SU1451344A1

SU1451344A1 - Immersion pump

Info

Publication number: SU1451344A1
Application number: SU864062061A
Authority: SU
Inventors: Михаил Тимофеевич Козлов; Наталья Андреевна Продан; Константин Борисович Глушко; Владимир Алексеевич Радько
Original assignee: Кишиневский политехнический институт им.С.Лазо
Priority date: 1986-04-29
Filing date: 1986-04-29
Publication date: 1989-01-15

Abstract

Изобретение м.б. использовано в различных отрасл х промышленности дл откачивани из скважин нев зких жидкостей. Цель изобретени - повышение эксплуатационной надежности погружного насоса при высоких частотах двойных ходов поршн 2. В корпусе (К) 1 с кольцевым зазором установлен полый поршень 2, св занный с приводо.м через подвижную штангу 3. С К 1 и поршнем 2 св зана эластична перекатывающа с диафрагма 4. Со стороны нижнего торца поршн 2 установ лен нагнетательный клапан 5. Клапан 5 снабжен выполненными в его К 6 центральным и периферийным отверсти ми 7, 8. С К 1 св заны пода- юш.ие трубы 9 и всасываюш,ий клапан 10. К 6, 11 св заны пружиной 12 раст жени . К 6 дополнительно снабжен закрепленным в его центральной части эластичным кольцевым запорным, элементом (Э) 13, установленным с возможностью перекрыти отверстий 8. Отношение площадей поперечных сечений отверстий 8 и кольцевого зазора равно 0,05- 0,16. Уплотнительные поверхности К 6 в месте расположени отверстий 8 и Э 13 выполнены коническими. Поверхность Э 13, противоположна упдотннтельной, выполнена криволинейной с утолщенным периферийным и R-образным концевым участками. Цент- ральна часть К 6 в месте креплени Э 13 снабжена канавкой 16 R-образного профил , Пр ма образующа которой образена к оси поршн 2 и взаимодействует с концевым участком Э 13, что обеспечивает их взаимодействие . 1 з.п. ф-лы, 2 ил. i (Л j; СП 00 4 tib гд риг. 1Invention m. used in various industries to pump out non-viscous liquids from wells. The purpose of the invention is to increase the operational reliability of a submersible pump at high frequencies of double strokes of piston 2. In the case (K) 1 with an annular gap, a hollow piston 2 is installed, which is connected to the actuator via a movable rod 3. The C 1 and piston 2 are elastic a rolling diaphragm 4. A discharge valve 5 is installed on the side of the lower end of the piston 2. The valve 5 is equipped with central and peripheral ports 7, 8 made at its K 6. The pipes 9 and the suction are connected to its K 1. valve 10. K 6, 11 are connected by a tension spring 12. 6 is additionally provided with an elastic annular locking element fixed in its central part, element (E) 13 installed with the possibility of blocking the holes 8. The ratio of the cross-sectional areas of the holes 8 and the annular gap is 0.05-0.16. The sealing surfaces K 6 at the location of the openings 8 and E 13 are tapered. The surface of the E 13, opposite the terminal, is made curved with thickened peripheral and R-shaped end sections. The central part K 6 in the place of attachment E 13 is provided with a groove 16 of the R-shaped profile, the straight line which is formed to the axis of the piston 2 and interacts with the end section E 13, which ensures their interaction. 1 hp f-ly, 2 ill. i (L j; SP 00 4 tib rd rig. 1

Description

Изобретение относитс к гидромашиностроению , в,частности к погружным насосам поршневого типа с перекатывающейс диафрагмой, предназначено преимущественно дл ветронасосных установок и может быть использовано в различных отрасл х промышленности дл откачивани из скважин нев зких жидкостей.The invention relates to hydraulic engineering, in particular to piston type submersible pumps with a rolling diaphragm, intended primarily for wind-driven installations and can be used in various industries to pump out non-viscous fluids from wells.

Цель изобретени - повышение эксплуатационной надежности при высоких частотах двойных ходов поршн , а именно до 300 в минуту.The purpose of the invention is to increase operational reliability at high frequencies of double strokes of the piston, namely up to 300 per minute.

На фиг. 1 схематично представлен погружающий насос, продольный разрез; на фиг. 2 узел I на фиг. 1.FIG. 1 schematically shows a plunging pump, a longitudinal section; in fig. 2, node I in FIG. one.

Погружной насос содержит корпус 1, ус- тановленный в корпусе 1 с кольцевым зазором полый поршень 2, св занный с приводом (не показан) через подвижную штангу 3, размешенную между корпусом 1 и полым поршнем 2 в кольцевом зазоре и св занную с ними эластичную перекатывающуюс диафрагму 4, установленный со стороны нижнего торца полого порщн 2 нагнетательный клапан 5, вл ющийс продолжением полого поршн и снабженный выполненными в его корпусе 6 центральным 7 и периферийными 8 отверсти ми, а также св занные с корпусом 1 насоса подающие трубы 9 и всасываюший клапан 10. Корпуса 6 и 11 соответственно нагнетательного 5 и всасывающего 10 клапанов св заны между собой пружиной 12 раст жени . Корпус 6 нагнетательного клапана 5 дополнительно снабжен закрепленным в его центральной части эластичным кольцевым запорным элементом 13, установленным с возможностью перекрыти периферийных отверстий 8, а отношение площадей попереч- ных сечений периферийных отверстий 8 корпуса 6 нагнетательного клапана 5 и кольцевого зазора между корпусом 1 насоса и его полым поршнем 2 равно 0,05-0,16.The submersible pump comprises a housing 1, a hollow piston 2 installed in the housing 1 with an annular gap, connected to a drive (not shown) through a movable rod 3, spaced between the housing 1 and the hollow piston 2 in the annular clearance and connected with it an elastic rolling ring. diaphragm 4, installed on the side of the lower end of the hollow space 2, discharge valve 5, which is a continuation of the hollow piston and equipped with central 7 and peripheral 8 holes made in its housing 6, as well as feed pipes 9 and all connected to the pump housing 1 yvayushy valve 10. Covers 6 and 11, respectively discharge 5 and the suction valves 10 are interconnected by a spring 12 stretching. The casing 6 of the discharge valve 5 is additionally provided with an elastic annular locking element 13 fixed in its central part, mounted to block the peripheral holes 8, and the ratio of cross-sectional areas of the peripheral holes 8 of the casing 6 of the discharge valve 5 and the annular gap between the pump casing 1 and its hollow piston 2 is 0.05-0.16.

Уплотнительные поверхности корпуса 6 нагнетательного клапана 5 в месте располо- жени периферийных отверстий 8 и дополнительного эластичного кольцевого запорного элемента 13 выполнены коническими, поверхность дополнительного эластичного кольцевого запорного элемента 13, противополож- на уплотнительной, выполнена криволинейной с утолшенным периферийным 14 и R-об- разным концевым 15 участками, при этом центральна часть корпуса 6 нагнетательного клапана 5 в месте креплени дополнительного эластичного кольцевого запорного элемента 13 снабжена канавкой 16 R-образ- ного профил , пр ма образующа которой обращена к оси полого поршн 2 и выполнена с возможностью взаимодействи с концевым 15 R-образным участком эластичного кольцевого запорного элемента 13 (фиг. 2)The sealing surfaces of the housing 6 of the discharge valve 5 at the location of the peripheral orifices 8 and the additional elastic annular locking element 13 are made conical, the surface of the additional elastic annular locking element 13 opposite to the sealing one, is curved with thickened peripheral 14 and R-shaped 15 end sections, with the central part of the housing 6 of the discharge valve 5 at the point of attachment of the additional elastic ring closure element 13 bzhena groove 16 The samples R-Nogo profile, a straight generatrix which faces the axis of the hollow piston 2 and is adapted to cooperate with the terminal 15, R-shaped portion of the elastic annular locking element 13 (FIG. 2)

Перекатывающа с диафрагма 4 состоит из двух слоев: внутреннего в виде высокоэластичной тонкостенной трубки, и наруж0The rolling diaphragm 4 consists of two layers: the inner one in the form of a highly elastic thin-walled tube, and the outer

5 5 30 5 5 30

40 50 40 50

ного в виде сетчатой трубки с ромбовидными чейками (не показаны). Погружной насос снабжен всасывающим патрубком 17, на котором установлен всасывающий клапан 10.leg in the form of a mesh tube with diamond-shaped cells (not shown). The submersible pump is equipped with a suction pipe 17, on which the suction valve 10 is installed.

Погружной насос работает следующим образом.Submersible pump works as follows.

Вращение ветроколеса ветронасосной установки через коленный участок приводного вала (не показаны) вызывает возвратно-поступательное движение штанги 3 и вместе с ней полого поршн 2 насоса.The rotation of the wind turbine wind-driven installation through the knee section of the drive shaft (not shown) causes the reciprocating movement of the rod 3 and with it the hollow piston 2 of the pump.

При ходе полого поршн 2 вниз, который осуществл етс от действи пружины 12- раст жени , запорный элемент (не обозначен ) всасывающего клапана 10 закрыт, а дополнительный эластичный кольцевой запорный элемент 13 своей конической уплотнительной поверхностью прижат к конической уплотнительной поверхности корпуса 6 нагнетательного клапана 8, перекрыва его периферийные отверсти 8. Жидкость из полости всасывающего патрубка 17, открыва запорный элемент (не обозначен) нагнетательного клапана 5, направл етс через полый поршень 2 в полость подающих труб 9. При этом в кольцевом зазоре между корпусом 1 насоса и полым поршнем 2 создаетс разрежение, и небольшое количество перекачиваемой жидкости из полости всасывающего патрубка 17 через микрозазоры может дросселироватьс в упом нутый кольцевой зазор. Эластична перекатывающа с диафрагма 4, перекатыва сь по цилиндрическим поверхност м полого поршн 2 и корпуса 1 насоса, постепенно переходит с внешней поверхности полого поршн 2 на внутреннюю поверхность корпуса 1. В полости подъемных труб 9 создаетс давление жидкости большее, чем в кольцевом зазоре, между корпусом и полым поршнем. Перепад давлений в полост х подъемных труб и кольцевого зазора предотвращает слипание внутренних (наход щихс на поверхности naio- го порщн 2) и внешних (наход шихс на поверхности корпуса 1 насоса) стенок эластичной перекатывающейс диафрагмы 4.During the passage of the hollow piston 2 downwards, which is carried out by the action of the spring 12 - stretching, the locking element (not marked) of the suction valve 10 is closed, and the additional elastic annular locking element 13 with its conical sealing surface is pressed against the conical sealing surface of the housing 6 of the discharge valve 8 , blocking its peripheral holes 8. Liquid from the cavity of the suction pipe 17, opening the shut-off element (not marked) of the discharge valve 5, is directed through the hollow piston 2 into the cavity along supply pipes 9. In this case, a vacuum is created in the annular gap between the pump casing 1 and the hollow piston 2, and a small amount of pumped liquid from the cavity of the suction pipe 17 can be throttled into the annular gap through the micro gaps. The elastic rolling diaphragm 4, rolling over the cylindrical surfaces of the hollow piston 2 and the pump housing 1, gradually passes from the outer surface of the hollow piston 2 to the inner surface of the housing 1. In the cavity of the lifting pipes 9, a fluid pressure is created greater than in the annular gap, between body and hollow piston. Differential pressure in the cavity of the lifting pipes and the annular gap prevents the internal (located on the surface of the hydraulic chamber 2) and external (located on the surface of the pump housing 1) walls of the elastic rolling diaphragm 4 from sticking together.

При ходе полого поршн 2 вверх, который осуществл етс за счет энергии ветроколеса , запорный элемент (не показан) нагнетательного клапана 5 закрыт. Полый поршень 2 поднимает столб жидкости, наход щейс в подъемных трубах 9. Во всасывающем патрубке 17 создаетс разрежение и запорный элемент всасывающего клапана 10 открываетс , пропуска жидкость из во- досточника (скважины) в полость всасывающего патрубка 17. Эластична перекатывающа с диафрагма 4 при этом, постепенно перекатыва сь по стенкам корпуса 1 насоса и его полого порщн 2, переходит с внутренней поверхности корпуса 1 насоса на внешнюю поверхность полого поршн 2. Слипание между собой стенок эластичной перекатывающейс диафрагмы исключено благодар During the course of the hollow piston 2 upwards, which is carried out due to the energy of the wind wheel, the shut-off element (not shown) of the discharge valve 5 is closed. The hollow piston 2 lifts a column of fluid in the riser tube 9. A vacuum is created in the suction port 17 and the intake valve block 10 opens, letting fluid flow from the water inlet (well) into the cavity of the suction pipe 17. In this case, the flexible rolling diaphragm 4 , gradually rolling along the walls of the pump housing 1 and its hollow surface 2, passes from the inner surface of the pump housing 1 to the outer surface of the hollow piston 2. Sticking together between the walls of an elastic rolling diaphragm we excluded thanks

повышению давлени столба поднимаемой жидкости в полости подающих труб 9 над давлением в полости кольцевого зазора между корпусом насоса и его полым поршнем, при этом дросселированна при ходе полого поршн 2 вверх в полость кольцевого зазора Жидкость легко отжимает периферийный участок 14 дополнительного эластичного кольцевого запорного элемента 13 от конической уплотнительной поверхности корпуса 6 нагнетательного клапана 2, открыва периферийные отверсти 8, через которые жидкость попадает обратно в полость всасывающего патрубка 17. Надежный отжим периферийного участка дополнительного эластичного кольцевого запорного элемента 13 от уплотнительной поверхности корпуса 6 нагнетательного клапана 5 с периферийными отверсти ми 8 обеспечиваетс наличием взаимодействующих между собой концевого R-образного участка 15 эластичного кольце- вого запорного элемента 13 и канавкой 16 R-образного профил в центральной части корпуса нагнетательного клапана.increasing the pressure of the raised liquid column in the cavity of the supply pipes 9 above the pressure in the cavity of the annular gap between the pump casing and its hollow piston, while being throttled during the hollow piston 2 up into the annular gap cavity, the liquid easily pushes the peripheral section 14 of the additional elastic annular locking element 13 the conical sealing surface of the housing 6 of the discharge valve 2, opening the peripheral holes 8, through which the fluid flows back into the cavity of the suction nozzle 17 Reliable pressing of the peripheral section of the additional elastic annular locking element 13 from the sealing surface of the housing 6 of the discharge valve 5 with the peripheral orifices 8 is ensured by the presence of end R-shaped section 15 of the elastic annular locking element 13 and the groove 16 of the R-shaped profile central part of the pressure valve body.

Claims

1. Submersible pump mainly for wind-driven installations, comprising a housing, a hollow piston mounted in an annular gap housing connected to a drive through a movable rod positioned between the housing and a hollow piston, and an elastic rolling diaphragm mounted to them from the side the lower end of the hollow piston pressure valve, which is a continuation

,

five

0

a piston and provided with central and peripheral openings made in its casing, as well as feed pipes and suction valve connected to the pump casing, and the casing of the suction and discharge valves are interconnected by a spring of tension, so as to increase operational reliability at high frequencies of double strokes of the piston, the pressure valve body is additionally suubzhen fixed in its central part with an atastic ring locking element installed with Strongly overlap the peripheral holes, while the ratio of cross-sectional areas of peripheral holes housing the discharge valve and the annular gap between the pump housing and the hollow piston is equal to 0,05-0,16.

2. A pump according to claim 1, characterized in that the sealing surfaces of the body of the discharge valve at the location of the peripheral orifices and the elastic annular locking element are conical, and the surface of the elastic annular locking element opposite to the sealing one is curved with a thickened peripheral and R-shaped end plots, while the central part of the pressure valve body at the point of attachment of the elastic annular locking element is provided with an R-shaped groove l, a straight generatrix which faces the axis of the hollow piston and is adapted to cooperate with the R-shaped end portion of the elastic annular locking element.

6

Gz

P 75 7

srig.2