плунжер штангового насоса

Формула изобретения

Плунжер штангового насоса, содержащий несущий стержень, на котором установлены с зазором и возможностью осевого перемещения втулки с коническими встречными торцами, образующими кольцевые канавки, в которых расположены разъединители, уплотнительные кольца, отличающийся тем, что конические встречные торцы образуют канавки, расширяющиеся в направлении несущего стержня, а разъединитель и уплотнительные кольца выполнены за одно целое в виде упругих колец трапецеидального поперечного сечения, контактирующих более широкой частью с несущим стержнем.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области гидромашиностроения и может быть использовано в насосах, предназначенных для подъема жидкостей с больших глубин.

Известен плунжер скважинного насоса (патент RU №2027908, МПК⁶ F 04 В 53/00), содержащий несущий стержень, на котором установлены с возможностью осевого перемещения втулки с коническими встречными торцами, образующими кольцевые канавки, расширяющиеся в направлении несущего стержня с размещенными в них упругими кольцами трапецеидального поперечного сечения, контактирующие более широкой частью с несущим стержнем.

Упругие кольца обеспечивают уплотнение между втулками и стержнем, и центрирование втулок относительно стержня.

При прохождении плунжера упругие кольца контактируют с поверхностью цилиндра. Контакт внутренней поверхности цилиндра с упругим материалом колец приводит к большому износу последних из-за большого коэффициента трения, что снижает надежность работы насоса и требует частой замены упругих колец.

Наиболее близким по технической сущности и взятым в качестве прототипа является плунжер штангового насоса (патент RU №2027908, МПК⁶ F 04 В 47/02), содержащий несущий стержень, на котором установлены с зазором и возможностью осевого перемещения втулки с коническими встречными торцами, образующими кольцевые канавки, в которых расположены разъединители, уплотнительные кольца.

При прохождении по цилиндру такого плунжера с внутренней поверхностью цилиндра контактируют наружные поверхности втулок, обеспечивая контакт металла втулок по металлу цилиндра, что снижает коэффициент трения и повышает износоустойчивость пары плунжер - цилиндр и надежность работы насоса.

Однако такой плунжер имеет сложную конструкцию, что объясняется необходимостью изготовления и сборки разъединителей и уплотнительных колец.

Задачей разработки предлагаемого технического решения является создание конструкции втулочного варианта плунжера скважинного штангового насоса, позволяющего упростить конструкцию при сохранении возможности контакта наружной поверхности втулок с внутренней поверхностью цилиндра.

Технический результат достигается усовершенствованием плунжера штангового насоса, содержащего несущий стержень, на котором установлены с зазором и возможностью осевого перемещения втулки с коническими встречными торцами, образующими кольцевые канавки, в которых расположены разъединители, уплотнительные кольца.

Это усовершенствование заключается в том, что конические встречные торцы образуют канавки, расширяющиеся в направлении несущего стержня, а разъединитель и уплотнительные кольца выполнены за одно целое в виде упругих колец трапецеидального поперечного сечения, контактирующих более широкой частью с несущим стержнем.

Такое техническое решение обеспечивает возможность перемещения втулок за счет деформации упругих колец трапецеидального поперечного сечения, необходимое для адаптации поверхности плунжера к поверхности цилиндра, а также уплотнение между втулками и стержнем, и центрирование втулок относительно стержня. При этом сохраняется возможность контакта наружных поверхностей втулок с внутренней поверхностью цилиндра, а конструкция плунжера проста в изготовлении и эксплуатации.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен предлагаемый плунжер; на фиг.2 - выносной элемент А; на фиг.3 - выносной элемент Б.

Плунжер штангового насоса содержит несущий стержень 1, на котором установлены с зазорам е и возможностью осевого перемещения втулки 2 с коническими встречными торцами 3, образующими кольцевые канавки, расширяющиеся в направлении несущего стержня 1. В канавках расположены разъединители, являющиеся уплотнительными кольцами, выполненными в виде упругих колец 4 трапецеидального поперечного сечения, контактирующих более широкой частью с несущим стержнем 1. Втулки 2 и кольца 4 стянуты между собой упорными муфтами (не показаны). Диаметр d наружной поверхности колец 4 в сжатом состоянии меньше диаметра D наружной поверхности втулок 2. Зазор e между втулкой 2 и стержнем 1 определяется из расчета предполагаемой возможной кривизны цилиндра насоса. Позицией 5 обозначены крайние упругие кольца.

Плунжер работает следующим образом. При прохождении плунжера через искривленную часть цилиндра (не показан), втулки 2 поворачиваются, деформируя упругие кольца 4, адаптируясь к внутренней поверхности цилиндра насоса. При этом упругие кольца 4 выполняют функцию разъединителей, что позволяет втулкам 2 перемещаться относительно друг друга, а также функцию уплотнения зазора по стержню 1.

Таким образом, применение предлагаемого технического решения позволяет упростить конструкцию плунжера, сохранив возможность надежной адаптации втулок, как к прямому, так и к искривленному каналу цилиндров и возможность контакта наружной поверхности втулок с внутренней поверхностью цилиндра.