ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРИВОД ПОДЪЕМНОГО УСТРОЙСТВА

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРИВОД ПОДЪЕМНОГО УСТРОЙСТВА


RU (11) 2134360 (13) C1

(51) 6 F04B47/04 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.12.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 97112808/06 
(22) Дата подачи заявки: 1997.07.24 
(45) Опубликовано: 1999.08.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Молчанов А.Г. Гидроприводные штанговые скважинные установки. - М.: Недра, 1982, с.193, рис.VI.10. SU 487998 A F 04 B 47/04, 1976. SU 1439283 F 04 B 47/04, 1988. 
(71) Заявитель(и): Закрытое акционерное общество Специальное конструкторское бюро 
(72) Автор(ы): Шварев Р.Я.; Гайнуллин В.Х.; Алифанов А.В.; Усок В.И. 
(73) Патентообладатель(и): Закрытое акционерное общество Специальное конструкторское бюро 
Адрес для переписки: 614014, Пермь, ул.1905 35, ОАО "Мотовилихинские заводы", ЗАО "СКБ", Патентно-лицензионное бюро 

(54) ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРИВОД ПОДЪЕМНОГО УСТРОЙСТВА 

Гидравлический привод предназначен для использования в качестве привода насоса для подъема жидкостей с больших глубин. Привод содержит рабочий цилиндр 1 и уравновешивающий тандемный цилиндр 5 с штоком 6 и поршнем 7 и 8 на его концах, установленными с образованием четырех полостей 10 - 13. Штоковая полость 11 образует с штоковой полостью 4 рабочего цилиндра 1 замкнутый гидравлический контур. Система компенсации утечек жидкости из этого контура содержит плунжерный насос с плунжером 21 и два обратных клапана 20 и 22 и расположена в полости 19 штока 6 тандемного цилиндра 5. Плунжер 21 насоса снабжен штоком 23, установленным с возможностью взаимодействия с упором (крышкой 24). Система компенсации утечек срабатывает только при необходимости подпитки жидкости в замкнутый гидравлический контур. Существенно повышается технологичность привода и его эксплутационные характеристики. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к гидравлическим машинам объемного вытеснения, точнее - к приводным устройствам, включающим гидравлические или пневматические средства, и может быть использовано в качестве привода насоса, предназначенного для подъема жидкостей с больших глубин.

Известен гидрофицированный привод штанговой глубинной насосной установки, содержащей рабочий цилиндр, уравновешивающее устройство, силовой насос, систему реверсирования и систему компенсации утечек рабочей жидкости (см.кн. А. Г. Молчанов "Гидроприводные штанговые скважинные установки", М.: Недра, 1982 г., с.25 - 26, рис.19). Такой привод имеет два замкнутых гидравлических контура, что предполагает наличие двух систем компенсации утечек жидкости из этих контуров, увеличивающих металлоемкость, усложняющих конструкцию и снижающих надежность привода.

Известен также гидравлический привод подъемного устройства, содержащий рабочий цилиндр и уравновешивающий тандемный цилиндр со штоком с поршнями на его концах, установленными с образованием четырех полостей, одна из штоковых полостей которого образует со штоковой полостью рабочего цилиндра замкнутый гидравлический контур, и систему компенсации утечек из этого контура, содержащую поршневой насос и два обратных клапана, один из которых установлен в канале, соединяющем штоковые полости тандемного цилиндра. Такой привод содержит один замкнутый гидравлический контур и соответственно одну систему компенсации утечек жидкости из этого контура, что упрощает конструкцию и снижает металлоемкость привода.

Однако, при работе такого привода происходит постоянная подпитка жидкости в замкнутый гидравлический контур, независимо от ее утечек, что вынуждает постоянно срабатывать второй обратный клапан, через который происходит слив излишков жидкости из замкнутого гидравлического контура.

Постоянное срабатывание клапанов приводит к их повышенному износу, а следовательно - к снижению надежности привода.

Задачей изобретения является разработка гидравлического привода подъемного устройства, имеющего более надежную конструкцию.

Эта задача решается усовершенствованием известного привода подъемного устройства, содержащего рабочий цилиндр и уравновешивающий тандемный цилиндр со штоком с поршнями на его концах, установленными с образованием четырех полостей, одна из штоковых полостей которого образует со штоковой полостью рабочего цилиндра замкнутый гидравлический контур, и систему компенсации утечек из этого контура, содержащую плунжерный насос и два обратных клапана, один из которых установлен в канале, соединяющем штоковые полости тандемного цилиндра.

Усовершенствование заключается в том, что канал, соединяющий штоковые полости тандемного цилиндра, выполнен в виде полости в его штоке, в которой расположены последовательно первому второй обратный клапан и плунжерный насос, плунжер которого снабжен штоком, установленным с возможностью взаимодействия с упором, расположенным в бесштоковой полости тандемного цилиндра.

Кроме этого, в плунжере насоса может быть выполнен канал, соединяющий полости штока тандемного цилиндра, расположенные по обе стороны плунжера, а первый обратный клапан расположен в канале плунжера.

Выполнение канала, соединяющего штоковые полости, в виде полости в штоке тандемного цилиндра и расположение в ней обратного клапана, плунжерного насоса и второго обратного клапана позволяет обеспечить компенсацию утечек жидкости из замкнутого гидравлического контура за счет подачи жидкости из одной гидравлической полости цилиндра в другую, принадлежащую замкнутому гидравлическому контуру.

Снабжение плунжера насоса штоком, установленным с возможностью взаимодействия с упором, расположенным в бесштоковой полости тандемного цилиндра, позволяет обеспечить движение плунжера насоса, а следовательно и подачу жидкости в замкнутый гидравлический контур при взаимодействии штока с упором, которое происходит только при нехватке жидкости в полости тандемного цилиндра, входящей в замкнутый гидравлический контур.

Выполнение в плунжере насоса канала, соединяющего полости штока тандемного цилиндра, расположенные по обе стороны плунжера, и расположение первого обратного клапана в канале плунжера позволяет рационально использовать объем плунжера, повысить технологичность привода и его эксплуатационные характеристики (удобство сборки и ремонта).

Таким образом, в предлагаемом приводе происходит подача жидкости из открытого гидравлического контура в замкнутый только при ее нехватке в последнем, при этом к клапану необходимо приложить усилие, достаточное только для преодоления усилия пружин клапанов, а перепад давлений при компенсации утечек из замкнутого гидравлического контура определяется перепадом давлений в гидравлических полостях тандемного цилиндра.

Изобретение объясняется чертежом, где на фиг. 1 показан общий вид заявляемого гидравлического привода, на фиг.2 - уравновешивающий тандемный цилиндр с системой компенсации утечек, в плунжере которой расположен клапан.

Привод содержит рабочий цилиндр 1, разделенный поршнем 2 на бесштоковую 3 и штоковую 4 полости, и уравновешивающий тандемный цилиндр 5 со штоком 6, с закрепленными на его концах поршнями 7 и 8, расположенными по обе стороны перемычки 9. Перемычка 9 и поршни 7 и 8 делят тандемный цилиндр 5 на четыре полости 10, 11, 12, 13. Штоковые полости 10 и 11 заполнены жидкостью, при этом полость 10 входит в открытый гидравлический контур, т.к. трубопроводом 14 через гидрораспределитель 15 (в положении, показанном на фиг.1) соединена с насосной станцией 16. Другое положение гидрораспределителя 15 (на чертеже не показано) обеспечивает соединение полости 10 со сливом 17. Штоковая полость 11 трубопроводом 18 соединена со штоком полостью 4 рабочего цилиндра 1 и образует замкнутый гидравлический контур привода.

Канал, соединяющий штоковые полости 10 и 11 тандемного цилиндра 5, выполнен в виде полости 19 в штоке 6, соединенной сверлениями 19' и 19'' соответственно с полостями 10 и 11. В полости 19 расположена система компенсации утечек жидкости из замкнутого гидравлического контура (полость 4, трубопровод 18, полость 11). Эта система содержит обратный клапан 20, плунжерный насос (плунжер 21, цилиндр насоса в приведенном варианте образован полостью 19 в штоке 6) и второй обратный клапан 22. Плунжер 21 снабжен штоком 23, установленным с возможностью взаимодействия с упором (в приведенном варианте упором служит крышка 24 цилиндра 5), расположенным в бесштоковой полости 13 тандемного цилиндра 5. Полость 12 цилиндра 5 трубопроводом 25 соединена с емкостью 26 со сжатым газом. Шток 27 цилиндра 1 муфтой 28 связан с устьевым штоком 29.

Поршневая полость 3 цилиндра 1 трубопроводом 30 через гидрораспределитель 15 соединена с насосной станцией 16 или трубопроводом 17 на слив в емкость 31. Насосная станция 16 соединена с гидрораспределителем 15 трубопроводом 32.

В варианте на фиг.2 в плунжере 21 выполнен канал 33, соединяющий полости 19а и 19б штока, расположенные по обе стороны плунжера 21. В канале 33 расположен клапан 20.

Работа гидропровода происходит следующим образом.

Перед началом работы поршень 2 рабочего цилиндра 1 и поршни 7 и 8 тандемного цилиндра 5 находятся в нижнем (по чертежу) положении, при этом полости 10 и 11 тандемного цилиндра 5 заполнены жидкостью, а полость 12 и емкость 26 - сжиженным газом. Давление этого газа передается на поршень 8, затем - на жидкость в полости 11 и через трубопровод 18 - на жидкость в полости 4 рабочего цилиндра 1 и на поршень 2 этого цилиндра, уравновешивая вес самого поршня 2, штока 27, устьевого штока 29 и колонны штанг скважинного насоса (на чертеже не показано).

При подаче жидкости от насосной станции 16 по трубопроводу 32 через гидрораспределитель 15 (находящийся в положении, указанном на чертеже) по трубопроводу 14 в полость 10, поршень 7 поднимается и через шток 6 тянет за собой поршень 8, который по трубопроводу 18 вытесняет жидкость из полости 11 тандемного цилиндра 5 в полость 4 рабочего цилиндра 1. Под давлением этой жидкости поршень 2 рабочего цилиндра 1 поднимается и тянет за собой шток 27, который муфтой 28 связан с устьем штоком 29, соединенным с колонной штанг скважинного насоса. При достижении поршнем 2 крайнего верхнего положения срабатывает переключатель (на чертеже не показан), переводя гидрораспределитель 15 в левое (по чертежу) положение, при этом в работу включается правая (по чертежу) половина гидрораспределителя 15. Жидкость от насосной станции 16 по трубопроводу 32 через гидрораспределитель 15 и трубопровод 30 поступает в полость 3 рабочего цилиндра 1, вследствие чего поршень 2 двигается вниз вместе со штоком 27, устьевым штоком 29 и колонной штанг скважинного насоса. Жидкость из полости 4 рабочего цилиндра по трубопроводу 18 перетекает в полость 1 тандемного цилиндра 5, оказывая давление на поршень 8, который движется вниз и тянет за собой поршень 7, который в свою очередь вытесняет жидкость из полости 10 тандемного цилиндра 5 по трубопроводу 14 через гидрораспределитель 15 и трубопровод 17 на слив в емкость 31. При движении штока 6 с поршнями 7 и 8 вверх (при подаче жидкости от насосной станции 16 в полость 10) жидкость воздействует на клапан 20 и, преодолевая усилие его пружины 34, открывает клапан 20 и поступает в полость штока 6 между плунжером 21 и вторым обратным клапаном 22. При нехватке жидкости в замкнутом гидравлическом контуре, а следовательно и в полости 11, величина хода (вверх по чертежу) поршня 8, а следовательно и поршня 7 и штока 6 увеличивается, и шток 23 плунжера 21 упирается в крышку 24 и останавливается. При дальнейшем движении вверх штока 6 последний перемещается относительно плунжера 21, создавая давление в полости 19а между плунжером 21 и клапаном 22. Под действием этого давления закрывается клапан 20 и открывается клапан 22, преодолевая усилие пружины 35. Жидкость через сверления 19'' поступает в полость 11 замкнутого гидравлического контура. При заполненном замкнутом гидравлическом контуре и ходе вверх штока 6 с поршнями 7 и 8 шток 23 не упирается в крышку 24, плунжер 21 не перемещается относительно штока 6 и подпитки жидкости не происходит.

Таким образом система компенсации утечек срабатывает только в случае необходимости подпитки жидкости в замкнутый гидравлический контур, а подпитку осуществляют из одной полости 10 тандемного цилиндра 5, принадлежащей открытому гидравлическому контуру, в другую 11, принадлежащую замкнутому гидравлическому контуру. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Гидравлический привод подъемного устройства, содержащий рабочий цилиндр и уравновешивающий тандемный цилиндр с штоком с поршнями на его концах, установленными с образованием четырех полостей, одна из которых образует с штоковой полостью рабочего цилиндра замкнутый гидравлический контур, и систему компенсации утечек из этого контура, содержащую плунжерный насос и два обратных клапана, один из которых установлен в канале, соединяющем штоковые полости тандемного цилиндра, отличающийся тем, что канал, соединяющий штоковые полости тандемного цилиндра, выполнен в виде полости в его штоке, в которой расположен последовательно с первым второй обратный клапан и плунжерный насос, плунжер которого снабжен штоком, установленным с возможностью взаимодействия с упором, расположенным в бесштоковой полости тандемного цилиндра.

2. Привод по п.1, отличающийся тем, что в плунжере насоса выполнен канал, соединяющий полости штока тандемного цилиндра, расположенные по обе стороны плунжера, а первый обратный клапан расположен в канале плунжера.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Насосы и компрессорное оборудование






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+центробежный -насос".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "насос" будут найдены слова "насосы", "насосом" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("насос!").



Рейтинг@Mail.ru