ШАРИКОВЫЙ КЛАПАН

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.