Конструкция поршневого насоса УНБ-600

Для увеличения износостойкости штоков их рабочая  поверхность закаливается на высокую  твердость.

 

Рис 2.9 Шток поршня насоса УНБ-600

 

Рис 2.10 Шток ползуна  насоса УНБ-600

 

Уплотнение (рис. 2.11, 2.12) состоит из корпуса 4, направляющей втулки 6, упорного резинового кольца 5, четырех уплотнительных резиновых колец 5, упорного кольца 11 и второй направляющей втулки.

 

Рис 2.11 Уплотнение штока насоса УНБ-600

 

Направляющие  втулки и опорное кольцо изготавливаются  из капролита. Упорное кольцо 11 поджимается при помощи втулки 7 через фланец 9.

 

Рис 2.12 Комплект уплотнителей штока насоса УНБ-600

1 – втулка; 2 – упорное кольцо; 3 – манжета  уплотнения штока; 4- опорное кольцо

 

Подтяжка уплотнения производится при неработающем насосе с помощью гаек 10 и шпилек 8.

Для увеличения долговечности уплотнения штока  осуществляется смазка и охлаждение штоков жидким маслом. Масло подается на штоки насосом Г11-22. Привод насоса осуществляется от трансмиссионного вала.

 

Рис 2.13 Уплотнение штока ползуна

 

Герметизация  соединения гидравлической коробки с корпусом 4 осуществляется самоуплотняющейся манжетой 1 и резиновым кольцом 2.

Для того чтобы  предотвратить попадание глинистого раствора в приводную часть насоса, создано специальное уплотнительное устройство (рис. 2.13). Глинистый раствор может быть внесен в приводную часть надставкой штока, поэтому отмеченное уплотнение сальникового типа. Манжеты 1, расположенные в корпусе сальника 2, поджимаются фланцем 3. Манжеты обжимают надставку штока и не дают возможность вносить глинистый раствор в приводную часть. Фланец 3 поджимается при остановке насоса. Поджатие осуществляется с тем, чтобы устранить попадание глинистого раствора, чрезмерная затяжка не требуется, так как при этом преждевременно выходят из строя манжеты.

 

2.3.2 Приводная часть насоса УНБ-600

Приводная часть  насоса УНБ-600 состоит из узлов коренного  вала (рис. 2.14.), трансмиссионного вала (рис. 2.15. ) и шатунного механизма (рис. 2.16.), установленных в литой  чугунной станине.

Коренной вал (см. рис. 2.14.) выполнен в виде сварнолитной конструкции. Он состоит из двух эксцентриков 2, зубчатого венца 1 и вала 3. Зубчатый венец 1 напрессован на эксцентрики 2. Вал установлен на четырех конических подшипниках 4. Подшипники помещены в станках 6. Регулировка подшипников производится при помощи прокладок 5. Смазка подшипников осуществляется пружинными тавотницами.

 

Рис 2.14. Узел коренного  вала

 

Эксцентрики коренного  вала смещены относительно друг друга  на угол 90° и имеют эксцентриситет 200 мм. На эксцентрики 2 посажены по два конических рукоподшипника 7. Эксцентриситет обеспечивает ход поршня в 400 мм. Подшипники вала смазываются тем же маслом масляной ванны, находящейся в картере корпуса, что и зубчатое зацепление, разбрызгиванием от зубчатой пары. Трансмиссионный вал приводит во вращение коренной вал при помощи косозубой шестерни 5 (см. рис. 2.15). Шестерня выполнена заодно с валом, который установлен на двухрядных сферических роликовых подшипниках 4, помещенных в стакан 3. С помощью резинового кольца 2 уплотняется крышка стакана подшипников. Специальное уплотнение 6 предотвращает вытекание смазки из подшипников.

 

Рис 2.15 Трансмиссионный  вал

 

Консистентная смазка подается в подшипники пружинными тавотницами 1. Плавающий подшипник  А, имеет тепловой зазор для расширения. Оба конца трансмиссионного вала сделаны одинаковыми, что позволяет монтировать насос с правым и левым расположением привода. Свободный конец вала защищается кожухом. Шкив крепится на конце вала шпонками и двумя стяжными болтами.

 

Места смазки обозначены на рис. 2.14 и 2.15 римскими цифрами.

 

Рис 2.16. Ползун

 

На рис. 2.16 показан  поперечный разрез ползуна по кольцу шатуна. Ведущие головки шатунов  установлены на конических роликоподшипниках, которые в свою очередь насажены на эксцентрики. Малые головки шатунов 3 (рис. 2.16) соединены с ползуном 1 при помощи цилиндрических пальцев 2 и подшипников скольжения 5.

Смазка подшипников 5 производится через отверстие в  малой головке шатуна. К этим отверстиям масло подводится из масляной камеры, которая крепится к корпусу станины над. ползуном. Корпус ползуна 1 изготовляется из стали (ст. 35Л). Сменной деталью ползуна является накладка 4, изготовляемая из чугуна.

Направляющие  накладки корпуса ползуна смазываются  маслом, которое подается самотеком  из камеры. Масло в эту камеру попадает путем разбрызгивания от зубчатой передачи. Осмотр зубчатого зацепления и заливка масла в ванну производятся через специальный лоток. Для контроля уровня масла имеется маслоуказатель, для слива масла — специальные резьбовые отверстия диаметром 75 мм. Для подогрева масла в зимнее время в ванну станины может быть вмонтирован подогреватель. Станина насоса крепится к его раме восемью болтами. Для удобства транспортировки рама насоса выполнена в виде салазок.

Блок пневмокомпенсатора насоса УНБ-600 (рис. 2.17) тупикового типа предназначен для снижения величины колебаний давления в напорном трубопроводе. Он состоит из корпуса 5, на котором: установлены три воздушных колпака 3 с разделителем. Объем воздушной части каждого колпака 17 дм3. Воздушные колпаки имеют приспособление 2 для контроля давления газа в колпаках и предохранительный клапан 4.

 

Рис 2.17 Блок пневмокомпенсатора насоса УНБ-600

 

Воздушный колпак (рис. 2.18) состоит из перфорированной  трубы и резинового баллона. Корпус колпака, опираясь на фланец перфорированной трубы, крепится шпильками к фланцу корпуса блока пневмокомпенсатора. В результате затяжки гаек обжимается фланец резинового баллона и тем самым герметизируется полость между баллоном и колпаком. Для выпуска сжатого воздуха или газа в верхней части колпаков имеются пробки 13.

 

 

Рис. 2.18 Пневмокомпенсатор (воздушный  колпак) с разделителем

1 - гайка; 2 –  фланец корпуса блока воздушных  колпаков; 3 - шпилька; 4 – перфорированная  труба; 5 – резиновый баллон; 6 –  корпус колпака; 7 - пробка; 8 - вентиль; 9 - уплотнение

 

Каждый корпус колпака имеет вентиль 1, к которому подсоединяется приспособление для  контроля давления газа в газовой  полости колпаков. При помощи этого  же приспособления происходит заполнение колпаков газом. Снимается колпачок 6, и на резьбовой конец патрубка наворачивается накидная гайка шланга высокого давления 7, второй конец которого присоединяется к баллону со сжатым газом. До заполнения газом пневмокомпенсатора отвинчивают пробку 13 и заливают в газовую полость колпаков по 100 - 150 смі воды. Наличие воды обеспечивает более надежную герметизацию в газовой полости колпаков.

К корпусу блока  пневмокомпенсатора крепится предохранительный  клапан, проходное отверстие в  котором закрыто мембраной изготавливается  из латуни марки-Л62М. Толщина ее равна   мм. На мембрану 8 опирается сменное кольцо 9 и прижимается к ней при помощи трубы 10 и гайки 12.

Герметичность соединения мембраны с фланцем осуществляется за счет резинового кольца 11. Завод-изготовитель поставляет комплект сменных колец 9, которые отличаются размерами внутреннего диаметра. Каждой сменной цилиндровой втулке, а значит и рабочему давлению, соответствует определенное сменное кольцо 9. Кольца маркированы. Маркировка указывает рабочее давление. С повышением давления глинистого раствора сверх допустимого мембрана 8 срезается по контуру внутреннего диаметра кольца. При этом глинистый раствор сливается при помощи трубы 10 в емкость.

Буровой насос  УНБ-600, по сравнению с ранее выпускаемым  насосом У8-4, имеет ряд оригинальных усовершенствований. В опоры коренного вала и большой головки шатуна введены регулируемые подшипники, что обеспечивает бесшумную работу механизмов.

Упорная резьба перенесена на съемный фланец гидрокоробки, что  позволяет успешно ремонтировать  насос в промысловых условиях. Более рациональная конструкция уплотнения колпаков способствует удлинению срока их службы. Конструктивные улучшения внесены также в предохранительный клапан и пневмокомпенсатор. Все эти усовершенствования повысили надежность и долговечность насоса УНБ-600. Высокое рабочее давление и широкий диапазон сменных цилиндровых втулок позволяют использовать насос УНБ-600 на режимах, обеспечивающих большую скорость бурения.

 

Раздел 3.

 

3.1 Расчет  высоты подъема клапана при  различных углах поворота кривошипа

 

Исходные данные для расчета:

длина хода поршня насоса S=0,45 м, диаметр поршня  =0,2 м, число двойных ходов поршня n=55 в мин, диаметр тарелки клапана  =0,202 м, диаметр отверстия в седле клапана  =0,150 м, угол конуса  =45°, вес клапана  =7,33 кгс, средний диаметр пружины  =0,074 м, диаметр пружинной проволоки  =0,007 м, число рабочих витков z=9, высота пружины в свободном состояния 0,195 м, начальное сжатие  =0,091 м, усилие пружины при закрытом клапане 46,6 кгс, при открытом 55 кгс.

Площадь седла  клапана

 

. (3.1)

 

Площадь клапана

 

 (3.2)

 

=1200 кгс/мі

Высоту подъема  клапана определяем по следующей  формуле

 

. (3.3)

 

Для удобства вычислений вводим следующие обозначения:

 

;   (3.4)

. (3.5)

 

Подставляя известные  числовые значения, получим

 

 (3.6)

r = s:2 = 0,450:2 = 0,225 м  (3.7)

 (3.8)

 (3.9)

 

Среднее усилие пружины

 

.

. (3.10)

 

Коэффициент расхода   определяем по рис. 3.1

 

Рис. 3.1 График зависимости  коэффициента расхода от безразмерной характеристики клапанной щели.

 

При

 

 (3.11)

.

 

Тогда

 

 

Расчет значений   при различных углах поворота кривошипа сведен в таблице

	0°	30°	60°	90°	120°	150°	180°
	-0,000765	0,00583	0,01087	0,01299	0,01163	0,0072	0,000765

 

Раздел 4.

 

4.1 Эксплуатация  поршневых насосов

 

4.1.1 Подготовка  к пуску

Все работы по подготовке к пуску, пуск и остановку насоса выполняют по распоряжению начальника смены или старшего по смене.

Получив распоряжение о подготовке насоса к пуску, машинист должен по записи в сменном журнале  убедиться, что причина, по которой  насос был остановлен, устранена. Затем необходимо проверить: соединение двигателя с редуктором и редуктора с насосом; техническое состояние сальников; присоединение к насосу всасывающего и нагнетательного трубопроводов; наличие масла в маслобаке, масленках, подшипниках и редукторе; поступление воды на охлаждение сальников; наличие, исправность и подключение контрольно-измерительных приборов и средств автоматики; наличие и исправность ограждения; отсутствие посторонних предметов вблизи движущихся частей насоса.

Перед пуском насоса буферный сосуд или всасывающий колпак заполняют до необходимого уровня перекачиваемой жидкостью и открывают задвижку на всасывающем трубопроводе.

Одновременно  с подготовкой насоса к пуску  подготавливают электродвигатель или  паровую машину. В подготовку электродвигателя к пуску, которую выполняет дежурный электрик, входит проверка (прозвонка) кабеля и обмоток, заземления двигателя и пускателя, смазки в подшипниках электродвигателя.

Если на приводе  насоса стоит паровая машина, то ее необходимо осмотреть, проверить привод золотников, выполнить все работы, предусмотренные инструкцией.

О готовности насосной установки к пуску докладывают  начальнику смены или старшему по смене.

 

4.1.2 Пуск  насоса

Пуск насоса с байпасной линией проводят при  закрытой задвижке на напорном трубопроводе и открытой задвижке на байпасной линии. Нажатием кнопки «Пуск» включают электродвигатель, и насос начинает работать.

При пуске насоса без байпасной линии открывают  задвижку на напорной линии. Пуск поршневого насоса при закрытой нагнетательной линии совершенно недопустим, так как может произойти поломка насоса или привода.При пуске парового насоса сначала открывают задвижку на напорном и всасывающем трубопроводах, затем открывают у паровых цилиндров краны для продувки и только после этого открывают паровпускной клапан. Краны для продувки необходимо держать открытыми до тех пор, пока не прогреются паровые цилиндры (200—250°С), т. е. не прекратится выброс из них воды, образовавшейся вследствие конденсации пара. После прогрева цилиндров, когда из кранов для продувки начнет поступать пар, их необходимо закрыть и одновременно открыть краны у манометра и вакуумметра, установленных на насосе. Одновременно большим или меньшим открытием паровпускного клапана регулируют подачу пара в машину и этим доводят число ходов поршня до рабочих.

После пуска  проверяют техническое состояние  ходовой части насоса, двигателя, цилиндров, поступление смазки во все  точки, прослушивают работу насоса. Если все параметры в норме, то насос  пускают в работу под нагрузкой.

Время пуска  насосной установки записывают в  сменный журнал.

 

4.1.3 Остановка  насоса

Останавливать насос следует по указанию начальника смены или старшего по смене. Только в аварийных случаях машинист останавливает насос сам и  затем уже сообщает руководителю смены о причине остановки.

При наличии  байпасной линии насос нужно  останавливать в следующем порядке: открыть задвижку (клапан) на байпасной  линии; закрыть задвижку (клапан) на линии нагнетания; выключить электродвигатель или прекратить подачу пара в паровую машину; закрыть задвижки (клапаны) на линиях всасывания и нагнетания.

При отсутствии байпасной линии насос останавливают  таким образом: закрывают задвижку (клапан) на всасывающей линии; останавливают  двигатель; закрывают задвижку (клапан) на нагнетательной линии. В обоих случаях для продолжения циркуляции смазки используют ручные насосы до полной остановки агрегата. Затем прекращают подачу воды на охлаждение сальников. Если насос останавливают на длительное время и температура в рабочем помещении ниже температуры замерзания перекачиваемой жидкости, то ее сливают из всех полостей насоса. При остановке на ремонт все коммуникации насоса освобождают от перекачиваемой жидкости, воды и смазки. Время и причину остановки насоса записывают в сменный журнал.