Принцип действия поршневого насоса известен более двух тысяч лет
 Скачать 175 Kb.
|
|
2. ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ БУРОВОГО НАСОСА 9МГр-61, ПРИНЦИП РАБОТЫ 2.1 Назначение насоса 9МГр-61 Насос поршневой буровой геологоразведочный 9МГр-61 предназначен для подачи промывочной жидкости к забою при вращательном бурении неглубоких скважин малого диаметра, а также для промывки песчаных пробок при ремонте скважин. 2.2 Описание конструкции Насос 9МГр-61 двухпоршневой, приводной, горизонтальный, двойного действия состоит (рис. 1, 2) из двух основных узлов: гидравлического и приводного. Основной деталью гидравлического узла (рис. 6) являются две клапанные коробки, в которых находятся поршни и клапаны насоса. Клапанные коробки жестко соединены со станиной. Каждая клапанная коробка насоса изготовляется из стальной отливки. Обе коробки свариваются между собой. В клапанную коробку вставляются сменные цилиндровые втулки необходимых диаметров. Крепление цилиндровых втулок производится цилиндровыми крышками через коронки. Под буртами втулок установлены резиновые уплотнительные кольца. Поршни состоят из стальных сердечников и навулканизированных на них резиновых манжет, осуществляющих уплотнение поршней. Поршни укреплены на штоках на конусной посадке и закреплены корончатыми гайками, поршневые штоки на выходе из клапанной коробки уплотнены сальниками. Сальники (рис. 5) имеют резиновые самоуплотняющиеся манжеты, помещенные в корпусах. Всасывающие и нагнетательные клапаны тарельчатого типа с резиновым уплотнением одинаковы по размерам и конструкции. Стальные седла клапанов запрессованы в конические гнезда клапанных коробок. Для обеспечения своевременного закрытия клапанов тарелки прижимаются к седлам пружинами. Клапанные коробки закрыты крышками с резиновыми самоуплотняющимися манжетами. Крышки закреплены с помощью резьбовых коронок. В нижней части клапанные коробки соединены между собой приемным коллектором сварной конструкции, являющимся также и всасывающем колпаком. На клапанных коробках установлен воздушный нагнетательный колпак с фланцем для тройника под предохранительный клапан гвоздевого типа и нагнетательный трубопровод. Резиновый поршень клапана, установленный на штоке, во время работы насоса воспринимает давление нагнетания и удерживается на месте предохранительной шпилькой, пропущенной через отверстия в каленых частях штока и пробку. В случае превышения давления в насосе сверх установленного возросшее усилие, действуя на поршень, срезает предохранительную шпильку, и поршень выбрасывается из гнезда, тем самым открывая выходное отверстие для жидкости. Для предотвращения прилипания уплотнения к корпусу, необходимо не реже одного раза в неделю очищать и прождать детали клапана. Резиновое кольцо под пробкой является амортизатором, воспринимающим удар буртика штока, предохранительный клапан снабжен сменными предохранительными шпильками четырех разных диаметров, изготовленными из стали, диаметр предохранительной шпильки должен находиться в соответствии с диаметром цилиндровых втулок, установленных в клапанных коробках. Станина, являющаяся основой для приводной части (рис.3,4), изготавливается из чугунного литья и имеет, направляющие параллели для крейцкопфов, гнезда роликоподшипников для коренного и трансмиссионного валов, картер для масляной ванны, в которой помещается зубчатое колесо. Трансмиссионный вал вращается на конических роликоподшипниках №7618, регулируемых металлическими подкладками, установленными под одну из торцовых крышек. Один конец трансмиссионного вала, выходящий из станины, выполнен конусным и предназначен для установки на нем клиноременного шкива. Трансмиссионный вал передает вращение главному валу посредством косозубой передачи. Ведущая шестерня изготовляется как одно целое с трансмиссионным валом, а ведомая шестерня - с коренным валом. Коренной вал вращается на конических роликоподшипниках. Движение от коренного вала передается шатунами крейцкопфам. Мотылевые головки шатунов, с вмонтированными в них роликоподшипниками, насажены на эксцентрики коренного вала. Малые головки шатунов шарнирно связаны с крейцкопфами посредством игольчатых подшипников, вращающимся по каленым пальцам крейцкопфов. Пальцы крейцкопфов соединены с корпусами крейцкопфов с помощью конусной посадки, крейцкопфы изготовляются из стального литья с чугунными накладками. Поршневые штоки соединяются с крейцкопфами посредством резьбы. Поршневые штоки проходят в станине через вторые сальники, устроенные в стенке станины и служащие для предохранения механизма приводной части и масляной ванны от загрязнений. Этой же цели служат и отбойные диски, установленные на штоках между сальниками. Сверху станина закрыта сварной крышкой, в которой имеется люк для залива масла в картер насоса и для проверки состояния зубчатой передачи. Для наблюдения и ухода за крейцкопфами, в станине имеются боковые окна, закрываемые крышками. Смазка всех деталей механизма приводной части циркуляционная. Насос имеет клиноременный привод. Конструкция предусматривает возможность изменять число ходов поршня с 44 до 90 в минуту, заменяя шкивы на насосе и двигателе. Буровой насос 9МГр-61 является модернизированной модификацией насоса 9Гр и отличается от него следующим. 2.3 Отличие насосов 9МГр-61 от 9Гр Насос 9МГр-61 имеет стальную литую клапанную коробку, что позволяет создавать повышенное давление. Для повышения гидравлической мощности в насосе усилена приводная часть. Это достигнуто увеличением ширины зубчатых колес, повышением качества материалов, заменой подшипников на более мощные и т.д. Улучшена конструкция станины. Для более значительного повышения давления конструкция насоса 9МГр позволяет применять цилиндровые втулки меньшего диаметра, чем в насосе 9Гр. .4 Техническая характеристика насоса 9МГр-61 В таблице 2 приведены данные наиболее часто встречающихся поршневых насосов Таблица 2 Техническая характеристика насоса 9МГр-61
Производительность и соответствующее наибольшее давление при различных цилиндровых втулках и различном числе ходов поршня в минуту. Таблица 3 Диаметр цилиндровых втулок
2.5 Принцип работы насоса 9МГр-61 Насос 9МГр-61 является двухцилиндровым двойного действия, у него четыре рабочих объема. Через трансмиссию от двигателя вращение передается коренному валу с кривошипами, на которых смонтированы шатуны, соединенные с ползунами. Кривошипно-шатунный механизм преобразует вращательное движение коренного вала в возвратно-поступательное ползунов, штоков и поршней. Поршень ходит в цилиндре создавая разряжение в одной камере и нагнетание в противоположной камере цилиндра. В каждом цилиндре имеются две рабочие камеры 5 и 8 (рис.1). Передняя камера 8, как у насоса одностороннего действия, и задняя камера 5, расположена за поршнем 6. Объем этой камеры меньше, чем передней, так как в ней расположен шток 2 поршня, занимающий часть ее объема. Она также имеет всасывающий 1 и нагнетательный 4 клапаны, а шток 2 уплотнен сальником 3. Если поршень движется вправо, то в левой (передней) полости создается разряжение, в результате которого всасывающий клапан 1 открывается и камера заполняется раствором, а из правой камеры (задней) жидкость в это время вытесняется в нагнетательный коллектор 7 движущимся поршнем 6. Всасывающий клапан в ней закрыт, так как давление в этой камере выше, чем во всасывающем трубопроводе 9, а нагнетательный открыт 3. Расчет мощности и КПД насоса 3.1 Мощность насоса Полезная мощность Nп насоса - функция подачи Q (в м3/сек) и давления Р (в Мпа) Nн=Q· p где Q=0,051 м3/сек. Р=10 МПа, Получаем Nн = 0, 051·10·106 = 510·103 Вт = 510 кВт Мощность приводного двигателя насоса (в кВт) Nд = Nн /ηна где ηна - общий к.п.д. насосного агрегата от двигателя до нагнетательной линии насоса ηна = ηоηгηм, где ηо - коэффициент объемной подачи; ηг - гидравлический к.п.д.; ηм - механический к.п.д. Коэффициент объемной подачи для исправного насоса ηо=0,98÷0,96; гидравлический к.п.д. оценивает потери мощности в каналах входного и выходного коллекторов, гидравлической коробке, клапанах ηг=0,97÷0,98; механический к.п.д. насосного агрегата может быть представлен в виде произведения коэффициентов ηма=ηмтηмн, где ηмт - к.п.д. трансмиссии от двигателя до трансмиссионного вала насоса ηмт=ηмт1ηмт2ηмт3; ηмт1 = 0,993 - к.п.д. вала на опорах качения; ηмт2 = 0,99 - к.п.д. фрикционной муфты; ηмт3 = 0,995 ÷ 0,998 - к.п.д. клиноременной передачи. Механический к.п.д. насоса ηмн вычисляется по формуле: ηмн= η1мη2мη3мη4мη5м; где η1м = 0,99÷0,992 - к.п.д. трансмиссионного вала на опорах качения; η2м = 0,992 - к.п.д. закрытой зубчатой передачи; η3м = 0,992÷0,993 - к.п.д. коренного вала на опорах качения; η4м = 0,99 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||