RU2599143C2 - Axial support of drive shaft - Google Patents
Axial support of drive shaft Download PDFInfo
- Publication number
- RU2599143C2 RU2599143C2 RU2014113369/11A RU2014113369A RU2599143C2 RU 2599143 C2 RU2599143 C2 RU 2599143C2 RU 2014113369/11 A RU2014113369/11 A RU 2014113369/11A RU 2014113369 A RU2014113369 A RU 2014113369A RU 2599143 C2 RU2599143 C2 RU 2599143C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- support
- axial
- stator
- chamber
- pseudo
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Support Of The Bearing (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
- Braking Arrangements (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к опорным устройствам вала, а именно к опорным устройствам с подвижными элементами, поддерживаемым подушкой из текучей среды, а именно гидростатической подушкой, и предназначено для восприятия нагрузки опорных валов погружных скважинных насосов различных типов с приводом от погружного электродвигателя.The invention relates to shaft support devices, namely, support devices with movable elements supported by a fluid cushion, namely a hydrostatic cushion, and is designed to absorb the load of the support shafts of submersible borehole pumps of various types driven by a submersible motor.
Изобретение может быть использовано в нефтедобывающих и других отраслях промышленности и сельскохозяйственной деятельности во вращающихся агрегатах, применяемых в условиях стесненных диаметральных габаритов.The invention can be used in oil and other industries and agricultural activities in rotating units used in conditions of constrained diametrical dimensions.
Уровень техникиState of the art
Известна гидростатическая опора, предназначенная для поддержания с высокой точностью определенного положения вертикальных медленно вращающихся валов механизмов и обеспечения минимального трения в опорах, которая содержит верхний и нижний диски с опорными поверхностями и с цилиндрическими выемками в центральной части, образующими камеру для подачи опорной жидкости (масла), являющейся одновременно смазкой, при этом нижний диск жестко закреплен на неподвижном основании, а верхний смонтирован с возможностью вертикального перемещения и вращения с сохранением параллельности опорных поверхностей опоры, опорные поверхности дисков в радиальном направлении выполнены волнообразными синусоидального профиля с переменными амплитудой и частотой, увеличивающимися от центра дисков к периферии, и одинаковой формой волн в радиальных сечениях (Патент RU №2064613 C1, МПК F16C 32/06, опубликовано 27.07.1996).Known hydrostatic support, designed to maintain with high accuracy the specific position of the vertical slowly rotating shafts of the mechanisms and to ensure minimal friction in the bearings, which contains the upper and lower disks with bearing surfaces and with cylindrical recesses in the Central part, forming a chamber for supplying support fluid (oil) , which is simultaneously a lubricant, while the lower disk is rigidly fixed to a fixed base, and the upper one is mounted with the possibility of vertical movement and rotation while maintaining parallel support surfaces of the support, the supporting surfaces of the disks in the radial direction are made in the form of a sinusoidal waveform with variable amplitude and frequency, increasing from the center of the disks to the periphery, and the same waveform in radial sections (Patent RU No. 2064613 C1, IPC F16C 32/06 , published on July 27, 1996).
Признаки известного устройства, совпадающие с признаками заявленного технического решения, заключаются в наличии верхнего и нижнего дисков с опорными поверхностями, а также камеры с опорной жидкостью, при этом нижний диск жестко закреплен на неподвижном основании, а верхний смонтирован с возможностью вертикального перемещения и вращения с сохранением параллельности опорных поверхностей опоры.Signs of the known device that match the features of the claimed technical solution are the presence of an upper and lower disks with abutment surfaces, as well as a chamber with abutment fluid, while the lower disk is rigidly mounted on a fixed base, and the upper one is mounted with the possibility of vertical movement and rotation while maintaining parallelism of the supporting surfaces of the support.
Причина, препятствующая получению технического результата, который обеспечивается заявленным техническим решением, заключается в необходимости подачи опорной жидкости в камеру под давлением от внешнего источника, а также в том, что опорная жидкость одновременно является смазкой.The reason that prevents obtaining a technical result, which is provided by the claimed technical solution, is the necessity of supplying the support fluid to the chamber under pressure from an external source, as well as the fact that the support fluid is also a lubricant.
Наиболее близким аналогом (прототипом) является аксиальная опора ведущего вала, содержащая статор (цилиндрический корпус с головкой), опорный вал со шлицами на концах, установленный в статоре с возможностью вращения, а также как минимум два разнесенных по длине опорного вала упорных аксиальных модуля, каждый из которых содержит упорный узел трения (нажимную и опорную обойму, между которыми установлены упорные подшипники) и демпферы. В нажимных и опорных обоймах со стороны поверхностей, обращенных к кольцам подшипников, выполнены кольцевые углубления, в которых размещены демпферы. При этом демпфер выполнен в форме кольца из проволочного проницаемого материала, представляющего собой определенным образом ориентированную проволочную спираль, которая в результате холодного прессования образует проницаемую во всех направлениях открытую пористую систему, обеспечивающую требуемую механическую прочность и упругость, гидравлическую проницаемость для масла и хорошую теплопроводность для отвода от зоны контакта с кольцом подшипника тепла, (представлен в описании изобретения по патенту RU №2375604 C1, МПК F04C 2/107, F04C 15/00, опубликовано 10.12.2009).The closest analogue (prototype) is the axial support of the drive shaft, containing a stator (cylindrical body with a head), a support shaft with splines at the ends, mounted in the stator with the possibility of rotation, as well as at least two axial axial modules spaced along the length of the support shaft, each of which contains a frictional thrust unit (pressure and bearing cage, between which thrust bearings are installed) and dampers. In the pressure and support cages on the side of the surfaces facing the bearing rings, annular recesses are made in which dampers are placed. In this case, the damper is made in the form of a ring of wire permeable material, which is in a certain way oriented wire spiral, which, as a result of cold pressing, forms an open porous system that is permeable in all directions, providing the required mechanical strength and elasticity, hydraulic permeability for oil and good thermal conductivity for removal from the contact zone with the heat bearing ring, (presented in the description of the invention according to patent RU No. 2375604 C1, IPC
Признаки известного устройства, совпадающие с признаками заявленного технического решения, заключаются в том, что опора содержит статор, опорный вал, установленный в статоре с возможностью вращения, а также как минимум два разнесенных по длине опорного вала упорных аксиальных модуля, каждый из которых содержит упорный узел трения и демпфер.Signs of the known device that match the features of the claimed technical solution are that the support contains a stator, a support shaft mounted rotatably in the stator, and at least two axial axial modules spaced along the length of the support shaft, each of which contains a stop assembly friction and damper.
Причина, препятствующая получению технического результата, который обеспечивается заявленным техническим решениям, заключается в выполнении демпфера каждого упорного аксиального модуля в виде определенным образом ориентированной проволочной спирали, что обусловливает кинематическую независимость друг от друга демпферов разных упорных аксиальных модулей. Такая кинематическая независимость демпферов является причиной того, что между упорными аксиальными модулями не происходит самовыравнивание нагрузок, вследствие чего необходимая равномерность распределения нагрузок определяется исключительно идентичностью механических параметров демпферов, что в свою очередь обусловливает высокие требования к точности их изготовления и удорожание конструкции опоры.The reason that prevents the obtaining of a technical result, which is provided by the claimed technical solutions, lies in the damper of each axial axial thrust module in the form of a specific way oriented wire spiral, which determines the kinematic independence of the dampers of different axial axial thrust modules from each other. Such kinematic independence of dampers is the reason that self-equalization of loads does not occur between axial axial modules, as a result of which the necessary uniformity of load distribution is determined solely by the identical mechanical parameters of dampers, which in turn leads to high demands on the accuracy of their manufacture and the cost of the support structure.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в упрощении конструкции опоры и повышении ее нагрузочной способности в условиях стесненных диаметральных габаритов.The problem to which the claimed technical solution is directed is to simplify the design of the support and increase its load capacity in the conditions of constrained diametrical dimensions.
Технический результат, опосредствующий решение указанной задачи, заключается в самовыравнивании нагрузок между упорными аксиальными модулями опоры за счет использования в одном объеме наряду с основной гидравлической средой (маслом) дополнительной гидравлической среды (псевдожидкости) при выполнении ими одновременно различных функций.The technical result, which mediates the solution of this problem, consists in self-balancing the loads between the axial axial support modules due to the use in the same volume, along with the main hydraulic medium (oil), of an additional hydraulic medium (pseudo-fluid) while performing different functions simultaneously.
Достигается технический результат тем, что аксиальная опора ведущего вала содержит статор, опорный вал, установленный внутри статора с возможностью вращения и аксиального перемещения относительно статора и выполненный полым с возможностью расположения в нем и соединения с ним ведущего вала, систему каналов для циркуляции масла, а также как минимум два разнесенных по длине опорного вала упорных аксиальных модуля, каждый из которых содержит упорный узел трения, неподвижный аксиальный опорный элемент, жестко соединенный со статором или являющийся частью статора, а также демпфер, выполненный в виде поршня и камеры, The technical result is achieved in that the axial support of the drive shaft contains a stator, a support shaft mounted inside the stator with the possibility of rotation and axial movement relative to the stator and made hollow with the possibility of location in it and connecting the drive shaft with it, a system of channels for oil circulation, and at least two axial axial modules spaced apart along the length of the support shaft, each of which contains a friction stop, a fixed axial support element, rigidly connected to the stator or part of the stator, as well as a damper made in the form of a piston and a chamber,
заполненной опорной псевдожидкостью, представляющей собой множество шариков, диаметр каждого из которых больше величины технологических зазоров, гидравлически связывающих указанную камеру с системой каналов для циркуляции масла, при этом упомянутая камера расположена между неподвижным аксиальным опорным элементом и одним торцом поршня, на другом торце которого установлен первый элемент упорного узла трения, выполненный в виде либо опорного подпятника, либо подшипника качения, а второй элемент упорного узла трения выполнен в виде пяты, жестко установленной на опорном валу, поршень установлен внутри статора с фиксацией от вращения и с возможностью осевого перемещения относительно статора для силового взаимодействия с опорной псевдожидкостью камеры, при этом камеры разных упорных аксиальных модулей гидравлически связаны между собой посредством как минимум одного канала, также заполненного упомянутой опорной псевдожидкостью.filled reference pseudo-fluid, which consists of many balls, the diameter of each of which is greater than the size of technological gaps hydraulically connecting the specified chamber with a system of channels for oil circulation, while the said chamber is located between the stationary axial supporting element and one end of the piston, on the other end of which is installed the first an element of the friction thrust unit made in the form of either a thrust bearing or a rolling bearing, and the second element of the friction thrust unit is made in the form of a fifth s, rigidly mounted on the support shaft, the piston is mounted inside the stator with rotation lock and axial movement relative to the stator for force interaction with the reference pseudo-fluid of the chamber, while the chambers of different axial axial modules are hydraulically interconnected via at least one channel also filled reference pseudo-fluid.
Достигается технический результат также тем, что опора содержит аксиальный ограничитель хода опорного вала, выполненный в виде ограничительного подпятника.The technical result is also achieved by the fact that the support contains an axial limiter of the stroke of the support shaft, made in the form of a limiting thrust bearing.
Новые признаки заявленного технического решения заключаются в том, что демпфер каждого упорного аксиального модуля выполнен в виде поршня и камеры, заполненной псевдожидкостью (шарики), а также в том, что демпферы разных упорных аксиальных модулей гидравлически связаны между собой, что обусловливает эффект самовыравнивания нагрузок между модулями.New features of the claimed technical solution are that the damper of each axial axial module is made in the form of a piston and a chamber filled with pseudo-fluid (balls), and also that the dampers of different axial axial modules are hydraulically interconnected, which causes the effect of self-equalization of loads between modules.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На прилагаемом чертеже схематически показана аксиальная опора ведущего вала в продольном сечении.The accompanying drawing schematically shows the axial support of the drive shaft in longitudinal section.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Аксиальная опора ведущего вала содержит:The axial support of the drive shaft contains:
- статор 1;- stator 1;
- опорный вал 2, установленный внутри статора с возможностью вращения и аксиального (осевого) перемещения относительно статора и выполненный полым с возможностью расположения в нем и соединения с ним ведущего вала (ведущий вал не показан);- a
- систему каналов для циркуляции масла (каналы не обозначены);- a system of channels for oil circulation (channels are not indicated);
- два упорных аксиальных модуля, разнесенных по длине опорного вала 2 (первый модуль - позиции 3, 4, 5, 6, 7; второй модуль - позиции 8, 9, 10, 11, 12);- two axial axial modules spaced along the length of the support shaft 2 (the first module -
- канал 13, заполненный псевдожидкостью (шариками);-
- аксиальный ограничитель 14 хода опорного вала, выполненный в виде ограничительного подпятника.-
Первый упорный аксиальный модуль содержит упорный узел трения (позиции 6, 7), неподвижный аксиальный опорный элемент 3, жестко соединенный со статором 1 или являющийся частью статора 1, а также демпфер, выполненный в виде поршня 4 и камеры 5, заполненной псевдожидкостью, представляющей собой множество шариков, диаметр каждого из которых больше величины технологических зазоров, гидравлически связывающих камеру 5 с системой каналов для циркуляции масла. При этом камера 5 расположена между неподвижным аксиальным опорным элементом 3 и одним торцом поршня 4, на другом торце которого установлен первый элемент 6 упорного узла трения, выполненный в виде либо опорного подпятника, либо в виде подшипника качения. Второй элемент 7 упорного узла трения выполнен в виде пяты, жестко установленной на опорном валу 2. Поршень 4 установлен внутри статора 1 с фиксацией от вращения и с возможностью осевого перемещения относительно статора 1 для силового взаимодействия с опорной псевдожидкостью камеры 5.The first axial axial stop module contains an axial friction unit (
Второй упорный аксиальный модуль содержит упорный узел трения (позиции 11, 12), неподвижный аксиальный опорный элемент 8, жестко соединенный со статором 1 или являющийся частью статора 1, а также демпфер, выполненный в виде поршня 9 и камеры 10, заполненной псевдожидкостью, представляющей собой множество шариков, диаметр каждого из которых больше величины технологических зазоров, гидравлически связывающих камеру 10 с системой каналов для циркуляции масла. При этом камера 10 расположена между неподвижным аксиальным опорным элементом 8 и одним торцом поршня 9, на другом торце которого установлен первый элемент 11 упорного узла трения, выполненный в виде либо опорного подпятника, либо в виде подшипника качения. Второй элемент 12 упорного узла трения выполнен в виде пяты, жестко установленной на опорном валу 2. Поршень 9 установлен внутри статора 1 с фиксацией от вращения и с возможностью осевого перемещения относительно статора 1 для силового взаимодействия с опорной псевдожидкостью камеры 10.The second axial axial stop module contains an axial friction unit (
Камеры 5 и 10 разных упорных аксиальных модулей гидравлически связаны между собой посредством как минимум одного канала 13, также заполненного упомянутой опорной псевдожидкостью.The
Опора также содержит аксиальный ограничитель 14 хода опорного вала 2, выполненный в виде ограничительного подпятника.The support also contains an
Опора может иметь третий, четвертый (и более) упорный аксиальный модуль, которые имеют такую же конструкцию, причем камеры всех модулей, заполненные псевдожидкостью, гидравлически связаны между собой каналами, также заполненными псевдожидкостью.The support may have a third, fourth (or more) axial axial thrust module, which have the same design, and the chambers of all modules filled with pseudo-fluid are hydraulically connected to each other by channels also filled with pseudo-fluid.
Работа аксиальной опоры заключается в следующем.The operation of the axial support is as follows.
Корпус 1 опоры закрепляют на основании (не показано), а ведущий вал размещают внутри опорного вала 2 и жестко соединяют с ним. В процессе работы аксиальная (осевая) нагрузка от ведущего вала передается опорному валу 2 и, соответственно, элементам 7 и 12 упорных узлов трения разных упорных аксиальных модулей. При этом от элемента 7 часть аксиальной нагрузки через элемент 6 (опорный подпятник или подшипник качения) передается на поршень 4, который в свою очередь передает давление через псевдожидкость, находящуюся в камере 5, на опорный элемент 3. Другая часть аксиальной нагрузки от элемента 12 через элемент 11 (опорный подпятник или подшипник качения) передается на поршень 9, который в свою очередь передает давление через псевдожидкость, находящуюся в камере 10, на опорный элемент 8. В случае если рассматриваемая аксиальная нагрузка распределится не в равных частях между аксиальными опорными элементами 3 и 8, например на элемент 3 будет больше, то эта нагрузка через поршень 4 вызовет увеличение давления псевдожидкости в камере 5, т.е. в камере 5 давление будет превышать давление в камере 10. По причине разности давлений в камерах 5 и 10 псевдожидкость по каналу 13 «перетечет» из камеры 5 в камеру 10, выравнивая тем самым давления в этих камерах и, соответственно, силы, действующие на аксиальные опорные элементы 3 и 8. Таким образом, благодаря псевдогидравлической связи между камерами 5 и 10 через канал 13 аксиальная нагрузка, действующая на ведущий вал, всегда распределяется в равных долях между аксиальными опорными элементами 3 и 8. При этом стальные шарики, образующие псевдожидкость, имеют диаметр, превышающий технологические зазоры, посредством которых камеры 5 и 10 гидравлически связаны с каналами циркуляции масла. Благодаря этому шарики, с одной стороны, не вытекают из системы «камеры 5, 10 и канал 13», образуя тем самым гидравлически замкнутую саморегулирующуюся гидростатическую опору вала, а с другой стороны, находятся в постоянном контакте с маслом системы циркуляции масла, что снижает трение скольжения между шариками и, как следствие, обусловливает повышение текучести упомянутой псевдожидкости.The housing 1 of the support is fixed on the base (not shown), and the drive shaft is placed inside the
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014113369/11A RU2599143C2 (en) | 2014-04-04 | 2014-04-04 | Axial support of drive shaft |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014113369/11A RU2599143C2 (en) | 2014-04-04 | 2014-04-04 | Axial support of drive shaft |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2014113369A RU2014113369A (en) | 2015-10-10 |
| RU2599143C2 true RU2599143C2 (en) | 2016-10-10 |
Family
ID=54289449
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014113369/11A RU2599143C2 (en) | 2014-04-04 | 2014-04-04 | Axial support of drive shaft |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2599143C2 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19715278A1 (en) * | 1997-04-12 | 1998-12-03 | Franz Morat Kg Elektro Feinmec | Deep hole tube pump gear unit for moving crude oil |
| RU64301U1 (en) * | 2007-03-09 | 2007-06-27 | ОАО "Завод им. Гаджиева" | SUPPORT ASSEMBLY FOR SUBMERSIBLE SCREW PUMPS |
| RU2368808C2 (en) * | 2007-11-06 | 2009-09-27 | Открытое акционерное общество Ливенское производственное объединение гидравлических машин (ОАО "Ливгидромаш") | Axial support for submersible screw-type pumps |
| RU2375604C1 (en) * | 2008-04-10 | 2009-12-10 | Открытое акционерное общество "Российская инновационная топливно-энергетическая компания (ОАО "РИТЭК") | Submerged one-auger pump bearing unit |
| RU2376505C2 (en) * | 2007-07-02 | 2009-12-20 | Игорь Иванович Белоконь | Plain thrust bearing for shafts of submersible centrifugal electric pumps |
-
2014
- 2014-04-04 RU RU2014113369/11A patent/RU2599143C2/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19715278A1 (en) * | 1997-04-12 | 1998-12-03 | Franz Morat Kg Elektro Feinmec | Deep hole tube pump gear unit for moving crude oil |
| RU64301U1 (en) * | 2007-03-09 | 2007-06-27 | ОАО "Завод им. Гаджиева" | SUPPORT ASSEMBLY FOR SUBMERSIBLE SCREW PUMPS |
| RU2376505C2 (en) * | 2007-07-02 | 2009-12-20 | Игорь Иванович Белоконь | Plain thrust bearing for shafts of submersible centrifugal electric pumps |
| RU2368808C2 (en) * | 2007-11-06 | 2009-09-27 | Открытое акционерное общество Ливенское производственное объединение гидравлических машин (ОАО "Ливгидромаш") | Axial support for submersible screw-type pumps |
| RU2375604C1 (en) * | 2008-04-10 | 2009-12-10 | Открытое акционерное общество "Российская инновационная топливно-энергетическая компания (ОАО "РИТЭК") | Submerged one-auger pump bearing unit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2014113369A (en) | 2015-10-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20210310546A1 (en) | Speed change device | |
| US20150043858A1 (en) | Bearing system and method for operating a bearing system | |
| RU2375604C1 (en) | Submerged one-auger pump bearing unit | |
| US9765815B2 (en) | Method and apparatus for hybrid suspension system | |
| CN109424578B (en) | Shaft bearing with lifting device | |
| US20150188384A1 (en) | Radial Bearing Thrust Washer Arrangement for Submersible Pump Motor | |
| KR102046301B1 (en) | Eccentric rolling bearing | |
| JP2007247711A (en) | Rolling bearing for underwater rotary device | |
| RU145388U1 (en) | AXIAL SUPPORT OF THE LEADING SHAFT | |
| RU2599143C2 (en) | Axial support of drive shaft | |
| JP5920645B2 (en) | Energy recovery axial plunger pump | |
| US2074202A (en) | Bearing | |
| US20130199320A1 (en) | Eccentric Bearing | |
| CN202560820U (en) | Elastic thrust sliding bearing | |
| CN106402170B (en) | The double thrust bearing device of electric submersible pump unit motor protecter | |
| RU2459984C1 (en) | Thrust plain bearing | |
| RU2525497C1 (en) | Combined support | |
| JP6499822B2 (en) | Friction transmission for vehicle brake devices, especially for hydraulic devices | |
| CN203702846U (en) | Oscillating bar bearing | |
| RU2332593C1 (en) | Combination bearing support with unequal rigidity racer | |
| RU2538494C1 (en) | Plain thrust bearing with fixed pads | |
| RU2505719C1 (en) | Thrust plain bearing | |
| RU193137U1 (en) | HYDRAULIC PROTECTION DEVICE FOR SUBMERSIBLE ELECTRIC MOTOR WITH STRENGTHENED AXIAL SUPPORT | |
| RU2486380C1 (en) | Gasostatic bearing | |
| RU2558406C1 (en) | Thrust bearing |