Роторные насосы

Клапаны

Сальники

Плунжеры

Поршни

Клапанная коробка

Клапанная коробка относится к гидравлической части насоса. В ней размещены рабочие камеры насоса и клапаны; ее также называют цилин­дром насоса. Большей частью клапанную коробку выполняют отдельно от станины. В многоцилиндровых насосах клапанные коробки изготавливают отдельно друг от друга или в общем блоке.

В зависимости от рабочего давления, температуры и коррозионных свойств перекачиваемой жидкости клапанные коробки изготавливают литыми из чугуна или стали (углеродистой, нержавеющей). Для высоких давлений клапанные коробки выполняют коваными, например, у насосов для гидроразрыва пласта (на 50–70 MПa).

У насосов, перекачивающих загрязненные жидкости (содержащие песок), как, например, буровых или промывочных, рабочая поверхность клапанной коробки (цилиндра), по которой перемещается поршень, быстро изнашивается. Поэтому для таких насосов применяют сменные цилиндро­вые втулки, внутренняя поверхность которых обрабатывается по высокому классу точности и подвергается термохимической обработке для увеличе­ния износостойкости. У насосов, перекачивающих щелочные и химически разъедающие жидкости, рабочие поверхности защищают специальными облицовками.

Поршни изготавливают из чугуна, а для высоких давлений – из стали. Для уплотнения поршня в цилиндре используют кожу, резину, металл и другие предметы. Кожа и резина хорошо работают при перекачке холодных загрязненных жидкостей. Так, у насосов, перекачивающих под значительным давлением жидкость, содержащую абразивные частицы (песок), поршни снабжают резиновыми самоуплотняющимися манжетами (рис. 3).

Рис. 3. Поршень с резиновыми самоуплотняющимися манжетами:

1 – резина; 2 – сердечник

Иногда манжеты закрепляют на металлическом корпусе, и они являют­ся сменными; в других конструкциях резиновые манжеты вулканизируют, соединяя с сердечником, и при износе заменяют весь поршень. Поршни насосов, перекачивающих нефтепродукты, снабжают чугунными пружиня­щими уплотняющими кольцами (рис. 4).

Рис. 4. Поршень с пружинящими кольцами:

1 – корпус; 2 – крышка; 3 – уплотнительные кольца; 4 – дистанционное кольцо;

5 – гайка; 6 – шток

Рис. 5. Плунжеры: а – закрытого типа; б – открытого типа

Плунжеры изготавливают из чугуна или стали. Плунжеры небольшого диаметра делают сплошными, а плунжеры диаметром более 100 мм – в виде полого стакана. В насосе плунжер передвигается в короткой втулке и в на­бивке уплотняющего сальника.

Справочник мастера по добыче нефти, газа и конденсата

Сальники устанавливают в месте прохода штока или плунжера через стенку цилиндра для предотвращения утечки жидкости. Фонарь сальника выполняют в виде кольца с радиальными отверстиями для подачи и отвода смазывающей жидкости.

Нормального уплотнения можно достигнуть только при аккуратно уло­женной и затянутой набивке. Шток должен быть ровным и с очень гладкой поверхностью. Сальник требует большого внимания при работе насоса, так как он может оказаться источником потерь перекачиваемой жидкости и за­грязнения помещения насосной, а также причиной пожаров при перекачке легковоспламеняющейся жидкости.

Для набивки сальника применяют асбестовый шнур, кожаные или резиновые манжеты, металлические кольца – в зависимости от рода пере­качиваемой жидкости, ее температуры и давления.

Клапаны предназначены для периодического разобщения рабочей камеры насоса от пространства всасывания и нагнетания, при этом обе­спечивается движение жидкости в одном определенном направлении.

Клапан – один из важнейших узлов, дефекты в работе которого сильно отражаются на подаче и надежности работы насоса.

Клапаны, устанавливаемые на всасывающей и нагнетательной частях насоса, обычно выполняются одинаковыми. По принципу действия они подраз­деляются на самодействующие (автоматические) и принудительного действия. Самодействующие клапаны открываются посредством давления жидкости на их нижнюю поверхность, а закрываются под действием собственного веса или совместного действия веса и давления пружины. Клапаны принудительного действия приводятся в движение от вала насоса через передаточный механизм. Самодействующие клапаны в зависимости от рода движения подразделяются на подъемные и откидные, или шарнирные. Подъемные клапаны, в свою оче­редь, выполняются тарельчатыми (рис. 6), кольцевыми и шаровыми.

Рис. 6. Тарельчатый клапан:

1 – тарелка; 2 – седло; 3 – резиновое уплотняющее кольцо; 4 – нажимная шайба; 5 – замковая шайба; 6 – втулка; 7 – пружина

Применение клапанов того или иного типа зависит главным образом от рода перекачиваемой жидкости и числа ходов поршня.

Наибольшее распространение в нефтяной промышленности получили насосы, снабженные тарельчатыми и шаровыми клапанами, причем по­следние применяют преимущественно в скважинных насосах.

Технические характеристики роторных насосов

Роторными насосами называются гидравлические машины, работаю­щие, как и поршневые насосы, по принципу вытеснения жидкости.

В роторных насосах отделение напорной линии от всасывающей про­исходит путем одновременного замыкания трех основных частей насоса: статора (неподвижной части), ротора и замыкателей (или вытеснителей). При этом вытеснителями могут быть шестерни, винты, поршеньки, пластин­ки, которые, вращаясь вместе с валом или ротором, вытесняют жидкость, поступающую в насос, в нагнетательную линию. Роторные насосы не нуж­даются в клапанах.

Благодаря поочередному и непрерывному следованию одного вы­теснителя за другим подача роторного насоса отличается большой равно­мерностью. К основным преимуществам роторных насосов, кроме того, относятся сравнительно небольшие габариты и вес, простота конструкции и изготовления, способность работать при большом числе оборотов, благо­даря чему возможно непосредственное соединение с электродвигателем, малая зависимость давления от подачи. Эти насосы находят применение в основном для перекачки вязких жидкостей и используются в качестве масляных, топливных, перекачивающих насосов и насосов для различных систем управления и автоматики.

По виду вытеснителей роторные насосы могут быть:

– шестеренными;

– винтовыми;

– пластинчатыми;

– дозировочными;

– динамическими;

– центробежными.

Дата добавления: 2017-01-14