Клапан бурового насоса Российский патент 2024 года по МПК F16K47/02 F16K15/10 F04B53/10 

Изобретение относится к гидромашиностроению, в частности клапанам буровых насосов, перекачивающих абразивосодержащую жидкость при высоких давлениях.

Известен клапан бурового насоса, включающий расположенные в клапанной коробке гидравлической части насоса тарель, седло, кольцо уплотнительное, пружины и элементы крепления (Ильский А.Л., Шмидт А.П. Буровые машины и механизмы. Учебник для вузов. - М.: Недра, 1989.-201 с).

Недостатком конструкции клапана бурового насоса является то, что при работе клапана в режиме ударной нагрузки тарели клапана о седло наблюдается повышенный гидроабразивный износ уплотнителя, тарели и седла. Происходит промыв клапана.

Известен клапан бурового насоса (патент RU 41 825 U1, Султанов Б.З., Абдюкова Р.Я. Габдрахимов М.С., 2004 г.), включающий седло, тарель, упорную гайку, крестовину, хвостовик тарели, ограничитель подъема, а также снабжен седлом, имеющим посадочное гнездо в форме цилиндра, переходящего в конус, и тарелью, имеющей форму конического диска, в котором размещено уплотнительное кольцо круглого сечения, взаимодействующее с прижимной втулкой, с возможностью вертикального перемещения относительно ограничителя, на котором размещена упорная гайка.

Недостатком данной конструкции является низкая безотказность клапана, обусловленная быстрым износом уплотнительного кольца. Незначительная площадь контакта седла клапана и уплотнительного кольца приводит к гидроабразивному износу рабочей поверхности кольца и седла клапана.

Наиболее близким техническим решением, прототипом, является клапан, содержащий корпус, седло, запорный орган с направляющей, с устройством для демпфирования при перемещении клапана органа, обеспечивающего дросселированием потока. (А.с.SU №1560862 А1, 1999 г. ).

Недостатком прототипа является, то что быстродействие открытия клапана значительно снижено за счет демпфирования. Демпфирование обеспечивает условие безударной работы клапана при посадке его на седло. Но также увеличивает время подъема тарели клапана с седла. В зазоре между тарелью клапана при неполном его открытии наблюдается повышенная скорость перекачиваемого гидроабразивного потока и повышенный износ уплотнительного элемента и седла.

Техническая проблема, решаемая изобретением - создание нового устройства клапана бурового насоса с достижением следующего технического результата: повышение быстродействия клапана при его открытии с сохранением возможности безударной посадки тарели на седло.

Указанный технический результат достигается тем, что в клапане бурового насоса, включающего седло, запорный орган с направляющей и оснащенный стаканом с дросселем, согласно изобретению, дроссельный элемент выполнен в виде V-образной манжеты, жестко закреплен на штоке без контакта с внутренней поверхностью стакана с зазором между дроссельным элементом и внутренней поверхностью стакана, причем величина зазора при закрытии клапана существенно меньше, чем при открытии клапана.

Новым является то, что в заявляемом изобретении дроссельный элемент, обеспечивающий демпфирование, выполнен в виде V-образной манжеты, обеспечивающей дросселирование потока. Причем демпфирование и снижение скорости посадки тарели на седло создается только при закрытии клапана. При открытии клапана дросселирование в зазоре (Δ2) между манжетой и стаканом существенно снижается и повышается быстродействие открытия клапана.

Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, где: - на фиг. 1 приведен чертеж клапана бурового насоса;

- на фиг. 2 приведено расположение V-образной манжеты в стакане, а - при закрытии клапан, б - при открытии клапана.

Клапан бурового насоса (фиг. 1) включает корпус 1, седло 2, тарель 3, уплотнительный элемент 4, гайку 5, шток 6, стакан 7, дроссельный элемент 8 в виде V-образной манжеты, пружину 9.

Клапан бурового насоса работает следующим образом. При закрытии клапана тарель 3 со штоком 6 движется вниз по направлению к седлу 2 клапана. Шток 6 клапана, перемещаясь вниз, соответственно перемещает дроссельный элемент 8 в виде V-образной манжеты. Геометрические параметры манжеты и внутренней поверхности стакана 7 выполнены таким образом, что не обеспечивают полного перекрытия зазора (Δ1) между манжетой и внутренней поверхностью стакана 7. Поток жидкости дросселируется через зазор (Δ1) между манжетой и внутренней поверхностью стакана 7. Это обеспечивает демпфирование и безударную посадку тарели 3 клапана на седло 2 и закрытие клапана. При открытии клапана дроссельный элемент 8, выполненный в виде V-образной манжеты и жестко закрепленный на штоке 6, не контактирующий с внутренней поверхностью стакана 7, под воздействием давления жидкости деформируется, и зазор (Δ2) между внутренней поверхностью стакана 7 и дроссельным элементом 8 существенно увеличивается, что способствует увеличению скорости тарели 3 клапана при перемещении вверх и, соответственно, быстродействию самого клапана.

Преимущество предлагаемого клапана бурового насоса состоит в том, что обеспечивается одновременно условие безударной посадки тарели клапана на седло и повышается быстродействие клапана при его открытии. В совокупности это приводит к повышению безотказности клапана бурового насоса.

Изобретение относится к гидромашиностроению, в частности клапанам буровых насосов, перекачивающих абразивосодержащую жидкость при высоких давлениях. Клапан бурового насоса включает седло, запорный орган с направляющей и оснащенный стаканом с дросселем. При этом дроссельный элемент выполнен в виде V-образной манжеты, жестко закреплен на штоке без контакта с внутренней поверхностью стакана с зазором между дроссельным элементом и внутренней поверхностью стакана, причем величина зазора при закрытии клапана существенно меньше, чем при открытии клапана. Изобретение направлено на создание нового устройства клапана бурового насоса, повышающего быстродействие клапана при его открытии с сохранением возможности безударной посадки тарели на седло. 2 ил.

Клапан бурового насоса, включающий седло, запорный орган с направляющей и оснащенный стаканом с дросселем, отличающийся тем, что дроссельный элемент выполнен в виде V-образной манжеты, жестко закреплен на штоке без контакта с внутренней поверхностью стакана с зазором между дроссельным элементом и внутренней поверхностью стакана, причем величина зазора при закрытии клапана существенно меньше, чем при открытии клапана.