Результат интеллектуальной деятельности: ПОДШИПНИКОВАЯ ОПОРА ВИНТОВОГО НАСОСА

Изобретение относится к элементам винтовых насосов и может использоваться в составе винтовых насосов для добычи нефти, воды и других жидкостей из скважин.

Известны подшипниковые опоры по патентам: RU 2235226 МПК⁷ F16C 17/26; RU 2290539 МПК⁷ F04C 29/00, F04C 2/107; RU 2290545 МПК⁷ F16C 17/26; RU 2324082 МПК⁷ F16C 17/26; RU 2375604 МПК⁷ F04C 15/00, F04C 2/107; US 4856914 МПК⁷ F16C 17/06, F16C 27/02; и по патентам на полезную модель: RU 46317 U1 МПК⁷ F16C 17/26, F16B 17/00; RU 64301 U1 МПК⁷ F16C 17/26.

Основной недостаток этих устройств заключается в том, что для распределения осевой нагрузки на подшипники используются упругие элементы, выполненные, например, в виде тарельчатых пружин. Известно, что каждый упругий элемент имеет реальные размеры и реальную жесткость, которые отличаются от размеров и жесткости соседнего упругого элемента в пределах допуска. Кроме этого, расстояние между опорами, на которые опираются упругие элементы, отличаются друг от друга в пределах допуска. Следовательно, осевая нагрузка на подшипники не может распределяться равномерно. Хотя в некоторых из этих устройств расстояния между опорами имеют возможность для регулировки, но достаточную точность этой регулировки достичь невозможно. Дополнительную погрешность в регулировку вносит процедура фиксации опор. Это делает конструкцию не технологичной, сложной и ненадежной.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является опорный узел для погружных винтовых насосов, известный по патенту на полезную модель RU 64301 U1 МПК⁷ F16C 17/26 от 27.06.2007 г., включающий корпус, вал для привода винтового насоса, сочлененный с подшипниковым валом, и подшипники с опорными элементами. Основной недостаток этого устройства заключается в том, что опорные элементы выполнены в виде тарельчатых пружин, которые не обеспечивают равномерное распределение осевой нагрузки на подшипники по причине, указанной выше. При этом не устраняются перекосы опорных плоскостей подшипников, возникающие при сборке.

Дополнительным недостатком является то, что вал винтового насоса выполнен жестким. Это вызывает значительные изгибные напряжения в нем и соответственно значительную радиальную нагрузку на подшипники при планетарном вращении винта насоса. В результате, устройство имеет низкую надежность и низкий ресурс.

Задачей изобретения является получение технического результата, выражающегося в равномерном распределении осевой нагрузки между подшипниками и снижении радиальной нагрузки от вала винтового насоса.

Указанная задача достигается тем, что в подшипниковой опоре винтового насоса, включающей корпус, вал винтового насоса, сочлененный с подшипниковым валом и подшипники с опорными элементами, согласно изобретению опорные элементы выполнены в виде пластически деформируемых кольцевых прокладок, пластическая деформация которых создается после сборки осевой силой, равной не менее рабочей нагрузки, а вал винтового насоса по концам снабжен накрест лежащими пазами относительно его оси.

Изобретение поясняется чертежами, где:

на фиг.1 изображен фрагмент подшипниковой опоры винтового насоса с подшипниками и опорными элементами;

на фиг.2 изображен увеличенный фрагмент опорного элемента с деформированной кольцевой прокладкой;

на фиг.3. изображен вал винтового насоса с накрест лежащими пазами.

Подшипниковая опора винтового насоса (Фиг.1) содержит корпус 1, установленный в нем подшипниковый вал 2 с осевыми подшипниками 4 и радиальными подшипниками 5. Осевые подшипники 4 снабжены опорными элементами, включающими конические шайбы 6 и кольцевые прокладки 7, выполненные из пластичного материала, например из мягкой алюминиевой проволоки. Для смазки подшипников корпус 1 заполняется пластичной смазкой, температурное расширение которой компенсируется перемещением подпружиненного поршня 8. После установки вала 2 в сборе с подшипниками и опорными элементами в корпус 1 к валу 2 в осевом направлении прикладывается сила для сжатия кольцевых прокладок 7. Величина этой силы рассчитывается так, чтобы она была равна не менее рабочей нагрузки и могла обеспечить остаточную пластическую деформацию кольцевых прокладок 7 (Фиг.2). В процессе пластической деформации кольцевых прокладок 7 осевые подшипники 4 (см. Фиг.1) адаптируются к конструкции, т.е. расстояния между ними автоматически устанавливаются такими, что обеспечивается равномерное распределение осевой рабочей нагрузки между осевыми подшипниками 4. При этом исключается перекос опорных плоскостей подшипников 4. После снятия осевой силы кольцевые прокладки 7 остаются в деформированном состоянии. Положение вала 2 фиксируется упором 9 и головкой 10, и вал 2 соединяется с валом 11 (Фиг.3) винтового насоса (не показан). С обоих концов на валу 11 выполнены накрест лежащие относительно его оси пазы 12, которые уменьшают изгибную жесткость вала. При вращении вала 11 его верхний конец, сочлененный с винтовым насосом (не показан), выполняет планетарное движение. При этом вал 11 испытывает упругие изгибные деформации в области пазов 12. Так как вал 11 в области пазов 12 имеет незначительную жесткость, то, соответственно, радиальная нагрузка на подшипники 5, возникающая от изгиба вала 11, тоже незначительна.

Таким образом, изобретение позволяет получить технический результат, выражающийся в обеспечении равномерного распределения осевой нагрузки между подшипниками и снижении радиальной нагрузки от вала винтового насоса.