Клапанный механизм Советский патент 1993 года по МПК F16K7/18 F04D13/10 

Изобретение относится к диафрагмен- ным запорным устройствам и может найти преимущественное использование в устройствах для откачки подземных вод из скважины с помощью центробежных насосов.

Известен клапанный механизм сква- жинного центробежного насоса, содержащий установленный на выходе насоса неподвижный направляющий цилиндр, снабженный радиальными отверстиями, которые при неработающёмГнасЬёе перекрываются устройством, выполненным в виде стака нообразного золотника, телескопически связанного с направляющим цилиндром и кинематически - с поршнем, установленным внутри диафрагмы камеры.

Недостатком указанного устройства является сложность исполнения механизма перекрытия радиальных отверстий неподвижного цилиндра, а попадание песка или гравия в пространство между золотником и направляющим цилиндром приводит к заклиниванию механизма и неработоспособности устройства.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является запорное устройство для трубопровода, содержащее установленный в рассечке напорного .трубопровода корпус с входными и выходными ниппелями, размещенный в корпусе с образованием кольцевой полости неподвижный направляющий патрубок с крышкой и перепускными отверстиями, расположенными на бокбвой поверхности в несколько рядов и сообщающими входной ниппель с кольце - вой полостью корпуса, и запорный орган, расположенный в полости направляющего патрубка с возможностью перекрытия от-, верстий и выполненный в виде эластичной трубки с одним закрытым концом, обращенным к входному ниппелю, и другим открытым концом, неподвижно зафиксированным относительно патрубка, причем полость трубки и выходного ниппеля сообщены.между собой посредством перепускного элемента.

Однако известное устройство непригодно к использованию в составе скважин- ного насоса, работающего в режиме чередующихся пусков и остановок, вследствие того, что запорный орган связан с отводящим участком трубопровода через золотниковый распределитель, который не может работать в автоматическом режиме (требует ручного включения на поверхности, следовательно, инерционен)и после неожиданных остановок насоса возможно включение насоса без заполнения запорно- ГО органа водой, т.е. без дополнительного

сопротивления на выходе, что приведет к пескованию скважины.

Цель изобретения - повышение быстродействия и надежности работы механизма

при использовании его в составе скважин- ного насоса,

Поставленная цель достигается тем, что механизм снабжен дополнительным запорным органом, установленным в корпусе с

0 возможностью перекрытия кольцевой полости при остановке насоса, и направляющим штоком с диском, установленным в полости направляющего патрубка с возможностью взаимодействия с закрытым концом трубки.

5

Перепускной элемент выполнен в виде расположенных в крышке патрубка дросселирующего выпускного и впускного отверстий, и запорного органа, установленного

0 под крышкой с возможностью перекрытия впускного отверстия при работе насоса.

На чертеже изображено предлагаемое устройство, общий вид в разрезе.

Клапанный механизм содержит уста5 новленный в рассечке напорного трубопровода корпус 1 с входным 2 и выходным 3 ниппелями. В корпусе 1 с образованием кольцевой полости размещен неподвижный направляющий патрубок 4, снабженный пе0 репускными отверстиями 5, расположенными на боковой поверхности в несколько рядов. Патрубок 4 закрыт крышкой 6, а в его полости расположен запорный орган, выполненный в виде эластичной трубки 7 с

5 одним закрытым концом, обращенным к входному ниппелю 2 и другим открытым концом, неподвижно зафиксированным от- . носительно патрубка. Полости трубки и выходного ниппеля сообщены между собой

0 посредством перепускного элемента, выполненного следующим образом.

В крышке 6 имеется калиброванное расходное (выпускное) отверстие 8 и впускное 9, предназначенное для заполнения поло5 сти эластичной трубки 7 водой, а также с возможностью вертикального перемеще- ния, с целью перекрытия впускного отверстия при работе насоса, вмонтирован клапан 10. Размер отверстия 9 выбирается

0 исходя из требований скорости заполнения эластичной трубки 7 водой (например, при случайном отключении электроэнергии), а отверстие 8 - в зависимости от режима плавного пуска насоса. На крышке 6 свобод5 но лежит жесткое кольцо 11с диаметром, близким внутреннему диаметру корпуса 1, которое перекрывает корпус, не давая возможности попасть воде в полость корпуса 1. Со стороны закрытого конца эластичной трубки 7 размещен диск 13 со штоком 14 и

ограничитель 15, выполненный в виде приваренных к корпусу 4 штырей. Для удобства обслуживания корпус 4 выполнен разборным.

Клапанный механизм устанавливается на выходной патрубок насоса или в разрыв водоподъемной трубы., но ниже статического уровня откачиваемой из скважины жидкости. Наиболее целесообразна установка его в диапазоне между статическим и дина- мическим уровнями откачиваемой жидкости, с целью обеспечения наиболее благоприятных условий работы после отключения насоса.

Перед пуском насоса запорный орган - эластичная трубка 7 заполняется водой, стенки трубки 7 плотно прилегают к стенкам корпуса 4 и перекрывают перфорацию 5. Во время пуска насоса полость труб перекрыта, условия для гидравлического удара от- сутствуют; вода начинает давить на шток 14, диск 13 и дно резиновой трубки 7, при этом шток 14 способствует сохранению равномерности давления по всей площади диска. Закрытый конец трубки 7 начинает подни- маться, постепенно освобождаются отверстия 5 корпуса 4, через которые вода от насоса поступает в полость 12, под действием которой диск 11 поднимается и вода свободно устремляется по водоподъемным трубам на выход. Внутри запорного органа под действием воды клапан 10 поднимается, перекрывает отверстие 9, а через отверстие 8 вода выходит из полости трубки 7. Когда давление столба воды в водоподъем- ных трубах сравнивается с давлением внутри полости запорного органа, насос начинает работать в установившемся режиме. После выключения насоса давление под закрытым концом трубки 7 падает, клапан 10 опускается, столб воды из водоподъемной трубы через отверстие 9 заполняет полость трубки, подготавливая устройство для повторного запуска. При этом эластичная трубка 7 постепенно перекрывает перфора- цию, тем самым исключая возврат столба воды из водоподъемных труб в скважину и предотвращая ее разрушение. При возвращении запорного органа в исходное положение закрытый конец трубки 7 ложится на диск 13, упирающийся в ограничитель 15, что предохраняет эластичную трубку от разрыва при давлении столба воды. Кольцо 11 также опускается, перекрывая сброс откачиваемой воды в скважину. Устройство принимает исходное положение.

Использование клапанного механизма в устройствах для откачки подземных вод из скважин позволяет сохранить качество и долговечность эксплуатируемой гидрогеологической скважины и центробежного насоса.

Формула изобретения

1. Клапанный механизм, содержащий установленный в рассечке напорного трубопровода корпус с входным и выходным ниппелями, размещенный в корпусе с образованием кольцевой полости неподвижный направляющий патрубок с крышкой и перепускными отверстиями, расположенными на боковой поверхности в несколько рядов и сообщающими входной ниппель с кольцевой полостью корпуса, и запорный орган, расположенный в полости направляющего патрубка с возможностью перекрытия отверстий и выполненный в виде эластичной трубки с одним закрытым концом, обращенным к входному ниппелю, и другим открытым концом, неподвижно зафиксированным относительно патрубка, причем полости трубки и выходного ниппеля сообщены между собой посредством перепускного элемента, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности в работе механизма при использовании его в составе скважинного насоса, работающего в режиме чередующихся пусков и остановок, механизма снабжен дополнительным запорным органом, установленным в корпусе с возможностью перекрытия кольцевой полости при остановке насоса, и направляющим штоком с диском, установленным в полости направляющего патрубка с возможностью взаимодействия с закрытым концом трубки.

2. Механизм поп. 1,отличающийся тем, что перепускной элемент выполнен .в виде расположенных в крышке патрубка дросселирующего выпускного и впускного отверстий и запорного органа, установленного под крышкой с возможностью перекрытия впускного отверстия при работе насоса.

Назначение: устройства для откачивания жидкости из скв.ажин. Сущность изобре- тения: корпус (К) 1 клапанного механизма установлен в рассечке напорного трубопровода и содержит входной ниппель 2 и выходной ниппель 3. В К 1 размещен с образованием кольцевой полости неподвижный патрубок 4 с крышкой 6 и перепускными отверстиями 5, расположенными в несколько рядов на боковой поверхности и сообщающими входной ниппель 2 с кольцевой полостью К 1. и запорный орган, выполненный в виде эластичной трубки 7 с одним закрытым концом, обращенным к входному ниппелю 2, и другим открытым концом, неподвижно зафиксированным относительно патрубка 4, причем полость трубки 7 и вы-, ходного ниппеля J сообщены между собой посредством перепускного элемента. Механизм снабжен дополнительным запорным органом 11, перекрывающим кольцевую полость при остановке насоса, и направляющим штоком 14 с диском 13, взаимодействующим с закрытым концом трубки 7. Перепускной элемент может быть выполнен в виде расположенных в крышке б впускного отверстия 9 и дросселирующего выпускного отверстия 8 и запорного органа 10, установленного под крышкой 6 и перекрывающего впускное отверстие 9 при работе насоса. 1 з.п. ф-лы. 1 ил.