RU66435U1 - AXIAL PISTON PUMP - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области гидромашиностроения, в частности к аксиально-поршневым насосам объемного вытеснения, которые могут быть использованы в гидроприводе скважинного электрогидроприводного насосного агрегата для добычи нефти. Аксиально-поршневой насос содержит корпус, в котором установлены качающий блок цилиндров с поршнями, крышку, над которой в корпусе выполнена всасывающая полость насоса, и установленную на наклонном основании пяту с подпятниками, при этом блок цилиндров посредством шлицевого соединения связан с приводным валом, установленным в корпусе на подшипниках качения, в подпятниках выполнены сферические опоры, поршни выполнены со сферическими головками, установленными в сферических опорах подпятников с образованием сферических шарниров, пята расположена в полости корпуса между блоком цилиндров и одним из подшипников качения, а всасывающая полость насоса сообщена посредством перепускного канала с полостью корпуса, в которой установлена пята, на крышке установлен вспомогательный насос объемного типа, например шестеренный насос, вал которого через муфту соединен с приводным валом насоса, причем всасывающей стороной вспомогательный насос сообщен с полостью корпуса, в которой установлена пята для поддержания в последней давления ниже, чем давление во всасывающей полости, нагнетательной стороной вспомогательный насос сообщен с всасывающей полостью, а в перепускном канале установлен обратный клапан. В результате достигается повышение ресурса и надежности работы аксиально-поршневого насоса.The utility model relates to the field of hydraulic engineering, in particular to axial-displacement volume displacement axial piston pumps, which can be used in a hydraulic drive of a borehole electrohydraulic drive pump unit for oil production. The axial piston pump contains a housing in which a swinging cylinder block with pistons is installed, a cover over which a pump suction cavity is made in the housing, and a heel with thrust bearings mounted on an inclined base, while the cylinder block is connected via a splined connection to a drive shaft installed in the housing on rolling bearings, spherical bearings are made in thrust bearings, pistons are made with spherical heads installed in spherical bearings of thrust bearings with the formation of spherical joints, heel p is located in the cavity of the housing between the cylinder block and one of the rolling bearings, and the suction cavity of the pump is communicated by means of a bypass channel with the cavity of the housing in which the heel is installed, an auxiliary pump of the volume type is installed on the cover, for example a gear pump, the shaft of which is connected to the drive shaft through a coupling pump, and the suction side of the auxiliary pump is in communication with the cavity of the housing in which the heel is installed to maintain in the last pressure lower than the pressure in the suction cavity On the other side, the auxiliary pump is in communication with the suction cavity, and a check valve is installed in the bypass channel. The result is an increase in the resource and reliability of the axial piston pump.

Description

Полезная модель относится к области гидромашиностроения, в частности к аксиально-поршневым насосам объемного вытеснения, которые могут быть использованы в гидроприводе скважинного электрогидроприводного насосного агрегата для добычи нефти.The utility model relates to the field of hydraulic engineering, in particular to axial-displacement volume displacement axial piston pumps, which can be used in a hydraulic drive of a borehole electrohydraulic drive pump unit for oil production.

Известен аксиально-поршневой насос, содержащий установленный в корпусе на подшипнике качения блок цилиндров с поршнями, которые посредством сферических шарниров соединены с башмаками, причем последние прижаты с помощью пружины к наклонной шайбе, установленной на гидростатическом подшипнике, блок цилиндров посредством шпонки соединен с приводным валом, установленным в корпусе на шарикоподшипнике, а между блоком цилиндров и корпусом зажат распределительный диск с окнами всасывания и нагнетания (см. авторское свидетельство SU №311041, кл. F04В 1/22, 09.08.1971).Known axial piston pump containing a cylinder block mounted in a housing on a rolling bearing with pistons, which are connected via spherical joints to shoes, the latter being pressed by means of a spring to an angular washer mounted on a hydrostatic bearing, the cylinder block is connected to the drive shaft by a key, installed in the housing on ball bearings, and between the cylinder block and the housing, a distribution disk with suction and discharge windows is clamped (see copyright certificate SU No. 311041, class F0 4B 1/22, 08/09/1971).

Недостатком известной конструкции являются большие потери на трение башмаков по поверхности наклонной шайбой, что приводит к снижению надежности работы данного аксиально-поршневого насоса. Кроме того, при высоком давлении масла в полости установки пяты происходит развальцовка соединения концов поршней с подпятниками, ввиду различных по направлению сил, возникающих в соединении при прохождении поршнями зоны всасывания, приводящая к снижению ресурса.A disadvantage of the known design is the large friction losses of the shoes on the surface with an inclined washer, which leads to a decrease in the reliability of this axial piston pump. In addition, at high oil pressure in the cavity of the heel installation there is a flaring of the connection of the ends of the pistons with thrust bearings, due to the different directional forces arising in the connection when the pistons pass through the suction zone, which leads to a decrease in resource.

Наиболее близким к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является аксиально-поршневой насос, содержащий корпус, в котором установлены качающий блок цилиндров с поршнями, крышку, над которой в корпусе выполнена всасывающая полость насоса, и установленную на наклонном основании пяту с подпятниками, при этом блок цилиндров посредством шлицевого соединения связан с приводным валом, установленным в корпусе на подшипниках качения, в подпятниках выполнены сферические опоры, поршни выполнены со сферическими головками, установленными в сферических опорах подпятников с образованием сферических шарниров, пята расположена в полости корпуса между блоком цилиндров и одним из подшипников качения, а всасывающая полость насоса сообщена посредством перепускного канала с полостью корпуса, в которой установлена пята, (см. патент RU №2174621, кл. F04В 1/26, 10.10.2001).The closest to the utility model in terms of technical nature and the achieved result is an axial piston pump containing a housing in which a swinging cylinder block with pistons is installed, a cover over which a pump suction cavity is made in the housing, and a heel with thrust bearings mounted on an inclined base, with this cylinder block by means of a spline connection is connected to a drive shaft mounted in a housing on rolling bearings, spherical bearings are made in thrust bearings, pistons are made with spherical heads installed in the spherical bearings of the thrust bearings with the formation of spherical joints, the heel is located in the cavity of the housing between the cylinder block and one of the rolling bearings, and the suction cavity of the pump is communicated through the bypass channel with the cavity of the housing in which the heel is installed (see patent RU No. 2174621 Cl. F04B 1/26, 10/10/2001).

В данном аксиально-поршневом насосе в полости, где установлена пята, снижают In this axial piston pump in the cavity where the heel is installed, reduce

давление путем сообщения указанной полости с всасывающей полостью. Однако это также не предотвращает возможности развальцовки соединения концов поршней с подпятниками.pressure by communicating said cavity with a suction cavity. However, this also does not prevent the possibility of expansion of the connection of the ends of the pistons with thrust bearings.

Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является предотвращение развальцовки соединения концов поршней с подпятниками.The objective to which the present utility model is directed is to prevent the flaring of the ends of the pistons with the thrust bearings.

Техническим результатом, достигаемым от реализации полезной модели, является повышение ресурса и надежности работы аксиально-поршневого насоса.The technical result achieved from the implementation of the utility model is to increase the service life and reliability of the axial piston pump.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что аксиально-поршневой насос содержит корпус, в котором установлены качающий блок цилиндров с поршнями, крышку, над которой в корпусе выполнена всасывающая полость насоса, и установленную на наклонном основании пяту с подпятниками, при этом блок цилиндров посредством шлицевого соединения связан с приводным валом, установленным в корпусе на подшипниках качения, в подпятниках выполнены сферические опоры, поршни выполнены со сферическими головками, установленными в сферических опорах подпятников с образованием сферических шарниров, пята расположена в полости корпуса между блоком цилиндров и одним из подшипников качения, а всасывающая полость насоса сообщена посредством перепускного канала с полостью корпуса, в которой установлена пята, на крышке установлен вспомогательный насос объемного типа, например шестеренный насос, вал которого через муфту соединен с приводным валом насоса, причем всасывающей стороной вспомогательный насос сообщен с полостью корпуса, в которой установлена пята для поддержания в последней давления ниже, чем давление во всасывающей полости, нагнетательной стороной вспомогательный насос сообщен с всасывающей полостью, а в перепускном канале установлен обратный клапан.The problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that the axial piston pump contains a housing in which a swinging cylinder block with pistons is installed, a cover over which a pump suction cavity is made in the housing, and a heel with thrust bearings mounted on an inclined base, with this cylinder block by means of a spline connection is connected to a drive shaft mounted in a housing on rolling bearings, spherical bearings are made in thrust bearings, pistons are made with spherical heads, installed in the spherical bearings of the thrust bearings with the formation of spherical hinges, the heel is located in the cavity of the housing between the cylinder block and one of the rolling bearings, and the suction cavity of the pump is communicated by means of a bypass channel with the cavity of the housing in which the heel is installed, an auxiliary volume pump is installed on the cover, for example a gear pump, the shaft of which is connected through a coupling to the drive shaft of the pump, the suction side of the auxiliary pump communicating with the cavity of the housing in which the heel is installed for I maintain in the latter pressure lower than the pressure in the suction cavity, the auxiliary side of the auxiliary pump is in communication with the suction cavity, and a check valve is installed in the bypass channel.

В ходе проведенного исследования было выявлено, что от величины давления в полости корпуса насоса, в которой установлена пята с подпятниками, в значительной степени зависит надежность работы насоса. Из-за негерметичностей в полости, где установлена пята, происходит накапливание перекачиваемой жидкой среды с повышением давления в полости, где установлена пята, до давления близкого по величине к давлению нагнетания перекачиваемой насосом жидкой среды (в скважинных агрегатах - масла, подаваемого аксиально-поршневым насосом в гидродвигатель). На поршне в момент нахождения его на всасывающей стороне в результате возникает перепад давления, направленный в сторону, противоположную движению поршня, что могло бы привести к развальцовке соединения поршня с подпятником. Установка вспомогательного насоса объемного типа и сообщение его всасывающей стороны с полостью, где установлена пята, позволяет откачивать жидкую среду из этой полости и снижать давление в ней до величины ниже давления во всасывающей полости, позволяет создавать на поршне перепад давления, In the course of the study, it was revealed that the reliability of the pump to a large extent depends on the pressure in the cavity of the pump housing in which the heel with the heels are mounted. Due to leaks in the cavity where the heel is installed, accumulation of the pumped liquid medium occurs with an increase in pressure in the cavity where the heel is installed to a pressure close to the pressure of the pumped liquid medium (in borehole units - oil supplied by the axial piston pump into the hydraulic motor). On the piston when it is on the suction side, as a result, a pressure drop occurs, which is directed in the direction opposite to the movement of the piston, which could lead to expansion of the piston and thrust bearing. The installation of a volumetric auxiliary pump and the communication of its suction side with the cavity where the heel is installed allows pumping out the liquid medium from this cavity and reducing the pressure in it to a value lower than the pressure in the suction cavity, allows creating a pressure drop on the piston,

направленный в сторону прижатия поршня к подпятнику, исключая таким образом возможность развальцовки соединения поршня с подпятником. Наиболее оптимальным, как показали проведенные испытания, является величина давления в полости, где установлена пята, на 3-7 кг/см² ниже, чем давление во всасывающей полости аксиально-поршневого насоса, поскольку указанный перепад давления дает возможность предотвратить чрезмерное снижение давление в полости, где установлена пята, путем ее сообщения со всасывающей полостью посредством канала, в котором установлен обратный клапан, что позволяет, в случае необходимости, перепускать часть перекачиваемой среды из всасывающей полости в полость, где установлена пята, и таким образом поддерживать выше указанный оптимальный перепад давления.directed towards pressing the piston against the thrust bearing, thus eliminating the possibility of flaring the piston with the thrust bearing. The most optimal, as the tests showed, is the pressure in the cavity where the heel is installed is 3-7 kg / cm ² lower than the pressure in the suction cavity of the axial piston pump, since this pressure drop makes it possible to prevent an excessive decrease in pressure in the cavity where the heel is installed by communicating with the suction cavity through the channel in which the check valve is installed, which allows, if necessary, to bypass part of the pumped medium from the suction cavity to the polo It is where the heel is set, and thus maintain the above specified optimum pressure drop.

На чертеже представлен продольный разрез аксиально-поршневого насоса.The drawing shows a longitudinal section of an axial piston pump.

Аксиально-поршневой насос содержит корпус 1, в котором установлены качающий блок цилиндров 2 с поршнями 3, крышку 4, над которой в корпусе 1 выполнена всасывающая полость 5 насоса, и установленную на наклонном основании 6 пяту 7 с подпятниками 8. Блок цилиндров 2 посредством шлицевого соединения 9 связан с приводным валом 10, установленным в корпусе 1 на подшипниках качения 11. В подпятниках 8 выполнены сферические опоры. Поршни 3 выполнены со сферическими головками 12, установленными в сферических опорах подпятников 8 с образованием сферических шарниров. Пята 7 расположена в полости 13 корпуса 1 между блоком цилиндров 2 и одним из подшипников качения 11, а всасывающая полость 5 насоса сообщена посредством перепускного канала 14 с полостью 13 корпуса 1, в которой установлена пята 7. На крышке 4 установлен вспомогательный насос 15 объемного типа, например шестеренный насос, вал 16 которого через муфту 17 соединен с приводным валом 10 насоса. Всасывающей стороной вспомогательный насос 15 сообщен с полостью 13 корпуса 1, в которой установлена пята 7, для поддержания в последней давления ниже, чем давление во всасывающей полости 5. Нагнетательной стороной вспомогательный насос 15 сообщен с всасывающей полостью 5, а в перепускном канале 14 установлен обратный клапан 18.The axial piston pump contains a housing 1, in which a swinging cylinder block 2 with pistons 3 is installed, a cover 4, over which a pump suction cavity 5 is made in the housing 1, and a heel 7 with thrust bearings mounted on an inclined base 6 and 8. A cylinder block 2 by means of a spline connection 9 is connected with the drive shaft 10 mounted in the housing 1 on the rolling bearings 11. In the thrust bearings 8 made spherical bearings. The pistons 3 are made with spherical heads 12 installed in the spherical bearings of the thrust bearings 8 with the formation of spherical joints. The heel 7 is located in the cavity 13 of the housing 1 between the cylinder block 2 and one of the rolling bearings 11, and the suction cavity 5 of the pump is communicated through the bypass channel 14 with the cavity 13 of the housing 1, in which the heel 7 is installed. An auxiliary pump 15 of volume type is installed on the cover 4 , for example, a gear pump, the shaft 16 of which is connected through a coupling 17 to the drive shaft 10 of the pump. The suction side of the auxiliary pump 15 is in communication with the cavity 13 of the housing 1 in which the heel 7 is installed to maintain a lower pressure in the latter than the pressure in the suction cavity 5. The discharge side of the auxiliary pump 15 is in communication with the suction cavity 5, and the return channel 14 is installed valve 18.

Аксиально-поршневой насос работает следующим образом.Axial piston pump operates as follows.

При включении электродвигателя (не показан на чертеже) аксиального-поршневой насос 17 начинает работать. При этом вспомогательный насос, откачивая жидкую среду из полости 13, где установлена пята 7, обеспечивает указанную выше разницу в величине давления между полостью 13, где установлена пята 7, и всасывающей полостью 5 насоса. Заданная величина в разнице давления поддерживается с помощью обратного клапана 18.When you turn on the electric motor (not shown in the drawing), the axial piston pump 17 starts to work. In this case, the auxiliary pump, pumping out the liquid medium from the cavity 13 where the heel 7 is installed, provides the above-mentioned difference in the pressure value between the cavity 13 where the heel 7 is installed and the suction cavity 5 of the pump. The predetermined value in the pressure difference is maintained using the check valve 18.

Настоящая полезная модель может быть использована в нефтедобывающей This utility model can be used in the oil industry.

промышленности и других отраслях промышленности, где производят добычу жидких сред из скважин.industry and other industries where they produce liquid from wells.

Claims (1)

Аксиально-поршневой насос, содержащий корпус, в котором установлены качающий блок цилиндров с поршнями, крышку, над которой в корпусе выполнена всасывающая полость насоса, и установленную на наклонном основании пяту с подпятниками, при этом блок цилиндров посредством шлицевого соединения связан с приводным валом, установленным в корпусе на подшипниках качения, в подпятниках выполнены сферические опоры, поршни выполнены со сферическими головками, установленными в сферических опорах подпятников с образованием сферических шарниров, пята расположена в полости корпуса между блоком цилиндров и одним из подшипников качения, а всасывающая полость насоса сообщена посредством перепускного канала с полостью корпуса, в которой установлена пята, отличающийся тем, что на крышке установлен вспомогательный насос объемного типа, например шестеренный насос, вал которого через муфту соединен с приводным валом насоса, причем всасывающей стороной вспомогательный насос сообщен с полостью корпуса, в которой установлена пята для поддержания в последней давления ниже, чем давление во всасывающей полости, при этом нагнетательной стороной вспомогательный насос сообщен с всасывающей полостью, а в перепускном канале установлен обратный клапан.

An axial piston pump comprising a housing in which a swinging cylinder block with pistons is mounted, a cover over which a suction cavity of the pump is made in the housing, and a heel with thrust bearings mounted on an inclined base, the cylinder block being connected via a splined connection to a drive shaft installed in the housing on rolling bearings, spherical bearings are made in thrust bearings, pistons are made with spherical heads mounted in spherical bearings of thrust bearings with the formation of spherical joints, heels located in the cavity of the housing between the cylinder block and one of the rolling bearings, and the suction cavity of the pump is communicated through a bypass channel with a cavity of the housing in which the heel is installed, characterized in that an auxiliary displacement pump is installed on the cover, for example a gear pump, the shaft of which is through a coupling connected to the drive shaft of the pump, with the suction side of the auxiliary pump communicating with the cavity of the housing in which the heel is installed to maintain the last pressure lower than the pressure in the suction cavity, while the delivery side of the auxiliary pump is in communication with the suction cavity, and a check valve is installed in the bypass channel.