Шариковый клапан

Полезная модель относится к области насосного оборудования и может быть использована в плунжерных насосах для добычи высоковязких жидкостей из скважин. Задачей полезной модели является получение клапана для прокачки высоковязкой жидкости с созданием условий для свободного перемещения шарика в открытом положении клапана и принудительного закрытия клапана с возможностью центрирования шарика при соприкосновении его с седлом клапана. Шариковый клапан содержит корпус 1 с седлом 2, шарик 4 расположенный в ступенчатом проходном канале 3 и пружину 5, взаимодействующую через кольцевой опорный элемент 7 с шариком 4. Новым является то, что опорный элемент 7 имеет форму пространственной вилки выполненной с возможностью взаимодействия с шариком 4 и центральным штырем 8 канала для ограничения длины хода шарика 4 в открытом положении и его бокового перемещения в закрытом положении клапана.

Полезная модель относится к области насосного оборудования и может быть использована в плунжерных насосах для добычи высоковязких жидкостей из скважин.

Наиболее близким техническим решением, выбранным нами в качестве прототипа, является подпружиненный шариковый клапан, в котором пружина взаимодействует с шариком через опорный элемент, поверхность которого выполнена со сквозным продольным отверстием и сопрягается с поверхностью шарика, частично охватывая последний [1].

Недостаток клапана заключается в том, что при открытии клапана шарик, приподнимаясь под действием перепада давления и сжимая пружину, прижимается к опорному элементу, что препятствует свободному перемещению шарика в корпусе клапана. Это приводит к неравномерному и быстрому износу шарика и седла клапана.

Задачей полезной модели является получение клапана для прокачки высоковязкой жидкости с созданием условий для свободного перемещения шарика в открытом положении клапана и принудительного закрытия клапана с возможностью центрирования шарика при соприкосновении его с седлом клапана.

Для успешного решения поставленной задачи в подпружиненном шариковом клапане, содержащем корпус с седлом, шарик расположенный в ступенчатом проходном канале и пружину, взаимодействующую через опорный элемент с шариком, опорный элемент имеет форму пространственной вилки выполненной с возможностью взаимодействия с шариком и центральным штырем канала для ограничения длины хода шарика в открытом положении и его бокового перемещения в закрытом положении клапана.

Указанные признаки позволяют устранить недостатки, присущие прототипу, за счет того, что при открытии клапана опорный элемент перемещается до упора образованного центральным штырем канала и остается в этом фиксированном положении до закрытия клапана, а шарик свободно перемещается в клетке образованной вилкой и каналом. При закрытии клапана подпружиненная опора прикладывает дополнительное усилие на шарик, предотвращая зависание последнего в высоковязкой жидкости и центрируя его.

Нам не известны шариковые клапаны, обладающие совокупностью вышеперечисленных признаков, что означает соответствие предлагаемого клапана требованиям, предъявляемым к полезным моделям.

На фигуре схематично изображен шариковый клапан.

Клапан содержит корпус 1 с седлом 2 и ступенчатый проходной канал 3. В закрытом положении шарик 4 прижат к седлу 2 пружиной 5 расположенной между втулкой 6 и опорным элементом 7, имеющем форму пространственной вилки. Ход опорного элемента 7 ограничен штырем 8, взаимодействующей с выступом 9 опорного элемента 7.

Клапан работает следующим образом.

При превышении давления рабочей среды со стороны седла 2 над давлением в корпусе 1 шарик 4 и опорный элемент 7 приподнимаются, сжимая пружину 5, обеспечивая пропуск жидкости. В конце хода опорный элемент 7 упирается выступом 9 в штырь 8. В открытом положении клапана центральный штырь 8 и опорный элемент 7 формируют свободное пространство, в котором шарик 4 свободно перемещается по различным траекториям.

При создании депрессии рабочей среды со стороны седла 2 над давлением в корпусе 1 на шарик 4 и опорный элемент 7 дополнительно действует усилие, зависящее от перепада давления на них, и опорный элемент 7 прижимает шарик 4 при помощи пружины 5.

В закрытом положении вилка опорного элемента 7 центрирует шарик 4 в седле 2, предотвращая смещение шарика 4 в условиях наклона клапана.

Таким образом, предлагаемое устройство клапана обеспечивает надежную работу клапана в искривленной скважине и его принудительное закрытие.

Источники информации:

1. Патент РФ 2221952 от 20.01.2004 г.

Подпружиненный шариковый клапан, содержащем корпус с седлом, шарик, расположенный в ступенчатом проходном канале, и пружину, взаимодействующую через опорный элемент с шариком, отличающийся тем, что опорный элемент имеет форму пространственной вилки, выполненной с возможностью взаимодействия с шариком и центральным штырем канала для ограничения длины хода шарика в открытом положении и его бокового перемещения в закрытом положении клапана.