вследствие того, что муфта является нормально выключенной и находится в среде пластовой жидкости, содержащей большое количество механических примесей, частицы которых, попадая в зазор между стенкой радиального канала и кулачками, препятствуют выдвиганию кулачков и, соответственно, включению муфты. Также имеется вероятность проскакивания кулачка сквозь паз с заклиниванием его в корпусе основания при неточном изготовлении или повреждении поверхностей, ограничивающих радиальное перемещение кулачка при включении муфты.The main disadvantages of the described analogue are the complexity of calibration of the spring, as well as the unpredictable nature of the change in its elastic characteristics resulting from corrosion of the spring material. In addition, there is a high probability of jamming of the cams in the tightened position, due to the fact that the coupling is normally turned off and is in the environment of the reservoir fluid containing a large number of mechanical impurities, particles of which, falling into the gap between the wall of the radial channel and the cams, prevent the cams from extending , respectively, the inclusion of the coupling. There is also the possibility of the cam slipping through the groove with jamming it in the base case with inaccurate manufacturing or damage to surfaces that limit the radial movement of the cam when the clutch is engaged.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является пусковая предохранительная муфта для погружного одновинтового насоса, описанная в кн. Ивановский В.Н. и др. Скважинные насосные установки для добычи нефти, М., Нефть и газ, 2002, с.364-365, рис.1.171, содержащая ведомую полумуфту, выполненную с возможностью соединения с валом насоса посредством разъемного соединения, ведущую полумуфту, выполненную с возможностью соединения с валом погружного электродвигателя. В радиальном канале ведущей полумуфты установлены два кулачка с возможностью радиального перемещения под действием центробежной силы, при этом The closest analogue (prototype) is a starting safety clutch for a submersible single-screw pump, described in the book. Ivanovsky V.N. and other Well pumping installations for oil production, M., Oil and gas, 2002, pp. 344-365, Fig. 1.171, containing a driven coupling half, made with the possibility of connection to the pump shaft by means of a detachable connection, leading coupling half, made with the possibility connection to the shaft of a submersible motor. Two cams are installed in the radial channel of the driving coupling half with the possibility of radial movement under the action of centrifugal force, while

кулачки стянуты пружиной, предназначенной для противодействия радиальному перемещению кулачков с заранее заданным усилием. Ведущая полумуфта расположена в полости корпуса ведомой полумуфты, в боковой стенке которого выполнены сквозные пазы, образующие поверхности, предназначенные для упора в них кулачков при вращении ведущей полумуфты в заданном направлении и при достижении заданной частоты вращения, определяемой жесткостью стягивающей кулачки пружины.the cams are pulled together by a spring designed to counter the radial movement of the cams with a predetermined force. The leading coupling half is located in the cavity of the driven half coupling housing, in the side wall of which there are through grooves forming surfaces intended for the cams to stop when the driving coupling coupling rotates in a given direction and when the specified rotation frequency is determined by the stiffness of the spring tightening cams.

Помимо облегчения пуска электродвигателя описанная муфта обеспечивает защиту обоймы от сухого трения при обратном вращении вала электродвигателя, вызванном неправильной фазировкой электродвигателя.In addition to facilitating the starting of the electric motor, the described coupling provides protection of the cage against dry friction during reverse rotation of the electric motor shaft caused by improper phasing of the electric motor.

Недостатком прототипа являются то, что корпус ведомой полумуфты закреплен относительно вала насоса с помощью гайки, расположенной внутри корпуса, в связи с этим невозможно осуществить полную сборку муфты до ее установки на валу насоса, что существенно усложняет сбоку и повышает риск повреждения или загрязнения рабочих поверхностей муфты, соответственно, снижается надежность муфты. Однако, основными недостатками прототипа являются описанные выше проблемы, связанные с недостаточной надежностью центробежного механизма, при этом в настоящее время выпускаются погружные электродвигатели, имеющие пусковой момент, обеспечивающий возможность включения насоса одновременно с пуском электродвигателя, что позволяет отказаться от функции облегчения пуска и, соответственно, использования в муфте центробежных кулачков и тарированной стягивающей пружины. Известны предохранительные муфты для погружных The disadvantage of the prototype is that the housing of the driven coupling half is fixed relative to the pump shaft using a nut located inside the housing, in this regard, it is impossible to fully assemble the coupling before installing it on the pump shaft, which significantly complicates the side and increases the risk of damage or contamination of the coupling working surfaces , accordingly, the reliability of the coupling is reduced. However, the main disadvantages of the prototype are the problems described above associated with the lack of reliability of the centrifugal mechanism, while submersible motors with a starting torque are currently available, which makes it possible to turn on the pump at the same time as starting the electric motor, which eliminates the function of facilitating starting and, accordingly, use in the coupling of centrifugal cams and a calibrated tightening spring. Known safety clutches for immersion

одновинтовых насосов производства ООО «Борец» и ОАО «Ливгидромаш» конструктивно аналогичные муфте, описанной в прототипе, но снабженные кулачками в виде откидных собачек, подпружиненных в направлении пазов ведомой полумуфты. Такая муфта обеспечивает только предохранительные функции и еще до начала вращения электродвигателя находится в предвключенном состоянии, соответственно, проблем с заклиниванием кулачков не возникает, однако другие, описанные выше проблемы присущи ей в полной мере, особенно проблема ограничения перемещения кулачков после включения муфты, усугубляющаяся тем, что в конструкции присутствуют подпружиненные толкатели, которые в случае неточного изготовления при провороте кулачка могут выскочить из своих отверстий и застрять между муфтой и корпусом. Опыт реальной эксплуатации таких муфт подтвердил высокую актуальность этой проблемы.single-screw pumps manufactured by LLC Borets and JSC Livhydromash are structurally similar to the coupling described in the prototype, but equipped with cams in the form of folding dogs spring-loaded in the direction of the grooves of the driven coupling half. Such a coupling provides only safety functions and even before the motor starts to rotate, it is in an upstream state, respectively, there are no problems with jamming of the cams, however, the other problems described above are inherent to it fully, especially the problem of restricting the movement of the cams after turning on the coupling, aggravated by that there are spring-loaded pushers in the design, which, in the case of inaccurate manufacturing, when turning the cam, can jump out of their holes and get stuck between the coupling and the housing. Experience in the actual operation of such couplings has confirmed the high relevance of this problem.

Таким образом, задача, на решение которой направлено настоящее техническое решение, состоит в создании обгонной муфты (муфты свободного хода), которая может быть использовано в качестве предохранительной муфта погружного одновинтового насоса для добычи нефти.Thus, the task to which the present technical solution is directed is to create an overrunning clutch (freewheel), which can be used as a safety clutch of a submersible single-screw pump for oil production.

Технический результат, достигаемый при реализации изобретения, заключается в снижении требований к точности изготовления муфты и повышении ее надежности за счет обеспечения работоспособности муфты при неточном изготовлении или износе поверхностей, ограничивающих перемещение кулачков после включения муфты, а также за счет упрощения и повышения технологичности сборки муфты.The technical result achieved during the implementation of the invention is to reduce the requirements for the accuracy of the manufacture of the coupling and increase its reliability by ensuring the operability of the coupling with inaccurate manufacture or wear of surfaces restricting the movement of the cams after turning on the coupling, as well as by simplifying and improving the manufacturability of the coupling assembly.

Предохранительная муфта для погружного одновинтового насоса содержит ведомую полумуфту, средства для соединения ведомой полумуфты с валом насоса и ведущую полумуфту, выполненную с возможностью соединения с валом погружного электродвигателя. Ведущая полумуфта содержит, по крайней мере, два подвижно установленных кулачка, а ведомая полумуфта выполнена с, по крайней мере, двумя упорными поверхностями, каждая из которых предназначена для упора в нее соответствующего кулачка при вращении ведущей полумуфты в заданном направлении. В отличие от прототипа ведомая полумуфта выполнена, по крайней мере, с двумя дополнительными упорными поверхностями, каждая из которых выполнена с возможностью упора в нее соответствующего кулачка ведущей полумуфты, при этом элементы, предназначенные для фиксации в рабочем положении средств для соединения ведомой полумуфты с валом насоса, расположены на внешних частях муфты.The safety clutch for a single-screw submersible pump contains a driven coupling half, means for connecting the driven coupling half to the pump shaft and a driving coupling made with the possibility of connecting to the shaft of the submersible motor. The leading coupling half contains at least two movably mounted cams, and the driven coupling coupling is made with at least two thrust surfaces, each of which is designed to abut a corresponding cam during rotation of the driving coupling coupling in a given direction. In contrast to the prototype, the driven coupling half is made with at least two additional thrust surfaces, each of which is made with the possibility of abutment in it of a corresponding cam of the driving coupling half, while the elements intended for fixing in the working position the means for connecting the driven coupling half to the pump shaft are located on the outside of the coupling.

Кроме того, в частном случае реализации полезной модели дополнительные упорные поверхности могут быть расположены приближенно перпендикулярно соответствующим упорным поверхностям ведомой полумуфты.In addition, in the particular case of the utility model, additional thrust surfaces can be located approximately perpendicular to the corresponding thrust surfaces of the driven coupling half.

Кроме того, в частном случае реализации полезной модели ведомая полумуфта может содержать корпус в виде стакана, в полости которого размещена ведущая полумуфта, при этом в боковой стенке корпуса ведомой полумуфты выполнены пазы, образующие упорные поверхности ведомой полумуфты, а кулачки выполнены в виде откидных собачек и установлены с In addition, in the particular case of the implementation of the utility model, the driven half-coupling may comprise a housing in the form of a cup, in the cavity of which the driving half-coupling is located, and grooves are made in the side wall of the driven half-coupling housing, which form the contact surfaces of the driven half-coupling, and the cams are made in the form of folding dogs installed with

возможностью поворота относительно оси, параллельной продольной оси муфты.the possibility of rotation about an axis parallel to the longitudinal axis of the coupling.

Кроме того, в частном случае реализации полезной модели пазы могут быть выполнены сквозными, а на внешней поверхности ведомой полумуфты может быть установлено кольцо, закрывающее указанные пазы, причем соответствующие части внутренней поверхности кольца образуют дополнительные упорные поверхности ведомой полу муфты.In addition, in the particular case of the implementation of the utility model, the grooves can be made through, and on the outer surface of the driven half coupling can be installed a ring covering these grooves, and the corresponding parts of the inner surface of the ring form additional thrust surfaces of the driven half of the coupling.

Кроме того, в частном случае реализации полезной модели средства для соединения ведомой полумуфты с валом насоса могут представлять собой палец, выполненный с возможностью установки в соответствующие радиальные отверстия вала насоса и корпуса ведомой полумуфты, причем палец может быть выполнен с возможностью фиксации в рабочем положении относительно корпуса ведомой полумуфты с помощью головки, выполненной на одном конце пальца, и упорного разрезного кольца, устанавливаемого на другом конце пальца.In addition, in the particular case of the implementation of the utility model, the means for connecting the driven half coupling with the pump shaft can be a finger made with the possibility of installation in the corresponding radial holes of the pump shaft and the housing of the driven half coupling, and the finger can be made with the possibility of fixing in the working position relative to the housing driven half coupling using a head made at one end of the finger, and a thrust split ring mounted on the other end of the finger.

Кроме того, в частном случае реализации полезной модели корпус ведомой полумуфты может быть выполнен с отверстием в закрытой торцевой части, которое предназначено для установки муфты на соответствующем валу насоса, при этом в указанном отверстии выполнен продольный паз с возможностью размещения в нем шпонки, закрепляемой на валу насоса.In addition, in the particular case of the implementation of the utility model, the housing of the driven coupling half can be made with a hole in the closed end part, which is designed to install the coupling on the corresponding pump shaft, while in the specified hole a longitudinal groove is made with the possibility of placing a key in it fixed on the shaft pump.

Кроме того, в частном случае реализации полезной модели ведущая полумуфта может быть снабжена пружинами, каждая из которых предназначена для воздействия на соответствующий кулачок в направлении пазов In addition, in the particular case of the implementation of the utility model, the driving coupling half can be provided with springs, each of which is designed to act on the corresponding cam in the direction of the grooves

корпуса ведомой полумуфтыdriven half housing

Кроме того, в частном случае реализации полезной модели ведущая полумуфта может быть снабжена толкателями, предназначенными для передачи усилия от пружины на соответствующий кулачок.In addition, in the particular case of the implementation of the utility model, the driving coupling half can be equipped with pushers designed to transmit force from the spring to the corresponding cam.

Кроме того, в частном случае реализации полезной модели ведущая полумуфта может включать в себя вал, первый конец которого выполнен с возможностью соединения с валом погружного электродвигателя, а второй конец установлен с возможностью поворота в полости корпуса ведомой полумуфты, на втором конце вала выполнена профилированная шейка, в продольных пазах которой установлены кулачки, а в радиальных отверстиях установлены пружины с толкателями, при этом каждый кулачок состоит из упорного элемента и двух полуосевых элементов, расположенных с двух сторон от упорного элемента кулачка, причем на валу ведущей полумуфты с двух сторон от кулачков установлены шайбы, в которых выполнены отверстия для размещения свободных концов полуосевых элементов.In addition, in the particular case of the implementation of the utility model, the driving coupling half can include a shaft, the first end of which is made with the possibility of connection with the shaft of the submersible electric motor, and the second end is mounted with the possibility of rotation in the cavity of the housing of the driven coupling half, a profiled neck is made on the second end of the shaft, in the longitudinal grooves of which cams are installed, and springs with pushers are installed in the radial holes, each cam consists of a thrust element and two semi-axial elements, located on both sides of the thrust cam member, wherein the shaft drive coupling part on both sides of the cams mounted washers, which are provided with holes to accommodate the free ends of the half elements.

Кроме того, в частном случае реализации полезной модели ведомая полумуфта может быть снабжена крышкой закрепленной на корпусе ведомой полумуфты со стороны открытого торца корпуса, крышка может быть выполнена с центральным отверстием, в котором закреплен кольцевой антифрикционный вкладыш, предназначенный для установки вала ведущей полумуфты, при этом торцевая поверхность вкладыша выполнена с возможностью восприятия осевого усилия со стороны соответствующей шайбы ведущей полумуфты в рабочем положении муфты.In addition, in the particular case of the implementation of the utility model, the driven half-coupling can be provided with a cover fixed to the housing of the driven half-coupling from the side of the open end of the housing, the cover can be made with a central hole in which an annular antifriction insert is fixed, which is used to install the shaft of the driving coupling half, the end surface of the liner is made with the possibility of perception of axial force from the side of the corresponding washer of the leading coupling half in the working position of the coupling.

Кроме того, в частном случае реализации полезной модели кулачки могут быть выполнены с возможностью перемещения в направлении пазов ведомой полумуфты под действием центробежной силы, причем ведущая полумуфта снабжена, по крайней мере, одной пружиной, предназначенной для ограничения радиального перемещения кулачков с заданным усилием.In addition, in the particular case of the implementation of the utility model, the cams can be arranged to move in the direction of the grooves of the driven coupling half under the action of centrifugal force, and the driving coupling half is equipped with at least one spring designed to limit the radial movement of the cams with a given force.

Выполнение пазов ведомой полумуфты зарытыми с внешней стороны исключает возможность проворота кулачка в пазе ведомой полумуфты в результате неточного изготовления (износа) поверхности продольного паза профилированной шейки, ограничивающей поворот кулачка. В результате до минимума снижены требования к точности изготовления профилированной шейки ведущей полумуфты, причем наличие на ведущей полумуфты элементов, ограничивающих поворот кулачка, в данном случае вообще не является обязательным. Также повышена надежность муфты, так как проблема связанная с выпадением кулачков или толкателей полностью устранена.The execution of the grooves of the driven coupling half buried from the outside eliminates the possibility of turning the cam in the groove of the driven coupling coupling as a result of inaccurate manufacturing (wear) of the surface of the longitudinal groove of the shaped neck that limits the rotation of the cam. As a result, the requirements for the accuracy of manufacturing the profiled neck of the drive coupling half are reduced to a minimum, and the presence on the drive coupling half of elements restricting cam rotation is not mandatory in this case. The reliability of the clutch is also increased, since the problem associated with the loss of cams or pushers is completely eliminated.

Закрепление муфты на валу насоса посредством быстроразъемного соединения с фиксирующими элементами, расположенными на наружных частях муфты, обеспечивает возможность предварительно сборки муфты как отдельного узла и легкую установку муфты на валу насоса, что существенно повышает технологичность и упрощает процесс сборки муфты, особенно при ремонте насоса, осуществляемом нефтедобывающей организацией.Fastening the coupling to the pump shaft by means of a quick-disconnect connection with fixing elements located on the outer parts of the coupling allows the coupling to be pre-assembled as a separate unit and the coupling to be easily installed on the pump shaft, which significantly increases the manufacturability and simplifies the process of coupling assembly, especially during pump repair carried out oil producing organization.

Возможность осуществления полезной модели, охарактеризованной приведенной выше совокупностью признаков, подтверждается описанием конструкции пусковой предохранительная муфта для погружного The possibility of implementing a utility model, characterized by the above set of features, is confirmed by the design description of the starting safety clutch for submersible

одновинтового насоса, сопровождаемым графическими материалами, на которых изображено следующее:single-screw pump, accompanied by graphic materials, which depict the following:

На Фиг.1 - основание одновинтового гидравлически уравновешенного винтового насоса для добычи нефти.Figure 1 - the base of a single-screw hydraulically balanced screw pump for oil production.

На Фиг.2 - пусковая предохранительная муфта для погружного одновинтового насоса.Figure 2 - starting safety clutch for a submersible single-screw pump.

На Фиг.3 - сечение А-А по Фиг.2.Figure 3 is a section aa in figure 2.

Основание 2 погружного одновинтового насоса, включающего в себя приводной вал 4 насоса, корпус 3 осевой опоры 5, и предохранительную муфту 1, размещенную в корпусе 25 предохранительной муфты.The base 2 of the submersible single-screw pump, which includes the drive shaft 4 of the pump, the housing 3 of the axial support 5, and the safety clutch 1, located in the housing 25 of the safety clutch.

Муфта 1 содержит ведомую полумуфту 6, закрепляемую на приводном валу 4, и ведущую полумуфту 7, выполненную с возможностью соединения с валом погружного электродвигателя (на чертежах не показан). Ведомая полумуфта 6 содержит корпус 8, в полости которого размещена ведущая полумуфта 7 с кулачками (откидными собачками) 9. В боковой стенке корпуса ведомой полумуфты выполнены сквозные пазы 10, образующие упорные поверхности 11, расположенные под таким углом к радиусу, что обеспечивается надежный упор в эти поверхности кулачков 9 при вращении ведущей полумуфты в заданном направлении (по часовой стрелке на Фиг.3). На внешней цилиндрической поверхности корпуса 8 ведомой полумуфты установлено кольцо 12, закрывающее пазы 10 таким образом, что соответствующие части внутренней поверхности кольца образуют дополнительные упорные поверхности ведомой полу муфты. Кольцо 12 зафиксировано от осевого The coupling 1 contains a driven coupling half 6, mounted on the drive shaft 4, and the driving coupling half 7, made with the possibility of connection with the shaft of a submersible motor (not shown). The driven coupling half 6 comprises a housing 8, in the cavity of which the driving coupling half 7 with cams (folding dogs) is placed 9. Through the grooves 10 are formed in the side wall of the driven coupling half housing, forming thrust surfaces 11 located at such an angle to the radius that a reliable stop is provided in these surfaces of the cams 9 during rotation of the leading coupling half in a given direction (clockwise in FIG. 3). A ring 12 is mounted on the outer cylindrical surface of the housing 8 of the driven half coupling, closing the grooves 10 so that the corresponding parts of the inner surface of the ring form additional abutment surfaces of the driven half of the coupling. Ring 12 is fixed from the axial

перемещения за счет установки на корпусе 8 с небольшим натягом.displacement due to installation on the housing 8 with a slight interference fit.

Корпус 8 выполнен в виде стакана с отверстием 18 в закрытой торцевой части, предназначенным для установки муфты на валу 4, при этом в указанном отверстии выполнен продольный паз 17 с возможностью размещения в нем шпонки 13, закрепленной на валу насоса. Муфта 1 снабжена пальцем 14, выполненным с возможностью установки в соответствующие радиальные отверстия вала насоса и корпуса ведомой полу муфты (на Фиг.3 шпонка 13 и палец 14 условно показаны в одной плоскости для повышения информативности чертежа). Палец 14 выполнен с возможностью фиксации относительно корпуса 8 с помощью головки 15, выполненной на одном конце пальца, и упорного разрезного кольца 16, устанавливаемого в соответствующей кольцевой канавке на другом конце пальца. Таким образом для закрепления муфты на валу 4 достаточно надеть ведомую полумуфту на свободный конец вала, введя шпонку 13 в паз 17, а затем вставить в отверстия вала 4 и корпуса 8 палец 14 и зафиксировать его в помощью разрезного кольца 16. При этом жесткая осевая фиксация муфты на валу насоса в обоих направлениях также упрощает сборку насоса с электродвигателем перед установкой агрегата в скважине, так как, если в процессе сборки муфта сместится по валу насоса внутрь основания (что возможно при креплении муфты с помощью центральной гайки и т.п.), ведущая полумуфта может выйти из зацепления со шлицевой муфтой (на Фиг.2 не показана), соединяющей ее с валом электродвигателя (протектора электродвигателя) и сборку агрегата придется проводить заново.The housing 8 is made in the form of a glass with a hole 18 in the closed end part, designed to install the coupling on the shaft 4, while in this hole a longitudinal groove 17 is made with the possibility of placing a key 13 mounted on the pump shaft. The coupling 1 is equipped with a finger 14, made with the possibility of installation in the corresponding radial holes of the pump shaft and the housing of the driven floor of the coupling (in Fig. 3, the key 13 and pin 14 are conventionally shown in the same plane to increase the information content of the drawing). The finger 14 is made with the possibility of fixing relative to the housing 8 using the head 15, made at one end of the finger, and a thrust split ring 16 mounted in the corresponding annular groove at the other end of the finger. Thus, to fix the coupling on the shaft 4, it is enough to put the driven coupling half on the free end of the shaft, introducing the key 13 into the groove 17, and then insert the pin 14 into the holes of the shaft 4 and the housing 8 and fix it using the split ring 16. In this case, the axial stiffness is rigid couplings on the pump shaft in both directions also simplifies the assembly of the pump with the electric motor before installing the unit in the well, since if during the assembly the coupling moves along the pump shaft inside the base (which is possible when the coupling is mounted using a central nut, etc.),the leading coupling half can disengage from the spline coupling (not shown in FIG. 2) connecting it to the motor shaft (motor protector) and the assembly of the unit will have to be carried out again.

Ведущая полумуфта 7 включает в себя вал 19, шлицевой конец которого выполнен с возможностью соединения с валом погружного электродвигателя посредством упомянутой шлицевой муфты, а второй конец установлен с возможностью поворота в полости корпуса 8 ведомой полумуфты. На втором конце вала выполнена профилированная шейка 20, в продольных пазах которой установлены кулачки 9 с возможностью поворота относительно оси, параллельной продольной оси муфты.The leading coupling half 7 includes a shaft 19, the splined end of which is adapted to be connected to the shaft of the submersible electric motor by means of the said splined coupling, and the second end is mounted to rotate in the cavity of the housing 8 of the driven coupling half. A profiled neck 20 is made at the second end of the shaft, in the longitudinal grooves of which cams 9 are mounted with the possibility of rotation about an axis parallel to the longitudinal axis of the coupling.

Кулачек 9 состоит из упорного элемента 23 и двух полуосевых элементов 24, закрепленных в отверстии упорного элемента 23 с двух сторон от него, а на валу 19 с двух сторон от кулачков 9 установлены шайбы 27 и 28, в которых выполнены отверстия для размещения свободных концов полуосевых элементов 24. На элементе 23 выполнен скос 26 таким образом, что исключается возможность упора кулачка в заднюю поверхность паза 10 при обратном вращении ведущей полумуфты.The cam 9 consists of a thrust element 23 and two semi-axial elements 24, fixed in the hole of the thrust element 23 on two sides of it, and washers 27 and 28 are installed on the shaft 19 on both sides of the cams 9, in which holes are made to accommodate the free ends of the half-axis elements 24. Bevel 26 is made on element 23 in such a way that the cam stops against the rear surface of the groove 10 during reverse rotation of the drive coupling half.

Продольные пазы профилированная шейка 20 выполнены с задней стенкой 32, предназначенной для ограничения поворота кулачка 9, однако, возможно выполнение шейки 20 без специальных элементов, ограничивающих поворот кулачков 9, в этом случае положение кулачков во включенном состоянии будет определяться только кольцом 12.The longitudinal grooves of the profiled neck 20 are made with a rear wall 32 designed to limit the rotation of the cam 9, however, it is possible to make the neck 20 without special elements restricting the rotation of the cams 9, in this case, the position of the cams in the on state will be determined only by the ring 12.

В радиальных отверстиях профилированной шейки размещены пружины 21 с толкателями 22, выполненные с возможностью воздействия на соответствующий кулачек в направлении пазов 10 ведомой полумуфты. Наличие пружин 21, обеспечивающих принудительный поворот кулачков 9 в In the radial holes of the profiled neck are placed springs 21 with pushers 22, made with the possibility of impact on the corresponding cam in the direction of the grooves 10 of the driven coupling half. The presence of springs 21, providing a forced rotation of the cams 9 in

направлении пазов 10, приводит к тому, что муфта 1 еще до начала движения вала электродвигателя находится в предвключенном состоянии, что гарантирует срабатывание муфты при повороте вала электродвигателя в заданном направлении.the direction of the grooves 10, leads to the fact that the coupling 1 even before the start of the movement of the motor shaft is in an upstream state, which guarantees the operation of the coupling when the motor shaft is rotated in a given direction.

В полости ведомой полумуфты установлен первый кольцевой антифрикционный вкладыш 29, предназначенный для установки шайбы 27 в корпусе 8 с возможностью вращения. Ведомая полумуфта снабжена крышкой 30 закрепленной на корпусе со стороны открытого торца корпуса. Крышка 30 выполнена с центральным отверстием, в котором закреплен второй кольцевой антифрикционный вкладыш 31, предназначенный для установки вала 19. Торцевая поверхность 33 вкладыша 31 выполнена в виде гидродинамического подпятника на котором вращается шайба 28 с кулачками 9 при обратном ходе муфты 1.In the cavity of the driven coupling half, a first annular anti-friction liner 29 is installed, designed to install the washer 27 in the housing 8 with the possibility of rotation. The driven coupling half is provided with a cover 30 fixed to the housing from the side of the open end of the housing. The cover 30 is made with a central hole in which a second annular anti-friction liner 31 is fixed, designed to install the shaft 19. The end surface 33 of the liner 31 is made in the form of a hydrodynamic thrust bearing on which the washer 28 with the cams 9 rotates when the coupling 1 moves backward.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При включении погружного электродвигателя вал 19 начинает поворачиваться в направлении против часовой стрелки на Фиг.3, кулачки 9, прижатые толкателями 22 к внутренней стенке корпуса 8 свободно двигаются внутри корпуса до попадания в соответствующий паз 10, после этого кулачки дополнительно поворачиваются до упора своей задней поверхностью в стенку 32 продольного паза профилированной шейки 20 или до упора во внутреннюю поверхность кольца 12 при неточном изготовлении внутренней поверхности стенки 32 (или ее износе, вызванном неравномерностью в работе насосного агрегата). При дальнейшем повороте вала 19 кулачки 9 упираются When the submersible motor is turned on, the shaft 19 begins to rotate in a counterclockwise direction in Fig. 3, the cams 9 pressed by the pushers 22 against the inner wall of the housing 8 move freely inside the housing until they fall into the corresponding groove 10, after which the cams further rotate to the end with their rear surface into the wall 32 of the longitudinal groove of the profiled neck 20 or until it stops in the inner surface of the ring 12 with inaccurate manufacture of the inner surface of the wall 32 (or its wear caused by uneven pump unit operation). With further rotation of the shaft 19, the cams 9 abut

в поверхности 11 паза 10, муфта включается и крутящий момент передается на приводной вал 4 насоса.in the surface 11 of the groove 10, the clutch engages and torque is transmitted to the drive shaft 4 of the pump.

При неправильной фазировке электродвигателя вал 19 начинает вращаться в направлении, противоположном заданному, при этом кулачки 9, попадая в пазы 10 за счет наличия скосов 26 проскальзывают по задней поверхности пазов и включения муфты не происходит, соответственно, крутящий момент не передается на приводной вал насоса и не происходит вращение рабочего винта насоса в обратном направлении, что привело бы к выходу из строя обоймы насоса вследствие того, что трение между винтом и обоймой происходило бы в отсутствии смазывающей среды.If the motor is improperly phased, the shaft 19 starts to rotate in the opposite direction to that, while the cams 9, falling into the grooves 10 due to the presence of bevels 26, slip along the back surface of the grooves and the coupling does not turn on, respectively, the torque is not transmitted to the pump drive shaft and the pump screw does not rotate in the opposite direction, which would lead to failure of the pump cage due to the fact that friction between the screw and the cage would occur in the absence of a lubricating medium.

Описанный пример осуществления изобретения относится к муфте, обеспечивающей только защиту рабочих органов насоса от обратного вращения, применяемой в том случае, если характеристики погружного электродвигателя позволяют осуществить запуск насоса одновременно с пуском электродвигателя. Однако, в соответствии с настоящей полезной моделью может быть выполнена и пусковая предохранительная муфта с центробежными кулачками, аналогичная описанной в прототипе.The described embodiment of the invention relates to a coupling that provides only protection for the working parts of the pump from reverse rotation, which is used if the characteristics of the submersible motor allow the pump to be started simultaneously with the start of the electric motor. However, in accordance with the present utility model, a starting safety clutch with centrifugal cams can be made similar to that described in the prototype.

Claims

1. A safety clutch for a single-screw submersible pump, comprising a driven coupling half, means for connecting the driven coupling half to the pump shaft and a driving coupling coupling with the shaft of the submersible motor, the driving coupling coupling comprising at least two movably mounted cams, and the driven coupling coupling made with at least two thrust surfaces, each of which is designed to abut a corresponding cam during rotation of the leading coupling half in a given direction and, characterized in that the driven coupling half is made with at least two additional thrust surfaces, each of which is made with the possibility of abutment in it of a corresponding cam of the driving coupling coupling, while the elements intended for fixing in working position the means for connecting the driven coupling coupling to the pump shaft are located on the outside of the coupling.

2. The coupling according to claim 1, characterized in that the additional thrust surfaces are located approximately perpendicular to the corresponding thrust surfaces of the driven coupling half.

3. The coupling according to claim 2, characterized in that the driven half-coupling comprises a housing in the form of a cup, in the cavity of which the driving half-coupling is located, while grooves are made in the side wall of the driven half-coupling housing, which form the contact surfaces of the driven half-coupling, and the cams are made in the form of folding dogs and installed with the possibility of rotation about an axis parallel to the longitudinal axis of the coupling.

4. The coupling according to claim 3, characterized in that the grooves are made through, and on the outer surface of the driven coupling half a ring is installed covering these grooves, and the corresponding parts of the inner surface of the ring form additional thrust surfaces of the driven coupling half.

5. The coupling according to claim 3, characterized in that the means for connecting the driven coupling half to the pump shaft are a pin configured to be installed in the respective radial holes of the pump shaft and the housing of the driven coupling half, the pin being made to be locked in the working position relative to the housing driven half coupling using a head made at one end of the finger, and a thrust split ring mounted on the other end of the finger.

6. The coupling according to claim 3, characterized in that the housing of the driven coupling half is made with a hole in the closed end part, which is designed to install the coupling on the corresponding pump shaft, while in this hole a longitudinal groove is made with the possibility of placing a key in it, fixed on pump shaft.

7. The clutch according to claim 3, characterized in that the leading coupling half is provided with springs, each of which is designed to act on the corresponding cam in the direction of the grooves of the housing of the driven coupling half.

8. The clutch according to claim 7, characterized in that the leading coupling half is equipped with pushers designed to transmit force from the spring to the corresponding cam.

9. The coupling according to claim 3, characterized in that the driving coupling includes a shaft, the first end of which is configured to connect to the shaft of the submersible motor, and the second end is mounted to rotate in the cavity of the housing of the driven coupling half, profiled on the second end of the shaft a neck, in the longitudinal grooves of which cams are installed, and springs with pushers are installed in the radial holes, each cam consisting of a thrust element and two semi-axial elements located on both sides of the thrust cam element, and on the shaft of the driving coupling half on both sides of the cams washers are installed, in which holes are made to accommodate the free ends of the axle elements.

10. The clutch according to claim 9, characterized in that the driven coupling half is provided with a cover fixed to the housing of the driven coupling half from the side of the open end of the housing, the cover is made with a central hole in which an annular antifriction liner is fixed for mounting the shaft of the driving coupling half, the end surface of the liner is made with the possibility of perception of axial force from the side of the corresponding washer of the leading coupling half in the working position of the coupling.

11. The clutch according to claim 4, characterized in that the cams are movable in the direction of the grooves of the driven coupling half under the action of centrifugal force, and the leading coupling coupling is provided with at least one spring designed to limit the radial movement of the cams with a given force.