Компоновка винтового героторного насоса

 

Полезная модель относится к буровой технике, а именно к героторным эксцентричным винтовым насосам объемного типа, способных перекачивать газожидкостные смеси широкого спектра вязкости. Задача полезной модели - снижение себестоимости и трудозатрат связанных с изготовлением, монтажом и обслуживанием винтовых героторных насосов за счет того, что применяемые крепежные устройства содержат фланцевые узлы съемно-поворотной конструкции, которые закрепляются без использования сварки, клеевого соединения или посадки с натягом и позволяют осуществить разворот последовательно расположенных основных узлов, таких как нагнетательный фланец, насосная секция, корпус-отвод, шпиндель вокруг продольной оси насоса на любой необходимый угол в пределах рабочего диапазона. Поставленная задача решается за счет того, что в известной компоновке винтового героторного насоса, состоящей из последовательно расположенных основных узлов, таких как нагнетательный фланец, винтовая насосная секция, корпус-отвод, шпиндель, соединенных между собой с помощью крепежных устройств, содержащих фланцевые узлы, отличающуюся тем, что каждое крепежное устройство содержит не менее одного фланцевого узла выполненного в виде съемно-поворотной конструкции, позволяющего осуществить разворот последовательно расположенных основных узлов вокруг продольной оси насоса на любой необходимый угол в пределах рабочего диапазона. 4 илл.

Известны конструкции, винтовых героторных насосов, состоящих из последовательно расположенных основных узлов, таких как нагнетательный фланец, винтовая насосная секция, корпус-отвод, шпиндель, соединенных между собой с помощью крепежных фланцев, болтов (шпилек), шайб и гаек.

В конструкции винтовой насосной установки, выбранной в качестве аналога, последовательно расположенные шпиндель, корпус-отвод, насосная секция секции и нагнетательный фланец крепятся между собой с помощью крепежных устройств, содержащих жестко закрепленные фланцы, болты (шпильки), шайбы и гайки. [Рекламный проспект «SINGLE SCREW PUMPS» с.14-15].

Статор насосной секции не имеет крепежных фланцев, но закрепляется с помощью шпилек, шайб и гаек между корпусом отводом и нагнетательным фланцем. Нередко, при монтаже насосной установки для подключения трубопроводной магистрали требуется изменить положение всасывающего фланца. Для изменения положения всасывающего фланца, выполненного на корпусе-отводе, например, с вертикального положения на горизонтальное, требуется повернуть корпус-отвод вокруг продольной оси установки. Операция поворота корпуса-отвода с целью изменения положения всасывающего фланца, является трудоемкой, т.к. требуется значительная разборка установки.

В конструкции прототипа компоновки винтового героторного насоса, последовательно расположенные шпиндель, корпус-отвод, насосная секция и нагнетательный фланец оснащены крепежными устройствами, содержащими жестко закрепленные фланцевые узлы, болты (шпильки) гайки и шайбы. [Рекламный проспект «SINGLE SCREW PUMPS» с.17].

В данном случае изменение положения всасывающего фланца не требует значительной разборки установки. Достаточно разъединить болтовые

соединения, которыми крепится корпус-отвод к статору насосной секции и корпусу шпинделя, а затем осуществить поворот корпуса-отвода и выполненного на нем всасывающего фланца вокруг продольной оси установки.

Недостатком в данном случае является сложность обеспечения надежного закрепления фланцев на концах статора насосной секции. Крепление фланцев к статору насосной секции с помощью сварки недопустимо, т.к. может вызвать термическое повреждение и разрушение эластомера. Для клеевого соединение или посадки с натягом следует обеспечить строгое соблюдение технологии и точность размеров сопрягаемых деталей в диапазоне 7-8 квалитета.

Общим недостатком, характерным для конструкций аналога и прототипа является возможность только дискретного изменения положения всасывающего фланца. Изменение положения всасывающего фланца в пределах рабочего диапазона производится путем разворота корпуса-отвода на дискретный угол, зависящий от количества отверстий в крепежных фланцах узлов установки. Например, если крепежные фланцы имеют 4 отверстия для размещения шпилек (болтов) то дискретный угол поворота одной корпусной детали относительно другой будет равен 90°. Если крепежные фланцы имеют 6 отверстий для размещения шпилек (болтов), то дискретный угол поворота одной корпусной детали относительно другой будет равен 60°.

Задача полезной модели - снижение себестоимости и трудозатрат связанных с изготовлением, монтажом и обслуживанием винтовых героторных насосов за счет того, что применяемые в компоновке крепежные устройства в совокупности со всеми признаками компоновки позволяют осуществить разворот последовательно расположенных основных узлов, таких как нагнетательный фланец, насосная секция, корпус-отвод, шпиндель вокруг продольной оси насоса на любой необходимый угол в пределах рабочего диапазона.

Поставленная задача решается за счет того, что в компоновке винтового героторного насоса, состоящего из последовательно расположенных основных узлов, таких как нагнетательный фланец, винтовая насосная секция, корпус-отвод, шпиндель, соединенных между собой с помощью крепежных устройств, содержащих фланцевые узлы, согласно полезной модели, каждое крепежное устройство содержит не менее одного фланцевого узла выполненного в виде съемно-поворотной конструкции, с возможностью разворота последовательно расположенных основных узлов вокруг продольной оси насоса на любой необходимый угол в пределах рабочего диапазона.

На фиг.1 представлена компоновка винтового героторного насоса. На фиг.2 варианты конструкции крепежных устройств для крепления последовательно расположенных основных узлов с использованием фланцевого узла, выполненного в виде съемно-поворотной конструкции. На фиг.3 конструкция фланцевого узла, выполненного в виде съемно-поворотной конструкции.

Компоновка винтового героторного насоса (фиг.1) включает винтовую насосную секцию 1, состоящую из ротора 2 и статора 3, торсионный или шарнирный вал 4, корпус-отвод 5 с закрепленным всасывающим фланцем 6, нагнетательный фланец 7, шпиндель 8 с валом 9, привод 10, крепежные устройства 11, 12, 13, в которых используются шпильки (болты) 14, гайки 15, шайбы 16 и фланцевые узлы 17, выполненные в виде съемно-поворотной конструкции (фиг.3), состоящие из фланцев 18 и полуколец 19.

Компоновка винтового героторного насоса работает следующим образом. Вращение выходного вала привода 10, например, мотор-редуктора передается на вал 9 шпинделя 8, затем через торсионный или шарнирный вал 4 - на ротор 2 насосной секции 1. Перекачиваемая среда поступает в насос через всасывающий фланец 6, расположенный на корпусе-отводе 5. Ротор 2, обкатываясь, по зубьям статора 3 насосной секции 1 совершает в нем

сложное вращательное движение. При этом винтовые поверхности ротора 2 и статора 3 образуют изолированные камеры, в которых перекачиваемая среда, перемещается в осевом направлении от входа насосной секции 1 к выходу. На выходном конце насосной секции 1 установлен нагнетательный фланец 7, который, как и всасывающий фланец 6 предназначен для подсоединения трубопроводной рабочей магистрали (на фиг.1 не показана). Таким образом, при каждом обороте ротора 2 некоторое количество перекачиваемой среды поступает в рабочую трубопроводную магистраль.

На фиг.2 представлены конструкции крепежных устройств 11, 12, 13, предназначенных для соединение последовательно расположенных основных узлов, таких как нагнетательный фланец 7, насосная секция 1, корпус-отвод 5 и шпиндель 8.

На фиг.2, а представлена конструкция крепежного устройства 11, в котором крепление нагнетательного фланца 7 и статора 3 насосной секции 1 осуществляется с помощью шпилек (болтов) 14, гаек 15 и шайб 16, стягивающих фланцевый узел 17, выполненный в виде съемно-поворотной конструкции и установленный на статоре 3 насосной секции 1 и жестко закрепленный фланец на детали 7.

На фиг.2б крепление статора 3 насосной секции 1 и корпуса-отвода 5 оснащенных фланцевыми узлами 17, выполненных в виде съемно-поворотной конструкции, осуществляется с помощью шпилек (болтов) 14, гаек 15 и шайб 16.

На фиг.2 в крепление корпуса-отвода 5, и шпинделя 8 осуществляется с помощью болтов 14 с шайбами 16, которые стягивают фланцевый узел 17, выполненный в виде съемно-поворотной конструкции, ввинчиваясь в резьбовые отверстия, выполненные на торце шпинделя 8.

При монтаже винтового героторного насоса, при необходимости изменения положения всасывающего фланца 6, выполненного на корпусе-отводе 5, например, с вертикального на горизонтальное или наклонное положение, достаточно ослабить затяжку резьбовых соединений в

крепежных устройствах 12, 13, закрепляющих корпус-отвод 5 и повернуть его вокруг продольной оси насоса на любой требуемый угол в пределах рабочего диапазона °.

В случае необходимости, аналогично, совершается и разворот нагнетательного фланца 7 вокруг продольной оси насоса, необходимый для совмещения периферийных крепежных отверстий с фланцем трубопроводной магистрали.

Фланцевый узел 17, выполненный в виде съемно-поворотный конструкции, (фиг.3, а, б) состоит из фланца 18 и полуколец 19, которые устанавливаются на детали С, являющейся, например, статором 3 насосной секции 1 или корпусом-отводом 5. На детали С, имеющей наружный диаметр D1, выполнен посадочный диаметр D, предназначенный для центрирования с ответной деталью, и кольцевая проточка с размерами D2, В1.

Фланец 18 имеет центральное отверстие, соответствующее наружному диаметру D1 детали С, концентрическую проточку с размерами D3, В1 и периферийные отверстия D4, предназначенные для размещения резьбовых крепежных элементов (шпилек или болтов). Полукольца 19 имеют размеры D2, D3, В1 соответствующие размерам проточек выполненных на детали С и фланце 18. Сборка происходит следующим образом. Полукольца 19 устанавливаются в кольцевую проточку на детали С и фиксируются от выпадения с помощью концентрической проточки выполненной на фланце 18. Таким образом полукольца выполняют роль буртика не позволяющего фланцу 18 смещаться в осевом направлении в сторону посадочного диаметра D.

Для обеспечения надежной работы узла выбираются материалы и размеры деталей, а также количество используемых шпилек (болтов), исходя из условий прочности:

iao<o

где iao - максимальные напряжения возникающие в детали; o - предел текучести материала детали.

Для снижения затрат связанных с изготовлением, а также для облегчения сборки фланцевого узла съемно-поворотной конструкции достаточно обеспечить предельные отклонения размеров деталей в сопряжениях D1, D2, D3, В1 соответствующие посадке с зазором, например H14/d14. Предельные отклонения размеров деталей в сопряжении D выбираются в зависимости от требований соосности предъявляемых к изделию.

Примененные в прототипе крепежные устройства, содержащие жестко закрепленные фланцевые узлы, позволяют осуществить лишь дискретный разворот основных узлов вокруг продольной оси насоса в пределах рабочего диапазона, зависящий от количества периферийных отверстий во фланцах. На практике, чаще всего встречаются ситуации когда винтовой героторный насос необходимо монтировать уже в существующую трубопроводную магистраль и дискретный разворот корпуса отвода не обеспечивает положения всасывающего фланца, необходимого для стыковки с трубопроводной магистралью. В этом случае требуется привлечение обслуживающего персонала и специалистов для подгонки, путем сварки и/или изгиба труб магистрали. На это затрачивается до 3 дней.

Таким образом, применение компоновки, состоящей из основных узлов, таких как нагнетательный фланец, винтовая насосная секция, корпус-отвод, шпиндель, соединенных между собой с помощью крепежных устройств, содержащих фланцевые узлы съемно-поворотной конструкции, позволяет снизить затраты на изготовление, а также облегчить сборку за счет того, что отклонение основных размеров деталей в сопряжениях данного узла соответствуют посадке с зазором, например H14/d14. Кроме того, снизить затраты на монтаж и облуживание за счет возможности разворота основных узлов вокруг продольной оси насоса, на любой угол в пределах рабочего диапазона °.

Компоновка винтового героторного насоса, состоящая из последовательно расположенных основных узлов, таких как нагнетательный фланец, винтовая насосная секция, корпус-отвод, шпиндель, соединенных между собой с помощью крепежных устройств, содержащих фланцевые узлы, отличающаяся тем, что каждое крепежное устройство содержит не менее одного фланцевого узла, выполненного в виде съемно-поворотной конструкции, с возможностью разворота последовательно расположенных основных узлов вокруг продольной оси насоса на любой необходимый угол в пределах рабочего диапазона.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к героторным эксцентричным винтовым насосам объемного типа, предназначенным для перекачки газожидкостных смесей широкого спектра вязкости

Компоновка вертикального винтового героторного насоса (погружного, скважинного или глубинного) относится к насосной технике, а именно к героторным эксцентричным винтовым насосам объемного типа, способным перекачивать газожидкостные смеси широкого спектра вязкости.
Наверх