Усовершенствование Насоса дозатора НД-10-100 для закачивания химических реагентов в скважину-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа

Усовершенствование Насоса дозатора НД-10-100 для закачивания химических реагентов в скважину-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа
РЕФЕРАТ

В данном дипломном проекте разрабатывается насос – дозатор адаптированный к изменению дебита скважин. Для рационального использования реагента, предлагается уменьшить частоту ходов плунжера путем увеличения передаточного отношения привода насоса.
 Дипломный проект состоит из пояснительной записки и графической части.
 Пояснительная записка включает в себя три раздела: техническая, экономическая часть и раздел безопасности и экологичности проекта. В технической части проводится классификация, обзор конструкций насосов-дозаторов, описание конструкции и принципа работы насоса НД, необходимые расчеты на прочность конструкций. Раздел безопасности и экологичности проекта рассматривает вопросы охраны труда и окружающей среды. Экономическая часть раскрывает оценку экономической эффективности внедрения разработанной конструкций.
 Пояснительная записка объемом машинописных листа формата А4, содержит 21 рисунок, 8 таблиц, 18 формул и список литературы из 20 наименований.
Графическая часть состоит из графического материала объемом в количестве 10 листов чертежей, выполненных на формате А1.

КОНСТРУКЦИЯ НАСОСА

Насос-дозатор состоит из двух частей: приводной и гидравлической.
Гидравлическая часть насоса состоит из гидроцилиндра, укрепленного с помощью кронштейна.
В гидроцилиндре расположен плунжер и уплотнительное устройство. Корпуса шариковых клапанов крепятся к цилиндру на резьбе, а корпуса шариковых кла¬панов —с помощью фланцев.
Уплотнительное устройство состоит из комплекта фторопластовых или ре¬зиновых манжет , колец и имеет специальный фонарь, предназна-ченный для подвода промывочной жидкости или устройства гидравлического затвора.
При перекачивании сред, не обладающих смазывающими свойствами, фонарь может быть использован для подачи смазки в узел уплотнения.
Манжеты, кольца и фонарь поджимаются при помощи нажимного стака¬на.
При перекачивании сред, в которых стойка резина, целесообразнее использовать резиновые манжеты, обладающие значительно большей долговечностью, чем фторо¬пластовые.
Допускается установка манжет из других материалов, а также различных видов сальниковой набивки.
Назначением промывки является предупреждение преждевременного износа плунжера и уплотнения при использовании насоса для перекачивания эмульсий, суспензий и растворов, склонных к выделению солей и кристаллизации.
Гидравлический затвор предотвращает просачивание жидкости через уплот¬нение.
Для промывки и для гидравлического затвора в основном применяется вода, од¬нако выбор и способ подвода жидкости определяется видом перекачиваемой среды.
При перекачивании жидкостей—(раствора каустической соды), склонных к кристаллизации, подвод промывочной воды необходимо осуществлять снизу через штуцер трубопроводом с запорным вентилем.
Отвод воды осуществляется в этом случае через верхний штуцер.
Количество воды, регулируемое запорным вентилем, должно быть доста¬точным для смывания раствора, занесенного обратным ходом плунжера (примерно 5-10 л/час). Вода может поступать из водопровода или поднятого вверх резервуа¬ра.
При перекачивании концентрированной серной и ей подобных по влагопоглощающим свойствам кислот для исключения контакта с воздухом и уменьшении концентрации кислоты и увеличения ее агрессивности необходимо закрыть заглуш¬кой нижний штуцер, а на верхний установить колпачковую масленку, в кото¬рую набивать специально подобранную смазку, чтобы исключить непосредственный контакт кислоты с металлом плунжера и гидроцилиндра.
Для исключения испарения перекачиваемых жидкостей достаточно в боль¬шинстве случаев закрыть нижний штуцер посредством вентиля, а на верхний штуцер установить воронку и залить ее водой.
Загрязненную воду следует периодически сливать и заменять чистой.
При перекачивании известкового молока для смывания приставших к плунжеру частиц необходимо подвод воды осуществлять сверху, а слив снизу.
Запорные вентили в этом случае устанавливаются на обоих трубопроводах, что¬бы промывка фонаря осуществлялась под давлением. Вода, попадая в небольшом количестве в уплотнение рабочей полости, предотвращает осаждение, извести, а также разъедание поверхности плунжера.
Приводная часть состоит из асинхронного электродвигателя переменного тока во взрывобезопасном или обычном исполнении и червячного редуктора (рисунок 20).

Рисунок 20 - Общий вид приводной части насоса - дозатора НД

Электродвигатель должен быть снабжен магнитным пускателем с тепловой за¬щитой и кнопкой управления. Вращательное движение вала электродвигателя, че¬рез упругую муфту передается на червяк, расположенный вертикально в ро¬ликовых подшипниках.
Червяк, выполненный как одно целое с валом, расположен вертикально в роликовых подшипниках. Верхний конец вала червяка, соединяется упругой муфтой с валом электродвигателя, который монтируется на фланце корпуса редуктора.
Червячное колесо закреплено на валу, имеющем эксцентриковую шейку, на которую одет эксцентрик (рисунок 21). Изменяя положение эксцентрика относительно эксцентриковой шейки вала, можно менять эксцентриситет от максимума до нуля. Шатун, надетый на эксцентрик служит для преобразования вращательного движения вала червячного колеса в возвратно-поступательное движение плунжера.


1 - шатун; 2 -эксцентриковая шейка вала;
3 - регулировочное кольцо;
4 - бронзовый вкладыш
Рисунок 21 - Эксцентрики насоса – дозатора

Эксцентрик служит для преобразования вращательного движения вала червячного колеса в возвратно-поступательное движение ползуна с которым при помощи резьбы соединен плунжер. Меняя эксцентриситет получаем различную длину хода плунжера.
Регулировка длины хода плунжера производится следующим образом: ос¬лабив гайку необходимо повернуть регулировочное кольцо, относительно ва¬ла, удерживая вал от вращения за хвостовик при помощи ключа. Установив риску регулировочного кольца против соответствующего деления шкалы, не¬обходимо затянуть гайку.
Установка требуемой по условиям работы подачи производится на основании регулировочной характеристики насоса, которая представляет собой зависимость подачи насоса от длины хода плунжера и может изменяться в зависимости от давления нагнетания и давления на всасывании, длины и сечения — всасыва¬ющих и нагнетательных трубопроводов, физических свойств перекачиваемой жид¬кости и ряда других факторов.





4 ПРИНЦИП РАБОТЫ НАСОСА И ЕГО ХАРАКТЕРИСТИКА
4.1 Назначение насоса-дозатора

Насос-дозатор марки 10/100 электроприводной одноплунжерный, гори¬зонтальный, простого действия с подачей регулируемой вручную при остановленном электродвигателе.
Насос предназначен для объемного напорного дозирования различных чис¬тых нейтральных и агрессивных жидкостей, эмульсий и суспензий с концентраци¬ей необразованной твердой фазы до 10 % по массе с величиной зерна не более 1 % диаметра присоединительного патрубка с кинематической вязкостью до 800 сСт при температуре до +200 градусов С в технологических процессах химиче¬ской, нефтехимической, жировой, пищевой и других отраслей промышленности.
Область применения насосов-дозаторов определяется стойкостью материала, из которого выполнена гидравлическая часть насоса, а также стойкостью материала уплотнений. Температура жидкости при резиновых уплотнениях не должна превы¬шать + 80 градусов С, при уплотнениях из фторопласта + 200 градусов С.
При использовании уплотнении из фторопласта давление нагнетания не должно превышать 10 МПа.
Насос-дозатор укомплектован электродвигателем ВАО-071-4 напряжением 380 В, исполнение по взрывозащите - взрывозащищенное.
Насос-дозатор выполнен в взрывозащищенном испол¬нении допускает перекачивания жидкостей на взрывоопасных или пожароопасных производствах и установках.




4.2 Технические характеристики

Основные технические данные и характеристики приведены в
таблице 4.1.
Таблица 4.1 - Технические данные и характеристики насоса НД 10/100
Параметры НД 10/100
Подача номинальная, л/ч 10
Давление нагнетания, атм. 100
Допустимая вакуумметрическая высота
всасывания при С = +20 0С и максимальной
длине хода плунжера, м. вод. ст. 
3
Диапазон регулирования длины
хода плунжера, мм Максимальный 0 ÷ 16
 Рабочий  4 ÷ 16
Диаметр плунжера, мм 12
Условный проход присоединительных
патрубков, мм 
10
Электродвигатель  Взрывозащищенное
исполнение ВАО – 071 – 4
 Мощность, кВт 0,27
Масса с электродвигателем, кг 42


4.3 Установка необходимой длины хода плунжера в соответствии с
требуемой подачей

Для установки требуемой по условиям работы подачи насоса необходимо произвести правильную установку длины хода плунжера. Это производится на основании регулировочной характеристики насоса прилагаемой вместе с паспортом.
Регулировочная характеристика представляет собой зависимость подачи насоса от длины хода плунжера и имеет специфический характер в зависимости от давления нагнетания, давления всасывания, длины и сечения всасывающего и нагнетательного трубопроводов, физических свойств перекачиваемой среды и ряда других факторов.
Прилагаемая к паспорту регулировочная характеристика действительна при условии работы насоса с параметрами, указанными в характеристике и на средах, имеющих аналогичные или близкие с водой физические свойства.
При отличающихся параметрах, а также для более точной установки требуемой подачи в производственных условиях необходимо определить дополнительную регулировочную характеристику.
Построение этой регулировочной характеристики производится следующим образом.
По шкале насоса в рабочем диапазоне регулирования последовательно устанавливаются значения длины хода плунжера (от S min до S max) через равные промежутки (минимально 4-5 значений) и с помощью мерного бачка и прибора отсчета времени замеряется несколько (8-10) раз соответствующая установленной длине хода плунжера подача, затем вычисляется ее среднее значение. По вычисленным средним значениям подач составляется таблица и строится уточненная регулировочная характеристика, по которой в дальнейшем устанавливается нужная подача насоса (гидроцилиндра).
Следует помнить, что при определении величин, необходимых для построения регулировочной характеристики, суммарная погрешность их определения должна быть на порядок выше требуемой точности подачи.