КЛАПАН ПОГРУЖНОГО НАСОСА

КЛАПАН ПОГРУЖНОГО НАСОСА


RU (11) 2296885 (13) C1

(51) МПК
F04B 53/10 (2006.01)
F16K 5/02 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.12.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2005134901/06 
(22) Дата подачи заявки: 2005.11.11 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2005.11.11 
(45) Опубликовано: 2007.04.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2247865 C2, 10.03.2005. RU 2066400 C1, 10.09.1996. RU 2263228 C1, 27.10.2005. СН 572179 А, 30.01.1976. 
(72) Автор(ы): Поляков Дмитрий Борисович (RU); Пономарев Анатолий Константинович (RU); Шаймарданов Рамиль Фаритович (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Общество с ограниченной ответственностью "Лифт Ойл" (RU) 
Адрес для переписки: 125424, Москва, а/я 31, ООО "Лифт Ойл", Д.Б. Полякову 

(54) КЛАПАН ПОГРУЖНОГО НАСОСА

Изобретение относится к области насосостроения, в частности к насосным установкам, предназначенным для подъема жидкости с больших глубин. Клапан погружного насоса содержит корпус с входной и выходной полостями и размещенными в корпусе запорным органом со штоком и седлом. Запорный орган выполнен в виде плунжера с возможностью образования запорной пары с внутренней поверхностью седла, а последнее выполнено из размещенного в опорной втулке набора подвижных в радиальном направлении и уплотненных эластичными элементами колец, посадочные поверхности которых смещены эксцентрично относительно друг друга и поджаты в осевом направлении. Запорный орган нагружен пружиной и выполнен с упорным фланцем, а опорная втулка седла выполнена с кольцевой канавкой под упорный фланец. Подвижные в радиальном направлении кольца поджаты в осевом направлении через эластичное кольцо упорной втулкой. Под запорным органом на штоке подвешен груз, пружина расположена во входной полости корпуса между грузом и упорной втулкой седла, а последнее установлено в расточке корпуса и зафиксировано относительно него посредством разжимного кольца. В результате достигается повышение надежности работы клапана и увеличение ресурса работы клапана. 2 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к области насосостроения, в частности к насосным установкам, предназначенным для подъема жидкости с больших глубин.

Известен клапан погружного насоса, содержащий корпус, в котором размещен запорный орган со штоком и выполнено седло, причем запорный орган выполнен в виде плунжера с возможностью образования запорной пары с внутренней поверхностью седла (патент RU №2066400, кл. F16К 15/02, 10.09.1996).

Однако данный клапан не обеспечивает требуемой надежности работы, что связано с тем, что запорная пара образована цилиндрическими сопрягаемыми поверхностями плунжера и цилиндра, а также опорным кольцом и торцевой поверхностью плунжера. В этих условиях при воздействии песка, соли и попутных газов, которые налипают на сопрягаемые поверхности и попадают между сопрягаемыми элементами запорной пары, нарушается герметичность запорной пары в результате абразивного и коррозионного воздействия указанных выше примесей. Кроме того, формирование запорной пары торцевыми поверхностями плунжера и опорного кольца может привести к значительным гидравлическим ударам.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является клапан погружного насоса, содержащий корпус с входной и выходной полостями и размещенными в корпусе запорным органом со штоком и седлом, причем запорный орган выполнен в виде плунжера с возможностью образования запорной пары с внутренней поверхностью седла, последнее выполнено из размещенного в опорной втулке набора подвижных в радиальном направлении и уплотненных эластичными элементами колец, посадочные поверхности которых смещены эксцентрично относительно друг друга и поджаты в осевом направлении, а запорный орган нагружен пружиной (патент RU №2247865, кл. F04В 53/10, 10.03.2005).

Однако данный клапан также не обеспечивает требуемой надежности работы. Это связано с тем, что при установке клапана совместно с погружным насосом внутри колонны насосно-компрессорных труб и установке пружины для возврата запорного органа в исходное закрытое положение последняя при остановке работы засоряется примесями перекачиваемой среды, в частности песком, оседающими в колонне труб, что может привести к негерметичности закрытия клапана. В результате при последующем запуске насоса возможна перегрузка и выход из строя электродвигателя, который приводит в действие насос.

Задачей настоящего изобретения является предотвращение засорения пружины и использование веса груза для закрытия клапана.

Техническим результатом, на достижение которого направлено изобретение, является повышение надежности работы клапана и увеличение ресурса работы клапана.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что клапан погружного насоса содержит корпус с входной и выходной полостями и размещенными в корпусе запорным органом со штоком и седлом, причем запорный орган выполнен в виде плунжера с возможностью образования запорной пары с внутренней поверхностью седла, последнее выполнено из размещенного в опорной втулке набора подвижных в радиальном направлении и уплотненных эластичными элементами колец, посадочные поверхности которых смещены эксцентрично относительно друг друга и поджаты в осевом направлении, а запорный орган нагружен пружиной, при этом запорный орган выполнен с упорным фланцем, а опорная втулка седла выполнена с кольцевой канавкой под упорный фланец, при этом подвижные в радиальном направлении кольца поджаты в осевом направлении через эластичное кольцо упорной втулкой, под запорным органом на штоке подвешен груз, пружина расположена во входной полости корпуса между грузом и упорной втулкой седла, а последнее установлено в расточке корпуса и зафиксировано относительно него посредством разжимного кольца.

Анализ работы клапанов погружного насоса в составе скважинных насосных установок показывает, что конструктивные особенности выполнения клапанов оказывают существенное влияние на надежность работы всей насосной установки. В первую очередь речь идет о месте расположения пружины относительно запорного органа. Расположение пружины ниже запорного органа и выполнение последнего с упорным фланцем, расположенным в кольцевой канавке при положении клапана "закрыто" предотвращает попадание песка и других примесей в момент остановки работы погружного насоса, поскольку песок и другие механические примеси из колонны труб оседают на внешнюю плоскую поверхность упорного фланца и на сопрягаемые поверхности элементов запорной пары - между запорным органом и подвижными в радиальном направлении кольцами. В то же время, когда клапан находится в положении "открыто" и набегающий снизу поток перекачиваемой среды набегает на клапан, он в первую очередь набегает на груз, который как защитный элемент защищает пружину, отбивая механические примеси к периферии входной полости корпуса клапана. Это уменьшает контакт пружины с примесями и снижает вероятность оседания примесей между витками пружины, а при остановке работы насоса примеси оседают ниже клапана. Кроме того, груз позволяет повысить надежность срабатывания клапана, поскольку даже в случае поломки пружины груз при остановке работы насоса будет тянуть запорный элемент вниз в положение "закрыто". Поджатие подвижных в радиальном направлении колец эластичным кольцом позволяет исключить образование зазором между подвижными кольцами и предотвращает попадание примесей между подвижными кольцами. В конечном итоге это позволяет исключить или, по крайней мере, резко снизить возможность засорения элементов конструкции клапана песком или другими механическими примесями, что снижает эрозию элементов конструкции от взаимодействия с примесями и предотвращает осаждение примесей между подвижными элементами конструкции клапана, что повышает надежность и долговечность работы клапана.

На фиг.1 представлен продольный разрез описываемого клапана с монолитным эластичным кольцом.

На фиг.2 представлен продольный разрез описываемого клапана с эластичным кольцом в виде манжеты.

Клапан погружного насоса содержит корпус 1 с входной 2 и выходной 3 полостями и размещенными в корпусе 1 запорным органом 4 со штоком 5 и седлом 6. Запорный орган 4 выполнен в виде плунжера с возможностью образования запорной пары с внутренней поверхностью седла 6, а последнее выполнено из размещенного в опорной втулке 7 набора подвижных в радиальном направлении и уплотненных эластичными элементами 8 колец 9, посадочные поверхности которых смещены эксцентрично относительно друг друга и поджаты в осевом направлении. Запорный орган 4 нагружен пружиной 10 и выполнен с упорным фланцем 11, а опорная втулка 7 седла 6 выполнена с кольцевой канавкой 12 под упорный фланец 11. Подвижные в радиальном направлении кольца 9 поджаты в осевом направлении через эластичное кольцо 13 упорной втулкой 14. Эластичное кольцо может быть выполнено из монолитного эластичного материала (фиг.1) с овальным, круглым или прямоугольным сечением, либо может быть выполнено в виде эластичной манжеты (фиг.2). Под запорным органом 4 на штоке 5 подвешен груз 15, пружина 10 расположена во входной полости 2 корпуса 1 между грузом 15 и упорной втулкой 14 седла 6, а последнее установлено в расточке 16 корпуса 1 и зафиксировано относительно него посредством разжимного кольца 17.

Клапан работает следующим образом.

Под действием пружины 10 и груза 15 запорный орган 4 опускается вниз и закрывает проходное отверстие клапана. При этом одна пара уплотнительных колец 9 под воздействием эластичных элементов 8 плотно прижимаются к поверхности выполненного в виде плунжера запорного органа 4 с противоположных сторон, а другая пара также прижимается к запорному органу 4 в перпендикулярном направлении, чем обеспечивается герметичность клапана. Зазор в осевом направлении устраняется за счет поджатия колец 9 между собой в осевом направлении за счет воздействия на них эластичного кольца 13 посредством упорной втулки 14.

При воздействии на запорный орган 4 давления снизу он поднимается и жидкость проходит через кольцевой зазор между подвижными кольцами 9 и запорным органом 4 в выходную полость 3 корпуса 1 клапана и далее по колонне труб (не показаны) на поверхность. При снятии давления снизу запорный орган 4 под воздействием пружины 10 и груза 15 и давления сверху опускается в седло 6.

Применение клапана предлагаемой конструкции обеспечивает работоспособность насосов в вертикальных и в наклонно-направленных скважинах при добыче различных сред из скважин в нефтегазовой и других отраслях промышленности.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Клапан погружного насоса, содержащий корпус с входной и выходной полостями и размещенными в корпусе запорным органом со штоком и седлом, причем запорный орган выполнен в виде плунжера с возможностью образования запорной пары с внутренней поверхностью седла, последнее выполнено из размещенного в опорной втулке набора подвижных в радиальном направлении и уплотненных эластичными элементами колец, посадочные поверхности которых смещены эксцентрично относительно друг друга и поджаты в осевом направлении, а запорный орган нагружен пружиной, отличающийся тем, что запорный орган выполнен с упорным фланцем, а опорная втулка седла выполнена с кольцевой канавкой под упорный фланец, при этом подвижные в радиальном направлении кольца поджаты в осевом направлении через эластичное кольцо упорной втулкой, под запорным органом на штоке подвешен груз, пружина расположена во входной полости корпуса между грузом и упорной втулкой седла, а последнее установлено в расточке корпуса и зафиксировано относительно него посредством разжимного кольца.





ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Насосы и компрессорное оборудование






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+центробежный -насос".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "насос" будут найдены слова "насосы", "насосом" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("насос!").



Рейтинг@Mail.ru